一、概述
*等吝,塑料加工離不開加熱靠牙,不管是熱塑性塑料,還是熱固性塑料泽中,在加工成塑過程中虎疗,都必須讓塑料高分子材料加熱到熔融狀態(tài)塑化,再擠壓成型熏虱。目前常見的塑料加工成型設(shè)備榄缸,如擠出機(jī)(吹膜機(jī)、拉絲機(jī)浓盐、吹瓶機(jī)涌疲、板片材機(jī)、造粒機(jī)倚胀、再生機(jī)等)九昵、注塑機(jī),其加工工藝都是采用電阻式電熱圈(片可款、管)套在機(jī)筒或模頭上讹蘑,電熱圈(片、管)發(fā)熱傳導(dǎo)給機(jī)筒筑舅、模頭座慰,再對(duì)機(jī)筒內(nèi)、模頭內(nèi)的塑料加熱翠拣。這種加熱方式熱效率只有40%-60%版仔,加熱慢、溫度控制不準(zhǔn)確误墓,且易損壞蛮粮、不安全。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展谜慌,一種新型的直接加熱方式已取代傳統(tǒng)的電阻式傳導(dǎo)加熱方式然想。
這種新型的加熱方式就是變頻電磁感應(yīng)加熱技術(shù)。變頻電磁加熱技術(shù)是采用電磁感應(yīng)的原理欣范,將電能轉(zhuǎn)化為電磁能变泄,電磁能轉(zhuǎn)變成直接熱能,熱效率達(dá)95%以上恼琼,平均可節(jié)約用電30%-50%怔哮,且具有熱源穩(wěn)定瓜收、加熱迅速、使用壽命長(zhǎng)鸡蒲、降低加熱功率箭雪、維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),*可以替代傳統(tǒng)電阻式加熱方式束咙,廣泛應(yīng)用于塑料橡膠制品加工濒秸、化工、醫(yī)藥览止、食品荸脂、能源、印刷童盏、建筑等行業(yè)奕辖。
塑料加工的主要成本是用電費(fèi)用,而電機(jī)和電熱的用電占了絕大部分呛疫,生產(chǎn)中電機(jī)(動(dòng)力)和電熱差不多各占一半鲫肿,電機(jī)部分現(xiàn)在都用了變頻調(diào)速,減少了動(dòng)力用電的浪費(fèi)甫恩,而加熱部分如果應(yīng)用電磁加熱技術(shù)逆济,可以節(jié)約40%的加熱功率,加熱部分省電30%以上磺箕。
如果說奖慌,家用電磁爐為廚房廚具帶來了一場(chǎng)革命,那么松靡,工業(yè)電磁加熱器則是工業(yè)加熱的一塊里程碑简僧,是工業(yè)企業(yè)環(huán)保減排、節(jié)能增效雕欺,降低生產(chǎn)成本岛马、提高競(jìng)爭(zhēng)力之必走之路。
二屠列、電磁加熱技術(shù)應(yīng)用于塑料加工的可行性分析
1啦逆、 電磁感應(yīng)原理
電磁加熱器采用電磁感應(yīng)加熱原理將電能轉(zhuǎn)換成為熱能。首先通過內(nèi)部整流濾波電路將市電(50Hz/220v/380v)的交流電變成直流電笛洛,再經(jīng)過PWM(技術(shù)核心)控制電路將直流電轉(zhuǎn)換成頻率為20-30KHz的高頻高壓電夏志,高速變化的電流通過加圈會(huì)產(chǎn)生高速變化的磁場(chǎng),當(dāng)磁場(chǎng)內(nèi)的磁力線通過被加熱金屬物體(導(dǎo)磁導(dǎo)電物體)時(shí)政庆,會(huì)在被加熱金屬物體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流兰吁,從而使被加熱金屬物體本身高速發(fā)熱。 塑料加工中匕蚁,料筒态置、螺桿道夭、模頭都是金屬材質(zhì)渊唁,都可以通過電磁加熱技術(shù)把它自身變成加熱器垄获,從而對(duì)處于其中的塑料進(jìn)行加熱。
2仆玖、 電磁加熱與傳統(tǒng)電阻絲加熱的熱效率比較
目前市場(chǎng)上的塑料機(jī)械料筒所用的加熱方式普遍為傳統(tǒng)的電熱圈加熱彻虾,通過接觸傳導(dǎo)方式把熱量傳到料筒上,只有緊靠在料筒表面發(fā)熱絲的熱量傳到料筒內(nèi)歪低,電熱圈外側(cè)的熱量大部分散失到空氣中溅宅,存在熱傳導(dǎo)損失。而采用電磁感應(yīng)技術(shù)盔曼,加圈和料筒之間沒有直接接觸搪书,是通過磁場(chǎng)磁力線使金屬料筒自身發(fā)熱,而且在料筒外部包裹了一層隔熱保溫材料吴侦,以減少熱傳導(dǎo)損失屋休,熱效率達(dá)到95%以上。經(jīng)過對(duì)佛山南罕溉停客戶造粒機(jī)采用亞飛凌電磁公司的JS1000系列數(shù)字電磁加熱器的改裝之后對(duì)比劫樟,節(jié)電效果在30%-50%以上。
