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1、大連賽德隆搪瓷燒結窯爐的節能改造方案搪瓷燒結窯爐是大連賽德隆公司生產電加熱熱水器內膽中搪瓷燒結非常重要的設備。窯爐的加熱方式優劣直接影響到產品的質量、產量、生產效率和生產成本等諸多方面。一、現狀l 窯爐溫度對產品質量的影響每種搪瓷釉都有其最高燒成溫度和最低燒成溫度，當窯爐溫度超過瓷釉最高燒成溫度時瓷層會“燒老”，顏色不正，甚至瓷面燒脫露底或出現很多毛孔；當窯爐溫度低于瓷釉燒成溫度時瓷層會“燒不熟”、“燒生”，瓷面顏色不正、無光澤、瓷面與底層易分離掉落、密著性不好。由于制品從冷態進入窯爐加熱升溫，有一個熱交換的過程，這一過程需要一定時間。有熱交換帶的窯爐制品就提早受熱，在高溫帶較長的窯爐中制品也2、較早被加熱，這樣制品能逐步加熱到燒成溫度，瓷釉內外層受熱均勻，瓷釉熔平的時間也較長。這樣得到的制品表面細膩、光潔度高、密著性好。窯爐內溫度均勻性對產品質量的影響，瓷釉的燒成溫度有一個幅度，但對爐窯來說各部溫度均勻性要好，現在國內外新一代搪瓷窯的爐內同一截面溫度誤差都能做到5以內。而普通結構的爐其誤差在20上下。對薄壁制品來說，由于其在爐內熱交換速度快，制品在不均勻爐溫的影響下會造成瓷釉燒成不均勻，生熟不一，色彩不一等毛病。2 搪瓷窯爐類型目前搪瓷窯爐基本可分成2種類型：（1）箱式爐制品從一個門口進出，制品進出是通過人工借助工具來完成。箱式爐爐膛大小是根據產品大小和產量等來定。要求產量高時，室內3、可放置多個產品，但要考慮便于操作。日用制品燒成爐，較大的室內面積為寬3. 2m，深18m一2m。一般尺寸為寬25m深1 5m。生產化工反應釜的箱式爐最大可燒制l萬升的制品甚至更大。（2）大型機械連續運轉爐大連賽德隆公司生產電加熱熱水器內膽中搪瓷燒結爐既是此類型爐。該種爐的特征是燒成室截面大，高度在172、5m，有的低一點，也有更高的，根據產品太小、產量來定。寬度在0、81Om(指1個通道)。產品在爐內行走路線呈“U”字型。產品從進到出行走線路可達3050m。產品剛進爐區為預熱帶，后到高溫燒成帶，最后進入冷卻帶。產品從燒成帶出來后即放熱，被進入預熱帶的制品吸收，放爐窯熱能利用很好。在低中高3個溫4、度區間有數對循環風幕機阻止熱量外溢，整個爐體的外型可以為“一”字型。該種爐的耐火保溫結構大都用高級硅酸鋁纖維氈砌筑而成，重量輕，蓄熱量小，保溫性能好，熱源結構大都用鎳鉻合金加熱器裝置。燒成輸送鏈的速度很慢，在053mmin，實現長燒，產品質量也較穩定。使用此種爐窯也會出現一些問題。生產日用制品采用多層燒制時，會使未涂有搪瓷的地方鐵金屬被高溫氧化脫層掉下，使爐內積有大量的氧化鐵削，尤應要重視，爐溫應控制在830上下為佳。二、技改措施;1、對于大型機械搪瓷燒成爐，我們經過實際觀察研究，在不改變現有爐體結構的基礎上，將原有的電加熱器更換，采用的中波紅外輻射加熱技術，不僅能做到降低單位電耗，而且在產品5、質量上也會有所提高，是當前最佳的節能措施。紅外線加熱器的紅外輻射的實質是一種電磁波輻射，紅外通常指波長從0.75至1000微米的電磁波，紅外波段的短波端與可見光紅光相鄰，長波端與微波相接。紅外與電磁頻譜的其他波段一樣以光速傳播，遵守同樣的反射、折射、衍射和偏振等定律。彼此差別只是波長、頻率不同而已。加熱絲的溫度決定了加熱管輻射強度隨波長的分布。根據光譜分布輻射強度的位置。紅外系統主要是以探測目標反射、輻射紅外譜段能量的被動光電系統。從原理上講，紅外系統不外由以下各個環節組成：被測目標大氣傳輸光學系統探測器信號讀出制冷裝置信號處理顯示圖1.1 紅外系統組成金屬材料的比輻射率較低,但隨溫度而增加,6、并且當表面形成氧化層后,比輻射率成十倍或更大倍數增加。非金屬的比輻射率要高些，一般大于0.8,并隨溫度的增高而減小。金屬或其他非透明材料的輻射發生在表面幾微米內,因此,比輻射率與材料尺寸無關,主要與表面狀態有關。據此，涂復或刷漆表面的比輻射率是涂層本身的特性，而不是基底表面的特性。不僅磨光對金屬表面的比輻射率有影響，油膜、污垢、灰塵、擦傷都能引起比輻射率測量值的變化。黑體或灰體輻射通量的光譜分布曲線是連續的，僅有一個最大值，而且峰值波長隨輻射源的溫度而變化。灼熱固體或液體的輻射光譜曲線即是如此，這種輻射源也稱為熱輻射體。選擇性輻射體的光譜曲線呈線譜或帶譜特征。若輻射源是火焰或氣體中的電氣放電，7、其光譜分布曲線就是不連續的，此時輻射通量集中在狹窄的光譜區間。用高分辨率單色儀可以發現，這些區間十分狹窄，陡峭的象一條線，故這種分布稱為線譜。另外，光譜也可以由狹窄的線帶組成，稱作帶譜。譜線或譜帶的位置構成了輻射都獨有的特征：線譜是原子的特征，帶譜是分子的特征。在空氣流，主要的是二氧化碳和水及其他分子，它們產生了特有的分子發射帶。