高效加热节电技术在塑料薄膜行业中的应用Word

1、高效加热节电技术在塑料薄膜行业中的应用对于塑料薄膜行业来说：所使用的机械加工设备用电主要是电动机，加热、冷却系统等。约有2/3用于电动机，1/3用于加热。通过我公司对国内一些大型吹塑农膜厂的吹膜机进行加热节电改造后的监测数据来看，吨制品单位能耗可由原来500kWh降低至240kWh左右；加热部分节电率达75%以上，整机节电30%左右。改造后的主要优点： 高效节能高效节能电磁加热是利用塑料机械设备金属直接发热的加热方式，其热效率高达96 %以上，在塑料加工设备的场合，同等条件下比电阻加热可节电60 %80 %，预热时间缩短2/3。 安装简单高效加热节电器的安装不破坏原有设备结构，直接拆除原电阻加

2、热圈，在加热体表面安装即可。改善工作环境采用高效节能加热器加热，其热量聚集于加热体内部，设备表面温度低，人体可触摸，从而大大改善了生产现场的工作条件，还可降低厂区通风降温费用。 提高产品质量高效节能加热器加热，由于可实现设备的均匀加热，物料受热均匀，塑化好，可提高产品的质量。鲁谷高效加热节电技术特点 专业化设计 针对不同塑料工艺过程和机械，从硬件和软件同时着手，专业研发了相匹配的节电功能模块与plc人机界面控制。一体化结构产品采用一体化结构，集成度高，体积小，兼顾工艺和节电，可靠性高。闭环控制加热系统热效率高、动态响应速度快，自动跟踪采样，保护功能完善。节电效果显著 电能利用率可达96%以上，

3、从而节电可达60 %以上。安装方便产品便于现场方便安装。公司简介：鲁谷（北京）科技有限公司发明研制的高效加热节电器，是通过电力电子技术和电磁兼容技术，将电能转换为磁能，使需加热设备直接发热的一种加热方式。采用这种新型的加热方式，不仅节约了大量电能，减少生产费用，降低生产成本，提高产品的竞争力，为企业带来巨大的经济效益，还因节能减少了地球资源的消耗，带来巨大的社会效益和环境效益1 机筒加热 1.1 传统电阻式机筒加热方式电阻式加热方式的原理：电阻丝产生的热量，经过导热绝缘材料加热管外壳电阻加热圈的铝壳料筒，这样热量经过多次热传递和热辐射后，传给机筒的热量不到40%，造成能量的严重浪费。见图1。图

4、1 传统电阻式机筒加热方式 电阻式加热方式存在的弊端：热损失大：热量经过多次热传导、热辐射使得热效率低于40 %，造成能源的极大浪费。机筒存在温差：由于机筒受热不均匀，塑化不完整，影响产品的质量。影响工作环境：电阻加热圈的热量大部分散失到空气中，使周围温度升高，恶化生产环境。使用寿命短、维修量大：利用电阻丝加热，当加热温度达300 左右时，电阻丝极易因高温老化而烧断，因此维修、更换的工作量增加。1.2 节能高效加热器机筒的加热方式为了解决电阻式加热方式造成能源严重浪费这一难题，鲁谷（北京）科技有限公司经过多年研究，解决了高效加热节能技术产业化的各种难题。图2所示为鲁谷高效加热节能机筒的加热方式

5、示意。图2 高效加热节能改造后机筒的加热方式1.2.1 加热原理与优点高效加热节电技术的工作原理：利用电力电子技术和电磁兼容技术，将电能转换为磁能，使被加热设备，如机筒的金属直接发热。这是一种电磁加热方式。电磁加热与电阻式加热方式的比较优势： 高效节能高效节能电磁加热是利用塑料机械设备金属直接发热的加热方式，其热效率高达96 %以上，在塑料加工设备的场合，同等条件下比电阻加热可节电60 %80 %，预热时间缩短2/3。 安装简单高效加热节电器的安装不破坏原有设备结构，直接拆除原电阻加热圈，在加热体表面安装即可。改善工作环境采用高效节能加热器加热，其热量聚集于加热体内部，设备表面温度低，人体可触

6、摸，从而大大改善了生产现场的工作条件，还可降低厂区通风降温费用。 提高产品质量高效节能加热器加热，由于可实现设备的均匀加热，物料受热均匀，塑化好，可提高产品的质量。 1.2.2 鲁谷高效加热节电技术特点 专业化设计 针对不同塑料工艺过程和机械，从硬件和软件同时着手，专业研发了相匹配的节电功能模块。一体化结构产品采用一体化结构，集成度高，体积小，兼顾工艺和节电，可靠性高。闭环控制加热系统热效率高、动态响应速度快，自动跟踪采样，保护功能完善。 节电效果显著 电能利用率可达96%以上，从而节电可达60 %以上。安装方便产品便于现场方便安装。2 模头加热对于挤出成型，模头的加热也是高效加热节电技术重要