3织堂、 電磁加熱對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的影響
(1)環(huán)境溫度 采用傳統(tǒng)電阻絲加熱方式叠艳,因?yàn)榇蟛糠值臒崃可⑹У娇諝庵腥ィ@樣就造成環(huán)境溫度升高易阳,特別是在夏天附较,工人生產(chǎn)環(huán)境非常惡劣。采用電磁感應(yīng)加熱方式時(shí)潦俺,因?yàn)榧尤土贤仓g沒有直接接觸翅睛,是通過磁場(chǎng)磁力線使金屬料筒自身發(fā)熱,而且在料筒外部包裹了一層隔熱保溫材料黑竞,不再有大量熱量散失到空氣中捕发,大大改善了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作條件,將有力提高工人生產(chǎn)積極性拘能,降低廠區(qū)通風(fēng)降溫費(fèi)用刷寨。
(2)設(shè)備表面溫度 采用電磁加熱,熱量聚集于加熱體內(nèi)部侣沐,外部熱量耗散幾乎沒有铭懂,設(shè)備表面溫度只有50-60度,這個(gè)溫度我們?nèi)梭w是*可以觸摸的笆低,避免傳統(tǒng)加熱方式易造成燒傷肉诚、燙傷事故的發(fā)生决毕,改善了工作環(huán)境,給我們的工人提供了一種人身安全的保障痊撤。
(3)電磁輻射 現(xiàn)代生活是離不開電磁波的留满,且我們生活的空間也充滿著各式各樣波長(zhǎng)的電磁波,像雷達(dá)榔夹、電臺(tái)喻谭、無線電、電力輸送等等答渔,凡是家用電器都會(huì)有電磁輻射关带,電磁加熱也會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。佛山市亞飛凌電磁制造有限公司生產(chǎn)的數(shù)字電磁加熱器沼撕,經(jīng)檢測(cè)宋雏,其電磁輻射符合《國(guó)家電磁輻射防護(hù)規(guī)定》標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)歐盟EN62233:2008D的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試务豺,其輻射劑量非常微弱磨总,測(cè)試結(jié)果W值為0.0234(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為≤0.3),還不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的十分之一冲呢,在人體安全范圍以內(nèi)舍败,*達(dá)到EMC的要求,且對(duì)周圍環(huán)境設(shè)備沒有任何干擾敬拓,可以放心使用邻薯。
4、 電磁加熱*性
(1)加熱時(shí)間與溫度控制
傳統(tǒng)的電阻絲加熱原理乘凸,是電阻絲本身產(chǎn)生高溫后熱量再慢慢地從料筒外表面高溫區(qū)傳到料筒的中心低溫區(qū)速度緩慢厕诡,并且位于料筒中心的塑料實(shí)際溫度和料筒表面溫度有較大誤差,當(dāng)塑料溫度達(dá)到要求時(shí)雖然電阻絲停止加熱营勤,由于存在溫度誤差倘封,料筒表面仍然向料筒內(nèi)部傳導(dǎo)熱量,導(dǎo)致溫度控制不準(zhǔn)確模鹿,既影響了產(chǎn)品成型質(zhì)量帚萧,也降低了生產(chǎn)效率。
電磁感應(yīng)加熱挚雾,是使機(jī)筒赔膳、螺桿、模頭等通過自身發(fā)熱钩氓,直接對(duì)塑料加熱诸谨,溫度控制實(shí)時(shí)準(zhǔn)確,料筒內(nèi)外溫度*织刹,明顯改善了產(chǎn)品的質(zhì)量和提高了生產(chǎn)效率颖脸。
(2)使用壽命與維護(hù)
電磁加熱器采用絕緣材料和高溫導(dǎo)線繞制化团,繞線本身不會(huì)產(chǎn)生熱量,并可承受500℃以上高溫翩赐。電阻式電熱圈(片辐荷、管)的電阻絲在高溫狀態(tài)下容易氧化而縮短使用壽命,因此猎塞,采用電磁加熱技術(shù)试读,具有使用壽命長(zhǎng)杠纵、升溫速率快荠耽、無需要維修等優(yōu)點(diǎn)。
