一种铁路轴承盐淬线盐浴槽保温节能方法与流程

本发明涉及铁路轴承热处理用盐淬线能耗控制技术领域，具体涉及一种铁路轴承盐淬线盐浴槽保温节能方法。

背景技术：

目前，铁路轴承贝氏体等温淬火主要采用辊底式马贝热处理盐淬线，属于高耗能设备；在铁路轴承实际生产过程中，因受订单不稳定的影响，辊底式马贝热处理盐淬线经常处于停工状态；在停工期间，辊底式马贝热处理盐淬线的主炉允许停炉降温，但其3个等温盐浴槽因没有配备熔盐功能，在一般情况下不允许停机，因此不得不进行持续保温，以防止盐浴槽内的熔盐固化；经实际测算3个等温盐浴槽在全天通电以维持180℃及以上温度时，每天耗电量高达6600kw*h，按当前每天24小时尖、峰、平、谷四时段电价均价0.76元/kw*h计算，则每天电耗成本5016元，因此给企业带来巨大电能成本损失。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种铁路轴承盐淬线盐浴槽保温节能方法；在盐浴槽顶部敞口部位设置有平移式保温盖；在盐淬线停工期间，平移式保温盖移动至盐浴槽顶部敞口部位，同时关闭盐浴槽的搅拌器，以降低盐浴槽的对流热损失；同时对盐浴槽内的熔盐利用每天24小时电价最低的谷价电时段，对盐浴槽内的熔盐进行一次通电加热，使熔盐升温至设定的240.0℃，以达到储存热能的目的；在每天24小时内尖、峰、平的高电价时段，则停止对熔盐通电加热，利用熔盐储存的热能补偿盐浴槽因热传导、热辐射造成的热能损失，使其最低温度保持在设定的最低180.0℃及以上，从而大幅降低了企业的电能成本损失。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种用于铁路轴承盐淬线盐浴槽保温节能方法，所述盐浴槽顶部敞口部位设置有平移式保温盖；在盐淬线停工期间，平移式保温盖移动至盐浴槽顶部敞口部位，同时关闭盐浴槽的搅拌器，以降低盐浴槽的对流热损失；在盐淬线停工期间，对盐浴槽内的熔盐采用一次加热储能方式，来保证盐浴槽内熔盐温度在每天24小时内保持在最低设定温度及以上：即利用每天24小时内电价最低的谷价电，对盐浴槽内的熔盐进行一次通电加热，使熔盐升温至设定的一个温度范围内，以达到储存热能的目的；在每天24小时内尖、峰、平高电价时段，则停止对熔盐通电加热，利用熔盐储存的热能补偿盐浴槽因热传导、热辐射造成的热能损失，使盐浴槽内熔盐在停止通电加热而自然降温、直至再次通电加热过程中，其最低温度保持在设定的另一个温度及以上，此温度高于盐浴槽内熔盐的固化温度；盐浴槽内的熔盐为亚硝酸钠与硝酸钾按一定比例混合而成的混合物，其固化温度约为150℃。

进一步的，在每天电价最低的谷价电时段，对盐浴槽内的熔盐进行通电加热，使熔盐升温至240.0℃；在每天尖、峰、平高价电时段，盐浴槽内的熔盐在停止通电加热而自然降温、直至再次通电加热过程中，其最低温度保持在180.0℃-185.0℃。

优选的，在盐淬线停工期间，对盐浴槽内的熔盐采用两次加热储能方式，来保证盐浴槽内熔盐在每天24小时的最低温度：即利用每天24小时内电价最低的谷价电、及电价稍高的平价电时段，对盐浴槽内的熔盐进行两次通电加热，使熔盐两次升温至分别设定的两个温度范围内，以达到储存热能的目的；采用两次加热储能方式，可降低盐浴槽内熔盐的最高加热温度值，从而降低了盐浴槽与环境之间的温度差，因此降低了盐浴槽在自然降温过程中总的热能损耗，即相应降低了盐浴槽内熔盐加热所需的总电能消耗；虽然第二时间段在平价电时段，其电价较谷价电时段稍高，但因第二时间段的加热温升低，电能消耗较少，因此总电费成本仍有降低；在每天24小时内除两个加热时段外的其它时段，则停止对熔盐通电加热，利用熔盐储存的热能补偿盐浴槽因热传导、热辐射造成的热能损失，使盐浴槽内的熔盐在停止通电加热而自然降温、直至再次通电加热过程中，其最低温度保持在设定的另两个温度范围内，此两个温度范围高于盐浴槽内熔盐的固化温度150℃。

