不銹鋼反應(yīng)釜電磁加熱解決方案

發(fā)布時(shí)間：2023-08-30

電磁加熱是提高設(shè)備生產(chǎn)效率、節(jié)能降耗的理想設(shè)備，全自動(dòng)化、耗電小、加熱速度快、加熱溫度均勻、加熱功率密度可調(diào)，并且對(duì)物料氧化燒蝕少。使用電磁加熱反應(yīng)釜 ，特別是不銹鋼反應(yīng)釜電磁加熱，能夠保證反應(yīng)釜內(nèi)液體或者固體物料的高效加熱，又能避免傳統(tǒng)加熱的不均勻而導(dǎo)致物料損耗或者加熱工藝不合格。當(dāng)為了保證釜壁的溫度足夠均勻，并釜體加熱空間受限時(shí)，采用喆能獨(dú)有的MCU控制技術(shù)，可以徹底解決相鄰電磁磁場(chǎng)耦合的干擾。

▼已知條件及要求：

1.常壓反應(yīng)釜，材質(zhì)S304，釜體外形尺寸Ф2m*H3m（厚度4~5mm），自重約750kg，有效容積為7m3，反應(yīng)物料為為某種液體物料；

2. 要求在15小時(shí)內(nèi)從20加熱到160度，15小時(shí)共蒸發(fā)7噸溶液，溶液的比熱容按照客戶提供的參數(shù)計(jì)算。

▼功率計(jì)算及選型：

熱量計(jì)算公式Q=cm△t+km，則反應(yīng)釜所需加熱功率為P=Q/S=350KW，不包含初始升溫釜體本身所需要的熱量和加熱時(shí)間?？紤]設(shè)備效率和實(shí)際工作時(shí)設(shè)備的熱損，采用400KW的設(shè)備總功率是合適的，可以保證達(dá)到要求的加熱效果。

▼基本方案及配置：

方案流程圖（如左圖上），采用5臺(tái)80KW或6臺(tái)70KW對(duì)反應(yīng)釜整體加熱（繞線如左圖下），設(shè)備如不需要防爆則直接掛置在定制的配電柜內(nèi)（如右下圖）。柜內(nèi)采用MCU解決電磁耦合干擾。

基本方案及配置

▼參考案例如下：

▼實(shí)施工藝

1.假設(shè)反應(yīng)釜主體的管路接口和所有相關(guān)結(jié)構(gòu)不影響線圈的布置和干擾加熱。

2.根據(jù)加熱要求及電源型號(hào)，建議合適的保溫層厚度，外面用高溫布包扎緊。反應(yīng)釜實(shí)施工藝

3.在保溫層的外表面布置好線圈，線圈的疏密和匝數(shù)根據(jù)感量要求確定，并臨時(shí)固定。

4.將線圈多點(diǎn)剛性可靠固定，設(shè)備外的防護(hù)外殼至少距離線圈100mm，如右圖所示。

5.加熱器掛裝到落地式動(dòng)力柜內(nèi)，連接好進(jìn)出電纜和控制信號(hào)，通電測(cè)試加熱效果。

6.現(xiàn)場(chǎng)安裝完成后，正式工作前，請(qǐng)注意設(shè)備及動(dòng)力柜的良好接地。

▼加熱控制

控制信號(hào)采用開關(guān)信號(hào)控制，測(cè)溫點(diǎn)布置在爐體底部，或者采用客戶現(xiàn)有測(cè)定物料溫度的方式。設(shè)備加熱部分單獨(dú)控制，不需要跟反應(yīng)釜其它功能聯(lián)動(dòng)。

▼產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

可直接高效率對(duì)310、304、306、310、316L等不銹鋼負(fù)載加熱；

多臺(tái)機(jī)器并聯(lián)采用MCU控制完全解決電磁耦合干擾；

獨(dú)有的負(fù)載匹配檢測(cè)和保護(hù)技術(shù)；

有五種常用的工業(yè)控制外圍接口（4-20mA信號(hào)、0-10V信號(hào)、電位器信號(hào)、12VDC/24VDC開關(guān)量、RS485半雙工通訊信號(hào)），可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

▼經(jīng)濟(jì)效益分析

當(dāng)前使用成本：?jiǎn)闻_(tái)反應(yīng)釜平均消耗蒸汽1.3噸/小時(shí)，按照熱力公司余熱蒸汽的成本220~260元/噸測(cè)算，則每臺(tái)反應(yīng)釜的每小時(shí)使用成本為320元左右。客戶自己廠內(nèi)的鍋爐生產(chǎn)蒸汽，燃料的成本+鍋爐工的成本+鍋爐維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，使用成本比外購余熱蒸汽的成本通常還要高10~30%。傳統(tǒng)燃料鍋爐能源效率不高，使用成本數(shù)據(jù)浮動(dòng)比較大，且不好控制，保守估算每臺(tái)反應(yīng)釜當(dāng)前的使用成本平均在300元/小時(shí)以上。

不銹鋼電磁加熱控制器

改造后的使用成本：設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷80%左右，單位小時(shí)耗電300千瓦時(shí)左右。按照客戶所在地工業(yè)用電的電價(jià)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)（1~10KV等級(jí)，高峰0.93元/度，平段0.57元/度，低谷0.30元/度），峰谷平的均價(jià)為0.6元/度。則單臺(tái)反應(yīng)釜每小時(shí)使用成本為180元。該設(shè)備啟動(dòng)后，過程中全自動(dòng)運(yùn)行，無需人員值守，設(shè)備免維護(hù)，因此實(shí)際使用成本即為用電成本。相比改造前的成本節(jié)約率：（300-180）/300=40%，一年按照280天運(yùn)營計(jì)算，則每年可以節(jié)約成本：280*300*15*40%=50.4萬元，幾個(gè)月即可收回設(shè)備改造費(fèi)用。

如果采用15小時(shí)全部在谷平價(jià)階段滿負(fù)荷運(yùn)行，則運(yùn)行成本可以進(jìn)一步降低(0.6-(0.3*8+0.57*7)/15)/0.6=29%，則每臺(tái)反應(yīng)釜實(shí)際運(yùn)行成本可以降為128元/小時(shí)。相比改造前的成本節(jié)約率：（300-128）/300=57%，一年按照280天運(yùn)營計(jì)算，則每年可以節(jié)約成本：280*300*15*57%=71.8萬元，很快即可收回設(shè)備改造費(fèi)用。

結(jié)論：經(jīng)過經(jīng)濟(jì)效益分析測(cè)算，此項(xiàng)設(shè)備改造的投資是值得的。不僅經(jīng)濟(jì)效益可觀，而且可以解決企業(yè)的用熱環(huán)保問題，碳排放指標(biāo)的問題，并提高企業(yè)的生產(chǎn)安全保障。從節(jié)約能源的角度出發(fā)，社會(huì)效益也是顯著的。

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