三比藻、采用電磁加熱技術(shù)利國(guó)利民铝量、造福社會(huì)、企業(yè)得益
1银亲、 減少電網(wǎng)的負(fù)荷慢叨,減少企業(yè)電容量
采用電磁感應(yīng)加熱,加熱功率只是傳統(tǒng)加熱功率的60%就可以達(dá)到原來的電熱效果务蝠,大量減少電網(wǎng)負(fù)荷拍谐。據(jù)不*統(tǒng)計(jì),全國(guó)現(xiàn)有塑料生產(chǎn)機(jī)械約160萬臺(tái)套馏段,每年還以15%的速度遞增轩拨,加熱部分的電容量為2000萬千瓦,日用電量約為2000萬千瓦×0.5×20小時(shí)=2億千瓦時(shí),(0.5為機(jī)器加熱通斷比,20為機(jī)器一天生產(chǎn)的工時(shí))亭颈,按每臺(tái)機(jī)每年300個(gè)工作日計(jì)算婚廷,全國(guó)塑料加工機(jī)械全年用電量為600億千瓦時(shí),若所有的機(jī)器都安裝了電磁加熱裝置,那么全國(guó)節(jié)約電能約在180億千瓦時(shí)悠蹬,這比葛洲壩全年的發(fā)電量還多23億千瓦時(shí)藏苫。
工業(yè)用電是推動(dòng)全社會(huì)用電量告訴增長(zhǎng)的主要力量,而塑料機(jī)械電磁加熱是一項(xiàng)重要節(jié)能減排技術(shù)跛拌,采用該技術(shù)對(duì)緩解國(guó)家電力緊張和降低國(guó)家投資都有十分積極的作用和意義信炬。對(duì)企業(yè)來說,也可以成為減少電容量或把減少電容量用到發(fā)展生產(chǎn)却痴,擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模上移蔼。
2、 節(jié)能減排咏逛,提高效益
進(jìn)入新世紀(jì)懊潜,節(jié)能減排工作越來越收到重視, 2008年4月1日预隆,新修訂的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》正式施行乔蜀,明確規(guī)定啸盲,節(jié)約資源是我國(guó)的基本國(guó)策,節(jié)能減排工作已成為全社會(huì)參與的國(guó)事咱士、大事立由。國(guó)家實(shí)施節(jié)約與開發(fā)并舉、把節(jié)約放在*的能源發(fā)展戰(zhàn)略序厉∪衲ぃ可見,我國(guó)已將節(jié)能減排工作提升到了戰(zhàn)略性的高度弛房。應(yīng)用電磁加熱技術(shù)節(jié)能道盏,不但給國(guó)家和社會(huì)節(jié)能減排帶來了積極的社會(huì)意義,而且也給企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益文捶。
3荷逞、 企業(yè)直接效益與間接效益
隨著制造業(yè)成本的增加,使得中國(guó)塑料制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈粹排,節(jié)能已作為企業(yè)增效种远,降低經(jīng)營(yíng)成本,提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段顽耳。而電費(fèi)在我們塑膠行業(yè)產(chǎn)品成本中又占有很大比例坠敷,因此,降低企業(yè)電費(fèi)能夠有效減低企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本今捕,提高競(jìng)爭(zhēng)力数屁。
采用電磁感應(yīng)加熱技術(shù),根據(jù)對(duì)直接效益與間接效益的分析評(píng)估娶讽,企業(yè)進(jìn)行此項(xiàng)節(jié)能技術(shù)改造的投資伞注,在不同類型的塑料設(shè)備可在半年至一年內(nèi)*可以收回投資;由于工作環(huán)境的改善涉等,將直接影響到工人工作熱情搜掸,提高工作效率,提升本企業(yè)的形象程挑,其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分顯著酝螃。