2.3換熱設備選用
對于定形機熱能的氣/氣換熱回收方式,除列管式換熱器外,可選擇板式換熱器或熱管式換熱器,應從廢熱回收效率、壓力損失、防止堵塞、清洗簡便程度等方面進行綜合比較。
(1)板式換熱器
板式換熱器具有換熱效率高、熱損失小、結構緊湊、體積小、質量輕、占地面積小、安裝清洗方便、應用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下,其傳熱系數比管式換熱器高3~5倍,占地面積為管式換熱器的三分之一,換熱器的熱回收率可高達90%以上。板式換熱器可用不銹鋼或鋁合金板片壓制,耐腐蝕性能好,使用壽命長。
這種換熱器的缺點是,由于板片間通道狹窄,當換熱介質含有較大顆粒或纖維物質時,容易堵塞板間通道。
(2)熱管換熱器
熱管是一種具有高導熱性能的傳熱組件,它通過在全封閉真空管殼內工質的蒸發與凝結來傳遞熱量,具有極高的導熱性和良好的等溫性,其冷熱兩側的傳熱面積可任意改變,可遠距離傳熱和溫度可控制等一系列優點。熱管換熱器傳熱效率高、結構緊湊、流體阻力損失小、冷熱流體均在管外流動,有利于控制露點腐蝕;且由于管外流動的換熱系數遠高于管內流動的換熱系數,非常適用于定形機廢氣熱回收過程。
熱管換熱器可以采用中間隔板使冷熱介質完全分開,用于易燃易爆、腐蝕性強的流體換熱場合,具有很高的可靠性。
2.4經濟效益
以一臺廢氣量為16000Nm3/h的定形機為例,進行熱回收工程經濟效益的估算。采用熱回收將廢氣溫度從170℃降到135℃左右,并將4000Nm/h的新鮮空氣,從3℃加熱到約120℃,再通過空氣管道送人定形機中。定形機廢氣中可利用熱能的回收率達到25.9%。
按照能量守衡定律,熱能回收裝置每小時能回收的熱能為464400kJ,標準煤熱值按29300kJ/kg計算,鍋爐效率按50%計算,則24h可節省標煤760kg,按一年工作330d計,則一年可省標煤251t。若煤價按750t計,則一年可以節約燃料費用18.8萬元。
3技術要點
3.1油垢沉積與清理
廢氣中不但含有油霧,還有織物纖維與灰塵,很容易在換熱設備的內部沉積,使得流通阻力增大,換熱效果下降,需進行人工清理后才能恢復。因此,做好廢氣收集與換熱設備的保溫,防止廢氣在管道中冷凝沉積,尤為重要。
在熱回收交換器的廢氣進口處,可安裝便于更換清洗的濾網,以有效阻止廢氣中的纖維,防止堵塞換熱器的氣體通道。換熱器的廢氣通道可設不必停機也可使用的壓縮空氣或蒸汽管線,必要時可沖洗沉積的纖維和黏附的油垢。在安裝換熱器時,應與水平方向呈一定角度,在氣流和重力的聯合作用下,以便于換熱器中冷凝油脂的收集,并從排油管集中排出。
3.2火災事故的防范
定形機廢氣中含有多種可燃成分,當溫度過高,氣流通道受阻時,極易發生燃燒和爆炸事故。換熱器內需設有高溫報警,且與消防水閥門聯動,防范因廢氣燃爆和油垢著火導致的定形機火災事故。
在換熱器的廢氣管道出口處,控制換熱器出口的廢氣溫度不低于110℃,不但可以最有效地利用廢熱,而且能有效防止過度冷卻,確保廢氣溫度在水汽的露點以上,減少油煙在換熱設備中冷凝沉積,緩解換熱器管路堵塞問題,延長換熱器使用周期。既保證廢熱回收,又降低清理維護費用。
4結語
(1)定形機廢氣的熱能回收利用,是一項投資少、收益高、見效快的節能環保綠色工程。定形機排出的高溫和含油廢氣,應先進行熱能回收,再進行凈化處理。
(2)定形機廢熱回收的有效途徑是采用氣/氣換熱設備,利用廢氣的余熱將新鮮空氣加熱后補入定形室內,可以減少10%一30%一次能源的使用。
(3)熱回收的技術要點是,減少換熱設備內部的堵塞隱患,防止發生火災事故,確保安全穩定運行。
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