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篇1

【關鍵詞】燃料油系統(tǒng)；運行缺陷；改造

前言

勝利油田濱南采油廠稠油末站，作為采油廠的一個集輸轉(zhuǎn)油站，肩負著接收首站來油，經(jīng)過加熱加壓后輸送至東營原油庫的任務。由于近年來來油量的逐年增加，以及建站時間較長，流程及設備相對落后的原因。在當前需要降本增效的趨勢下，其原有的流程和設備無法滿足現(xiàn)在生產(chǎn)的需要。特別是原油加熱系統(tǒng)，能耗較大。需要進行改造和整修。

1加熱系統(tǒng)的現(xiàn)狀

現(xiàn)階段加熱系統(tǒng)的流程為，燃料油罐內(nèi)燃料油通過燃料油泵（兩臺2.2KW齒輪泵）進入電加熱器（30KW）進行燃油加熱，當達到燃燒所需要的溫度（120℃）后，通過燃油管線（80m）進入加熱爐進行燃燒。

2存在的問題和缺陷

經(jīng)測試，加熱爐燃油溫度達到120℃，燃油壓力達到1.2Mpa時，才能保證燃油充分霧化，得到最佳的燃燒效果。但實際生產(chǎn)中存在：

2.1燃油局部壓力損失：在生產(chǎn)運行中，為保持良好的燃燒效果，需要合理調(diào)節(jié)運行參數(shù)。但目前現(xiàn)有的2CY-1.08/2.5齒輪泵，由于使用年限較長，泵出口壓力只能達到1.0Mpa。但是經(jīng)過80米燃油管線（φ25）到達加熱爐燃燒器時，由于局部壓力能量的損失，燃油壓力為0.8Mpa。

2.2溫度達不到燃燒要求：齒輪泵正常運行時，電加熱器出口溫度為125℃，經(jīng)過80米燃油管線（φ25）到達加熱爐燃燒器時，溫度下降為90℃，不能滿足燃燒器要求的燃油溫度。

2.3能耗較大。由于必須保證燃料油所需的溫度，而每天一臺加熱爐需用燃料油約2噸左右，進入電加熱器前油溫約50℃C，需要提高至130℃，每天所耗電量較大。

2.4燃料油燃燒不完全：燃料油物性達不到燃燒器所需的溫度，燃料油溫度低，粘度大，使燃料油燃燒不完全，影響了燃料油的霧化效果，造成煙筒冒黑煙現(xiàn)象的出現(xiàn)；在爐膛及穩(wěn)焰板上產(chǎn)生結(jié)焦，降低了加熱爐爐效，增加了清焦勞動強度，每次清焦需兩人操作停爐2小時，這期間爐溫降低很快，重新點爐后又會造成燃料的浪費。

3原因分析

通過上述存在的問題和缺陷，我們分析認為，其主要原因是因為燃料油進燃燒器前的溫度和壓力與完全燃燒的條件不相適宜造成的。而造成這些情況的主要原因是當前的設備與燃料油系統(tǒng)不相適應。因此需要對設備和流程進行改造，以適應當前的工作條件。

4建議改進措施：

措施一：壓力方面：由于原來的齒輪泵不能滿足現(xiàn)階段的動力要求，故需要更換。用兩臺螺桿泵3GR36-4/2.4-2.5，（啟泵壓力1.8Mpa，）將齒輪泵替換掉（保證進爐燃燒器壓力1.4Mpa，）。

措施二：溫度方面，增加一臺30KM電加熱器，與原來的電加熱器并聯(lián)，保證進爐溫度130℃。

措施三：在電加熱器前增加一臺蒸汽加熱器，通過引出加熱爐爐膛內(nèi)的部分蒸汽，進入蒸汽加熱器內(nèi)，先對燃料油進行預加熱，可將燃料油的油溫由50℃先提高至90℃左右。然后再進入電加熱器進行加熱。這樣，電加熱器只需要將油溫由90℃提高至130℃左右，大大節(jié)約了電加熱器的耗電量。

5建議實施過程

改造實施后，流程設備運行均正常，沒有出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。經(jīng)測試，其燃油進燃燒器溫度約為120（由于燃料油管線較長，從電加熱器到加熱爐活嘴燃油的溫降約為5-10℃），而進燃燒器壓力1.2Mpa，現(xiàn)在運行滿足了燃燒器所需的燃油溫度和壓力，使燃料油在爐膛內(nèi)充分燃燒，減少了穩(wěn)焰板和爐膛的結(jié)焦程度，通過運行現(xiàn)在加熱爐清焦從原來的2天到現(xiàn)在15天左右，杜絕了煙筒冒黑煙的現(xiàn)象，加熱爐出口溫度從以前72℃提高到現(xiàn)在78℃，提高了加熱爐的熱效率，現(xiàn)在加熱爐的運行達到了作為中轉(zhuǎn)站沉降脫水及輸送的目的。

6實施效益分析

6.1經(jīng)濟效益

本站加熱爐啟運時間為150天，油按1000元/噸）

按電加熱器每天至少節(jié)電150kw.計算，用電按0.5元計算，150天克節(jié)約電費150×0.5×150=11250元

改造后的燃油流程：減少了燃油壓力損失、提高了加熱爐出口溫度、保證了燃油霧化效果、降低了燃料油消耗。在保證外輸溫度的前提下，我們使用直徑較小的火嘴，每天每臺爐耗燃油由原來的3t/d降為現(xiàn)在的2.4t/d，節(jié)約燃油費：（3-2.4）×150×1000=9萬元

6.2社會效益：

6.2.1對燃油流程改造后，燃料燃燒充分，減緩了爐膛、穩(wěn)焰板的結(jié)焦程度，減輕了工人清焦勞動強度，延長了穩(wěn)焰板的使用壽命，提高了加熱爐的爐效及設備的利用率。

6.2.2改造后，可以保持較好的霧化效果，避免煙囪冒黑煙問題的發(fā)生，進一步將節(jié)能減排工作有效開展、深入推行，為創(chuàng)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會做出實際工作。

篇2

關鍵詞：煙草制絲生產(chǎn) 滾筒系統(tǒng) 加熱器

中圖分類號：TS4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0099-03

Abstract：Tobacco production technology is the core of modern tobacco process， it involves various kinds of process equipment， the tobacco drum device is one of the primary machine， the device through the roller on the heating and humidifying equipment， to process on the deepening process of cut tobacco moisture， in order to satisfy the requirement of tobacco production process. Roller heating and humidifying equipment is the key equipment of the drum， excellent directly related to tobacco drum heating and humidifying equipment performance effect. This paper discusses a roller heating device， to solve the traditional equipment problems， improve the overall performance of tobacco roller device.

Key Words：The production process of tobacco； Roller system； Heater system

煙草制絲工藝過程涉及煙片加工、煙絲生產(chǎn)、煙絲存儲醇化等工藝過程，其中通過滾筒工藝過程對煙絲進行加熱加濕松散加香工藝是一個很關鍵的工序。

煙草制絲線滾筒設備主要是對煙草煙絲進行加熱加濕的過程，充分松散煙絲，加香煙絲，通過該工藝對煙絲水分與香料進行深層的處理，進而使得煙絲內(nèi)部組織水分與香料更加優(yōu)異，從而提升煙絲的品質(zhì)。其加熱加濕設備是整個設備的關鍵所在，該文提出了一種新型的滾筒加熱加濕設備，解決了傳統(tǒng)滾筒加熱加濕設備存在的問題，提升了滾筒加熱設備整體工作性能，提升了煙絲工藝水平，減輕了煙草企業(yè)的維護成本。圖1是煙絲工藝生產(chǎn)主要流程圖。

1 煙草制絲滾筒系統(tǒng)和滾筒加熱加濕系統(tǒng)簡介

1.1 煙草煙絲滾筒系統(tǒng)

滾筒系統(tǒng)主要由滾筒體、機架裝置、滾筒驅(qū)動裝置、加熱加濕裝置、加料系統(tǒng)、控制管路系統(tǒng)等功能系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)可以對煙絲進行增溫增濕、松散、加香料等工藝處理，同時滾筒運轉(zhuǎn)時還不能粘連煙絲，這就要求滾筒的加熱加濕設備要可靠穩(wěn)定運行，滿足工藝要求。圖2是煙絲滾筒加熱加濕設備。

