電加熱設(shè)備選型的基本原則

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〔北京中棉工程技術(shù)有限公司，北京100052〕

一、開展廣泛的市場調(diào)研

電加熱技術(shù)是成熟技術(shù)，隨著國家煤改電政策的不斷深化，其更加廣泛地應(yīng)用于化工、煤炭、民生等諸多領(lǐng)域。軋花廠籽棉烘干熱源的煤改電才剛剛起步，要選用適應(yīng)棉花加工生產(chǎn)線特性的高性價比的電加熱器，應(yīng)根據(jù)本區(qū)域的氣候特點(diǎn)、生產(chǎn)工藝狀況和企業(yè)承受能力，深入市場開展調(diào)研。工業(yè)電加熱器工作電壓380 V，每臺功率幾百kW，電壓高、電流大，車間粉塵濃度高，而棉花又是易燃品，人機(jī)安全、棉花安全問題尤為重要，一定要優(yōu)先選擇資深、專業(yè)的大型廠家進(jìn)行交流與洽談。有些人認(rèn)為電加熱沒什么技術(shù)含量誰都能做，甚至有些小作坊既不懂基本理論又缺乏專業(yè)技術(shù)也敢盲目生產(chǎn)，結(jié)果偷工減料、粗制濫造，性能低下，存在極大的安全隱患。為此，不能單純的貪圖便宜，建議用戶首先到已應(yīng)用電加熱器的軋花廠了解實(shí)情、貨比三家，再到生產(chǎn)電加熱設(shè)備比較密集的區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察和技術(shù)咨詢。

二、全面量化的數(shù)據(jù)分析

軋花廠籽棉電烘干熱源的選型既要考慮地域差異也要考慮季節(jié)特點(diǎn)。從新疆總體氣候差異看，南疆比北疆溫度偏高、濕度偏低，南疆采收購的籽棉回潮率比北疆低，北疆籽棉回潮率在10%～12%，而南疆的籽棉回潮率在6%～8%。北疆一般在9月至10月收購加工，南疆在10月至11月收購加工，加工期的溫度逐漸降低，濕度逐漸升高。進(jìn)廠的籽棉一般要存放數(shù)日再通過氣力輸送進(jìn)入車間、籽棉經(jīng)過多道清理和料氣分離后再經(jīng)氣力輸送到軋花機(jī)，這一過程可自然降低回潮率2%左右。因?yàn)楦盾堊衙薜淖罴鸦爻甭蕿?.95%～8.70%，所以在氣候干燥的地區(qū)或加工初期基本可以不用烘干，即使是回潮率偏高（10%左右）的機(jī)采棉也只需低溫烘干，使籽棉回潮率控制在7%左右，例如低溫60℃、中溫80℃、高溫100℃基本可以滿足生產(chǎn)需要。業(yè)內(nèi)已普遍認(rèn)識到，烘干的目的是為了提高籽棉清雜效率，由于保證軋后纖維質(zhì)量比降低皮棉含雜率更重要，因此，南疆地區(qū)可選擇功率稍小的電加熱器，北疆地區(qū)可選擇功率稍大的電加熱器，例如南疆150 kW～180 kW，北疆200 kW～250 kW。還要根據(jù)籽棉回潮率情況確定是否開烘干、合理調(diào)整運(yùn)行功率大小、及時調(diào)整熱風(fēng)溫度，確保軋花生產(chǎn)線高效運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)皮棉。

三、安全匹配的變壓器容量

軋花廠機(jī)采棉生產(chǎn)線供電變壓器基本處于滿負(fù)荷下運(yùn)行，富裕量很小，一套電加熱設(shè)備的功率至少在800 kW左右，應(yīng)充分考慮現(xiàn)有或預(yù)配置變壓器的容量，通過專業(yè)計(jì)算確保電加熱設(shè)備的額定功率與變壓器匹配，并保留一定的富裕量，防止變壓器超載運(yùn)行過熱起火等事故發(fā)生。例如純電阻加熱的電熱管式熱源，當(dāng)變壓器額定容量為1 000 kVA時，負(fù)荷率不應(yīng)超過80%，即4臺電加熱器的總功率不能大于800 kW，如果確實(shí)需要加大電加熱器的功率，則應(yīng)配置大一檔或更換成合適的變壓器，需要查閱油浸式動力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求（GB/T6451-2015），切忌小馬拉大車。

