低温热管能量回收装置在纺织厂中的应用(1)bpkz

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1、低温热管管能量回回收装置置在纺织织厂中的的应用摘要：在在纺织行行业中，某某些工厂厂厂房为为保证工工艺及劳劳动保护护的要求求，需要要大量的的排风，为为此现行行标准规规范要求求这类厂厂房的空空调系统统应采用用直流式式空气调调节系统统。然而而在我国国北方地地区由于于冬季比比较寒冷冷，如果果机械地地遵照规规范执行行的话，一一方面会会造成环环境的热热污染，另另一方面面又会由由于巨大大的新风风加热量量而造成成极大的的能源浪浪费。我我通过在在有关工工程设计计中的一一个实例例，说明明了低温温热管的的应用在在这种能能源回收收中的显显著作用用，及该该应用在在相应领领域中广广泛的使使用前景景。关键词：焓值 饱和蒸蒸

2、汽 直直流式空空气调节节系统 新风量量 低温温热管1引言言：根据据采暖暖通风与与空气调调节设计计规范（GB50019-2003）中第6313条的要求，一些空气调节系统应采用直流式空气调节系统，即全新风系统，包括以下几种情况：（1） 夏季空气气调节系系统回风风焓值高高于室外外空气焓焓值；（2） 系统服务务的各空空气调节节区排风风量大于于按负荷荷计算出出的送风风量；（3） 室内散发发有害物物质，以以及防火火防爆等等要求不不允许空空气循环环使用；（4） 各空气调调节区采采用风机机盘管或或循环风风空气处处理机组组，集中中送新风风系统。如此看来来，在纺纺织行业业中，许许多车间间由于生生产工艺艺的要求求，

3、造成成车间内内的高热热高湿，甚甚至还可可能造成成车间内内弥漫着着对人体体有害的的气体，这这样就需需要大量量的排风风才能满满足车间间内的卫卫生要求求。在这这种车间间环境下下，空调调送风必必须采用用直流式式空气调调节系统统。而直直流式空空调系统统冬季所所需要的的新风加加热量，占占车间总总供热能能量的比比率是非非常高的的，同时时排风中中的余热热如不加加处理和和利用就就将成为为了一个个巨大的的能源浪浪费，同同时还会会造成对对环境的的热污染染。2举例例说明:下面，举举两个普普遍使用用的例子子说明这这个问题题。例1：印印染车间间：在印印染过程程中，对对纱或布布的处理理，是在在一定的的高温热热水和化化学药剂

4、剂混合的的条件下下在染纱纱锅内蒸蒸煮完成成的，所所以染纱纱锅内水水的加热热量、加加热温度度要求稳稳定可靠靠。染纱纱锅内的的热水一一般采用用的是00.6 MPaa或0.3 MMPa的的饱和蒸蒸汽,通通过直接接或间接接的方式式加热。在生产中中为了操操作方便便这些染染纱锅通通常处于于敞开状状态。有有些工厂厂在染纱纱锅上部部采用接接受式排排风罩，使使大量水水蒸气直直接排出出车间；而有些些工厂则则直接将将大量水水蒸气扩扩散到车车间环境境内，使使得车间间环境夏夏季焓值值远大于于室外空空气焓值值，这时时通常采采用墙上上安装轴轴流通风风机的方方式，将将高焓空空气直接接排出室室外，而而在冬季季，由于于这些水水蒸

5、气中中所含化化学药剂剂中有一一定的酸酸、碱成成分，不不宜回收收。为了了满足操操作工的的劳动保保护要求求，车间间内需要要采用直直流式空空气调节节系统，夏夏季送低低温风，冬冬季送干干热风。在在冬季当当室外温温度低于于18时，送送入车间间的空调调风就要要求采用用0.33 MPPa的饱饱和蒸汽汽进行加加热，耗耗热量很很大。在在北京地地区，一一个日染染色能力力将近110吨的的印染车车间，冬冬季送风风量大约约为每小小时3万万立方米米，送风风温度为为22，送风风加热采采用0.3 MMPa的的饱和蒸蒸汽，用用量为00.6TT/h；同时，为为防止排排风天窗窗因室内内外温差差而产生生凝结水水，需要要设置的的天窗排

