本實用新型涉及一種采用導熱油加熱的加彈機熱箱換熱系統，涉及PET聚酯POY長絲加彈領域的技術。

背景技術：

PET裝置POY長絲為預牽伸絲，要經過加彈處理后成為DTY加彈絲才能進行后續進一步加工。加彈處理的機器就是加彈機。

加彈機一般分為M型、V型和S+T型。加彈生產的操作溫度為170~250℃，因此所有的加彈機第一步都是加熱升溫。加彈機的加熱設備分為上熱箱和下熱箱，一臺加彈機上加熱箱的數量為20~24臺，下熱箱的數量為10~12臺。上加熱箱的加熱功率為3~4kW，下熱箱的加熱功率為2~3kW。

目前，加彈機均采用電加熱方式，在加彈機熱箱中內置電加熱棒，加彈熱箱設置溫度檢測點，通過設定加彈熱箱的溫度參數，采用加彈熱箱的溫度和供電電源繼電器的方式控制加彈熱箱的溫度，同臺加彈機的每個熱箱采用單獨控制。

由于現有控制技術采用繼電器方式，如設定熱箱溫度為180~190℃，則該控制模式下，熱箱溫度低于180℃，加熱棒啟動，熱箱溫度高于190℃時加熱電源關閉。熱箱溫度將在設定的溫度區間上下波動，由于同臺加彈機有20~24臺上熱箱，每個熱箱溫度均單獨用繼電器控制，生產中，很難保證不同熱箱之間的溫度均勻性。由于同臺加彈機一般生產同個品種，溫度的不均勻勢必影響產品的加工質量的一致性。

從生產成本來說，每臺加彈機的功率為：60~96kW（上加熱箱），對于一個50臺加彈機左右的加彈廠，熱箱加熱功率為3000~4800kW之間，電耗成本約為：2250~3600元/小時（按照0.75元/工業用電），運行成本偏高。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種采用導熱油加熱的加彈機熱箱，克服了現有的溫度控制和運行成本兩個方面的的不足，加彈機熱箱的供熱熱源由電加熱改為循環導熱油加熱，溫度控制由電加熱的繼電器控制方式改為導熱油流量的智能PID調節，控制系統由單機PLC改為車間整體DCS系統控制模式。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種采用導熱油加熱的加彈機熱箱換熱系統，它包括一次導熱油換熱系統、加彈機上加熱線A面換熱系統以及加彈機上加熱線B面換熱系統；一次導熱油換熱系統與加彈機上加熱線A面換熱系統通過A面導熱油加熱器進行換熱，一次導熱油換熱系統與加彈機上加熱線B面換熱系統通過B面導熱油加熱器進行換熱；

加彈機上加熱線A面換熱系統包括并聯布置的多個加彈機上加熱線A面，每個加彈機上加熱線A面的進油口和出油口分別和A面導熱油加熱器的殼程出油口和進油口連接；

加彈機上加熱線B面換熱系統包括并聯布置的多個加彈機上加熱線B面，每個加彈機上加熱線B面的進油口和出油口分別和B面導熱油加熱器的殼程出油口和進油口連接。

作為一種優選，所述一次導熱油換熱系統包括導熱油鍋爐、導熱油循環泵、導熱油儲槽、導熱油低點收集、導熱油填充泵、導熱油膨脹槽以及導熱油低點輸送泵；導熱油鍋爐的供油口和回油口分別引出一次導熱油供油總管道以及一次導熱油回油總管道，所述一次導熱油供油總管道分出A面供油支管道和B面供油支管道；所述一次導熱油回油總管道分出A面回油支管道和B面回油支管道；A面供油支管道和A面回油支管道分別連接A面導熱油加熱器管程的供油口以及回油口， B面供油支管道和B面回油支管道分別連接B面導熱油加熱器管程的供油口以及回油口，所述一次導熱油回油總管道上外接導熱油膨脹槽；

A面供油支管道和A面回油支管道分別引出一根低點支管道連接至導熱油低點收集，導熱油低點收集上設置有液位傳感器，導熱油低點收集通過導熱油低點輸送泵將導熱油送至導熱油儲槽；

導熱油循環泵設置于靠近導熱油鍋爐的一次導熱油回油總管道上，導熱油循環泵靠近導熱油鍋爐一側的一次導熱油回油總管道上引出一根直通管道至一次導熱油供油總管道上，導熱油循環泵遠離導熱油鍋爐一側的一次導熱油回油總管道上引出一根儲槽管道至導熱油儲槽的進油口，導熱油儲槽的出油口通過導熱油填充泵連接至一次導熱油供油總管道上；直通管道上設置有直通管道閥門，直通管道遠離導熱油鍋爐一側的一次導熱油供油總管道上設置有一個一次導熱油總供管溫度傳感器；直通管道閥門和一次導熱油總供管溫度傳感器電信號連接。

