国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

清潔能源供熱技術(shù)在印染定型機(jī)中的應(yīng)用研究

2019-12-23 11:34:32張慧芬俞紅嘯汪育佑
染整技術(shù) 2019年5期
關(guān)鍵詞:定型機(jī)型煤中壓

汪 琦,張慧芬,俞紅嘯,汪育佑

(上海熱油爐設(shè)計開發(fā)中心,上海 200042)

1 燃天然氣熱風(fēng)爐供熱

1.1 燃天然氣直接式

燃天然氣直接式熱風(fēng)爐使用天然氣作為燃料,最好配置低氮燃燒器,并且采用高速交叉回流旋卷的工作原理進(jìn)行設(shè)計制造。筆者設(shè)計開發(fā)的直接式熱風(fēng)爐是由燃燒室、保溫層、爐殼體等部分組合構(gòu)成。燃燒室采用扇形耐火磚、耐熱層和保溫層砌筑而成,在燃燒室尾部交叉匯流成混合段、熱風(fēng)與摻冷風(fēng)的匯聚混合段,需要安裝兩組熱電偶及相應(yīng)二次儀表,以便對燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動和自動控制。

燃天然氣燃燒器的運行方式有單段火、兩段火、兩段漸進(jìn)式以及比例調(diào)節(jié)式。在同等條件下可優(yōu)先采用比例調(diào)節(jié)式;如果燃燒器經(jīng)常在較低負(fù)荷下運行,應(yīng)針對燃燒工況進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。燃天然氣的燃燒器選型時調(diào)節(jié)幅度要大,能夠適應(yīng)負(fù)荷變化的需要,以保證在不同工況下穩(wěn)定地燃燒;同時,還要避免燃燒器反復(fù)起停,以減少熱風(fēng)爐的熱損失。

直接式熱風(fēng)爐的燃燒器可選用雙段滑動式燃燒天然氣型號,并可根據(jù)用戶的具體要求配置冷風(fēng)-天然氣自動比例式調(diào)節(jié)器,這樣就能適應(yīng)熱定型機(jī)對熱風(fēng)溫度的變化需求,從而對燃燒天然氣的氣量進(jìn)行自動調(diào)節(jié)。燃天然氣直接式熱風(fēng)爐可提供低于500 ℃的煙氣式熱風(fēng),熱風(fēng)溫度可根據(jù)印染定型的生產(chǎn)工藝進(jìn)行設(shè)定,升溫速度快、溫控精度高,滿足定型機(jī)的供熱需要。采用燃天然氣直接式熱風(fēng)爐供熱定型機(jī)的能耗比較低,因為天然氣直燃式加熱定型機(jī)時,熱能沒有經(jīng)過多次熱交換的過程,熱能利用效率比較高。

1.2 燃天然氣間接式

燃天然氣直接式熱風(fēng)爐供熱定型機(jī)對漂白產(chǎn)品的質(zhì)量會有影響,為了保證漂白產(chǎn)品的質(zhì)量,需采用燃天然氣間接式熱風(fēng)爐供熱定型機(jī)。燃天然氣間接式熱風(fēng)爐是以天然氣為燃料,產(chǎn)生清潔空氣式熱風(fēng)的加熱爐。該爐型可以提供低于350 ℃的清潔干凈熱空氣,不會污染化纖和棉布織物;并且,燃天然氣間接式熱風(fēng)爐的供熱能力調(diào)節(jié)范圍大,運行成本較低,運行操作方便,自動控制水平高,溫控精度較高。

燃天然氣間接式熱風(fēng)爐是由天然氣燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)、換熱筒體、自動控制系統(tǒng)等部分組成。天然氣經(jīng)過燃燒器高效燃燒后生成高溫氣體,再通過換熱筒體或者換熱管將鼓風(fēng)機(jī)輸入的干凈冷空氣間接地加熱到定型機(jī)所要求的溫度,供給熱定型機(jī)烘箱的是清潔式高溫?zé)犸L(fēng)。同時,爐子的自動控制系統(tǒng)通過對燃燒天然氣的氣量進(jìn)行自動控制調(diào)節(jié),以達(dá)到爐子的輸出熱風(fēng)溫度,滿足印染定型溫度的要求。