1.2 滾筒加熱加濕系統(tǒng)

煙絲滾筒系統(tǒng)中的加熱加濕系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心所在，該系統(tǒng)主要由加熱管路控制系統(tǒng)、加熱器管道、風機、水路控制等功能系統(tǒng)組成，通過對滾筒中的煙絲增熱增濕，加香，讓煙絲水分更加深層工藝處理，達到對煙絲增香、保潤、防霉、松散等工藝要求，提升煙絲整體工藝質(zhì)量。

2 新型煙絲滾筒加熱加濕系統(tǒng)的原理與實現(xiàn)

2.1 新型滾筒加熱加濕系統(tǒng)原理

一般滾筒加熱加濕系統(tǒng)主要由加熱管道、散熱系統(tǒng)、排水系統(tǒng)組成，高溫高壓的蒸汽通過管道進入加熱盤管，冷濕氣進入加熱盤管加熱后進入滾筒，系統(tǒng)不運行后，蒸汽在加熱盤管內(nèi)冷卻后會形成冷凝水存積在加熱盤管內(nèi)，不能排除管道，當下次運行時高溫高壓蒸汽會與冷凝水進行冷熱交換，導致加熱盤管熱脹冷縮，產(chǎn)生“水錘”效應，加速加熱器的穿孔損壞。

為了提升加熱器的整體性能，避免傳統(tǒng)加熱器的“水錘”效應等質(zhì)量隱患，該文提出了一種新型的滾筒加熱加濕系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過增加溫度檢測、空氣吹掃系統(tǒng)、排水與排氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等功能系統(tǒng)組成。圖3是新型滾筒加熱加濕系統(tǒng)框架圖。

正常運行時，高溫高壓蒸汽通過氣源進閥進入加熱盤管，風機產(chǎn)生的冷濕氣通過加熱盤管加熱后進入滾筒對煙絲進行加熱加濕；當滾筒停止運行后，氣源進閥關閉，溫度檢測系統(tǒng)實時檢測加熱盤管內(nèi)的溫度，當溫度低于一定設定值后，開啟排水閥、高壓清掃吹氣閥、排氣閥進行加熱盤管內(nèi)蒸汽冷凝水的清除；如果在溫度還沒低于設定值，滾筒系統(tǒng)再次啟動時，則不啟動蒸汽冷凝水清除系統(tǒng)。

整體加熱盤管蒸汽冷凝水清除系統(tǒng)采用實時檢測實時判斷軟件控制系統(tǒng)來進行控制，以滿足現(xiàn)場煙絲滾筒加工工藝的要求，防止傳統(tǒng)滾筒冷凝水不能清除，產(chǎn)生蒸汽冷凝水冷熱交換，損壞加熱盤管的問題；同時整體提升了滾筒加熱加濕的效果，提升了煙絲的工藝性能。如圖4是新型滾筒加熱加濕控制框架圖。

2.2 新型滾筒加熱加濕系統(tǒng)實際應用

新型滾筒加熱加濕系統(tǒng)增加了冷凝水實時清除系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)滾筒加熱系統(tǒng)中加熱盤管中不能清除的冷凝水與蒸汽熱脹冷縮，形成加熱盤管中“水錘”效應問題，提升了滾筒加熱的效果，延長了加熱盤管運行壽命，減少了煙草企業(yè)的維護成本，提升了煙絲的工藝生產(chǎn)品質(zhì)。該系統(tǒng)應用于實際情況表明效果良好，整體性能優(yōu)異。圖5是新型滾筒加熱加濕系統(tǒng)實際運行效果圖。

3 結(jié)語

制絲工藝環(huán)節(jié)是煙草生產(chǎn)工藝的一個關鍵環(huán)節(jié)，該工藝環(huán)節(jié)也是一個復雜的工藝環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)中制絲滾筒洗頭膏的加熱加濕、加香、松散等工藝環(huán)節(jié)是關鍵所在，該功能進一步提升煙絲的品質(zhì)，使得煙絲水分香料更加醇化優(yōu)異，提升煙絲整體品質(zhì)。

新型滾筒加熱加濕系統(tǒng)通過增加了冷凝水實時清除系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)滾筒加熱加濕系統(tǒng)因加熱盤管冷凝水不能及時清除，而與高溫高濕蒸汽冷熱交換熱脹冷縮，導致加熱盤管內(nèi)“水錘”效應，加速加熱盤管的損壞，對煙絲生產(chǎn)形成不必要的影響。新型滾筒加熱加濕系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)問題，提升了滾筒對煙絲增溫增濕、保潤、松散功能，提升了煙絲整體品質(zhì)。

參考文獻

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[2] 陳良元.卷煙生產(chǎn)工藝技術(shù)[M].鄭州：河南科技技術(shù)出版社，2002.

[3] 陳河祥，李斌，李華杰，等.滾筒烘絲機控制方法的改進與對比分析[J].煙草科技，2011（9）：12-15.

[4] 楊煜文，趙宏洲.制絲線煙絲儲存與送配置的改造[J].煙草科技，2002（1）：27-28.

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【關鍵詞】江西天然氣管網(wǎng)工程 溫降計算 加熱設備的選型

1 前言

江西省天然氣管網(wǎng)二期工程是承接西二線入贛天然氣工程，該工程將實現(xiàn)對南昌、九江、萍鄉(xiāng)、宜春、吉安、贛州等9市進行供氣。本工程按照分批、分期進行建設，萍鄉(xiāng)段、宜春段、吉安段、贛州段為第一批開工建設工程，共包括7座站場和3條支線。本文以萍鄉(xiāng)、宜春、吉安、贛州段輸氣管線為例分析天然氣溫降計算及加熱設備的選型。

2 加熱設備比選

由于上游來氣壓力較高，江西省天然氣管網(wǎng)二期工程上游西二線萍鄉(xiāng)分輸站和宜春分輸站向下游的供氣溫度較低，按照設計，其冬天供氣溫度一般為1℃。在萍鄉(xiāng)接收站和宜春接收站，向直供用戶的供氣壓力較低，調(diào)節(jié)閥前后壓差大，天然氣的節(jié)流溫降大，導致調(diào)壓閥后的天然氣溫度過低。

天然氣溫度過低會產(chǎn)生諸多不利影響，主要包括：

（1）可能會產(chǎn)生調(diào)節(jié)閥凍結(jié)、管道冰堵，威脅管道安全運行；

（2）天然氣溫度低于0℃，會導致土壤凍漲，同時也會破壞周邊環(huán)境。

為確保運行安全，根據(jù)分輸站場各工況下的進站壓力、溫度和調(diào)壓后的壓力，計算調(diào)壓后的溫度，為保證調(diào)壓后溫度不低于0℃，萍鄉(xiāng)接收站和宜春接收站均在計量設備上游設置水套式加熱爐，為分輸天然氣加熱。

常用的天然氣加熱設備包括水套爐、真空爐、熱媒爐及電加熱器。上述加熱設備特點如下：

（1）水套爐是將天然氣加熱盤管置于水浴中，將盤管中的天然氣直接加熱，水浴溫度可在50～100℃范圍內(nèi)變化。其特點是：熱負荷彈性大，但占地較大，易產(chǎn)生結(jié)垢。

（2）真空爐是將加熱盤管置于溫度范圍為90～99℃的氣相空間中，利用微負壓狀態(tài)的水蒸氣通過盤管將熱量傳遞給被加熱介質(zhì)。其特點是加熱效率較高，結(jié)垢少，體積較小，但只能通過真空度來調(diào)節(jié)熱負荷，熱負荷變化范圍和操作彈性西相對較小，主要適用于加熱負荷2000kW以上，變化范圍較小的工況。

3 熱負荷計算

在保證調(diào)壓后溫度不低于5℃情況下，使用 “HYSYS PROCESS” 軟件 ，對各工況均計算了天然氣調(diào)壓溫降，選取最惡劣工況進行加熱爐負荷計算。加熱器負荷計算公式如下：

