工业过程加热的类型和应用

铜、青铜和铁器时代有什么共同之处?它的热量,特别是工业过程的热量。在5000到7000年前的某个时候,有人发现火不仅仅可以做晚餐。它将原材料和含金属矿石转化为铜和黄铜工具和武器。古代玻璃和陶瓷的发现是高温的产物,改变了我们的生活方式。

什么是工业供暖?简单来说,就是通过加热来创造更好的东西。

据估计,工业过程消耗了74%的世界能源,通常是以热的形式。工业过程热是一个术语,描述直接用于制备或加工制造材料的热能。

热量的多少取决于工业过程。一项欧洲研究估计:

  • 30%的工业加热应用需要温度低于212°F(100°C)
  • 27%介于212°F(100°C)和750°F(399°C)之间
  • 43%的人需要750°F(399°C)以上的热量

工业过程加热对我们习以为常的几乎所有东西都负有责任,比如你用来阅读这篇文章的设备中的组件和玻璃。我们将定义工业过程加热应用的方法,使用它们的工业,以及工业加热器的来源(如果你需要的话)。

工业过程加热的定义

工业过程热是用于生产、处理或改变制成品的热能。加工热为制造我们每天使用的几乎所有东西提供了必要的能量,如化妆品、纺织品、水泥、钢铁、复合材料、计算机芯片、塑料和玻璃。

在温度计的低端,约122°F(50°C)的过程,包括空间加热,清洗,或洗涤操作。食品、纺织或化工行业通常使用较高的操作温度在212°F(100°C)到482°F(250°C)之间。

冶金和陶瓷工艺需要很高的热量。例如,99.5%的铝在1214°F(657°C)熔化,而碳钢在1425°F(734°C)开始熔化。陶瓷要求窑炉温度从2124°F到2264°F(1162°C到1240°C)。

每个行业都需要过程加热解决方案。VWIN娱乐网站以下是其中最著名的一些。

哪些行业依赖过程热?

工业部门将热用于许多应用,包括洗涤、烹饪、杀菌、干燥、锅炉给水预热、粘度控制和许多其他过程。一些特定的行业需要以这样或那样的形式加热:

天然气加工工业-加热器维持正确的粘度在极端温度条件下加工时的石化液体和气体。直接加热使用浸入式加热器提供更快和更一致的热量在罐内扩散。

化工及石化工业-加热器是将石油蒸馏成其组分所必需的。它们利用热量将化学物质结合成新的化学物质或将其分解成基本元素。

发电-热驱动发电机为我们的世界提供动力。虽然燃料或热源可以不同,但结果是一个稳定的电力供应。

航空航天复合材料是飞机机身、机翼和卫星零件的核心建筑材料。典型的固化温度范围在250°F至350°F(121°C至171°C)之间的高压釜和固化炉内。

食品和饮料-从酿造和蒸馏到罐装和烘焙生产线,工艺热对所有商业餐饮流程都至关重要。

农业-在农业中发现的加热类型包括植物效用加热、氨罐的罐式和吸式加热和其他化学品,仅举几例。

一般制造业-几乎所有的制造业在某些时候都需要热量。例子包括塑料制品的模具和印刷机,用于干燥纺织品和纸张的日历卷,烘干机,窑,以及用于涡轮机的空气加热。

工业过程加热器保持储存容器和储罐内的热量,以达到最佳的粘度和流量。过程加热解决方案包括外部加热器,VWIN娱乐网站如毯子或内吸式和浸入式加热器。

加热过程涉及哪些过程?

工业加工中使用的热量主要有四种:

  1. 化石燃料
  2. 蒸汽
  3. 液体循环加热的

此外,混合动力系统结合了两种加热方式,如化石燃料和电力,以达到正确的温度。

低温系统通常使用传导或对流,而高温过程使用辐射传热。

基于燃料的过程加热系统

这些系统的燃料将是天然气、石油或煤。燃烧燃料释放的热量直接或间接地转移到材料中。间接加热使加热的气体通过燃烧器管到达排气口,使气体与材料分离。热量通过管子传递到材料中,就像一个热水器。