筆者設(shè)計開發(fā)的燃天然氣間接式熱風(fēng)爐的換熱筒體為煙氣和空氣雙回程輻射——對流換熱器。該換熱筒體集燃燒與換熱為一體,使煙氣和空氣各走其道,最終,空氣經(jīng)過爐子被加熱后不被污染[2]。同時,為了降低煙氣的排出溫度,減少NOx排放量,提高爐子熱效率,在換熱筒體內(nèi)設(shè)計了煙氣再循環(huán)系統(tǒng),即增設(shè)了煙氣回流室;其作用是換熱完成后的部分煙氣回流,與燃燒器產(chǎn)生的高溫?zé)煔饣旌虾?,再次循環(huán)參加爐子的換熱過程。由于煙氣的回流作用會使天然氣的燃燒溫度降低,從而減少了向大氣環(huán)境排出的煙氣總量,降低了NOx排放量,減少了大氣污染。

2 燃生物質(zhì)能導(dǎo)熱油爐供熱

熱定型機(jī)的平均熱能利用率只有24%~29%,大部分熱量會隨熱風(fēng)直接從烘箱中抽出,排放到大氣中,廢氣散發(fā)的熱能達(dá)到61%,能源浪費十分嚴(yán)重。但是,燃生物質(zhì)能導(dǎo)熱油爐卻能夠提供穩(wěn)定的高溫導(dǎo)熱油,再去加熱烘箱中的干凈空氣,可以滿足定型機(jī)的供熱需要,還可以為蒸化機(jī)、焙烘機(jī)等其他需要高溫的設(shè)備供熱,但這些高溫設(shè)備的天然氣直燃式熱風(fēng)供熱改造技術(shù)目前還不夠成熟。

2.1 燃生物質(zhì)顆粒燃料

生物質(zhì)顆粒燃料作為一種新型的清潔能源,采用木屑、秸稈、稻殼、玉米芯、樹枝、麥桿、稻草等農(nóng)林廢棄物為原料,經(jīng)過粉碎、烘干、混合、擠壓等工藝制成顆粒狀,是可直接燃燒的新型潔凈燃料。由于燃料為顆粒狀,壓縮了體積,節(jié)省了儲存空間,同時也便于運輸,減少了運輸成本;另外,生物質(zhì)顆粒燃料的燃燒效率較高,易完全燃燒,殘留量很少。

植物園中的盆栽桂花、銀邊翠、時令蔬菜,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.2%的碳酸氫鈉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的氫氧化鈉溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的碘液。

臥式鏈條爐排方箱形燃生物質(zhì)顆粒燃料的導(dǎo)熱油爐由臥式方箱形爐本體和鏈條爐排燃燒裝置組成,爐膛內(nèi)輻射受熱面是將直徑相同的數(shù)根爐管密集地沿爐身盤卷而成螺旋長方形盤管密排布置,不僅密封性能好,保溫隔熱材料用量少,而且能較好地與機(jī)械化鏈條爐排燃燒裝置相匹配[3]。對流受熱面采用多組蛇形管片結(jié)構(gòu),并且在爐頂部布置了多根頂棚管,爐管受熱面和進(jìn)出口集箱互相連接,構(gòu)成了爐本體支撐框架。筆者在結(jié)構(gòu)設(shè)計上配備了二次風(fēng)結(jié)構(gòu),二次風(fēng)約占總風(fēng)量的30%,在燃生物質(zhì)顆粒燃料導(dǎo)熱油爐的燃燒中起到十分關(guān)鍵的作用。二次風(fēng)旋流攪拌爐膛內(nèi)氣體使?fàn)t內(nèi)煙氣產(chǎn)生漩渦,延長懸浮的飛灰及飛灰可燃物在爐膛內(nèi)的行程,使飛灰量及飛灰可燃物量進(jìn)一步降低。此外,二次風(fēng)對懸浮可燃物提供了新鮮空氣,有利于提高導(dǎo)熱油爐的熱效率,降低導(dǎo)熱油爐初始排煙濃度。由于采用了旋流強化對流換熱技術(shù),使煙氣低溫差換熱更加優(yōu)化,并且不容易積灰。此外,采用了喉口及爐膛出口煙氣溫度控制技術(shù),可以使導(dǎo)熱油加熱過程更加均衡穩(wěn)定。

