电泳涂装固化设备加热系统的组成

  • 电泳涂装固化设备加热系统的组成已关闭评论
  • 153 次浏览
  • A+
所属分类:设备工艺

加热系统的组成

热风循环烘干室的加热系统一般由空气加热器、风机、调节阀、风管和空气过滤器等部件组成。

1)风管

加热系统的风管引导热空气在烘干室内进行热风循环,将热量传给工件。风管由送风管和回风管组成。经过加热器加热的空气经送风口进入烘干室内,与工件和烘干室内的空气进行热量交换后由回风口回到加热器,这样必定引起烘干室内空气的流动,形成某种形式的气流流型和速度场。布置送回风管(口)的目的是合理组织烘干室内空气的流动,使烘干室内有效烘干区的温度能更好地满足工艺要求。送回风管(口)的布置是否合理,不仅直接影响烘干室的加热效果,而且也影响加热系统的能耗量。
送回风管(口)的位置对保证整个烘干室温度的均匀性有很大影响。送回风管(口)的位置应能保证热空气在烘干室内形成合理的气流组织,使烘干室内有效烘干区的温度分布均匀。

影响烘干室内空气组织的因素很多,如送风口的位置和形式、回风口的位置、烘干室的几何形状及烘干室内的各种扰动等。其中以送风口的空气射流及其参数对气流组织的影响最为重要。当加热后的空气从送风口送进烘千室后,该射流边界与周围气体不断进行动量、热量及质量交换,周围空气不断被卷入,由于烘干室内壁的影响导致形成回流,射流流量不断增加,射流断面不断扩大。而射流速度则因与周围空气的能量交换而不断下降。应该注意到,相邻间送风口的射流也会相互影响。

因此送风口的开设应考虑到烘干室内有效烘干区的控制温差、送风口的安装位置、有效烘干区的最大允许送风速度和气流射程长度。

风管应合理敷设,在满足烘干窒要求的条件下,应尽量减少风管的长度、截面和方向的变化,以减少管道中的热损失和压力损失。风管的室外部分表面应敷设保温层。为保证较长的烘干室内各送风口的风量基本相同,送风管需要设计为变截面风管。考虑到制造和安装的方便,也可将送风管制成等截面的矩形风管,通过各送风口的阀门进行送风风量调节。风管之间以法兰或咬口连接,当用法兰连接时,为了提高连接的密封性、减少漏风量,需在连接法兰之间放入衬垫,衬垫的厚度为3~5mm。如果风管内气流的温度大于70℃时,法兰之间要衬垫石棉纸或石棉绳进行密封。

风管一般采用镀锌钢板制造,钢板的厚度可根据风管的尺寸大小选定。不同风管所需的送风口的形式一般有插板式、格栅式、孔板式、喷射式及条缝式。插板式是在送风管上开设矩形风口,风口的送风景可由风口闸板进行调节。插板式结构简单、制造方便,一般下送上回式结构应用较多,但送风管的风速和送风口的风速必须选择合理,应尽量避免风口切向气流的产生;格栅式是在矩形风口设置格栅板引导气流的方向,一般下送上回式和侧送侧回式均可使用,但要增加烘干室的空间;孔板式是在送风管的送风面上开设若干小孔,这些小孔即送风口,一般下送上回式和侧送侧回式均可使用。

它的特点是送风均匀,但气流速度衰减得很快;喷射式送风口是一个渐缩圆锥台形短管,它的渐缩角很小。它的特点是流系数小、射程长,适用于上送上回式结构;条缝式送风口在上送上回式结构中也有应用,一般是为了得到较高的送风风速,但其压力损失较大。送风气流方向要求尽量垂直于送风管,一般依靠送风管的稳压层与烘干室内之间的静压差将空气送出。稳压层内的空气流速越小,送风口出流方向受其影响也越小,从而保证气流由垂直送风管送出。若稳压层空气流速过小,送风管截面尺寸增大,影响干室体积,送风管内静压也可能过高,漏风量会增大。出风速度过高时,会产生风口噪声,而且直接影响加热系统的压力损失;因此一般限制插板式和格栅式、孔板式出风速度在2~5m/s范围内;限制喷射式及条缝式出风速度在4~10m/s范围内。为保证送风均匀,则需保证送风管内的静压处处相等。实际上,空气在流经送风管的过程中,一方面由于流动阻力使静压下降;另一方面,在送风管内由于流量沿程逐渐减少,从而使动压逐渐减少和静压逐渐增大。总之,送风管内的空气静压是变化的。为保证均匀送风,通常限制送风管内的静压变化不超过10%。因此,在设计送风管时应尽量缩短送风管的长度。

