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塑料机械电磁感应加热改造适用广 |
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作者：上海凯琦节能科技有限公司 许建文 来源：中国塑料橡胶 |
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电加热在橡塑加工行业广泛地应用於不同领域。挤出机与注射机领域的电磁感应加热改造或新机配套已为业内人士所熟知。本文介绍的电磁感应加热改造案例涉及注塑机、电缆挤出机、双螺杆造粒机、平板硫化机、挤铅机等不同机型，展示出电磁感应加热在塑料行业可以适应很广泛的应用领域。
注塑机
延锋彼欧公司有注塑机22台以上，吨位从350T到4000吨不等，注塑机包括辅机的能耗占全公司能耗1/4。降低注塑机的能耗对提高公司产品单耗，降低总的能源消费有重要作用。
延锋彼欧公司9台注塑机进行电磁加热改造後全年统计节约标准煤320吨，占企业全年能耗的1.5%。
改造案例：
- 改造设备名称：Ube3150T注塑机
- 模具型号：POLO上体
- 测试日期：2010年8月9日~ 9月30日
- 电阻丝平均用电量：163.2千瓦时/班次
- 电磁加热平均用电量：94千瓦时/班次
- 平均节电率：42.5%
图 平板硫化机
塑机电磁感应加热改造後特点：
1. 采用电磁感应加热方式对注塑机料筒进行加热，可降低加热单元能耗30-50%。相对整机节约能耗5-7%。
2. 电磁线圈功率只有原电阻丝功率60%。加热功率密度提高，电热转换效率超过90%。
3. 模块化设计，加热线圈采用“HAFU”紧固结构，可靠性高，便於安装和维修。
4. 电磁线圈表面温度低，使用寿命长。
5. 加热电源模块化结构，功率系列齐全，最大加热功率不受限制。由於改变了热源，不仅加热速度快，且电磁线圈本身不发热，所以，温度控制的热惯性小，控制精度高。
6. 3150T注塑机料筒加热从常温到设定温度（250℃），电阻丝加热用时45分钟，采用电磁感应加热方式用时25分钟。
7. 采用电磁感应加热方式，感应线圈表面温度（48℃），远低於电阻丝发热圈表面温度（101℃），优化工作环境，可间接节约用於防暑降温的电能。
8. 由於感应加热设备采取防电磁辐射措施（外磁场收磁回路及金属屏蔽罩的设计应用），距离辐射源3150注塑机正面0.3米位置检测，电场强度为0.0117KV/M。符合国家《工作场所有害因素职业接触限值物理因素》工频电场限值≦5KV/M的限量标准。
其它几台注塑机改造後节电率的统计数据如图表2所示。表2 延锋彼欧机台注塑机改造後节电率
 可以看出，电阻丝加热功率越大，电磁感应加热改造後的节电率也越高。
江苏某大型电缆制造企业一台150电缆挤出机，加热温区6个，原加热功率90Kw，改用电磁感应加热後电磁加热功率为60Kw。改造前後，在设备螺杆转速不变的情况下得出统计数据如图表3、4所示。表3 电阻加热方式数据纪录表
 表4 电磁加热方式数据纪录表
 依据图表3和4数据比较可以初步得出改造前後节能数据如下：
1、加工同一种低烟无卤压杆式电缆：
（228÷8 - 114÷8）/(228÷8) × 100% = 50%
2、不考虑加工材料品种，仅以开机在相同转速下正常工作时间计算改造前每小时耗电：
（117＋168＋228）/（6＋8＋8）= 23.32 KWH
改造後每小时耗电：
(24＋60＋114＋108)/(2＋6＋8＋9) = 12.24 KWH
平均节电率：
（23.32 - 12.24）/23.32×100%
= 47.51%
平行双螺杆造粒机
上海斯瑞聚合体科技有限公司专业生产优质聚合体应用材料（高强高模超高分子量聚乙烯纤维及其复合材料、电缆料、碳纤维及其复合材料）的高科技企业，有20条专业生产线，其中已有16条双螺杆挤出机进行电磁感应加热项目的改造。
16条设备总的加热功率880Kw，改造後电磁感应加热功率530Kw，改造後的平均节电率均在40%以上。
一台60Kw加热功率的平行双螺杆造粒机设备经过改造後的节电费按实测数据如下：
对图表5分析得出平均节电：
﹝（19.77-8.73）+（17.78-7.86）﹞/2 = 10.48度/小时
平均节电率：
﹝（19.77-8.73）/19.77+（17.78-7.86）/17.78﹞/2×100% = 55.81%
平板硫化机
原设备状态：利用上下电板传导加热夹在二电板中间的橡胶模，达到使模具内橡胶融化成型的目的。
橡胶平板硫化机的模具加热部分单台加热功率为600W×9=5.4Kw（上电板）和750W×9=6.75Kw（下电板），总功率12.15Kw，分上下2个加热区。加热方式均采用电阻丝加热管进行传导加热的方式。其加热温度控制在200℃±1℃ 以下，采用分立PID温度控制器通过固态继电器对电阻丝加热管的电源进行通断来实现温度控制。该设备上下电板尺寸分别为上电板508mm×503mm×62 mm，下电板560mm× 554mm× 62mm。配置如图2所示。
图 平板硫化机 设备的测温系统：上下电板各有一个热电偶插入电板的中间。
节能改造目的：选用电磁感应加热方式对原电阻丝加热方式加以改造，在保证设备可靠运行的状态下，确保设备节电率在15%至25%之间。
初步实现方案：在原上下电板上开出感应线圈弧形槽，将感应线圈安装其中，上下电板需要电磁感应加热功率为原电阻丝加热功率的60%就可满足原有的生产状态需求，即上电板可配置一套3.5Kw的功率发生器，下电板可配置一套5Kw的功率发生器，共配置2套加热器对应2个加热区，总的加热功率为8.5kw，该设备的原有PID控制设备及控制方式维持不变。
本系统2个加热区对应二组功率发生控制器，功率发生器模块需要使用380V（220V）交流的三相电源供电。其自带多种保护功能，通过自诊断功能显示出错指示，具有很高的可靠性和实用性。每个加热区相互独立，在安装完毕後，接通电源，设置好远程PID即可实现自动加热。加热区的温度通过原有PID温度控制器采集，并由PID温控器发出控制信号直接输入到电磁功率发生控制器并根据该输入信号判断是否控制加热线圈产生电磁场并输出功率以达到橡胶平板硫化机按预设温度加热的目的。
按上述方案实施，节电量为18.9%，温控精度±1℃，实测记录如图表6所示。
YQL-150/5型连续挤铅机由熔铅炉、Ω管、机身、模座四部分组成，由於加热温度高达400℃，电阻丝加热部分的功率密度较高，外加厚厚的保温层，特别是Ω管部分，电阻丝经常易断，不但维修相当困难，而且严重影响正常生产和电缆质量。
由於电磁感应加热具有功率密度高的特点，经改造後的挤铅机不仅加热速度快，而且相对於电阻丝加热方式，电磁感应加热方式使设备加热可靠性大大提高。据厂家反映，挤铅机要求进行电磁感应加热改造的第一目的就是提高设备正常工作的可靠性，降低维修难度，其次才是考虑省电。
经改造後的挤铅机，已经使用七个月，设备运行正常。听现场操作人员反映，每次开机，预热时间缩短了三分之二。因为这台设备的节电量数据在我们介入改造前，已经有一家单位进行电磁加热改造失败了，原电阻丝加热状态不复存在，故无法进行改造前後的具体数据比较。(end)
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(7/3/2012) |
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