Индукцийн дулааны шингэний халаагуур-Индукцийн дулаан дамжуулах тосны бойлер

Тодорхойлолт

Индукцийн дулааны шингэн халаагч нь зарчмуудыг ашигладаг дэвшилтэт халаалтын систем юм цахилгаан соронзон индукц эргэлтийн дулааны шингэнийг шууд халаах.

Индукцийн дулааны шингэний халаагуур Уламжлалт халаалтын аргуудаас олон давуу талтай, үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт ирээдүйтэй технологи болон гарч ирсэн. Энэхүү нийтлэлд индукцийн дулааны шингэний халаагуурын зарчим, дизайн, хэрэглээг судалж, тэдгээрийн ашиг тус, болзошгүй бэрхшээлүүдийг онцлон харуулсан болно. Эдгээрийн эрчим хүчний хэмнэлт, температурын нарийн зохицуулалт, засвар үйлчилгээний шаардлага багассан зэрэгт иж бүрэн дүн шинжилгээ хийснээр энэхүү судалгаа нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн процесст индукцийн халаалтын технологийн давуу талыг харуулж байна. Цаашилбал, кейс судалгаа, харьцуулсан дүн шинжилгээ нь химийн үйлдвэрүүд болон бусад үйлдвэрүүдэд индукцийн дулааны шингэн халаагчийг амжилттай хэрэгжүүлэх талаар практик ойлголтыг өгдөг. Илтгэлийн төгсгөлд энэхүү технологийн ирээдүйн хэтийн төлөв, дэвшлийн талаар ярилцаж, цаашид оновчлол, шинэчлэл хийх боломжийг онцлон тэмдэглэв.

Техникийн параметр

 

 

Оршил
1.1 Индукцийн халаалтын технологийн тойм
Индукцийн халаалт нь зорилтот материалын дотор дулаан үүсгэхийн тулд цахилгаан соронзон индукцийг ашигладаг контактгүй халаалтын арга юм. Энэ технологи нь халаалтын шийдлийг хурдан, нарийвчлалтай, үр ашигтайгаар хангах чадвартай тул сүүлийн жилүүдэд ихээхэн анхаарал татаж байна. Индукцийн халаалт нь металл боловсруулалт, гагнуур, дулааны шингэний халаалт зэрэг үйлдвэрлэлийн янз бүрийн процессуудад хэрэглэгддэг (Руднев нар, 2017).

1.2 Индукцийн дулааны шингэний халаагуурын зарчим
Индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчмаар ажилладаг. Хувьсах гүйдлийг ороомогоор дамжуулж, дамжуулагч зорилтот материалд эргүүлэг гүйдлийг өдөөдөг соронзон орон үүсгэдэг. Эдгээр ороомог урсгал нь Joule халаалтаар материал дотор дулаан үүсгэдэг (Lucia et al., 2014). Индукцийн дулааны шингэний халаагуурын хувьд зорилтот материал нь индукцийн ороомогоор дамжин өнгөрөхдөө халаадаг тос, ус гэх мэт дулааны шингэн юм.

1.3 Халаалтын уламжлалт аргуудаас давуу тал
Индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь хийн түлш эсвэл цахилгаан эсэргүүцэх халаагуур гэх мэт уламжлалт халаалтын аргуудаас хэд хэдэн давуу талтай байдаг. Эдгээр нь хурдан халаалт, температурыг нарийн хянах, эрчим хүчний өндөр үр ашигтай байдлыг хангадаг (Zinn & Semiatin, 1988). Нэмж дурдахад индукцийн халаагуур нь авсаархан хийцтэй, засвар үйлчилгээний шаардлага багатай, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа нь уламжлалт төхөөрөмжтэй харьцуулахад урт байдаг.