2)空气过滤器

烘于室空气中的尘埃不仅直接影响涂层的表面质量,而且还会影响烘干室内壁的清洁并恶化加热器的传热效果,因此烘干室需要采用空气过滤器进行除尘净化。补充新鲜空气的取风口位置应设在烘干室外空气清洁的地方,使吸人的新鲜空气含尘量较少。热风循环烘干窒主要使用干式纤维过滤器和黏性填充滤料过滤器。干式纤维过滤器由内外两层不锈钢(或铝合金)网和中间的玻璃纤维或特殊阻燃滤料制成的滤布组成。滤布的特点是由细微的纤维紧密地错综排列,形成一个具有无数网眼的稠究的过滤层,通过接触阻留作用、撞击作用、扩散作用、重力作用及静电作用进行滤尘。干式纤维过滤器的过滤精度较可靠,而且市场上也有产品供应,应该是首选设备。黏性填充滤料过滤器由内外两层不锈钢(或铝合金)网和中间填充的玻璃纤维、金属丝或聚苯乙烯纤维制成。当含尘空气流经填料时,沿填料的空隙通道进行多次曲折运动,尘粒在惯性力作用下,偏离气流方向并碰到黏性油上被粘住捕获。黏性填充滤料过滤器的黏性油要求耐烘干室的工作温度,而且不易挥发和燃烧。在实际使用中,由于黏性油不易选择,绝大部分的填充滤料过滤器都不使用,因此其过滤效果较差,在涂层质量要求较高的场合不能采用。

3)空气加热器

空气加热器用来加热烘干室内的循环空气以及烘干室外补充的新鲜空气的混合空气,使进人烘干室内的混合气体保持在一定的工作温度范围内;空气加热器按其采用的不同热媒可以分为燃烧式空气加热器、蒸汽(或热水)式空气加热器以及电热式空气加热器。

①燃烧式空气加热器 分为直接加热式和间接加热式两种。

a.直接加热式空气加热器通常是将燃气或燃油通过燃烧器(烧嘴)在燃烧室内燃烧,然后将燃料燃烧生成物和热空气的混合气体送人烘干室加热工件涂层。该加热器的优点是热效率高,缺点是热量不易调节,占地面积大,明火也不够安全。另外,混合热空气所含的烟尘较多,影响过滤器的使用寿命和涂层的质量。该加热器一般不能用在质量要求高的涂层烘干,

n.间接加热式空气加热器利用热源通过热交换器加热烘干室的循环空气。该空气加热器的特点是安全,热空气清洁,热量容易调节,占地面积相对较小,但热效率相对直接加热式空气加热器要低一些。
通常认为间接加热式空气加热器的效率是直接加热式空气加热器的70%~80%左右。
一般直接加热式空气加热器用于腻子或有后处理的底漆烘干室,间接加热式空气加热器可用于面漆及罩光涂料的烘干室。燃烧式加热器燃料供给系统必须设置紧急切断阀。直接加热式空气加热器,烘干室的空气循环系统的体积流量应大于加热系统燃烧产物体积流量的10倍燃烧式加热器若使用直接点火装置,燃烧室应该安装火焰监测器,在意外熄火时可自动关闭燃料供给。

②蒸汽(或热水)式空气加热器是利用蒸汽或热水通过换热器加热空气的装置。该加热器中的肋片式换热器得到了广泛的应用。

空气换热器一般垂直安装,也可以水平安装或倾斜安装。但对于蒸汽作热媒的空气加热器,为便于排除凝结水,水平安装时应考虑一定的坡度。按空气流动的方向,换热器可以串联也可以并联。采用何种组合方式应根据通过空气量的多少和需要换热量的大小决定。一般来说,通过空气量多时应采用并联;需要的空气温升大时应采用串联。对于热媒管路来说,也有并联与串联之分。但是对于使用蒸汽作热媒的换热器,蒸汽管路与各台换热器之间只能并联。对于热水作热媒的换热器而言,并联、串联或串、并联结合安装均可。但一般相对空气而言并联的换热器,其热水管路也必须并联;串联的换热器,其热水管路也应串联。在热媒的管路上应有截止阀以便调节或关断换热器,还应设置压力表(和温度计)。此外,对于蒸汽系统,在回水管上还应安装疏水器。疏水器的连接管上应有截止阀和旁通管以利于运行中的维修。为保证换热器的正常工作,在水管的最高点应设置排空气装置,而在最低点应设置泄水和排污阀门。

③)电热式空气加热器 电热式空气加热器。

电热式空气加热器是利用电能加热空气的装置,具有加热均匀、热量稳定、效率高、结构紧凑和控制方便等优点,因此在热风循环烘干室中应用较多。电热空气加热器有两种基本的电热元件(换热器),一种是裸线式,另一种是管式。裸线式由裸电阻丝构成,该电加热器的外壳由中间填充保温和绝缘材料的双层钢板组成,在钢板上安装固定电阻丝的陶瓷(或其他耐高温的)绝缘子,电阻丝的排数根据设计需要决定。在定型产品中,常将电加热器做成抽屉式,使维护、检修比较方便。裸线式电加热器热惰性小、加热迅速、结构简单,但容易断丝漏电,安全性差。所以,在使用时必须有可靠的接地装置,并与循环风机联锁运行,以免造成事故。

