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多功能热废气热回收空调机组应用的研究

2019-01-13何烁民

魅力中国 2019年1期
关键词:冷却器源热泵风量

何烁民

(广东联盛泳池水疗设备有限公司,广东 中山 528400)

引言

目前钢铁企业尚有30%的余热、余能未被回收利用。其中,焦化过程约有50kg标煤/t焦。按我国2012年焦炭总产量44323万t计算,可被回收利用的热能为2216.15万t标煤。随着炼焦生产的技术进步,节能减排、高效环保将成为发展的方向,回收焦炉生产过程中的余热是一条重要途径。大型焦炉炼焦耗热量为108kgce/t焦,其中约250℃的烟道废气带走的热量约占焦炉总输出热量的17%。废气通过烟囱直接排入大气造成能量的巨大浪费,回收烟道废气余热将产生明显的经济效益,为焦化企业节能降耗做出重要贡献。

一、热回收空调机组装置的应用

(一)热回收装置使用说明

在夏季工作模式下,关闭第一风扇开关的风量控制阀门,关闭出风口的风量控制阀门,打开第二风扇开关的风量控制阀门,并且进气口的空气量控制阀门打开。室外新鲜空气进入空调机组壳体并由平台冷却器处理。由于冷空气在平台冷却器上开启,所以可以发送冷空气通过第二风扇机构来达到夏季制冷的目的。在冬季工作模式下,封闭第二风扇开关的风量调整阀门,关闭进风口的风量调整阀门,打开第一风扇开关的风量调整阀门,并且排气口的风量调整阀门打开。表面冷却器中的水是须要在室外预热的低温水,当室内热空气与表面接触时产生热交换冷却器,并且将表面冷却器中的循环水加热,并且将表面冷却器中的环形水和水源热泵连接以在夏天水热泵工作条件下工作的水冷螺杆提供热源。

(二)定型机的废气净化系统

废气的净化方法主要有机械净化、水喷淋洗涤、静电除尘和氧化燃烧4种。机械净化采用旋风除尘、过滤等手段净化废气,这种方法的净化效率比较低,处理效果难以达到排放标准,通常作为废气处理的初级阶段来去除废气中粒径较大的颗粒物。水喷淋洗涤技术是目前国内最常用的废气净化方法,优点是投资和运行成本低,运行稳定;缺点是对于颗粒物的去除效率较低,而且不能除掉废气中的刺激性气味。静电除尘净化效率高,能消除废气中的刺激性气味,但是投资及运行成本较高。氧化燃烧的设备投资高,而且实施比较困难,只在国外有应用的报道,国内没用采用的先例。由于定型机废气的成分复杂,而且有刺激性气味,综合考虑,决定采用水喷淋洗涤加静电除尘的综合净化手段。根据环保部门检测数据,该门富士定型机废气中颗粒物浓度为200~250mg/m3,油烟浓度为100~120mg/m3,经过换热器后,油烟温度降到110℃,从喷淋塔的底部进入,与喷淋塔顶部喷头喷出的水雾充分接触并相互碰撞,在喷淋塔的底部形成含油污水,在油水分离器中进行油水分离,在此过程中,1μm以上的油烟颗粒大部分可以被去除。

(三)废热车间的热回收计算方式

余热车间空间有2万m2,高6m。根据每小时2次的冬季通风,可以产生40℃的废气排放。(为了减少车间温度,应该增加排气口的数目,回收的热量应该更多),回收的气体量为24万m3。如果干燥空气的温度为10℃回收,热量为:空气质量(风量V:240000m3/h,估算密度ρ:1.2kg/m3):G=V×ρ=240000×1.2=288000kg/hCp):0.24千卡/(kg*℃)Δt=入口温度-出口温度=10℃转换:1kcal/h(kcal)=1.163×10-3kW*hk损耗因子:估计为0.8Q=G×Cp×△t×k=288000×0.24×10×0.8=55.26060kcal/hP=Q×1.163×10-3=552960×1.163×10-3=643.09kW。通过结果可以表明可恢复643.09kW大约的热负荷,而643.09kW的热负荷为靠水源热泵的不断升温来传递。由此而算冬季办公楼每m2需要80W的热负荷,可以加热的空间约8000m2。

二、热回收空气处理器的选择

(一)平板热量回收

热交换材料是一种独特的纸制品,纤维之间的间隙非常小,通过它不会产生有害气体或气味分子。通过多层平行和相间通道间接,灵便地实行热互换,高达70%。

(二)回转式全热回收

回转式热交换器由蓄热轮,壳体,动力机构,密封件等部件组成。储热轮具有盘形和蜂窝形状,并且通过动力机构的动作进行旋转运动。当新鲜空气/空气供给通过卷筒的一半时,返回/清除空气通过卷筒的另一半反向。它含有70%到90%的废气,可以传递新鲜空气中。

三、影响分析和计划优势

1) 使用热空调回收机组类型的设备可用于夏季冷却空气供应设备和冬季空气排放设备。夏季采用普通空调系统,末端通过热回收空调机组将冷空气送到车间,以达到冷却的目的。热回收空调机组排空空气,通过车间形成负压强耗尽空气后使门窗进入的冷空气冷却了车间。2) 夏天空调制冷机组和小型办公大楼由冬季供暖组织者一同使用。夏天的水冷螺杆机组和冷却塔以达到冷却的作用。在冬季,我们将利用水源热泵从工厂的热量回收水加热办公楼,以达到保暖的作用。3)该设备消除了用水源热泵钻井的成本,并且不需要提供特殊的水管理设备。4)与市政供暖相比,办公楼的供暖成本可以节省大量的运营成本。

四、热回收空调机组的优点

多功能热回收空调机组的优点包括五点,简要分析如下:第一,多功能配机,免热水制造,能效比高,热回收机组的制热效率远远超过各种锅炉,同时又为空调系统提供冷量,是优秀的锅炉替代品。第二,适用于同时需要冷量和热量的项目。热回收机组运行必须有足够的基本冷负荷,通常将热回收机组与其他单冷机组组合在一个系统中。节能高效,不消耗不可再生资源,无污染。第三,舒适性好,维持方便,安装无限制,占地面积小,无需机房;第四,运营成本高,无安全隐患,寿命长;第五,应用范围广泛,非常适合酒店,洗浴中心,娱乐场所,医院,餐厅,工厂宿舍,体育馆等对空调和热水的需求。

结语

目前,该项目系统状况良好,全部室温满足设计要求。通过这个项目,不仅改善了空气质量,而且充分利用了热回收空调机组,从而减少了新的空气冷负荷并降低了能耗,基本符合能源的节能性。

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