P= Vρ（H1- H2）/3600×24/η（式1）

式中：

P―功率，kW；

V―氣體體積流量，Nm3/d；

ρ―氣體密度，kg/ m3；

η―電加熱器熱效率，取0.85；

H1―加熱器出口溫度對應氣體焓值 kJ/

kg；

H2―加熱器進口溫度對應氣體焓值 kJ/kg。

萍鄉(xiāng)接收站和宜春接收站采用2臺水套式加熱爐，在熱負荷少的月份可停開1臺水套加熱爐。水套加熱爐的計算結(jié)果及配置見表2。

注：加熱爐按進口4MPa壓力選型，如果上游提高供氣壓力，協(xié)議中需要求上游提高供氣溫度（上游具備此能力）。

4 結(jié)論

經(jīng)過對多種加熱設備的比選以及計算結(jié)果，本工程萍鄉(xiāng)接收站和宜春接收站采用2臺水套式加熱爐，在熱負荷少的月份可停開1臺水套加熱爐的方案。既滿足了工程要求，又利于節(jié)約設備損耗，大大的對工程設計方面進行了優(yōu)化。

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第六代隔熱保溫混凝土設備具備如下無人有我的顯著優(yōu)勢：

1.輕質(zhì)高強防火，減輕建筑物負荷：干質(zhì)密度150-1000kg/m3，是普通混凝土的1/10，抗壓強度0.3-2.5 mpa、防火等級為A級。2.良好的隔熱、隔音性能：其導熱系數(shù)0.046-0.16w/m.k，24cm厚的墻體隔音量為58dB，滿足建筑樓面、分戶墻保溫、隔音要求。3. 使用壽命長：其產(chǎn)品屬于無機發(fā)泡材料，與建筑物同壽命。4.抗水性能好：第六代泡沫混凝土材料吸水率極小，明顯區(qū)別于其他廠家泡沫混凝土，具備防水功能，可實現(xiàn)保溫防水一體化。

經(jīng)第六代隔熱保溫混凝土設備在屋頂上現(xiàn)場澆筑的隔熱保溫層，不起鼓、不開裂，無須留任何伸縮縫和排氣系統(tǒng)，在外墻面可直接噴涂墻體保溫層。在樓地面工程中，也可現(xiàn)場澆筑地暖保溫墊層，隔音保溫效果好。在墻體材料中，第六代隔熱保溫混凝土設備，還可制作輕質(zhì)內(nèi)隔墻條板。使用這種材料建造的房屋，造價低，使用面積大，使工作、居住建筑環(huán)境冬暖夏涼。小投資即可上馬生產(chǎn)輕質(zhì)泡沫混凝土砌塊磚。

自2001年起，公司面向全國誠招第六代隔熱保溫泡沫混凝土設備的經(jīng)銷商。該設備投資小、見效快，利潤空間巨大。只需購置設備，無需流動資金。公司可免費為投資者提供全套技術(shù)方案、資料和培訓工人，同時還可全方位解決設備在使用中的技術(shù)問題以及竣工交驗、結(jié)算、賬款回收等環(huán)節(jié)所遇到的疑難問題。

作為《現(xiàn)代營銷?創(chuàng)富信息版》的忠實讀者，徐顯果先生還被評為本次創(chuàng)業(yè)周的“十佳創(chuàng)富明星”代表。屆時，他將會在展會現(xiàn)場，對意向讀者和意向客戶，現(xiàn)場講解第六代隔熱保溫泡沫混凝土設備的產(chǎn)品優(yōu)勢和經(jīng)營前景。

河南翔龍工程集團南陽分公司

地址：河南鄧州三賢路北段設計院

電話：0377-62568818

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關鍵詞：多晶硅鑄錠爐；加熱室；結(jié)構(gòu)設計；技術(shù)分析

1 簡述多晶硅鑄錠爐

1.1 多晶硅鑄錠爐的作用

多晶硅鑄錠爐是進行太陽能工業(yè)設計的專用設備，是硅體鑄錠的主要設備，具有高效節(jié)能的特點，可以實現(xiàn)硅錠的穩(wěn)定生產(chǎn)。多晶硅鑄錠爐是太陽能多晶硅錠進行大規(guī)模生產(chǎn)的應用設備，利用定向凝固技術(shù)，進行硅料高溫熔鑄，實現(xiàn)冷凝結(jié)晶，完成太陽能電池生產(chǎn)的要求，屬于長久持續(xù)工作，具有高精度和可靠性，是可以實現(xiàn)自動化的生產(chǎn)設備。

1.2 多晶硅鑄錠爐的特點

多晶硅鑄錠爐具有較高的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量；加熱速度快，工作效率高的優(yōu)點。應用定向凝固技術(shù)和優(yōu)秀的加熱設備，提供良好的熔鑄條件；提升技術(shù)，保證豎直溫度梯度，實現(xiàn)硅體的熔鑄效果，降低了生產(chǎn)成本，減少了熱量損耗，節(jié)約了能源。

1.3 多晶硅鑄錠爐的技術(shù)

多晶硅鑄錠爐是大型多晶硅鑄造的設備，是通過高溫對硅料進行熔融后利用定向凝固技術(shù)，冷凝結(jié)晶后形成的晶向一致的硅錠，實現(xiàn)了太陽能電池對硅片生產(chǎn)的品質(zhì)要求。多晶硅鑄錠爐技術(shù)是可以直接制備并適合大規(guī)模生產(chǎn)大尺寸硅錠的新型晶體熔鑄技術(shù)，投爐料可以是純度較低的硅，對材質(zhì)沒有非常高的限制，但是卻可以通過一些方法降低晶界和雜質(zhì)的影響，所以生產(chǎn)成本較低，成為制造太陽能電池硅錠的主要方法。

2 多晶硅鑄錠爐加熱室結(jié)構(gòu)設計

多晶硅的鑄造是在加熱室內(nèi)，利用澆鑄或者定向凝固的技術(shù)，在鑄錠爐中制備晶體硅材料。晶體硅材料生長簡便，進行同時鑄造的時候，相對能耗較小，可以降低材料的生產(chǎn)成本，方便控制，可以直接切成硅片。多晶硅的鑄造技術(shù)比硅材料的原容忍度高，受到廣泛的應用， 擠占了單晶硅的市場，成為太陽電池中最具競爭力的材料。

2.1 多晶硅鑄錠爐的工作原理

多晶硅鑄錠爐的工作原理，先在有涂層的坩堝內(nèi)放入多晶硅材料，放在定向的凝固塊上，然后關閉爐膛進行真空抽取，開始對多晶硅材料進行加熱，在材料完全熔化后，逐漸提升隔熱籠，應用定向凝固技術(shù)，把硅體材料結(jié)晶過程中釋放的熱量轉(zhuǎn)移到對下爐腔內(nèi)壁的輻射，形成硅料的豎直溫度梯度。溫度梯度可以從底部開始坩堝內(nèi)的硅液凝固，實現(xiàn)從熔體底部向頂部生長的過程。多晶硅材料凝固之后，進行硅錠退火和冷卻，最后出爐，完成整個多晶硅鑄錠的過程。

2.2 多晶硅鑄錠爐的加熱方式

多晶硅鑄錠爐的加熱目的是調(diào)整溫度，進行硅體材料的熔鑄，所以在進行多晶硅鑄錠的過程中，一定要采用合適的方法。根據(jù)加熱后的效果可以應用感應加熱和輻射加熱完成所需溫度的調(diào)整，實現(xiàn)加熱的目的。

2.2.1 感應加熱

感應加熱是在多晶硅鑄錠的加熱過程中，通過硅體感應進行加熱，調(diào)整溫度，完成熔鑄過程的方法。但是，因為進行加熱的時候，因為磁場一直貫穿硅體材料，所以溫度梯度在硅體材料的穩(wěn)定形成具有一定的難度，會對晶體生產(chǎn)的一致性造成破壞。

2.2.2 輻射加熱

輻射加熱的方法是通過輻射對硅體材料進行加熱，實現(xiàn)熔鑄效果的方法。在多晶硅的熔鑄過程中，應用輻射加熱的方法進行溫度調(diào)整，可以精確的控制硅體材料結(jié)晶過程中的熱量傳遞，有利于坩堝內(nèi)部豎直溫度梯度的形成，所以通常的多晶體鑄錠過程中的加熱都是應用輻射加熱的方式，對硅體材料的溫度進行調(diào)節(jié)。