以燃料为基础的工艺加热设备包括熔炉、烘炉、窑炉、冶炼厂、红外加热器和高温发电机。

基于蒸汽的过程加热系统

蒸汽可以间接传递热量,也可以直接注入流体,这一过程被称为喷注。蒸汽中的水分子携带大量的能量,并在与较冷的分子接触时将其转移。基于蒸汽的系统提供高达338华氏度(170摄氏度)的热量,需要低成本的化石燃料才能具有经济竞争力。既能发热又能发电的系统(热电联产)使用蒸汽加热。

锅炉,蒸汽喷射器,烘干机,水,流体,或泥浆加热器是蒸汽加热系统的例子。

基于电力的过程加热系统

基于电的加热可以是一个直接和间接的过程。直接法是通过电流通过材料,电阻产生热量,就像烤面包机的加热元件。另一种方法是使用电磁辐射激发材料分子,就像微波炉一样。

间接加热使用加热元件通过传导、对流、辐射或这些的组合将热量传递到材料中。

电加热系统最著名的方法是电弧炉,红外炉,真空炉,感应加热和熔化。

循环加热系统

水循环加热系统是一个闭环热交换系统,就像汽车上的散热器冷却系统一样。蒸汽或热水从中央锅炉通过散热器等热交换器循环,在散热器中,风扇将热空气送入空间。这是一种为学校、办公室和其他大型区域供暖的有效系统,因为水比空气更能传导和传递热量。

混合过程加热系统

混合系统结合了两种过程加热技术,以优化热效率,减少浪费能源的成本。这些系统最大限度地减少了能源消耗,提高了生产速度。

运营商可以通过结合燃料锅炉和电锅炉来降低能源成本。锅炉只在非高峰时段用电,以节约成本。另一个例子是使用电磁(微波)和对流热的结合来加速干燥过程。

有很多工业加热解决方案VWIN娱乐网站,它们取决于热源的位置和被加热的材料。

电过程加热器的类型

工业加热器几乎适用于任何应用或位置。用水箱加热器加热包括浸入式、循环和管道。以下是每种类型的细目。

浸没式加热器。

最常见的工业过程加热器是浸入式加热器。他们可以提供高达1200°F(649°C)的热量,他们是100%的效率。他们可以加热从10到50万加仑的水箱。浸入式加热器有四种类型:

    • 法兰式加热器- - - - - -de德赢 直接栓在坦克的侧面。他们适合坦克法兰高达50英寸。并在罐内提供可靠的长期热量。
  • 侧面加热器-船舷浸没式加热器。从坦克或容器的顶部安装。它们为防冻、维护粘性流体和其他应用提供热量。德赢足球app
  • 螺旋塞加热器- - - - - -螺塞浸入式加热器是加热液体和气体的首选方法。它们可以通过NPT连接安装在储罐内。液体是螺旋塞应用中最常见的加热产品。
  • 循环加热器,这种类型的加热气体或液体与流动一致。它们能够在高达5000 psi的高压下工作。

根据应用的不同,外壳可以是不锈钢或碳钢。在元件连接到终端外壳的地方,它们可以做成液密或防爆的。

循环加热器

循环加热器或者内嵌加热器工作在含有压力流体的系统中,如蒸汽、油或气体。在绝缘钢容器内安装加热元件,可最大限度地减少工艺流程中的热损失,同时保持高效的传热速率。

它们提供了一个自定义加热解决方案适用于在特定流速和温度下处理高温工业过程或腐蚀性产品的系统。

工业管道加热器

高速风扇将周围的空气吸入室内,经过加热元件,使室内的控制温度高达1200华氏度(649摄氏度)。它们有各种尺寸,功率和形状,如底部安装,法兰安装,和圆形管道加热器。

应用包括一次和二次加热,再加热和多区加热。

防爆加热器

一些工艺处理挥发性烟雾或气体,从电机的火花可能导致灾难。防爆加热器使人和材料保持温暖,没有火花或火灾的风险。此外,易燃化学品储存在手提袋和桶需要防爆鼓加热器.这些柔性加热器为敏感材料保持恒定的温度。

