2015年是制造業(yè)步入寒冬，所有制造企業(yè)都面臨著做出如何的調(diào)整和對(duì)策來(lái)度過(guò)這個(gè)寒冬。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)疲軟的情形下，降本增效和節(jié)能降耗是很多企業(yè)首要考慮的。

    使用電加熱設(shè)備的制造企業(yè)，尤其是熱處理加工企業(yè)，生產(chǎn)中所造成的巨額能源損耗是目前制造行業(yè)面臨的普遍問(wèn)題，降低能耗、降低生產(chǎn)成本是制造行業(yè)迫在眉睫的任務(wù)。

    例如磁性材料制造行業(yè)，其都是能耗大戶，面對(duì)同行業(yè)日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本是磁性材料制造行業(yè)自身求生存求發(fā)展的迫切需求，如何從內(nèi)部革新入手，向科技要成本、向管理要效益，用科學(xué)有效的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)能耗大戶企業(yè)對(duì)節(jié)能降耗的目的是企業(yè)應(yīng)該重視的總要方向。

    本文將以磁性材料行業(yè)為例子，分析由于熱電偶老化引起的電能損耗給企業(yè)帶來(lái)的損失，以及提供針對(duì)的解決方案。

一、磁性材料行業(yè)能源消耗的主要原因分析（熱電偶&補(bǔ)償導(dǎo)線）

1：熱電偶由于長(zhǎng)期使用，熱電偶被腐蝕情況嚴(yán)重、彎曲、變形、老化情況較惡劣。

2：補(bǔ)償導(dǎo)線由于長(zhǎng)期置于高溫環(huán)境，造成補(bǔ)償導(dǎo)線老化。

（一）關(guān)于熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線老化與電能損耗的關(guān)系 

    在中國(guó)大陸，凡涉及窯爐測(cè)溫使用熱電偶及補(bǔ)償導(dǎo)線絕大多數(shù)企業(yè)存在使用誤區(qū)，較多因?yàn)閷?duì)專業(yè)知識(shí)的缺乏及設(shè)備管理意識(shí)欠缺造成。

    熱電偶為溫度計(jì)量器具，毫伏信號(hào)輸出，也就是輸出的毫伏值準(zhǔn)確，測(cè)量的溫度才會(huì)準(zhǔn)確，如果毫伏值輸出出現(xiàn)偏差，測(cè)量溫度也隨之出現(xiàn)偏差，輸出毫伏值偏差的大小直接影響到測(cè)量溫度的偏差大小，給客戶制造產(chǎn)品的品質(zhì)、客戶窯爐本身、耐火材料的壽命造成許多隱患，zui重要的是給客戶帶來(lái)巨額的能源損耗。

（二）熱電偶老化的途徑：

    熱電偶使用2種不同材質(zhì)的金屬連接，產(chǎn)生熱電勢(shì)，高溫?zé)犭娕急Ｗo(hù)管材料為剛玉管，由氧化鋁燒制而成，剛玉管在連續(xù)高溫下工作，會(huì)產(chǎn)生多個(gè)毛細(xì)孔，窯爐內(nèi)產(chǎn)生的連續(xù)高溫及腐蝕性氣體的連續(xù)侵蝕會(huì)透過(guò)剛玉管的毛細(xì)孔侵蝕熱電偶，從而會(huì)導(dǎo)致鉑金或其他金屬的化學(xué)反映，使鉑金或其他金屬產(chǎn)生結(jié)晶，導(dǎo)致鉑金或其他金屬化學(xué)分子性能的變異，產(chǎn)生熱電偶老化現(xiàn)象。

     補(bǔ)償導(dǎo)線作為熱電偶與儀表的連接線，傳送毫伏信號(hào)，補(bǔ)償導(dǎo)線本身品質(zhì)的優(yōu)劣及使用在窯爐周圍高溫環(huán)境下，連接熱電偶端子的補(bǔ)償導(dǎo)線會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)體變黑現(xiàn)象，我們稱之為老化現(xiàn)象，（如電線老化會(huì)導(dǎo)致失火）補(bǔ)償導(dǎo)線老化可以直接導(dǎo)致傳送熱電偶輸出毫伏值衰減，從而加大誤差。

結(jié)論：熱電偶老化+補(bǔ)償導(dǎo)線老化=溫度計(jì)量失真

（三）熱電偶老化與能耗損失的途徑

    智能儀表或其他途徑終端儀表只檢測(cè)熱電偶接入端的熱電動(dòng)勢(shì)，再根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系將測(cè)量值轉(zhuǎn)化為溫度值顯示出來(lái)。

    熱電偶在使用一段時(shí)間后，受腐蝕、老化等影響，導(dǎo)致其熱電性發(fā)生變化，工作曲線就會(huì)偏離標(biāo)準(zhǔn)熱電偶的工作曲線，從而導(dǎo)致使用標(biāo)準(zhǔn)曲線的智能儀表計(jì)算溫度值發(fā)生偏差。

