摘 要:电阻加热炉近些年被广泛应用于我国工业领域中,但由于其功率大、持续工作时间长、使用频次高,属于高耗能设备。电阻加热炉能够很好提高能源的利用效率以及加工零部件的工艺质量,但是对于电阻加热炉炉温均匀性还是需要进一步改善和提高。在运行的过程中要严格控制设定好的温度曲线,因为电源事故导致停止加热或者控制精度下降,最后工业加工就不会成功。所以,以工业电炉为对象,把智能仪表当做控制它的工具,具有一定的实用意义。本文就来探讨电阻加热炉炉温的均匀性差的原因以及解决办法。 关键词:电阻加热炉;炉温;均匀性差;原因;解决办法
1 导致电阻加热炉炉温均匀性差的主要原因分析
1.1 控制方面
温度控制仪是控制电阻加热炉炉膛内部温度的核心仪器,其主要作用是接收热电阻的温度信号,然后再进行比较电阻加热炉炉膛内的实际温度和预期设置的温度之间的温度差,测量时控仪能够自动输出相应的功率百分数,而且如果是在电阻加热炉正常工作的状态之下,捆扎胶带
温控仪是不能自动设定功率输出的百分数。
万维视频网比如,在电阻加热炉炉膛内,工作人员设定的温度是400℃,工艺产品需要要求设定的温度为960℃的过程中,那么这个时候温控仪就会自动输出功率百分数为100%,这也就相当于三相电流要在电阻加热炉工作区域内功率数的1.7倍。一旦电阻加热炉温度接近960℃的时候,温控仪的输出才会依次进行降低,从100%到90%,再到80%、70%、60%等,一直降低到10%[1]。温控仪在保温阶段的输出功率百分数都是间接性输出,假如温控仪正处于加热的过程中,那么电阻加热炉的三相电流表的输出要统一缩减数额,检查好温控仪设定的初始温度是多少。
1.2 发热件损坏
如果电阻加热炉是480kW,那么发热体的工作部位主要是在不同的区间工作范围内,每一个范围的功率大约是120kW。三相电流表和全功率升温阶段的指针摆角频率相符合的过程中,恒温状态的三相电流表都会呈现同样的摆角幅度[2]。假设观察到的某个固定区间的三相电流表没有相同的电流,或者摆角的指针幅度比其他两个的幅度偏小一些,是其他电流表的幅度的三分之二,这就很有可能说明一相电流表还没有处于加热的工作状态,要么
是发热体出现问题,要么就是电线有问题,需要根据实际情况进行检修,唯一可以确定的就是,电阻加热炉存在故障,必须暂停使用,送到相关机构进行检修。
1.3 加热炉自身问题
电阻加热炉自身原因分为两点:第一,电阻加热炉自身的保温性不高,需要通过工作人员的观察和测量才能判断电阻加热炉的保温性能。通常一台480kW的电阻加热炉,要求电阻加热炉的炉壳温度不能超过50℃,电阻加热炉在正常工作状态下使用,使用人员的手应该要触摸到电阻加热炉的炉壳温度,如果触摸的感觉和正常室内温度相比比较热一点就可以了,电阻加热炉的炉壳温度最好不要太高,如果摸着烫手就需要降低温度。除了用手摸测量温度以外,或者可以使用温度计进行测量[2]。第二就是电阻加热炉的炉膛温度的平均温度区域的温度上下浮动太大,这个温度通常都是需要标准温度来进行相关的结果检测的。但是有一个前提条件,就是电阻加热炉里面没有其他产品正在加热,并且电阻加热炉自身没有什么故障原因。
例如,电阻加热炉的炉膛温度的平均温度区域内部,在炉底和炉顶之间,热电偶的温度要小于30℃。一台合格的电阻加热炉炉底和炉顶的平均温度差不能超过15℃,并且顶部和底
部的电阻加热炉的最大温度差建议最大为8℃[3]。
2 提升电阻加热炉炉温均匀性具体措施
2.1 控制方面的故障处理
碳化稻壳
关于电阻加热炉炉温均匀性能差在控制方面存在的问题是:设定温度有问题。温控仪不是在任何时候都可以自动输出功率百分数的,也有时候需要手动输出功率百分数,一般手动输出都是用在低温退火处理方面。等到低温退火处理结束后,及时将输出功率再次调整到100%。这个过程也会出现使用人员疏忽、遗忘的过程,往往不能及时调整到100%,就会导致下次输出的功率不够,影响电阻加热炉的炉温均匀性能。因此,如果类似的控制问题一旦确认,及时调整到100%输出功率即可。
