電加熱技術(shù)由于它具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。然而，也由于其耗能較大和價格昂貴的缺點(diǎn)，從而在大講“節(jié)能”和“提高效益”的今天，對其節(jié)能技術(shù)的研究已日益受到了人們的重視。

目前廣泛應(yīng)用的電加熱技術(shù)大致有以下幾種：

1、電阻加熱

這是利用導(dǎo)體直接連接電源產(chǎn)生的焦耳熱實(shí)現(xiàn)的一種加熱方式，有直接加熱和間接加熱兩種形式。工業(yè)上的應(yīng)用主要有電阻加熱爐、淬火爐、退火爐、滲碳爐、碳氮共滲爐、氮化爐、燒結(jié)爐、焙燒爐和熔化爐等電阻爐。

2、電弧加熱

這是利用電弧熱實(shí)現(xiàn)的加熱方式，也有間接和直接兩種。作為主要的工業(yè)應(yīng)用，有煉鋼用電弧爐、熔煉爐、賓空電弧爐、電渣重熔爐等。

3、感應(yīng)加熱

這是利用電磁感應(yīng)原理，使置于交變磁場中的導(dǎo)電體，因渦流損耗或磁滯損耗而實(shí)現(xiàn)的一種加熱方式。其應(yīng)用主要有低頻、高頻坩堝式感應(yīng)爐，槽式感應(yīng)妒，高頻淬火等。

4、介質(zhì)加熱

主要是利用置于交變電場中的電介質(zhì)，由于介質(zhì)損耗而實(shí)現(xiàn)的一種加熱方式。目前這類應(yīng)用有木材干燥、膠合板粘合、橡膠硫化和布、塑料板及紙張的快速加熱等等。

5、遠(yuǎn)紅外線加熱

這是由波長為0.76μm-1000μm的紅外線輻射來實(shí)現(xiàn)熱能傳遞的一種加熱方式。目前這類應(yīng)用有木材干燥、膠合板粘合、橡膠硫化和布、塑料板及紙張的快速加熱等。

6、電子束加熱

這是利用電子束轟擊被加熱物體產(chǎn)生的高溫，在真空中實(shí)現(xiàn)的一種加熱方式，其應(yīng)用主要有電子束真空鍍敷、電子束熔解和焊接等。

7、等離子加熱

這是利用離子化氣體的電熱性質(zhì)的一種加熱方式。主要應(yīng)用有等離子電弧焊，等離子噴鍍等。

電加熱主要有下列優(yōu)點(diǎn)：

1、可獲得高溫

在工業(yè)上，利用一般燃料加熱最高也只能獲得1500℃左右的溫度?？墒侨粲秒娀』蛑苯油姷募訜岱绞?，則可達(dá)到超過2000℃的高溫。

2、可對工件實(shí)行內(nèi)部加熱

由于能直接在被加熱物體內(nèi)部發(fā)熱，故可獲得高溫和高效率。此外，因?yàn)樯郎乜?，從而易于按要求對工件?shí)現(xiàn)均一加熱或局部加熱。

3、容易控制爐內(nèi)氣氛和實(shí)行真空加熱

抽取真空、任意選擇爐內(nèi)氣氛成分以及改作高(氣)壓加熱等均容易實(shí)現(xiàn)。

4、溫度易于控制

這主要反映在能隨意地保持加熱的某一溫度分布，并且溫度的精確調(diào)整、自動控制和遠(yuǎn)距離操縱等也容易實(shí)現(xiàn)。

5、無污染

不會產(chǎn)生燃燒氣體和塵埃，由此可使被加熱物體表面絕對保持清潔。

電加熱技術(shù)雖有很多的優(yōu)點(diǎn)，但也有它耗能大，價格昂貴的最大缺點(diǎn)。這是因?yàn)槟壳半娔艿拇蟛糠种饕€是通過石油、煤和煤氣等燃科燃燒產(chǎn)生的熱能，經(jīng)二次轉(zhuǎn)換才獲得。

在此過程中，由燃料的熱能轉(zhuǎn)換成電能時的發(fā)電效率以及電能從電站輸送到用電場所的線路損耗，實(shí)際上只利用這些燃料所具有能量的30%左右。因此，用電加熱技術(shù)熔煉或加工每一單位重量的制品，要比用其他加熱方式昂貴得多。

當(dāng)今較有效的節(jié)能措施歸納起來大致有以下幾個方面:

1、設(shè)法提高設(shè)備運(yùn)行周期的熱效率

大家知道，電熱設(shè)備的熱效率η(%)可由下式表示：

式中，輸入〔提供)的總熱量=有效熱量+蓄熱量+熱損失;

有效熱量為被加熱物體吸收的熱量;

蓄熱量為熱源和保溫材料積蓄的熱量;

熱損失為由于傳遞、對流及輻射引起的損失。

但是，要正確地計(jì)算或測定這些數(shù)滇是十分困難的。于是對于象電爐等電加熱耗能設(shè)備，一般可采用一個簡單的計(jì)算方法，即根據(jù)空爐時，為保持爐內(nèi)額定溫度所需要的電能關(guān)系，可由下式求得:

式中，P0-按工藝規(guī)定，最初第一次處理工藝所需的電能(度);

P1-空爐時，達(dá)到所要求的工藝溫度所需要的電能(度);

