制造 纺织业应用 定型机烟气余热回收利用

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广东某印染厂(佛山某纺织厂)著名大型企业

行业调研 热定型机(拉幅机)是是纺织行业中主要耗热机械之一,的工作温度在190℃左右,其废气的排放温度在180℃左右,按每台定型机废气排放总量20000m³/h 计算,废气直接排放的能量损失达到6240kcal/h以上。经估算,织物加工定型所消耗的热能仅占其30%,机体热损失约占10%,其余大量热能(60%以上)随废气散失到大气中。

现场勘探 发现该企业有38台定型机,粗略估算高温废气排放总量:76万m³/每小时。热损失达到:24Kcal/每小时。散失的热量不仅浪费能源而且造成环境污染,热定型机的余热回收势在必行。

方案设计 我们在定型机各个排废气口位置各安装一台超导热管式余热回收设备,回收废热用来加热新鲜空气,把新空气加热到140℃以上利用烘箱负压吸入烘箱,从而提高各烘箱的工作效率,降低成本。

实际节能收益

定型机烘箱工作温度:190℃左右
定型机废气总排量:约18000m³/h
排出废气温度:180℃左右
环境温度:25℃左右
补入热风温度140℃(安装回收装置后)
补风量:6500m³/h
则余热回收热量为:232476kcal/h
按燃煤发热量为5000 kcal/kg,锅炉热效率按70%计算,  每天(24小时)节约燃煤:  232476 ×24=1594kg5000 ×70 %  年节约燃煤:41吨/月×10个月=410吨/年(年运行10个月)按燃煤价700元/吨计算单台定型机烘箱节约燃煤款:410吨/年×700元/吨=28.7万元

带来附加收益

1、净化烟气:在运行过程可以不停机对滤网进行清理,降低烟气温度后有利用定型机烟气除油与净化。

2、提高车速、增加产量:安装节能装置后,因补入烘箱的是热风,外部冷空气注入量少,从而减少了烘房水汽现象的发生,同时降低因此而造成的色差,使烘房内部温度均匀。同等条件下可提高定型机车速约2-3%,增加产量同时改善布料手感度。


3、解决锅炉容量不足:如企业“导热油”锅炉容量不足,使用本节能设备后可提高烘房温度,减少进导热油量,使企业产量提高,从而缓解供热不足。

4、节能环保:一台定型机8节烘箱安装使用本节能装置,整体节能约15%,本节能装置进废气口和进新鲜空气口位置安装有过滤网,可以在不停机情况下清理过滤网,从而不影响生产。

5、使导热油的温差和循环量减小,针对有变频控制的油泵,其耗电量可减少30%左右,年节电效益约为3万元。

6、可提高定型机车速2-3%(视不同的布料、布的含水量以及机箱的设定温度不同),同时改善布料手感度

7、可减少废气风管对车间的热辐射,进一步降低定型车间温度,为车间工人创造良好的工作环境。对烟气及悬浮物、颗粒物也有一定的净化效果,油烟去除率75%以上,颗粒物去除率80%以上,废气收集率90%以上,废油能够有效回收,排气筒几乎没有水蒸气排放,没有蓝烟现象。

8、是单向耗能,双向输出,综合利用,成本更低,而且能延长项目机组寿命,提高其工作效率

9、热风进入烘箱,使烘箱内部温度均匀,同时可以减少因冷空气中水份给布料带来的色差

【印染纺织厂节能降耗项目分类】

1、污水排放的热能回收
2、烘机冷凝水回收
3、中水回用(用较清的洗涤水直接用在更污的洗涤)
4、练漂和还原汽蒸箱的进布封口改造
5、高效轧水工艺
6、练漂汽蒸箱水封出布口水的补充
7、有效的浸渍
8、烘筒、溢流机、筒染机、蒸箱、平洗的正确保温
9、优化工艺,提高运行车速
10、落布的湿度测定及控制
11、计量加水
12、热风的热能回收
13、丝光机提高淡碱浓度
14、温度控制
15、化学品浓度控制

定形机废气净化及热回收 陈立秋 中国纺织工程学会染整专业委员会 原载:第八届印染后整理论文集

摘要:阐明定形机废气净化及热回收的重要性,论述了热管热交换的机理;介绍了组合式热度热回收,分散式定形机废气净化装置,三星式静电废气处理系统;推荐了一种定形机废热回用实例。

关键词:定形机;废气;热回收;净化;热管;喷淋;静电;产能;能耗;排放

1、前言

印染厂的废气主要来源于锅炉、烘干机和定形机。

锅炉尾气温度高达200℃,若直接排放,不但造成热能的浪费,而且还会对环境造成一定影响。

根据国家统计局的信息,估算全国共有定形机生产线将近10000条以上,而所有定形机工作时都有油(烟)雾挥发出来,经不完全统计10000条生产线年废气排放量达到40万吨。

烘干机和定形机是利用热空气对织物进行干燥和定形的设备,工作过程中排放出大量的废气。以定形机为例,定形机的工作温度一般在200℃,离开定形机的废气温度一般在170℃左右,废气中含有热能。经预算,织物加工定形时有效热能仅为总加热量的30%左右,散热损失占70%,其中废气排放损失占60%,设备、壁面及其它损失占10%。

拉幅定形机的热源,一般都使用导热油。过去加热导热油的热载体锅炉,大多以燃烧重油为主,由于重油的燃烧值高,调温容易,燃烧后杂质少,烟尘相对也少,对环境的污染比燃煤小,而被广泛使用。近年来,因国际原油价格居高不下,一吨重油价格一直维持在2500元左右,生产企业难以承受油价上涨带来的成本压力,纷纷改烧以燃煤为主的热煤炉。

染整行业是能源消耗较大的行业。加工1t针织成品布,约需标准燃煤1.5t,其中定形机热煤炉燃烧约占40%,资料显示:1t标准煤在燃烧过程中要排放SO220kg,CO2440kg(以碳基计算),烟尘15kg和灰渣260kg。

定形机废气中不仅含有大量纤维和粉尘,同时还含聚苯类有机物、印染助剂等多种油类成分。当废气在定型机排放口与净化装置之间进行传递以及在净化装置内移动时,这些纤尘和油污极易粘附到装置或其配辅件内部而影响净化效果,且会造成烟气堵塞、漏油、自燃自爆等现象,使定形机无法正常工作。