进一步的，根据在盐淬线停工期间，对盐浴槽内的熔盐采用两次加热储能方式，来保证盐浴槽内熔盐在每天24小时内最低温度方案，建立以下联立方程组；在此补充说明的是，以下联立方程组是在盐浴槽内熔盐加热升温及自然降温曲线均为线性情况下建立的；但实际上盐浴槽内熔盐加热及自然降温曲线均不是线性关系，因盐浴槽本身具有良好的隔热能力，同时对盐浴槽内的熔盐采用两次加热储能方式使熔盐最高温升小、温度变化范围小，因此盐浴槽内熔盐加热升温及自然降温曲线接近线性；为降低联立方程组的建立难度及减小后续计算机运算的工作量，对盐浴槽内熔盐加热升温及自然降温曲线近似以直线代替，建立联立方程组具体如下：

w=8*8kp1+t2*h

t2=202.5-(s+8kp1-3.75t)/kp2

h=202.5-(s+8*kp1-3.75t)

其中：w为耗电成本系数；k为功率温升系数；p1第一加热段功率；t2为第二加热段时间；h为第二加热段温升；p2第二加热段功率；t为第一自然降温段时间；s为熔盐在每天24小时内的最低保证温度；

其中：3.75为在环境温度为20.0℃时实际测得的熔盐自然降温系数；202.5为时间在18:00时需保证的熔盐温度，此温度以s取值为180.0℃时，根据熔盐自然降温系数3.75计算得到；

整理以上联立方程组，得到以下耗电成本系数方程：

w=64kp1+（22.5+8kp1-3.75t）²/kp2

将以上方程通过计算机迭代运算，逼近计算出w的最小值时得到的p1、p2值，即为在盐淬线停工期间，对盐浴槽内的熔盐采用两次时段加热的通电功率值；采用计算出的p1、p2分别在谷价电、平价电时段对盐浴槽内熔盐进行两次加热，具有更低的综合用电成本。

进一步的，所述熔盐在每天24小时的最低保证温度s的取值，考虑到环境温度存在低于20.0℃的情况，同时考虑到s的取值如果接近熔盐的固化温度150℃，当发生意外停电时，熔盐实际加热温度未达到实际设定的最高温度，其自然降温后的最低温度可能低于150℃而使熔盐发生固化，因此s的取值增加了30.0℃的安全裕度，最终s的实际取值确定为180.0℃。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明公开了一种铁路轴承盐淬线盐浴槽保温节能方法；在盐浴槽顶部敞口部位设置有平移式保温盖；在盐淬线停工期间，平移式保温盖移动至盐浴槽顶部敞口部位，同时关闭盐浴槽的搅拌器，以降低盐浴槽的对流热损失；同时对盐浴槽内的熔盐利用每天电价最低的谷价电时段，对盐浴槽内的熔盐进行一次通电加热，使熔盐升温至设定的240.0℃，以达到储存热能的目的；在每天尖、峰、平高电价时段，停止对熔盐通电加热，利用熔盐储存的热能补偿盐浴槽因热传导、热辐射造成的热能损失，保证盐浴槽内熔盐温度最低保持在180.0℃及以上，从而大幅降低了企业的电能成本损失。

