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[摘 要]本文通过研究浸渍后的电机产品在烘培过程中产生的可燃气体浓度的变化规律，炉腔内气压的变化规律以及调整排风机频率后能源的消耗规律，实验论证通过调整烘炉排风机的频率以实现烘炉节能切实可行；同时通过完善烘炉控制电路以实现电加热烘炉安全与节能的统一。实践证明，通过应用烘炉排风机频率控制系统，设备运行情况良好，节能效果显著。
[关键词]电加热烘炉 变频 节能 应用
中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-130-01
0前言
经浸漆处理后的电机产品在烘炉烘培过程中，随着炉腔内温度的升高，油漆中的易燃易爆溶剂不断挥发，当炉腔内挥发物达到适当的浓度和温度时，有产生爆炸的危险。为提高电加热烘炉的安全性能，在烘炉正常排风过程中，采用强排风措施，即在烘炉加热的同时保持强排风机全速运转，以增加炉腔内气体置换次数，降低在加热过程中炉腔内产生可燃气体浓度（可燃气体含量不超过爆炸下限），从而确保设备运行安全。
通过采用强排风方法来加强烘炉的运行安全，虽然可提高设备的安全系数，但因在烘炉工作过程中炉腔内热风置换次数频繁，炉腔内热量损失大，造成设备能耗增大。
本文从浸渍后的产品在烘培过程中所产生的易燃易爆气体的浓度变化规律，调整排风机频率后炉腔内气压变化规律以及调整排风机频率后能源消耗规律几个方面进行研究，通过完善烘炉控制电路来实现烘炉运行安全与节能的统一。
1. 浸渍漆浓度变化规律研究
根据常用浸渍漆的有机溶剂乙烯基甲苯在烘炉废气中的排放浓度数据，以及电机产品浸漆后的挂漆量、烘培时间、绝缘漆稀释剂的成分和挥发性等测量数据，通过计算，自然通风情况下乙烯基甲苯蒸汽浓度一般为500-550 mg/m3，在烘炉内进行加热以及在强行通风状况下，其浓度变化较大。在产品烘焙前3h升温过程中废气浓度达到最大，波峰值可以达到1500mg/m3左右，而在产品后续保温阶段废气浓度降为500mg/m3左右。从乙烯基甲苯类绝缘漆的特性得知，绝缘漆的固化过程随着温度的升高，其挥发份明显下降，在160℃以上挥发份达到一个较低值。
根据电机产品在烘培过程中烘炉内挥发物的变化规律，对烘炉强排风机应用变频控制时，可以解决烘炉运行安全与节能的矛盾。
为了验证电机产品在烘培过程中炉内可燃气体浓度的变化规律，我们决定跟踪批量电机产品的烘培过程，采用CA-2100H型便携式可燃气体检测仪对炉内气体、排风机排气气体气定时进行检测。该儀器可对甲苯、天然气、液化石油气、煤制气等可燃气体浓度进行检测，灵敏度高，性能可靠，外形美观大方，手持方便。仪器外形如下图：
2.变频技术在烘炉上的应用
2.1 烘培过程炉内气体浓度、气压变化规律
为准确检测烘培过程中炉内气体压力，我们在烘炉炉体下侧开孔，将原风机前端气压检测取样气管接入，采样炉内气体压力。应用型号为CYB003K的传感器，气压检测仪器应用XMTA数显调节仪。烘培工作开始后，采用CA-2100H型便携式可燃气体检测仪在炉内与排风机后端直接检测气体浓度。烘培过程炉内气体浓度、压力变化数据如下表：
2.2 烘炉排风机变频技术的应用
根据上述分析结果，初步制订变频控制方案。由于在线检测炉内气体浓度、压力实时，控制变频器输出频率存在检测技术不过关、控制过程复杂等问题，我们在利用烘炉控制系统中的安全连锁保护功能的同时，初制订了如下控制方案：