人长时间接触高浓度油烟气可造成肺部炎症和组织细胞损伤,肺活量下降;油烟烟气影响人体的免疫细胞、巨噬细胞功能,造成人体免疫功能下降;油烟气中的苯类等有机污染物能引起基因突变、DNA损伤、染色体损伤,具有潜在的致癌性。

废气净化、热回收是节能减排的重点之一,亦是染整企业降低生产成本,改善生产操作环境的需要。

热定形机废气问题的解决途径主要包含两方面,即废气净化与余热回收。目前热定形机废气净化方式主要为集中处理法和分散处理法,处理工艺主要有力学方式、过滤式、静电式和喷淋式,余热回收的主要方式是通过“气-气”热交换从排出的热废气中将热能回收到热定形机内。

2、热定形机废气处理

2.1  热定形机废气处理方法及特点见表1。

表1  热定形机废气处理方法与特点

处理方法方法特点
力学方法主要有重力法、惯性力法、离心力法。由于油烟粒径分布广,该方法对较细粒径烟气处理能力非常弱,净化效果低下。
过滤吸附法利用某些特殊材质的滤布对油烟的吸附,达到油烟去除效果,存在过滤纸(网)要求高、更换(或清洗)频繁,系统阻力大、处理量小等缺点。
喷淋法(湿法)烟气经过加有洗涤液的水幕完成净化,洗涤液消耗增加了运行费用,且洗涤废液排出造成二次污染。
静电法已成熟运用于除尘技术,但由于油烟的强粘性,静电式净化器运行一段时间后,电场上会粘附一层厚厚的油渍和纤维,极难清洗,阴、阳极板就会降低甚至失去吸附作用,导致油烟去除率下降。

2.2  定形机废气热能回收效能

定形机废气热能回收效能理论计算(以标准八箱为例)

定形机烘箱的工作温度                                200℃左右

单台定形机废气总排量                                约16000m3/h

排出废气温度                                              170℃左右

环境温度                                                     30℃

安装余热回收器后,补入的热风温度           约120℃

补风量                                                               约6000m3/h

每小时余热回收量为:

Q小时=VCp(t1-t2)

    =6000×1.3x(120-30)

    =702000KJ/h

    =167143Kcal/h

(空气的比热容Cp=1.3KJ/m3;1Kcal=4.2kJ)

月回收热量为:

Q=Q小时X20X25

   =167143X20X25

   =8.36X107Kcal

年回收热量为:

Q=QX10

   =8.36X107   X10

=8.36X108Kcal

年节约煤约:

W煤=Q年÷5000

    =8.36X108÷5000

=1.674X105KG

=167吨

煤节能效益为:800×167=133600元/年

注:按每天20h,每月25天,每年10个月计算,煤发热量5000kcal/kg;每吨煤暂按800元计算

2.3  定形机组合式热管余热回收换热器

2.3.1  热管热回收机理

热管是一种具有很高导热性能,被学术界誉为超导热原件。由于热管具有传热量大、结构简单、工作可靠和无运动部件等特点,已日益引起人们的重视。

热管的工作原理与热虹吸类同,图1-(a)为虹吸的示意图。它是由管壳和工质所组成,在热虹吸管内装有一定量的工质(如水等),抽真空后将管子封口,当管子的下端被温度较高的废汽加热时,液体吸热蒸发而变成蒸汽,由于不断加热不断产生蒸汽,故蒸汽即从热端沿着中间通道流动到冷端,在冷端由于管子被温度较低的流体所冷却,蒸汽冷凝成液体,然后依靠重力作用沿管壁流回至热端。热虹吸的缺点是蒸发段必须位于最低处,使冷凝液能依靠重力从冷凝段回流到蒸发段。

 
1-加热  2-放热  3-蒸发段  4-绝热段  5-冷凝端  6-回流  7-管壳  8-吸液芯
图1  热管式热交换器工作示意图

热管很类似于热虹吸,不同的地方在于它的管壳内壁贴着一层多孔性物质构成的吸液芯。例如,由金属丝编织成的细小网格。图1-(b)是热管示意图。热管中冷凝液的回流方法有如下多种:

重力                     热虹吸

毛细管力              标准热管

向心力                  旋转热管

静电力                  电流体动力学热管

磁场力                  磁流体动力学热管

渗透力                  渗透热管

热管的绝热段4的长度,可以根据实际需要而确定。热管内的蒸汽是靠压差流动的,由于蒸发段3至冷凝段5间的压差不大,因此温差也很小,因此一般高温热管接近于等温过程。

从传热学可知,相变传热效果较好,所以热管的导热性能很高。

2.3.2  组合式热管余热回收

定形机废气含有大量纤维、油雾,在热交换过程中极易黏附在热管表面,严重影响传热,如不及时清理,更会造成烟气堵塞,使得定形机无法正常工作。而现有的余热回收器均未考虑到这些因素,其热管固定(如焊接等)安装在壳体内,很难拆开进行快速维护保养,出现堵塞或其他故障时,维修工作量非常大,耗时长,会给使用单位的生产带来影响。

组合式热管换热器,通过将热管可拆卸的安置在壳体内,并在热管的中间部位设置同样可以从壳体内拆卸的密封体,由密封体形成密封隔离墙而将壳体分隔成两个独立的空间,并在壳体上设置有对应热管和密封体的门,当热交换过程中热管表面黏附纤维、油雾而影响传热时,可以及时开启壳体上的门,方便的将热管取出进行清理和维护,其耗时短,清理和维护工作量小,从而保证使用单位的顺利生产。

组合式热管换热器采用分散式安装方式,安装简单,安装材料少,安装费用低,安装停机时间短。

组合式热管换热器,使用铝翅片复合热管和钢翅片热管,表面黑化处理,换热效率高。

在拉幅机上采用热管式热交换器时,其效率很高,可节省16%~30%的燃料。热管式热交换器应用示例如下。

(1)在拉幅机上加工100%锦纶长丝织物,拉幅机烘房200℃,拉幅机排出170℃气体269m3/min,进入拉幅机气体141.6m3/min、27℃,烘房排出气体进入热管式热交换器170℃,空气进入热管式热交换器27℃,空气经热管加热至99℃进入烘房,烘房排出气体离开热管时77℃,回收热量740.65MJ/h,节油19.46L/h。在未装热管式热交换器前每小时消耗油为70.92L/h,安装热管式热交换器后燃烧油节约27.44%。

