Page 85 - 《橡塑技术与装备》2024年7期

工艺与设备 赵杨·关于储热装置用于轮胎硫化工艺的探讨

表 1 一些常见显热储热介质的性能对比表 的气体或油体中的水能全部排除，不会在管路中产生
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相态 材料 工作温度 /℃ 密度 /(kg.m ) 比热容 /[kj.(kg.k) ] 气蚀现象，危及设备安全。循环油路中还设计有冷却
液体 水 0~100 992 4.2
液体 导热油 20~400 700~900 2.0~2.6 器，实际是一个小型换热器，当硫化机侧不能消耗传
固体 混凝土 200~390 2 750 0.91 导的热量，同时系统已经在最低负荷运行，循环管路
固体 硅耐火砖 200~700 1 800 1.0
固体 镁耐火砖 200~1 200 3 000 1.2 内的油温将上升，将有可能造成运行事故，这时，通
过冷却器内通入冷却水，对循环油路进行降温处理，
最终，我们综合了投资成本、施工成本、运行安
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全等方面，采用了固体储热介质 ： 92 镁砖，配置在 保障安全运行。整个管路都有保温措施，将热量的损
失降到最低。在用热端，硫化机测，循环油管路为了
一台蓄热式电锅炉内，作为储能系统。锅炉由加热器、
保证每台设备的供热效果，管路在硫化机出口侧装置
蓄热体、保温结构、换热系统、控制系统、热工仪表
调节阀，通过温度传感器采集出口温度，调节流经每
等部分组成，锅炉使用 AC380V 电，在谷电时间段，
台硫化机的导热油流量，从而实现温度控制。
控制系统将接通电源，加热器工作，将镁砖加热到设
定温度，将电能转化为热能储存在蓄热体中，再在白
天峰电和平电时间段，将热量释放出来，进行轮胎硫 3 控制系统
控制系统是就像是人的大脑，在它的控制下，整
化供热。热量储存在蓄热体中，在需要提供热量时，
套系统能够在不需要人为干预的情况下自动运行，并
风门开启，风机开启，让炉内的空气流动起来，热空
记录运行中系统的各项参数和报警信息，提供给运行
气通过换热器，将热量换给循环导热油，最终送到硫
人员分析和决策。控制系统需要控制储热锅炉储热 \ 放
化机。锅炉内配置了仪表来检测和控制内部温度。锅
热的时间，并将储热时间控制在最优效率的范围 ；通
炉的供热量必须满足 24 h/d 的热量，同时蓄热时间不
过变频来控制风机的转速，控制循环管路的温度 ；通
高于 12 h/d，锅炉的综合热效率不低于 95%。而且由
过调节阀来控制末端温度等。
于轮胎硫化是一个不能中断的完整工艺过程，为了保
控制系统可实现的主要功能范围如下 ：
证系统的安全性，同时配备了一台相同功率的直热锅
（1）实时显示电导热蓄热锅炉系统的运行参数 ：
炉，在谷电时间段或蓄热锅炉故障的情况下，通过直
电加热温度的设定值和实测值、储热模块的实测温度、
热锅炉来进行供热。
超温保护设定值、油温设定值和实测值等。
（2）实时显示蓄热式电锅炉系统的运行状态，如
2 换热系统
加热启停状态、循环风机运行状态、油泵运行状态等。
将成本更低的电能转化为热能后，如何将热能有
（3）控制系统在达到温度设定值、超温保护设定
效、稳定、持续、安全的供给硫化机是非常重要的，
值时能切断远端加热开关。
是整套系统合理运行的关键。轮胎硫化的温度一般
（4）控制系统中所有可控设备的故障报警以及对
在 150 ℃以上，而储热锅炉内蓄热体温度最高可以到
应故障排除指南等。
600 ℃，选择的热载体介质需要比热容高，同时形态
（5）可以在人机界面设定蓄热式电锅炉的运行参
稳定。因此，最终选择了导热油作为热介质。导热油
数 ：能根据回油的温度调节锅炉的输出，以适应末端
的工作温度区间非常宽，比热容也高，热交换效率好，
负荷的变化。
非常适合作为整个系统的运行。
（6）控制系统具有自动 / 手动 / 远程控制方式可
轮胎生产是一个连续的过程，为硫化持续的供热，
供切换使用，可对加热器蓄能、风机供暖输出、油路
供热系统的稳定性非常重要。首先，循环油泵需要冗
系统能量管理实现智能控制。系统发生异常故障时应
余设计，一用一备，保障设备故障时能迅速切换。油
具备报警功能，提醒运行人员进行处理，保障设备的
泵的运行状态、温度、出口压力等都需要在控制系统
安全性。
的监控当中，超过报警设定时及时提醒运行人员。设
(7) 通过采集硫化机出口导热油温度，用 PID 算
置循环油路的压力、流量监测，保障导热油在循环管
法控制调节阀，实现硫化温度精准控制。
路中的循环流动。油路系统中有一个高位油罐，一个
(8) 控制系统将系统参数实时上传到云端服务器，
低位油罐，油汽分离器以及注油泵等，使循环管路内
运行人员能够通过手机 APP 进行实时查看，云端将能

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2024 第 50 卷 ·37·