硅碳棒功率计算-洛阳西格马高温电炉

硅碳棒功率计算

硅碳棒功率计算
硅碳棒的功率计算可以通过以下公式进行:

电炉功率计算公式:P = U * I * K * η
其中:
P 表示功率(瓦特)
U 表示电压(伏特)
I 表示电流(安培)
K 表示综合系数
η 表示热效率1
硅碳棒需用支数计算:
每支棒承荷功率数:P1 = F * W(瓦)
F 表示每棒发热部表面积(cm²)
W 表示在计算加炉温下发热部允许的负荷密度(W/cm²)23
需要支数:N = P / P1 * 1000
其中:P 表示炉用功率(瓦特)
U 表示串联支路端电压(伏特)
u 表示每支棒承受的电压(伏特)

R 表示单支棒的标称电阻值(欧姆)4


硅碳棒安装细则

1、选用碳化硅电热元件,必须保证元件的发热部长度不大于炉膛的宽度(高度)。

2、在使用元件时应选用合理的表面负荷,选择此负荷应视元件的使用温度和环境气氛而定.

3、硅碳棒电热元件的电阻是在1050摄氏度(正负50摄氏度)温度下测定的,在安装中应按元件的电阻进行装配。

4、炉膛两侧的安装孔(耐热绝缘瓷管内径)一般为元件冷端部直径的1.5倍,且两孔同心,孔与孔之间距离不小于元件直径的3倍。元件安装后,应能转动,元件端头之间接线应以软线连接。元件与壁炉、被烧物的距离不小于元件直径的2倍。

5、使用碳化硅电热元件,应配备调压装置,以保证棒在使用中电阻老化之后仍能获得相应的功率。棒因断裂或已老化需更换时,应视棒的老化程度及线路连接方式进行更换,尽可能做到高温阻值匹配,均担负荷,保证使用寿命。

6、新建成或久未使用的窑炉在使用之前,应先采用其它热源或已老化的元件烘干窑炉。

7、硅碳棒电热元件硬而脆,在搬运验收安装中要轻拿轻放,在干燥通风处保存,以防喷铝处氧化潮解。

应用中元件的电阻变化特性:

碳化硅电热元件在长期使用中,其表面碳化硅要氧化形成一层二氧化硅而导致元件阻值变大,称之为老化,Sic+2O2->SiO2+CO2,元件阻值在一定条件下使用中增长的快慢反映了元件内在质量优劣,一般地把元件阻值由Ro 变化增加到3Ro 所用的时间称之为远见的使用寿命。

应用中影响元件使用寿命的因素:

 硅碳棒电热元件的使用寿命除了远见的内在质量的差异已影响外,还受元件的使用温度,元件发热部表面负荷,环境气氛,有害物质,供电方式(间断和连续使用)以及元件在使用过程中的串并联方式等因素的影响,在各温度下元件的使用负荷.

硅碳棒电热元件在使用中抗酸性腐蚀,但是在碱性气氛及其他环境中使形成的二氧化硅保护膜受到破坏,使用寿命会受到不同程度的影响。元件在各种气氛中允许使用的温度及表面负荷.



 硅碳棒选用计算方法

l、选用硅碳棒电热元件,必须保证元件的发热部长度不大于炉膛的宽度。

2、在选用硅碳棒电热元件时应考虑硅碳棒的使用温度和环境气氛等因素,应为其选择合理的表面负荷。建议使用硅碳棒表面负荷密度的1/2数值的表面功率(W/ cm2)
硅碳棒表面负荷密度的计算:

硅碳棒表面负荷密度是指棒的发热部单位表面在使用中承担的电功率,既:表面负荷密度 =额定功率/发热部表面积 。在炉温相同的条件下,棒的单位表面负荷密度大,则棒的使用寿命就短,故切忌超负荷使用。负荷密度与炉膛温度、棒体表面温度有如下关系:

  

 式中:Et-硅碳棒棒体表面温度℃ Ft-炉膛温度℃
 正确选用表面负荷密度是合理使用硅碳棒,延长棒体寿命的重要途径。
 图表示硅碳棒在表面为额定使用温度时,不同炉温下棒体所允许的最大表面负荷密;

硅碳棒发热部表面温度

         炉膛温度℃

             允许最大负荷w/cm2

1450℃

1000

31

1100

24

1200

21

1250

18

1300

14

1350

10

1400

6

3、硅碳棒规格及支数的计算:

