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我们这个物种的存在依赖于来自遥远火球的温暖和能量。然而,许多人并不知道宇宙最基本的属性之一——热——的应用是如何影响他们生活的几乎每个方面的。工业过程加热市场广阔,几乎涉及亚博球赛投注我们周围的一切。为了说明这一点,我们只需要考虑一些通过工艺加热而实现的日常生活领域:亚博球赛投注

  • 你面前的水杯。
  • 你午餐带的酸奶和早餐吃的麦片。
  • 文件柜上的粉末涂料或油漆涂饰。
  • 你的桌子椅子。
  • 你的电脑和机器内部的电路板。
  • 你打算回家后打开的啤酒。

除了个人使用的产品,想想如果没有以下这些产品,日常生活将会有什么不同:

  • 飞机、汽车及其它设备的热处理零件。
  • 你们自己的产品中用到的金属原料。
  • 生物医学关节置换。
  • 化学浸渍坦克。
  • 伪造和铸件。
  • 我们生活中各种物品干燥和固化所需的热空气的制造。

可以说,掌握工艺热(温度和能量)对产品的应用是一门艺术,也是一门科学。它需要工程知识、经验和核心能力。与有经验的热系统设备供应商(有时被称为燃烧室)合作可以帮助优化系统。

用于向产品传递热量的组件包括燃烧器、加热器、元件、管道系统、供燃烧器使用的燃料列车、用于气门和发动机罩的反射金属板,以及保温的耐火材料和绝缘材料。这里显示的是一个总承包的热风干燥系统。

用于向产品传递热量的组件包括燃烧器、加热器、元件、管道系统、供燃烧器使用的燃料列车、用于气门和发动机罩的反射金属板,以及保温的耐火材料和绝缘材料。这里显示的是一个总承包的热风干燥系统。照片来源:Jon Moore, Etter Engineering Inc(按图片放大)

用于工业过程加热的三种主要传热类型是:亚博球赛投注

  • 对流,热空气通过产品,同时携带热量。
  • 感应或传导,当热液体或固体与产品接触时,影响热传递。
  • 辐射,即光子或电磁波的能量传递,很像太阳。

是应用细节和期望的最终结果决定了哪种类型的热是需要的,以及如何最好地应用它。在加热过程中,一种方法对所有用途都是最好的,这当然不是这样。亚博球赛投注

考虑到广泛的应用,特定结果所需的精确温度范围和通常专有的生产过程,从专门从事过程热应用的公司购买交钥匙或包装系统的工业过程加热设备可能是有意义的。亚博球赛投注这样做可以帮助确保燃烧设备、燃料列车和控制系统被集成并设计成协同工作。封装式加热系统采取什么形式通常取决于具体的应用。

最终用户必须围绕所需要的燃料源进行选择。在可以获得低成本电力的地区,电动烤箱或加热器可能是最经济的选择。用于大型生产线的其他燃料来源包括天然气、燃料油或丙烷。

像这样的热空气加热器通过对流来传递热量。

像这样的热空气加热器通过对流来传递热量。图片来源:克里斯·德尔索,埃特工程公司(按图片放大)

加热系统选项

选定燃料来源后,必须问一个最重要的问题:什么类型的方法适合于特定的应用?请记住,流程可能需要一种自定义方法,这种方法可能不存在于机器或进程中。当最终用户有一个独特的流程或希望以不同的方式处理该流程时,就会出现这种情况。在这里,系统设计师或“燃烧室”可以利用他们在为无数应用设计供暖系统方面的丰富经验,充分利用潜在的解决方案。

烤箱和炉子。尽管“烤箱”和“炉子”可以互换使用,但行业倾向于将设计在1000°F(538°C)以下运行的系统称为“烤箱”,将设计在1000°F(538°C)至3000°F(1649°C)之间运行的系统称为“熔炉”。

工业烤箱不仅仅用于烘焙产品。烤箱用于固化或固化无数的加工零件。例如,一个操作温度接近2300°F(1260°C)的工业热处理炉可能被用于为国防部制造重型设备。类似地,可以设计一个低温箱式烘箱单元来熔化熔模铸件中的蜡,或者催化红外烘箱可以用于涂饰工业中固化应用于零件的油漆、粉末或其他涂料。无论如何,每个过程都需要可靠的包装加热系统,以确保质量,效率和利润。

无论使用烤箱还是电炉,目的都是一样的:以满足应用需要的方式将热量从热源精确地传递到产品上。这种实际转移的机理和速率,根据产品、环境条件和期望的结果而有所不同。

用于工业过程加热的包装加热系统的一个优点是可以定制。亚博球赛投注设计工程师可以与最终用户一起创建一个自定义的适合应用程序和需求的系统。

用于工业过程加热的包装加热系统的一个优点是可以定制。亚博球赛投注设计工程师可以与最终用户一起创建一个自定义的适合应用程序和需求的系统。照片来源:Jon Moore, Etter Engineering Inc(按图片放大)

激烈的坦克。采用这种方法对过程进行加热,大型储罐安装有一亚博球赛投注个蛇形管,管内覆盖有液体,以便对过程流体进行加热。安装在管上的燃烧器通常称为浸入管式燃烧器。燃烧发生在浸入罐内的管子内。热烟道气沿管道向下流动,管道的设计是为了最大表面积,以将烟道气中的燃烧热量传递给管道周围的液体。