燃生物質(zhì)能導(dǎo)熱油爐輸出的高溫導(dǎo)熱油經(jīng)循環(huán)熱油泵輸送到熱定型機(jī)烘箱內(nèi)的翅片式散熱器中,導(dǎo)熱油攜帶的熱量經(jīng)散熱器傳遞給空氣,熱空氣再經(jīng)噴嘴吹到布面上,將熱量傳遞到織物,最后由循環(huán)風(fēng)機(jī)抽出。造成熱損失的最大因素是定型機(jī)烘箱的排風(fēng)過程,在烘箱排出的高溫廢氣中,只有一部分是水蒸氣,其余的為熱空氣,可采用廢氣熱能回收裝置,將烘箱排出的高溫廢氣余熱回收利用。排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量可通過風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié),當(dāng)排風(fēng)量過大時,也可通過排風(fēng)管上的風(fēng)門來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

生物質(zhì)顆粒燃料的特點是:燃燒點低、易于點火、顆粒密度較高,發(fā)熱量在15 900~20 100 kJ/kg,經(jīng)炭化后的發(fā)熱量高達(dá)29 300~33 500 kJ/kg。生物質(zhì)顆粒燃料不含硫、磷,燃燒時不產(chǎn)生二氧化硫和五氧化二磷,不會污染大氣環(huán)境,不會導(dǎo)致酸雨。燃生物質(zhì)顆粒燃料導(dǎo)熱油爐如果滿負(fù)荷運行時,無黑煙,林格曼黑度為0,爐膛揮發(fā)分燃盡率為100%,排出灰渣含碳量為3%~5%,總體燃盡率為95%~97%,節(jié)能效果顯著。另外,燃燒后的灰燼還可以作為鉀肥直接使用,可以更好地為企業(yè)創(chuàng)收??傊?,生物質(zhì)顆粒燃料作為一種新型的清潔能源,其特有的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢和環(huán)保效益符合可持續(xù)發(fā)展的要求。

2.2 燃生物質(zhì)固硫型煤

生物質(zhì)固硫型煤屬于干式冷態(tài)成型煤,內(nèi)部加入了纖維狀態(tài)的生物質(zhì),如稻草、玉米稈、秸稈等,生物質(zhì)不僅具有粘結(jié)作用,還有助燃作用。生物質(zhì)固硫型煤進(jìn)入導(dǎo)熱油爐的爐膛后,由于爐膛的高溫輻射,生物質(zhì)首先燃燒,并且由于型煤表面形成了蜂窩狀,使氧氣能夠逐漸進(jìn)入型煤內(nèi)部,增大了燃燒面積,加快了燃燒速度,使燃燒充分而完全。燃生物質(zhì)固硫型煤導(dǎo)熱油爐輸出的高溫導(dǎo)熱油,通過熱油循環(huán)泵輸送給熱定型機(jī)烘箱中的翅片式散熱器,再加熱空氣,加熱后的熱風(fēng)經(jīng)循環(huán)風(fēng)機(jī)送入噴嘴,吹到濕織物上,蒸發(fā)織物上的水,并且加熱織物達(dá)到工藝所需的溫度。