四、經(jīng)濟(jì)合理的供熱風(fēng)量

根據(jù)電熱轉(zhuǎn)換原理，當(dāng)電加熱器的功率一定時，供熱量是一定的，溫度與流量成反比，輸出風(fēng)量越大則熱風(fēng)溫度越低，風(fēng)量越小則熱風(fēng)溫度越高。那么需要多大的熱風(fēng)量才能適應(yīng)生產(chǎn)線籽棉生產(chǎn)輸送呢？我們以每小時25包～26包皮棉生產(chǎn)線為例，則每小時應(yīng)輸送籽棉15 t～16 t，分兩條線烘干清理則每個烘干塔處理籽棉量為7.5 t～8 t。按氣力輸送原理計(jì)算需要風(fēng)量8 000 m3/h～8 500 m3/h。實(shí)際上配給烘干塔的內(nèi)吸棉風(fēng)機(jī)風(fēng)量基本可以滿足將清花機(jī)閉風(fēng)器排落的籽棉順利吸走，由于各廠生產(chǎn)線布局差異、所配吸棉風(fēng)機(jī)風(fēng)量大小不一，有的即使不開供熱風(fēng)機(jī)仍可以順利吸走，有的需要供熱風(fēng)機(jī)吹入烘干塔，即一吹一吸模式，因此，供熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)量可以控制在7 000 m3/h～8 000 m3/h。按此計(jì)算，一臺250 kW的電加熱器，輸出熱風(fēng)溫度可達(dá)120℃～140℃，既能保證順利輸送熱風(fēng)完成熱交換工作，又能保證籽棉輸送和烘干效果。涉及到烘干前后籽棉回潮率、水分蒸發(fā)量、總熱能消耗等相關(guān)參數(shù)計(jì)算，請參見筆者的“籽棉烘干熱能消耗量計(jì)算公式”一文，不再贅述。

五、掌握基本的結(jié)構(gòu)原理

電加熱器一般都由多組加熱管組成，每組若干根加熱管，接成星形或三角形電路，每臺總管數(shù)少則幾十根，多則百余根，其目的是限制單根加熱管的功率、表面負(fù)荷、表面溫度和疲勞程度，延長使用壽命。據(jù)筆者了解，用戶在使用電加熱器時有個誤區(qū)，認(rèn)為開啟的組數(shù)越少越好、越省電，于是只開啟2組～3組電加熱器工作，殊不知這些電熱管這樣長時間持續(xù)工作會影響其使用壽命。分組設(shè)計(jì)的宗旨是為了使各組都能有工作和休息的機(jī)會，均衡工作，即使全部開啟運(yùn)行時間也會極短，控制系統(tǒng)會根據(jù)用戶設(shè)定的出口溫度自動調(diào)整工作組數(shù)，不必?fù)?dān)心也不宜干預(yù)。為此，了解電加熱器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理很有必要。

六、了解電熱管的國家標(biāo)準(zhǔn)

電加熱器的主要元件是電熱管，涉及到使用壽命和設(shè)備安全，電熱設(shè)備廠家所選或制造的電熱管性能能否符合國家標(biāo)準(zhǔn)，是否具備質(zhì)量檢測的硬件條件，是用戶談判的關(guān)鍵所在，應(yīng)了解金屬管狀電熱元件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JB/T2379-2016）。

總之，軋花廠生產(chǎn)線設(shè)備配置不統(tǒng)一、所處環(huán)境差異很大、影響因素較多，目前還難以生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化定型的電加熱器系列產(chǎn)品滿足所有用戶的需求，需要用戶結(jié)合實(shí)際情況與供貨商深入細(xì)致的協(xié)商定制產(chǎn)品，了解必要的專業(yè)常識和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，做到知己知彼，才能選到高性價比的設(shè)備，取得良好的加熱效果和烘干效果。