2.3 多晶硅鑄錠爐的加熱設計

多晶硅鑄錠爐的加熱室被稱為多晶硅鑄錠爐的“心臟”，包括石墨加熱器、隔熱層、坩堝和硅料等，是多晶硅鑄造過程中必不可少的設備。加熱室可以對多晶硅鑄錠過程中的熔鑄進行調(diào)整，保證多晶硅豎直溫度梯度形成的真實完整。因此，多晶硅鑄錠爐的加熱室設計結(jié)構(gòu)非常重要。

多晶硅鑄錠爐中加熱器的加熱能力，一般都要求必須超過1650℃，保證加熱器的材料不會與硅體材料發(fā)生反應，不會造成硅體材料的污染，可以在真空和惰性氣體環(huán)境中長期使用。符合多晶硅鑄錠爐加熱器要求的有金屬鎢、鉬和非金屬石墨等。但是因為鎢和鉬的價格較貴，而且加工比較困難，所以通常對多晶硅鑄錠爐內(nèi)加熱器的選擇是具有廣泛來源，便于加工的石墨。石墨還具有較小的熱慣性，可以快速加熱，而且抵抗高溫和熱沖擊的性能較好，輻射范圍較大，加熱的工作效率較好，基本性能相對穩(wěn)定，是多晶硅鑄錠加熱室內(nèi)加熱器的最好選擇。

2.4 多晶硅鑄錠爐加熱室隔熱材料的設計

在多晶硅鑄錠的熔鑄過程中，為了提高多晶硅鑄錠的生產(chǎn)工作效率，要求盡可能的加快設備的升溫速度，對真空進行抽取，最大限度的減少加熱爐內(nèi)的材料放氣量，縮短硅體材料的真空排氣時間。因為形成硅體材料的溫度梯度，需要隔熱層的精確度來提升，所以隔熱層的質(zhì)量很重要，要盡可能的減輕，避免因為升降時的慣性，造成對控制精度的不良影響。

對隔熱材料進行選擇，一定要具備耐高溫、導熱小、隔熱效果好、蓄熱量少、重量輕和密度低等特點，通過對不同隔熱材料的分析和研究，進行不斷的試驗，最終采用最合適的高純碳氈作為多晶硅鑄錠爐加熱室的隔熱材料。一般的多晶硅鑄錠爐加熱室中高純碳氈隔熱材料的厚度值為90mm，利用方形的不銹鋼籠作為隔熱層組件，進行固定和支撐。

3 提高加熱室結(jié)構(gòu)設計技術(shù)的措施

3.1 降低硅錠的雜質(zhì)，提高質(zhì)量

多晶硅錠中的雜質(zhì)主要是原材料、真空中的油脂或者密封材料中發(fā)揮的碳化物和加熱器、隔熱材料等的設備反應產(chǎn)物造成的。除了原硅體材料中的雜質(zhì)，多晶硅的污染是受到真空和設備的影響從硅錠頂部進入的，在硅液中的分凝系數(shù)為0.08，增加了原材料雜質(zhì)的凝聚，在硅錠表面呈現(xiàn)。提高硅錠爐內(nèi)加熱室的結(jié)構(gòu)設計，可以對真空和設備雜質(zhì)進行控制，降低了硅錠的雜質(zhì)，提高了硅錠的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.2 提高減壓技術(shù)，促進生產(chǎn)

減壓技術(shù)主要是對真空的壓力進行控制，排除加熱爐內(nèi)硅體的空氣和水分，在熔鑄和結(jié)晶過程中，調(diào)節(jié)爐內(nèi)真空壓力、流量和流向，對硅體雜質(zhì)進行蒸發(fā)，控制雜質(zhì)的沉積、凝集和飄落，提高硅體質(zhì)量，促進多晶硅的鑄錠生產(chǎn)。

3.3 對加熱爐優(yōu)化，控制溫度

提高多晶硅鑄錠爐加熱室的結(jié)構(gòu)設計技術(shù)，可以對加熱爐進行優(yōu)化，發(fā)揮加熱設備的優(yōu)勢功能，控制多晶硅的鑄錠溫度，保證硅錠的生產(chǎn)質(zhì)量，提高熔鑄過程的工作效率，促進生產(chǎn)，增長經(jīng)濟效益。

對加熱爐進行優(yōu)化，可以在多晶硅鑄錠爐的定向凝固過程中，對熱傳輸和減壓工藝進行分析研究，完善加熱室的結(jié)構(gòu)設計，對加熱器進行優(yōu)化，確定加熱器的材料，良好的控制鑄錠爐內(nèi)的溫度，提高加熱技術(shù)水平，才能促進企業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)束語

我國太陽能電池的發(fā)展，需要對多晶硅的鑄錠過程和質(zhì)量進行嚴格把關。對多晶硅鑄錠爐內(nèi)的加熱器結(jié)構(gòu)設計技術(shù)進行分析，提高技術(shù)發(fā)展水平，才能促進多晶硅鑄錠工作的發(fā)展，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

參考文獻

篇6

關鍵詞：感應加熱；技術(shù)；應用

中圖分類號：TG15 文獻標識碼：A

1 概述

科學技術(shù)的進步帶動了電力電子技術(shù)和電力半導體器件的開發(fā)和發(fā)展，使得感應加熱裝置以全新的面貌出現(xiàn)在人們的面前，這種變化的突出的表現(xiàn)為：質(zhì)量輕、體積小、性能優(yōu)越、功能強、低碳經(jīng)濟、節(jié)能環(huán)保。筆者結(jié)合自己多年的感應裝置的實踐經(jīng)驗和理論研究，簡要的介紹感應加熱技術(shù)的原理、應用以及發(fā)展，以促進我國的感應加熱技術(shù)的發(fā)展。

2 感應加熱技術(shù)的原理

眾所周知，創(chuàng)立“現(xiàn)代感應加熱”的概念的先賢是大科學家法拉第，它產(chǎn)生的依據(jù)是初級線圈中電流的變化，在相近的閉合次級的線圈中根據(jù)電流的感應而提出來的。在金屬工件的加熱的過程中，應該在需要加熱的工件外面加上一層感應線圈，當某一頻率的交流電通過金屬外面的纏繞的感應線圈時，就能夠自動的產(chǎn)生一種頻率交變磁通，而在交變磁通的作用下，金屬工件會產(chǎn)生一種感應電勢，之后會產(chǎn)生一定的感應電流，再通過電流的對金屬的生熱效應，最終達到對工件進行加熱的目的。

3 感應加熱技術(shù)的應用

3.1 穿透感應加熱?？梢圆捎幂^低的頻率對金屬進行加熱。通常不變換頻率的工頻感應加熱應用較廣，而中頻感應加熱同樣具有廣泛的用途。穿透加熱方便實現(xiàn)鍛造、成形加工、退火和感應熔煉。加熱裝置具有尺寸小，啟動迅速，干凈和效率高等優(yōu)點，而且加熱工藝往往很適合用于自動化生產(chǎn)方式。我公司近年通過技術(shù)攻關，成功地實現(xiàn)中頻感應加熱對尺寸為φ20×430mm鋼管的熱處理，極大地提升了產(chǎn)品力學性能和生產(chǎn)的自動化程度。

3.2 表面感應加熱技術(shù)。這種技術(shù)很容易地在不影響材料其他部分的情況只把零件的某一局部區(qū)域加熱到高溫，既可以節(jié)省能量又可以局部淬火。由于感應淬火的生產(chǎn)周期短，可把自動化或半自動化的裝置結(jié)合起來排列到連續(xù)生產(chǎn)線中。感應淬火工藝一旦制定下來，對每個工件都能精確再現(xiàn)同一的工藝條件，從而得到高質(zhì)量的產(chǎn)品。

3.3 感應熔煉技術(shù)。它具有熔煉速度快，減少熔煉金屬過程由于氧化而產(chǎn)生的損失等特點，還可以用于特殊工藝，如真空熔煉。采用真空和感應加熱技術(shù)既能夠避免燃燒給工件帶來的氧化和脫碳，又能夠用來生產(chǎn)那些不能用其他方法生產(chǎn)的合金。在釹鐵硼熔煉行業(yè)，真空和感應加熱技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到比較成熟的階段。