生物質(zhì)固硫型煤采用干式工藝生產(chǎn),煤料干度必須達(dá)到含水小于4%,生物質(zhì)含水小于7%。生物質(zhì)固硫型煤在導(dǎo)熱油爐中的燃燒效果很好,爐渣含碳量可達(dá)8%~10%;同時,通過加入消煙固硫劑還可達(dá)到較好的消煙、固硫效果,脫硫率最高可達(dá)71.9%。生物質(zhì)固硫型煤使燃燒過程中產(chǎn)生的SO2與固硫劑作用,生成硫酸鹽而被固定在灰渣中,減少了SO2的排放量。常用的固硫劑可分為鈣系、鈉系及其他金屬氧化物,鈣系固硫劑如石灰石(CaCO3)或消石灰[Ca(OH)2],因其來源廣、易取得、價格低,成為工業(yè)加工中最常用的燃煤固硫劑。目前,生物質(zhì)固硫型煤常采用石灰石粉作為固硫劑,生物質(zhì)選用破碎的稻草或玉米稈,生物質(zhì)與原料煤的質(zhì)量比通常為3∶17 左右。這樣生產(chǎn)出來的生物質(zhì)固硫型煤具有高熱值、易點燃、不會結(jié)焦、火焰較長、煙塵量較低、環(huán)保效果較好等特點。

筆者設(shè)計開發(fā)的燃生物質(zhì)固硫型煤導(dǎo)熱油爐是將一次能源(煤炭)和可再生能源(生物質(zhì))結(jié)合在一起,是一種把節(jié)能減排技術(shù)與潔凈生物質(zhì)型煤燃燒技術(shù)相結(jié)合的清潔能源產(chǎn)品[4]。燃生物質(zhì)固硫型煤導(dǎo)熱油爐具有如下優(yōu)點:易點火燃燒并且燃燒時間長,燃盡率高、熱值高;有明顯的固硫、固塵效果,固硫率可達(dá)50%~70%;同時,在燃燒過程中,SO2排放量可減少60%以上,煙塵排放量可減少90%以上,減排效果明顯。如果采用煤泥、煤粉、無煙煤等低質(zhì)原料混配,總節(jié)煤率可達(dá)30%以上,節(jié)能效果明顯。

2.3 燃沼氣

沼氣是指有機(jī)物在厭氧條件下經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用而生成的一種可燃性混合氣體,主要成分是甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。通常情況下,甲烷約占60%、二氧化碳約占40%,還有少量氫氣(H2)、氮氣(N2)、一氧化碳(CO)、硫化氫(H2S)和氨氣(NH3)等。沼氣發(fā)酵的工藝流程為:原料收集、預(yù)處理、消化器(厭氧反應(yīng)器)處理、出料后處理、沼氣凈化與儲存。

筆者設(shè)計開發(fā)的燃沼氣導(dǎo)熱油爐是由沼氣燃燒器、爐本體、保溫層、圓筒鋼殼體、鍍鋅彩板外殼、煙氣出口等組成[5]。爐本體結(jié)構(gòu)采用圓形盤管式,爐管的受熱面由鋼管盤繞成的具有一定直徑、一定長度的幾組同心管圈組成;管圈中,管子之間無間隙密排布置,管圈既作為受熱面又作為煙氣隔墻。內(nèi)圈盤管包圍的圓柱形空間是燃燒室,沼氣在燃燒室內(nèi)燃燒經(jīng)輻射放熱后,高溫?zé)煔庖来芜M(jìn)入內(nèi)圈盤管與中圈盤管以及中圈盤管與外圈盤管之間的煙氣通道,經(jīng)兩回程的對流換熱,煙氣由爐體后部進(jìn)入尾部煙氣余熱回收裝置,并經(jīng)環(huán)保處理后,最終引至煙囪排入大氣。內(nèi)圈盤管的內(nèi)側(cè)為輻射受熱面,而內(nèi)圈盤管的外側(cè)與中圈盤管、外圈盤管的內(nèi)側(cè)表面構(gòu)成對流受熱面。

