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電磁感應加熱和燃氣加熱能源成本分析

時間:2022-03-15 14:14:59 來源:青島海越 點擊:

電磁感應加熱與燃氣加熱作為兩種不同的加熱方式,對于哪種加熱方法更好,更節約能源成本,業內一直眾說紛紜。
今天海越就以三門2#SG管板為例,從多個角度為大家進行電磁感應加熱和燃氣加熱的能源成本分析。

優點描述:
三門2#SG管板,重量約105t,厚度約790mm,同時工件外徑達4487mm,如果采用紅外電加熱設備,則所需功率將至少大于1200KW,加熱器的設定溫度最高不能超過400℃,單靠熱輻射傳熱慢,同時管板重量和厚度決定蓄熱大,造成所需加熱時間長且管板溫度易不均勻。
如果使用燃氣加熱,首先必須采用燃氣熱處理爐進行加熱,為了使整個管板溫度均勻,在預熱保溫溫度下至少保溫20h,在進行焊接過程中,又需要多個散燒嘴持續加熱。由于管板厚達790mm,在整個焊接過程中,容易出現局部溫度不足,而局部加熱溫度又過高的現象,工人焊接環境惡劣。當需要進爐后熱時,又增加了拆裝吊運等工序。根據這種情況,經過調查和研究,提出了管板感應加熱裝置,不僅可以滿足管板預熱及后熱的溫度要求,且可以滿足溫度可控和記錄的目的。
該裝置采用電磁感應加熱的原理,交變磁場在周圍的空間中產生電場,當導體處于此磁場中,內部就會產生感應電流,發熱升溫。
電磁感應加熱和燃氣加熱能源成本分析
電磁感應加熱 的主要優點是:
1. 熱透性好,加熱速度快;
2. 工件不容易起氧化皮;
3. 采用智能程序能夠有效控制升溫速度和保溫溫度;
4. 高效節能;
5. 加熱線纜纏繞在工件的外表面的方式不容易受工件外形的限制,使用范圍廣。
在使用過程中,保證了管板達到預熱及后熱要求,雖然前期布置較為復雜,但是一旦運行后采用程序控溫,操作方便。由于管板具有保溫措施,散熱少,降低了焊工操作環境溫度,且工件到達溫度后容易保持溫度。在該管板堆焊使用完成后,現又成功地用于CMT進出口接管內壁堆焊、人孔接管內壁堆焊、PRHR管板堆焊時的預熱及后熱。
目前國內采用電磁感應裝置來預熱及后熱管板暫無先例,且AP1000蒸汽發生器管板的尺寸和重量大造成焊接預熱及后熱困難,現我公司的管板順利堆焊完成,說明電磁感應加熱設備在我公司核電產品上應用取得成功。

效益說明:
三門2#SG管板電磁感應加熱和火焰加熱能源經濟成本分析
針對三門2#SG管板直邊段手工堆焊,由于堆焊工作量大,基本需要1個月時間完成?,F將電磁感應加熱及燃氣加熱的使用成本計算如下:
1. 電磁感應加熱設備
使用功率:320KW,設備一般從未滿功率運行,使用功率最大約占80~85%,保溫階段所用功率較少,按照60%來計算,平均功率約為190KW。
1天:190KW×24h×0.9元(1度電,今年廠內使用成本)=4104元
1個月:4104×30(天)=123,120元

2. 燃氣加熱
成本=燃氣熱處理爐運行成本+所有散燒嘴運行成本
=【2700m3×3. 5元/m3+4000元燃動費】(1次大爐運行成本)×2(次進爐)+
10(個散燒嘴)×8m3/h×24h×30(天)×3. 5元/m3
 =228,500元
燃氣加熱1個月運行成本—電磁感應裝置運行成本=228,500-123,120=105,380元

通過計算可以得出,針對三門2#SG管板直邊段堆焊,感應加熱的運行成本低于燃氣加熱的,針對三門2#SG第一塊管板電渣焊堆焊,一直使用的是進爐加熱以及散燒嘴維持的方式,如果從開始采用電磁感應加熱裝置,就可減少3次燃氣加熱爐的使用(管板中心直道堆焊前預熱、堆焊后后熱、環向堆焊前預熱),這部分費用約【2700m3×3. 5元/m3+4000元燃動費】(1次大爐運行成本)×3(次進爐)=40,350萬。因此,三門2#SG第二塊管板堆焊總共可減少運行成本約40,350+105,380=145,730萬元。

后續電磁感應加熱用于了CMT接管內壁堆焊以及PRHR管板堆焊預熱及后熱,這些工件一般均只使用1臺加熱柜即可滿足溫度要求。這些工件連續焊接及使用加熱設備的有效時間累積基本為1.5月。
使用功率為:80KW,按60%計算,平均功率為48KW。
1天:48KW×24h×0.9元(1度電,今年廠內使用成本)=1,036.8元
1.5個月:1,036.8元×45(天)=46,656元
電磁感應加熱和燃氣加熱能源成本分析
然而當使用燃氣加熱時,CMT進出口接管內壁堆焊、人孔接管內壁堆焊、PRHR管板堆焊,這4種工件基本每個都需要進爐進行預熱和后熱,散燒嘴維持。按照燃氣加熱,保守成本計算如下:
成本=燃氣熱處理爐運行成本+所有散燒嘴運行成本
=1.5萬(1次大爐運行成本)×6~8(次進爐)+
3(個散燒嘴)×8m3/h×24h×45(天)×3.5元/m3
=180,720 ~210,720元
通過計算,可以看出使用電磁感應加熱的明顯優勢,除三門2#管板外,至少節約成本180,720-46,656=134,064元。

以上就是以三門2#SG管板為例從多個角度為大家進行的電磁感應加熱和燃氣加熱能源成本分析。通過對比數據可以看出,電磁感應加熱比燃氣加熱具有更多的優勢,更能節約成本。更多關于電磁感應加熱的相關技術知識,請咨詢青島海越機電--中頻高頻電磁感應加熱設備制造商。
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