電泳車間電泳烘干室煙氣余熱利用及節(jié)能效益分析變廢為寶
——煙氣余熱回收再利用

趙新紅

（上海安悅節(jié)能技術(shù)有限公司，上海 200000）

引言

能源是經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。煙氣是許多耗能設(shè)備如燃燒器、烘干機以及窯爐等浪費能量的主要途徑，可降低總能源利用率5-12%。排煙溫度越高，能量損耗越大，一般燃?xì)鉅t的排煙溫度每升高15℃，排煙熱損失升高1%。此外，過高的排煙溫度也會對大氣環(huán)境造成熱污染。

采用煙氣余熱回收技術(shù)，將工業(yè)設(shè)備爐排出的高溫?zé)煔庖霟煔鈸Q熱器，煙氣和被預(yù)熱介質(zhì)的流動方向相反，回收煙氣余熱?；厥盏臒崃靠捎糜谠O(shè)備工件預(yù)熱和爐內(nèi)冷空氣預(yù)熱、工藝熱水和生活熱水用熱、室內(nèi)采暖新風(fēng)預(yù)熱等。

上海安悅節(jié)能技術(shù)有限公司將煙氣余熱回收技術(shù)應(yīng)用于匯眾汽車制造公司轎車底盤廠烘箱排煙余熱回收項目。廠區(qū)電泳車間設(shè)有烘房設(shè)備，使用4臺燃燒器對應(yīng)4個燃燒室，煙氣溫度在180～200℃波動，有2個烘道廢氣排放煙囪，經(jīng)測試煙氣溫度約為200 ℃，排煙量為4000m3/h由引風(fēng)機排放。

考慮煙氣排放情況和用熱需求，將2個烘道廢氣煙囪的余熱進行回收用于預(yù)熱進燃燒室的冷空氣，達(dá)到降低能源使用的效果。設(shè)計將 180℃-200℃煙氣溫度通過換熱裝置降低至120℃再進行排放，熱回收量計算見下表：

表1

換熱器選型如下：

根據(jù)換熱流體的特點和制造、安裝的便捷，該氣－氣換熱器比較優(yōu)化的型式是采用翅片管熱管式換熱器，煙氣在管外下部沖刷受熱面，管內(nèi)流體蒸發(fā)后，到熱管上部冷凝后形成熱管內(nèi)的自然循環(huán)，從而加熱在管外上部沖刷的冷空氣，為滿足最大負(fù)荷需要，按照最大出力計算（低負(fù)荷時更加可以滿足要求），設(shè)計參數(shù)如下：

圖1

換熱器類型：翅片管熱管式氣-氣換熱器；

煙氣進口溫度：200℃；

煙氣出口溫度：120℃；

煙氣流量：0.95kg/s；

空氣進口溫度：15℃；

空氣出口溫度：110℃；

管子材料：不銹鋼翅片管

冷凝水處理：有疏水系統(tǒng)

換熱器受熱元件型式：翅片管；

增加了換熱器后造成煙道阻力增加，由于煙氣溫度的降低，減少了后部煙道的阻力；

考慮到系統(tǒng)的安全性，新增系統(tǒng)的設(shè)置旁通結(jié)構(gòu)，可根據(jù)情況隨時恢復(fù)原來的系統(tǒng)；

綜合以上幾點，提出方案，系統(tǒng)流程圖見附圖2。

該項目目前已投入使用兩年，經(jīng)現(xiàn)場測試，通過煙氣換熱器后，可似煙氣溫度從180℃降低至120℃排放，生產(chǎn)線新風(fēng)可由35℃升高至95℃左右，通過預(yù)熱新風(fēng)減少烘房天然氣使用，現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)可見下圖：

圖2

由烘道1測試數(shù)據(jù)可知，烘道排煙溫度為182.4℃，經(jīng)煙氣余熱回收裝置后排煙溫度下降至 115℃，室內(nèi)新風(fēng)溫度為36℃，相對濕度為50%，經(jīng)過預(yù)熱后將新風(fēng)溫度提高至92.6℃引入烘道，新風(fēng)量為4000m3。

則煙氣可放出熱量即換熱器吸熱功率=（改造前排煙溫度-改造后排煙溫度）×煙氣流量×煙氣比熱

（182.4℃-115℃）×0.95kg/s×1.05kJ/kg℃=67.23kW

年節(jié)約天然氣量=換熱器吸熱功率/天然氣熱值×3600×年運行小時數(shù)/燃燒效率×（1-散熱率）

67.23 kW÷35700kJ/Nm3×3600×7500/99%×（100%-15%）=43653.18Nm3/年。

由烘道2測試數(shù)據(jù)可知，烘道排煙溫度為180.9℃，經(jīng)煙氣余熱回收裝置后排煙溫度下降至122.7℃，室內(nèi)新風(fēng)溫度為32.8℃，相對濕度為50%，經(jīng)過預(yù)熱后將新風(fēng)溫度提高至75.8℃引入烘道，新風(fēng)量為4000m3。

則煙氣可放出熱量即換熱器吸熱功率=（改造前排煙溫度-改造后排煙溫度）×煙氣流量×煙氣比熱

（180.9℃-122.7℃）×0.95kg/s×1.05kJ/kg℃=58.05kW

年節(jié)約天然氣量=換熱器吸熱功率/天然氣熱值×3600×年運行小時數(shù)/燃燒效率×（1-散熱率）

89.78 kW÷35700kJ/Nm3×3600×7500/99%×（100%-15%）=37695Nm3/年

兩條烘道共計節(jié)約天然氣量43653+37695=81348Nm3/年

在工業(yè)生產(chǎn)和居民生活中，烘房、燃燒爐、鍋爐等設(shè)備均會產(chǎn)生大量高溫?zé)煔?，對高溫?zé)煔膺M行熱量回收再利用，降低排煙溫度，減少能耗，提高能源利用率，對生產(chǎn)生活具有重要意義。