   硅碳棒规格的选择应注意满足电炉结构尺寸,炉用功率和炉膛温度及温场分布等方面的要求,用时注意有利于外部接线和功率调节。
   硅碳棒需用支数用下列算法计算得出:

(1)规格确定后,每支硅碳棒承荷功率数为:
      P1=F×W(瓦)             

F—每棒发热部表面积(c㎡)

 w—在计算炉温下发热部允许的负荷密度(w/c㎡)

(2) 需要支数:N=P/P1        P—炉用功率(瓦千)

(3) 串联支数:N=U/u        U—串联支路端电压(伏)   u—每支棒承受的电压(伏)

(4) 每支棒承受的电压:u=         R—单支棒的标称电阻值(Ω)。                                                                                      


硅碳棒联接方法及功率计算 

1、供电设备最好选用调压范围较大可平稳连续调压的设备,如磁性调压器,可控硅交直流调压器等。如选用有级调压变压器,也应选取用电压级差小,调压档数多的变压器。硅碳棒元件的联结方式可串可并,以并联使用  为优。串联使用时,支路串联支数不宜多于3支。

2、如果硅碳棒阻值不同,串联时电阻高的硅碳棒负荷较集中,易导致某一根硅碳棒的电阻快速增加,寿命变短。硅碳棒一般是串、并联接线结合使用。建议采用2根串联为一组后多组并联。特别当炉内温度超过1350℃时必须并联。三相接线时建议使用开放三角形接线。


硅碳棒的安装使用 

1、 硅碳棒在打开包装前先仔细观察一下整批硅碳棒的电阻值范围,尽可能将最相近的电阻值装置在相同一相上,这样能使炉温更均匀。、

2、因硅碳棒硬而脆的材质特征,故在搬运验收安装中要轻拿轻放, 当硅碳棒穿过炉壁两侧(或上下)孔后,应能自由旋转360度,严防强制安装与敲打,装硅碳棒前可用与硅碳棒直径相同的铁管试装。

3、.炉壁两侧的安装孔一般为硅碳棒元件冷端部直径的1.5倍,且两孔同心,孔与孔之间距离不小于元件直径的3倍。元件安装后,应能自如转动,元件端头之间接线应以软线链接,元件与壁炉,被烧物的距离不小于元件直径的2倍。

4、新建成或久未使用的窑炉在使用之前,应先采用其他热源或已老化的元件烘干窑炉, 新电炉在升温过程

中应慢慢加功率,让硅碳棒表面发热温度与炉膛温度相差尽可能为最小值,不至于升温过快使硅碳棒在工作中瞬间超负荷工作,严重的时候硅碳棒会出现发热部龟裂现象导致硅碳棒的损坏。(如果硅碳棒的阻值匹配一致,使用情况会好一点。如硅碳棒的阻值相差较大时,硅碳棒的发热部会很快龟裂现象而损坏。)

5、为防止硅碳棒电热元件与炉壁结构耐火材料互相影响,各个硅碳棒的管脚均用陶瓷纤维套管绝缘,陶瓷纤维套管不但起着电气绝缘的作用而且还起到固定硅碳棒的作用。

6、选用硅碳棒电热元件必须配备调压变压器或者可控硅调压器。在使用过程中硅碳棒会慢慢老化、阻值逐步增长,为保持炉温正常,当电压调节到所用变压器最高限界仍无法知足要求时,可停炉调整硅碳棒的接线方式再继续采用。如以前是串联可改成并联,以前是Y型接法可改成三角形接法,可根据控制器情况改变。

7、 硅碳棒在使用过程中不能只看电流或电压,因硅碳棒在使用过程中会慢慢老化电阻值会慢慢变大(使电压

会慢慢变高,电流会慢慢变小),只要输入整体功率不变,发热温度是恒定的。


8、 硅碳棒在使用一段时间后如出现硅碳棒损坏,不能换上新硅碳棒,可以将以前用旧的硅碳棒装上,因硅碳棒在使用一段时间后电阻增长比较大,而新硅碳棒电阻小,如单支换上新硅碳棒会出现新硅碳棒表面温度与老硅碳棒表面温度差异较大的现象,如新换硅碳棒离热电偶较近会造成仪表温度和炉膛实际温度的差异,而影响烧菜产品的质量。离测温点远可能会造成单支硅碳棒超负荷运行,导致单支硅碳棒表面温度过高使硅碳棒发热部产生不规则裂纹并弯曲断裂。所以可选择用旧的硅碳棒装上,以达到硅碳棒电阻相近。如没有旧硅碳棒应将每相硅碳棒卸下全部换成新硅碳棒,换下旧的硅碳棒做好使用标记可以在以后使用中单支更换。

