【臥式爐加熱工藝技術(shù)背景】回轉(zhuǎn)窯/干燥爐/烘缸筒/裂解爐/氧化爐/反應(yīng)罐 等由傳統(tǒng)的燃料或電阻加熱升級為電磁加熱，是此類設(shè)備加熱工藝升級的重大進(jìn)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?xì)夤艿澜涌谫M(fèi)用高昂的問題、燃?xì)馐褂玫陌踩[患問題、生物質(zhì)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(shè)備生產(chǎn)的不環(huán)保、不安全、不衛(wèi)生、生產(chǎn)效率低、環(huán)境高溫等問題。

由于有些生產(chǎn)產(chǎn)品因?yàn)椴荒鼙煌搀w加工設(shè)備的銹蝕污染或者對設(shè)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(guān)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(jīng)過 7-8年的發(fā)展，我們一些客戶依托喆能在不銹鋼領(lǐng)域的高效磁加熱創(chuàng)新技術(shù)，已經(jīng)做成他們行業(yè)里的龍頭企業(yè)。

其實(shí)，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(yīng)直接加熱，差別在于磁性強(qiáng)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(fù)載，加熱控制主機(jī)根本無法正常啟動或者無法穩(wěn)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(fù)，因而造成錯覺說不銹鋼不能用電磁加熱。

同時，應(yīng)用多機(jī)并聯(lián)防干擾的MCU控制技術(shù)，不僅解決了輸出功率波動，還可以從技術(shù)上解決磁場耦合干擾導(dǎo)致的設(shè)備故障，又避免了多機(jī)并聯(lián)的線圈大間隔導(dǎo)致加熱不均勻。

基本設(shè)計(jì)要求：煅燒回轉(zhuǎn)窯項(xiàng)目工藝需求

1.爐內(nèi)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(shè)計(jì)）、進(jìn)料前為常溫（以20℃設(shè)計(jì)）。

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

3.整個爐體需要做保溫，法蘭處需要獨(dú)立保溫。爐體內(nèi)與物料解除的材質(zhì)為310L不銹鋼，根據(jù)換熱計(jì)算及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，回轉(zhuǎn)窯主體參考尺寸Φ3.6m*L60m*Thk30mm，爐內(nèi)壁裝有絞板，自重約220ton。

4.選擇多個加熱模塊分區(qū)獨(dú)立控制，單組加熱模塊建議為100-160kW。

功率核算及設(shè)備選型：

根據(jù)熱量計(jì)算模型，按照比熱容分別計(jì)算爐體、廢渣、水份所需熱量，并根據(jù)所需時間進(jìn)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。

根據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù)，得知實(shí)際所需的功率3920kW＞爐體8小時預(yù)熱所需的功率。參考相似設(shè)備的換熱仿真經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)驗(yàn)算后所需實(shí)際功率4000KW是適合的，并建議適當(dāng)延長預(yù)熱時間。

參考喆能的機(jī)型設(shè)計(jì)，選擇單組加熱單元的功率160kW，由25組獨(dú)立加熱單元在爐體外側(cè)進(jìn)行加熱。

根據(jù)換熱計(jì)算，爐體參考設(shè)計(jì)尺寸：Φ3600*L60000*Thk30mm，爐體可選擇全不銹鋼，或碳鋼+310不銹鋼復(fù)合材料以提高綜合熱效率并增加導(dǎo)熱效率。窯爐爐體呈水平傾斜3-5°布置，參考下圖二

圖二

根據(jù)前一節(jié)的計(jì)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(diào)整，參考示意圖如下圖三），或者在筒體表面進(jìn)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(dú)立的落地柜內(nèi)，并將控制柜放置在窯爐旁并排布置。

圖三

圖四

考慮到筒內(nèi)物料不是全部填滿狀態(tài)，以及筒體轉(zhuǎn)動的特點(diǎn)，優(yōu)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(qū)域內(nèi)均勻加熱，同時上部的熱量對窯爐內(nèi)的物料有輻射干燥效果的作用。對電磁加熱主機(jī)進(jìn)行分區(qū)獨(dú)立控制，也可以將25套獨(dú)立的加熱控制單元統(tǒng)一接入客戶的上位機(jī)進(jìn)行集中控制。

