[科普中国]-余热回收

回收意义

余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性，在已投运的工业企业耗能装置中，原始设计未被合理利用的显热和潜热。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。

基本结构定型机主要有五部分组成，包括上料部分、整纬器、链条、烘箱体及落布卷布装置。另外有化料系统及油炉加热系统。

1.上料部分

结构较为简单，由料槽和轧辊组成，布进入料槽内，带上化工料，然后经轧辊将多余的化工料压榨干净。因此，布所带上的化工料非常均匀，这是获得高质量定型布的先决条件。

这里所要注意的是要经常留意轧辊左右两侧的压力是否一致，否则，压力小的一侧上料较多，而压力大的一侧上料少，布就会出现左右不一致等的质量问题。

2.整纬器

现定型机上所配置的整纬器为Mahlo RFMC94H型光电整纬器，Mahlo光电整纬器上有四套感应器，每套感应器包括发光和感光两部分，可通过光电效应出布的纬斜。而动作部分采用液压系统，当纬斜大小的信号传回控制主板时，控制主板便会发出指令，驱动液压系统，使曲辊或直辊作相应的角度调整，从而可纠正纬斜。具体是：当布中心与两边有差异时，曲辊会动作;而左边与右边有差异时，直辊会动作。

3. 链条部分

定型机上布的拉幅由链条产生。定型机的链条由靠近落布处的大功率电机传动，链条上装有针板，布进入链条时，由压布轮上的毛刷轮将布压在针板上的小针上，布即可在两列链条的传动下进入烘箱内。这种定型机的链条同别的定型机有所不同，它可以分别控制每段针铗的拉伸，从而做出好的效果，而有些定型机，不能调节每段针铗，只能调成长方形或梯形。

4. 烘箱体

定型机一般有八组烘箱，空气在循环风扇的鼓吹作用下，不断由星形的喷气架上的细孔喷在布面上。热风接触湿布后，温度下降而湿度升高，并从星形喷气架上的大孔排走，经过过滤网，再由热交换器升温后不断循环使用。热交换器位于过滤网的下方，采用的热煤体是热油，热交换器上具有许多很薄的散热片可产生高效的热交换。

5. 落布及卷布装置

定型机可根据生产需要采用摆布式或卷布式两种出布方式。两种方式都是通过电机带动链传动。当采用卷布方式出布时，对布的张力稳定性要求较高，布需穿过一条由气唧控制的张力调节导辊。而采用摆布式落布的，布无须经过张力调节辊而改穿一条固定的导辊。

产品结构组成热管+箱体。热管材料分为铁翅片热管与铜翅片热管两种

热管原理重力热管是依靠其内部工质在一个抽成一定的真空的封闭壳体中循环相变而传递热量的装置。其工作原理是：当热量自高温热源传入热管时，处于热管加热段内的工质随即被激活，吸热汽化变成蒸汽(汽化段)，蒸汽瞬间流向热管另一端(传输段)，到达另一端时遇冷放出潜热后凝结成液体(冷凝段)，冷凝液体经传输段回流到汽化段，循环相变而实现热量传递。

重力热管的超强导热系数是一般金属的万倍左右，换热效率高达98%以上，是任何一种普通热交换器无法达到的。

箱体废气余热回收设备的外箱体由钣金件拼装而成，其结构便于维修与清理;箱体体积小，便于安装。

分类按使用情况分类可分为：常用型，测试型

测试型与常用型的不同点在于，测试型在功能上多了便于测试这一项。

按内部排布热管分类：全翅片排列为A型，半翅片排列为B型，全翅片和半翅片各半且交叉排列为C型。

型号确定常用型：HLEQ-20LD-A、HLEQ-25LD-A(铁管)

HLEQ-20LD-B、HLEQ-25LD-B(铁管)

HLEQ-20LD-C、HLEQ-25LD-C(铁管)

测试型：HLEQ-20LD-A、HLEQ-25LD-A(铁管)

HLEQ-20LD-B、HLEQ-25LD-B(铁管)

