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1、第十一节 电加热节能技术,电加热节能技术,概述,电加热设备的特点,电加热设备的种类,电阻炉节能技术,电弧炉节能技术,电加热设备节能技术,感应加热炉节能技术,远红外加热炉节能技术,知识结构：,大纲要求 一、了解内容 1.电加热设备的概念 2.电加热设备的种类 二、理解要点 电加热设备的特点 三、掌握重点 1.电阻炉节能技术（8个方面） 2.电弧炉节能技术（8个方面） 3.感应加热设备的节能技术（8个方面） 4.远红外加热设备节能技术（4个方面）,一、了解内容 （一）电加热设备的概念（P98） 电加热设备是利用电热效应产生的热量加热物料的设备，主要是各种工业用电加热炉 。在冶金工业中，电加热炉被用
2、于黑色金属和各种有色金属及其合金的冶炼；在机械加工行业中，电加热炉被用于工件的锻造、冲压和热处理；在轻工行业中，电加热炉被用于食品、木材、造纸、棉毛织品、印染等产品的干燥；在石油化工、农业生产以及其他很多领域中，电加热设备都得到了广泛应用。,（二）电加热设备的种类（5种P99） 1.电阻加热设备 这种设备的发热体是具有一定电阻的金属或非金属导体，电流流过时将产生焦耳热，利用这种焦耳热对工件进行加热。电阻炉是目前需要量最大，品种规格最多的一类电炉。,2.电弧加热设备 气体在正常情况下不导电。但当气体电离后，就会产生自由电子和离子。如果加上直流电压，电子和离子就会分别向正极和负极移动，形成电流，这
3、就是气体放电现象。气体放电时会产生温度很高的电弧，电弧加热炉就是利用这种原理来加热物料。,3.感应加热设备 将需要加热的物料放入由线圈构成的感应器中，通入交流电，交变电流会产生交变磁场。由电磁感应产生的感应电流能够产生热量，感应加热设备利用这种热量来加热工件。感应加热过程中，热量是从工件内部产生，加热升温快，功率密度大、热效率高。,4. 远红外加热设备 利用2.515m的电磁波对物料加热，习惯上称为远红外加热。大多数有机化合物对远红外线有强烈的吸收特性，采用远红外加热有着较高的效率。 5.特殊加热设备 包括电子束炉、等离子熔炼炉、工业微波加热炉和激光加热设备等多种加热设备。,二、理解要点 电加
4、热设备的特点(5个P99)。 1.热效率高(一般40%-70%高80%-90%) 2.热功率密度大； 3.温度控制准确； 4.炉内气氛易控； 5.易于实现生产过程的机械化和自动化。,三、掌握重点 （一）电阻炉节能技术（8个方面P100） 1.尽量减少电阻炉的蓄热和散热损失。采用耐火纤维、轻质砖等轻质、高效隔热材料作炉衬，减少炉壁的散热和蓄热损失。 2.改善电热元件的性能，增强热辐射能力。按照工艺要求合理选用电热元件种类、安装位置及传热条件，还可以在炉内壁涂刷远红外涂料，或采用远红外加热器，或在电阻丝内放置碳化硅管等，可节电20%以上。,3.提高炉门、炉盖和热电偶插孔等处的密封程度，避免金属热“
5、短路”，减小进出炉输送装置的体积和重量，以免带出过多的热量。 4.应采用大容量炉子，减少单位产品的耗热量，合理安排生产，加强计划调度，尽可能实现炉子连续运行，减少散热损失。,5.优化工艺参数，采用最优的加热能力、升温速度、加热时间以及装料量等。 6.改善炉内功率和温度分布，强化传热过程，改进操作方式方法，加快进出料速度，减少炉门开放时间。 7.盐浴炉节能。一是在选型上尽量选用埋入式盐浴炉，二是采用快速启动节电技术。 8.电阻炉的电热元件自身电阻一般较小，但供电电流很大，供电线路应尽可能短，以减小线路的功率损耗。,（二）电弧炉的节能技术 （八个方面P101） 1.超高功率供电。可以提高熔池能量输