    由于熱電偶的老化通常導(dǎo)致其輸出的熱電動(dòng)勢(shì)下降，因此，老化后的熱電偶測(cè)量值會(huì)偏低，而實(shí)際爐內(nèi)溫度是高于智能儀表的設(shè)定值的。當(dāng)超出標(biāo)準(zhǔn)熱電偶誤差標(biāo)準(zhǔn)值后，就會(huì)帶來(lái)比較大的負(fù)面影響老化嚴(yán)重的熱電偶會(huì)直接導(dǎo)致窯爐在高于儀表設(shè)定的溫度下工作，不僅增加了保溫功率，也增加了窯爐散熱，浪費(fèi)電能。

二、熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線老化后帶來(lái)的危害：

由于熱電偶老化導(dǎo)致的誤差使得爐內(nèi)溫度一直處于產(chǎn)品燒結(jié)范圍的溫度偏高位置，會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)以下危害：

1：產(chǎn)品成品率降低

2：產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定，會(huì)出現(xiàn)龜裂，暗紋

3：電耗在日漸增加

4：.爐材加速老化

5：造成表面散熱增加

6：動(dòng)力線加速老化

7：出現(xiàn)窯爐故障、事故等惡性事件的發(fā)生。

8：補(bǔ)償導(dǎo)線的老化會(huì)加大熱電偶傳輸?shù)男盘?hào)誤差，加劇以上后果的發(fā)生。

三、熱電偶老化帶來(lái)能耗損失分析

輝達(dá)工控深入行業(yè)，做了熱電偶老化與能源損耗的實(shí)驗(yàn)。熱電偶老化帶來(lái)的能耗損失統(tǒng)計(jì)如下：

1℃給單條窯爐每小時(shí)電能消耗帶來(lái)>1.36KW ,對(duì)于功率200KW以上的燒成爐，是無(wú)法用肉眼看出變化的；

單條窯爐功率相差溫度對(duì)照表

多條窯爐功率相差溫度對(duì)照表

（如果窯爐數(shù)量超過(guò)10條，規(guī)范的熱電偶管理可以每年節(jié)省100萬(wàn)以上！）

    由于爐材蓄熱，窯爐表面散熱及氣體帶出的熱量未記入，熱電偶誤差造成的消耗是遠(yuǎn)大于上表所述數(shù)值的；貴公司如果窯爐數(shù)量在10條以上，熱電偶有兩年沒(méi)有更換的話，因此造成的電費(fèi)消耗每年至少在100萬(wàn)以上；

四、節(jié)能降耗控制技術(shù)簡(jiǎn)要介紹

    針對(duì)電加熱設(shè)備能源損耗問(wèn)題，輝達(dá)工控根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用開發(fā)出以下核心技術(shù)能有效實(shí)現(xiàn)電加熱設(shè)備節(jié)能降耗目的。

1、負(fù)載監(jiān)測(cè)（LMC）技術(shù)

    實(shí)現(xiàn)負(fù)載自控，實(shí)施監(jiān)測(cè)負(fù)載狀態(tài)，依據(jù)負(fù)載在不同溫度條件下的特性，以及其老化率與時(shí)間的關(guān)系、爐溫與表面負(fù)荷密度等關(guān)系，判斷負(fù)載是否已老化，甚至達(dá)到使用極限。根據(jù)判斷出的負(fù)載的老化程度，給予用戶報(bào)警提示，有效避免因負(fù)載老化所產(chǎn)生的能源浪費(fèi)及生產(chǎn)事故的發(fā)生。

    硅鉬棒自動(dòng)限流控制技術(shù)： 硅鉬棒自動(dòng)限流控制技術(shù)是根據(jù)硅鉬棒的阻值自動(dòng)控制給定電壓電流，避免升爐時(shí)操作不當(dāng)帶來(lái)的對(duì)硅鉬棒的損害，同時(shí)能有效的避免突然斷電后又突然來(lái)電情況引起的硅鉬棒燒斷的危險(xiǎn)。減緩硅鉬棒老化速率。

2、傳感器老化監(jiān)測(cè)技術(shù)：

    實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳感器老化率，壽命到期時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)提醒更換，避免因溫度計(jì)量失真造成能源浪費(fèi)。

3、軟件電量統(tǒng)計(jì)：

    專業(yè)化觸摸屏控制軟件具有電量監(jiān)控功能，按設(shè)定時(shí)段，分時(shí)段記錄電量使用情況，方便查看歷史電量使用情況，并可生成電費(fèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，所有數(shù)據(jù)可導(dǎo)出存檔。方便了解統(tǒng)計(jì)電量的使用情況并做節(jié)能措施調(diào)整和改進(jìn)。

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