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魯泰紡織股份有限公司 于守政 王加永
隨著國(guó)家法規(guī)政策的健全和能源價(jià)格的上漲，節(jié)能環(huán)保已成為制約紡織企業(yè)發(fā)展的重要因素。提高熱能利用率是節(jié)能的一個(gè)重要方面，而余熱回收是提高熱能利用率的最有效途徑?！ ∽鳛橐愿邫n色織布生產(chǎn)為主的紡織企業(yè)，魯泰紡織股份有限公司在紗線染色和坯布后整理過(guò)程中有許多熱加工工序，使用蒸汽、導(dǎo)熱油加熱水、空氣等工作介質(zhì)來(lái)完成熱加工過(guò)程，能源消耗量很大。其中的大部分熱能沒(méi)有得到有效利用，就隨著熱介質(zhì)排放掉了。紡紗、織布過(guò)程中，大量的設(shè)備散熱要通過(guò)制冷空調(diào)系統(tǒng)冷卻塔或?qū)张欧?，生產(chǎn)高溫導(dǎo)熱油過(guò)程中燃料燃燒的熱量也有很大一部分排放到空氣中，既浪費(fèi)了能源，又對(duì)環(huán)境造成不良影響。為節(jié)約能源、降低成本，魯泰公司的技術(shù)人員深入進(jìn)行了余熱資源回收利用的研究，并針對(duì)不同品位的余熱資源、不同生產(chǎn)工藝的需求制訂不同的回收方案，遵照“梯級(jí)利用、優(yōu)質(zhì)優(yōu)用”的原則就近回收。通過(guò)各種余熱資源的回收利用，公司年可節(jié)約蒸汽16.93萬(wàn)噸。 冷凝水、冷卻水的回收 蒸汽在間壁式換熱后要冷凝成水，通過(guò)疏水閥排出管道。冷凝水水質(zhì)純凈，溫度一般在90℃以上，仍含有大量熱能。如烘干機(jī)、燒毛機(jī)、退漿機(jī)、煮練機(jī)、漂白機(jī)、絲光機(jī)、水洗機(jī)等設(shè)備最后一步需要大量冷卻水降溫，冷卻水排放溫度一般在30℃~40℃，也含有大量熱能。若對(duì)這部分水采用獨(dú)立的管道回收，每道工序就近修建存儲(chǔ)水池，根據(jù)需要泵送到車(chē)間作為工藝用水，則每天可回收平均水溫50℃冷凝冷卻水6700噸，年節(jié)約蒸汽10萬(wàn)多噸?！ ?strong>污水余熱利用 紗線、面料在染色、后處理過(guò)程中要產(chǎn)生大量的污水，其中大部分污水在60℃以上，有些甚至高達(dá)95℃。對(duì)此可采取兩種形式換熱： 一是整體換熱。對(duì)于高溫污水，集中收集到污水池內(nèi)。遵照“梯級(jí)利用、優(yōu)質(zhì)優(yōu)用”的原則就近換熱按需供熱。第一級(jí)高溫污水與低溫?zé)崴畵Q熱，使低溫?zé)崴鼰岷笞優(yōu)楦邷責(zé)崴惫┥a(chǎn)車(chē)間使用；第二級(jí)用新鮮冷水與一級(jí)換熱后的污水換熱，補(bǔ)充到熱水池，換取低溫?zé)崴?，一部分根?jù)工藝用水要求直供車(chē)間使用，一部分繼續(xù)換熱升為高溫?zé)崴?。污水降?5℃直接排放。部分污水不再使用冷卻塔冷卻。每天換熱3800噸，年可節(jié)約蒸汽2萬(wàn)多噸?！ 《菃螜C(jī)臺(tái)換熱。對(duì)排放熱量大的機(jī)臺(tái)，分別安裝換熱器就地?fù)Q熱，每天可加熱700噸水，年可節(jié)約用汽18529噸。 低溫?zé)崴酂峄厥?/strong> 車(chē)間排出的低溫污水仍含有較多熱能。