保定华腾节能技术开发有限公司

◇ 某塑胶手套厂余热综合利用工程
一、当前锅炉及生产线热力参数摸底

某厂塑料制品二公司现有四条塑胶手套生产线，四条生线的烘箱的能源由三台2800KW的油介质锅炉提供。根据对现场情况的了解，四条线全开时，锅炉基本在满负荷情况下运行。塑料手套生产过程中需用聚氯乙烯及增塑剂和其它添加剂。在手套成形加工过程中需要进行烘烤，上述有机混合物在受热后要分解、挥发，排出有机废气。此类有机废气有较强的刺激性，污染环境，另外此排放的有机废气温度高达150℃——180℃以上，因此在能源上也是一个浪费。如果在废气排出前经过一台换热器，将废气温度降至90-100℃，将冷空气温度加热到90℃，可大大节约能源。冷却后废气再经过一个废气净化装置，可使排放的废气达标并实现回收生产过程的有机物。另外锅炉的排烟温度高达300℃以上，根据目测锅炉灰渣中未燃尽的情况比较明显，锅炉的机械不完全损失也很大，所以锅炉的节能潜力也很大。

锅炉主要参数(甲方未提供锅炉热力参数,由本所参照现场试验确定)

项目	单位	数据	备注
锅炉功率	Kw	2800	锅炉标牌
油介质出口温度	℃	280	控制站表盘
回油温度	℃		无指标
排烟温度	℃	300	实测壁温后估计
低位发热量	Kcal/kg	4500	假定
机械未完全燃烧热损失	%	12
化学未完全燃烧热损失	%	0.5
散热损失	%	0.5
排烟损失	%	17	计算结果
排烟处过量空气系数		1.5	计算
锅炉效率	%	69.9	计算结果
计算燃煤量	Kg/h	675	计算结果
实际燃煤量	Kg/h	768	计算结果

生产线上的热力参数的估算。从现场情况了解到，烘箱的底层温度在180-185℃左右，上层温度在160-170℃，废气排出的温度在150℃左右。

生产线上热量分配份额估算如下：

项目	份额	根据
生产线的总的散热损失（包括烘箱外表面及物料到烘箱后的余热损失）	18%	按车间面积为1800M24倍普通采暧量的估计
由烘箱外溢废气损失	5%	估计
物料挥发热损耗	20%	估算
废气热损耗	57%	计算

    1. 废气损耗功率：Wf=2800kw×57%=1596kw
    2. 废气量 V=Wf×3600/Cpρ(t1-t2) =1596×3600/1.009/ 1.293/(150-20)=33876NM3/h
    3. 折算到150℃的废气量Vt=V×(273+150)/273=52490m3/h
    4. 单台风机的风量Vdt=Vt/4=13122m3/h
    此数值与废气引风机标牌流量比较吻合，所以可近似取每条生产线的废气量为8400Nm3.
二、技术方案的制定与简介
    根据以上对生产线及锅炉情况的摸底，可以看到锅炉的排烟温度比较高，排烟损失比较大。生产线的主要热损耗为废气损耗，而且废气排放比较集中，所以对锅炉的排烟及生产线上的废气进行废热回收利用工程操作难度小，节能效果显著。所以拟定技术方案如下：
    1. 在车间每台废气引风机前加热管式气-气换热气，对废气的余热进行回收，使新空气进入烘箱前进行预热。
    2. 冷却后废气再经过一个废气净化装置，使排放的废气达标，并实现回收生产过程的有机物。
    3. 在锅炉引风机前加热管式空气预热器及热管式采暖换热器，空预器及采暖换热器采用并行结构，在采暖期烟气经由采暖换热器，利用余热生产采暖用热水，非采暖期烟气经由空气预热器对进入锅炉空气进行预热，提高锅炉效率。

换热器热力及结构参数

项目	废气换热器（车间用）	空气预热器	采暧用换热器
热管换热器台数	4	2	2
废气或烟气进口温度	150℃	300℃	300℃
废气或烟气出口温度	100℃	165℃	165℃
冷空气温度	20℃	20℃	20℃
热空气温度	82.5℃	205.3℃
废气或烟气量nm3	8400	3798	4215
空气量nm3	6720	2874	3216
热水温度			90℃
回水温度			70℃
回收热量KW	608	202	227
废气或烟气流速m/s	8.84	8.48	9.15
空气流速m/s	8.25	7.0
换热器外形尺寸

环保方案的简介：经换热器冷却后的废气净化，借鉴湿式除尘器的原理，采用泡沫除尘器加湍流塔的方式进行处理。净化装置的第一段采用泡沫除尘器，其原理为塔内装有筛板和挡水板，液体由塔上部喷入，气体以较小的速度通过筛板进入液层时，气体在孔眼处形成气泡，逐渐变大，等气泡本身浮力超过气泡下部与板间的附着力时，便离开孔眼上升，这样一个个的气泡就组成了泡沫层。它是通过气液两相的充分接触而达到除尘目的的。除尘装置的第二段采用湍流塔，湍球塔又称流化填料塔，湍球塔填料一般采用空心或实心的塑料小球，小球用栅板支撑，上方有限位栅板。当气流通过栅板时，小球在塔内湍流旋转，相互碰撞，水自上而下喷淋，润湿小球表面，进行吸收。湍流塔的优点是处理能力大，设备体积小，吸收效率高。推荐采用的废气净化装置是一级泡沫塔加一级湍流塔，泡沫塔的效率的湍流塔的效率均可达70%，则泡沫塔+湍流塔的总效率η=1-（0.3×0.3）=91%。
三、改造前后锅炉热力参数比较

改造前后锅炉参数对照表

项目	单位	改造以前	改造以后
锅炉输出功率	Kw	2800	2220
油介质出口温度	℃	280	280
回油温度	℃
排烟温度	℃	300	165
燃煤低位发热量	Kcal/kg	4500	4500
机械未完全燃烧热损失	%	12	8
化学未完全燃烧热损失	%	0.5	0.5
散热损失	%	0.5	0.5
排烟损失	%	17	8.78
排烟处过量空气系数		1.5	1.5
锅炉效率	%	69.9	82.13
计算燃煤量	Kg/h	675	476
实际燃煤量	Kg/h	768	518

四、效益分析

改造前后锅炉参数对照表

项目	单位	方案
投资额	万元	31.6
运行费用	万元	7
年节煤量	吨	1750
年节能效益	万元	42.0
其它效益	万元	6
回收年限		0.66
换热器预计寿命	年	8
总收益	万元	328
投资回报比例		1:10.38

从方案中可看出出锅炉效率均提高了12.2%个百分点。节能效益显著。另外原来生活锅炉停用，可以节约锅炉大修费，锅炉运行费，人员工资等等综合费用3万元。提高了锅炉运行的可靠性，对煤质的要求降低，对于生产线的运行可靠。