高聚物工程

电磁加热节能技术在挤塑机加热系统中的应用研究

赵宗彬，朱斌祥，杨大力，等

摘要：目的：塑料管材生产加工企业的挤塑机加热系统一般采用传统的电阻加热方式对挤塑机螺筒内的原材料进行加热升温。电阻加热方式耗电量十分巨大，其电热转换效率只有35%左右，剩余65%的热量则散失到周围的生产环境中去，不仅造成能量的严重浪费，而且易对周围生产环境产生较大的热污染。利用电磁加热节能技术对挤塑机电阻加热系统进行节能技术改造，分析电磁加热节能技术的实际节能效果。方法：电磁加热技术是利用电磁感应原理将电能转化成热能的一种节能技术，其热转换效率可达95%以上。电磁加热节能技术在挤塑机加热系统中的应用就是通过把电能转化为磁能，使金属螺筒自身发热来加热挤塑机螺筒内的原材料，并且在螺筒外部敷设一层隔热保温材料，可以大大减少热量散失，有效提高热能利用率。首先分析了某塑管生产企业挤塑机电阻加热系统的工艺特点和挤塑机螺筒不同温区的技术参数及功率大小，在满足企业生产工艺的前提下，利用电磁加热技术对挤塑机电阻加热系统实施了节能技术改造，采用两台15 kW的电磁加热主机，两台主机安装在一台控制柜中，每台主机控制3个温区。1区不需要降温，实施时先在螺筒外面敷设耐高温绝缘保温材料，然后在保温材料上缠绕电磁线圈，其余5个温区需要用风机降温，实施时先在螺筒上安装绝缘板用于制作降温风道，然后在绝缘板上缠绕电感线圈，绝缘板与螺筒外壁预留一定的间隙，在绝缘板上预留进风口和出风口，进风口与风机连接，风机及控制系统使用原有系统。结果：经过3个月的生产运行，电磁加热技术在挤塑机加热系统中的应用取得了非常好的效果。首先，直接节电效果显著。与传统的电阻加热方式相比，采用电磁加热方式的挤塑机加热系统的节能率为 26.2%，年节电约31600 kWh。其次，间接效果明显。电磁加热技术是利用耐高温线圈通电产生磁热变换，转换率高，生产过程不会造成线圈磨损，节约了传统电阻加热需要定期更换电阻加热片的开支和维护费用，提高生产效率；同时减少向周围散失热量，改善了生产作业环境。再次，实现了温度精确性控制。电磁加热技术通过合理配置，利用控制器的PID比例微积分调节器，有效减轻了升温惯性，实现温度的精确控制。结论：电磁加热技术在挤塑机加热系统中的应用效果显著，不仅能够满足原来的生产工艺和加热特点，而且具有明显的节能效果和运行稳定性，并能实现温度精确控制。为了进一步降低设备故障率，提高温度控制精度，还应加强对电磁加热控制系统的研究，比如对供电电压不稳的可调整参数的自适应控制研究以及变频技术的应用研究等。

来源出版物：塑料工业, 2014, 42(2): 72-74

入选年份：2016