高聚物工程

電磁加熱節能技術在擠塑機加熱系統中的應用研究

趙宗彬，朱斌祥，楊大力，等

摘要：目的：塑料管材生產加工企業的擠塑機加熱系統一般采用傳統的電阻加熱方式對擠塑機螺筒內的原材料進行加熱升溫。電阻加熱方式耗電量十分巨大，其電熱轉換效率只有35%左右，剩余65%的熱量則散失到周圍的生產環境中去，不僅造成能量的嚴重浪費，而且易對周圍生產環境產生較大的熱污染。利用電磁加熱節能技術對擠塑機電阻加熱系統進行節能技術改造，分析電磁加熱節能技術的實際節能效果。方法：電磁加熱技術是利用電磁感應原理將電能轉化成熱能的一種節能技術，其熱轉換效率可達95%以上。電磁加熱節能技術在擠塑機加熱系統中的應用就是通過把電能轉化為磁能，使金屬螺筒自身發熱來加熱擠塑機螺筒內的原材料，并且在螺筒外部敷設一層隔熱保溫材料，可以大大減少熱量散失，有效提高熱能利用率。首先分析了某塑管生產企業擠塑機電阻加熱系統的工藝特點和擠塑機螺筒不同溫區的技術參數及功率大小，在滿足企業生產工藝的前提下，利用電磁加熱技術對擠塑機電阻加熱系統實施了節能技術改造，采用兩臺15 kW的電磁加熱主機，兩臺主機安裝在一臺控制柜中，每臺主機控制3個溫區。1區不需要降溫，實施時先在螺筒外面敷設耐高溫絕緣保溫材料，然后在保溫材料上纏繞電磁線圈，其余5個溫區需要用風機降溫，實施時先在螺筒上安裝絕緣板用于制作降溫風道，然后在絕緣板上纏繞電感線圈，絕緣板與螺筒外壁預留一定的間隙，在絕緣板上預留進風口和出風口，進風口與風機連接，風機及控制系統使用原有系統。結果：經過3個月的生產運行，電磁加熱技術在擠塑機加熱系統中的應用取得了非常好的效果。首先，直接節電效果顯著。與傳統的電阻加熱方式相比，采用電磁加熱方式的擠塑機加熱系統的節能率為 26.2%，年節電約31600 kWh。其次，間接效果明顯。電磁加熱技術是利用耐高溫線圈通電產生磁熱變換，轉換率高，生產過程不會造成線圈磨損，節約了傳統電阻加熱需要定期更換電阻加熱片的開支和維護費用，提高生產效率；同時減少向周圍散失熱量，改善了生產作業環境。再次，實現了溫度精確性控制。電磁加熱技術通過合理配置，利用控制器的PID比例微積分調節器，有效減輕了升溫慣性，實現溫度的精確控制。結論：電磁加熱技術在擠塑機加熱系統中的應用效果顯著，不僅能夠滿足原來的生產工藝和加熱特點，而且具有明顯的節能效果和運行穩定性，并能實現溫度精確控制。為了進一步降低設備故障率，提高溫度控制精度，還應加強對電磁加熱控制系統的研究，比如對供電電壓不穩的可調整參數的自適應控制研究以及變頻技術的應用研究等。

來源出版物：塑料工業, 2014, 42(2): 72-74

入選年份：2016