到達(dá)污水站后需要使用冷卻塔降溫，消耗電力。空壓機(jī)冷卻水水溫30℃~40℃，也要通過(guò)冷卻塔散熱。對(duì)于這部分熱能如果用20℃的冷水換熱回收，傳熱系數(shù)小，換熱效果不好。我們采用了熱泵提溫的方式來(lái)回收這部分熱能。熱泵的實(shí)質(zhì)是一種有源換熱設(shè)備。使用少量的能源，驅(qū)動(dòng)熱介質(zhì)在真空條件下快速汽化，吸收大量的汽化熱，產(chǎn)生較大的溫差，大大加快了系統(tǒng)的傳熱速度，從而在低溫度下實(shí)現(xiàn)余熱的高效回收。分述如下： 安裝熱泵2臺(tái)，分別提取漂染工序排出的低溫污水和空壓機(jī)冷卻水中的熱能，代替原使用的蒸汽采暖熱源。2010~2011年的采暖期，原蒸汽型換熱站基本停用蒸汽。兩臺(tái)熱泵節(jié)約蒸汽3240噸，減少冷卻塔用電6.9萬(wàn)度。春秋季節(jié)則把空壓機(jī)冷卻水的熱量通過(guò)換熱器傳遞給自來(lái)水，最終提升軟化水的溫度，年可節(jié)約4700噸蒸汽?！ ?strong>蒸堿凝水余熱回收 絲光機(jī)廢堿液要回收濃縮后循環(huán)利用。濃縮過(guò)程中產(chǎn)生的凝水溫度高達(dá)90℃以上，含有大量熱能。這部分熱能具有極大的回收價(jià)值。但凝水中混有堿，pH值較高，一般生產(chǎn)工藝中不能應(yīng)用。對(duì)此根據(jù)實(shí)際情況采用以下方式回收： 一是直接使用。把蒸堿凝水收集到一個(gè)池子里，用泵送到車(chē)間，供煮練、漂白等工序使用。每天可收集凝水約100噸，年節(jié)約蒸汽3000多噸。 二是通過(guò)換熱提取熱能，直接與冷卻水換熱，每天可收集凝水約100噸，年節(jié)約蒸汽2117.65噸降溫到50℃以下，換熱后再經(jīng)過(guò)熱泵繼續(xù)提取熱能，溫度降到30℃以下排放。提取的熱能用于給回收的熱水提高溫度。經(jīng)過(guò)連續(xù)換熱后年可節(jié)約蒸汽9000余噸?！ ?strong>煙氣余熱回收 鍋爐排煙熱損失是燃燒過(guò)程中熱損失的主要組成部分。排煙溫度250℃~330℃，我們對(duì)排煙的熱能也進(jìn)行了回收。氣體的余熱回收技術(shù)要求較高。一般氣體的流速較快，換熱時(shí)間短的多，氣體密度很小，換熱系數(shù)較小。如果使用傳統(tǒng)換熱器，需要很大的換熱面積，換熱效率低下。對(duì)此，我們引進(jìn)了近年來(lái)已成熟推廣的熱管式先進(jìn)換熱技術(shù)，收到了良好的效果?！ 峁茏钤缬糜诤教炱鞯目焖賯鳠?，后來(lái)逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。其原理是利用相變傳熱原理，其傳熱效率比普通換熱器傳導(dǎo)傳熱要高出數(shù)十倍、數(shù)百倍、甚至數(shù)千倍。基本結(jié)構(gòu)是一根密閉金屬管，抽成真空，灌注一定量的導(dǎo)熱介質(zhì)。根據(jù)需要可選擇不同種類(lèi)、型號(hào)的金屬管制作。充注不同的介質(zhì)可制成不同工作溫度的熱管。工作時(shí)將蒸發(fā)段置于熱流體中，管內(nèi)介質(zhì)吸熱氣化，經(jīng)導(dǎo)管傳到冷凝段，向冷流體放熱凝結(jié)，流回蒸發(fā)段，重復(fù)循環(huán)。