作為一種優選，A面供油支管道上的控制閥門和A面導熱油加熱器上的溫度傳感器電信號連接。

作為一種優選，B面供油支管道上的控制閥門和B面導熱油加熱器上的溫度傳感器電信號連接。

作為一種優選，所述導熱油換熱系統上還設置有一個一次導熱油溫度穩定單元，一次導熱油溫度穩定單元設置于一次導熱油供油總管道以及一次導熱油回油總管道之間，一次導熱油溫度穩定單元包括連接于一次導熱油供油總管道以及一次導熱油回油總管道之間的一次導熱油控溫管道，一次導熱油控溫管道上設置有導熱油控溫閥和導熱油控溫泵，一次導熱油供油總管道上設置有一個溫度穩定單元溫度傳感器，溫度穩定單元溫度傳感器與導熱油控溫閥電信號連接。

作為一種優選，一次導熱油總供管溫度傳感器的監測點在導熱油填充泵接入點的后方。

作為一種優選，A面導熱油加熱器和B面導熱油加熱器的加熱器的結構采用列管式或螺旋管式的形式內置于加彈機內。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

獨創性和新穎性：

1、本實用新型獨創地提出了一種采用導熱油加熱的新型加彈機熱箱的生產工藝技術。采用循環導熱油作為加彈機熱箱的供熱熱源，對普遍采用電加熱的加彈熱箱的生產技術現狀，具備獨創新和新穎性。

2、采用特殊設計的導熱油加熱器（包括外置式和內置式），外置式加熱器采用真空設計的列管式蒸發器，內置式加熱器的特殊設計在于結合加彈熱箱現有結構外形，加彈熱箱內置加熱器設計在Φ100x1400mm狹小的空間內，同時達到快速升溫，穩定的溫度控制。

3、導熱油溫度穩定單元，采用低溫導熱油回油返回導熱油供油實現一次導熱油溫度的穩定控制。

4、本實用新型采用加彈AB面各一套熱箱溫度控制模塊，每一個溫度控制模塊實現10~12臺熱箱熱源的供應和溫度的控制。同一個溫度控制模塊內的10~12個熱箱導熱油管道采用等長或等壓降設計的，確保這10~12個熱箱的溫度偏差在±1℃以內，采用導熱油或低溫導生輸送管道等長的設計來達到熱箱減少不同熱箱溫度偏差的設計理念具有新穎性和獨創性。

實用性：

1、由于現有控制技術采用繼電器方式，如設定熱箱溫度為180~190℃，則該控制模式下，熱箱溫度低于180℃，加熱棒啟動，熱箱溫度高于190℃時加熱電源關閉。熱箱溫度將在設定的溫度區間上下波動，由于同臺加彈機熱箱數量很多，每個熱箱溫度均單獨用繼電器控制，生產中，很難保證不同熱箱之間的溫度均勻性。由于同臺加彈機一般生產同個品種，溫度的不均勻勢必影響產品的加工質量的一致性。本實用新型采用導熱油自控閥門進行PID參數控制，控制精度和熱箱的溫度穩定性和不同熱箱溫度的一致性將優于電加熱的繼電器控制方式，改善加彈機生產的產品品質，具有較強的實用性。

2、在背景技術中的生產成本計算可知，每臺加彈機的功率為：60~96kW（上加熱箱），對于一個50臺加彈機左右的加彈廠，熱箱加熱功率為3000~4800kW之間，電耗成本約為：2250~3600元/小時（按照0.75元/工業用電）。

如采用天然氣作為燃料，總供熱負荷為：3000~4800KW，換算為258~413萬大卡/小時。該熱負荷消耗天然氣量為：370~592Nm3/小時（天然氣爐熱效率90%，天然氣熱值按照8000Kcal/Nm3），按照2.88元/ Nm3的天然氣價格，供熱成本為1065~1705元/小時。為電加熱成本的47.3%，每年節約運行成本995~1592萬元（運行時間8400小時/年）。

采用燃煤作為燃料，總供熱負荷為：3000~4800KW，換算為258~413萬大卡/小時。該熱負荷消耗燃煤量為：0.7~1.12噸/小時（燃煤爐熱效率73%，燃煤熱值按照5200 Kcal/kg），按照520元/噸的燃煤價格，供熱成本為365~584元/小時。為電加熱成本的16.22%，每年節約運行成本1583~2534萬元。

本實用新型如采用天然氣作為燃料，生產成本僅為電加熱的的47.3%，每年節約運行成本995~1592萬元。如采用燃煤作為燃料，生產成本僅為電加熱的的16.22%，每年節約運行成本1583~2534萬元，為企業降本增效顯著，極大提高企業的市場競爭力。