(2)热风循环烘燥机采用废热回收前的蒸汽耗量607kg/h,采用热管式热交换器后的蒸汽耗量513kg/h,节约15.5%。

(3)定形机烘箱的工作温度在170-180℃,单台定形机废气总排量约为:14000-20000m‑/h,排出废气温度为160℃左右。安装DF-TR-30余热回收装置后,补入的热风温度约为120℃,即补入的热风温度与排出废气温差为40℃左右,补风量约为6000-8000m3/h。

当废气温度为160℃,补入热风温度为120℃,补风量按平均值7000m3/h,则余热回收量为:Q=VCp(t1-t2)=7000×1.3×(120-30)=819000kJ/h=195933Kcal/h

按每天20小时,每年300天计算,可节约燃料见表2。         表2

回收热量(万Kcal/h)节约煤(t/a)节约重油(t/a)节约天然气(m3/a)
19.6231115135169

(煤发热量:5000Kcal/Kg,重油发热量:10000Kcal/Kg,天然气发热量:8700Kcal/m3

每吨煤暂按750元计算:

节约效益为:231t/a×750元/t=173250元/a

(4)气-水热管热交换效能见表3所示。

表3  气-水热管热交换效能

出水温度℃定形机排风温度℃
120130140150160180200
4夏季出水量(t/h)15.31616.517.518.119.521
节煤量(kg/h)45.57.550.152.554.558.562.5
节汽量(t/h)0.380.400.420.440.450.490.52
冬季出水量(t/h)8.18.38.68.939.29.810.5
节煤量(kg/h)56.258.56162.564.568.772.5
节汽量(t/h)0.470.490.510.520.540.570.60
60夏季出水量(t/h)5.55.55.96.36.57.17.5
节煤量(kg/h)37. 539.541.543.845.649.954
节汽量(t/h)0.310.330.350.360.380.420.45
冬季出水量(t/h)4.34.64.55.15.25.55.9
节煤量(kg/h)47.550.25254.556.560.164.5
节汽量(t/h)0.400.420.430.450.470.500.54
80夏季出水量(t/h)2.62.833.33.453.84.2
节煤量(kg/h)29.231.53535.537.94245.5
节汽量(t/h)0.240.260.290.300.320.350.38
冬季出水量(t/h)2.52.82.93.13.23.53.8
节煤量(kg/h)39.64243.545.848.152.156.2
节汽量(t/h)0.330.350.360.380.400.430.47

注:1、以上数据均为一台定形机(两台换热器)的数据。

2、设计单台换热器的排风量为800M3/H。

3、煤的理论热值为5000Kcal/kg,未考虑锅炉效率。

4、因定形机机型、织物品种、生产工艺不同以上数据会有差异。

5、平均水温夏天为25℃,冬天为5℃。

2.4  分散式定形机废气净化装置

除处理工艺外,废气净化装置的处理效果受废气接收和处理方式的影响相当大。常见的定型机废气净化处理装置,其废气接收和处理的方式采用的是将定型机上多个废气排放口所排放的废气通过管道系统收集后,集中到一台净化装置上进行处理(即称“集中式收集和处理方式”)。其主要缺陷有:①需配套安装大量废气输送管道,废气在输送管道中移动时,废气中的纤维、粉尘和油渍极易在风管内壁积贮,造成堵尘或漏油,影响废气净化效果。②废气在管道中移动时,废气中的纤维与管道内壁摩擦后会产生静电引起火花,油污在高温废气中会气化形成压力,这些均会引起自燃或爆炸,有较大的安全隐患。③系统风阻大,需加装大功率排(引)风机,不仅增加装置的自耗能,并且因强迫性抽(引)风会破坏定型机烘箱的热风循环,打破织物定型处理过程的热平衡,有可能严重影响生产工艺。④整套装置体积庞大,造价高(30万元/台套以上),且安装难度大。

2.4.1  分散式定形机废气净化装置系统工作原理方框示意见图2所示。

图形2
图2  净化装置原理方框示意

2.4.2  分散式定形机废气净化装置工作机理:

(1)分散式定形机废气净化装置由若干个废气处理塔(根据定形机的自身风机数确定个数)、一套水循环系统(内含油水分离器)组成。废气处理塔包括壳体和壳体外的上水管、壳体内的喷淋头和防水装置。

(2)将废气处理塔直接安装于定形机自身风机废气排放口,废气一出定形机就通过进气口进入废气处理塔,上水管从循环水箱内引水,喷淋头喷水雾化,对废气进行降温和净化。经三级喷淋净化和降温,最后流经脱水叶片脱水后进入烟囱排空。

(3)喷淋头喷出的水雾被防水装置的挡板挡住后流向废气处理塔壳体的周边,不会通过进气口进入定形机废气出气口而影响定形机的正常工作。

(4)流向废气处理塔周边的废水沉积在壳体下端的凹槽内,通过排水沟流到废气处理塔外的油水分离器中,经油水分离后,洁净的水通过水循环系统被重复利用,废油分离后经处理可回用或市售。

详见图3、定形机废气净化工作原理图

图3:定形机废气净化工作原理图

2.4.3  分散式定形机废气净化装置的投资效果:

2.4.3.1  投入成本:本产品每台套的造价仅6万元。

2.4.3.2  运行成本:全年的运行成本约2.5万元,其中:

(1)水费:喷淋的洗涤水经油水分离后,其循环利用率达95%以上,每天(运行时间以24小时计)的实耗水量少于4吨,全年(按300天共7200小时运行时间计)需耗水1200吨。以水价1.6元/吨计,全年水费约2000元。

(2)电费:仅循环系统的水泵需耗电,水泵功率3KW,全年耗电约2.2万度。按平均1元/度计,全年电费计需2.2万元。

(3)人工:无需专人管理;全年仅需清理四到六次、每次一到二个普工工日即可,全年的人工费不超过1000元。

2.4.3.3  经济产出:

除减排效益外,该产品还能为使用单位带来的经济收入:

(1)毛收益:经测算,该产品每台套每天平均可回收废油110公斤,全年废油回收量约33吨。对回收后的废油通过精制工艺,65%经配制后能直接作为纺织用油剂,30%左右可用作润滑油。扣除废油提炼成本,单位产品全年回收废油的销售收入在8.5万元以上。实际上,从定型机废气上回收的废油可直接销售,价格在2500-3200元不等,如不加提炼直接销售的话,也能获得8.5万元以上的毛收益。

