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      電磁加熱回轉窯智能加熱方案

      作者: 編輯: 來源: 發布日期: 2022.04.26
      信息摘要:
      由于有些生產產品因為不能被筒體加工設備的銹蝕污染或者對設備會造成腐蝕,需要采用耐腐蝕的不銹鋼或食品級不銹鋼。 由于不銹鋼的弱磁性,所以關于不…

      臥式爐加熱工藝技術背景】回轉窯/燥爐/烘缸筒/裂解爐/氧化爐/反應罐 等由傳統的燃料或電阻加熱升級為電磁加熱,是此類設備加熱工藝升級的重大進步,解決了諸如此類的問題:燃煤、生物燃料和燃油帶來的污染問題、燃氣管道接口費用高昂的問題、燃氣使用的安全隱患問題、生物質燃料短缺及價格波動問題,大幅度改變了電阻熱的熱能效率,徹底解決此類設備生產的不環保、不安全、不衛生、生產效率低、環境高溫等問題。

      電磁加熱回轉窯

      由于有些生產產品因為不能被筒體加工設備的銹蝕污染或者對設備會造成腐蝕,需要采用耐腐蝕的不銹鋼或食品級不銹鋼。 由于不銹鋼的弱磁性,所以關于不銹鋼能不能采用電磁加熱這個問題,有些客戶總是將信將疑。悄然間,經過 7-8年的發展,我們一些客戶依托喆能在不銹鋼領域的高效磁加熱創新技術,已經做成他們行業里的龍頭企業。

      其實,所有的不銹鋼,無論是馬氏體、鐵素體、奧氏體,或者是混合體,都可以采用磁感應直接加熱,差別在于磁性強弱不一樣,所需要匹配和檢測的方式不一樣。大部分的電磁加熱配套廠家,無法識別不銹鋼負載,加熱控制主機根本無法正常啟動或者無法穩定工作。這樣就造成有些客戶向這些廠家咨詢時得不到肯定答復,因而造成錯覺說不銹鋼不能用電磁加熱。

      同時,應用多機并聯防干擾的MCU控制技術,不僅解決了輸出功率波動,還可以從技術上解決磁場耦合干擾導致的設備故障,又避免了多機并聯的線圈大間隔導致加熱不均勻。

        電磁回轉窯原理圖


      基本設計要求:煅燒回轉窯項目工藝需求

      1.爐內物料為含鎳的廢渣,鎳占比5%,Al2O3占比70%,平均粒均80目、堆積密度0.63t/m3、比熱容0.73kj/kg℃、含水率<4%(按 4%設計)、進料前為常溫(以20℃設計)。

      2.要求將物料煅燒至900℃,末端不加熱進行自然降溫,處理量17ton/h,加熱過程中溫度高低溫可調,物料煅燒時間120min。

      3.整個爐體需要做保溫,法蘭處需要獨立保溫。爐體內與物料解除的材質為310L不銹鋼,根據換熱計算及相關經驗,回轉窯主體參考尺寸Φ3.6m*L60m*Thk30mm,爐內壁裝有絞板,自重約220ton。

      4.選擇多個加熱模塊分區獨立控制,單組加熱模塊建議為100-160kW。


      功率核算及設備選型:

      根據熱量計算模型,按照比熱容分別計算爐體、廢渣、水份所需熱量,并根據所需時間進行功率測算。爐體的比熱容取0.5kj/(kg·℃),水的比熱容取4.2kj/(kg·℃),水的汽化潛熱取2250kj/kg。

      電磁回轉窯計算表


      根據以上計算數據,得知實際所需的功率3920kW>爐體8小時預熱所需的功率。參考相似設備的換熱仿真經驗,經驗算后所需實際功率4000KW是適合的,并建議適當延長預熱時間。

      參考喆能的機型設計,選擇單組加熱單元的功率160kW,由25組獨立加熱單元在爐體外側進行加熱。

      根據換熱計算,爐體參考設計尺寸:Φ3600*L60000*Thk30mm,爐體可選擇全不銹鋼,或碳鋼+310不銹鋼復合材料以提高綜合熱效率并增加導熱效率。窯爐爐體呈水平傾斜3-5°布置,參考下圖二


      回轉窯

      圖二

      根據前一節的計算,本方案按照25組160KW配置,采用在筒體外表面布置部分圓周加熱(位置可以繞圓周調整,參考示意圖如下圖三),或者在筒體表面進行整圓周加熱(參考示意圖如下圖四),加熱控制器及溫控儀表安裝在40臺獨立的落地柜內,并將控制柜放置在窯爐旁并排布置。


