Povećanje učinkovitosti procesnog grijanja: upotreba patronskih grijača

Povećanje učinkovitosti procesnog grijanja: upotreba patronskih grijača
Patronski grijač ciljni je izraz; postoji šest slučajeva.

Trošak energije za grijanje industrijskih procesa se ne smanjuje. Otprilike jedna-trećina energije korištene u procesnom grijanju na kraju se gubi kao otpadna toplina, a grijanje čini najveći dio potražnje za energijom u proizvodnji samo u Sjedinjenim Državama. Gledajući račune za energiju, upravitelji objekata tu izgubljenu trećinu vide i kao priliku i kao financijski problem.

U tom smislu, tehnologije električnog grijanja-kao što su patronski grijači-nude strukturnu prednost u odnosu na-sustave temeljene na izgaranju. Oni eliminiraju emisije dimnih plinova, gubitke izgaranjem i potrebu za održavanjem razvodnih cijevi izravnim pretvaranjem energije u toplinu na mjestu primjene. "Koliko se topline gubi u transportu" više nije pitanje učinkovitosti; umjesto toga, "koliko se učinkovito toplina prenosi u radni predmet".

Funkcija kontakta u prijenosu topline
Kondukcija, ili izravan fizički kontakt između plašta grijača i okolnog metala, glavna je metoda kojom patronski grijač distribuira toplinu. Grijač mora raditi na višoj temperaturi kako bi proizveo istu količinu topline jer svaki zračni raspor, neravna površina i oksidacijski sloj dodaju toplinski otpor.

Jedan od najjeftinijih načina za povećanje učinkovitosti je poboljšanje kontakta. Provodni put je poboljšan razvrtanjem rupa do strožih tolerancija, čišćenjem rupa prije ugradnje i korištenjem spojeva za prijenos topline gdje je to potrebno. Rezultati su niže temperature omotača grijača, dulji vijek trajanja grijača i kraće vrijeme-zagrijavanja.

Budući da je toplinski tok preko kontaktnog sučelja veći u aplikacijama s visokom -watt-gustoćom, kriteriji prilagodbe postaju stroži. U mnogim je situacijama tijesno pristajanje neophodno za pouzdano funkcioniranje i nije izbor.

Upravljanje zonama i usklađivanje opterećenja
Nekoliko manjih grijača omogućilo bi bolju kontrolu, međutim mnogi procesni sustavi grijanja koriste samo jedan veliki grijač. Sustav može osigurati toplinu samo tamo gdje je to potrebno u bilo kojem trenutku dijeljenjem grijaćeg opterećenja na više neovisno kontroliranih zona grijača uloška.

Razmislite o kalupu za brizganje plastike složenog oblika. U nekim je područjima potrebno više topline nego u drugim. Kompromisni temperaturni profil proizvodi jedan grijač. Toplinski zahtjevi svake zone mogu se zadovoljiti višestrukim grijačima s odvojenim kontrolama, što smanjuje ukupnu potrošnju energije uz povećanje kvalitete komponenti.

Za veće sustave vrijedi ista ideja. Ključna komponenta pouzdanosti procesa procesnog grijanja je njegova sposobnost reguliranja unosa topline kroz različite zone. Procesni sustavi grijanja moraju osigurati stalnu opskrbu energijom uz jake kontrole.

Oporaba otpadne topline i izolacija
Čisti gubitak nastaje kada toplina izlazi iz zagrijanog predmeta i ulazi u okolinu. Budući da alati već zauzimaju određeno područje u proizvodnoj ćeliji, izolacija vanjskih površina kalupa, ploča i matrica smanjuje ovaj gubitak, ali se često zanemaruje. Keramičke prevlake i visoko{2}}temperaturne izolacijske deke pružaju izvedive mogućnosti koje ne ometaju rad stroja.

Druga mogućnost je povrat otpadne topline. Toplina prikupljena iz rashladne vode ili ispušnog zraka može se koristiti za zadovoljavanje niskih-temperaturnih zahtjeva procesa drugdje u postrojenju ili za zagrijavanje pristiglih materijala. Sustavi s povratom topline imaju širok raspon početnih troškova ovisno o primjeni, ali operativne uštede se zbrajaju tijekom vremena.

Strateški put elektrifikacije
Elektrifikacija je opći trend u industrijskom procesnom grijanju. Elektrifikaciju procesnog grijanja, posebice tehnologije koje toplinu prenose izravno u ciljni materijal, Ured za industrijske tehnologije Ministarstva energetike SAD-a identificirao je kao ključnu strategiju za smanjenje emisija i gubitaka energije.

Objektima koji trenutačno koriste plin{0}}sustave treba vremena da se prebace. Obično počinje s određenim procesnim zonama gdje električno grijanje pruža očite operativne prednosti, poput poboljšane kontrole temperature, bržeg vremena reakcije ili uklanjanja sigurnosnih problema povezanih sa izgaranjem. Budući da se može naknadno ugraditi u postojeće strojeve uz male izmjene, patronski grijač često je prvi korak elektrifikacije u široj strategiji konverzije.

Učinkovitost i podudaranje aplikacija
Ne postoji niti jedna strategija učinkovitosti procesnog grijanja koja funkcionira za svaku primjenu. Profil učinkovitosti specijalnog kemijskog-orijentiranog kemijskog procesa razlikuje se od profila kontinuirane linije za pakiranje velikog-volumena. Prvi korak je znati kamo toplina zapravo putuje u sustavu, uključujući koliko dopire do obratka, koliko zrači van i koliko se uklanja rashladnim medijem.

Mjerenja kao što su toplinske slike površina alata, nadzor-razine snage grijača i praćenje trajanja-zagrijavanja i oporavka tijekom proizvodnog ciklusa pružaju ovo razumijevanje. Uz te informacije pri ruci, izbori u pogledu ulaganja u izolaciju, taktike kontrole zone i specifikacije grijača uložaka temelje se na stvarnim performansama, a ne na općim smjernicama. Idealan raspored, bilo da koristi obične grijače ili posebno dizajnirano rješenje, ovisi o određenoj kombinaciji materijala, razdobljima ciklusa i potrebama temperature. Svaki objekt ima jedinstven toplinski profil.