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硅碳棒功率计算

硅碳棒功率计算
硅碳棒的功率计算可以通过以下公式进行：

电炉功率计算公式：P = U * I * K * η
其中：
P 表示功率（瓦特）
U 表示电压（伏特）
I 表示电流（安培）
K 表示综合系数
η 表示热效率1
硅碳棒需用支数计算：
每支棒承荷功率数：P1 = F * W（瓦）
F 表示每棒发热部表面积（cm²）
W 表示在计算加炉温下发热部允许的负荷密度（W/cm²）23
需要支数：N = P / P1 * 1000
其中：P 表示炉用功率（瓦特）
U 表示串联支路端电压（伏特）
u 表示每支棒承受的电压（伏特）

R 表示单支棒的标称电阻值（欧姆）4

硅碳棒安装细则

1、选用碳化硅电热元件，必须保证元件的发热部长度不大于炉膛的宽度（高度）。

2、在使用元件时应选用合理的表面负荷，选择此负荷应视元件的使用温度和环境气氛而定.

3、硅碳棒电热元件的电阻是在1050摄氏度（正负50摄氏度）温度下测定的，在安装中应按元件的电阻进行装配。

4、炉膛两侧的安装孔（耐热绝缘瓷管内径）一般为元件冷端部直径的1.5倍，且两孔同心，孔与孔之间距离不小于元件直径的3倍。元件安装后，应能转动，元件端头之间接线应以软线连接。元件与壁炉、被烧物的距离不小于元件直径的2倍。

5、使用碳化硅电热元件，应配备调压装置，以保证棒在使用中电阻老化之后仍能获得相应的功率。棒因断裂或已老化需更换时，应视棒的老化程度及线路连接方式进行更换，尽可能做到高温阻值匹配，均担负荷，保证使用寿命。

6、新建成或久未使用的窑炉在使用之前，应先采用其它热源或已老化的元件烘干窑炉。

7、硅碳棒电热元件硬而脆，在搬运验收安装中要轻拿轻放，在干燥通风处保存，以防喷铝处氧化潮解。

应用中元件的电阻变化特性：

碳化硅电热元件在长期使用中，其表面碳化硅要氧化形成一层二氧化硅而导致元件阻值变大，称之为老化，Sic+2O2->SiO2+CO2，元件阻值在一定条件下使用中增长的快慢反映了元件内在质量优劣，一般地把元件阻值由Ro 变化增加到3Ro 所用的时间称之为远见的使用寿命。

应用中影响元件使用寿命的因素：

硅碳棒电热元件的使用寿命除了远见的内在质量的差异已影响外，还受元件的使用温度，元件发热部表面负荷，环境气氛，有害物质，供电方式（间断和连续使用）以及元件在使用过程中的串并联方式等因素的影响，在各温度下元件的使用负荷．

硅碳棒电热元件在使用中抗酸性腐蚀，但是在碱性气氛及其他环境中使形成的二氧化硅保护膜受到破坏，使用寿命会受到不同程度的影响。元件在各种气氛中允许使用的温度及表面负荷．

硅碳棒选用计算方法

l、选用硅碳棒电热元件，必须保证元件的发热部长度不大于炉膛的宽度。

2、在选用硅碳棒电热元件时应考虑硅碳棒的使用温度和环境气氛等因素，应为其选择合理的表面负荷。建议使用硅碳棒表面负荷密度的1/2数值的表面功率（W/ cm2）
硅碳棒表面负荷密度的计算：

硅碳棒表面负荷密度是指棒的发热部单位表面在使用中承担的电功率，既：表面负荷密度 =额定功率/发热部表面积。在炉温相同的条件下，棒的单位表面负荷密度大，则棒的使用寿命就短，故切忌超负荷使用。负荷密度与炉膛温度、棒体表面温度有如下关系：

式中：Et-硅碳棒棒体表面温度℃ Ft-炉膛温度℃
正确选用表面负荷密度是合理使用硅碳棒，延长棒体寿命的重要途径。
图表示硅碳棒在表面为额定使用温度时，不同炉温下棒体所允许的最大表面负荷密;

硅碳棒发热部表面温度	炉膛温度℃	允许最大负荷w/cm2
1450℃	1000	31
	1100	24
	1200	21
	1250	18
	1300	14
	1350	10
	1400	6

3、硅碳棒规格及支数的计算：

硅碳棒规格的选择应注意满足电炉结构尺寸，炉用功率和炉膛温度及温场分布等方面的要求，用时注意有利于外部接线和功率调节。
硅碳棒需用支数用下列算法计算得出：

（1）规格确定后，每支硅碳棒承荷功率数为：
P1=F×W(瓦)

