現(xiàn)代制造業(yè)中采用大型自動化進行控制，以及可重復、精確再現(xiàn)生產步驟，并且替代了過去各自直接的換熱，不同介質之間間接加熱、冷卻的工序。取而代之的是在熱處理工藝過程中采用換熱器設備，這一工藝概念在近25年，已被西方國家廣泛認可。
本文將介紹換熱設備的基本結構，通過與傳統(tǒng)加熱系統(tǒng)對比以及一些工業(yè)應用的實例，來說明換熱設備的長處和不足。
熱處理設備的基本設計思想
傳統(tǒng)換熱系統(tǒng)是通過高溫電爐對熱量消耗進行換熱（例如：反應堆，塑料生產中的擠壓機），直接利用氣體的燃燒或采用電加熱原理。此外，如果一條能量供應線不能提供足夠的能量，還需要建立第二條供應線路。
在中間環(huán)節(jié)，熱處理設備可使熱源、耗熱物質進行間接換熱、冷卻（如圖 1）。
熱油的動力性質雖然只有水的一半優(yōu)點，但上述的諸多優(yōu)點促使熱處理設備廣泛應用于當今實際工業(yè)制造過程中。
與直接換熱、冷卻系統(tǒng)相比，換熱設備最大優(yōu)點是：
■ 避免不可控的溫度峰值所引起的局部過熱。
■ 在耗熱體中可實現(xiàn)溫度精確再現(xiàn)。
■ 管式爐熱油的溫度范圍從-40~450℃，所以只需一條傳熱線路。不需要像混流這樣昂貴的線路（在傳統(tǒng)換熱中，從換熱到冷卻的轉換中這樣的設備不可缺少）。
■ 熱源可設在中心實驗電爐區(qū)域（非危險地帶），熱量通過管線供應給用戶。
■ 與蒸汽加熱系統(tǒng)不同，在熱處理設備的工作環(huán)境下，油溫處于350°C以上，所以其實際工作壓力較低。如圖2所示：水（水蒸汽）、熱油隨工作溫度變化所需系統(tǒng)壓力曲線圖。
■ 熱處理設備可以在無監(jiān)控條件下運行。
■ 直接換熱的效率通常很低并需要高額的維修費用。
■ 由于熱油的非腐蝕性，管線和容器均可采用常規(guī)碳鋼，大大增加了設備的使用壽命和應用范圍。
圖1是典型熱處理設備的基本結構示意圖。其中主要組件：
（1） 循環(huán)泵：通過熱循環(huán)線路將熱油傳輸給用戶。
（2） 加熱器：對熱油采用直接換熱的方式。
（3） 擴展室：容納加熱過程中由于密度變小帶來的體積膨脹的熱油蒸汽（體積上升30％）。
（4） 冷卻控制電機：冷卻中的關鍵。
（5） 流入液體溫度控制室，泵啟動器及其他轉換、控制設備（如換熱器加熱、冷卻的控制設備）。
（6） 加熱器流動管線的溫控系統(tǒng)TZA＋。
（7） 體積流量控制系統(tǒng)FIZA－：確保足夠流體流經(jīng)加熱器。
（8） 液位控制系統(tǒng)LZA－：應用于擴充容器。
此套換熱設備經(jīng)過TUV、PTB等真空爐專業(yè)技術測試，符合德國換熱器標準（DIN4754），值得用戶的信賴。安全方面：本套設備采用電子化連接，更加安全的控制線路，鎖存加熱系統(tǒng)以防控制線路一觸即發(fā)。
與采用冷凝油的用戶連接的換熱設備。初級線路組成一條強制流入換熱器的線路，流體通過截流閥流入被稱作“閃桶”的容器，等待蒸發(fā)。在油蒸汽線路中物質和能量的換熱僅僅依靠自然對流。蒸汽流動到用戶端需要冷卻的換熱物質表面時立即冷凝。經(jīng)過抽取，冷凝油被吸回“閃桶”。
該設備的設計觀念之優(yōu)點可從用戶（理論）等溫加熱線中看到，基于此，它被廣泛用于同溫下（如塑料工業(yè)）。同時，換熱器在冷凝方面的進展箱式爐不同于強制轉換方面。如果用戶采用壓縮蒸汽進行加熱，并希望冷凝物自由擴散、阻止氣墊阻塞換熱表面從而只有形成統(tǒng)一的換熱系統(tǒng)。
加之，熱油有相對低的蒸發(fā)焓值（同溫下，只有水蒸汽的1/5）和低密度。所以這一換熱系統(tǒng)在今天廣泛應用。
換熱設備熱源被設計為被精確控制的流通熱源，并可以防止不可承受的過熱換熱油的流入。
設備的安裝要依據(jù)加熱器的輸出量并同時兼顧經(jīng)濟因素，以及電加熱的燃料、直接燃燒加熱利用率。因此，熱處理設備的結構要依據(jù)加熱工藝的要求。
換熱設備線路及變量設置
帶有循環(huán)泵的初級換熱線路，其功能是使流體流入換熱器。與之相連的是兩個二級控制線路，可完全由用戶控溫。這種綜合冷卻控制系統(tǒng)（熱油/水換熱器），箱式電爐可在其中一條二級線路向用戶傳遞能量的運行過程中，再打開另一條二級控制線路從用戶處提取能量，這已經(jīng)成為了現(xiàn)實。
假如這種HKT設備應用于化工、制藥工業(yè)，當換熱設備中的三個初級線路處于不同的溫度層相連的二級控制線路將進行能量供應，對于每一個HKT設備的用戶都會適應其獨立溫控系統(tǒng)。
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