Page 53 - 《橡塑技术与装备》2022年9期
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专家论坛                                                    陈元荣·新形势下轮胎工厂提高能效技术的新思考


                定性，容易实现绿色操作等。据有关资料，某公司的                           尺寸比直流电机大，不方便改造）。
                CCC 低温连续混炼技术，较传统分批混炼方式能降低                            （7）永磁同步电机维护与异步电机一样，正常使
                能耗 50%，降低成本 62%，十分可观。湿法混炼实现                       用无需额外进行维护保养。
                了连续混炼过程，简化了混炼程序，减少了混炼设备、                              目前已在国内多家轮胎企业使用，效果明显。
                能源和劳动力的投入，一次大大降低了混炼成本，减                           2.2.2 硫化工序
                少设备投入达 50% 以上，由于主要填料如炭黑、白                         2.2.2.1 高温氮气硫化工艺替代传统热水硫
                炭黑是在液态下与胶乳混合进行，湿法炼胶与传统炼                           化工艺
                胶相比节能效果显著。根据中橡协材料研究中心对不                               高温氮气硫化在乘用胎以及橡胶薄制品的生产中
                同企业提供的湿法胶产品采用 1.0  L 小密炼机混炼的                      已得到广泛的应用。近年来随着我国大型制氮技术和
                能耗检测，湿法与干法相比能耗平均下降 30% 左右。                        设备的成熟以及轮胎生产技术和工艺的不断创新，国
                串联混炼技术以复合作用方式取代传统密炼机单一作                           内一些工厂已将高温氮气硫化工艺推广应用于全钢载
                用方式炼胶，上位机升温混炼与下位机恒温硅烷化反                           重轮胎生产的硫化环节，以替代传统的热水硫化工艺。
                应的独特工艺，可实现一次终炼和母炼，减少混炼段                           高温氮气硫化因胶囊中的温度高，硫化速度快，可提
                数，从而减少场地占用，取消胶料中间停放和反复加                           高硫化生产效率。据对国内两家轮胎工厂全钢硫化工
                热炼胶的环节以提高炼胶效率，在提升胶料质量的同                           段的简单对比，高温氮气硫化较传统热水硫化效率提
                时可有效减少吨胶能耗，降低生产成本效果显著。某                           升约 12%，吨产品综合能耗降低约 16%。高温氮气硫
                大型橡机公司研制的串联密炼机组与传统炼胶工艺相                           化系统和设备较传统热水硫化还具有系统相对简单、
                比，单条生产线可提高产能 30% 以上，吨胶能耗降低                        运行稳定、无腐蚀结垢、维修工作量小、易实现自动
                约 30% 左右。                                         控制等优点，应该大力推广。
                    针对炼胶设备，密炼机采用高压永磁同步电机驱                             制取氮气方式建议优先考虑以下两种 ： 1~800 m³/h
                动技术。其相对于现在普遍使用的高压变频交流异步                           可采用碳分子筛变压吸附法 ； 1  000~2  500  m³/h 可采
                电机和高压直流调速电机具有如下优点 ：                               用深冷精馏空分法。该设备和技术国内已完全可以自
                   （1）转子轴转速与电机磁场转速一样。如 6 极就                       行设计生产。
                是 1  000  r/min，而异步电动机轴转速约为 975 或 980             2.2.2.2 高压氮气与电加热硫化方式相结合
                转（所以叫异步）。                                             该工艺是在轮胎硫化胶囊生产过程中，根据硫化
                   （2）在额定负荷下，比异步电机效率高 4%~5%，                      工艺将一定数量的电加热管预埋在硫化胶囊的囊壁上，
                比直流电机高 10% 左右。轻载 / 空载或过载情况下永                      并引出导线与外部电源和温控装置连接。轮胎硫化过
                磁电机的效率下降很少。空载异步效率只有 70% 或更                        程中，胶囊内部充高压氮气并保持压力，生产工或工
                低，而同步空载的效率还会达 90%。                                艺员可根据硫化工艺设置和调节胶囊温度以及时间。
                   （3）永磁同步电机闭环控制状态下在密炼机上的                         硫化模具及模套的温度实现相对容易，其原理可以借
                机械特性可以与直流电机相媲美，甚至还更好 ；弥补                          鉴电热式平板硫化机的方式，即在模套中安装一定数
                了普通异步电机在低转速段转矩输出不够的弱点（如                           量的电加热管，并引出导线与外部电源和温控装置连
                无法带料启动、硬料低速过载等）。                                  接即可，结构相对简单。因电加热管属易损件，所以
                   （4）永磁同步电机自身的功率因数可接近于 “1”。                      在设计和生产时，需注意维修更换方便。
                   （5）永磁同步电机的空载电流与额定电流均远远                         2.2.2.3 0 bar 排热水热能再利用技术
                低于异步电机，例 ： 1  500  kW，10  kV ：异步电机额                   如一时难以进行改造，需继续使用传统热水硫化
                定电流 115 A ；空载电流 23.5 A。永磁同步电机额定                   工艺时，应尽量将低品位热能加以充分利用。5  bar 程
                电流 93 A ；空载电流＜ 2 A                                序结束转入 0  bar 程序进行时，硫化设备和管道中仍
                   （6）永磁同步电机的额定电流小、效率高 ；体积                        存有大量的温度达 140~170  ℃的热水。传统的方式是
                普遍小于普通异步电机和直流电机，为密炼机直流驱                           直接排入 0  bar 罐，压力由 0.5  MPa 降低至常压，温
                动系统改造提供了便利（因为同功率的普通异步电机                           度降至＜ 100  ℃，同时产生大量的闪蒸汽排空后作为




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                2022     第   48 卷                                                                       ·3·
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