管式电加热器由管状电热元件组成。该电热元件是将电阻丝装在特制的金属套管中,中间填充导热性好但不导电的材料,如结晶氧化镁等。电阻丝两端有钢质引出棒伸出管外,用来接通电源。当电流通过电阻丝时电阻丝产生热量,均地加热通过电热元件表面的空气。电热元件在电热空气加热器中均为错列布置。为控制方便,加热器的电热元件可分为常开组、调节组和补偿组。常开组的安装功率一般是加热器设计功率的50%~70%;调节组的作用是通过接触器或可控硅精确控制烘干室的温度;在多种烘干温度的烘干室加热器中需设置补偿组。

电热式空气加热器安装时要求加热器与金属支架间有良好的电气绝缘,其常温绝缘电阻必须大于 1MΩ。

通过加热器的重量速度不宜取得过大或过小。过大时,空气阻力过大,因而消耗能量过多;过小时,阻力过小,但所需加热面较大,初建费用增加。一般认为经济重量速度为8~12kg/(m’·s)。当使用电热空气加热器时,风速在8~12m/s较适合,风速过高会使压力损失增加;过低会影响效率。电热空气加热器的电热元件应错排,管间的距离为40mm较适合。

空气加热器在热风循环烘干室加热系统中,可以安置在循环风机后的送风段内,也可以安置在循环风机前的回风段内。空气加热器安置在循环风机后时,经过循环风机的空气温度较低,但热风容易从加热器中泄出,影响操作环境。在某些场合可以利用风机后空气加热器前的高压区排放烘干室的废气;空气加热器安置在循环风机前时,外部空气容易从加热器中渗入。这时经过风机的空气是整个热风循环中温度最高点,不能利用风机后的高压区排放烘干室废气,否则会造成大量的热能浪费。目前采用较多的是将空气加热器安置在循环风机前的回风段内。

正确合理选择空气加热器,应首先根据涂层的质量要求、烘干室的工作温度及加热风量,在熟悉各形式空气加热器的热工特性和结构特点的基础上,结合现场和使用的性质进行必要的技术经济分析,选用热效率高、安全性好、体积小、易控制、易维护和造价低的空气加热器。

④通风机

加热系统风机的作用是输送烘干室内的空气进入加热器得到加热,使之达到需要的工作温度,使烘干室内的空气在空气过滤器的作用下改善其洁净度;组织烘干室内的气流,提高热空气与工件涂层之间的热量传递。

通风机按其作用原理可分为轴流式和离心式两种,热风循环烘干室加热系统通常采用离心式通风机。对于固化溶剂型涂层的烘干室,为了防火、防爆,风机需选用防爆型产品。由于一般离心式通风机输送介质的最高允许温度不超过80℃,因此一般热风循环烘干室加热系统的风机都需要有耐高温的特殊要求。风机的外壳要求保温,以减少热损耗和改善操作环境。风机与风管之间的连接应该严密,防止由于连接不严造成的风现象发生。为了防止震动,风机以及配套电机应该采取减震措施。通常在风机和电机座下安装减震垫、橡胶减震器或弹簧减震器。减震器应根据工作负荷和干扰频率进行选择,必须避免共振的发生。

由于管路系统连接不够严密,会产生一些漏风现象,因此设计空气加热系统的空气量及压力损失时,应该考虑必要的安全系数。一般采用的安全系数为:附加风量0~10%;附加管道压力损失10%~15%,离心式通风机的性能一般指在标准状况下的风机性能。所谓标准状况是指大气压力=0.1MPa,大气温度T=20℃,相对湿度=50%时的空气状态而热风循环烘干室空气加热系统风机的使用工况(温度、大气压力、介质密度等)均是在非标准状况下,因此设计选择离心式通风机所产生的风压、风量和轴功率等均应按表6-5中有关公式进行计算。

烘干室的安装调试中,常常要对风机的风压或风量进行调节。设计时可以在风机送风管道或进风管道上设置调节阀,通过调整调节网改变风机在管网上的工作点。在送风管道上减小调节阀开启度时,阻力增加风量减小,该装置简单,但风量的调节范围较小,而且容易使风机进入不稳定区工作;在进风管道上减小调节阀开启度时,风机出口后的管网特性曲线不变,因此具有较宽的风量调节范围。

 

 

本公司专业承接电泳生产线的设计,制造及安装服务,欢迎来电,张先生:15897453787