燃沼氣導(dǎo)熱油爐供熱是燃燒沼氣產(chǎn)生的熱量被爐膛中螺旋盤管內(nèi)的導(dǎo)熱油吸收,再由循環(huán)熱油泵送到定型機(jī)烘箱的熱交換器中,空氣經(jīng)熱交換器加熱后,再經(jīng)噴嘴吹到濕織物的表面上,部分熱風(fēng)帶著從織物上蒸發(fā)的水汽和其他揮發(fā)性物質(zhì),由排風(fēng)機(jī)抽出,并經(jīng)環(huán)保處理后從廢氣管道排到室外。所以,燃沼氣導(dǎo)熱油爐供熱是一項保護(hù)綠色環(huán)境、實現(xiàn)節(jié)能減排的清潔能源供熱技術(shù)。

在印染定型生產(chǎn)工藝的中、后整理過程中需要進(jìn)行加熱,尤其是熱定型機(jī)需要提供高達(dá)180~250 ℃的定型溫度,用于化纖織物定型,如果印染企業(yè)內(nèi)沒有沼氣的來源,也可以采用燃天然氣導(dǎo)熱油爐供熱的方法對熱定型機(jī)烘箱進(jìn)行供熱[6]。

3 熱電廠中壓中溫蒸汽供熱

采用熱電廠集中供熱的方式,可以直接供給中壓為2.5~2.8 MPa的過熱蒸汽,溫度為260 ℃,可以滿足定型工藝150~220 ℃的要求;但在低壓為0.5~0.8 MPa時,飽和蒸汽的溫度較低,一般是低于150 ℃的烘燥溫度,只能對棉布進(jìn)行定型。因為化纖織物定型至少要達(dá)到180 ℃以上的烘燥溫度,對應(yīng)的蒸汽飽和壓力為1.6 MPa以上;氨綸等織物則需要220 ℃的烘燥溫度,對應(yīng)的蒸汽飽和壓力為2.6 MPa以上,需要利用其汽化潛熱來定型化纖織物。所以,采用中壓中溫蒸汽直接在定型機(jī)中進(jìn)行熱交換,對織物進(jìn)行加熱定型,安全可靠且熱效率較高,使用完的蒸汽排放可通過集中整治的方式進(jìn)行,容易控制污染,因此,采用熱電廠的中壓中溫蒸汽供熱定型機(jī)是一種比較好的節(jié)能減排方法。

按照中壓過熱蒸汽價格為212 元/t,并且按照導(dǎo)熱油爐熱效率為70%、導(dǎo)熱油傳輸熱效率為95%,熱電廠鍋爐熱效率為88%、蒸汽傳輸熱效率為90%進(jìn)行測算。(1)在蒸汽定型后的高溫凝結(jié)水全部回收利用的情況下,即中壓中溫凝結(jié)水可通過凝結(jié)水回收裝置轉(zhuǎn)換成低壓蒸汽和100 ℃的凝結(jié)水加以回收利用,中壓中溫蒸汽定型成本相比導(dǎo)熱油定型要低13.7%、節(jié)能29.42%。(2)蒸汽定型后的低壓蒸汽回收利用,但在100 ℃凝結(jié)水熱量不回收利用的情況下,中壓中溫蒸汽定型的成本比導(dǎo)熱油定型要低3.96%、節(jié)能18.24%。(3)蒸汽定型后的中壓中溫凝結(jié)水全部不利用,則中壓中溫蒸汽定型成本比導(dǎo)熱油定型要增加能耗7.7%、成本上升16.76%。