7、的应用领域，本文介绍吹塑薄膜模头的节能改造。 2.1 传统电阻式模头加热方式 图3所示为传统电阻式模头加热方式示意。传统电阻式模头加热方式的原理：利用内外电阻加热板产生的热能经过热传导、辐射等方式将热能传给模头。图3 传统电阻式模头加热方式传统电阻式模头加热方式存在的弊端： 模头存在温差：由于外界空气的对流和电阻加热板在模头圆周上的不均匀分布，导致模头存在很大的温差。 热损失大：电阻加热板的内面（紧贴模头部分）经过热传导及热辐射传给模头，其热效率低于40 %，造成能源的极大浪费。影响工作环境：模头外面的热量大部分散失到空气中，周围温度升高，恶化生产环境。使用寿命短、维修量大：利用电阻丝加热时，

8、电阻丝极易因高温老化而烧断，因此维修、更换的工作量增大。 2.2 新型专利模头的高效加热方式 高效加热节能改造后模头的加热方式见图4。技术装置包括支撑固架、绝缘保温层、缠绕在绝缘保温层外的感应线圈以及与其相连接的高频电源。该技术是本公司的专利技术，专利号：200920090586.X。图4 高效加热节能改造后模头的加热方式 高效加热节能工作原理：利用感应线圈产生的电磁能直接转变成模头的热能，从而使模头直接加热。由于本实用新型专利技术是利用感应线圈产生的电磁能使模头直接发热的加热方式，相比现有的电阻式加热具有以下显著优势： 节约能源：电能直接转换为热能其热效率高达96 %以上，同等条件下，比电阻

9、加热板加热方式节电约60 %80 %。模头不存在温差：高效节能改造后的模头受热均匀，不存在温差。因模头与外界用绝缘保温层隔开，这样模头也不再受外界环境影响。 改善工作环境：高效节能改造后的加热方式采用内热方式，热量聚集于加热体内部，外部热量耗散几乎没有，设备表面人体可触摸，大大改善工作环境。 降低维护费用：高效节能改造后的加热部分采用环形电缆结构，由于电缆外面由绝缘材料保护，因此电缆本身不会产生热量，并可承受500 以上高温，使用寿命长，后期基本无需维护。 3 机筒冷却 3.1 传统机筒冷却方式-风冷 图5所示为传统机筒风冷的冷却方式。图5 传统机筒冷却方式-风冷 风冷的工作过程是：风机将空气

10、从下端吹入风冷加热圈，然后风经过风道从上端吹出，从而使机筒冷却降温的过程。 风冷装置存在明显缺陷：冷却效果受外界气温的影响大，风机浪费电能且占有的空间体积大，需对风机进行维修，而且在夏季工作条件恶化时，温度降不下去。 3.2 新型专利机筒冷却方式-水冷图6所示为新型专利（专利号：200920090585.5）技术的机筒冷却方式水冷的结构示意。图6 新型机筒冷却方式-水冷 新型机筒冷却方式的结构是由机筒本体、水冷圈、水管3部分组成。它的工作过程是：水经过进水口流经水道，经出水口流出，从而使机筒冷却降温的循环过程。相比现有的风冷方式，水冷的方式优势：冷却不受外界气温的影响，冷却速度快、效果好，结构

11、简单、体积小，成本低，安装容易且不需要对风机进行维修。 4控制系统的优化控制系统的优化以吹塑薄膜装置为例。原吹膜设备由多个大配电柜、几十只温控表、几十只交流接触器、十几只风机、成捆的电线电缆等组成了加热、冷却控制系统。而由我公司提供的加热、冷却系统结构简单、智能高效，省去了配电柜、温控表、交流接触器、风机、成捆的电线电缆等，由现代化的最先进的触摸屏统一控制，见图7。图7 加热、冷却系统的触摸屏统一控制5 高效加热节电技术成功案例 鲁谷公司的高效加热节电技术已经在河南焦作咏春塑胶有限公司大连产的SJ 150单层农用薄膜机组和金明产的SJ1203 三层复合农用薄膜机组的加热系统中获得应用：将传统铸

