2.3换热设备选用
对于定形机热能的气/气换热回收方式,除列管式换热器外,可选择板式换热器或热管式换热器,应从废热回收效率、压力损失、防止堵塞、清洗简便程度等方面进行综合比较。
(1)板式换热器
板式换热器具有换热效率高、热损失小、结构紧凑、体积小、质量轻、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下,其传热系数比管式换热器高3~5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,换热器的热回收率可高达90%以上。板式换热器可用不锈钢或铝合金板片压制,耐腐蚀性能好,使用寿命长。
这种换热器的缺点是,由于板片间通道狭窄,当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时,容易堵塞板间通道。
(2)热管换热器
热管是一种具有高导热性能的传热组件,它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性和良好的等温性,其冷热两侧的传热面积可任意改变,可远距离传热和温度可控制等一系列优点。热管换热器传热效率高、结构紧凑、流体阻力损失小、冷热流体均在管外流动,有利于控制露点腐蚀;且由于管外流动的换热系数远高于管内流动的换热系数,非常适用于定形机废气热回收过程。
热管换热器可以采用中间隔板使冷热介质完全分开,用于易燃易爆、腐蚀性强的流体换热场合,具有很高的可靠性。
2.4经济效益
以一台废气量为16000Nm3/h的定形机为例,进行热回收工程经济效益的估算。采用热回收将废气温度从170℃降到135℃左右,并将4000Nm/h的新鲜空气,从3℃加热到约120℃,再通过空气管道送人定形机中。定形机废气中可利用热能的回收率达到25.9%。
按照能量守衡定律,热能回收装置每小时能回收的热能为464400kJ,标准煤热值按29300kJ/kg计算,锅炉效率按50%计算,则24h可节省标煤760kg,按一年工作330d计,则一年可省标煤251t。若煤价按750t计,则一年可以节约燃料费用18.8万元。
3技术要点
3.1油垢沉积与清理
废气中不但含有油雾,还有织物纤维与灰尘,很容易在换热设备的内部沉积,使得流通阻力增大,换热效果下降,需进行人工清理后才能恢复。因此,做好废气收集与换热设备的保温,防止废气在管道中冷凝沉积,尤为重要。
在热回收交换器的废气进口处,可安装便于更换清洗的滤网,以有效阻止废气中的纤维,防止堵塞换热器的气体通道。换热器的废气通道可设不必停机也可使用的压缩空气或蒸汽管线,必要时可冲洗沉积的纤维和黏附的油垢。在安装换热器时,应与水平方向呈一定角度,在气流和重力的联合作用下,以便于换热器中冷凝油脂的收集,并从排油管集中排出。
3.2火灾事故的防范
定形机废气中含有多种可燃成分,当温度过高,气流通道受阻时,极易发生燃烧和爆炸事故。换热器内需设有高温报警,且与消防水阀门联动,防范因废气燃爆和油垢着火导致的定形机火灾事故。
在换热器的废气管道出口处,控制换热器出口的废气温度不低于110℃,不但可以最有效地利用废热,而且能有效防止过度冷却,确保废气温度在水汽的露点以上,减少油烟在换热设备中冷凝沉积,缓解换热器管路堵塞问题,延长换热器使用周期。既保证废热回收,又降低清理维护费用。
4结语
(1)定形机废气的热能回收利用,是一项投资少、收益高、见效快的节能环保绿色工程。定形机排出的高温和含油废气,应先进行热能回收,再进行净化处理。
(2)定形机废热回收的有效途径是采用气/气换热设备,利用废气的余热将新鲜空气加热后补入定形室内,可以减少10%一30%一次能源的使用。
(3)热回收的技术要点是,减少换热设备内部的堵塞隐患,防止发生火灾事故,确保安全稳定运行。