3.4 感應加熱技術(shù)在節(jié)能降耗中的應用。感應加熱技術(shù)應用了新能源替代了污染大、能耗高的燃料。由于感應加熱技術(shù)具有升溫快，加熱效率高的特點，克服了效率低、成本高、加熱速度慢等電爐的缺點，因此節(jié)能降耗顯著。我公司對φ20×430mm管料的調(diào)質(zhì)處理，改造前使用二臺60kW箱式爐加熱，每爐升溫和保溫時間合計4小時20分鐘。改造后采用一臺中頻感應加熱電源，并配置自動進出料淬火系統(tǒng)。每10秒節(jié)拍進出一根料，在生產(chǎn)中無需預熱，直接升溫到工藝規(guī)定的溫度。節(jié)約了原先每班3小時升溫電能，同時工效從原先每班300件提高到2500件，節(jié)約了工件加熱保溫電能，節(jié)能效果明顯。

4 感應加熱的設備

伴隨著電子技術(shù)的不斷地改進，感應加熱設備也相應的得到了快速的發(fā)展。新型的元件材料也陸續(xù)的研制出現(xiàn)，比如：SCR晶閘管、GTR大功率晶體管、新型電力半導體器件等，其應用技術(shù)特別是感應加熱設備中的應用技術(shù)的發(fā)展令人矚目，其成績令人歡欣鼓舞。半導體的感應式的加熱設備的橫空出世，迅速的起到了極大的作用，使得傳統(tǒng)的加熱設備的弊端與不足迅速的被克服。與新型的電力半導體式感應設備相比，電子管式感應設備和發(fā)電機組已經(jīng)暴露出其不足的地方，故而電力半導體式感應設備得到積極的推廣和應用。電力半導體式感應加熱設備的優(yōu)點和長處是顯而易見的，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）質(zhì)量輕、體積很小、安裝方便、持久耐用。（2）方便、不需要預熱、隨用隨開、啟停方便。（3）工作頻率能夠隨著負載性的變化而變化。（4）控制性能優(yōu)良，自動化操作易于實現(xiàn)，使用便捷。（5）低碳、耗能小、生態(tài)環(huán)保、效率高、冷卻水的流量小。

通常感應加熱的頻率可分為四個部分：即低頻（50Hz～1KHz）、中頻（1KHz～20KHz）、超音頻（20KHz～40KHz）、高頻（40KHz～200KHz）。同時，對于感應加熱的用途的不同，比如透熱、淬火、焊接、熔煉等的計算和確定功率和頻率的方法也是不相同的，要根據(jù)具體的情況來定，不能一概而論。

5 感應加熱技術(shù)的發(fā)展

感應加熱技術(shù)自本世紀初投入應用以來，因為感應加熱技術(shù)所具有的效率高、能量消耗很小、加熱的速度特別快、加熱區(qū)域非常容易控制、沒有環(huán)境的污染、很容易達到加熱過程自動化等等一系列優(yōu)越性能和特點，因而在很短的幾年間得到了很快的發(fā)展和應用，從無到有，從小到大，感應加熱技術(shù)的應用領域不斷地擴大。

應用感應加熱技術(shù)，可通過中間發(fā)熱媒體的媒介的傳遞作用，具有意想不到的功能，能夠?qū)Ψ墙饘俨牧线M行熱加工。比如：用于熱固性塑料加工中的壓模、注模和擠壓等加熱工藝。同時，感應加熱還具有其他的功能，可以廣泛的應用于半導體的生產(chǎn)加工工藝上面，或者半導體的區(qū)域提純、摻雜和單晶生長?，F(xiàn)階段，感應加熱已經(jīng)滲透到我們生活的許多的領域中，在我們不知不覺中影響著我們的生活，比如電磁爐和微波爐的生產(chǎn)都離不開感應加熱技術(shù)，這些生活用品對我們現(xiàn)階段的生活的影響就不言而喻了?？偟膩碚f，感應加熱技術(shù)的發(fā)展，離不開感應加熱理論和加熱設備的支撐，從一定程度來講，感應加熱設備的發(fā)展所起到的作用更加的實際和顯而易見。

結(jié)語

感應加熱技術(shù)在我國已經(jīng)得到了充分的發(fā)展和應用，特別是在汽車領域內(nèi)，感應加熱技術(shù)更加是發(fā)揮了不一般的作用，在汽車零部件的熱處理加工中，感應加熱處理的零部件已占全部熱處理零件重量的60%以上。所以為了更好的能夠在更多領域來應用這一技術(shù)，我們還必須對感應加熱技術(shù)進行深入的研究和探討。近年來，國內(nèi)外許多科研人員正致力于進一步完善感應加熱理論、開拓感應加熱技術(shù)的應用領域。

參考文獻

[1]黃澤雄.高光澤熱塑性復合材料制件的加工-利用感應加熱模具生產(chǎn)塑件新技術(shù)[J].國外塑料，2006.

篇7

【關鍵字】電子技術(shù)；感應加熱電源；發(fā)展趨勢

引言：目前，我國供電能力已經(jīng)大幅提高，環(huán)保意識的提高和電子科技的更進一步發(fā)展，加速擴展感應加熱的領域，將改變我國傳統(tǒng)加熱行業(yè)，例如在鍛造、熱處理、焊接等領域，因此改進生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量是當前的首要目標。開發(fā)和研究大功率高頻感應加熱電源，改造提高加熱電源配套的機械工藝將是改造傳統(tǒng)加熱行業(yè)的基礎工作。之前感應加熱電源控制系統(tǒng)多是采取模擬與數(shù)字相結(jié)合或者模擬控制，模擬控制存在很多頑固的劣勢，但是其發(fā)展年頭悠久，相對技術(shù)更加成熟，所以發(fā)展數(shù)字智能化控制的感應加熱電源已經(jīng)是大勢所趨。

一、感應加熱電源的優(yōu)勢與用途

1、感應加熱電源的優(yōu)勢

（1）溫度控制精準：待加工工件的內(nèi)部或表面加載感應渦電流，使之在其表面流動，與直接在外部加熱工件相比，溫度控制更精確。（2）迅速完成加熱過程：高密度電渦流可以由加熱電源設備提供，產(chǎn)生連續(xù)且較大的渦流在加工工件上，所以加熱過程迅速，效率。數(shù)十秒內(nèi)便可完成對大型加工件的加熱工作。（3）局部加熱：選擇形狀各異的加熱圈和供給不同頻率的電流，可以準確定位加工件的加熱位置，傳統(tǒng)的加熱方式則無法達到這項要求。（4）環(huán)境因素限制?。簾崃坑筛袘訜岬碾娔苻D(zhuǎn)換來，不依靠其它媒介，即使是在嚴苛條件或真空環(huán)境中，也可完成加工件的加熱工作。（5）更加環(huán)保：電力資源相比其它資源更為純凈，傳統(tǒng)煤炭或石油資源直接加熱有煙塵或二氧化碳排放，因此會危害環(huán)境，所以采用感應加熱的技術(shù)可以對生產(chǎn)環(huán)境和自然環(huán)境更加有利。（6）提高工作效率：感應加熱是由加熱工件內(nèi)部產(chǎn)生熱能，與在外界直接加熱工件相比，會損失部分熱量在周圍環(huán)境中，因此感應加熱工作效率高，熱功率損失小。（7）功率控制：由開路系統(tǒng)進行直接加熱，無法控制其功率，但是感應加熱的組成為閉合環(huán)系統(tǒng)，不僅可以進行功率控制，還可以進行頻率控制。（8）增加經(jīng)濟效益：利用感應加熱電源執(zhí)行工件的熱處理工作，不僅可以節(jié)約生產(chǎn)成本，還可以減小電源裝置及相關附屬設備的容積，也因此減少操作人員數(shù)量和占地面積，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

2、感應加熱電源的用途

如今，在鑄造熔煉、鍛件毛培加熱、淬火、金屬管彎曲，金屬表面熱處理等領域中已經(jīng)大規(guī)模應用感應加熱電源。其應用領域還會隨著感應加熱裝置和感應加熱技術(shù)的不斷發(fā)展而不斷擴大，電磁爐、微波爐開始已經(jīng)為人民日常生活所用。表1.1為感應加熱電源在國民經(jīng)濟各個領域的應用