因此本實用新型采用導熱油加熱的加彈機熱箱換熱系統具有結構簡單、易于操控，節約生產成本，提高系統穩定性的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

其中：

一次導熱油換熱系統1、導熱油鍋爐101、導熱油循環泵102、導熱油儲槽103、導熱油低點收集104、導熱油填充泵105、導熱油膨脹槽106、導熱油低點輸送泵107、一次導熱油供油總管道108、A面供油支管道108.1、B面供油支管道108.2、一次導熱油回油總管道109、A面回油支管道109.1、B面回油支管道109.2、直通管道110、直通管道閥門110.1、一次導熱油總供管溫度傳感器110.2、儲槽管道111

加彈機上加熱線A面換熱系統2

加彈機上加熱線B面換熱系統3

A面導熱油加熱器4

B面導熱油加熱器5

一次導熱油溫度穩定單元6、一次導熱油控溫管道601、導熱油控溫閥602、導熱油控溫泵603、溫度穩定單元溫度傳感器604。

具體實施方式

由于加彈機熱箱的工作溫度為170~250℃，同臺加彈機不同熱箱的操作溫差不能超過2℃，同臺熱箱上下溫差不能超過0.5℃，加彈生產的溫度控制要求較高。熱箱內二次加熱介質為低溫導生，低溫導生的常壓沸點為250℃，因此，在生產過程中加彈機熱箱的操作壓力為低溫導生的飽和蒸氣壓，換句話說，加彈熱箱內部不能存有低溫導生以外其他任何可揮發性物質，包括空氣、氮氣或可揮發性物質。

由于加彈機下加熱箱溫度較低，本實用新型僅考慮加彈機的上加熱箱。

參見圖1，本實用新型涉及的一種采用導熱油加熱的加彈機熱箱換熱系統，它包括一次導熱油換熱系統1、加彈機上加熱線A面換熱系統2以及加彈機上加熱線B面換熱系統3；一次導熱油換熱系統1與加彈機上加熱線A面換熱系統2通過A面導熱油加熱器4進行換熱，一次導熱油換熱系統1與加彈機上加熱線B面換熱系統3通過B面導熱油加熱器5進行換熱；

所述一次導熱油換熱系統1包括導熱油鍋爐101、導熱油循環泵102、導熱油儲槽103、導熱油低點收集104、導熱油填充泵105、導熱油膨脹槽106以及導熱油低點輸送泵107；導熱油鍋爐101的供油口和回油口分別引出一次導熱油供油總管道108以及一次導熱油回油總管道109，所述一次導熱油供油總管道108分出A面供油支管道108.1和B面供油支管道108.2；所述一次導熱油回油總管道109分出A面回油支管道109.1和B面回油支管道109.2；A面供油支管道108.1和A面回油支管道109.1分別連接A面導熱油加熱器4管程的供油口以及回油口，A面供油支管道108.1上的控制閥門和A面導熱油加熱器4上的溫度傳感器電信號連接；B面供油支管道108.2和B面回油支管道109.2分別連接B面導熱油加熱器5管程的供油口以及回油口，B面供油支管道108.2上的控制閥門和B面導熱油加熱器5上的溫度傳感器電信號連接；所述一次導熱油回油總管道109上外接導熱油膨脹槽106；

所述導熱油換熱系統1上還設置有一個一次導熱油溫度穩定單元6，一次導熱油溫度穩定單元6設置于一次導熱油供油總管道108以及一次導熱油回油總管道109之間，一次導熱油溫度穩定單元6包括連接于一次導熱油供油總管道108以及一次導熱油回油總管道109之間的一次導熱油控溫管道601，一次導熱油控溫管道601上設置有導熱油控溫閥602和導熱油控溫泵603，一次導熱油供油總管道108上設置有一個溫度穩定單元溫度傳感器604，溫度穩定單元溫度傳感器604與導熱油控溫閥602電信號連接。

A面供油支管道108.1和A面回油支管道109.1分別引出一根低點支管道連接至導熱油低點收集104，導熱油低點收集104上設置有液位傳感器，導熱油低點收集104通過導熱油低點輸送泵107將導熱油送至導熱油儲槽103；

導熱油循環泵102設置于靠近導熱油鍋爐101的一次導熱油回油總管道109上，導熱油循環泵102靠近導熱油鍋爐101一側的一次導熱油回油總管道109上引出一根直通管道110至一次導熱油供油總管道108上，導熱油循環泵102遠離導熱油鍋爐101一側的一次導熱油回油總管道109上引出一根儲槽管道111至導熱油儲槽103的進油口，導熱油儲槽103的出油口通過導熱油填充泵105連接至一次導熱油供油總管道108上；直通管道110上設置有直通管道閥門110.1，直通管道110遠離導熱油鍋爐101一側的一次導熱油供油總管道108上設置有一個一次導熱油總供管溫度傳感器110.2；直通管道閥門110.1和一次導熱油總供管溫度傳感器110.2電信號連接。一次導熱油總供管溫度傳感器110.2的監測點在導熱油填充泵105接入點的后方。

