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中国涂料在线 涂装线中燃油(燃气)加热器的设计及应用 陈茂江 ( 上汽集团上海汽车股份有限公司金桥项目组 , 201203) 摘 要 : 简要介绍了在小型零部件的涂装线中燃油 ( 燃气 ) 加热器的应用 , 对加热器的结构进行了剖 析 , 并探讨了计算加热器参数的方法。 关键词 : 加热器 ; 应用 ; 结构 ; 参数 0 引 言 在涂装线的设计中 , 如何合理地利用热能是一个非常重要的问题。在我国很多地区 , 由于工业用电比较短缺和 昂贵 , 因此 , 涂装线中的加热器广泛地采用柴油、天然气等作为热源 , 通过合理的设计 , 既极大地降低了运 行成本 , 又满足了工艺要求。本文从一个侧面 , 以电视机壳、空调机壳、自行车前叉和车架等小型零部件的涂 装线加热器为分析对象 , 简要介绍了燃油、燃气加热器在涂装线中的应用 , 详细阐述了燃油、燃气加热器的结 构和参数的计算。 1 燃油、燃气加热器的应用 按照工件的涂层结构进行划分 , 小件涂装线主要有 4 类 , 燃油、燃气加热器在其中的应用见表 1 。 表 1 燃油、燃气加热器在各类小件涂装线中的应用 2 燃油、燃气加热器的设计 2. 1 脱脂用加热器的设计 2. 1. 1 脱脂用加热器的结构 由于小件涂装线的工件表面油污少、外形简单 , 喷淋脱脂比较容易 , 因而前处理一般采用喷淋式 , 配置有燃 中国涂料在线 油、燃气加热器的脱脂槽一般布置于脱脂喷淋通道的底部。具体结构见图 1 。 1 —循环泵 2 —脱脂槽 3 —燃烧机 4 —热气箱 5 —回流管 6 —烟气排放管 7 —换热管 8 —燃烧室 图 1 脱脂用加热器的结构 脱脂用加热器为间接加热式 , 主要结构是一列管换热器。一般设计为三回程结构 , 第一回程为燃烧室 , 第二、 三回程为换热管。其工作原理见图 2 ( 图中受热介质为脱脂液 ) 。 图 2 间接加热工作原理 2. 1. 2 脱脂用加热器的主要参数 图 1 所示脱脂用加热器的主要参数可以通过多种方法进行计算 , 现介绍其中一种比较精确的计算方法。 (1) 首先参照脱脂工序的热能需求量 , 选用合适的燃烧机 , 根据燃烧机技术参数中的火焰尺寸 , 确定燃烧室 的长度和直径 : 中国涂料在线 L = L 火 + 0 . 3 ( 1) D = 2 D 火 ( 2 ) 式中 : L ———燃烧室的长度 ,m; L 火 ———燃烧机火焰的最大长度 ,m; D ———燃烧室直径 ,m; D 火 ———燃烧机火焰的最大直径 ,m 。 (2) 确定换热管的根数 n: 已知燃烧机的有关技术参数 , 设定烟气的排放温度后 , 在传热方程式中 , E = U · A ·∆ t (3) 式中 : E ———扣除烟气排放带走的热能后 , 加热器提供的有效热能 , kJ /h; U ———加热器的传热系数 , kJ / t · h ·℃ ; A ———加热器的传热面积 , h ; Δ t ———对数平均温差 , ℃。 由于A 是 n 的函数 , 可导出 U 与 n 的一个关系式 U = f ( n) (4) 又因为 1 / U = 1 / h 1 + r w + 1 / h 2 (5) 式中 : h 1 ———烟气在换热管内强制对流时的传热膜系数 , kJ / t