2.2.1选用台达VFD037 F43A风机水泵专用型变频器，控制烘炉排风机运行。
2.2.2变频器采用时间控制，由PLC根据程序设定时间输出高、中、低速指令，切换变频器输出频率，各段频率可在变频器参数里根据需要设定。
2.2.3在烘炉控制柜上增加烘焙、烘潮选择按钮，烘焙时按高速、中速、低速依次运行，运行时间由PLC程序控制。
2.2.4在保持浓度报警、压力超差报警、超温保护等保护功能前提下，设定变频器各段频率数据，各段速度减速时间设置120s以上，可避免换速时出现过压报警。
3. 实验结果
根据上述方案在烘炉安装变频器，修改PLC相应程序，对外围线路进行局部改动，实行变频器多速段控制及安全保护功能，安装DT862-4型三相有功电能表对烘炉内进行耗能检测。初步设定高速为50 HZ，中速为25HZ或20HZ，低速为15 HZ。
烘炉排风机频频变化时，烘炉能耗数据如下：
3.1 实验情况：实验完成了烘炉烘焙过程中炉内可燃气体浓度变化规律和气压变化规律的研究，完成了调整排风机频率节能数据收集，掌握了影响烘炉能耗的关键因素，为烘炉安全运行提供了安全保障。
3.2 主要技术指标完成情况：实验验证了TJ13-3绝缘漆温度-挥发份特性，明确了产品温度达到160℃以后挥发物基本不产生危险的规律，以及确定了烘炉烘焙过程中的危险时段以及应对手段。
4. 结束语
4.1 该技术实现了变频节能技术与PLC控制技术的有机结合，并在烘炉排风机上得到成功应用。
4.2有效解决了产品烘培过程中炉内产生的易燃易爆气体的浓度变化与烘炉排风量之间的关系，为烘炉安全运行提供了安全保障。
4.3通过应用烘炉变频控制技术，可实现单台电机产品节约电能256 Kwh，若此研究成果得推广应用，可取得了可观的经济效益。
参考文献：
[1] 可编程控制器原理及应用（第三版）（钟肇新 范建东）
[2] 电气控制与可编程控制器（陈立定 吴玉香 苏开才）
[3] 可编程控制器应用技术与实例（第二版）（袁任光）
[关键词]电加热烘炉 变频 节能 应用
中图分类号：TK 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-130-01
0前言
经浸漆处理后的电机产品在烘炉烘培过程中，随着炉腔内温度的升高，油漆中的易燃易爆溶剂不断挥发，当炉腔内挥发物达到适当的浓度和温度时，有产生爆炸的危险。为提高电加热烘炉的安全性能，在烘炉正常排风过程中，采用强排风措施，即在烘炉加热的同时保持强排风机全速运转，以增加炉腔内气体置换次数，降低在加热过程中炉腔内产生可燃气体浓度（可燃气体含量不超过爆炸下限），从而确保设备运行安全。
通过采用强排风方法来加强烘炉的运行安全，虽然可提高设备的安全系数，但因在烘炉工作过程中炉腔内热风置换次数频繁，炉腔内热量损失大，造成设备能耗增大。
本文从浸渍后的产品在烘培过程中所产生的易燃易爆气体的浓度变化规律，调整排风机频率后炉腔内气压变化规律以及调整排风机频率后能源消耗规律几个方面进行研究，通过完善烘炉控制电路来实现烘炉运行安全与节能的统一。
1. 浸渍漆浓度变化规律研究
根据常用浸渍漆的有机溶剂乙烯基甲苯在烘炉废气中的排放浓度数据，以及电机产品浸漆后的挂漆量、烘培时间、绝缘漆稀释剂的成分和挥发性等测量数据，通过计算，自然通风情况下乙烯基甲苯蒸汽浓度一般为500-550 mg/m3，在烘炉内进行加热以及在强行通风状况下，其浓度变化较大。在产品烘焙前3h升温过程中废气浓度达到最大，波峰值可以达到1500mg/m3左右，而在产品后续保温阶段废气浓度降为500mg/m3左右。从乙烯基甲苯类绝缘漆的特性得知，绝缘漆的固化过程随着温度的升高，其挥发份明显下降，在160℃以上挥发份达到一个较低值。
