不锈钢反应釜电磁加热

电磁变频加热是提高设备生产效率、节能降耗的理想设备,全自动化、耗电小、加热速度快、加热温度均匀、加热功率密度可调,并且对物料氧化烧蚀少。使用电磁加热反应釜,特别是不锈钢反应釜釜体上直接用电磁感应加热,能够保证反应釜内液体或者固体物料的高效加热,又能避免传统加热的不均匀而导致物料损耗或者加热工艺不合格。当为了保证釜壁的温度足够均匀,并釜体加热空间受限时,采用喆能独有的MCU控制技术,可以彻底解决相邻电磁磁场耦合的干扰。

  • 已知条件及要求:
  1. 1.常压反应釜,材质S304,釜体外形尺寸Ф2m*H3m(厚度4~5mm),自重约750kg,有效容积为7m3,反应物料为为某种液体物料;

2. 要求在15小时内从20加热到160度,15小时共蒸发7吨溶液,溶液的比热容按照客户提供的参数计算。

  • 功率计算及选型:

热量计算公式Q=cmt+km,则反应釜所需加热功率为P=Q/S=350KW,不包含初始升温釜体本身所需要的热量和加热时间。考虑设备效率和实际工作时设备的热损,采用400KW的设备总功率是合适的,可以保证达到要求的加热效果。

  • 基本方案及配置:

  方案流程图,采用580KW670KW对反应釜整体加热(绕线如左图下),设备如不需要防爆则直接挂置在定制的配电柜内(如右下图)。柜内采用MCU解决电磁耦合干扰。

不锈钢反应釜电磁加热

不锈钢反应釜电磁加热方案流程图

不锈钢反应釜电磁加热

防爆配电柜

不锈钢反应釜电磁加热

电磁加热绕线图

  •   参考案例如下:
  • 实施工艺
  1. 假设反应釜主体的管路接口和所有相关结构不影响线圈的布置和干扰加热。
  2. 根据加热要求及电源型号,建议合适的保温层厚度,外面用高温布包扎紧。
  3. 在保温层的外表面布置好线圈,线圈的疏密和匝数根据感量要求确定,并临时固定。
  4. 将线圈多点刚性可靠固定,设备外的防护外壳至少距离线圈100mm,如右图所示。
  5. 加热器挂装到落地式动力柜内,连接好进出电缆和控制信号,通电测试加热效果。
  6. 现场安装完成后,正式工作前,请注意设备及动力柜的良好接地。

不锈钢反应釜电磁加热 不锈钢反应釜电磁加热

  • 加热控制

控制信号采用开关信号控制,测温点布置在炉体底部,或者采用客户现有测定物料温度的方式。设备加热部分单独控制,不需要跟反应釜其它功能联动。

  • 产品优势

可直接高效率对310304306310316L等不锈钢负载加热;

多台机器并联采用MCU控制完全解决电磁耦合干扰;

独有的负载匹配检测和保护技术;

有五种常用的工业控制外围接口(4-20mA信号、0-10V信号、电位器信号、12VDC/24VDC开关量、RS485半双工通讯信号),可以实现远程控制。

  • 经济效益分析

当前使用成本:单台反应釜平均消耗蒸汽1.3/小时,按照热力公司余热蒸汽的成本220~260/吨测算,则每台反应釜的每小时使用成本为320元左右。客户自己厂内的锅炉生产蒸汽,燃料的成本+锅炉工的成本+锅炉维护保养费用,使用成本比外购余热蒸汽的成本通常还要高10~30%。传统燃料锅炉能源效率不高,使用成本数据浮动比较大,且不好控制,保守估算每台反应釜当前的使用成本平均在300/小时以上。

改造后的使用成本:设备运行负荷80%左右,单位小时耗电300千瓦时左右。按照客户所在地工业用电的电价指导标准(1~10KV等级,高峰0.93/度,平段0.57/度,低谷0.30/度),峰谷平的均价为0.6/度。则单台反应釜每小时使用成本为180元。该设备启动后,过程中全自动运行,无需人员值守,设备免维护,因此实际使用成本即为用电成本。相比改造前的成本节约率:(300-180/300=40%,一年按照280天运营计算,则每年可以节约成本:280*300*15*40%=50.4万元,几个月即可收回设备改造费用。

如果采用15小时全部在谷平价阶段满负荷运行,则运行成本可以进一步降低(0.6-(0.3*8+0.57*7)/15)/0.6=29%,则每台反应釜实际运行成本可以降为128/小时。相比改造前的成本节约率:(300-128/300=57%,一年按照280天运营计算,则每年可以节约成本:280*300*15*57%=71.8万元,很快即可收回设备改造费用。

结论:经过经济效益分析测算,此项设备改造的投资是值得的。不仅经济效益可观,而且可以解决企业的用热环保问题,碳排放指标的问题,并提高企业的生产安全保障。从节约能源的角度出发,社会效益也是显著的。

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