9、硅碳棒在存放过程中,要注意防潮。如发现棒端喷铝处变质潮解,经表面处理后可重新喷铝,如无喷铝条件,可在棒喷铝段缠裹几层铝箔再用。


一、 粗端式硅碳棒规格、功率及电阻范围表 

规格d/I/I1/D(mm)

总长L(mm)

电阻范围(Ω) 

每支元件在下列炉温/棒温时允许负荷量(W) 

800-900℃ 

900-1000℃ 

1000-1100℃

1100-1200℃

1200-1300℃

1300-1400℃

1350-1450℃

8/180/60/14

300

2.6-5.2

126

166

208

261

317

385

423

8/180/150/14

480

2.6-5.2

126

166

208

261

317

385

423

8/150/150/14

450

2.2-4.5

105

138

173

217

264

321

353

8/180/180/14

540

2.6-5.2

126

166

208

261

317

385

423

8/200/150/14

500

2.9-5.8

140

181

231

290

353

428

470

12/150/200/20

550

1.1-2.2

158

209

259

327

400

485

530

12/200/200/20

600

1.4-2.9

211

278

346

436

534

647

707

12/250/200/20

650

1.8-3.8

263

348

432

455

667

804

884

14/180/150/22

480

1.3-2.3

238

293

365

459

563

681

744

14/150/250/22

650

0.9-1.8

185

244

303

382

468

567

620

14/200/250/22

700

1.2-2.3

264

326

405

510

625

757

827

14/250/250/22

750

1.5-3.0

309

401

506

638

781

946

1034

14/300/250/22

800

1.8-3.5

370

488

607

766

937

1135

1241

14/400/350/22

1100

2.3-4.7

493

651

810

1021

1250

1514

1654

18/300/250/28

800

1.1-2.2

475

627

780

983

1204

1458

1593

18/300/350/28

1000

1.1-2.2

475

627

780

983

1204

1458

1593

18/400/250/28

900

1.4-2.9

633

836

1040

1311

1605

1944

2124

18/500/350/28

1200

1.8-3.6

791

1045

1300

1639

2006

2430

2656

18/600/350/28

1300

2.1-4.3

949

1254

1559

1966

2407

2915

3187

18/400/400/28

1200

1.4-2.9

633

836

1040

1311

1605

1944

2124

25/400/400/38

1200

0.8-1.7

879

1162

1444

1821

2229

2700

2952

25/600/500/38

1600

1.3-2.6

1319

1743

2167

2732

3344

4051

4427

25/800/450/38

1700

1.7-3.4

1758

2324

2889

3642

4459

5401

5903

25/500/400/45

1300

0.6-1.2

1319

1743

2167

2732

3344

4051

4427

30/1000/500/45

2000

1.1-2.2

2638

3485

4333

5464

6688

8101

8855

30/1200/500/45

2200

1.3-2.6

3165

4153

5200

6556

8026

9721

10626

40/1000/500/56

2000

0.8-1.7

3520

4651

5782

7291

8925

10810

11816

40/1500/500/56

2500

1.3-2.6

5275

6971

8666

10927

13376

16202

17710

40/2400/700/56

3800

2.0-4.0

8439

11152

13864

17481

21399

25920

28332

40/2600/850/56

4300

2.2-4.4

8792

11618

14444

18212

22940

27004

29516


二、等直径硅碳棒规格、功率及电阻范围表 


规格d/I/I1(mm)

总长L(mm)

电阻范围(Ω)

每支元件在下列炉温/棒温时允许负荷量(W)