由于介質(zhì)發(fā)生相變時(shí)吸收的蒸發(fā)熱遠(yuǎn)大于同相時(shí)傳導(dǎo)的熱量，其傳熱效率要遠(yuǎn)高于一般換熱器。蒸發(fā)段和冷凝段可以做在一根管中，也可以做成分體式。由于冷熱流體完全隔離，避免了互相混合污染的現(xiàn)象。單根熱管故障可以獨(dú)立更換，不影響其他熱管，具有傳熱效率高、等溫性好、結(jié)構(gòu)靈活、壽命長(zhǎng)、易維護(hù)等特點(diǎn)。 染整工序有3臺(tái)油爐，兩開(kāi)一備。把3臺(tái)鍋爐的煙道匯合成一條，再經(jīng)過(guò)熱管式換熱器換熱。每臺(tái)油爐煙道上都安裝調(diào)節(jié)板，可以隨時(shí)控制煙氣量，避免互相影響。額定排煙量15000m3/h。換熱器傳熱量62萬(wàn)kCal。該換熱器與供水系統(tǒng)換熱，換熱后的熱水返回?zé)崴兀┸?chē)間使用。由于燃料中主要成分是甲烷，燃燒后生成二氧化碳與水蒸氣。一般鍋爐換熱后排煙溫度不會(huì)低于120℃，仍有大量的余熱隨煙氣排掉了。本項(xiàng)目換熱器采用不銹鋼材料，最終排煙溫度可達(dá)60℃左右，將煙氣中的潛熱、顯熱充分釋放到與煙氣換熱的水中，達(dá)到換熱效率最大化。煙氣中的水蒸汽凝結(jié)為水，從換熱器底部排出。目前國(guó)內(nèi)很少有鍋爐能達(dá)到排煙溫度降到90℃以下的要求。該項(xiàng)目可回收蒸汽8.2噸/天,年節(jié)約蒸汽接近3000噸。 空氣余熱回收 生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行時(shí)散發(fā)的熱能耗散在周?chē)諝庵?，使周?chē)臍鉁厣摺榫S持車(chē)間溫度，不少企業(yè)通常把這部分熱空氣直接向外排放。然而我們是對(duì)空氣中的熱能根據(jù)需要就近回收，用于調(diào)節(jié)洗浴、采暖等。使用空氣源熱泵吸收工藝排風(fēng)熱能制取熱水，用于職工洗浴，減少蒸汽的使用?！ ⊥ㄟ^(guò)敷設(shè)管路，冬季把空壓機(jī)排出的熱空氣引到生產(chǎn)車(chē)間，維持車(chē)間溫度，減少蒸汽的消耗。由于部分工序設(shè)備發(fā)熱量較少，冬季溫度不能保持，特別是獨(dú)立運(yùn)行的工序，以前為保持室溫穩(wěn)定，需要使用蒸汽加熱。使用空壓機(jī)余熱后，完全停止了蒸汽加熱，每年可節(jié)約蒸汽2000余噸。 漿紗、水洗等設(shè)備烘筒排氣中含有大量熱能，但同時(shí)含有大量水分。要想利用這部分余熱，首先要去除空氣中的水分。一般除濕的方法是用冷水降溫使水蒸汽凝結(jié)，結(jié)果熱能要大量損失。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)，采用工業(yè)管道除濕機(jī)除去空氣中的水分。由于除濕機(jī)采用壓縮冷凝的方式，溫度不會(huì)降低。按排氣與室外溫差50℃、風(fēng)量8000m3/h、密度1.29g/l、比熱1.01kj/kg℃計(jì)，年可回收熱量1250.784GJ，折合蒸汽439.33噸。 拉幅機(jī)、焙烘機(jī)等設(shè)備以空氣為加熱介質(zhì)，排氣中含有較多熱能。因排氣中污物較多，回收較困難，目前正在研究合適的方法回收。
