精密微细漆包线产品的节能工艺改造

李 洁，赵永清

（苏州供电公司，江苏 苏州 215004）

1 企业概况

苏州圣利线缆有限公司是一家专业生产漆包铜圆线的合资企业，企业现有漆包生产线22条，拉丝机108台，是江苏省内最大的特种精细漆包线专业生产基地。公司是用电大户，装用变压器容量7500 kVA，2008年用电量3200多万kWh，年电费达2100多万元，能耗费用约占企业生产成本的29%，随着企业的发展，用电量逐年增加，为此，2007年企业专门成立了节能技术改造办公室，研究、规划、组织节能措施及管理办法，实施设备节能改造。通过推广引进新设备、新工艺、新技术，有效地降低了电耗，提高了产品的市场竞争力。

2 案例实施情况

漆包线生产工艺流程是：放线—退火—冷却—干燥—涂漆—烘干（涂漆、烘干反复多次达到所需的外径要求）—收线。而拉伸、漆包是主要生产环节，其中漆包工艺，既是质量关键过程，又是能耗最高的过程。该工艺主要是通过烘炉的电热管加热，产生400～500℃高温，对包涂在铜线表面的漆层进行烘焙固化，使其牢固地附着在铜线表面。

公司2001年投产，多年使用的17台多层烘箱漆包机，单机功率120 kW，总功率达2040 kW。老式多层烘箱，自开机前预热到正常生产中，完全依靠电热管加热，通过热风在炉膛中不断循环，来维持每一层烘箱内工艺规定所需的400～500℃温度，在此过程中不断消耗电能，循环过程单一，效率低，同时产生大量的有毒气体，据测算单台24 h实际电耗约在2100 kWh，按电价0.68元/kWh计算，每天电费是1428元。

经过市场调研，2009年公司投资850万元，对原萧山机械厂制造的老式多层烘箱漆包机实施了技术改造，改成单层烘炉结构，并采用二次触媒催化燃烧技术，热能被充分利用，大大降低了漆包机的能耗。

3 案例效果分析

项目的节电原理如图1所示，单层烘炉相对于多层烘炉来讲，它只有一层烘炉，炉体结构在供包漆线通过的炉膛中，有一组进出风道与炉膛相连通，风道与炉膛组成一循环风腔，风道中同时设置有加热装置和一次催化装置，与风道相连的还有废气排放通道，废气排放通道中设有二次催化装置，催化装置结构为蜂窝状，以陶瓷为支撑，表面涂有金属钯和铂的触媒催化剂（起助燃作用）。开机前预热时，仍采用电热管加热到工艺规定的温度，此时段消耗电能与原先一样。当预热达到工艺要求温度，进入绝缘漆烘焙固化阶段，从炉膛内走过的裸铜线表面绝缘漆在高温作用下，开始蒸发产生大量的有机气体，气体被引入风道，经加热及触媒催化，有机气体充分燃烧，释放出大量的热能，温度可达600～700℃，燃烧过的热气经过与风机产生的适量新鲜空气混合后，被重新送回炉膛内。随着表面涂有绝缘漆的裸铜线不断走过炉膛，并重复上述过程，形成热风循环，使得烘炉只需在开机前预热时进行全电加热，而当触媒催化燃烧正常工作后，烘炉几乎很少甚至不需要用电加热，靠不断循环的热气流即可保持炉内所需温度，从而节约了加热所耗电能，且最终排放出去的是温度在300℃左右的少量二氧化碳和水。

图1 单层烘炉工作原理示意图

同时，催化后的热空气，还被送至前道生产工艺中的退火、干燥装置。原先用来对通过退火后（水冷却）铜丝表面的干燥，以及退火炉和烘炉的封口（防止铜丝氧化和冷空气直接进入炉膛），也是用电加热来完成的，所需功率约60 kW，现在利用催化后的热气即可满足退火和干燥所需的温度。

改造后的单层热风循环高速漆包机正常生产中单台24 h电耗仅约700 kWh，电价按0.68元/kWh计算，1 d节省电费476元。采用新设备生产线后线速度提升到230 m/min。单层高速热风循环节能漆包机如图2所示。

图2 单层高速热风循环节能包漆机

4 节电效益

表1为单台老式多层和新式单层漆包机参数比较。从表1可以看出，改造前，多层热风循环高速漆包机单台功率120 kW，每天产量0.65 t，单耗 3230.8 kWh/t；改造后采用二次触媒催化燃烧充分利用热能的单层烘炉结构，使漆包机的能耗得到大幅度降低，每天产量增加至0.75 t，单耗下降为933.3 kWh/t。利用热量退火封口装置如图3所示。

图3 利用热量退火封口装置

新设备的产品单耗明显下降，同时，经过二次触媒催化燃烧后的部分热量用于退火、干燥装置，年可节约电力约46万kW（由于漆包线行业的特殊性，企业生产采用四班三运转方式，全年开机天数达320 d），年节约电费31万元。

按17台漆包机、每天产量0.65 t、年工作320 d测算，年可节约电量=17×0.65 t/d×（3230.8-933.3）kWh/t×320 d=812.4万kWh，年节约电费552.4万元。

该项目共投资850万元，扣除设备年增加金属钯和铂触媒催化剂消耗费用约2.5万元，投资回收期约18个月。

表1 单台老式多层和新式单层漆包机对比