附图说明

图1为24小时尖、峰、平、谷电价示意图；

图2为采用一次加热储能方式熔盐温度变化示意图；

图3为采用两次加热储能方式熔盐温度变化示意图。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

一种用于铁路轴承盐淬线盐浴槽保温节能方法，所述盐浴槽顶部敞口部位设置有平移式保温盖；在盐淬线停工期间，平移式保温盖移动至盐浴槽顶部敞口部位，同时关闭盐浴槽的搅拌器，以降低盐浴槽的对流热损失；在盐淬线停工期间，对盐浴槽内的熔盐采用一次加热储能方式，来保证盐浴槽内熔盐在每天24小时内的最低温度：即利用电价最低的谷价电时段，对盐浴槽内的熔盐进行一次通电加热，使熔盐升温至设定的240.0℃温度，以达到储存热能的目的；在每天尖、峰、平高价电时段，则停止对熔盐通电加热，利用熔盐储存的热能补偿盐浴槽因热传导、热辐射造成的热能损失，使盐浴槽内的熔盐在停止通电加热而自然降温、直至再次通电加热过程中，其最低温度保持在设定的180.0℃-185.0℃温度范围内，此温度范围高于盐浴槽内熔盐的150.0℃固化温度；实际运行时，在每天电价最低的谷价电时段，对盐浴槽内的熔盐进行通电加热使熔盐升温至240℃；在每天尖、峰、平高价电时段，盐浴槽内的熔盐在停止通电加热而自然降温、直至再次通电加热过程中，其最低温度保持在180.0℃及以上。

在盐淬线停工期间，对盐浴槽内的熔盐采用两次加热储能方式，来保证盐浴槽内熔盐在每天24小时的最低温度：即利用每天电价最低的谷价电、及电价稍高的平价电时段，对盐浴槽内的熔盐进行两次通电加热，使熔盐两次升温至分别设定的210.0℃、202.5.℃两个温度值，以达到储存热能的目的；相比盐浴槽内的熔盐采用一次加热储能方式，两次加热将盐浴槽内熔盐的最高加热温度值降低了30.0℃；在每天24小时内除两个加热时段外的其它时段，则停止对熔盐通电加热，利用熔盐储存的热能补偿盐浴槽因热传导、热辐射造成的热能损失，使盐浴槽内熔盐在停止通电加热而自然降温、直至再次通电加热过程中，其两次自然降温最低温度保持在设定的187.0℃、180.0℃两个温度值及以上，此两个温度值高于盐浴槽内熔盐的固化温度150.0℃；

根据在盐淬线停工期间，对盐浴槽内的熔盐采用两次加热储能方式，来保证盐浴槽内熔盐在每天24小时内的最低温度的方案，建立以下联立方程组：

w=8*8kp1+t2*h

t2=202.5-(s+8kp1-3.75t)/kp2

h=202.5-(s+8*kp1-3.75t)

其中：w为耗电成本系数；k为功率温升系数，经实际测算取值为0.0145；p1第一加热段功率；t2为第二加热段时间；h为第二加热段温升；p2第二加热段功率；t为第一自然降温段时间；s为熔盐在每天24小时的最低保证温度，取值为180.0℃；

其中：3.75为在环境温度为20.0℃时测得的熔盐自然降温系数；202.5为18:00时需保证的熔盐温度；

整理以上联立方程组，得到以下：

w=0.928p1+（22.5+0.116p1-3.75t）²/0.0145p2

将以上方程通过计算机迭代运算，逼近计算出w的最小值时得到的p1、p2值分别为285.0kw、585.0kw；即在0:00-8:00时段，盐浴槽内的熔盐通电功率285.0kw进行加热；在16:10-18:00时段，盐浴槽内的熔盐通电功率585.0kw进行加热。

采用对盐浴槽内的熔盐采用一次加热储能方式，经实际运行测算：日均电费由实施前的5016元降至1981元，节约电耗成本3035元/天。

采用对盐浴槽内的熔盐采用两次加热储能方式，经实际运行测算：日均电费由实施前的5016元降至1876元，节约电耗成本3140元/天。

本发明未详述部分为现有技术。