风道电加热设备分级温度保护的必要性

〔山东天鹅棉业机械股份有限公司，山东济南250032〕

一、技术背景

现阶段我国大多数的棉花加工企业都采用燃煤锅炉进行籽棉烘干。在生产过程中燃煤锅炉逐渐暴露出以下缺陷：1.热效率低，升降温速度太慢；2.需要专门的工人值守；3.所需温度完全依靠工人经验决定；4.排放大量空气污染物，已不符合国家环保政策要求。

随着国家环保政策的日趋严格，棉机制造企业和棉花加工企业都面临着更换高效清洁的烘干热源的问题，风道电加热器为籽棉烘干提供了完美的解决方案。风道电加热器主要用于管道中的空气加热，热效率高、温升迅速，不需要专人操作，设置好所需温度，启动设备就可保持在设定温度范围之内。它是利用风机把加热后的空气输送到籽棉烘干塔，达到籽棉烘干的目的。

二、产品简介

风道电加热器主要用于管道中的空气加热，采取分档分级加热方式对空气进行加热（如图1）。每档和总出风口都有单独温度传感器，对各处温度实时监控。低温和超温状态自动采取不同方式来保证温度在设定范围之内。

为了达到升温降温迅速、控温稳定的目的，风道电加热器有6档，每档分为主加热、基本加热、辅助加热三级加热模式。每档都配有温度传感器，实时采集实际温度值，根据设定温度跟实际温度差值，自动协同各级配合使用，直至温度保持在出风口设定温度范围内。

图1 风道电加热器加热方式

（一）产品特点

为了增加电加热管散热面积，增加热交换率，加热管采用耐高温不锈钢管外套翅片式不锈钢片。

电热器加热腔内采取流线式设计，减小热风在腔内的停留时间，延长加热管寿命。

主加热、基本加热、辅助加热三级加热管在加热腔内合理安排，减小热损失，防止加热管准干烧。

采取分档分级控制，以确保电加热器升温迅速且温度保持稳定。每档分为三级，每档根据测温元件实时采集的温度值，根据设定温度跟实际温度差值自动调配各级使用。

三、产品组成及结构

（一）产品组成

风道电加热器组成（如图2所示），由炉膛、加热元件、测温传感器、进气口、出气口及电气控制系统接线端子组成。此结构既减小风阻，又能确保冷风受热均匀，热风在炉膛内不停留。

（二）产品结构

图2 风道电加热结构图

由图2可以看出，电加热管安装在加热炉膛内部，整个加热器炉膛除了进气口和出气口，其余部分为全封闭式空间，而且有很厚的保温层。如果没有空气流动，炉膛温度会快速升高，超过电加热管耐温上限，造成电加热管损坏。为了确保加热器能正常工作，采用风压检测和实时温度检测两种保护措施，其作用如下：

1.风压检测为了保证风机正常运行，使进气口的冷风经过炉膛加热后的热风能及时从出气口排出，确保加热元件温度不超温。

2.温度检测为了保证加热元件在工作且不超温，每一档和出气口都单独测温，确保各级加热元件都能正常运行。

如果仅仅观察出风口温度，势必会造成炉膛温度只能靠经验估计，这并不能最大限度地减少加热元件损坏。

下面结合现场做进一步说明分级温度保护措施。

图3 PT100控制原理接线图

图4 PT100接线图

安装位置在图2测温点。为了尽可能获取炉膛内准确的温度数据，采取每档一个测温点。在设备工作时，设定好各档温度保护值，如图5。每档的温度可单独设定一个设定值、低温值、超温值。每档的三级加热元件会根据各自温度的设定值和实际值的对比来自动启动或者停止工作。

图5 各档温度保护值设置

设定值——客户需要的温度值；

低温值——当温度达到低温值时，自动停掉一级加热元件；

超温值——当温度达到超温值时，为了不损坏加热元件，本档全部加热管停止工作。

此三个数值确保了每个加热元件运行的可能性，大大延长了加热管使用寿命。