(2)净收益:减去上述2.5万元的运行成本,单位产品全年的净收益在6万元以上。

(3)投资回收期:产品的投资回收期最多1年。

2.5  三星式静电废气处理系统

系统由烟气结合体、热交换器、废气处理塔和油水分离器组成。

2.5.1  主要功能:

(1)烟气结合体。烟气结合体用于将定形机废气集中在一起后,导人废气处理系统,该结合体有平衡管道压降,防止烟气回流等作用,其中增设的喷淋装置用于烟气的先期降温和清洗集中器内颗粒沉淀物的作用。

(2)热交换器。将定形机废气中的热量有效地进行回收利用,防止余热排放到大气当中,变废为宝。

(3)废气处理塔。处理废气中的尘埃颗粒物、有机物、油烟、短纤维、苯类、醛类等有害成分,防止这些有害成分排放到大气当中,造成大气污染。

(4)油水分离器。将废气处理子系统生成的废水中的油以及沉淀物分离出来,使水循环利用。

2.5.2  特点主要有:将冷却、喷雾、沉降、复喷水幕过滤和填料吸附等技术融为一体;复喷水幕过滤和填料吸附设计了三层组合结构,达到最佳处理效果;设计了高效除油雾装置,处理后的气体洁净、干燥,接近常温;在设计结构及选用材料方面均充分考虑减少废气压力损失,保障在整个废气处理系统中排气畅通,不会影响定形机废气正常排放,不改变定形机工艺;YL定形机废气处理系统采用喷淋结构,污染物被喷淋水幕带走,并经过回收处理,变废为宝,不产生二次污染。

目前,国内该同类定形机废气处理系统也有采用韩国、日本进口设备,但价格昂贵,至少一套设备在人民币100万元以上,而YL定形机却只有国外的十分之一。 2.5.3  效果

(1)该系统能够有效处理废气中的尘埃颗粒物、有机物、油烟、短纤维、苯类、醛类等有害成分,除颗粒物总效率≥85%,除油烟总效率≥80%。

(2)热交换系统每小时能够回收6t热水,使一缸布从常温升至60℃用于染色,相当于每天节煤950kg。

(3)油水分离器将废气中矿物油回收超过75%,一台定形机每年可回收油近10t,节约能源价值达4万多元。同时水回用率在95%以上。

YL-B湿式静电废气处理系统原理示意见图4所示。

未标题-1

图4    YL-B湿苎静电废气处理系统原理

湿式静电除尘器极板表面有水膜,黏着性油脂不易积聚,当粒子到达充电区域上游,粒子通过电晕放电而被充电,充电粒子进入收集阶段,被吸引到除尘管内壁,再由除尘管上的水膜将沉降微粒物质冲刷下来。

该系统主要用在收集次微米粒子,是利用极线电晕放电,使废气中微粒在离子化气体(ioni zed gas)中因撞击离子而带有电荷,再利用静电力使微粒运动到带相反电荷的收集极板上,达到去除的目的。湿式静电除尘器本身具有收集液态粒状物和去除腐蚀性、毒性、少量臭味废气的功能,去除效率可以达到95%以上,目前对于粒径微细、黏着性废气处理有愈来愈广之势。

3.  应用实例

广东汕头市兴业染整厂针对定形机废热回用设备系统,在安装、调试应用后出现排气不畅、回烟、搭色、沾污等情况,进行改进后取得经济效益和社会效益。

3.1  废热回用流程

定形机废热→超导热交换机→引风机→导热油炉、蒸汽锅炉(热空气再供定形机)→水膜除尘→废气废热锅炉(油炉)烟囱排出。

流程说明:

定形机废热通过回收管道进入超导热交换器,一方面经过超导热交换器后的热空气由引风机送往蒸汽锅炉或导热油炉,再由蒸汽锅炉或导热油炉的鼓风供炉内燃烧;另一方面室外新鲜空气由引风机送往超导热交换器,交换后的新鲜热空气再回送定形机第1节和第9节烘箱用。废气废热最后经过水除尘由蒸汽锅炉或导热油炉烟囱排出。废热回用流程如图5所示。

图形4

图5  废热回用流程示意

3.2  废热回用设备应用特点

3.2.1  完全废除了定形机废气排放烟囱,并且有一举多得的收获。先交换新鲜热空气送回到定形机利用,定形机交换后的余热,全部回收再供给导油炉及蒸汽锅炉使用。

3.2.2  废气回收供给锅炉时,会自动将管道中废油、布毛、棉屑等杂物回收燃烧,不需要投入人工清洗。

3.2.3  回收管道中,装有自动定时管道蒸汽喷雾和灭火设施,确保系统运行安全。

3.2.4  交换后的新鲜热空气直接送还定形机的第一节和最后一节烘箱,使前后段烘箱温度明显提升,除减少能源消耗外,还有效提高了定形机速度,增加产能。

3.3  问题与改进    

3.3.1  回用设备排气不畅,回烟的处理

按照废热回用设备设计的处理能力,1套该设备可以对应4台热定形机,但实际安装调试期间,回用管道存在严重排气不畅,很大部分废热废气因该系统处理不及时,受阻而倒回定形机烘箱,操作区及周边环境因烟雾影响正常工作。针对此现象分析认为,可能是4台定形机的废热废气排放量大,超导热交换器处理能力有限,来不及处理的废烟气只好倒回作业区,便尝试在超导热交换器的左边另接上一条直通管道,分流一部分废热废气,直接经过回用管送往蒸汽锅炉或导热油炉使用。这样一来,管道排气畅通了很多,因受阻而倒回的烟雾明显有好转。见图6。

图形4

图6  废热回用改进流程示意

3.3.2  搭色、沾污产生的原因及处理

废热回用设备运作一段时间后,少数机台烘箱的出入口出现红色的油污,甚至有些浅色机台在成品定形时,发现布面搭色、沾污现象,尤其是牙白色、特白色定形后有泛黄或泛红现象。经分析认为还是系统排气不畅所引起。大家知道,定形机的排风,除了排掉烘箱内的废气、废热,对一些升华牢度差的染料产生的废气也随之抽走,如果一旦排气效果差,在定形机排风管道间造成交叉感染,不能及时排走的废气会回流到工作区而带来污染。于是又在超导热交换器的右边再安装一条直通管道,彻底地解决了回用管道排气不畅、搭色、沾污的问题,见图6。