F—每棒发热部表面积(c㎡)

w—在计算炉温下发热部允许的负荷密度(w／c㎡)

（2）需要支数：N=P/P1 P—炉用功率(瓦千)

（3）串联支数：N=U/u U—串联支路端电压(伏) u—每支棒承受的电压(伏)

（4）每支棒承受的电压：u= Ｒ—单支棒的标称电阻值（Ω）。

硅碳棒联接方法及功率计算

1、供电设备最好选用调压范围较大可平稳连续调压的设备，如磁性调压器，可控硅交直流调压器等。如选用有级调压变压器，也应选取用电压级差小，调压档数多的变压器。硅碳棒元件的联结方式可串可并，以并联使用为优。串联使用时，支路串联支数不宜多于3支。

2、如果硅碳棒阻值不同，串联时电阻高的硅碳棒负荷较集中，易导致某一根硅碳棒的电阻快速增加，寿命变短。硅碳棒一般是串、并联接线结合使用。建议采用2根串联为一组后多组并联。特别当炉内温度超过1350℃时必须并联。三相接线时建议使用开放三角形接线。

硅碳棒的安装使用

1、硅碳棒在打开包装前先仔细观察一下整批硅碳棒的电阻值范围，尽可能将最相近的电阻值装置在相同一相上，这样能使炉温更均匀。、

2、因硅碳棒硬而脆的材质特征，故在搬运验收安装中要轻拿轻放，当硅碳棒穿过炉壁两侧（或上下）孔后，应能自由旋转360度，严防强制安装与敲打，装硅碳棒前可用与硅碳棒直径相同的铁管试装。

3、.炉壁两侧的安装孔一般为硅碳棒元件冷端部直径的1.5倍，且两孔同心，孔与孔之间距离不小于元件直径的3倍。元件安装后，应能自如转动，元件端头之间接线应以软线链接，元件与壁炉，被烧物的距离不小于元件直径的2倍。

4、新建成或久未使用的窑炉在使用之前，应先采用其他热源或已老化的元件烘干窑炉，新电炉在升温过程

中应慢慢加功率，让硅碳棒表面发热温度与炉膛温度相差尽可能为最小值，不至于升温过快使硅碳棒在工作中瞬间超负荷工作，严重的时候硅碳棒会出现发热部龟裂现象导致硅碳棒的损坏。（如果硅碳棒的阻值匹配一致，使用情况会好一点。如硅碳棒的阻值相差较大时，硅碳棒的发热部会很快龟裂现象而损坏。）

5、为防止硅碳棒电热元件与炉壁结构耐火材料互相影响，各个硅碳棒的管脚均用陶瓷纤维套管绝缘，陶瓷纤维套管不但起着电气绝缘的作用而且还起到固定硅碳棒的作用。

6、选用硅碳棒电热元件必须配备调压变压器或者可控硅调压器。在使用过程中硅碳棒会慢慢老化、阻值逐步增长，为保持炉温正常，当电压调节到所用变压器最高限界仍无法知足要求时，可停炉调整硅碳棒的接线方式再继续采用。如以前是串联可改成并联，以前是Y型接法可改成三角形接法，可根据控制器情况改变。

7、硅碳棒在使用过程中不能只看电流或电压，因硅碳棒在使用过程中会慢慢老化电阻值会慢慢变大（使电压

会慢慢变高，电流会慢慢变小），只要输入整体功率不变，发热温度是恒定的。

8、硅碳棒在使用一段时间后如出现硅碳棒损坏，不能换上新硅碳棒，可以将以前用旧的硅碳棒装上，因硅碳棒在使用一段时间后电阻增长比较大，而新硅碳棒电阻小，如单支换上新硅碳棒会出现新硅碳棒表面温度与老硅碳棒表面温度差异较大的现象，如新换硅碳棒离热电偶较近会造成仪表温度和炉膛实际温度的差异，而影响烧菜产品的质量。离测温点远可能会造成单支硅碳棒超负荷运行，导致单支硅碳棒表面温度过高使硅碳棒发热部产生不规则裂纹并弯曲断裂。所以可选择用旧的硅碳棒装上，以达到硅碳棒电阻相近。如没有旧硅碳棒应将每相硅碳棒卸下全部换成新硅碳棒，换下旧的硅碳棒做好使用标记可以在以后使用中单支更换。