6、入密度，加速炉料熔化，大幅减少冶炼时间，提高电弧炉的热效率，使单位电耗下降。 2.采用强化用氧技术。可以加快钢的脱碳速度，并充分利用氧与原料中的碳、锰、硅等氧化释放的热量，据测，吹氧氧化所产生的反应化学热的能量约占总能量的10%-20%，可缩短熔炼周期40分钟以上。,3.采用泡沫渣技术。熔炼过程中，向熔池内喷碳粉或碳化硅粉，加速炭的氧化反应，在渣层内形成大量的CO气体泡沫，使渣层厚度增加，电弧完全被屏蔽，减少了电弧的热辐射损失，提高了电弧炉热效率，缩短了冶炼时间，延长了电弧炉的寿命。,4.采用偏心底出钢技术。可进行留钢、留渣操作，做到无渣出钢，可以有效地利用余热预热废钢，缩短冶炼时间，降低电耗
7、。 5.废钢预热。在电弧炉的总热量中，废气带走的热量占21%左右，冶炼产生的废气温度较高，利用废气热量加热入炉炉料，使其温度升高，缩短加热时间，节电效果明显。,6.使用氧燃烧嘴。可有效消除电弧炉内的冷区，促进废钢的同步熔化，对缩短冶炼周期，降低电耗有显著的效果。 7.减少短网的电能损耗。线路损耗约占总耗电量的9%-13%。措施有减少短网长度，降低短网温度。 8.采用直流电弧炉。可使冶炼熔化期大大缩短，电耗明显减少。直流电弧炉具有电弧稳定、短网压降小、短路电流小、磁路涡流损失小、电弧热交换效率高等优点。,（三）感应加热设备的节能技术（P103） 1.合理选择感应炉的类型：应根据生产条件及工艺要求
8、，合理确定电炉的容量、坩埚的尺寸以及电源的频率，正确设计感应线圈的有关参数。 2.提高有心感应炉感应体的性能。降低熔沟的热负荷，减少熔沟与熔池的温差，防止熔沟过热，提高温度的均匀性，这样可以加大感应体的功率，缩短熔炼周期，降低其综合能耗。 3.缩短变压器或变流装置与炉子的距离：减少线路损耗。 4.提高感应炉的负荷率：以使电炉工作在额定状态，保持较高的加热效率。 5.采用合理的装料方法：装炉前，应对物料进行清洁，除去杂物。装料时炉料要装得密实，间隙中填入小块和碎料，熔化后加屑料，这样可以加快熔化过程，还可以对物料进行预热，以缩短熔化时间。,6.对运行工艺及参数进行优化和改进：在满足产品性能的前提
9、下，改进工艺，省掉不必要加热工序，用新的节能热处理工艺代替常规工艺，可以有效降低电耗。 7.合理选用感应炉的水冷电缆及馈电母线截面积：由于感应炉的电流很大，连接导线长度应尽量短，截面积应尽量大，减少线损。 8.合理控制炉温及冷却水温度：被加热物料的温度要合理控制，温度过高将会造成电耗增加，且会降低炉衬的寿命；冷却水温度要适当，进水一般25-35，出水一般50-55。 9.提高功率因数：感应加热炉的感应线圈是一个大的感性负载，工作时功率因数很低，因此，应对其进行无功补偿，使功率因数达到0.9以上。,（四）远红外加热设备的节能技术 （P105） 1.合理选择辐射源的表面温度：要想得到较大的辐射能量
10、，辐射源的表面温度应该高一些，但温度越高，峰值波长越向短波方向偏移，偏离了远红外线的使用效果，因此应根据被辐射物吸收远红外线的特性来确定辐射源的表面温度，两者匹配，达到最好的加热吸收效果。 2.远红外线辐射元件的配置：照射距离的大小对辐射强度影响很大，距离越近，被加热物收到的辐射强度越大，辐射能利用越充分，但距离过小，会影响有效辐射面积，也会使加热效果变差；对照射不到的地方可以加反射罩或使用灯状辐射元件，以消除死角；对炉内温差过大的可以再加辅助加热元件进行温度调整。,3.炉体的保温和热对流：加强炉体保温和密封，提高炉内温度；对脱水干燥的远红外加热炉，应采取排风措施，促进水分的蒸发干燥，提高热效率。 4.远红外线辐射元件的维护：远红外辐射元件有一定的寿命，长期使用时，性能会逐渐衰减，因此应及时检查更换远红外线辐射元件。 (本节结束),
