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一、項目需求
本項目為干燥機廢氣熱回收項目,采用氣氣熱回收和空氣能熱泵的方式對干燥機廢氣進行熱回收,達到節能減排的目的。
二、熱負荷計算及選型
烘干系統擁有8個排氣風口和8個新風風口,根據工況不同,排風量從7000到13000m3/h不等,排風溫度普遍再50度和60度左右。新風從4000到12000m3/h不等,溫度以25攝氏度計。
本次熱回收的基本原理是使用烘干廢氣的余熱來加熱新風,提高新風的進風溫度,以此來減少加熱新風到指定溫度所需要的蒸汽用量,達到節能減排的目的。烘干廢氣經過匯總后并管抽出室外,因現場安裝空間很狹窄,沒法在總管上做熱回收,決定在8支管上分別加裝一套熱回收裝置,且新風口距離排風口較近,安裝起來相對方便。以下優先討論氣氣換熱模式的熱回收方式。
考慮到廢氣含有一定量的雜質粉塵,在廢氣口增加一套初效過濾裝置,并設置成便于維護清潔的結構,方便定期對換熱器進行粉塵清潔,使換熱器的換熱效率始終得到大化保障。此外,為了能在維護設備期間盡量不影響生產,廢氣進入換熱器前增加三通手動風閥結構,在換熱器需要維護保養的時候手動切換廢氣從原有管道排出,保障生產的同時也增加了系統安全性。
單一路廢氣風量以9000m3/h計算,取多通道平均值。單路換熱能力約40KW,合計8路每小時約換熱300KW。為了進一步提高新風的進風溫度,我方設計增加一套空氣能熱泵作為二級回收器,將已經換熱降溫后的廢氣繼續進入空氣能熱泵被二次吸收熱量,同時將已經換熱升溫后的新風繼續進入空氣能熱泵被二次加熱升溫,以達到熱量大化利用,且因為廢氣里的熱量遠超新風所需熱量,主要是濕度帶來的潛熱比較大,所以二次降溫后的廢氣溫度不會有太大變化,但是濕度會大大降低,釋放出足夠的相變潛熱,以供應新風的二次升溫所需。
我們建議將二次升溫的新風溫度從40度升溫到60度,預期產熱65KW,機組能耗20KW。兩套熱回收設備耦合后,新風從25度二級升溫到60度,合計熱回收能量超過100KW(均以9000風量中位值計算),8套獨立系統大的13000風量,小的7000風量,均在9000風量的數據左右合理偏移,設計造價估算以9000風量的設備估算8套。
8路合計約800KW/h的熱回收量,換算成天然氣,則每小時節約人氣80方左右。每天工作20小時,每年工作320天,燃氣以4元/m3價格計算,全年節約費用約200萬元,投資回報期1.5年。
三、廢氣余熱回收器系統原理
氣氣板式熱交換器為空氣與空氣通過導熱平板進行熱傳導的熱交換器。利用熱風的能量預處理冷風同時降低熱風的溫度,從而達到能量回收的目的。熱風與冷風由導熱平板完全分開,避免交叉污染,確??諝獾臐崈簟8鶕崞桨宓牟牧峡煞譃轱@熱交換和全熱交換,根據空氣流道不同可分為叉流型、逆流型和交叉逆流型,效果依次遞增。
以兩股氣流存在溫濕度差時,就會發生濕熱傳遞為原理而運行。新風和排風完全分開,避免了任何氣味和水分的傳遞,兩股空氣交叉進入板式換熱器,新風和排風的能量通過平板進行熱交換,即溫度由較熱的一側傳遞到較冷的一側,濕度由較大一側傳遞到較小一側,從而實現回收排風中的能量。
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