二、感應加熱電源技術(shù)的發(fā)展趨勢與國內(nèi)現(xiàn)狀

1、發(fā)展趨勢

可以推測并結(jié)合當今感應加熱電源技術(shù)和生產(chǎn)工藝的發(fā)展來看，感應加熱電源的發(fā)展方向如下所述：（1）電力電子技術(shù)伴隨著感應加熱技術(shù)發(fā)展而進步，今天，正是電力電子技術(shù)發(fā)展最為迅猛的時候，電子元器件的更新?lián)Q代，會加速推進大容量，高速變頻的感應加熱技術(shù)的出現(xiàn)。（2）傳統(tǒng)的感應加熱設備中逐漸被帶有自動控制技術(shù)的新型感應加熱設備所取代，電源安全性和穩(wěn)定性對加熱工藝本身有著更高的要求，更加智能化的感應加熱電源會是未來的發(fā)展方向。（3）對整個電網(wǎng)無諧波污染，且功率系數(shù)更大也將會是感應加熱電源的發(fā)展方向。（4）感應電熱電源的使用環(huán)境多為工廠，設備生產(chǎn)環(huán)境惡劣且復雜，加熱件的形狀、大小也是各有千秋，感應加熱電源匹配和載荷也不可忽略的干擾其工作效率，因此感應電源會朝著匹配更多載荷和適應更多工作環(huán)境的方向發(fā)展。（5）隨著國家科學技術(shù)的發(fā)展和經(jīng)濟領域的擴張，感應加熱電源對于當前的應用領域來說不會永遠局限于此，因此感應加熱電源發(fā)展方向?qū)⑹歉鼘拸V且多領域。

2、感應加熱電源的國內(nèi)現(xiàn)狀

在工業(yè)化生產(chǎn)中，我國在上世紀五十年代便引入了感應加熱技術(shù)。對于開展符合我國特點的感應加熱電源研發(fā)工作是在六十年代末期才開始，到目前為止，感應加熱設備在我國的市場化和產(chǎn)品化上已經(jīng)是具備相當大規(guī)模。傳統(tǒng)的中頻感應加熱設備已經(jīng)被晶閘管中頻感應加熱設備所取代，形成了系列化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。但是，電流型逆變電路結(jié)構(gòu)為國內(nèi)常見的中頻感應加熱設備，為了可以適應頻繁啟停，電路架構(gòu)簡單中頻感應加熱電源，相關全數(shù)字超音頻感應加熱電源技術(shù)的研究還需要更加深入。

結(jié)論：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)字化控制在感應電源加熱控制領域提供了可能性，也是感應加熱的主要發(fā)展方向。采用數(shù)字超音頻感應加熱電源可以解決很多生產(chǎn)工作中出現(xiàn)的問題，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，進一步感應加熱電源工作的可靠性。

【參考文獻】

篇8

[關鍵詞]蒸汽消耗量 鍋爐 節(jié)約能源

中圖分類號：U664.11 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）18-0326-01

某輪裝有燃油鍋爐和廢氣鍋爐各一臺。其燃油鍋爐型號為SAACKE KLN/VM-2.5/7，蒸發(fā)量 2500 kg/h 工作壓力 0.7MPa ；廢氣鍋爐型號為SAACKE KIP/PC-0.7/7，蒸發(fā)量 700 kg/h 工作壓力 0.7MPa。

停泊時，由燃油鍋爐提供蒸汽；航行時，主要由廢氣鍋爐提供蒸汽，若廢氣鍋爐的蒸發(fā)量無法滿足全船需求，蒸汽壓力低于燃油鍋爐的啟動壓力時，燃油鍋爐自動投入工作。

1 全船所需蒸汽量計算

全船所需蒸汽主要用于各蒸汽加熱器、艙柜的加熱及保溫、空調(diào)加熱以及生活雜用等。

1.1 蒸汽加熱器的蒸汽耗量計算

蒸汽加熱器包括主機淡水加熱器，燃、滑油分油機加熱器，主、輔機燃油霧化加熱器，蒸汽加熱造水機的熱交換器等。

（1）航行中主機缸套水加熱器、滑油分油機加熱器不用蒸汽加熱。

（2）主、輔機燃油加熱器

主機燃油加熱器，查主機燃油供給單元說明書，得主機燃油加熱器在額定工況下的蒸汽耗量qm11=57.45 kg/h

輔機燃油加熱器，查輔機燃油供給單元說明書，得輔機加熱器在額定工況下的蒸汽耗量qm12=40/3 kg/h。

（3）重油分油機加熱器，qm13=

式中：qm13――加熱器蒸汽耗量（kg/h）；qm――被加熱介質(zhì)的流量（kg/h）；CL――被加熱介質(zhì)的比熱（kJ/kg.K）（對水CL=4.1868kJ/kg.K，對油CL=1.884kJ/kg.K）；t2――被加熱介質(zhì)終溫（℃）； t1――被加熱介質(zhì)初溫（℃）； i”――加熱蒸汽熱焓（kJ/kg）；i’――加熱蒸汽的凝水焓（kJ/kg）；――加熱器的效率。重油分油機蒸汽加熱器參數(shù)qm2：1850kg/h t1：80℃ t2：98℃ CL：1.884kJ/kg.K Δi：2139.7kJ/kg：0.9則重油分油機加熱器蒸汽耗量為qm13=32.58 kg/h

（4）該輪造水機采用主機缸套水加熱，不消耗蒸汽。

1.2 艙柜加熱及保溫蒸汽耗量計算

（1）艙柜加熱蒸汽耗量計算

船舶正常航行時，一般是部分燃油艙柜處于保溫狀態(tài)，其余的不進行蒸汽加熱保溫。艙柜加熱主要在添加燃油后的若干小時內(nèi)進行，而本文主要計算正常航行狀態(tài)下的全船蒸汽耗量，故此處不計算艙柜加熱蒸汽耗量。

（2）艙柜保溫蒸汽耗量計算

油艙相鄰為空氣、海水、鄰艙等幾部分，傳熱系數(shù)應分別選取。

艙柜保溫計算公式為：qm2=3600[Kw Aw（θr - θw）+Ka Aa （θr - θa）+Kh Ah（θr ――θh）]/Δi

式中，Kw Aw（θr - θw）=（Kw1Aw1+Kw2Aw2）（θr - θw）；Ka Aa（θr - θa） =（Ka1Aa1+Ka2Aa2）（θr - θa）；Aa-與大氣接觸的最熱面積；Aa1-甲板面積；Aa2-水線上外板面積；Aw-與海水接觸的散熱面積；Aw1-水線下外板面積；Aw2-船底面積；Ah-臨艙隔壁面積； Δi-可利用的蒸汽比焓；m2 保溫耗氣量；θr -加熱后油溫；θa-大氣溫度；θw-海水溫度；θh -臨艙溫度；K為相應傳熱面的傳熱系數(shù)。環(huán)境溫度及加熱后油溫：θa2℃ θw5℃ θh 20℃

燃料油艙取32℃，日用柜和沉淀柜取80℃。傳熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)Kw119.77 Kw2 6.98 Ka1 8.72 Ka219.77 Kh 5.82。根據(jù)某輪油艙所處位置及尺寸參數(shù)和上述公式及參數(shù)，可得qm2 =40.56+117=157.56 kg/h

1.3 空調(diào)加熱蒸汽耗量計算

船舶空調(diào)設計時，空調(diào)加熱大約按每人2.5 kg/h計算，該輪配員為237人，空調(diào)加熱蒸汽耗量為592.5 kg/h；設計時也可以按此式估算qm3=kg/h，其中？AC――空調(diào)額定能量（kJ/h），該輪在空調(diào)區(qū)域設有4 個空調(diào)器室，6 臺中央空調(diào)器，總加熱功率為666kW?？伤愕每照{(diào)加熱最大蒸汽耗量為599.4～799.2 kg/h。

1.4 生活雜用所需蒸汽耗量計算

生活雜用主要包括熱水柜、蒸飯鍋、沸水器及茶桶等。

（1）熱水柜蒸汽耗量計算： qm4=kg/h

式中：W――加熱水量（kg/h）；Tn――熱水溫度（一般取50～70℃）； TW――給水（冷水）溫度（℃）；i――相應蒸汽壓力下的汽化潛熱（J/kg）； C水的質(zhì)量熱容（4.2kJ/kg.K）；――傳熱效率（對于銅盤管為0.9，鋼盤管為0.7）。該輪采用容量為2m3，熱水溫度為65℃，給水溫度約為20℃，蒸汽壓力為0.3MPa，工作壓力為0.4MPa的熱水柜。每人（船舶配員237人）按每天消耗50kg熱水計算，η取0.9，i=2164.1k J/kg，可得qm41=1150 kg/天。

