电磁感应加热烘缸加热功率的探讨

烘缸作为造纸、纺织、印染、无纺布、皮革加工等行业广泛使用的设备，其加热方式传统上主要分为两大类：蒸汽烘缸、油热烘缸。近些年，随着社会的快速发展和人们环保节能意识的日益提高，传统加热方式的烘缸设备存在着一些方面的不足。需要从根本上改变传统的加热方式，并寻求一种更节能环保而又安全的替代方案。
1 感应加热技术应用于烘缸的优越性
感应加热是通过电能与电磁能的相互转换，最终转化成金属内部的热能，达到加热的目的。它是一种非常好的加热方式，已经成功应用于汽车、电子等工业生产过程中。感应加热技术有一些方面的优点。
(1) 加热速度快、效率高、能源效率可达90%以上，更为节能。
(2) 被加热工件变形小，工件表面氧化脱碳较轻，不易生锈腐蚀。
(3) 感应加热设备易实现机械化和自动化，便于管理，节约人力，可提高生产效率。
(4) 感应加热可达到300℃或400℃及以上的温度，可以满足较高温度的特殊工艺要求。
(5) 节能环保、无噪声、工作环境干净、安全，适合现代环保的要求。
将感应加热技术应用于烘缸，在一定程度上可以解决设备投资高、能源浪费大、难以提供更高的温度、有安全隐患等问题[8]。因此，电磁感应加热烘缸的开发具有广泛的工业应用价值和前景，对该技术的改进与完善具有非常重要的意义。
2 电磁感应加热烘缸的原理
将交变电源接入到电磁控制器中，由电磁控制器将交变电流整流、滤波、逆变成高频交流电，通过输出端子与电磁加热烘缸外均匀布置的电磁加热线圈连接，高速变化的电流通过电磁线圈会产生高速变化的磁场，当磁场磁力线通过金属辊筒时，会在辊筒内产生无数的小涡流，由于辊筒金属材料的固有电阻作用会产生大量的热量，使辊筒高速发热。见图1。 在开发电磁感应加热烘缸的过程中，加热功率的大小配置选择非常重要，功率配置过大，会造成一定程度的能源浪费，功率配置过小，又体现不出电磁感应加热烘缸加热速度快的优点或者甚至达不到较高温度的特殊生产工艺要求。
3 加热功率计算
下面探讨电磁感应加热烘缸中加热功率的计算，希望能对电磁感应加热烘缸的开发设计起到一定的参考作用。
经计算可得，若烘缸配置加热功率为35kW，约30min产生的能量就能满足纸张加热到200℃所需的热量、水加热到100℃所需要的热量、蒸发水分消耗的热量、烘缸加热到200℃所需的热量的总和。在实际工业生产过程中，从试机到最终稳定生产的时间越短，生产效益将会越高。
电磁感应加热烘缸加热功率的计算为开发电磁感应加热烘缸的过程中配置合适的功率，提供了选择的依据，也为提高工业生产效率方面提供了参考。
4 结论
4.1烘缸加热到200℃所需的热量最大，远大于其它热量值。不同的烘缸材质及尺寸会影响最终热量的高低。因此，选择合适的烘缸材质及尺寸很重要。纸张加热到200℃所需的热量与蒸发10%水分消耗的热量较接近可知，若纸张的含水率越高，蒸发水分消耗的热量也会越高。
4.2当烘缸温度达200℃时，需配置加热热率至少32kW才能将烘缸温度维持在200℃。其中，对流传热速率是辐射传热速率的三倍，是导致热量浪费的主要因素。减少暴露在空气中的面积和提高环境温度在一定程度上能达到减少热量浪费的目的。
4.3烘缸配置加热功率为35kW，约30min产生的能量就能满足纸张加热到200℃所需的热量、水加热到100℃所需要的热量、蒸发水分消耗的热量、烘缸加热到200℃所需的热量的总和。
电磁感应加热烘缸加热功率的计算为开发设计电磁感应加热烘缸的过程中配置合适的功率，提供了选择的依据，也为提高工业生产效率方面提供了参考。