Индукцийн дулааны шингэний халаагуурын зураг төсөл, барилгын ажил
2.1 Гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба тэдгээрийн үүрэг
Индукцийн дулааны шингэний халаагуурын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь индукцийн ороомог, цахилгаан хангамж, хөргөлтийн систем, хяналтын хэсэг юм. Индукцийн ороомог нь дулааны шингэний дулааныг өдөөдөг соронзон орон үүсгэх үүрэгтэй. Цахилгаан хангамж нь ороомогт ээлжлэн гүйдэл өгдөг бол хөргөлтийн систем нь тоног төхөөрөмжийн хамгийн оновчтой температурыг хадгалж байдаг. Хяналтын хэсэг нь эрчим хүчний оролтыг зохицуулж, аюулгүй, үр ашигтай ажиллагааг хангахын тулд системийн параметрүүдийг хянадаг (Руднев, 2008).

2.2 Барилгад ашигласан материал
Барилгад ашигласан материал индукцийн дулааны шингэний халаагуур цахилгаан, соронзон, дулааны шинж чанарт үндэслэн сонгосон. Индукцийн ороомог нь ихэвчлэн зэс эсвэл хөнгөн цагаанаар хийгдсэн байдаг бөгөөд тэдгээр нь цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай бөгөөд шаардлагатай соронзон орныг үр дүнтэй үүсгэж чаддаг. Дулааны шингэн хадгалах сав нь зэвэрдэггүй ган эсвэл титан зэрэг дулаан дамжуулалт сайтай, зэврэлтэнд тэсвэртэй материалаар хийгдсэн байдаг (Goldstein et al., 2003).
2.3 Үр ашиг, бат бөх байдлын талаархи дизайны анхаарах зүйлс
Оновчтой үр ашиг, бат бөх чанарыг хангахын тулд индукцийн дулааны шингэний халаагуур барихдаа дизайны хэд хэдэн зүйлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Үүнд индукцийн ороомгийн геометр, хувьсах гүйдлийн давтамж, дулааны шингэний шинж чанарууд орно. Соронзон орон ба зорилтот материалын хоорондох холболтын үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд ороомгийн геометрийг оновчтой болгох хэрэгтэй. Хувьсах гүйдлийн давтамжийг хүссэн халаалтын хурд болон дулааны шингэний шинж чанарт үндэслэн сонгоно. Нэмж дурдахад, системийг дулааны алдагдлыг багасгах, шингэний жигд халалтыг хангахаар төлөвлөх ёстой (Лупи нар, 2017).

Төрөл бүрийн салбар дахь хэрэглээ
3.1 Химийн боловсруулалт
Индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь химийн боловсруулалтын салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээрийг халаах урвалын сав, нэрэх багана, дулаан солилцуурт ашигладаг. Индукцийн халаагуурын температурыг нарийн хянах, хурдан халаах чадвар нь урвалын хурдыг хурдасгаж, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулж, эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулдаг (Мужумдар, 2006).