根据电机产品在烘培过程中烘炉内挥发物的变化规律，对烘炉强排风机应用变频控制时，可以解决烘炉运行安全与节能的矛盾。
为了验证电机产品在烘培过程中炉内可燃气体浓度的变化规律，我们决定跟踪批量电机产品的烘培过程，采用CA-2100H型便携式可燃气体检测仪对炉内气体、排风机排气气体气定时进行检测。该儀器可对甲苯、天然气、液化石油气、煤制气等可燃气体浓度进行检测，灵敏度高，性能可靠，外形美观大方，手持方便。仪器外形如下图：
2.变频技术在烘炉上的应用
2.1 烘培过程炉内气体浓度、气压变化规律
为准确检测烘培过程中炉内气体压力，我们在烘炉炉体下侧开孔，将原风机前端气压检测取样气管接入，采样炉内气体压力。应用型号为CYB003K的传感器，气压检测仪器应用XMTA数显调节仪。烘培工作开始后，采用CA-2100H型便携式可燃气体检测仪在炉内与排风机后端直接检测气体浓度。烘培过程炉内气体浓度、压力变化数据如下表：
2.2 烘炉排风机变频技术的应用
根据上述分析结果，初步制订变频控制方案。由于在线检测炉内气体浓度、压力实时，控制变频器输出频率存在检测技术不过关、控制过程复杂等问题，我们在利用烘炉控制系统中的安全连锁保护功能的同时，初制订了如下控制方案：
2.2.1选用台达VFD037 F43A风机水泵专用型变频器，控制烘炉排风机运行。
2.2.2变频器采用时间控制，由PLC根据程序设定时间输出高、中、低速指令，切换变频器输出频率，各段频率可在变频器参数里根据需要设定。
2.2.3在烘炉控制柜上增加烘焙、烘潮选择按钮，烘焙时按高速、中速、低速依次运行，运行时间由PLC程序控制。
2.2.4在保持浓度报警、压力超差报警、超温保护等保护功能前提下，设定变频器各段频率数据，各段速度减速时间设置120s以上，可避免换速时出现过压报警。
3. 实验结果
根据上述方案在烘炉安装变频器，修改PLC相应程序，对外围线路进行局部改动，实行变频器多速段控制及安全保护功能，安装DT862-4型三相有功电能表对烘炉内进行耗能检测。初步设定高速为50 HZ，中速为25HZ或20HZ，低速为15 HZ。
烘炉排风机频频变化时，烘炉能耗数据如下：
3.1 实验情况：实验完成了烘炉烘焙过程中炉内可燃气体浓度变化规律和气压变化规律的研究，完成了调整排风机频率节能数据收集，掌握了影响烘炉能耗的关键因素，为烘炉安全运行提供了安全保障。
3.2 主要技术指标完成情况：实验验证了TJ13-3绝缘漆温度-挥发份特性，明确了产品温度达到160℃以后挥发物基本不产生危险的规律，以及确定了烘炉烘焙过程中的危险时段以及应对手段。
4. 结束语
4.1 该技术实现了变频节能技术与PLC控制技术的有机结合，并在烘炉排风机上得到成功应用。
4.2有效解决了产品烘培过程中炉内产生的易燃易爆气体的浓度变化与烘炉排风量之间的关系，为烘炉安全运行提供了安全保障。
4.3通过应用烘炉变频控制技术，可实现单台电机产品节约电能256 Kwh，若此研究成果得推广应用，可取得了可观的经济效益。
参考文献：
[1] 可编程控制器原理及应用（第三版）（钟肇新 范建东）
[2] 电气控制与可编程控制器（陈立定 吴玉香 苏开才）
[3] 可编程控制器应用技术与实例（第二版）（袁任光）