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利用感应设备改造加热系统

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登记号:G20220119

所属行业:制造业

学科分类:钢铁冶金;

关键词: 感应设备 加热系统

绿色分类:能源节约;

  • 基本信息
成果名称: 利用感应设备改造加热系统
成果登记号: G20220119 学科分类: 钢铁冶金;
绿色分类: 能源节约; 项目关键词: 感应设备  加热系统      
推荐单位:

上海市能效中心

成果所处阶段: 中期阶段
合作方式: 其他 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 中国 知识产权: 其他
简介: 点击查看


(1)技术适用范围

主要应用在冶金行业,主要应用于有色金属的冶炼,金属材料的热处理,锻造、挤压、轧制等型材生产的透热,焊缝退火等;在机械制造行业,主要应用在机械零件的淬火,以及淬火后的回火、退火和正火等热处理过程以及一些特殊应用,如电子管真空除气、堆焊等。

(2)技术原理(改造内容)

①技术简介

感应加热的原理就是遵循电磁感应、集肤效应、热传导三个基本原则。感应加热用一个模拟的单匝短路次级线圈来说明。以援助体加热的方式为例,工件和感应器的组合可以看做事一台具有多匝初级线圈(感应器线圈)和单匝短路次级线圈(圆柱体工件)的变压器,初级线圈和次级线圈彼此间由较小的空气间隙隔开。通电时在工件内将产生频率相同、方向与感应器中相反的感应电流,即涡流。当电流频率较高时,由于表面效应的作用,使涡流集中在工件表面,产生“集肤效应”。

感应电流密度从加热工件的表面志中心是逐渐降低的,而电流的频率越高,降低的比率也越大。电流密度的这种降低率也取决于被加热材料的电阻率和相对磁导率两个物理量。表示感应电流的分布随透入深度而变化以及控制电流分布的因素,电流密度大约降到表面电流密度值的三分之一处得深度即为“集肤深度”。
②节电原理

新型高频电磁加热系统是通过电磁感应加热控制器把将 220V 或 380V,50Hz的交流电转换成频率为 20-40KHz 的高频高压电,当高速变化的高频高压电流流过线圈会产生高速变化的交变磁场,当磁场内的磁力线通过导磁性金属材料时会在金属体内产生无数的小涡流,使金属材料本身自行快速发热,从而加热金属材料料筒内的东西。同时,配合高效能的保温装置,最大程度减低热损耗,这样就能达到大幅节电的效果。使用这种发热方式,其能量转换效率高达 90~95%,节电效果达 30%—70%)加热部分采用特种电缆结构,可承受 500℃以上的温度主机采用目前最先进的工业用机板,安全、稳定采用的内热方式,环境温度从原来100℃以上降低至常温,使用寿命长达 10 年。
(3)应用案例

实施内容及周期:采用感应电热退火炉替代生产系统中的原电阻式加热退火炉,同时对配套的系统设备进行更新升级;采用感应式电热网带炉替代生产系统中的原电阻式加热炉,同时对配套系统设备进行更新升级;对原有电镀产线进行升级改造,取消原有直通蒸汽供热系统,增加换热管数量,采用盘管加热的方式加热水槽内的水,将蒸汽管道口通入电镀槽,电镀槽内增加变频式电辅热系统;同时更换蒸汽管道内全部保温材料,减少热量损失。生产加热系统节能改造的同时,对生产系统中的涂覆机、压滤机以及喷淋设备等设备设施进行更新替换,以提高生产效率,降低产品单耗。项目于2017年1月4日开工,2017年12月31日完工。

节能减排效果及投资回收期:本项目节能量为 2385 吨标准煤,若统一换算成电力,年节约电力可达到 828万 kWh,电力单价按照 0.8 元/kWh 计算,本项目年可节约 662.4 万元。本项目投资额为 740.175857 万元,则本项目的投资回收期为 1.1 年。

(4)复制推广的潜力、节能潜力(投资回收期)

电磁感应加热技术具有有节能、高效,便于自动化生产等优点。但也有投资大,回收期较长,可广泛的应用在机械、冶金等行业中,技改方法安全可靠,能最大程度改善传统工艺设备的节能潜力,节能减排效果明显,推广应用前景广阔,复制潜力巨大。


姓名: 左秀婷 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市徐汇区中山西路1525号
电子邮件: zuoxt@sstec.org.cn
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