大多数过程加热的共同点是电。它是产生热量的可靠来源。然而,浸入式加热元件将需要维护和最终更换。

加热元件的维护与更换

每一个加热元件都会随着时间的推移而退化,要么是通过不断的膨胀和收缩,要么是在元件上积累积垢。在大多数情况下,浸入式加热器在五年内损失约30%的产量。

根据制造商的指导,定期检查每个过程加热元件。订购更换加热器并使它们处于备用状态将减少故障发生时潜在的停机时间。

危险地点的稳定加热

许多行业都与潜在的易燃易爆液体和气体打交道。国家电气法规(NEC)对这些风险进行了分类。I级危险场所存在易燃气体、蒸汽和液体的危险。第二类地区的危险来自小麦或煤炭等可燃性粉尘。III类有来自织物或刨花的可燃纤维,如果暴露在火花或火焰中会着火。

这些类别下的分区代码表示危险级别。第1类是指爆炸性或危险的材料。

Powerblanket提供安全的工业过程加热解决方案。VWIN娱乐网站我们开发了符合I类分区2区域认证的过程加热器,我们可以为I类分区1区域定制加热器,这是最危险的分类。

定制工艺加热解决方案VWIN娱乐网站

Powerblanket提供定制加热解决方案VWIN娱乐网站.我们专门从事电过程加热器。我们帮助的一些行业包括建筑、化工、石油、天然气、铁路、航空航天、半导体和农业。电加热过程在大多数工业中是一个至关重要的元素。我们的加热器为液体和气体提供稳定的过程和温度控制。vwin官网下载

我们的PowerPro品牌电过程加热器具有最高质量的材料,最高效率,可靠性,安全性和耐用性。我们可以更换任何现有的电加热系统,低效或破旧的加热器,更新旧的系统。如果零件储存是一个问题,我们可以将您的备用过程加热器储存在我们的设施中,并在您需要时将它们运送给您。

如果您对过程加热或温度控制有疑问,请致电801.506.0198或访问我们的vwin官网下载联系我们页面

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关于热循环

大多数工业加热过程利用热回路来管理特定温度。热回路的核心是PID控制器。该控制器的设计目的是获取温度传感器的输入,然后基于该信息,向继电器发送信号,为加热系统供电。

热回路的目的是什么?

热回路是对任何设计用于加热或冷却的系统的描述:以热的方式提供系统所需要的东西。热回路由一个传感器,控制器,继电器和热源。所以它不是一个真正的“东西”,它只是描述一个系统。在购物的意义上,人们不会寻找“热循环”。

温度控制回路是如何工作vwin官网下载的?

基于上述描述,客户有一个希望保持在特定温度的系统。传感器可以感知到这个温度,传感器连接到控制器上,控制器知道这个关键温度,当温度超出设定值范围时,它就会要求加热或冷却。当它需要加热或冷却时,TC发送一个信号给继电器,继电器允许电源到热装置,最后热装置打开。一旦传感器看到所需的温度在范围内,温度传感器向控制器提供反馈,控制器释放继电器,从热源取走电源。这可以在任何地方发生,从每秒多次到30秒。

温度控制回路的目的是什么?vwin官网下载

vwin官网下载温度控制回路只有一个目的:保持设定的温度。像PID、开关或比例控制器等设备被用来设定温度,并在温度降至特定阈值以下时激活加热机制。

温度控制器中的温vwin官网下载度控制是什么?

vwin官网下载温度控制器是系统的大脑。用于监控和控制温度的控制器有3种主要类型,分别是开/关、比例和PID控制器。在控制你的过程加热系统。但PID,比例或开/关控制器之间的区别是什么?

什么是开/关和比例控制器?

开关和比例控制器是最基本和最常见的控制器类型。标准恒温器是这些类型的温度控制器的一个很好的例子。vwin官网下载开/关控制器将在设置的迟滞或设置点周围的百分比内给加热器施加电源,然后在满足温度时关闭电源。假设你有一个100F的设定值,在控制器中设计了10%的迟滞。这个过程在华氏90度左右启动,然后在华氏110度左右关闭。温度会发生很大的波动,这些开/关控制器将有更大的波动,高于或低于所需的设定点。比例控制器会把它收紧一点。同样是100F的例子,比例控制器将采取10%的迟滞,并将“跨越”设定值,所以控制器将打开加热器在95F左右,并在105F关闭。更准确。开/关对于对温度波动不敏感的大型系统或过程非常有用。 Proportional temperature controllers are a little better, so good…better. Now let’s talk about best, the PID controller.