      回轉窯2

      圖三


      電磁回轉窯

      圖四

      考慮到筒內物料不是全部填滿狀態,以及筒體轉動的特點,優先選擇圓周布置線圈的方案。

      采用均勻繞線方式布置25組線圈,保證筒體的中下部加熱區域內均勻加熱,同時上部的熱量對窯爐內的物料有輻射干燥效果的作用。對電磁加熱主機進行分區獨立控制,也可以將25套獨立的加熱控制單元統一接入客戶的上位機進行集中控制。



      設備組成、材質及特點

      1. 進料裝置

      采用溜槽進料,材質:耐磨鋼,進料直接輸入到筒體之內。


      2. 筒體

      筒體材質Q245R,在工廠單節筒體卷制后,再相互對接、矯正、焊接成整體的筒體。

      筒體轉速: 0.5~5轉/分鐘,變頻調速。

      采用電磁感應加熱筒體,筒體由傳統電加熱的輻射被動吸熱變主動自發熱。

      筒體內部布置一定數量的抄料板。


      3. 電磁加熱裝置

      (1)工作溫度: 250-500℃,最高溫度:≤500℃,最終工作溫度參考計算和測試結果。

      (2)加熱溫區:爐體加熱段分為16個獨立控溫區,保證物料得到較好的逐級預熱效果。


      4 . 轉動裝置

      筒體轉動采用齒輪傳動,由變頻電機、減速機、小齒輪、大齒輪、齒輪罩等組成。驅動裝置使用變頻調速,小齒輪采用優質合金鋼42CrMo鍛造、大齒輪采用ZG310-570制造。通過變頻器調整電機的輸出轉速,轉速0.5~5轉/分鐘可調,從而起到調整筒體轉速的目的。


      5. 擋托輪裝置

      擋托輪裝置由托輥座、托輥、調心滾子軸承、擋輪、底座等構成。底座使用型鋼整體焊接而成,具有較高的承載力和整體性,筒體采用兩組托輪支撐,降低筒體受熱彎曲變形的機率,提高筒體的使用壽命。在進料端托輪組位置還配有軸向擋輪,防止筒體向下竄動。


      6. 密封裝置

      (1)筒體表面采用硅酸鋁棉進行包裹保溫。

      (2)筒體頭尾密封罩與筒體間密封:采用不銹鋼魚鱗片密封。


      7. 電控系統

      控制柜分為溫控柜和PLC程序控制柜,溫控柜與PLC程序控制柜安裝在不同位置。系統設計遠程、就地2種控制模式:調試與檢修時,使用就地模式,在就地控制箱上控制;設備正常運行時,使用遠程模式。

      PLC系統留以太網通訊接口,溫控儀表帶RS485通訊接口(MODBUS RTU協議),在上位機上實現溫度設置和數據監控等。

      筒體驅動控制:采用變頻調速控制筒體轉速,筒體轉動速度在0.5~5r/min范圍內可任意調節。

      筒體附近控制上設置急停開關按鈕,操作面板采用觸摸屏面板。



      加熱優點:


      1. 精準控制:加熱溫度、加熱時間和滾筒轉速可根據物料特性的不同來調節。溫度高低可調,控溫精確±3℃,自動報警提示,自動調節輸出功率大小??筛鶕锪瞎に嚥煌瑏磉x擇是否添加加熱載體,可連續批量生產,節約人力成本和能源成本;

      2. 安全:無明火,無爆炸,無火災,無燙傷危險等安全隱患;

      3. 節能:采用磁驅動加熱原理,使設備筒體直接發熱,不銹鋼加熱的能源有效率達95%以上,與傳統方式加熱相比,節能30%以上。省時、省電。滾筒直接發熱不需要任何熱傳遞方式,提高了生產效率又減少了在傳導過程中熱能源浪費;

      4. 環保:加熱無煙塵、廢氣、異味等有害氣體排放,避免了對作業環境的污染;

      5. 高效:無極火力調節,加熱迅速,快速達到設定溫度,生產流程可實現全自動化;

      6. 加熱均勻:全數字控制,加工工藝穩定。確保粉料受熱均勻、不過溫,加熱效果更好;

      7. 節省人力成本:全自動化操作,減輕了勞動強度,減少生產人員,為企業節約成本;

      8. 使用壽命長:加熱溫度不像明火或電熱管那樣集中,火焰中心或靠近電熱管的溫度高。選擇喆能不銹鋼專用電磁加熱主機,依托喆能在不銹鋼電磁加熱上的成熟解決方案和防干擾技術,設備可靠性將大幅度提高,使用壽命長達10年以上。



      如有電磁回轉窯、不銹鋼管道等加熱需求,可致電4000-163-779熱線,或者添加微信13824399588(備注加熱需求)


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