9、硅碳棒在存放过程中，要注意防潮。如发现棒端喷铝处变质潮解，经表面处理后可重新喷铝，如无喷铝条件，可在棒喷铝段缠裹几层铝箔再用。

一、粗端式硅碳棒规格、功率及电阻范围表

规格d/I/I1/D(mm)	总长L(mm)	电阻范围（Ω）	每支元件在下列炉温/棒温时允许负荷量（W）
规格d/I/I1/D(mm)	总长L(mm)	电阻范围（Ω）	800-900℃	900-1000℃	1000-1100℃	1100-1200℃	1200-1300℃	1300-1400℃	1350-1450℃
8/180/60/14	300	2.6-5.2	126	166	208	261	317	385	423
8/180/150/14	480	2.6-5.2	126	166	208	261	317	385	423
8/150/150/14	450	2.2-4.5	105	138	173	217	264	321	353
8/180/180/14	540	2.6-5.2	126	166	208	261	317	385	423
8/200/150/14	500	2.9-5.8	140	181	231	290	353	428	470
12/150/200/20	550	1.1-2.2	158	209	259	327	400	485	530
12/200/200/20	600	1.4-2.9	211	278	346	436	534	647	707
12/250/200/20	650	1.8-3.8	263	348	432	455	667	804	884
14/180/150/22	480	1.3-2.3	238	293	365	459	563	681	744
14/150/250/22	650	0.9-1.8	185	244	303	382	468	567	620
14/200/250/22	700	1.2-2.3	264	326	405	510	625	757	827
14/250/250/22	750	1.5-3.0	309	401	506	638	781	946	1034
14/300/250/22	800	1.8-3.5	370	488	607	766	937	1135	1241
14/400/350/22	1100	2.3-4.7	493	651	810	1021	1250	1514	1654
18/300/250/28	800	1.1-2.2	475	627	780	983	1204	1458	1593
18/300/350/28	1000	1.1-2.2	475	627	780	983	1204	1458	1593
18/400/250/28	900	1.4-2.9	633	836	1040	1311	1605	1944	2124
18/500/350/28	1200	1.8-3.6	791	1045	1300	1639	2006	2430	2656
18/600/350/28	1300	2.1-4.3	949	1254	1559	1966	2407	2915	3187
18/400/400/28	1200	1.4-2.9	633	836	1040	1311	1605	1944	2124
25/400/400/38	1200	0.8-1.7	879	1162	1444	1821	2229	2700	2952
25/600/500/38	1600	1.3-2.6	1319	1743	2167	2732	3344	4051	4427
25/800/450/38	1700	1.7-3.4	1758	2324	2889	3642	4459	5401	5903
25/500/400/45	1300	0.6-1.2	1319	1743	2167	2732	3344	4051	4427
30/1000/500/45	2000	1.1-2.2	2638	3485	4333	5464	6688	8101	8855
30/1200/500/45	2200	1.3-2.6	3165	4153	5200	6556	8026	9721	10626
40/1000/500/56	2000	0.8-1.7	3520	4651	5782	7291	8925	10810	11816
40/1500/500/56	2500	1.3-2.6	5275	6971	8666	10927	13376	16202	17710
40/2400/700/56	3800	2.0-4.0	8439	11152	13864	17481	21399	25920	28332
40/2600/850/56	4300	2.2-4.4	8792	11618	14444	18212	22940	27004	29516

