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超导感应加热设备产品优势突出,是替代传统工频感应炉的优选

发布时间:2023-11-02  来源:立鼎产业研究网  点击量: 638 

超导感应加热是高温超导的应用场景。在原理上,超导感应加热是指通过坯料旋转切割磁力线,产生涡流被加热。相较于传统工频炉加热,高温超导感应加热凭借零电阻、强磁场、极低频的特点,具备节能减耗、加热均匀、升温迅速、温控精准等优势,使其成为替代老一代工频感应炉的优选。在设备上,超导感应加热设备将超导导线绕制成磁体并产生强磁场,机械抓手加持的工件在磁场里旋转,从而产生涡流实现对工件的加热。一台高温超导感应加热设备主要由超导磁体系统、机械传动系统、实时测控系统三部分组成。

高温超导感应加热装置主要由超导磁体系统、机械传动系统、实时测控系统组成


资料来源:联创超导

高温超导感应加热优势突出,有望成为颠覆性的创新技术。高温超导感应加热设备凭借高穿透、高能效、高均匀性、高梯度性的优势,可用于替代传统燃气炉、电阻丝炉和工频感应炉等,未来有望成为金属热处理行业的颠覆性创新技术,在铝、铜、钛等金属的加工成型(包括挤压、锻造、轧制、熔炼等)等领域的应用前景广阔。

效率优势:高温超导感应加热能效转化率最高达85%,相比传统加热炉提升一倍以上。传统的工频炉在加热时大量的热能消耗在产生磁场的铜线圈上,并没有注入工件体内,因此加热效率仅为40%左右。超导感应加热由于利用了超导材料零电阻的特性,产生强磁场过程中只有低温制冷损耗、机械传动损耗等,因此可以将加热能效大幅提升到最高85%

高温超导感应加热能效转化率达80%以上


资料来源:联创超导

加热质量优势:高温超导感应加热的透热深度与加热均匀度显著提高。感应炉的加热功率正比于磁场强度与加热频率的乘积,由于超导感应加热炉的磁场是传统工频炉的100倍以上,使得超导炉可以实现5Hz左右的极低频的加热,透热深度与加热均匀度显著提高。在透热深度上,高温超导感应加热将传统工频炉10mm的透热深度大幅提升至200mm以上;在加热均匀度上,高温超导感应加热的感应电流可直接整体加热工件内部,可以对大尺寸金属工件进行表芯同步快速均匀加热。

节能优势:由于高温超导感应加热可以将加热能效大幅提升到85%,这就意味着一台加热功率为1mw的高温超导加热设备可以替代掉传统2.5mw的工频炉,一年可节省超600万度电,此外还能节省电力增容费和未来的碳排放指标等。

高温超导感应加热的透热深度与加热均匀度显著提高


资料来源:联创超导

与传统方法比,一台超导加热设备每年节省超600万度电


资料来源:联创超导

经济性分析:高温超导感应加热综合运营成本低,投资成本回收快。高温超导感应加热设备的设备投资成本高于传统大功率感应加热设备,但其综合运营成本低。以运营成本中的外围设备电费为例,传统设备需配置大功率水冷机组,而超导直流感应加热器所用超导线圈基本无能耗,因此外围辅助设备电力成本远低于传统交流感应加热设备。得益于优越的能效表现和较低的营运成本,高温超导直流感应加热设备只需2-3年就可收回全部设备投资成本。

高温超导感应加热综合运营成本低、投资成本回收快


资料来源:联创超导


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