3.3.3  温控表、截止阀、隔热棉使系统更完善

为了稳定地向定形机回送新鲜的热空气,在超导热交换器前后管道出入口安装温控表,以便及时掌握温度变化,并在左右两侧另加的直通管道上各加装了一个截止阀,以控制废热废气在直通管道上流量的大小。另外,在定形机排风管道的出口加装了一截止阀,目的是当定形机停产或停机检修时可以切断排风管路,防止回流的废热废气的沾污。整套回用设备系统和送风管道,采用10 cm厚的保温棉包裹,最外层用铝皮封牢,以减少输送过程的热散发,使该废热回用设备系统更加完善,见图。

3.4  废热回用的经济效益与社会效益分析

3.4.1  经济效益

按照往年年耗煤2万t推算,每年定形机耗煤,2万tX40%,约为8 000t,初步估算,使用该回用设备后可减少煤耗10%,每年可节省燃煤800t,以目前的标煤价700元几计,全年可节省约56万元。

3.4.2  提高产能

定形机增加产能效益:2Y/min(提速)×60min×250g/Y(布质量/码)×20(时数)=600kg/天·台 600kg/天·台X30=18000kg/月·台 18000kg/月·台×12=216t/年·台。

3.4.3  环境效益

该项目已正常运行一年,每年SO2排放量可减少1.6 t,CO2排放量可减少352t,烟尘排放量可减少12t,灰渣排放量可减少208t。

4  结语

定形机废气净化热回收有效提高染整企业的产能,减少能耗,明显降低SO2、CO2的排放。“十二五”期间我国将进一步加大污染减排的工作力度,在原有化高需氧量、二氧化硫(两项约束性指标基础上为环境税征的两人个税目),增加氮氧化合物、氨氮含量考核指标,定形机采用热管热回收(亦称超导热交换器),采用喷淋法、静电法净化,产品在工艺适用性,降低保养的劳动强方面应加强研究。应用实例值得进一步探讨,在其是当定形机距离锅炉房距离远时的应对;作为一种产品开发时,对排气不畅、回烟应特别着急解决弊端。

制造业应用 空压机余热回收利用给锅炉供水

广东某集团 江门某摩托车集团是家龙头企业

行业调研 空压机工作时循环油及排气温度高达85-90℃,蕴涵着大量的热能,有极大的利用价值。实际上空压机压缩空气所消耗的电能,全部转化为热能蕴藏在压缩空气和冷却润滑油中。

现场勘探

1.发现某品牌摩托车间,使用8吨燃气锅炉24小时开机

2. 空压机所产生的高能量的热能白白浪费掉

3. 空压机因高温而引起的机油碳化,橡胶油管老化,轴油封漏油等一系列故障,带来的高成本的维修费

4. 因空压机故障维修,引起的停机,影响生产。
 

宪诚方案设计我们在空压机引出热水供应给锅炉水箱补水,让锅炉从25℃常温产生蒸汽,改变成80℃热水补水产生蒸汽,从而达到空压机余热回收锅炉节能双目标。


改进前:

冷水——>进入锅炉——>产生蒸汽——>供应生产

空压机——>产生高压压缩空气——>供应生产

改进后:

空压机(利用余热)——>产生80℃热水——>进入锅炉——>产生蒸汽——>供应生产

实际节能收益

空压机余热温度:  85℃
锅炉补水温度:  25℃
锅炉补入热水温度:80℃
补水量:8t/h
则余热回收热量为:440000lcal/h
燃气单价 元/m³3.5
能源费:206.16元/h
每日锅炉运作12小时按照每年300天运作计算206.16元*12小时*300天=742,176元能源费每年为该车间:节省能源费742,176元节约能源212,048m³天然气

宪诚空压机余热回收带来附加收益

1.无运行成本: 不用烧油、不用耗电,完全利用螺杆空压机热能,同时散热风机很少运转,对空压机本身省电

2.只要空压机运行,即可供应免费无成本的热水

3.改善空压机运行状况-安装宪诚余热回收设备后,可以大大的降低空压机的油温,提高产气率,延长空压机使用寿命,减少运行费用。

4.符合环保要求-废热零排放,设备稳定,全自动运行,节能、环保

5.降低空压机在夏天因高温而引起的机油碳化,橡胶油管老化,轴油封漏油等一系列故障,降低空压机维修成本

6.后期无需增加任何费用及电能消耗

【现在进入第四期工程,其他车间、分厂,改造进行中】
 

江门市宪诚节能环保设备生产的余热回收设备,回收的免费热水用于员工冲凉、锅炉补水、生产用水,空压机余热回收机回收空压机的余热烧热水,零费用,热水温度50-80℃任意调节,热水工程的设计,施工,改造,达到环保节能。一次投资,长期受益。

燃气锅炉专用高效节煤器

江门市宪诚环保节能设备有限公司生产的燃气锅炉专用节能装置采用304不锈钢或8163无缝钢管复合铝翅片作为主要换热器元件。节能设备适应于立、卧式蒸汽锅炉、热水锅炉、导热油炉和其它加热炉,安装在锅炉烟道上,它能高效率地回收烟气余热来提高锅炉热效率。节能装置是以304不锈钢或8163无缝钢管复合铝翅片为导热介质的传热元件。传热元件焊接在装置的烟道内,随着高温烟气的通过,迅速将热量传递给管内的水,然后把高温的软化水送至储水箱中,再经热水泵输送至宿舍供员工洗澡或供锅炉作为补水,从而达到节省燃料的目的。焊口、焊缝如果长期在烟道内高、低温不断变化的环境下工作,很容易产生渗漏,甚至影响锅炉的正常安全运行。本公司设计的节能装置的换热管所有焊缝焊口都是在烟道以外的位置,从而杜绝了因焊口渗漏影响锅炉的运行。


厂家直供高效省煤器、节煤器、散热换热器、烟气余热回收机 

传统燃气锅炉为什么燃效低?