6、排管，天天窗排管管所用的的热媒为为0.33 MPPa的饱饱和蒸汽汽量，用用量为00.1T/hh。而生生产工艺艺此时要要求的用用汽量为为0.33 MPPa的饱饱和蒸汽汽最大量量为0.4T/hh；0.6 MMPa的的饱和蒸蒸汽最大大量为88.4T/hh，平均均量为22.9TT/h。由由此可见见，冬季季直流式式空调系系统新风风加热所所需要的的蒸汽量量与整个个车间所所用蒸汽汽总量相相比，其其比值还还是很高高的。因因此，如如果将冬冬季散失失在车间间内的工工艺用蒸蒸汽余热热量进行行回收并并再利用用，就可可以满足足车间新新风加热热所需的的热量的的要求，减减少整个个车间所所用蒸汽汽总量。例2：粘粘胶短纤纤维的

7、纺纺练车间间：这种种生产车车间的工工艺流程程为纺丝丝牵伸切断精炼烘干打包。其其中，由由于生产产工艺的的需要，纺纺丝、牵牵伸工艺艺的浴液液中会挥挥发出大大量的CCS2、H2S气体体。尽管管设备尽尽量进行行了密封封，但在在运行过过程中，仍仍然会由由于操作作及密封封的问题题造成CCS2、H2S气体体的泄漏漏。为保保证车间间的空气气环境，纺纺丝车间间（包括括纺丝牵伸切断工工艺）、精精炼车间间（精炼炼）、烘烘干车间间（烘干干、打包包）内的的设备均均采用局局部排风风，同时时纺丝车车间、精精炼车间间还设有有全面排排风系统统，车间间内的总总排风量量远大于于按负荷荷计算的的送风量量，所以以空气调调节系统统只能采

8、采用直流流式系统统，造成成在冬季季新风加加热量很很大。以以某年产产两万吨吨粘胶短短纤维的的纺练车车间为例例，车间间内总的的新风加加热总量量大约为为28664kWW, 折折合0.3MPPa饱和和蒸汽量量为4.8T/h，同同时烘干干机采用用的是蒸蒸汽盘管管烘干纤纤维，所所用的蒸蒸汽为00.555MPaa的饱和和蒸汽，最最大量为为7 TT/h，设设备内的的排风机机将设备备内的湿湿空气直直接排出出室外，排排风温度度均在885900之间，造造成极大大的浪费费。由以上的的两个例例子可以以看到，目目前纺织织厂在生生产中设设备排风风的热量量浪费是是十分惊惊人的。回回收排风风中的热热量用于于冬季新新风加热热，将

9、可可能成为为纺织厂厂节能的的重要组组成部分分。3热管管的应用用实例：现在热热回收式式新风换换气机的的种类很很多，其其中用的的比较多多的是转转轮式全全热交换换机及低低温热管管式显热热回收装装置。前前者既可可以回收收显热又又可以回回收潜热热，后者者只可以以回收显显热，但但可以保保证新风风和排风风之间绝绝对不会会互相泄泄漏。相相比之下下低温热热管显热热回收装装置更适适合于纺纺织厂的的热量回回收过程程。低温热管管显热回回收装置置是通过过工质汽汽化、冷冷凝的过过程进行行热量的的交换，是是一种非非常理想想且有效效的热回回收装置置。31 热管的的换热原原理：热热管外壳壳采用的的是具有有良好导导热性能能及耐腐

10、腐蚀的铝铝合金管管制成，管管内经清清洗并抽抽真空后后注入一一定量的的工质，多多根热管管按一定定要求排排列后组组成管束束，称为为低温热热管设备备（以下下简称热热管）。热热管一端端为蒸发发区，工工质在蒸蒸发区受受热后吸吸收热量量汽化，汽汽化后的的工质向向另一端端即冷凝凝区流动动；进入入冷凝区区后，在在冷凝区区冷凝工工质液化化，放出出汽化潜潜热，液液化的工工质在毛毛细力和和重力的的作用下下回流到到受热区区受热再再汽化，这这样往复复循环，就就可以将将大量的的热量由由蒸发区区传到冷冷凝区。根根据回收收热量的的温度不不同，内内部充入入不同的的工质，以以保证具具有较高高的换热热效率。（如如图一、图图二所示示

11、，I蒸发区区，III冷凝区区）使用时热热管换热热器的管管束可以以垂直放放置（见见图一），也也可以斜斜置（见见图二）。前前者工质质只能作作单向流流动，即即回收热热量或冷冷量，其其特点是是，工质质流动通通畅，热热效率较较高；后后者可以以通过变变换热管管角度的的方式分分别进行行冷、热热量回收收。当进进行热量量回收时时，I为蒸发发区，III为冷冷凝区，此此时I区比III区向下下倾斜低低5o7 o；在在进行冷冷量回收收时，可可以将热热管转动动角度，此此时III为蒸发发区，II为冷凝凝区，III区比比I区向下下倾斜低低5 o7 o。这这样可以以使一套套热管设设备根据据不同的的情况，在在不同的的季节进进行不