这种加热浸水箱的一个常见用途是将零件浸泡在化学浴中。这种方法用于镀铬和电镀工业。

加热浸槽也用于熔盐浴,用于氮化过程。这是为了表面硬化,碳和氮从熔盐扩散到被硬化的钢制造。熔盐的温度接近1500°F(816°C)。因为盐浴是通过传导来实现传热的,它比炉子中使用的对流加热效率高得多。当然,任何具有如此大优势的过程都可能呈现出类似的劣势。在这种情况下,由于盐浴的腐蚀性和围绕这种高温熔融液体的危险,存在环境和健康问题。另一个缺陷是如果加热器故障或工艺混乱导致熔盐浴冷却时发生的情况。当盐冷却时,通常会留下一块固体盐块。这些固体盐很难去除,需要一段时间才能恢复。

加热器盒子。加热器箱适用于用户需要从相对较低的温度提高气流或气体工艺流的温度的应用,例如,从室温到700°F(371°C),作为多种类型的应用的能源。这种方法就是简单的对流热。

在这些应用中,空气加热式燃烧器作为一个管道燃烧器,燃烧必要的燃料量达到该过程规定的温度设定值。当工艺流的质量流量发生变化时,达到预期结果所需的燃料也会发生变化。通常情况下,燃烧控制系统(用于安全控制燃烧的燃料和空气的数量)将被紧密地环绕,以跟踪安装在燃烧器下游管道上的热电偶。例如,这种系统产生的热空气可以用来干燥产品、烘烤食品或在高速印刷机上设置油墨。

扶轮壁炉。这种加热方法主要用于钢铁和金属成形工业。在炼钢的过程中,脏兮兮的灰尘碎片占据了整个工作空间。隐藏在灰尘、污垢和碎片中的可能是矿石——可以回收利用的贵金属。然而,它经常被锌污染,无法回收,不利于炼钢过程。

旋转炉台用于从粉尘中去除锌,使直接还原的铁矿石被捕获并回收为钢。然后,分离出来的锌可以通过自己的流程——从加工厂的粗氧化锌中回收——生成精炼锌。

购买一个包装加热器可以帮助确保燃烧设备,燃料列车和控制是集成和设计一起工作。

购买一个包装加热器可以帮助确保燃烧设备,燃料列车和控制是集成和设计一起工作。照片来源:Jon Moore, Etter Engineering Inc。(按图片放大)

校准,精确控制,安全

这句话以前说过,但值得重复:掌握过程热的应用既是艺术也是科学。当涉及到包装加热系统的设计时,这一点尤其正确。某些工艺可能需要精确的火焰成型或零件的火焰处理,产品必须暴露在特定的温度下——通常是在一个严格的温度窗口内——一段特定的时间。

此外,在调试之前——以及之后的定期,取决于行业或生产部件——必须校准包装加热系统,以确保人机界面(HMI)报告的温度是真实和准确的。美国国内和国际上有各种认证机构监督这些校准过程,包括国家标准与技术研究所(NIST)。亚博意甲

仔细看看工业过程市场的包装加热系统的典型组件,你通常可以将它们分为两类:热和安全。用于向产品传递热量的组件包括燃烧器、加热器、元件、管道系统、供燃烧器使用的燃料列、用于气门和发动机罩的反射金属板,以及用于保持热量并使设备以更有效的方式运行的耐火材料和绝缘材料。在安全方面,组件包括火焰保护系统,紧急关闭阀,冗余自动关闭阀系统和防火系统,如紫外线和红外扫描仪和火焰棒。所有这些都是用来“证明”火焰仍然存在。

像这样的高温旋转炉经常用于钢铁和金属成型工业。

像这样的高温旋转炉经常用于钢铁和金属成型工业。照片来源:Norm Myers, Etter Engineering Inc(按图片放大)

在加热过程中,最危险的条件之一是未燃烧的燃料进入密闭空间(房间或机器)的未知或意外流动,其中一个火花可以引起毁灭性的爆炸。为了避免这种情况发生,火焰防护人员要经常检查燃烧器或加热器是否仍在产生火焰,以及所有安全联锁是否处于正常状态。这包括适当的燃料压力和气流的证明。火焰防护也检查系统是否低于最高极限温度。最终,任何过程加热系统最关键的方面是一个正确操作和维护良好的火焰安全系统。亚博球赛投注

用于工业过程加热的包装加热系统的一个优点是可以定制。亚博球赛投注设计工程师可以与最终用户一起创建一个自定义的适合应用程序和需求的系统。一个交钥匙系统的即插即用安装方法通常会减少现场的麻烦。此外,与“现场创建”解决方案相比,它可能更经济有效。在大多数情况下,要安装一个组合式加热系统,只需要按设计连接设备,通电,连接燃料源并调试系统。在一个训练有素的燃烧专家的帮助下,你开始运转,生产产品。

当考虑一个定制的包装加热系统是否值得时,应该使用ROI计算来确定回报。节省的费用可能是巨大的。