1.气体燃烧不充分


燃气锅炉在正常运作下,绝大多数气体都能够彻底燃烧,燃烧损失相对较少。
通常情况下,燃气锅炉中的天然气燃烧率在99%~99.5%之间,不完全燃烧率在0.5%~1%之间。由于还有些许气体无法燃烧,在不完全燃烧的情况,燃气锅炉的热损率就会大大增加。
燃气锅炉与传统燃煤锅炉不同,燃气锅炉在不完全燃烧的情况下不会出现黑烟,加上很少单位配备烟气分析仪器,使得燃气锅炉是否完全燃烧很难用肉眼判断。
2.散热损失


燃气锅炉的散热损失主要包含两大方面:
一是锅炉设备散热损失问题;二是锅炉房其他附属设备或风道散热损失问题。其中,燃气锅炉自身的损失通常在1%~2%之间,并已计算在锅炉热效率中。
针对这两种情况,其他设备的散热损失较小,中小型锅炉燃烧用空气取自锅炉内部,散热系统也能够提高锅炉内的空气温度。同时,锅炉辅助设备与管道散热也能够起到辅助取暖的作用。
3.锅炉排烟热损失


在燃气锅炉运作中,影响排烟热损失的主要因素为排烟量与排烟温度。
其中,排烟量越大、排烟温度越高,其热损失就越大。当排烟温度持续上升时,锅炉的功能效率会逐渐降低。
经过有关检测表明,在当今燃气锅炉技术基础上,排烟问题每上升18℃就会降低锅炉1%的运作效率。因此,通过喷水等措施降低排烟温度,以提高锅炉的运行效率。

4.燃气锅炉排污热损失


通常情况下,燃气锅炉中的排污量越大、内部压力高,会提高热损量。如果燃气锅炉中没有设置余热回收装置,燃气锅炉的热损量会高达3%~5%之间。
燃气锅炉内排污率每增加1%,天然气消耗即会提高0.3%~0.5%之间。可见,锅炉污水排放对热损量有着直接关系,会造成能源浪费过多。
因此,必须要引起相关部门的注意与重视,并通过合理改造进行热损控制。其中,溶解固形物的硬度与含量,与燃气锅炉的排污量有着直接关系。
5.凝结水热损与补水热损


水是燃气锅炉运作中不可或缺的能源。由于热网泄露、设施老化也会造成热损失,通过对燃气热水锅炉测试,在不同的供回水温度下,如果补水率降低1%,热损就会减少1.8%~4.5%之间。而对于燃气蒸汽锅炉,凝结冰回收率每降低10%,凝结冰热损率就会增加1%左右。由此可见,在凝结水与补水热损失方面还有很大的操作空间。

加强燃气锅炉节能降耗改造的有效措施

1. 配置燃烧器


排烟损失是影响锅炉运作效率的主要原因,主要受到排烟量和过量空气系数影响。通过分析燃烧原理可以发现,过量空气系数越大,排烟量也会随之增多,自然也会带走更多的热量。
据有关部门检测报告表明,当燃气锅炉排烟温度在250℃时,空气过量系数就会提高0.1%,燃气锅炉运作效率就会降低0.9%。所以,想要保障燃气锅炉运作效率,要尽可能降低燃气锅炉中的过量空气系数。
在锅炉实际使用中,单位要配置合理的燃烧器,并对该设备进行调试。燃烧器能够符合锅炉运作特点与燃料特性相匹配,保障火焰燃烧率,确保火焰充满炉胆,让燃料能够充分燃烧。
2. 减少锅炉管道系统热损失


单位需要重点改造热力网管,将旧的岩棉外缠玻璃布形式更换为岩棉外包铁皮的形式,进而降低管网的热损失率,提高能源的应用效率。同时,加强对软水箱的保温处理,提高软水箱的保温功能,减少锅炉软化水的热能损失。
3. 降低燃气锅炉排烟热损量


以冷凝式锅炉为例。冷凝式锅炉主要是指从燃气锅炉中排放的烟气中,吸收水蒸气所含的汽化潜热的锅炉设备。常规的锅炉会将大部分热能传递给水蒸气(蒸发吸热原理),提高排烟热损量。但在冷凝式锅炉中,排烟将热能传递给水蒸气的同时,还能够吸取要水蒸气冷凝后的热能,进而减少热损量。
冷凝式锅炉与常规锅炉存在着诸多差异。冷凝器锅炉必须要有冷凝式交换受热面,并采用保温性超强的密封材料与保温外壳。
通过采用低温水为锅炉排烟时,它将蒸汽温度降到烟冷凝温度下,将过热的水蒸气凝结成水,进而通过汽化释放潜热能,帮助锅炉吸收一部分热能。冷凝锅炉的整体运作效率要比传统锅炉高出10%~17%,同时也能够降低排烟温度,将排烟温度降低到50%~70%之间。
冷凝式锅炉在运作中,既能够减少燃气使用量,同时也能够稀释调烟气中的有害物质,回收蒸汽水量,具备节能、环保、绿色、节水等特点。
分离式烟气余热回收装置通常分为两种:一是直接接触换热器;二是间接接触换热器。其中,直接换热器主要通过喷水的方式与排烟直接接触,进而产生能量交换(热能),提高热能收回率,并通过淋水减少排烟中的有害气体。虽然直接接触换热器的使用效率高,但是回收中也存在诸多问题。
淋水直接与有害气体接触并吸收一些有害气体,会使换热器回收的水变为酸性,腐蚀锅炉及相关设备。因此,如果废水处理不得当会污染环境,而且在锅炉房中也难以二次利用。所以,直接换热器在使用上具有局限性。

4. 降低锅炉房设备电耗


燃气锅炉在运作过程中会消耗大量电能。为降低锅炉房的电耗,可以采用合理配置相应设备和融入先进技术。
要求工作人员做到:第一,要分析锅炉房运行现状,充分了解各个设备的特征与性能,计算管网下泵、风机运作流量、功率、效率等,通过合理配置研究得出最佳方案,实现设备合理配置;第二,引入变频技术,让触点在日常运作中处于软起动状态,进而降低启动电流,避免因用电过量对电网产生影响。
工作人员可以利用变频器降低交流电的频率,调节水泵转速与流量,提高补充系统在各个环节运作中的漏水量。避免补水泵全天运作,尽量减少电能消耗。同时,也可以加入风机变频器,如采用风机变频器改变风机转速。根据锅炉需求设置风速,并且能够让锅炉内组成闭环控制系统,实现恒能量、恒压,进而降低锅炉能耗,提高综合效益。
5. 降低排污热损失