（2）蒸飯鍋蒸汽耗量計算：蒸飯鍋蒸汽耗量查查說明書可按130 kg/h計算。

（3）沸水器及茶桶蒸汽耗量計算：本輪沸水器及茶桶均采用電加熱，故蒸汽耗量為0 kg/h。該輪有7個烘干間，也要消耗蒸汽。每個烘干間（可以按取暖器每平方米散熱面積蒸汽耗量約4～5kg/h估算）每天可按消耗100kg蒸汽估算。

1.5 蒸汽伴行管、雜用及散熱損失等蒸汽量估算

（1）燃油蒸汽伴流管蒸汽耗量可按下列估算：qm5=（0.05～0.1）LFO kg/h LFO――需伴行管的燃油管路全長（m）

（2）漏泄及散熱損失約占鍋爐蒸發(fā)量的2%。

（3）廢氣鍋爐蒸汽吹灰，航行期間每天蒸汽吹灰兩次，每次大約消耗150～250 kg的蒸汽。

2 各用汽設備用汽量占總用汽量的比例分析

為便于統(tǒng)計，蒸汽消耗分為蒸汽加熱器、艙柜的加熱及保溫、空調(diào)加熱、生活雜用以及其他損失等五部分?，F(xiàn)統(tǒng)計2012年3月10日至3月11日，該船由大連港航行至青島港的過程中全船蒸汽耗量情況。大氣溫度-1～5℃，為便于計算取大氣溫度為2℃，海水溫度為5℃，臨艙溫度為20℃。

該航次，配員為182人，空調(diào)加熱蒸汽耗量按1.5 kg/h計算，蒸飯鍋一天按2小時計，分油機每天工作約10小時，對#1 燃料油艙（左）加熱保溫（40.56kg/h）。統(tǒng)計一天內(nèi)的蒸汽消耗情況。蒸汽加熱器蒸汽耗量Q1 =2024 kg/天，艙柜的加熱及保溫蒸汽耗量Q2=3781 kg/天，空調(diào)加熱蒸汽耗量Q3=6552 kg/天，生活雜用蒸汽耗量Q4=2240 kg/天，其他損失蒸汽耗量Q5=1000 kg/天。

3 全船蒸汽分配優(yōu)化及解決方案：

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關鍵詞：加熱爐 運行 安全 管理

一、加熱爐的設計制造、結(jié)構(gòu)、焊接和檢驗的規(guī)定

1.加熱爐的設計要求是既要采用先進的技術(shù)，設計要結(jié)構(gòu)合理，還要有助于節(jié)約能源，減少浪費，提高經(jīng)濟效益，當然還要符合安全可靠的性能。

2.制造單位應在熱爐的明顯位置，裝設金屬銘牌，并在銘牌上注明加熱爐的型號、名稱、編號；制造廠商的名稱和制造許可證號；加熱爐的額定熱負荷，以kW為單位；工作壓力（殼程、管程），以MPa為單位；設計熱效率的百分比；加熱爐的加熱介質(zhì)；工作溫度，注明以℃為單位。還要注明本加熱爐的設備總質(zhì)量（kg）；設備的外形尺寸（mm）；以及其生產(chǎn)日期和出廠驗收單位和檢驗合格標志[1]。

3.為了確保在對加熱爐檢測過程中避免損害，其在結(jié)構(gòu)上應該遵循操作、清理、維護、檢查方便的原則。并按照規(guī)定要求設置人孔、手孔、等檢查孔。如果加熱爐沒有采用全自動燃燒裝置，應該設置泄爆裝置來保證安全。注意泄爆裝置的排泄口應該避開操作人員的操作方位和通道，以免在發(fā)生危險的時候造成工作人員的人身傷害，同時也不要危及到其他設備的安全。如因爐膛分為幾個隔室，那么在每個隔室都應該設置泄爆裝置。由于加熱爐受熱膨脹，所以要保證所有的受壓元件在運行過程中的膨脹自由度。加熱爐的燃燒器應該和爐型相匹配。為了方便調(diào)節(jié)，加熱爐煙囪擋板的操作設置最好設在地面比較適宜?；鹜彩郊訜釥t殼程要設置可靠的安全泄放裝置，為了確保加熱爐的安全運行，有必要制定具體的安全保障措施。

4.焊接、檢驗和試驗。擔任加熱爐焊接工作的人員需經(jīng)考試合格，并把焊工代號在主要受壓元件焊接頭附近打上鋼?。粰z查和試驗加熱爐受壓元件焊接頭的質(zhì)量，需包括外觀檢查、無損檢測、力學性能試驗、水壓試驗和金相試驗。

5.安全附件。加熱爐應該設置安全閥、液面計、壓力表、測量儀表、報警裝置和燃燒系統(tǒng)安全設施等安全附件。配置的安全附件應遵循SY0031標準，并要符合《在用壓力容器檢驗規(guī)程》的規(guī)定，實行定期校驗[2]。

6.定期檢驗。做好定期檢驗的年度計劃，主要管理部門和安全部門對檢驗的執(zhí)行情況進行監(jiān)管檢查。加熱爐主要包括在線外部檢查、停爐內(nèi)外部檢驗和水壓試驗三項定期檢查。定期檢驗工作要由具有資質(zhì)的單位和從業(yè)人員負責。

6.1加熱爐的在線外部檢查。主要包括：保溫層和銘牌的完好程度；加熱爐的外表面是不完好，如是否有裂紋、變形或者局部過熱的現(xiàn)象；受壓元件是否有滲漏；安全附件的可靠性、靈敏性以及是否配備齊全；自動點火和熄火的保護裝置；緊固螺栓是否有松動現(xiàn)象；基礎是否出現(xiàn)傾斜和不均勻下沉的現(xiàn)象；爐膛內(nèi)和燃燒道耐火襯里是否有松動、裂縫和脫落現(xiàn)象；火管和爐管是否有下陷變形現(xiàn)象等。

6.2加熱爐的停爐內(nèi)外部檢驗。包括全部的檢查項目，包括：加熱爐內(nèi)外表面、開孔接管、彎頭等是否受到腐蝕、磨損等現(xiàn)象；焊接接頭、封頭過渡區(qū)等有應力集中的部位是否有裂紋或斷裂現(xiàn)象；爐內(nèi)主要部件是否有嚴重結(jié)垢現(xiàn)象等。

6.3內(nèi)外部檢驗和水壓試驗。如果使用焊接對加熱爐進行過重大的修理改造，或者對原設計參數(shù)和使用條件作了大的改動，加熱爐停用兩年后再重新投入運行，及不能確定加熱爐的安全性能等情況時，就要進行內(nèi)外部檢驗和水壓試驗。檢驗單位作出檢驗后應出具檢驗報告，說明加熱爐的運行情況是否符合安全標準，加熱爐是否需要維修保養(yǎng)等等，檢驗報告最后需由管理部門存檔保管。一旦檢查出加熱爐存在嚴重的安全隱患，操作人員要及時報告給主管部門，由主管部門制定安全措施，確保加熱爐的安全運行。

二、加熱爐常見事故及預防措施

加熱爐作為一種特殊的油田專用加熱設備，在運行時承受較高的溫度和一定的壓力。受壓部件直接接觸火焰，在運行過程中又要受到水汽的腐蝕，所以操作不當或管理不善就會發(fā)生事故。加熱爐常見的事故有爆炸；火管和煙管塌癟（鼓包）；前煙箱與爐門之間火筒燒穿事故類型。

1.超溫燒毀或燒損。如果爐火火力過大，介質(zhì)流量小或斷流，不能及時將燃料產(chǎn)生的熱量帶走，使爐管結(jié)焦，發(fā)現(xiàn)及時，不會造成太大的損害；后果嚴重則會影響其使用壽命，處理不當還會造成爐管爆裂和爆炸。針對這種安全隱患，要加大檢查，隨時關注加熱爐的運行情況，控制好爐溫，盡量不要超溫，溫度過高時，可以壓火、熄火或者少量打開放空閥門緩慢泄壓。如果因流量降低過大甚至斷流時，要先判斷好情況再作出理，先關火停爐，關閉進口閥門、打開放空閥門、再關閉出品閥門，注意次序，防止爐管爆裂。如果是管內(nèi)結(jié)焦，只要不是偏燒、火焰舔管引起的，作好清焦處理即可[4]。