3.2 Хүнс, ундааны үйлдвэрлэл
Хүнс, ундааны үйлдвэрт индукцийн дулааны шингэний халаагуурыг пастеризаци, ариутгах, хоол хийх процесст ашигладаг. Эдгээр нь жигд халаалт, температурын нарийн хяналтыг хангаж, бүтээгдэхүүний тогтвортой чанар, аюулгүй байдлыг хангадаг. Индукцийн халаагуур нь уламжлалт халаалтын аргуудтай харьцуулахад бохирдлыг багасгаж, цэвэрлэхэд хялбар давуу талтай (Awuah et al., 2014).
3.3 Эмийн бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэл
Индукцийн дулааны шингэн халаагчийг эмийн үйлдвэрт нэрэх, хатаах, ариутгах зэрэг янз бүрийн процесст ашигладаг. Индукцийн халаагуурын температурыг нарийн хянах, хурдан халаах чадвар нь эмийн бүтээгдэхүүний бүрэн бүтэн байдал, чанарыг хадгалахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Нэмж дурдахад индукцийн халаагуурын авсаархан загвар нь одоо байгаа үйлдвэрлэлийн шугамд хялбархан нэгтгэх боломжийг олгодог (Ramaswamy & Marcotte, 2005).
3.4 Хуванцар ба резин боловсруулах
Хуванцар болон резинэн үйлдвэрлэлд индукцийн дулааны шингэний халаагуурыг хэвлэх, шахах, хатууруулах процесст ашигладаг. Индукцийн халаагуураар хангагдсан жигд халаалт, температурын нарийн хяналт нь бүтээгдэхүүний тогтвортой чанарыг хангаж, эргэлтийн хугацааг багасгадаг. Индукцийн халаалт нь илүү хурдан эхлүүлэх, өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн ерөнхий үр ашгийг дээшлүүлдэг (Goodship, 2004).
3.5 Цаас, целлюлозын үйлдвэр
Индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь цаас, целлюлозын үйлдвэрт хатаах, халаах, ууршуулах үйл явцад ашиглагддаг. Эдгээр нь үр ашигтай, жигд халаалтыг хангаж, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулж, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулдаг. Индукцийн халаагуурын авсаархан загвар нь одоо байгаа цаасны үйлдвэрүүдэд хялбар нэгтгэх боломжийг олгодог (Karlsson, 2000).
3.6 Бусад боломжит хэрэглээ
Дээр дурдсан үйлдвэрүүдээс гадна индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь нэхмэлийн боловсруулалт, хог хаягдал боловсруулах, сэргээгдэх эрчим хүчний систем гэх мэт янз бүрийн салбарт ашиглах боломжтой. эрчим хүчний хэмнэлттэй, нарийн халаалтын шийдлийг эрэлхийлэхийн тулд индукцийн дулааны шингэний халаагуурын эрэлт өсөх төлөвтэй байна.

Ашиг ба давуу талууд
4.1 Эрчим хүчний хэмнэлт, зардлын хэмнэлт
Индукцийн дулааны шингэн халаагчийн гол давуу талуудын нэг нь эрчим хүчний өндөр үр ашиг юм. Индукцийн халаалт нь зорилтот материалын дотор дулааныг шууд үүсгэж, хүрээлэн буй орчинд дулааны алдагдлыг багасгадаг. Энэ нь уламжлалт халаалтын аргуудтай харьцуулахад эрчим хүчийг 30% хүртэл хэмнэдэг (Zinn & Semiatin, 1988). Эрчим хүчний хэмнэлт сайжирснаар ашиглалтын зардал буурч, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл багасна.

4.2 Температурыг нарийн хянах
Индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь температурын нарийн хяналтыг санал болгож, халаалтын процессыг нарийн зохицуулах боломжийг олгодог. Индукцийн халаалтын хурдан хариу үйлдэл нь температурын өөрчлөлтийг хурдан тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний тогтвортой чанарыг баталгаажуулдаг. Температурын нарийн хяналт нь хэт халалт эсвэл дутуу халалтын эрсдлийг бууруулдаг бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүний согог, аюулгүй байдлын аюулд хүргэж болзошгүй юм (Руднев нар, 2017).
4.3 Түргэн халаалт, боловсруулалтын хугацаа багасна
Индукцийн халаалт нь зорилтот материалыг хурдан халааж, уламжлалт халаалтын аргуудтай харьцуулахад боловсруулалтын хугацааг эрс багасгадаг. Халаалтын хурдны хурд нь эхлүүлэх хугацааг богиносгож, илүү хурдан солих боломжийг олгож, үйлдвэрлэлийн нийт үр ашгийг дээшлүүлдэг. Боловсруулалтын хугацаа багассан нь дамжуулах чадвар нэмэгдэж, бүтээмж өндөр болдог (Lucia нар, 2014).
4.4 Бүтээгдэхүүний чанар, тууштай байдал сайжирсан
Индукцийн дулааны шингэний халаагуураар хангагдсан жигд халаалт, температурын нарийн хяналт нь бүтээгдэхүүний чанар, тогтвортой байдлыг сайжруулдаг. Индукцийн халаагуурын хурдан халаах, хөргөх чадвар нь дулааны градиент үүсэх эрсдлийг бууруулж, бүтээгдэхүүний бүх хэсэгт жигд шинж чанарыг хангадаг. Энэ нь бүтээгдэхүүний чанар, аюулгүй байдал нэн чухал байдаг хүнсний үйлдвэрлэл, эм зүй зэрэг салбаруудад онцгой чухал юм (Awuah et al., 2014).
4.5 Засвар үйлчилгээ багасаж, тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа уртасна
Индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь уламжлалт халаалтын аргуудтай харьцуулахад засвар үйлчилгээний шаардлагыг багасгасан. Хөдөлгөөнт хэсгүүд байхгүй, индукцийн халаалтын холбоогүй байдал нь төхөөрөмжийн элэгдэл, элэгдлийг багасгадаг. Нэмж дурдахад индукцийн халаагуурын авсаархан загвар нь гоожих, зэврэлтээс үүсэх эрсдлийг бууруулж, төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Засвар үйлчилгээний шаардлагуудыг бууруулснаар сул зогсолт, засвар үйлчилгээний зардал багасна (Голдштейн нар, 2003).

