玻璃钢化能耗:如何不被虚假数据误导?(第 1 部分,共 2 部分)

考虑投资新的钢化生产线时,能耗总是一项重要议题。原因很简单:钢化过程需要大量能耗。因而,能源成本是钢化生产线运营成本的主要组成部分。这就是为何钢化设备制造商不断提高能源效率,也是为何您有时会看到一些有关能耗的不现实说法。

汽车工业提供一个很好的类比。汽车的发展趋势一直是降低油耗和减少排放。监管政策日趋收紧一直是这一发展趋势的一个推动因素。而燃油价格对于购车决策影响重大,因此买家也变得越来越挑剔。结果越来越多的环保型汽车面市。但另一结果却有作弊之嫌:我们发现,通过较低的投资来实现较高的业绩。

两年前我们发表一篇名为 《大众汽车的玻璃钢化业务》的博文,以解决钢化生产线制造业务中的相同问题。如果您还没看过这篇文章,那就抽时间看看,了解现实生活示例。

两年过去了,问题依然存在。我们总是面对这样的情况:有人宣称, 根据物理定律,玻璃钢化需要的能耗要比玻璃加热的少

这就是为何我觉得有必要对此深入讨论。为快速总结,请参看我们的《玻璃钢化能耗》动画。

钢化基础知识

玻璃钢化包括两个阶段:加热和淬火。首先,必须将玻璃加热到远高于 + 567℃ 的转变点但低于 +710℃ 的软化点 。

需要将玻璃加热到至少 +630℃ 的温度以获得良好的钢化结果。加热后,必须以远低于 +510℃ 的应变点的受控速率快速而均匀地冷却玻璃。只有经过这一阶段,玻璃才能进一步冷却,达到其处理温度。

如果有兴趣阅读更多关于玻璃钢化背后的物理知识,请参阅 《玻璃钢化手册》。

术语

理解能耗讨论时使用的术语非常重要。这些术语在不同的公司可能略有不同,因此最重要的是,始终确保您获得的数据包括从加热到冷却等的所有内容。这些数据包括加热器的所有指标和变量、对流以及钢化炉和鼓风机的能量损失。另外,还要确保这些数字反映了真实的连续生产情况。

下面是深入了解玻璃钢化需要掌握的常用术语。

  • 连接功率:连接到钢化生产线的所有电气组件的总功率。与普遍的看法相反,连接功率与能耗并无直接关联。需高连接功率,以便钢化炉可处理大负载而不发生加料延迟。这意味着钢化炉要能从之前的负载中迅速恢复。
  • 由于玻璃总是需要一定的热量才能达到其钢化温度,所以无论连接功率如何,玻璃加热中的能耗都将完全相同。事实上,高连接功率甚至可节省一些能源,因为钢化炉在负载之间恢复的等待时间将会缩短。由于钢化炉的绝缘和对流技术,不同钢化炉的能耗可能各不相同。
  • 加热功率:钢化炉的总功率,包括加热器功率和对流。
  • 淬火功率:用于玻璃淬火和冷却的鼓风机所需的总功率。
  • 能量损失:钢化炉浪费的能量。一些热量总会通过炉壁辐射出来。不过,由于现代钢化炉绝热良好,与总能耗相比,辐射所造成的能量损失微乎其微。
  • 生产中能耗: 生产中使用的能量通常以 kWh/m² 计算。其中包括加热、淬火和炉子的热损失。

Energy consumption standard tempering line

评估所提供的能耗数据时,请小心谨慎。

  1. 务必将所提供信息与已知的生产所需的最小能耗进行比较。
  2. 一定要确保考虑所有部件。
  3. 要记住指标 0.475 kWh/m²*mm。它是加热玻璃所需能耗的绝对最小值。

这意味着加热 10 mm 厚的玻璃,最少需要能耗  4.75 kWh/m²。最重要的是,还需要加上淬火能耗。所以,当您看到的值低于加热所需的最低限度值时,您马上就会知道其中有误。

大众汽车的玻璃钢化业务》 一文中所描述的案例就是个很好的例子,其中,制造商声称它的设备其整个热处理周期的设备总能耗仅为 0.20 kWh/m²*mm。

这是一个极端的例子,但遗憾的是,这种情况并非您想象的那样罕见。如果供应商故意给您提供虚假信息,使其设备看起来更好,谁知道他们为赢得业务还篡改过哪些数据呢?

此时,不容质疑的是,问问为何应相信上面的数字。

在下篇博文中,我将解释这些数字背后的一些理论,帮助您理解这些数字背后的物理原理。我还将更详细地讨论加热和冷却。这样,信誉不好的供应商都无法明目张胆地蒙蔽您。

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作者简介

Riku Färm

With a background in industrial engineering and management, Riku is Director of Heat Treatment Product Management & Sales Engineering at Glaston. He is keen on working with customers and developing new business- and technology-related things – which makes product management a natural fit for him. In everything Riku does, he aims to ensure that glass processing customers are as successful as possible. This drives Riku and challenges him every day to think about what could be done better. Riku is an e-sports enthusiast. Aside from watching, he also enjoys playing the games that he actively follows.

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