HLEQ-20LD-C、HLEQ-25LD-C(铁管)

应用余热回收设备应用领域为纺织印染行业定型机和涂层机。

热定型机或涂层机是利用高温的空气对纺织物进行干燥和整理使产品定型。一般热定型机内生产所需的空气温度约为200度左右，同时要不断引入新鲜空气并排出污浊的废气。为顺利进行生产热定型机需用风机不断引入新鲜空气并排出一部分的废气，该废气的温度一般也能达到140到180度左右。该部分废气被直接排入大气中，既浪费了能源又污染了环境。

废气余热回收装置就是提取热定型机排出的废气能量来加热定型机所需新鲜空气进气温度，达到降低废气的排放温度和节约热定型机能源的目的。

与其他型式的换热器相比，有以下特点：

a 、传热性能高。尤其对气-气热管换热器，更能显示出它的优点。

b 、传热平均温差大。冷、热流体的通道布置方便，流向可以布置成单纯的逆流形式。

c 、结构紧凑。每根热管的传热能力也大，可以用较少热管数目保证热量的传递。

d 、布置灵活。热管可以作为通用的传热元件，用改变热管根数的方法任意组合。

e、工作安全可靠。每根热管是独立的传热元件，可以单独进行更换，不影响整个换热装置的正常工作。

定型机单节定型机

◎定型机工作原理

将未定型布匹由剥边器平幅送入机器，机器自动将布幅两端挂接在针板上，针板两端随机械运行牵带步幅进入烘箱，烘箱由电加热，风机鼓风，经过连续的几个不同温段的恒温烘箱，进到尾端经过冷却去静电后，摆幅落入布车，就得到挺括、美观的布匹了。拉幅定型一般用来给涤纶等化纤产品使用。

◎定型机的目的和原理

目的：通过浸轧各种染化料进行柔软、硬挺、防滑、拉幅及树脂等整理，来改善织物的手感、滑移、颜色、幅宽、强力、外观等.对非纯棉品种，还可以起到稳定尺寸的作用。

原理：布在料槽浸上化工料，被轧辊均匀压榨后，进入烘箱。布经过烘箱时就会在高温热风作用下烘干定型，经过定型后的布具有良好的手感及稳定的尺寸。

回用途径余热的回收利用途径很多。一般说来，综合利用余热最好，其次是直接利用，再次是间接利用（如余热发电）。综合利用就是根据余热的品质，按照温度高低顺序不同按阶梯利用，品质高的可以用于生产工艺或余热发电；中等的（120度-160度）可以采用氨水吸收制冷设备来制取-30度到5度的冷量，用于空调或工业；低温的可以用来制热或利用吸收式热泵来提高热量的数量或温度供生产和生活使用。

1、余热蒸汽的合理利用顺序是：

①动力供热联合使用；②发电供热联合使用；③生产工艺使用；④利用汽轮机发电或直接替代电机驱动机泵；⑤生活用;⑥利用余热吸收制冷设备，实现热、电、冷联产。

2、余热热水的合理利用顺序是：

①供生产工艺常年使用；②返回锅炉及发电使用；③生活用。

3、余热空气的合理利用顺序是：

①生产用；②暖通空调用；③动力用；④发电用。

应用领域1、在化工行业中的应用：

（1）小合成氨上、下行煤气余热回收

（2）中合成氨上、下行煤气余热回收

（3）合成氨吹风气燃烧的余热回收

（4）合成氨一段炉烟气余热回收

（5）30万吨/年合成氨二段转化炉余热回收

2、在硫酸工业中的应用：

（1）在硫酸生产沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收；一个年产10万吨硫酸的工厂可回收5.5万吨蒸汽；