2.2 电阻加热炉自身故障的处理
电阻加热炉自身故障原因主要包括:电阻加热炉的炉体保温效果不佳,平均温度差距过大等。要想有效地对电阻加热炉的自身故障进行治理,就需要通过大量的修改来完成,电阻加热炉炉膛内部加热器位置重新定义,重新设定电流的功率等等。只有这样,才能整体控
制电阻加热炉的炉内温度的均匀性[4]。
2.3 炉膛内部加热器损坏或者线路故障的处理
磁力搅拌罐
对于电阻加热炉炉膛内部加热器损坏或者线路故障的问题,主要是根据三相电流表进行检查的。在检查的过程中,首先查看三相电流表的电压是否稳定在380伏特之内,是否存在缺相的现象。在三相电流表电压正常的状态下,检查快速熔断器,怎么检查快速熔断器呢?就需要使用万用表来检查,检查结果快速熔断器是好的,紧接着检查加热器各引出棒和电缆电线之间的接头,看看是否发生烧损、烧坏、烧断的问题。基于以上这些都没问题的话,使用万能表检查三相电流表有没有达到一个均衡,如果是三相电流表在均衡状态,要确认加热器是不是出现故障;如果不是处于一种平衡的状态,那么就可以断定是加热器出现了损坏的问题。一旦确认加热器出现断损的故障时候,必须要进行停炉改造,等到电阻加热炉的问题降到和室内温度一样的时候,就可以进行焊接。对于以上的检查全部没有问题之后,再次确认是不是电阻加热炉的零部件、元件出现问题,如果是,及时断电,修复元部件就可以。
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2.4 智能仪表在温度控制中应用
电阻炉是一个比较滞后的大惯性系统,影响控制系统的因素有多种,如开关炉门、加热的材料、环境的温度和电源电压的转换等,数学模型是传统的电阻炉温度控制系统建立的基础,对被控对象中的非线性、时变性和随机干扰起不到很好的效果。目前,实验室人员根据烧结温度对电阻炉的输入电压进行调节来实现电阻炉的温度控制,实现的方法有两种:
第一种是人为手动的去进行调节,这种方法普遍流行于实验室中,但是这种方法也是比较明显的缺点,在整个过程中实验人员要全程在场,致使人资源的浪费,控制精度依赖于控制人员的操作水平,不能提高控制的精度。第二种控制方法是在主回路采取双向晶闸管装置,和一些简单的仪器结合在一起,让保温可以自动进行,但是要想实现加热,还需要实验者的调节,不能根据给出的升温或者降温速度进行精确的调节。一般来说,国内电阻炉温度控制系统和西方发达国家相比,存在明显的差距,国内普遍使用的是模拟仪表控制,在这个系统中参数的选择需要人为进行的,也就意味着需要给其配备专门的工作人员,不仅浪费劳人力,增加运营成本,而且工作也不精确,如果所处的环境发生变动,就需要对其进行再一次的设置,操作极为繁琐,无法保存以前的控制数据,所以有必要研究基于智能仪表的温度控制系统。
结束语
总而言之,电阻加热炉如果在加热之后,到达一定的温度标准,电阻加热炉炉温的均匀性差还没有达到相应的要求,那就说明问题非常严重。所以,有关工作人员一定要控制好电阻加热炉温度的均匀差,保证好电阻加热炉内部的产品性能、产品质量等等,对于电阻加热炉温度存在的问题,要及时解决,定期对电阻加热炉进行维修和检查,保证电阻加热炉能够安全稳定的工作。
参考文献
[1]李明辉.基于自动燃烧的轧钢加热炉控制系统研究[D].华北理工大学,2020.
[2]徐峥.电加热炉温度系统的控制方法研究与应用[D].杭州电子科技大学,2020.金桥通联轴器
[3]田亚娟,武秀琪.加热炉炉温控制策略研究及仿真分析[J].南方金属,2020(01):1-5.
[4]熊延辉.基于神经网络的蓄热式加热炉的温度控制研究[D].华北理工大学,2019.