一次導熱油從導熱油鍋爐101經導熱油循環泵102提供動力，在導熱油鍋爐101吸熱，循環至加彈車間的A面導熱油加熱器4以及B面導熱油加熱器5放熱，將熱量由鍋爐燃燒熱轉移至加彈機熱箱供熱。

加彈機上加熱線A面換熱系統2包括并聯布置的多個加彈機上加熱線A面，每個加彈機上加熱線A面上設置有溫度傳感器，每個加彈機上加熱線A面的進油口和出油口分別和A面導熱油加熱器4的殼程出油口和進油口連接；

加彈機上加熱線B面換熱系統3包括并聯布置的多個加彈機上加熱線B面，每個加彈機上加熱線B面上設置有溫度傳感器，每個加彈機上加熱線B面的進油口和出油口分別和B面導熱油加熱器5的殼程出油口和進油口連接。

按照每臺加彈機20~24臺上加熱箱，分為AB兩面配置2臺外置式導熱油加熱器分別為A面導熱油加熱器4和B面導熱油加熱器5，滿足加彈機AB兩面可生產不同的加彈產品品種。A面導熱油加熱器4和B面導熱油加熱器5管程為一次導熱油，殼程為加彈熱箱內的低溫導生。一次導熱油經管道送至導熱油加熱器管程，在加熱器中加熱殼程中的低溫導生，低溫導生蒸發后進入熱箱導絲軌，散熱冷凝后自流返回導熱油加熱器。一次導熱油管道設置自控調節閥，在加彈熱箱設置溫度測點，用加彈熱箱的溫度檢測信號控制一次導熱油的流量，達到控制熱箱溫度的目的。該溫度調節閥采用PID程序控制，PID控制參數根據生產調試情況選定，達到靈敏調節，精確控制的目的。

也可以采用加彈熱箱內置式加熱器，根據加彈熱箱結構特點，在不改變加彈熱箱現有外形的情況下，在加彈機每個上熱箱的電加熱器區域，內置加熱器。加熱器的結構可采用列管式或螺旋管式，每臺加彈熱箱的內置式加熱器的數量為20~24臺。按照加彈熱箱AB兩面設置兩路一次導熱油供熱，供熱管道經過分配，分支管進入每臺加彈熱箱的內置加熱器，在加熱器中蒸發熱箱低溫導生，為熱箱提供熱量。每一路一次導熱油管道設置一臺自控調節閥，在加彈熱箱設置溫度測點，用加彈熱箱的溫度檢測信號控制一次導熱油的流量，達到控制熱箱溫度的目的。該溫度調節閥采用PID程序控制，PID控制參數根據生產調試情況選定，達到靈敏調節，精確控制的目的。

加彈機車間除加彈機本身的成套設備外，本實用新型涉及的系統包括：導熱油加熱器，導熱油溫度穩定單元，加彈機溫控系統、DCS系統、導熱油收集槽、導熱油控溫泵、導熱油輸送泵，以及配套的導熱油供回管道。

導熱油溫度穩定單元：導熱油鍋爐的控制采用自動控制，正常運行狀態下溫度波動的范圍±1℃，但是故障狀態下溫度波動可能達到±5℃，為了避免導熱油鍋爐的異常導致加彈熱箱操作溫度的控制精度，在加彈車間設置導熱油控溫泵，在導熱油回油管引出一根管道經導熱油控溫泵和調節閥門送至導熱油供油管，達到控溫目的。

導熱油管道充滿導熱油，加彈車間出現檢修或事故時，導熱油管道需要退油，導熱油通過低點排放閥門將導熱油退至導熱油低點收集槽中，經過導熱油低點泵送至熱媒站導熱油儲槽。

為滿足加彈車間生產中同臺加彈機不同熱箱的溫差小于2℃，除了導熱油自控閥門的精度外，從導熱油加熱器至同臺加彈機AB面不同熱箱的低溫導生輸送管道應等長或等壓降（外置式導熱油加熱器）。從導熱油溫度自控閥門至同臺加彈機AB面不同熱箱的導熱油輸送管道應等長或等壓降（內置式導熱油加熱器）。

加彈熱箱（含外置加熱器）系統采用高溫（250~300℃）運轉的方式消除系統內部的除低溫導生以外的其他雜質，確保系統內介質的純度，保證生產中熱箱不同位置溫度的統一性。

導熱油溫度穩定單元，加彈機熱箱的溫度控制等所有自控檢測、控制集成在一套DCS控制系統中，實現集中檢測、生產參數設定和控制。節省人力，實現精確的控制，達到優于電加熱的控制精度。