什么是PID控制器?

PID控制器是一种非常仔细地观察加热或冷却过程的控制器。他们非常小心,不会低于或超过一个温度设定值。它是所有类型的热回路控制器中最精确的。PID代表比例,积分和导数。

PID控制器是如何工作的?

PID功能一起工作,有一个非常严格控制的温度控制系统。大多数PID温度控vwin官网下载制器有一个称为“自动调优”的过程,允许PID控制器“学习”它的特定系统。德赢体育官方网站使用自动调优过程的人通常会用控制器PID设置为出厂默认值来激活他们的系统。例如,在过程加热系统中,设定值为150华氏度时,用户会启动自动调节过程,看到加热过程中下降50华氏度左右,降至100华氏度左右。然后系统会加热,使温度恢复到最初的设定值,从100华氏度到150华氏度。在它学会应用P, I和D设置之前,它可能会这样做2-3次。德赢体育官方网站控制器实际上“学习”你的过程,并应用它认为是最好的德赢体育官方网站设置——并学习如何保持温度设定点在它需要的地方。

在热回路中可以使用哪些传感器?

无论使用何种温度控制方法,温度传感器的类型和位置都vwin官网下载是至关重要的。

传感器类型、双金属开关、充汞灯泡和毛细管、热电偶、热敏电阻或rtd覆盖了约99%的传感器类型。每一种技术都能在给定温度下产生可靠的信号,它们的温度控制器可以转换该信号,并将其与温度设定点进行比较。vwin官网下载

这些传感器的位置对任何热过程的功能都是至关重要的。例如,如果你要把一根管子保持在一个特定的温度,那么传感器就应该正好在管子上,并且在温度最重要的地方——比如在末端或出口处。这同样适用于任何热处理过程,在这个温度下是最重要的。一定要把你的传感器定位在那个位置。

热回路中的继电器是什么?

继电器的作用就像一个阀门——当接通时,它让电压流向热源。温度控制器和继电器的作用对你的过程至关重要,温度控制器和继电器的作用对你的过程至关重要。vwin官网下载有三种主要的方法来传递功率到热或冷却源-机电继电器,固态继电器和硅树脂控制整流器。

机电式继电器可根据需要获取100%的电力。按照上面的类比——阀门打开100%。然后,当控制器确定不需要更多的热添加时,它是100%关闭。这些继电器工作与开/关和一些比例系统。这些继电器确实有活动部件,随着时间的推移,这些部件会磨损。它们也会产生大量的电“噪声”或射频干扰,这是一些系统无法容忍的。

固态继电器或SSR的调制速度要快得多。它们可以在1秒内打开和关闭。这允许一个更严格的控制剖面在您的热过程。这里的技巧是你必须有一个控制器,它可以感知温度,并以非常快的速度要求改变。基于微处理器的温度控制器利用PID回路可以vwin官网下载很好地完成工作。这些装置没有任何活动部件,也没有任何会磨损的部件。当切换负载时,它们确实会产生热量,所以必须做出冷却设施。

最后,可控硅整流器,或可控硅的提供了所有3种继电器类型的最高程度的控制。可控硅可以在一赫兹或一个周期内打开和关闭。在一秒钟内,一个正弦波从交流电穿过到直流电60次。可控硅可以在一秒钟的时间内在at交叉点(也就是所谓的零交叉点)开启和关闭。运行这种类型的继电器需要一个PID控制器,还需要一个0%到100%功率形式的输出请求需求。例如,如果过程的温度需要20%的功率来保持该设定值在目标上,那么控制器要求SCR提供20%的功率,或60个循环中的12个。可控硅可以应用电源12个周期,并关闭周期。它只在1/20秒内启动,其余时间都关闭。很好的控制。

来自Powerblanket的热回路设备

热控制回路是大多数工业过程加热系统必不可少的。每年都有新技术出现,知道什么类型的设备最适合你的系统是很重要的。Powerblanket了解您的供暖需求,将帮助您创建一个将热循环控制纳入您组织的供暖计划的供暖计划。今天就和Powerblanket的工程师谈谈吧。

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