電磁加熱節(jié)能技術(shù)在擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

趙宗彬，朱斌祥，楊大力，等

摘要：目的：塑料管材生產(chǎn)加工企業(yè)的擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)一般采用傳統(tǒng)的電阻加熱方式對擠塑機(jī)螺筒內(nèi)的原材料進(jìn)行加熱升溫。電阻加熱方式耗電量十分巨大，其電熱轉(zhuǎn)換效率只有35%左右，剩余65%的熱量則散失到周圍的生產(chǎn)環(huán)境中去，不僅造成能量的嚴(yán)重浪費(fèi)，而且易對周圍生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生較大的熱污染。利用電磁加熱節(jié)能技術(shù)對擠塑機(jī)電阻加熱系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造，分析電磁加熱節(jié)能技術(shù)的實(shí)際節(jié)能效果。方法：電磁加熱技術(shù)是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)化成熱能的一種節(jié)能技術(shù)，其熱轉(zhuǎn)換效率可達(dá)95%以上。電磁加熱節(jié)能技術(shù)在擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)中的應(yīng)用就是通過把電能轉(zhuǎn)化為磁能，使金屬螺筒自身發(fā)熱來加熱擠塑機(jī)螺筒內(nèi)的原材料，并且在螺筒外部敷設(shè)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(chǎn)企業(yè)擠塑機(jī)電阻加熱系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)和擠塑機(jī)螺筒不同溫區(qū)的技術(shù)參數(shù)及功率大小，在滿足企業(yè)生產(chǎn)工藝的前提下，利用電磁加熱技術(shù)對擠塑機(jī)電阻加熱系統(tǒng)實(shí)施了節(jié)能技術(shù)改造，采用兩臺15 kW的電磁加熱主機(jī)，兩臺主機(jī)安裝在一臺控制柜中，每臺主機(jī)控制3個(gè)溫區(qū)。1區(qū)不需要降溫，實(shí)施時(shí)先在螺筒外面敷設(shè)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(gè)溫區(qū)需要用風(fēng)機(jī)降溫，實(shí)施時(shí)先在螺筒上安裝絕緣板用于制作降溫風(fēng)道，然后在絕緣板上纏繞電感線圈，絕緣板與螺筒外壁預(yù)留一定的間隙，在絕緣板上預(yù)留進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口與風(fēng)機(jī)連接，風(fēng)機(jī)及控制系統(tǒng)使用原有系統(tǒng)。結(jié)果：經(jīng)過3個(gè)月的生產(chǎn)運(yùn)行，電磁加熱技術(shù)在擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)中的應(yīng)用取得了非常好的效果。首先，直接節(jié)電效果顯著。與傳統(tǒng)的電阻加熱方式相比，采用電磁加熱方式的擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)的節(jié)能率為 26.2%，年節(jié)電約31600 kWh。其次，間接效果明顯。電磁加熱技術(shù)是利用耐高溫線圈通電產(chǎn)生磁熱變換，轉(zhuǎn)換率高，生產(chǎn)過程不會造成線圈磨損，節(jié)約了傳統(tǒng)電阻加熱需要定期更換電阻加熱片的開支和維護(hù)費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率；同時(shí)減少向周圍散失熱量，改善了生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。再次，實(shí)現(xiàn)了溫度精確性控制。電磁加熱技術(shù)通過合理配置，利用控制器的PID比例微積分調(diào)節(jié)器，有效減輕了升溫慣性，實(shí)現(xiàn)溫度的精確控制。結(jié)論：電磁加熱技術(shù)在擠塑機(jī)加熱系統(tǒng)中的應(yīng)用效果顯著，不僅能夠滿足原來的生產(chǎn)工藝和加熱特點(diǎn)，而且具有明顯的節(jié)能效果和運(yùn)行穩(wěn)定性，并能實(shí)現(xiàn)溫度精確控制。為了進(jìn)一步降低設(shè)備故障率，提高溫度控制精度，還應(yīng)加強(qiáng)對電磁加熱控制系統(tǒng)的研究，比如對供電電壓不穩(wěn)的可調(diào)整參數(shù)的自適應(yīng)控制研究以及變頻技術(shù)的應(yīng)用研究等。

來源出版物：塑料工業(yè), 2014, 42(2): 72-74

入選年份：2016