綜上所述,采用熱電廠中壓中溫蒸汽供熱定型機(jī),分析凝結(jié)水的利用情況可知,印染企業(yè)可通過凝結(jié)水的回收裝置回收全部閃蒸汽,100 ℃凝結(jié)水的水量也可以全部回收利用,能夠達(dá)到中壓中溫蒸汽供熱定型機(jī)余熱全部或部分回收利用。另外,如果采用熱電廠中壓中溫蒸汽供熱定型機(jī)的方法,對定型機(jī)的改造任務(wù)主要是更換熱交換器,通常定型機(jī)每級烘箱的改造費用為3萬元,故每臺定型機(jī)總的改造費用為30多萬元。

4 結(jié)論

通常,熱定型過程是在烘箱內(nèi)完成,濕織物是以一定的速度連續(xù)通過烘箱,而熱源的供給方式有多種途徑,可以選擇在熱定型機(jī)烘箱內(nèi)使用燃天然氣供熱、導(dǎo)熱油供熱或中壓中溫蒸汽供熱的方法。熱電廠發(fā)電后的中壓中溫蒸汽可以為定型機(jī)供熱,經(jīng)過定型機(jī)的蒸汽壓力會有所下降,如果再經(jīng)過閃蒸器還可產(chǎn)生低壓蒸汽,可用于染色機(jī)等需要使用蒸汽設(shè)備的供熱。當(dāng)采用中壓中溫蒸汽的壓力在2.5~2.8 MPa時,就能保證定型機(jī)的最高溫度達(dá)到205~210 ℃,當(dāng)中壓中溫蒸汽的壓力為3.2 MPa 時,定型機(jī)的最高溫度可達(dá)到220~225 ℃,可以滿足化纖織物熱定型工藝的要求。

燃天然氣直接式熱風(fēng)爐供熱定型機(jī)的燃料生產(chǎn)運行成本要比中壓中溫蒸汽供熱定型機(jī)的運行成本高15%~55%,比燃生物質(zhì)固硫型煤導(dǎo)熱油爐供熱定型機(jī)的燃料生產(chǎn)運行成本高60%~95%。另外,中壓中溫蒸汽供熱定型機(jī)的受壓設(shè)備和蒸汽管道每年的安全檢驗維修費用最高,燃生物質(zhì)顆粒燃料導(dǎo)熱油爐供熱定型機(jī)每年的安全檢驗維修費用較低,燃天然氣直接式熱風(fēng)爐供熱定型機(jī)的檢驗維修費用最低。

猜你喜歡
定型機(jī)型煤中壓
型煤強度重復(fù)測試波動情況統(tǒng)計分析
中國煤炭(2024年2期)2024-03-11 13:24:26
大機(jī)組集中供熱替代導(dǎo)熱油鍋爐技術(shù)的應(yīng)用與探討
配煤及黏結(jié)劑配方對型煤強度的影響*
ACS6000中壓傳動系統(tǒng)在鋼管軋制中的應(yīng)用
電子制作(2018年10期)2018-08-04 03:24:26
德國光伏中壓并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)述評
電能定型機(jī)有望走進(jìn)柯橋印染企業(yè)
長焰煤型煤復(fù)合粘結(jié)劑的研究
淺談定型機(jī)廢氣的治理現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展
LabVIEW在中壓電力線信道噪聲發(fā)生器設(shè)計中的應(yīng)用
地鐵中壓環(huán)網(wǎng)數(shù)字通信過電流保護(hù)方案
靖宇县| 邓州市| 克山县| 桦南县| 普安县| 麟游县| 天津市| 二连浩特市| 登封市| 南涧| 迁西县| 阿合奇县| 华坪县| 铅山县| 宜昌市| 和硕县| 鄂伦春自治旗| 宣恩县| 潮州市| 自治县| 佛坪县| 巴南区| 博罗县| 永康市| 滕州市| 方正县| 浑源县| 广汉市| 扬中市| 阿克| 宁国市| 济阳县| 迭部县| 宾阳县| 弥勒县| 满洲里市| 彰化县| 盱眙县| 洪泽县| 莱州市| 大冶市|