Бэрхшээл ба ирээдүйн хөгжил
5.1 Анхны хөрөнгө оруулалтын зардал
Индукцийн дулааны шингэний халаагуурыг нэвтрүүлэхтэй холбоотой бэрхшээлүүдийн нэг бол анхны хөрөнгө оруулалтын зардал юм. Индукцийн халаалтын төхөөрөмж нь уламжлалт халаалтын системээс ерөнхийдөө илүү үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч эрчим хүчний хэмнэлт, засвар үйлчилгээ багасах, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулах зэрэг нь урт хугацааны ашиг тус нь ихэвчлэн анхны хөрөнгө оруулалтыг зөвтгөдөг (Руднев, 2008).

5.2 Операторын сургалт, аюулгүй ажиллагааны талаар анхаарах зүйлс
Хэрэгжилт нь индукцийн дулааны шингэний халаагуур аюулгүй, үр ашигтай ажиллагааг хангахын тулд операторын зохих сургалтыг шаарддаг. Индукцийн халаалт нь өндөр давтамжийн цахилгаан гүйдэл, хүчтэй соронзон оронтой холбоотой бөгөөд энэ нь зөв ажиллахгүй бол аюулгүй байдалд эрсдэл учруулж болзошгүй юм. Ослын эрсдэлийг багасгах, холбогдох дүрэм журмыг дагаж мөрдөхийн тулд зохих сургалт, аюулгүй байдлын протоколууд байх ёстой (Лупи нар, 2017).
5.3 Одоо байгаа системтэй нэгтгэх
Индукцийн дулааны шингэний халаагуурыг одоо байгаа үйлдвэрлэлийн процесст нэгтгэх нь бэрхшээлтэй байж болно. Энэ нь одоо байгаа дэд бүтэц, хяналтын системд өөрчлөлт оруулахыг шаардаж магадгүй юм. Тогтворгүй интеграцчлалыг хангах, үргэлжилж буй үйл ажиллагаанд саад учруулахыг багасгахын тулд зөв төлөвлөлт, зохицуулалт шаардлагатай (Мужумдар, 2006).
5.4 Цаашид оновчлол, шинэчлэл хийх боломж
Индукцийн халаалтын технологийн дэвшлийг үл харгалзан цаашид оновчлол, шинэчлэл хийх боломж байсаар байна. Үргэлжилсэн судалгаа нь индукцийн дулааны шингэний халаагуурын үр ашиг, найдвартай байдал, олон талт байдлыг сайжруулахад чиглэгддэг. Сонирхолтой тал нь индукцийн ороомгийн дэвшилтэт материалыг хөгжүүлэх, ороомгийн геометрийг оновчтой болгох, бодит цагийн хяналт, тохируулга хийх ухаалаг хяналтын системийг нэгтгэх явдал юм (Руднев нар, 2017).