二、等直径硅碳棒规格、功率及电阻范围表

规格d/I/I1(mm)	总长L(mm)	电阻范围（Ω）	每支元件在下列炉温/棒温时允许负荷量（W）
规格d/I/I1(mm)	总长L(mm)	电阻范围（Ω）	800-900℃	900-1000℃	1000-1100℃	1100-1200℃	1200-1300℃	1300-1400℃	1350-1450℃
14/200/250	700	1.2-1.3	246	326	405	510	625	757	827
14/250/250	750	1.5-3.0	309	401	506	638	781	946	1034
14/300/250	800	1.8-3.5	370	488	607	766	937	1135	1241
14/400/350	1100	2.3-4.7	493	651	810	1021	1250	1514	1654
14/500/350	1200	2.9-5.9	616	814	990	1276	1562	1892	2068
16/200/200	600	0.9-1.9	280	362	462	579	705	855	940
16/250/200	650	1.2-2.4	350	453	578	724	881	1069	1175
16/300/300	900	1.4-2.8	420	543	693	869	1058	1283	1410
18/250/250	750	0.9-1.8	395	522	649	818	1001	1213	1325
18/300/350	1000	1.1-2.2	475	627	780	983	1204	1458	1593
18/400/250	900	1.4-2.9	633	836	1040	1311	1605	1944	2124
18/500/350	1200	1.8-3.6	791	1045	1300	1639	2006	2430	2656
20/200/200	600	0.6-1.2	352	465	578	728	891	1080	1180
20/250/250	750	0.7-1.4	440	581	722	910	1114	1603	1763
20/300/300	900	0.8-1.6	527	697	866	1092	1337	1620	1770
20/400/350	1100	1.1-2.2	703	929	1155	1456	1783	2160	2360
20/500/400	1300	1.4-2.8	879	1162	1444	1821	2229	3206	3525
20/600/350	1300	1.5-3.0	1055	1394	1733	2185	2674	3239	3541
25/300/400	1100	0.6-1.3	659	871	1083	1366	1672	2025	2214
25/400/400	1200	0.8-1.7	879	1162	1444	1821	2229	2700	2952
25/500/400	1300	1.1-2.2	1099	1452	1806	2277	2787	3376	3690
25/600/500	1600	1.3-2.6	1319	1743	2167	2732	3344	4051	4427
25/800/450	1700	1.7-3.4	1758	2324	2889	3642	4459	5401	5903
25/900/400	1700	1.9-3.8	1977	2615	3250	4097	5016	6076	6641
25/1000/500	2000	2.2-4.5	2198	2904	3612	4554	5574	6752	7380
30/400/400	1200	0.5-0.9	1055	1394	1733	2185	2675	3241	3542
30/500/400	1300	0.6-1.2	1319	1743	2167	2732	3341	4051	4427
30/1000/500	2000	1.1-2.2	2638	3485	4333	5464	6688	8101	8855
30/1200/500	2200	1.3-2.6	3165	4153	5200	6556	8026	9721	10626
30/1300/500	2300	1.4-2.9	3429	4531	5633	7103	8695	10532	11511
30/1500/250	2000	1.6-3.4	3956	5228	6500	8195	10032	12152	13282
30/1500/300	2100	1.6-3.4	3956	5228	6500	8195	10032	12152	13282
30/1500/600	2700	1.6-3.4	3956	5228	6500	8195	10032	12152	13282
30/2000/650	3300	2.2-4.4	5275	6971	8666	10927	13376	16202	17710
35/400/400	1200	0.4-0.8	1230	1626	2021	2549	3120	3779	4131
35/500/400	1300	0.5-1.0	1538	2032	2527	3186	3900	4724	5164
35/1000/500	2000	1.0-2.0	3076	4065	5053	6372	7800	9448	10327
35/1200/500	2200	1.1-2.2	3691	4878	6064	7646	9360	11338	12392
35/1500/500	2500	1.4-2.8	4616	6097	7580	9558	11700	14172	15491
40/400/400	1200	0.3-0.7	1407	1859	2311	2914	3567	4321	4723
40/1000/500	2000	0.8-1.7	3520	4651	5782	7291	8925	10810	11816
40/1500/500	2500	1.3-2.6	5275	6971	8666	10927	13376	16202	17710
40/2000/650	3300	1.7-3.4	7039	9302	1156	14581	17849	21620	17710
40/2400/700	3800	2.0-4.0	8439	11152	13864	17481	21399	25920	28332
40/2600/850	4300	2.2-4.4	8792	11618	14444	18212	22940	27004	29516

三、槽型硅碳棒规格、电阻范围表

发热部直径D	发热部长度L1	冷端部长度L2	中心距E	连桥尺寸		电阻范围
发热部直径D	发热部长度L1	冷端部长度L2	中心距E	直径D	长L3	电阻范围
14	200	250	40	14	54	2.4-4.6
14	250	300	50	14	64	3.0-6.0
14	300	350	60	14	74	3.6-7.0
16	200	250	40	16	56	1.4-2.8
16	250	300	50	16	66	1.8-3.6
16	300	350	60	16	76	2.0-5.0
18	300	350	60	18	78	2.0-5.0
18	400	400	70	18	88	2.8-5.8
18	500	450	75	18	93	3.6-7.2
20	250	300	50	20	70	1.8-3.6
20	300	350	60	20	80	2.0-5.0
20	400	400	70	20	90	2.8-5.8
25	400	400	70	25	95	1.6-3.4
25	500	450	75	25	100	2.2-4.4
25	600	500	80	25	105	2.6-5.2
30	600	400	70	30	100	1.4-2.8
30	700	450	75	30	105	1.6-3.2
30	800	500	80	30	110	1.8-3.6

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