（2）从沸腾中出来的SO2高温炉气中回收余热；一个年产10万吨硫酸的工厂可回收10.5万吨蒸汽，可发电价值约600万元；

（3）在盐酸、硝酸炉的应用：基本同(2)；

3、在石油化工中的应用：

（1）烃类热解炉中的余热回收；（工作温度约750~900℃）

（2）乙苯脱氢反应器中的余热回收；

（3）环己醇脱氢化学反应器中的余热回收；

（4）催化、裂化再生取热器中的余热回收；

（5）其它各种加热炉中的余热回收；

4、在建材工业中的应用：

（1）在高岭土喷雾干燥热风炉中的余热回收；

（2）玻璃窑炉中的余热回收；

（3）水泥窑炉中的余热回收；

（4）各种陶瓷倒燃炉及隧道窑中的余热回收；

5、在冶金工业中的应用：

（1）轧钢连续加热和均热炉中的余热回收；

（2）坯件加热炉中的余热回收；

（3）线材退火炉中的余热回收；

（4）烧结机中的余热回收；以一台180M2的烧结机为例，可回收蒸汽量达10~22吨/小时。

设备利用方式1、热管余热回收器

热管余热回收器即是利用热管的高效传热特性及其环境适应性制造的换热装置，主要应用于工业节能领域，可广泛回收存在于气态、液态、固态介质中的废弃热源。按照热流体和冷流体的状态，热管余热回收器可分为：气—气式、气-汽式、气—液式、液—液式、液—气式。按照回收器的结构形式可分为：整体式、分离式和组合式。

2、间壁式换热器

换热器是化工,石油,动力,食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位.在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大类即：间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。常见间壁式换热器如：冷却塔(或称冷水塔) 、气体洗涤塔(或称洗涤塔) 、喷射式热交换器 、混合式冷凝器 。

3、蓄热式换热器

蓄热式换热器用于进行蓄热式换热的设备，一般用于对介质混合要求比较低的场合。换热器内装固体填充物，用以贮蓄热量。一般用耐火砖等砌成火格子（有时用金属波形带等）。

蓄热式换热分两个阶段进行。第一阶段，热气体通过火格子，将热量传给火格子而贮蓄起来。第二阶段，冷气体通过火格子，接受火格子所储蓄的热量而被加热。这两个阶段交替进行。通常用两个蓄热器交替使用，即当热气体进入一器时，冷气体进入另一器。常用于冶金工业，如炼钢平炉的蓄热室。也用于化学工业，如煤气炉中的空气预热器或燃烧室，人造石油厂中的蓄热式裂化炉。

4、节能陶瓷换热器

陶瓷换热器是一种新型的换热设备，在高温或腐蚀环境下取代了传统的金属换热设备。用它的特殊材质——SIC质，把窑炉原来用的冷空气变成了热空气来达到余热回收的目的。由于其可长期在浓硫酸、盐酸和碱性气、液体中长期使用。抗氧化，耐热震，高温强度高，抗氧化性能好，使用寿命长。热攻工业窑炉。把换取的热风作为助燃风送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧，可节能25%-45%，甚至更多的能源。

5、喷射式混合加热器

喷射式混合加热器是射流技术在传热领域的应用，喷射式混合加热器是通过汽、水两相流体的直接混合来生产热水的设备。喷射式混合加热器具有传换效率高，噪音低（可达到65dB以下），体积小，安装简单，运行可靠，投资少。利用喷射式混合加热器回收发电厂、造纸厂、化工厂的余热， 加热采暖循环水

喷射式混合加热器特别适合于在供热面积不超过6万平方米的中小型供暖系统中使用，取代表面式加热器的功能。根据热源的条件不同，加热水的温度可以提高20℃～50℃。如果要求水的温升较大，也可以采用两级喷射式混合加热器串联布置使用。

常见故障处理废气成分余热回收设备中的废烟气中往往含有二氧化硫等成分，遇到蒸汽或水分会形成亚硫酸物质对管板和焊缝产生腐蚀，造成管板或焊缝处的渗漏现象，严重影响企业的连续化生产要求。针对上述问题，传统的氩弧焊等方法维修周期长，费用高，而且维修后使用年限往往较短，修复效果难以达到理想效果。可以采用高分子复合材料现场进行余热回收器的管板防腐保护，应用较好的有阿姆可（科贝3015-AL）耐高温高分子复合材料含有无机陶瓷的水基涂层。材料有极好的耐热冲击，抗氧化，耐化学腐蚀的性能，耐温可高达1200℉（648℃），这种材料可以粘附于锅炉，熔炉，旋转煅烧炉，干燥炉，烟囱及其它高温结构的钢铁和耐火材料上。可延长设备寿命，降低能耗，提高生产率。因此，可以很好的完成烟气余热回收器的防腐保护。1

