电加热设备选型的基本原则

2019-01-10■

中国棉花加工 2019年2期

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〔北京中棉工程技术有限公司，北京100052〕

一、开展广泛的市场调研

电加热技术是成熟技术，随着国家煤改电政策的不断深化，其更加广泛地应用于化工、煤炭、民生等诸多领域。轧花厂籽棉烘干热源的煤改电才刚刚起步，要选用适应棉花加工生产线特性的高性价比的电加热器，应根据本区域的气候特点、生产工艺状况和企业承受能力，深入市场开展调研。工业电加热器工作电压380 V，每台功率几百kW，电压高、电流大，车间粉尘浓度高，而棉花又是易燃品，人机安全、棉花安全问题尤为重要，一定要优先选择资深、专业的大型厂家进行交流与洽谈。有些人认为电加热没什么技术含量谁都能做，甚至有些小作坊既不懂基本理论又缺乏专业技术也敢盲目生产，结果偷工减料、粗制滥造，性能低下，存在极大的安全隐患。为此，不能单纯的贪图便宜，建议用户首先到已应用电加热器的轧花厂了解实情、货比三家，再到生产电加热设备比较密集的区域进行实地考察和技术咨询。

二、全面量化的数据分析

轧花厂籽棉电烘干热源的选型既要考虑地域差异也要考虑季节特点。从新疆总体气候差异看，南疆比北疆温度偏高、湿度偏低，南疆采收购的籽棉回潮率比北疆低，北疆籽棉回潮率在10%～12%，而南疆的籽棉回潮率在6%～8%。北疆一般在9月至10月收购加工，南疆在10月至11月收购加工，加工期的温度逐渐降低，湿度逐渐升高。进厂的籽棉一般要存放数日再通过气力输送进入车间、籽棉经过多道清理和料气分离后再经气力输送到轧花机，这一过程可自然降低回潮率2%左右。因为付轧籽棉的最佳回潮率为6.95%～8.70%，所以在气候干燥的地区或加工初期基本可以不用烘干，即使是回潮率偏高（10%左右）的机采棉也只需低温烘干，使籽棉回潮率控制在7%左右，例如低温60℃、中温80℃、高温100℃基本可以满足生产需要。业内已普遍认识到，烘干的目的是为了提高籽棉清杂效率，由于保证轧后纤维质量比降低皮棉含杂率更重要，因此，南疆地区可选择功率稍小的电加热器，北疆地区可选择功率稍大的电加热器，例如南疆150 kW～180 kW，北疆200 kW～250 kW。还要根据籽棉回潮率情况确定是否开烘干、合理调整运行功率大小、及时调整热风温度，确保轧花生产线高效运转，产出优质皮棉。

三、安全匹配的变压器容量

轧花厂机采棉生产线供电变压器基本处于满负荷下运行，富裕量很小，一套电加热设备的功率至少在800 kW左右，应充分考虑现有或预配置变压器的容量，通过专业计算确保电加热设备的额定功率与变压器匹配，并保留一定的富裕量，防止变压器超载运行过热起火等事故发生。例如纯电阻加热的电热管式热源，当变压器额定容量为1 000 kVA时，负荷率不应超过80%，即4台电加热器的总功率不能大于800 kW，如果确实需要加大电加热器的功率，则应配置大一档或更换成合适的变压器，需要查阅油浸式动力变压器技术参数和要求（GB/T6451-2015），切忌小马拉大车。

四、经济合理的供热风量

根据电热转换原理，当电加热器的功率一定时，供热量是一定的，温度与流量成反比，输出风量越大则热风温度越低，风量越小则热风温度越高。那么需要多大的热风量才能适应生产线籽棉生产输送呢？我们以每小时25包～26包皮棉生产线为例，则每小时应输送籽棉15 t～16 t，分两条线烘干清理则每个烘干塔处理籽棉量为7.5 t～8 t。按气力输送原理计算需要风量8 000 m3/h～8 500 m3/h。实际上配给烘干塔的内吸棉风机风量基本可以满足将清花机闭风器排落的籽棉顺利吸走，由于各厂生产线布局差异、所配吸棉风机风量大小不一，有的即使不开供热风机仍可以顺利吸走，有的需要供热风机吹入烘干塔，即一吹一吸模式，因此，供热风机的风量可以控制在7 000 m3/h～8 000 m3/h。按此计算，一台250 kW的电加热器，输出热风温度可达120℃～140℃，既能保证顺利输送热风完成热交换工作，又能保证籽棉输送和烘干效果。涉及到烘干前后籽棉回潮率、水分蒸发量、总热能消耗等相关参数计算，请参见笔者的“籽棉烘干热能消耗量计算公式”一文，不再赘述。

五、掌握基本的结构原理

电加热器一般都由多组加热管组成，每组若干根加热管，接成星形或三角形电路，每台总管数少则几十根，多则百余根，其目的是限制单根加热管的功率、表面负荷、表面温度和疲劳程度，延长使用寿命。据笔者了解，用户在使用电加热器时有个误区，认为开启的组数越少越好、越省电，于是只开启2组～3组电加热器工作，殊不知这些电热管这样长时间持续工作会影响其使用寿命。分组设计的宗旨是为了使各组都能有工作和休息的机会，均衡工作，即使全部开启运行时间也会极短，控制系统会根据用户设定的出口温度自动调整工作组数，不必担心也不宜干预。为此，了解电加热器的基本结构和工作原理很有必要。