可以通过采用定期排污的方式降低排除热损量。同时,定期化验软化水,检查燃气锅炉水质情况,保障锅炉供水质量符合标准。掌握燃气锅炉内用水碱度大小与变化规律,在高汽压、低负荷的情况下进行排污。此外,要根据锅炉汽包内液面处的水中盐度调节排污阀,从而将排污量控制在最低限度,进而降低排污热损量。
  结 语  
从上述的燃气锅炉现有问题与降耗方案来看,对燃气锅炉降耗改造必须要采用多层面节能方法,从各个环节减少热能损耗量,提高锅炉运行效率,进而达到良好的节能效果,保障供热、供电企业的经济效益与社会效益。

当今燃气锅炉的热损失分析

燃气锅炉相比较于传统燃煤锅炉而言,由于它不污染空气、没有废渣,废料,节省燃煤,碳,而且工人省时,省力,热点高,产生的气压也高的优点而被广泛使用在各行业。随着人们对锅炉使用的要求提高,燃气锅炉也存在一些不足之处。下面我们就对燃气锅炉在热损失方面进行详细分析及提出一些相关措施,给客户在设备采购与使用方面提供一个参考。

一、散热损失。燃气锅炉的散热损失主要包含两大方面:1、锅炉设备散热损失问题;2、锅炉房其他附属设备或风道散热损失问题。其中,燃气锅炉自身的损失通常在1%~2%之间,并已计算在锅炉热效率中。

二、锅炉排烟热损失。在燃气锅炉运作中,影响排烟热损失的主要因素为排烟量与排烟温度。其中,排烟量越大、排烟温度越高,其热损失就越大。当排烟温度持续上升时,锅炉的功能效率会逐渐降低。经过有关检测表明,在当今燃气锅炉技术基础上,排烟问题每上升18℃就会降低锅炉1%的运作效率。因此,通过喷水冷却等措施降低排烟温度,以提高锅炉的运行效率。

三、凝结水热损与补水热损。水是燃气锅炉运作中不可或缺的要素。由于热网泄露、设施老化也会造成热损失,通过对燃气热水锅炉测试,在不同的供回水温度下,如果补水率降低1%,热损就会减少1.8%~4.5%之间。而对于燃气蒸汽锅炉,凝结冰回收率每降低10%,凝结冰热损率就会增加1%左右。由此可见,在凝结水与补水热损失方面还有很大的操作空间。

四、燃气锅炉排污热损失。一般情况下,燃气锅炉中的排污量越大、内部压力高,热损量就越大。如果燃气锅炉中没有设置余热回收装置,燃气锅炉的热损量会高达3%~5%之间。燃气锅炉内排污率每增加1%,天然气消耗即会提高0.3%~0.5%之间。可见,锅炉污水排放对热损量有着直接关系,会造成能源浪费过多。因此,必须要引起相关部门的注意与重视,并通过合理改造进行热损控制。其中,溶解固形物的硬度与含量,与燃气锅炉的排污量有着直接关系。

除了上述四点作为燃气锅炉热损的主要原因,燃气锅炉耗能大还有一个重要原因——气体燃烧不充分。一般来说,燃气锅炉在正常运作下,绝大多数气体都能够彻底燃烧,燃烧损失相对较少。在通常情况下,燃气锅炉中的天然气燃烧率在99%~99.5%之间。不完全燃烧率在0.5%~1%之间。由于还有些许气体无法燃烧,在不完全燃烧的情况,燃气锅炉的热损率就会大大增加。

锅炉停炉后的保养工作

    锅炉在停用期间所发生的腐蚀损坏称为停用腐蚀。锅炉产生停用腐蚀,主要是因为停炉期间金属内表面没有完全干燥以及大气中的氧气不断漏入造成的。那么如何防止或减轻停用腐蚀的产生呢?首先我们要了解停用腐蚀是如何产生的。
       一般来说锅炉停炉以后,随着压力、温度的降低,锅炉中的水蒸气凝结成水,锅炉内部会出现真空,外部空气漏入炉内,氧气在有水分和水蒸气的情况下,很容易对金属产生腐蚀。由于锅炉结构上的原因,如果不采用一定的措施,停用腐蚀是不可避免的。比如采用立式过热器,是无法把过热器内的存水排尽的。当金属受热面内部结有水溶性盐垢,它吸收水分时会形成浓度很高的盐溶液,使停用腐蚀加剧,并会形成溃疡内腐蚀。这种情况在过热器入口处是经常存在的。因为分离后的饱和蒸汽在进入过热器时总是带有少量炉水,饱和蒸汽进入过热器后吸收热量,炉水蒸发变成蒸汽,而炉水中含的盐分沉积在过热器入口管内壁上。沉积盐分不仅直接引起金属的损坏,而且腐蚀产物代替了金属保护膜,在锅炉再次投运时恶化了水质,极大地加快了金属腐蚀,因此搞好锅炉的停用保养,对保证锅炉正常运行安全,维持和延长锅炉使用寿命都具有重要的意义。
       针对锅炉停用腐蚀的产生因素,我们采取的锅炉停用保养方法通常有两种:湿法保护和干法保护。湿法保护常用于停用时间较短的情况,例如一个月以内。湿法保护常用的方法是将锅炉内充满除过氧的水,或含碱的水溶液,保持0.3~0.5Mpa的压力,以防止空气漏入。如果停炉时间较长,或天气较冷,为防止冻坏设备,应采用干法保护。方法是停炉后,水温降到70~80℃时,将炉水全部放掉,利用锅炉的余热将受热面内的水全部蒸发干,并用压缩空气将炉内没有烘干的水汽全部吹掉,然后在汽包内放置盛放无水氯化钙的容器。按每立方米水容积0.5~1.0L的比例放入氯化钙(如用生石灰可按2kg/m3计算),然后将人孔封闭,定期检查,发现干燥剂成粉状时要更换。还有一种就是充气保养,锅炉停炉后,不要放水,使水位保持在高水位线上,采取措施使锅炉脱氧,然后将锅水与外界隔绝。通入氮气或氨气,使充气后的压力维持在(0.2~0.3)MPa。由于氮能与氧生成氧化氮,使氧不能与钢板接触。氨溶于水后使水呈碱性,能有效地防止氧腐蚀,因此氮与氨都是很好的防腐剂。