二氧化碳強譜帶在4.3微米,較弱譜帶分別在2.7微米和15微米。水分子強譜帶靠近2.7微米和6.3微米。4.3微米二氧化碳發射帶的輻射強度約為2.7微米水分子發射帶強度的3倍。對各種火焰的測量表明，這個比值可以從2.5至10,主要與所用的材料有關。從探測角度看，考慮到8、太陽光線干擾和大氣透過，4.3微米二氧化碳發射帶也比2.7微米水分子發射帶更有用。根據普朗克定律普朗克定律敘述了黑體輻射的光譜分布,表示為:通常也可寫成：式中 W： 光譜輻射通量密度, 瓦厘米-2微米-1;： 波長,微米;h: 普朗克常數,6.625610-34 瓦秒2;T： 絕對溫度，K；c:光速，2.9979251010 厘米秒-1；c1:2hc2,第一輻射常數，3.7415104 瓦厘米-2；c2:ch/k,第二輻射常數，1.43879104 微米K；k:玻爾茲曼常數，1.3805410-23瓦秒K；各種溫度下黑體的光譜輻射通量密度圖1.7中給出溫度從500K到900K范圍的輻射光譜通量9、密度曲線。這是一個重要范圍，因為它包括了渦輪噴氣機尾噴管的溫度。全光譜的輻射通量密度由下式求出：從圖中可看出：與曲線下的面積相對應的總輻射通量密度是隨溫度增加而迅速增加的。光譜通量密度的峰值波長隨溫度的增加向短波方向移動。另外，每根曲線彼此不相交，故溫度越高，所有波長上的光譜通量密度也越大。在這里我們正是利用了熱水器內膽的桶壁是鋼制材料，我們根據計算設計的熱水器內膽桶在進入搪瓷燒結爐內膽桶外壁表面快速氧化，使其吸收波長正是在中波段吸收帶。而且爐內的空氣，根據普朗克定律規律在中波段很強強的吸收帶，從而實現了最佳匹配，提高了熱能的轉換利用率。在這里我們采用高透過率透明石英材料和特殊的加熱絲制作工藝10、，同時我們在紅外加熱管的背側涂有高效節能的反射涂層，特殊的無機物反射層使紅外輻射集中指向被加熱對象，使用我們可以用更少的加熱能耗獲得更高的加熱效率。又由于紅外加熱裝置處于紅外輻射、傳導及對流加熱的全效狀態下工作，所以熱能的轉換率可以提高到8595，過去的純電熱絲熱轉換率僅為6575以下。采用紅外加熱后爐內溫度均勻性、升溫時間短、溫度波動小。電加熱熱水器內膽中搪瓷燒結爐發熱裝置由金屬鎳鉻合金電阻絲制成。由于它不是紅外電磁輻射，在對爐內加熱時，主要靠的是熱傳導，首先加熱空氣，然后傳導到電加熱熱水器內膽，降低了熱效益。而紅外輻射電阻爐的紅外發熱裝置，輻射發射率0.94，此種紅外加熱器表面積大，增大了11、輻射率。試驗表明，相同條件下，有紅外輻射加熱器比一般的電熱絲節電率為634。2、采用中波紅外加熱器具有如下特點：(1)升溫快，節電。升溫耗電量是原有加熱方式的23 左右，節電率3O以上，是目前國內節電率最佳的措施。(2 ) 經合理計算機選型，采用最佳功率配比方案。不僅整機的功率可以降低20左右，而且空爐升溫時間、空爐損耗功率、蓄熱量、體積、重量、節電率等指標都會達到預期的效果。 (3)經中波紅外加熱器加熱的搪瓷燒結處理的工件，氧化皮少(少于鋼材總重量的3)，瓷釉熔平均勻，表面固化光滑，色澤亮麗。3、效益分析：（1）、大連賽德隆電加熱熱水器內膽中搪瓷燒結爐現有小爐的標稱功率972千瓦，爐內升溫時12、間為2個小時以上，每日電加熱熱水器內膽中搪瓷燒結工作時間為8小時，加熱器的工作頻率在90，其每日電耗如下（估算）：972297280.91944+6998.48942.4（ kwh/日）（2）、采用紅外加熱器改造后，總功率降低20，升溫時間為原升溫時間的2/3小時，即1.3小時，加熱器的工作頻率在70，其每日電耗如下（估算）：972801.39728080.71010.88+4354.565365.44（kwh/ 日）（3）、前后日節電量（估算）：8942.4-5365.443585.96（kwh/日）按當前電價0.65元計算，折合人民幣每日可以節約（估算）：3585.960.65（元）23313、0.87（元）按當前電價0.70元計算，折合人民幣每日可以節約（估算）：3585.960.70（元）2489.87（元）（4）、每年按300個工作日計算（估算）：2330.87300=699,261(元)（電價按0.65元/度）2489.87300=746,961(元)（電價按0.70元/度）（5）投入改造費用的回收期，按紅外加熱器每個10000.00元計算（估算），小爐共計需要54個（原設計為54個），回收期即：電價按0.65元/度計算5410000.006992611254000058271.759.3（個月）電價按0.70元/度計算5410000.007469611254000062246.758.7（個月）（6）今后每年可以節約電費：電價按0.65元/度計算69.9萬元以上（估算）。電價按0.70元/度計算74.7萬元以上（估算）。大連丹聯能源科技有限公司2007/07/19