12、铝加热电加热片方式改造为电磁加热方式，通过实际应用对比，效果见表1。表1 在河南焦作咏春塑胶有限公司设备改造前后的用电情况生产设备SJ150单层农用薄膜机组SJ1203三层复合农用薄膜机组升温时间/耗电量改造前6h/160kWh6h/1200 kWh改造后4h/160kWh6h/300 kWh节电率 75%生产过程中的单位能耗改造前394 kWh/t489 kWh/t改造后331 kWh/t334 kWh/t节电量63 kWh/t155 kWh/t改造后吹膜机的电加热装机功能明显下降，从而提高了负荷的使用容量，也降低了变压器的供电负荷，改造前后整机功率见表2所示。表2 吹膜机组改造前后整机功率

13、生产设备SJ150单层农用薄膜机组SJ1203三层复合农用薄膜机组铸铝加热片功能/kW123.4307.8高效节能加热功率/kW5095装机功下降比例/%40.530.9 技术改造后的工作环境得到极大改善。技术改造前设备表面温度就是铸铝加热片的加热温度，一般在200 以上，热量散失大、环境温度高；技术改造后设备加装了保温层，热量散失小，经检测设备表面的温度只有90 左右，环境温度也降低了。同时，技术改造前挤塑机机筒采用风机冷却降温，改造后采用我公司研发的新型水冷装置对料筒进行冷却降温，采用新型水冷装置进行冷却时，不受外界气温的影响，冷却速度快、效果好，结构简单、体积小，成本低，安装容易且不需要

14、对风机进行维修，节约了维护保养的费用。河南省银丰塑料有限公司在大连橡塑产SJ-90/30吹膜机上对加热系统进行了鲁谷公司的节电技术改造结果见表3。改造前机筒加热共分5个区，加热功率30.8 kW，三通和模头2区分别为7 kW和24 kW，总计加热功率达到61.8 kW；改造后装机加热功率仅为20 kW。表3 河南省银丰塑料有限公司吹膜机的改造结果薄膜规格/mm时间/h产量/t耗电/kWh单耗kWh/t单耗/kwhh-1改造前1500x0.0891.12150.5134.37516.722000x0.08202.77368.2132.92418.41预热时间/h611819.67改造后1500x

15、0.0816.72.2217679.2810.542000x0.0821.52.8217662.48.191500x0.08364.5917638.344.89预热期间 注：改造时间：2009/1。 测试从2009年1月18日20：30分预热基本结束开始，电表读数80.3，至19日13：10分记录为84.7（互感器200/5）产量74卷（30 kg/卷）；19日18：00读数85.3，产量94卷。20日8：30读数87.1，产量153卷。（8丝97卷6丝54卷3丝2卷），而19日13：1020日8：30期间加热系统已关闭，用电量为零，增加读数为其他设备用电量。该机所装电表包含其他部分用电，加热

16、系统电源关闭后，电表记录显示还有电耗约4 kwh/h5 kwh/h。 在具体操作时，预热结束，正常生产2 h后，加热系统基本停止工作，此时，可关闭加热电源，即可以接近零用电，而仅靠物料的内摩擦热配合冷却系统即可维持正常生产。 综合以上数据分析，加热系统改造后，节电率将超过60 %。 按平均日产3 t（1500 mm x 0.08 mm）计算：该机每天至少可节电：134.375x3x60 %=242 kWh，节约电费：（0.65元/度计）157.22元，每月可节约电费：157.22 x 30=4716元（未包括预热期间节电）。 改造效果说明鲁谷公司新技术： 升温迅速，预热时间大为缩短，热效率大幅

17、提高； 加热部分采用电缆结构，本身不产生热量，使用寿命长，降低了维修和更换加热圈的费用； 加热部分热散失少，表面可用手触摸，改善了生产环境； 增大了供电变压器的宽裕度，增加了企业负荷的使用容量； 运行可靠，加热均匀，多闭环智能控制系统和完善的保护系统，保证设备长期安全可靠运行；降低了生产费用和生产成本，提高了产品竞争力。7优化电路配置，通过采用plc人机彩色触摸屏控制不仅优化了电气配置，更提高了控温的精确性。可达0.1度；另外，遂平惠强塑业发展有限公司在吹膜机上也采用了此技术，每台吹膜机每天可节电8 kWh，年节电：880*350*8=2 464 000 kwh。6 结束语 当前，节约能源是我们的基本国策之一，国家非常重视此工作的开展。国务院专门发布了节能减排综合性工作方案，中华人民共和国节约能源法也于2008年4月1日起执行，国家发改委还特别下达了关于做好中小企业节能减排工作的通知。因此，节能减排也是塑料加工行业落实科学发展观，确保可持续发展的重要工作。鲁谷（北京）科技有限公司积极落实国家节能减排、注重节约能源、保护环境，降低消耗