燃气锅炉烟气冷凝水的产生及处理措施

现在的锅炉市场上,冷凝技术是最主要的锅炉节能技术之一。设计师们在锅炉尾部加装冷凝器,冷凝器能让烟气释放出的热量再次被锅炉利用同时大大提高锅炉效率。
使用冷凝器会产生冷凝水,冷凝水是蒸汽在冷凝过程形成的一种液体形态的水。很多用户不知道这个冷凝水怎么处理,今天小编为您揭晓,冷凝水的产生与处理措施吧!
1、燃气锅炉产生烟气冷凝水主要的原因有哪些?
当锅炉排出的烟气温度低于它的露点温度时,水蒸气就凝结成水,冷凝水从锅炉的锅炉后烟箱排出
2、冷凝水的成分是什么?
冷凝水的的成分主要包括:氮气和氧气生产的氮氧化物溶解成的酸性物质,硫燃烧的硫氧化物溶解形成的酸性物质,和最主要的天然气燃烧形成的水汽。
3、排出的冷凝水会污染环境需要处理吗?
前面我们也提到了冷水主要成分都是酸性。
一般来讲,铸铝热交换器的冷凝水PH值比不锈钢略高一点(同等条件)。
但是尽管冷凝水有一定的酸性,但是对于环境的影响几乎没有。不要相信把冷凝水用水桶收集起来,加入碱性物质中和之后倒入下水道的做法。
因为冷凝水虽有一些酸性,但是进入下水道系统之后就被稀释的很淡了,其影响也就微乎其微。而且现在的住宅下水道都采用塑料管,即使是没有被稀释的冷凝水也不会对管道有影响。
所以我们可以忽略这种冷凝水的酸性对环境的影响。也就不需要进行特殊处理了。
4、那冷凝水如何处理呢?
首先一些锅炉工在看到锅炉尾部的冷凝水时会误以为是锅炉漏水,这个要仔细甄别。冷凝水是需要排出锅炉的以保证锅炉正常运行,否则会引起锅炉烟箱连接处漏水。所以要及时处理冷凝水。
 处理方式如下:
1)锅炉在后烟箱位置设置冷凝水排出口,这个排出口要设置水封,防止烟气逸出。
2)烟箱的出口处设置接管。高温烟气进入烟囱后快速冷却,就会产生水,此处就应该设置接管,让冷凝水顺利排入到排水系统里去。

污水余热回收机在槟榔制作企业的应用

   湖南某食品有限责任公司,位于中国湖南省湘潭易俗河经济开发区,是集研发、生产、检测、销售于一体的现代化槟榔食品企业,经过20年的发展,公司占地面积200多亩,注册资金3000多万元,拥有国内最先进的槟榔食品生产和检测设备。公司立足高起点、高效率、追求高效益,并不断研制和开发新产品,从而满足市场不同层面消费者多样化需求,提高市场占有率。
       该公司的槟榔产品在制作过程中有一道工序需要加热水对槟榔进行蒸煮的,蒸煮完成后把锅里的热水排进地沟,排水温度约90℃,废水中含有相当高的热能,如此高的温度白白排走,热能浪费比较大。接到该公司的电话后,我们立刻派出工程师对现场进行勘察,结合该公司的实际情况,我们计划采用本公司设计生产的污水余热回收机对废水热量进行回收再利用。
       由于该公司蒸煮锅的排水方式为间歇式排放,并且排放速度快,所以要设备一个排水收集缓冲水箱,设计缓冲水箱为3吨,安装在地面或埋入地下,具体视情况而定。污水加压泵,采用立式热水管道泵或自吸泵,一备一用,共计两台水泵。采用XC废水余热回收机对污水的热量进行回收,用来加热自来水(专利产品,专利号:ZL2016 2 1026982.2)。该余热回收机换热效率高,带有自动对污水过滤功能,不易堵塞。内部水流采用蜂窝式结构,不易结水垢。常温自来水进入余热回收机后置换污水中的热量,自来水温度升高后排到保温水箱贮存,然后采用恒压供水到车间。余热回收控制系统采用连锁方式进行自动控制污水加压泵的启停与自来水的供给。当蒸煮锅排水到污水池时,加压泵自动启动,把污水抽到自动过滤器进行过滤,然后再到余热回收机进行热交换,最后排到废水池。加压泵启动的同时打开自来水进水阀。同时采用一台带有自动记录热量的仪表对设备回收的热能进行统计,方便用户掌握设备的节能效果。
       经过改造后,该厂利用了回收的热能达到节能减排的目的,省下了一笔可观的费用,效果客户相当满意。
       2021年,该公司在我公司二次复购了一台35T的污水余热回收机用在新建厂房的生产线中,配合我公司为其设计生产安装的热水循环加热系统,把生产线中的所有污水余热全部回收利用,能耗再次降低,企业节省了一大笔开支。该项目负责人根据实际节能量计算约8个月就可回收设备成本。

又一食品科技企业选择宪诚污水余热回收机

      湖南某食品科技有限公司始创于2012年,现整合为湖南某食品科技集团有限公司。总部坐落于湖南省湘潭市九华国家经济技术开发区,是一家集槟榔产品研发、生产、销售于一体的大型食品精深加工高新技术企业。
        槟榔制作企业在槟榔制作过程中有一道工序需要加热水对槟榔进行蒸煮的,蒸煮完成后把锅里的热水排进地沟,排水温度约80℃,废水中含有大量的热能,如此高的温度白白排走,热能浪费比较大,热废水直接排出对周边生态环境也造成一定影响。对比了市场上一些热能回收设备性能及价格后,该公司直接选用了我公司的废水余热回收机对废水热能进行回收利用。
        根据该公司提供的使用数据,我公司的技术工程师为他们做了选型,XC-WS20T能够满足时流量为20吨的废水余热回收使用。XC-WS系列污水余热回收机是通过国家专利局审核的专利产品,专利号:ZL2016 2 1026982.2。该余热回收机换热效率高,带有自动对污水过滤功能,不易堵塞。内部水流采用蜂窝式结构,不易结水垢。常温自来水进入余热回收机后置换污水中的热量,自来水温度升高后排到保温水箱贮存,然后采用恒压供水到车间。余热回收控制系统采用连锁方式进行自动控制污水加压泵的启停与自来水的供给。当蒸煮锅排水到污水池时,加压泵自动启动,把污水抽到自动过滤器进行过滤,然后再到余热回收机进行热交换,最后排到废水池。
        该公司分别在两个厂区各安装了一台XC-WS20T污水余热回收机,每年为公司节省一大笔费用,着实是节能减排好帮手。客户对设备节能效果感到满意。