風道電加熱設(shè)備分級溫度保護的必要性

〔山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司，山東濟南250032〕

一、技術(shù)背景

現(xiàn)階段我國大多數(shù)的棉花加工企業(yè)都采用燃煤鍋爐進行籽棉烘干。在生產(chǎn)過程中燃煤鍋爐逐漸暴露出以下缺陷：1.熱效率低，升降溫速度太慢；2.需要專門的工人值守；3.所需溫度完全依靠工人經(jīng)驗決定；4.排放大量空氣污染物，已不符合國家環(huán)保政策要求。

隨著國家環(huán)保政策的日趨嚴格，棉機制造企業(yè)和棉花加工企業(yè)都面臨著更換高效清潔的烘干熱源的問題，風道電加熱器為籽棉烘干提供了完美的解決方案。風道電加熱器主要用于管道中的空氣加熱，熱效率高、溫升迅速，不需要專人操作，設(shè)置好所需溫度，啟動設(shè)備就可保持在設(shè)定溫度范圍之內(nèi)。它是利用風機把加熱后的空氣輸送到籽棉烘干塔，達到籽棉烘干的目的。

二、產(chǎn)品簡介

風道電加熱器主要用于管道中的空氣加熱，采取分檔分級加熱方式對空氣進行加熱（如圖1）。每檔和總出風口都有單獨溫度傳感器，對各處溫度實時監(jiān)控。低溫和超溫狀態(tài)自動采取不同方式來保證溫度在設(shè)定范圍之內(nèi)。

為了達到升溫降溫迅速、控溫穩(wěn)定的目的，風道電加熱器有6檔，每檔分為主加熱、基本加熱、輔助加熱三級加熱模式。每檔都配有溫度傳感器，實時采集實際溫度值，根據(jù)設(shè)定溫度跟實際溫度差值，自動協(xié)同各級配合使用，直至溫度保持在出風口設(shè)定溫度范圍內(nèi)。

圖1 風道電加熱器加熱方式

（一）產(chǎn)品特點

為了增加電加熱管散熱面積，增加熱交換率，加熱管采用耐高溫不銹鋼管外套翅片式不銹鋼片。

電熱器加熱腔內(nèi)采取流線式設(shè)計，減小熱風在腔內(nèi)的停留時間，延長加熱管壽命。

主加熱、基本加熱、輔助加熱三級加熱管在加熱腔內(nèi)合理安排，減小熱損失，防止加熱管準干燒。

采取分檔分級控制，以確保電加熱器升溫迅速且溫度保持穩(wěn)定。每檔分為三級，每檔根據(jù)測溫元件實時采集的溫度值，根據(jù)設(shè)定溫度跟實際溫度差值自動調(diào)配各級使用。

三、產(chǎn)品組成及結(jié)構(gòu)

（一）產(chǎn)品組成

風道電加熱器組成（如圖2所示），由爐膛、加熱元件、測溫傳感器、進氣口、出氣口及電氣控制系統(tǒng)接線端子組成。此結(jié)構(gòu)既減小風阻，又能確保冷風受熱均勻，熱風在爐膛內(nèi)不停留。

（二）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

圖2 風道電加熱結(jié)構(gòu)圖

由圖2可以看出，電加熱管安裝在加熱爐膛內(nèi)部，整個加熱器爐膛除了進氣口和出氣口，其余部分為全封閉式空間，而且有很厚的保溫層。如果沒有空氣流動，爐膛溫度會快速升高，超過電加熱管耐溫上限，造成電加熱管損壞。為了確保加熱器能正常工作，采用風壓檢測和實時溫度檢測兩種保護措施，其作用如下：

1.風壓檢測為了保證風機正常運行，使進氣口的冷風經(jīng)過爐膛加熱后的熱風能及時從出氣口排出，確保加熱元件溫度不超溫。

2.溫度檢測為了保證加熱元件在工作且不超溫，每一檔和出氣口都單獨測溫，確保各級加熱元件都能正常運行。

如果僅僅觀察出風口溫度，勢必會造成爐膛溫度只能靠經(jīng)驗估計，這并不能最大限度地減少加熱元件損壞。

下面結(jié)合現(xiàn)場做進一步說明分級溫度保護措施。

圖3 PT100控制原理接線圖

圖4 PT100接線圖

安裝位置在圖2測溫點。為了盡可能獲取爐膛內(nèi)準確的溫度數(shù)據(jù)，采取每檔一個測溫點。在設(shè)備工作時，設(shè)定好各檔溫度保護值，如圖5。每檔的溫度可單獨設(shè)定一個設(shè)定值、低溫值、超溫值。每檔的三級加熱元件會根據(jù)各自溫度的設(shè)定值和實際值的對比來自動啟動或者停止工作。

圖5 各檔溫度保護值設(shè)置

設(shè)定值——客戶需要的溫度值；

低溫值——當溫度達到低溫值時，自動停掉一級加熱元件；

超溫值——當溫度達到超溫值時，為了不損壞加熱元件，本檔全部加熱管停止工作。

此三個數(shù)值確保了每個加熱元件運行的可能性，大大延長了加熱管使用壽命。