設(shè)備組成、材質(zhì)及特點(diǎn)

1. 進(jìn)料裝置

采用溜槽進(jìn)料，材質(zhì)：耐磨鋼，進(jìn)料直接輸入到筒體之內(nèi)。

2. 筒體

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

筒體轉(zhuǎn)速： 0.5～5轉(zhuǎn)/分鐘，變頻調(diào)速。

采用電磁感應(yīng)加熱筒體，筒體由傳統(tǒng)電加熱的輻射被動吸熱變主動自發(fā)熱。

筒體內(nèi)部布置一定數(shù)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(jì)算和測試結(jié)果。

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

4 . 轉(zhuǎn)動裝置

筒體轉(zhuǎn)動采用齒輪傳動，由變頻電機(jī)、減速機(jī)、小齒輪、大齒輪、齒輪罩等組成。驅(qū)動裝置使用變頻調(diào)速，小齒輪采用優(yōu)質(zhì)合金鋼42CrMo鍛造、大齒輪采用ZG310-570制造。通過變頻器調(diào)整電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速0.5～5轉(zhuǎn)/分鐘可調(diào)，從而起到調(diào)整筒體轉(zhuǎn)速的目的。

5. 擋托輪裝置

擋托輪裝置由托輥?zhàn)?、托輥、調(diào)心滾子軸承、擋輪、底座等構(gòu)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(jī)率，提高筒體的使用壽命。在進(jìn)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(jìn)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(tǒng)

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(tǒng)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程、就地2種控制模式：調(diào)試與檢修時，使用就地模式，在就地控制箱上控制；設(shè)備正常運(yùn)行時，使用遠(yuǎn)程模式。

PLC系統(tǒng)留以太網(wǎng)通訊接口，溫控儀表帶RS485通訊接口（MODBUS RTU協(xié)議），在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)溫度設(shè)置和數(shù)據(jù)監(jiān)控等。

筒體驅(qū)動控制：采用變頻調(diào)速控制筒體轉(zhuǎn)速，筒體轉(zhuǎn)動速度在0.5～5r/min范圍內(nèi)可任意調(diào)節(jié)。

筒體附近控制上設(shè)置急停開關(guān)按鈕，操作面板采用觸摸屏面板。

加熱優(yōu)點(diǎn)：

1. 精準(zhǔn)控制：加熱溫度、加熱時間和滾筒轉(zhuǎn)速可根據(jù)物料特性的不同來調(diào)節(jié)。溫度高低可調(diào)，控溫精確±3℃，自動報(bào)警提示，自動調(diào)節(jié)輸出功率大小?？筛鶕?jù)物料工藝不同來選擇是否添加加熱載體，可連續(xù)批量生產(chǎn)，節(jié)約人力成本和能源成本；

2. 安全：無明火，無爆炸，無火災(zāi)，無燙傷危險等安全隱患；

3. 節(jié)能：采用磁驅(qū)動加熱原理，使設(shè)備筒體直接發(fā)熱，不銹鋼加熱的能源有效率達(dá)95%以上，與傳統(tǒng)方式加熱相比，節(jié)能30%以上。省時、省電。滾筒直接發(fā)熱不需要任何熱傳遞方式，提高了生產(chǎn)效率又減少了在傳導(dǎo)過程中熱能源浪費(fèi)；

4. 環(huán)保：加熱無煙塵、廢氣、異味等有害氣體排放，避免了對作業(yè)環(huán)境的污染；

5. 高效：無極火力調(diào)節(jié)，加熱迅速，快速達(dá)到設(shè)定溫度，生產(chǎn)流程可實(shí)現(xiàn)全自動化；

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

7. 節(jié)省人力成本：全自動化操作，減輕了勞動強(qiáng)度，減少生產(chǎn)人員，為企業(yè)節(jié)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(jī)，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(shù)，設(shè)備可靠性將大幅度提高，使用壽命長達(dá)10年以上。

喆能電磁加熱回轉(zhuǎn)窯案例展示