800-900℃

900-1000℃

1000-1100℃

1100-1200℃

1200-1300℃

1300-1400℃

1350-1450℃

14/200/250

700

1.2-1.3

246

326

405

510

625

757

827

14/250/250

750

1.5-3.0

309

401

506

638

781

946

1034

14/300/250

800

1.8-3.5

370

488

607

766

937

1135

1241

14/400/350

1100

2.3-4.7

493

651

810

1021

1250

1514

1654

14/500/350

1200

2.9-5.9

616

814

990

1276

1562

1892

2068

16/200/200

600

0.9-1.9

280

362

462

579

705

855

940

16/250/200

650

1.2-2.4

350

453

578

724

881

1069

1175

16/300/300

900

1.4-2.8

420

543

693

869

1058

1283

1410

18/250/250

750

0.9-1.8

395

522

649

818

1001

1213

1325

18/300/350

1000

1.1-2.2

475

627

780

983

1204

1458

1593

18/400/250

900

1.4-2.9

633

836

1040

1311

1605

1944

2124

18/500/350

1200

1.8-3.6

791

1045

1300

1639

2006

2430

2656

20/200/200

600

0.6-1.2

352

465

578

728

891

1080

1180

20/250/250

750

0.7-1.4

440

581

722

910

1114

1603

1763

20/300/300

900

0.8-1.6

527

697

866

1092

1337

1620

1770

20/400/350

1100

1.1-2.2

703

929

1155

1456

1783

2160

2360

20/500/400

1300

1.4-2.8

879

1162

1444

1821

2229

3206

3525

20/600/350

1300

1.5-3.0

1055

1394

1733

2185

2674

3239

3541

25/300/400

1100

0.6-1.3

659

871

1083

1366

1672

2025

2214

25/400/400

1200

0.8-1.7

879

1162

1444

1821

2229

2700

2952

25/500/400

1300

1.1-2.2

1099

1452

1806

2277

2787

3376

3690

25/600/500

1600

1.3-2.6

1319

1743

2167

2732

3344

4051

4427

25/800/450

1700

1.7-3.4

1758

2324

2889

3642

4459

5401

5903

25/900/400

1700

1.9-3.8

1977

2615

3250

4097

5016

6076

6641

25/1000/500

2000

2.2-4.5

2198

2904

3612

4554

5574

6752

7380

30/400/400

1200

0.5-0.9

1055

1394

1733

2185

2675

3241

3542

30/500/400

1300

0.6-1.2

1319

1743

2167

2732

3341

4051

4427

30/1000/500

2000

1.1-2.2

2638

3485

4333

5464

6688

8101

8855

30/1200/500

2200

1.3-2.6

3165

4153

5200

6556

8026

9721

10626

30/1300/500

2300

1.4-2.9

3429

4531

5633

7103

8695

10532

11511

30/1500/250

2000

1.6-3.4

3956

5228

6500

8195

10032

12152

13282

30/1500/300

2100

1.6-3.4

3956

5228

6500

8195

10032

12152

13282

30/1500/600

2700

1.6-3.4

3956

5228

6500

8195

10032

12152

13282

30/2000/650

3300

2.2-4.4

5275

6971

8666

10927

13376

16202

17710

35/400/400

1200

0.4-0.8

1230

1626

2021

2549

3120

3779

4131

35/500/400

1300

0.5-1.0

1538

2032

2527

3186

3900

4724

5164

35/1000/500

2000

1.0-2.0

3076

4065

5053

6372

7800

9448

10327

35/1200/500

2200

1.1-2.2

3691

4878

6064

7646

9360

11338

12392

35/1500/500

2500

1.4-2.8

4616

6097

7580

9558

11700

14172

15491

40/400/400

1200

0.3-0.7

1407

1859

2311

2914

3567

4321

4723

40/1000/500

2000

0.8-1.7

3520

4651

5782

7291

8925

10810

11816

40/1500/500

2500

1.3-2.6

5275

6971

8666

10927

13376

16202

17710

40/2000/650

3300

1.7-3.4

7039

9302

1156

14581

17849

21620

17710

40/2400/700

3800

2.0-4.0

8439

11152

13864

17481

21399

25920

28332

40/2600/850

4300

2.2-4.4

8792

11618

14444

18212

22940

27004

29516

 

三、槽型硅碳棒规格、电阻范围表

 

发热部直径D

发热部长度L1

冷端部长度L2

中心距E

连桥尺寸

电阻范围

直径D

长L3

14

200

250

40

14

54

2.4-4.6

14

250

300

50

14

64

3.0-6.0

14

300

350

60

14

74

3.6-7.0

16

200

250

40

16

56

1.4-2.8

16

250

300

50

16

66

1.8-3.6

16

300

350

60

16

76

2.0-5.0

18

300

350

60

18

78

2.0-5.0

18

400

400

70

18

88

2.8-5.8

18

500

450

75

18

93

3.6-7.2

20

250

300

50

20

70

1.8-3.6

20

300

350

60

20

80

2.0-5.0

20

400

400

70

20

90

2.8-5.8

25

400

400

70

25

95

1.6-3.4

25

500

450

75

25

100

2.2-4.4

25

600

500

80

25

105

2.6-5.2

30

600

400

70

30

100

1.4-2.8

30

700

450

75

30

105

1.6-3.2

30

800

500

80

30

110

1.8-3.6


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