電加熱設備選型的基本原則

■

〔北京中棉工程技術有限公司，北京100052〕

一、開展廣泛的市場調研

電加熱技術是成熟技術，隨著國家煤改電政策的不斷深化，其更加廣泛地應用于化工、煤炭、民生等諸多領域。軋花廠籽棉烘干熱源的煤改電才剛剛起步，要選用適應棉花加工生產線特性的高性價比的電加熱器，應根據本區域的氣候特點、生產工藝狀況和企業承受能力，深入市場開展調研。工業電加熱器工作電壓380 V，每臺功率幾百kW，電壓高、電流大，車間粉塵濃度高，而棉花又是易燃品，人機安全、棉花安全問題尤為重要，一定要優先選擇資深、專業的大型廠家進行交流與洽談。有些人認為電加熱沒什么技術含量誰都能做，甚至有些小作坊既不懂基本理論又缺乏專業技術也敢盲目生產，結果偷工減料、粗制濫造，性能低下，存在極大的安全隱患。為此，不能單純的貪圖便宜，建議用戶首先到已應用電加熱器的軋花廠了解實情、貨比三家，再到生產電加熱設備比較密集的區域進行實地考察和技術咨詢。

二、全面量化的數據分析

軋花廠籽棉電烘干熱源的選型既要考慮地域差異也要考慮季節特點。從新疆總體氣候差異看，南疆比北疆溫度偏高、濕度偏低，南疆采收購的籽棉回潮率比北疆低，北疆籽棉回潮率在10%～12%，而南疆的籽棉回潮率在6%～8%。北疆一般在9月至10月收購加工，南疆在10月至11月收購加工，加工期的溫度逐漸降低，濕度逐漸升高。進廠的籽棉一般要存放數日再通過氣力輸送進入車間、籽棉經過多道清理和料氣分離后再經氣力輸送到軋花機，這一過程可自然降低回潮率2%左右。因為付軋籽棉的最佳回潮率為6.95%～8.70%，所以在氣候干燥的地區或加工初期基本可以不用烘干，即使是回潮率偏高（10%左右）的機采棉也只需低溫烘干，使籽棉回潮率控制在7%左右，例如低溫60℃、中溫80℃、高溫100℃基本可以滿足生產需要。業內已普遍認識到，烘干的目的是為了提高籽棉清雜效率，由于保證軋后纖維質量比降低皮棉含雜率更重要，因此，南疆地區可選擇功率稍小的電加熱器，北疆地區可選擇功率稍大的電加熱器，例如南疆150 kW～180 kW，北疆200 kW～250 kW。還要根據籽棉回潮率情況確定是否開烘干、合理調整運行功率大小、及時調整熱風溫度，確保軋花生產線高效運轉，產出優質皮棉。

三、安全匹配的變壓器容量

軋花廠機采棉生產線供電變壓器基本處于滿負荷下運行，富裕量很小，一套電加熱設備的功率至少在800 kW左右，應充分考慮現有或預配置變壓器的容量，通過專業計算確保電加熱設備的額定功率與變壓器匹配，并保留一定的富裕量，防止變壓器超載運行過熱起火等事故發生。例如純電阻加熱的電熱管式熱源，當變壓器額定容量為1 000 kVA時，負荷率不應超過80%，即4臺電加熱器的總功率不能大于800 kW，如果確實需要加大電加熱器的功率，則應配置大一檔或更換成合適的變壓器，需要查閱油浸式動力變壓器技術參數和要求（GB/T6451-2015），切忌小馬拉大車。

四、經濟合理的供熱風量

根據電熱轉換原理，當電加熱器的功率一定時，供熱量是一定的，溫度與流量成反比，輸出風量越大則熱風溫度越低，風量越小則熱風溫度越高。那么需要多大的熱風量才能適應生產線籽棉生產輸送呢？我們以每小時25包～26包皮棉生產線為例，則每小時應輸送籽棉15 t～16 t，分兩條線烘干清理則每個烘干塔處理籽棉量為7.5 t～8 t。按氣力輸送原理計算需要風量8 000 m3/h～8 500 m3/h。實際上配給烘干塔的內吸棉風機風量基本可以滿足將清花機閉風器排落的籽棉順利吸走，由于各廠生產線布局差異、所配吸棉風機風量大小不一，有的即使不開供熱風機仍可以順利吸走，有的需要供熱風機吹入烘干塔，即一吹一吸模式，因此，供熱風機的風量可以控制在7 000 m3/h～8 000 m3/h。按此計算，一臺250 kW的電加熱器，輸出熱風溫度可達120℃～140℃，既能保證順利輸送熱風完成熱交換工作，又能保證籽棉輸送和烘干效果。涉及到烘干前后籽棉回潮率、水分蒸發量、總熱能消耗等相關參數計算，請參見筆者的“籽棉烘干熱能消耗量計算公式”一文，不再贅述。

五、掌握基本的結構原理

電加熱器一般都由多組加熱管組成，每組若干根加熱管，接成星形或三角形電路，每臺總管數少則幾十根，多則百余根，其目的是限制單根加熱管的功率、表面負荷、表面溫度和疲勞程度，延長使用壽命。據筆者了解，用戶在使用電加熱器時有個誤區，認為開啟的組數越少越好、越省電，于是只開啟2組～3組電加熱器工作，殊不知這些電熱管這樣長時間持續工作會影響其使用壽命。分組設計的宗旨是為了使各組都能有工作和休息的機會，均衡工作，即使全部開啟運行時間也會極短，控制系統會根據用戶設定的出口溫度自動調整工作組數，不必擔心也不宜干預。為此，了解電加熱器的基本結構和工作原理很有必要。

六、了解電熱管的國家標準

電加熱器的主要元件是電熱管，涉及到使用壽命和設備安全，電熱設備廠家所選或制造的電熱管性能能否符合國家標準，是否具備質量檢測的硬件條件，是用戶談判的關鍵所在，應了解金屬管狀電熱元件行業標準（JB/T2379-2016）。

總之，軋花廠生產線設備配置不統一、所處環境差異很大、影響因素較多，目前還難以生產標準化定型的電加熱器系列產品滿足所有用戶的需求，需要用戶結合實際情況與供貨商深入細致的協商定制產品，了解必要的專業常識和標準規范，做到知己知彼，才能選到高性價比的設備，取得良好的加熱效果和烘干效果。