Кейс судалгаа
6.1 Химийн үйлдвэрт амжилттай хэрэгжүүлэх
Смит нар хийсэн кейс судалгаа. (2019) химийн боловсруулах үйлдвэрт индукцийн дулааны шингэний халаагуур амжилттай хэрэгжиж байгааг судалсан. Тус үйлдвэр нэрэх процесст зориулж уламжлалт хийн түлшээр ажилладаг халаагуураа индукцийн халаагуураар сольсон. Үр дүнгээс харахад эрчим хүчний хэрэглээ 25% буурч, үйлдвэрлэлийн хүчин чадал 20%, бүтээгдэхүүний чанар 15% сайжирсан байна. Анхны хөрөнгө оруулалтыг нөхөх хугацааг хоёр жил хүрэхгүй байхаар тооцсон.

6.2 Халаалтын уламжлалт аргуудтай харьцуулсан шинжилгээ
Жонсон, Уильямс (2017) нарын хийсэн харьцуулсан дүн шинжилгээ нь хүнсний үйлдвэрлэлийн байгууламж дахь уламжлалт цахилгаан эсэргүүцэлтэй халаагчийн эсрэг индукцийн дулааны шингэний халаагуурын гүйцэтгэлийг үнэлэв. Судалгаагаар индукцийн халаагуур нь цахилгаан эсэргүүцэлтэй халаагчтай харьцуулахад 30% бага эрчим хүч зарцуулж, төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа 50% урт болохыг тогтоожээ. Индукцийн халаагуураар хангасан температурын нарийн хяналт нь бүтээгдэхүүний согогийг 10% бууруулж, төхөөрөмжийн нийт үр ашгийг (OEE) 20% нэмэгдүүлэхэд хүргэсэн.

Дүгнэлт
7.1 Гол санаануудын хураангуй
Энэхүү нийтлэл нь орчин үеийн үйлдвэрлэлд индукцийн дулааны шингэн халаагчийн дэвшил, хэрэглээг судалсан болно. Индукцийн халаалтын технологийн зарчим, дизайныг анхаарч үзэх, ашиг тусын талаар дэлгэрэнгүй авч үзсэн болно. Химийн боловсруулалт, хүнс, ундааны үйлдвэрлэл, эм, хуванцар, резин, цаас, целлюлоз зэрэг янз бүрийн салбарт индукцийн дулааны шингэн халаагуурын олон талт байдлыг онцлон тэмдэглэв. Анхны хөрөнгө оруулалтын зардал, операторын сургалт зэрэг индукцийн халаалтыг нэвтрүүлэхтэй холбоотой бэрхшээлүүдийг мөн шийдвэрлэсэн.

7.2 Ирээдүйд үрчлүүлэх, ахиулах төлөв
Энэхүү баримт бичигт үзүүлсэн жишээ судалгаа, харьцуулсан дүн шинжилгээ нь индукцийн дулааны шингэний халаагуур нь уламжлалт халаалтын аргуудаас илүү өндөр үзүүлэлттэй болохыг харуулж байна. Эрчим хүчний хэмнэлт, температурын нарийн хяналт, хурдан халаалт, бүтээгдэхүүний чанар сайжирч, засвар үйлчилгээ багассан зэрэг давуу талууд нь индукцийн халаалтыг орчин үеийн үйлдвэрлэлийн процесст сонирхолтой сонголт болгож байна. Аж үйлдвэрүүд тогтвортой байдал, үр ашиг, бүтээгдэхүүний чанарыг чухалчилсаар байгаа тул индукцийн дулааны шингэний халаагуур нэмэгдэх төлөвтэй байна. Материалын цаашдын дэвшил, дизайны оновчлол, хяналтын систем нь энэ технологийн ирээдүйн хөгжлийг жолоодож, үйлдвэрлэлийн халаалтын хэрэглээнд шинэ боломжуудыг нээх болно.