12、同同的能量量回收，但但这样放放置由于于工质流流动速度度慢，会会对热回回收效率率有一定定的影响响。3.2 热管在在粘胶短短纤维纺纺练车间间空调设设计中的的应用：在某厂厂2万吨粘粘胶短纤纤维纺练练车间的的空调通通风设计计中，我我们采用用了一台台热管设设备，用用来回收收干燥机机排出的的废热。321冬季季新风所所需要的的加热量量：整个个纺练车车间需要要的新风风量为337万立立方米/小时，正正常情况况下配置置两套空空调系统统，即纺纺丝车间间配置一一套(KK-1)空调机机组，通通风量为为17万立立方米/小时；精练、干干燥、打打包配置置一套(K-22) 空空调机组组，通风风量为220万立立方米/小时。当当地

13、冬季季通风温温度为-3，车间间需要的的送风温温度为220，0.33MPaa饱和蒸蒸汽汽化化潜热为为21664.11kJ/kg。两两套空调调系统冬冬季所需需要的加加热蒸汽汽量分别别为：KK-1空空调机组组，加热热功率为为Q1为13116kWW，加热热所需要要的饱和和蒸汽量量G1为2.22T/hh；K-22空调机机组：加加热功率率为Q2为15548kkW，加加热所需需要的蒸蒸汽量GG2为2.6T/h；K-1、KK-2合计计需要的的加热量量28664kWW,折合合0.33MPaa饱和蒸蒸汽量为为4.88T/hh.。322 热热管回收收的热量量纺练车间间干燥工工段采用用0.555MPPa饱和和蒸汽经经

14、减压后后为0.45MMPa过过热蒸汽汽，对短短纤维进进行加热热烘干，排排风温度度可达到到8090。如果果直接将将高温空空气排出出室外，会会造成很很大的热热量浪费费。采用用热管，则则可以将将这部分分热量进进行一定定量的回回收利用用。某厂短纤纤维纺练练车间的的干燥工工段总共共4台干燥燥机，其其排风状状态参数数见表一一。表一干燥燥机排风风的空气气状态机号台数温度湿度排风量含湿量焓值%m3/hhg/kggkJ/kkgA28527140552114.51391B18727213552125.67423C19022140552112.92393混合排风风86.26635008119.3402可以看到到其总

15、排排风量为为635508 m3/h，混混合后的的排风温温度为886.88。为提提高回收收效率，将将热管垂垂直放置置，如图图三所示示。假设新风风入口温温度为TT1,出出口温度度为T22；排风风入口温温度为TT3,出出口温度度为T44；新风风量为VV1; 排风量量为V22。已知:TT1=3 T3=86.8 V11=V22=6335088 m33/h 根据设设计手册册上的热热管换热热效率及及阻力损损失曲线线选取热热管。取取风速为为3.77m/ss、片高高11mmm、片片距2.4mmm，排数数8排，由由此选择择热管型型号为KKLS-79-8-22.4。热热管效率率为666%，阻阻力损失失2355Pa，

16、垂垂直放置置。由&=(TT1T2)/(TT1TT3)1000%得T2=T1&(TT1T3)=30.66(386.8)=556.33T4=TT3&(TT1T3)=866.80.66(386.8)=227.55已知：227.55的饱和和含湿量量为244.6gg/kgg则经热热管排出出的凝结结水量为为：Dd=6335088 m33/h 1.22 kgg/m33(1119.33 g/kg24.6 gg/kgg)=77.2tt/h 热管系系统回收收的热量量为Q=1.2kgg/m33635508 m3/h1.001kJJ/kgg(566.33)36000=112688kW相当于00.3MMpa饱饱和蒸汽汽

17、量为GG=12268kkW /21664.11kJ/kg=0.66kg/s=22.111T/hh 由图四四中的曲曲线可以以看到，热热管作为为一种热热回收设设备，当当排风量量及参数数一定时时，它的的热回收收量也是是一定的的。由以上计计算结果果得出，回回收的112688kW的的热量，可可将20000000 mm3/h风量量温度提提高量为为DT=112688kW36000s(1.2kgg/m3320000000 m33/h1.001kJJ/kgg)=118.883;可以以将来33700000 m3/h风量量温度提提高量为为DT=112688kW36000s(1.2kgg/m3334000000 m3