P2-空爐時，在達(dá)到所需的工藝溫度后保持所需的工藝處理時間所需要的電能(度)。

比較(1)、(2)式，則P0相當(dāng)于輸入的總熱量，P1相當(dāng)于蓄熱量，P2相當(dāng)于熱損失。不過P1只是最初進(jìn)行處理時需要的電能，當(dāng)電爐連續(xù)使用，于第2次以后的處理均可不必考慮。所以，實(shí)際中采取設(shè)備長時間連續(xù)使用的運(yùn)行周期就可大大提高熱效率。

2、設(shè)法改善設(shè)備的容量使與所需的生產(chǎn)量相稱

提高熱效率，應(yīng)盡可能使設(shè)備作連續(xù)或長時間的連續(xù)運(yùn)行。可是，有時按生產(chǎn)工藝，要求的處理最不可能滿足連續(xù)運(yùn)行。此時，對大容量電爐每次裝入少量的工件(或材料)，即使連續(xù)運(yùn)行通常反而會增加電力消耗，降低熱效率。

因此，裝置大小不等數(shù)種規(guī)格的電熱設(shè)備以適應(yīng)不同加工處理量的要求是一種經(jīng)濟(jì)的做法。當(dāng)不得不斷續(xù)使用大容量設(shè)備時，則可在生產(chǎn)工藝允許的條件下采取等到一次加工處理量達(dá)到設(shè)備的處理能力時方始開爐處理，以此減少處理次數(shù)，提高效率。

3、加強(qiáng)設(shè)備保溫

電爐爐殼鐵板內(nèi)側(cè)通常都砌有耐火磚等材料。它們的作用除保護(hù)爐殼鐵板免受高溫外，主要還是防止熱能散失和提高熱能的有效利用。因此，應(yīng)調(diào)音爐壁溫度是否提高，若溫度太高，則必須加強(qiáng)保溫以防止熱損失。

加強(qiáng)保溫的方法有加厚保溫材料或增加絕熱層數(shù)，同時也應(yīng)對保溫材科的材質(zhì)進(jìn)行研究和改進(jìn)。最好能采用機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐特殊氣氛和膨脹系數(shù)小及氣孔率高的材料。

4、實(shí)行溫度自動控制

溫度控制有手動和自動兩種方式。手動雖然簡便，但費(fèi)工時，且調(diào)節(jié)不易正確，從而制品質(zhì)量也不容易保證，加熱損失也大。采用自動控溫，則可獲得符合預(yù)定要求的加工質(zhì)量，且既可節(jié)約人工，又能防止過多的熱損失。不過在采用自動控溫時，應(yīng)按制品要求的精度等級選擇與處理目的相適應(yīng)的控制方式。

通常的自控方式有:①以目標(biāo)溫度T上下?ΔT的幅度作價段性電能輸入調(diào)節(jié)的開-關(guān)控制;②以與目標(biāo)溫度之差的一半，即于?ΔT的大小比例進(jìn)行調(diào)節(jié)的比例控制;③除溫度偏差外，還附加對時間過程進(jìn)行調(diào)節(jié)的積分控制等。

5、設(shè)法減少輸配電線的電力損失

電熱設(shè)備的設(shè)置應(yīng)盡可能地靠近電源以努力減少輸配電線的損失。同時，還應(yīng)定期檢查輸配電線連接部分，接觸器等的連接、接觸狀況，以防止由于連接或接觸不良產(chǎn)生額外的電能損失。

對于采用水冷式柔軟電纜的大型電爐，當(dāng)用提高水流量而不改變電纜尺寸來增加電纜的允許電流的辦法使用時，由于此時電流密度提高，使電纜中的損失增加，因此從節(jié)能角度看并非是有利的。從而還是采取不使電流密度太大，而增加電纜根數(shù)等措施為好。

6、采用高效率的變壓器和變換器

電熱設(shè)備的負(fù)載變化一般都較大，而變壓器的損失主要由與負(fù)載電流無關(guān)的固定的空載損耗和正比于該值二次方的負(fù)載損耗兩部分組成。

為此，對于低負(fù)載率的電熱設(shè)備特別應(yīng)選擇空載損耗低的供電變壓器。此外，供感應(yīng)爐使用的高頻變換器也應(yīng)向高效率的可控硅變頻器過度或替換。

7、對生產(chǎn)工藝和合適的處理溫度作重新研究

感應(yīng)爐一到出鋼溫度就出鋼，最為經(jīng)濟(jì)。然而在一定要等特出鋼時，則可暫緩升溫，在低溫下等待出鋼可減少熱損失。另外，對以以往被當(dāng)作標(biāo)準(zhǔn)的處理溫度，也可作降低溫度的試驗(yàn)驗(yàn)正，若試驗(yàn)證明工藝及制品的質(zhì)量上確無問題，則降低處理溫度是經(jīng)濟(jì)的。

8、對被加熱物休作預(yù)熱處理

在未進(jìn)行電加熱處理之前，可利用其他熱源對被加熱物體(或工件)進(jìn)行預(yù)熱，這對于擁有高溫廢熱源的份況是最為經(jīng)濟(jì)的。

但是，應(yīng)當(dāng)指出作為目前十分重要的節(jié)能措施，隨著生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展正在出現(xiàn)新的突破。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報導(dǎo)，采用一種“耐火纖維-空氣層”的絕熱結(jié)構(gòu)，不僅簡單、廉價，而且隔熱行之有效，可獲得良好的節(jié)能的效果。

據(jù)文獻(xiàn)介紹，在大型連續(xù)式氣體滲碳爐上使用“電熱輻射管”的加熱結(jié)構(gòu)，不僅可給維修工作帶來很大方便，不必停爐即可更換輻射管中任何一部分組件，而且還不用帶變壓器供電，從而能大大減少不必要的能量損耗。