印染定型机运行时排放的废气不仅含有大量烟尘，同时还有聚苯类有机物、印染助剂、油等多种成分，每台定型机一般排放颗粒物150—250mg/m3、油烟40—80mg/m3。所排放的油、烟、尘对人类身体健康和环境具有很大危害，定型机废气排放引起的污染问题也变得越来越尖锐。

油：来源于织物的性质和上道工序，如定型化纤品时废气中含有大量油雾，而纯棉织物的废气中含油量很低;

尘：来自于织物上的纤维及可燃粉尘;

烟：固体颗粒物;

印染助剂：目前我国纺织助剂的年产量为26万～28万吨，其中前处理剂约7.4万～7.7万吨，有净洗剂、渗透剂、油剂、精练剂和稳定剂等约300个品种;印染助剂约11.8万～11.2万吨，有匀染剂、消泡剂、拉开粉、促染剂、乳化剂、分散剂、粘合剂、固色剂、荧光增白剂和保险粉等约600个品种;后整理剂约6.8万～7.1万吨，有抗静电剂、柔软剂、树脂整理剂、防水剂和涂层剂等5个品种。

利用方式1、 直接供热式采暖系统

用蒸汽加热采暖循环水后直接向用户供热，这种供热方式称为直接供热。直接供热方式的供水压力较低，一般不超过0.6MPa，这种方式适用于供热面积较小的采暖系统。

2、 间接供热式采暖系统

间接供热式采暖系统是将供热系统分为两个循环回路，分别称为一次网和二次网，通过换热站内的表面式换热器将两个循环回路联系在一起。高温水在一次网中循环，低温水在二次网中循环，高温水通过表面式换热器加热低温水。喷射式混合加热器的主要作用是代替表面式汽—水换热器，完成蒸汽加热水的换热过程。这样可以省去一套管理麻烦的凝结水回收系统，而且占用空间小，不需要维护，投资仅为表面式汽水换热器的1/5，所以具有明显的使用优势。

3、回收凝结水产生的闪蒸汽

在需要蒸汽加热的工业生产过程中，经常会产生大量的凝结水，凝结水在冷却过程中，又会产生一定量的闪蒸汽。以前这部分低压蒸汽因为回收困难或回收成本高，经常是放散，浪费了大量的能源。在能源日益短缺的形势下，节能越来越受到企业的重视。对于生产企业来说，节流比开源更重要，节能就是创造效益，采用喷射式汽水混合加热器技术可以回收这部分废蒸汽。尽管回收废蒸汽的方法不止一种，但此方法投资小，热能利用率高，应用比较广泛。此方法是用废蒸汽来加热水，然后供给工业生产或生活使用。采用喷射式混合加热器回收废蒸汽的热力系统。

4、 利用定排、连排水产生的二次蒸汽加热除盐水

在热力发电厂或生产蒸汽的工业锅炉房热力系统中，连续排污扩容器和定期排污扩容器是必不可少的热力设备。连续排污的作用是排除锅水中的盐分杂质，控制锅水的含盐浓度；而定期排污的作用主要是排除锅水中的松散沉淀物。排污水量因锅炉的吨位而异，一般连续排污水量不超过锅炉蒸发量的5%，定期排污水量不超过锅炉蒸发量的2%。这些排污水中含有大量的热量，但是因为排污水中的含盐浓度过高，无法再利用，只能排放掉。当排污水进入排污扩容器后，由于扩容降压作用，会产生大量的二次蒸汽，这部分蒸汽是纯净的，可以回收利用。采用喷射式混合加热器技术可以回收这部分蒸汽。通过计算可知，回收这部分蒸汽的节能效益还是十分可观的。