18、3/h1.001kJJ/kgg)=111.008所以当我我们将热热管作为为K-11,K-2两套套机组的的新风加加热时，一一个冬季季里可使使用的时时间就比比同时用用于K-2机组组的新风风加热时时间长得得多，使使用效率率也会更更加明显显。以潍坊地地区为例例，这个个地方平平均低于于+5的天数数为1118天，而而底于+8的天数数为1443天。也也就是说说，若热热管同时时对K-1、K-22空调机机组的进进行新风风加热，一一个冬天天致少可可以使用用近1550天。若若只对KK-2空空调机组组的进行行新风加加热，一一个冬天天也可以以使用1120天左右右的时间间。其经经济效益益可以相相差255%(见图四四）。下

19、下面我们们可以把把热管的的效益作作一个经经济比较较。323 热热管回收收装置的的经济效效益：由由图五可可以看到到热回收收系统流流程示意意图。（1）热热管回收收系统所所增加的的设备投投资： A：热热管一台台13万元元。 B：一一台离心心通风机机4.55万元；一台轴轴流风机机0.55万元。C：多占占用车间间的面积积1055平方米米。按115000元/平方米米计算，总总计155.755万元。D：电容容量增加加量：电电费按00.5元元/度计算算。一台离心心通风机机所增容容量111kW; 一台台轴流风风机所增增容量111kWW。如果按一一年使用用120天计算算，多用用电量为为11kkW2y24hh/d1

20、20d/y=6633660度折合人民民币为6633660度0.55元/度=3.117万元元如果按一一年使用用1500天计算算，多用用电量为为11kkW2y24hh/d1500d/yy=7992000度折合人民民币为 792200度度0.55元/度=3.996万元元E:其它它费用110万元元。(2)若若只给KK-2机机组新风风加热：一年使使用120天。使使用热管管能量回回收系统统增加的的费用（设设备投资资+基建建费+电电费+其其它费用用）为446.992万元元。所回回收的热热量折合合成0.3MPPa饱和和蒸汽，每每年需要要66884吨。取取0.33MPaa饱和蒸蒸汽价格格为655元/吨吨，则每每

21、年节约约蒸汽的的费用为为43.4万元元，一年年多即可可收回投投资。该该装置可可正常运运行155年，收收回投资资后每年年仍然可可以节约约费用443.775万元元。(3)若若同时给给K-11、K-22机组新新风加热热：一年年使用1150天天。适用用热管能能量回收收系统增增加的费费用（设设备投资资+基建建费+电电费+其其它费用用）为447.771万元元。回收收的热量量折合成成0.33MPaa饱和蒸蒸汽，需需要83355.6吨。取取0.33MPaa饱和蒸蒸汽价格格为655元/吨吨，则蒸蒸汽的费费用为554.33万元，不不到1年即可可收回投投资。该该装置可可正常运运行155年，收收回投资资后每年年仍然可

22、可以节约约蒸汽的的费用550.334万元元。由此可见见，热管管热量回回收系统统节能效效果明显显，经济济效益可可观，具具有广泛泛的前景景。经过过几年的的运行，节节能效益益还是非非常明显显的，只只是在与与工艺设设备的配配合上，还还需要进进一步完完善。4 结结论：规规范是是经过广广泛的调调查研究究、吸取取有关的的科研成成果、总总结实践践经验的的综合产产物，是是一个设设计人员员所必须须遵守的的。在严严格遵守守规范的的前提下下，总结结经验、降降低能耗耗，则是是设计人人员需要要在实践践中不断断总结、研研究、开开发的一一个领域域。实际际上，在在这次新新规范发发布以前前的多少少年里，甚甚至是在在现在，这这类厂

23、房房的设计计一直都都是采取取的这种种直流式式系统的的空调方方式。尽尽管浪费费很大，也也曾想过过很多办办法，但但收效并并不是很很明显。热管作为为一种节节能产品品，经国国家有关关单位鉴鉴定已发发展为多多种定型型产品，已已经广泛泛应用于于食品、医医药、精精密仪器器制造、电电子仪表表、冶金金、化工工等领域域，节能能效果显显著，取取得了明明显的经经济效益益。这次次通过对对某厂粘粘胶短纤纤维纺练练车间空空调设计计的计算算和比较较，同样样可以看看到其在在纺织、化化纤工业业空调设设计中使使用前景景同样是是十分广广阔的。采采用热管管方法回回收废热热也是比比较现实实的，在在节能和和经济效效益方面面都具有有十分重重要的意意义和广广泛的前前景。参考文献献1、采采暖通风风与空气气调节设设计规范范（GGB5000199-20003）北北京：中中国计划划出版社社2、陆耀耀庆.采采暖通风风设计手手册北北京：中中国建筑筑工业出出版社