Оснащение конвекционной печи инфракрасными обогревателями

Инфракрасное излучение давно используется в различных отраслях промышленности. В материале рассматривается нестандартный пример, в котором газовые каталитические обогреватели повышают эффективность производства и снижают общее потребление энергии.

Заводские испытания каталитического отверждения в инфракрасном диапазоне

Проект задуман, чтобы повысить производительность линии порошкового покрытия деталей и снизить энергетические затраты. Перед началом проектирования инфракрасные обогреватели были испытаны. Тестирование проводилось с двумя целями. Во-первых, чтобы познакомить производителя деталей с газовыми каталитическими обогревателями. Это позволило ему воочию увидеть, как работает инфракрасное излучение. Во-вторых, чтобы группа инженеров определила оптимальный размер излучателей, исходя из размеров деталей и времени их обработки.

В оригинальной конвекционной печи использовались мобильные стеллажи, на которых располагались детали, покрытые порошковой краской. Процесс конвекционного отверждения занимал 20 минут. Количество обрабатываемой партии варьировалось от 12 до 50 штук, в зависимости от размеров деталей. Порошок необходимо было нагревать до температуры выше 60⁰C, этого требовал его химический состав.

Тестирование началось с того, что в разных точках испытательных образцов прикрепили датчики-термопары. Они оставались на деталях, когда наносилось и отверждалось покрытие. Затем испытательные образцы покрыли порошком в окрасочной камере и переместили в испытательную печь с помощью подвесного конвейера. Далее сделали инфракрасные термографические изображения, чтобы оценить плавность температурного профиля на всех тестовых образцах.

Для каждого образца провели несколько испытаний. По завершении было определено, что в печах, где установили газовые каталитические обогреватели, порошковое покрытие на деталях отверждалось за 10 минут, то есть время цикла сократилось на 50 процентов.

Проектирование системы инфракрасного излучения в конвекционных печах линии порошкового покрытия

Чтобы модернизировать оборудование, первоначально изготовили стойки, на которых расположили обогреватели. В проекте предполагалось задействовать как можно большую часть существующей конструкции печи. Далее комплект стеллажей вместе с нагревателями отправили на предприятие, чтобы их там установить.

В отличие от конвекционных систем, печь с инфракрасными излучателями требовала, чтобы детали загружались линейно в один ряд. Переставляя мобильные стеллажи, удалось вместить то же количество деталей в одну загрузочную партию, что и ранее. Кроме того, при сокращении времени цикла до 10 минут на одну партию было определено, что печь потребуется укоротить. Предпринятые меры позволили уложиться в проектное время цикла отверждения порошкового покрытия.

Дооснащение конвекционной печи включало в себя следующие компоненты:

• Две стойки с каталитическими обогревателями, каждая из которых содержит три панели газовых каталитических обогревателей размером 600 на 1500 мм. Каждая панель имеет мощность 21 киловатт-час;
• Две газовые магистрали, включая регуляторы давления и предохранительные клапаны;
• Элементы панели управления;
• Стойки с обогревателями спроектированы так, чтобы вписаться в размер существующей конвекционной системы.

За счет того, что удалось повторно использовалось большое количество существующих компонентов, это снизило стоимость и сроки проекта.

Источник: Process Heating