2.爐膛爆炸是由爐膛內(nèi)存有可燃氣體，在點爐時可燃氣體與空氣混合遇火在爐膛內(nèi)發(fā)生的爆燃現(xiàn)象，該現(xiàn)象嚴重者可使加熱爐火筒變形或前后煙箱發(fā)生變形或撕裂。加熱爐爆炸是由于加熱爐安全閥失靈，超壓運行，其爐內(nèi)壓力超過設計壓力0.6MPa時發(fā)生的水套或火筒受壓撕裂。預防措施及對策是加熱爐點爐前，嚴格執(zhí)行先吹掃爐膛內(nèi)余氣再點火的操作規(guī)程，吹掃時間必須保證5～10min。經(jīng)常檢查加熱爐壓力表，安全閥，使其完好，齊全，操作人員堅守崗位，不擅自離崗；每班安全閥手動排汽一次。

3.火管和煙管塌癟事故原因?；鸸?、煙管塌癟是由于缺水使火管、煙管承受的火焰溫或煙氣溫度，超過其設計材料的允許溫度或火管，煙管承受水套內(nèi)介質(zhì)的外壓，超過其材料在高溫下的屈服強度，而使火管、煙管發(fā)生塑性變形。預防與對策是使加熱爐在額定工作壓力0.4MPa和額定溫度151℃且水位保持在2/3的條件下工作。

4.前煙箱與爐門之間火筒燒穿事故原因。由于爐口處火口磚裂縫松散，導致運行中竄火燒穿火筒，繼而燒穿前煙箱面板。預防與對策是采用整體澆鑄的高鋁質(zhì)火口磚，以及在爐門蓋圈與火口磚，火口磚與襯里磚，襯里磚與火筒之間部分或全部采用耐火度較高，質(zhì)地柔軟的高純硅酸鋁纖維氈加以密封相結(jié)合，防止爐口竄火燒穿火筒及前煙箱面板。

三、總結(jié)

加熱爐的使用單位及其主管部門，應該指定專門人員負責作好加熱爐的維修保養(yǎng)、定期檢查等工作，確保其正常運行；加熱爐的操作人員需要定期參加相關培訓和安全教育，考試合各后才有上崗操作的資格；加熱爐的使用單位要制定有關加熱爐的安全管理制度，建立安全技術(shù)檔案，由管理部門統(tǒng)一負責管理；使用單位還應根據(jù)加熱爐的技術(shù)性能和生產(chǎn)工藝要求制定相應的安全操作規(guī)程，并要求嚴格按規(guī)定執(zhí)行；在使用過程中，要保證加熱爐的溫度和壓力，不能超過規(guī)定標準，頻繁升溫和降溫都會存在很大風險；加熱爐正常運行過程中，操作人員應該嚴守崗位，定時定點定線地進行反復檢查，同時要做好操作運行記錄；最后要做好備用或停用的加熱爐設備，制定保養(yǎng)措施。

參考文獻：

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關鍵詞： 離線鍍膜； 輔助設備； SR93PID； 玻璃鍍膜

中圖分類號： TN710?34； TP273 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）16?0159?02

0 引 言

離線鍍膜是在平板玻璃出廠后，再進行鍍膜加工。較之在線鍍膜膜層的牢固度必然受些影響，所以離線鍍膜對玻璃原片的新鮮度是有一定要求的。它的優(yōu)點可以鍍?nèi)魏晤伾伾梢哉{(diào)整，性能指標可以調(diào)整[1]。目前市場上在離線鍍膜玻璃生產(chǎn)線中，從國外引進的設備中沒有原水加熱設備，使得反滲法制取純水的效率很低。如果把水溫提高到25～30 ℃情況下生產(chǎn)，就會大大提高純水的生產(chǎn)率，從而大大節(jié)約生產(chǎn)成本，降低損耗。做到節(jié)能減排，優(yōu)發(fā)生產(chǎn)之目的。

1 080 kW水電加熱器是為臺灣玻璃武漢生產(chǎn)線所設計的。加熱器采用全不繡鋼殼體，全自動控制，具有恒溫出水，提溫幅度大，多重安全保護，全功率PID控制等優(yōu)點。實現(xiàn)了人機對話，遠程通信，無人看管，自動運行[2]。

1 1 080 kW水電加熱器的基本組成

1 080 kW水電加熱器的基本組成框圖如圖1所示。

從加熱器出口傳感器熱電阻取出溫度信號送給智能調(diào)節(jié)儀，通過控制柜面板人工給出參數(shù)做PID運算[3]，給出最佳輸出功率開度值，以標準的4～20 mA信號送給6路三相雙反并聯(lián)晶閘管，做功率調(diào)節(jié)加熱，從而形成閉環(huán)反饋系統(tǒng)，如果接入遠程計算，即可實現(xiàn)遠程自動控制[4]。

通過幾個月的設備運行，系統(tǒng)工作正常，各項技術(shù)指標達到設計要求，為進口設備國產(chǎn)輔助設備配套做出了先例。

2 1 080 kW水電加熱器的主要參數(shù)

1 080 kW水電加熱器的主要參數(shù)如下：

功率：180 kW×6，工作壓力；

工作壓力：30 t/h；

最大溫升：25 ℃；

最高使用溫度：50 ℃；

控制方式：無觸點PID；

控制精度：±1 ℃；

使用壽命：20年；

備件更換周期：3～5年；

重量：2 300 kg。

3 1 080 kW水電加熱器電控系統(tǒng)原理圖[5]

1 080 kW水電加熱器電控原理圖如圖2所示。

圖2 1 080 kW水電加熱器電控原理圖

核心器件智能調(diào)節(jié)儀采用日本島電儀表儀器SR93PID調(diào)節(jié)器。SR90系列是日本島電公司在全面總結(jié)SR70，SR73及SR60基礎上的高性能的單回路調(diào)節(jié)器。具有自由輸入，顯示精度為0.3級，手動輸出，調(diào)節(jié)輸出限幅，雙設定值，雙調(diào)節(jié)輸出，模擬變送輸出，數(shù)字通信功能，前面板符合IP66級防護標準。重要的是采用了島電的無超調(diào)專家PID算法，兩組PID參數(shù)，功能完善。

4 1 080 kW水電加熱器電控操作過程

控制柜電源采用三相四線制380 V，主線直接接入柜的上端銅排，零線接入柜內(nèi)零線端子。閉合3臺主回路空氣開關DK1～DK3，閉合控制回路控制開關DK4，轉(zhuǎn)動上電開關，設置儀表參數(shù)（請參考儀表中文窗口流程）。第一窗口群將報警溫度設置為60 ℃，第二窗口群設置加熱極性，傳感器代碼設置為31，并確認。如果顯示溫度和測量溫度差大于10 ℃時請分段設置，免得溫度過沖。加熱器停止時先斷開分組控制開關，再關閉上電開關，長期不用時必須關閉控制回路空氣開關。加熱器工作是否正常，根據(jù)電流表顯示及綠指示燈工作狀態(tài)判斷。

5 結(jié) 語

1 080 kW水電加熱器的創(chuàng)新點是，為進口設備國產(chǎn)輔助設備配套做出了先例。使離線鍍膜玻璃生產(chǎn)線全自動控制，具有恒溫出水，提溫幅度大，多重安全保護，全功率PID控制等優(yōu)點。具有很高的實用價值和良好的市場前景，值得深入研究。

參考文獻

[1] 趙海榮，王敉.淺談玻璃行業(yè)燃燒系統(tǒng)電加熱設備的設計應用及體會[J].玻璃，2008，35（3）：29?32.

[2] 華同曙，丁建寧，譚克，等.一種新型工業(yè)電加熱器的開發(fā)與應用[J].機械設計與制造，2010（8）：83?84.

[3] 胡壽松.自動控制原理[M].北京：科學出版社，2001.

[4] 陳堅.電力電子學[M].北京：高等教育出版社，2002.