餘熱回收

餘熱是指受歷史、技術、理念等的局限性，在已投運的工業耗能裝置中，原始設計未被合理利用的顯熱和潛熱。

基本介紹

• 中文名：餘熱回收技術
• 外文名：Waste Heat Recovery Technology
• 學科：工科

回收意義

餘熱是指受歷史、技術、理念等因素的局限性，在已投運的工業企業耗能裝置中，原始設計未被合理利用的顯熱和潛熱。它包括高溫廢氣餘熱、冷卻介質餘熱、廢汽廢水餘熱、高溫產品和爐渣餘熱、化學反應餘熱、可燃廢氣廢液和廢料餘熱等。根據調查，各行業的餘熱總資源約占其燃料消耗總量的17%~67%，可回收利用的餘熱資源約為餘熱總資源的60%。

基本結構

定型機主要有五部分組成，包括上料部分、整緯器、鏈條、烘箱體及落布卷布裝置。另外有化料系統及油爐加熱系統。

1.上料部分

結構較為簡單，由料槽和軋輥組成，布進入料槽內，帶上化工料，然後經軋輥將多餘的化工料壓榨乾淨。因此，布所帶上的化工料非常均勻，這是獲得高質量定型布的先決條件。

這裡所要注意的是要經常留意軋輥左右兩側的壓力是否一致，否則，壓力小的一側上料較多，而壓力大的一側上料少，布就會出現左右不一致等的質量問題。

2.整緯器

現定型機上所配置的整緯器為Mahlo RFMC94H型光電整緯器，Mahlo光電整緯器上有四套感應器，每套感應器包括發光和感光兩部分，可通過光電效應出布的緯斜。而動作部分採用液壓系統，當緯斜大小的信號傳回控制主機板時，控制主機板便會發出指令，驅動液壓系統，使曲輥或直輥作相應的角度調整，從而可糾正緯斜。具體是：當布中心與兩邊有差異時，曲輥會動作;而左邊與右邊有差異時，直輥會動作。

3. 鏈條部分

定型機上布的拉幅由鏈條產生。定型機的鏈條由靠近落布處的大功率電機傳動，鏈條上裝有針板，布進入鏈條時，由壓布輪上的毛刷輪將布壓在針板上的小針上，布即可在兩列鏈條的傳動下進入烘箱內。這種定型機的鏈條同別的定型機有所不同，它可以分別控制每段針鋏的拉伸，從而做出好的效果，而有些定型機，不能調節每段針鋏，只能調成長方形或梯形。

4. 烘箱體

定型機一般有八組烘箱，空氣在循環風扇的鼓吹作用下，不斷由星形的噴氣架上的細孔噴在布面上。熱風接觸濕布後，溫度下降而濕度升高，並從星形噴氣架上的大孔排走，經過過濾網，再由熱交換器升溫後不斷循環使用。熱交換器位於過濾網的下方，採用的熱煤體是熱油，熱交換器上具有許多很薄的散熱片可產生高效的熱交換。

5. 落布及卷布裝置

定型機可根據生產需要採用擺布式或卷布式兩種出布方式。兩種方式都是通過電機帶動鏈傳動。當採用卷布方式出布時，對布的張力穩定性要求較高，布需穿過一條由氣唧控制的張力調節導輥。而採用擺布式落布的，布無須經過張力調節輥而改穿一條固定的導輥。

產品結構

組成

熱管+箱體。熱管材料分為鐵翅片熱管與銅翅片熱管兩種

熱管原理

重力熱管是依靠其內部工質在一個抽成一定的真空的封閉殼體中循環相變而傳遞熱量的裝置。其工作原理是：當熱量自高溫熱源傳入熱管時，處於熱管加熱段內的工質隨即被激活，吸熱汽化變成蒸汽(汽化段)，蒸汽瞬間流向熱管另一端(傳輸段)，到達另一端時遇冷放出潛熱後凝結成液體(冷凝段)，冷凝液體經傳輸段回流到汽化段，循環相變而實現熱量傳遞。

重力熱管的超強導熱係數是一般金屬的萬倍左右，換熱效率高達98%以上，是任何一種普通熱交換器無法達到的。

箱體

廢氣餘熱回收設備的外箱體由鈑金件拼裝而成，其結構便於維修與清理;箱體體積小，便於安裝。

分類

按使用情況分類可分為：常用型，測試型

測試型與常用型的不同點在於，測試型在功能上多了便於測試這一項。

按內部排布熱管分類：全翅片排列為A型，半翅片排列為B型，全翅片和半翅片各半且交叉排列為C型。

型號確定

常用型：HLEQ-20LD-A、HLEQ-25LD-A(鐵管)

HLEQ-20LD-B、HLEQ-25LD-B(鐵管)

HLEQ-20LD-C、HLEQ-25LD-C(鐵管)

測試型：HLEQ-20LD-A、HLEQ-25LD-A(鐵管)

HLEQ-20LD-B、HLEQ-25LD-B(鐵管)

HLEQ-20LD-C、HLEQ-25LD-C(鐵管)

套用

餘熱回收設備套用領域為紡織印染行業定型機和塗層機。

熱定型機或塗層機是利用高溫的空氣對紡織物進行乾燥和整理使產品定型。一般熱定型機內生產所需的空氣溫度約為200度左右，同時要不斷引入新鮮空氣並排出污濁的廢氣。為順利進行生產熱定型機需用風機不斷引入新鮮空氣並排出一部分的廢氣，該廢氣的溫度一般也能達到140到180度左右。該部分廢氣被直接排入大氣中，既浪費了能源又污染了環境。

廢氣餘熱回收裝置就是提取熱定型機排出的廢氣能量來加熱定型機所需新鮮空氣進氣溫度，達到降低廢氣的排放溫度和節約熱定型機能源的目的。

與其他型式的換熱器相比，有以下特點：

a 、傳熱性能高。尤其對氣-氣熱管換熱器，更能顯示出它的優點。

b 、傳熱平均溫差大。冷、熱流體的通道布置方便，流向可以布置成單純的逆流形式。

c 、結構緊湊。每根熱管的傳熱能力也大，可以用較少熱管數目保證熱量的傳遞。

d 、布置靈活。熱管可以作為通用的傳熱元件，用改變熱管根數的方法任意組合。

e、工作安全可靠。每根熱管是獨立的傳熱元件，可以單獨進行更換，不影響整個換熱裝置的正常工作。

定型機

單節定型機

◎定型機工作原理

將未定型布匹由剝邊器平幅送入機器，機器自動將布幅兩端掛接在針板上，針板兩端隨機械運行牽帶步幅進入烘箱，烘箱由電加熱，風機鼓風，經過連續的幾個不同溫段的恆溫烘箱，進到尾端經過冷卻去靜電後，擺幅落入布車，就得到挺括、美觀的布匹了。拉幅定型一般用來給滌綸等化纖產品使用。

◎定型機的目的和原理

目的：通過浸軋各種染化料進行柔軟、硬挺、防滑、拉幅及樹脂等整理，來改善織物的手感、滑移、顏色、幅寬、強力、外觀等.對非純棉品種，還可以起到穩定尺寸的作用。

原理：布在料槽浸上化工料，被軋輥均勻壓榨後，進入烘箱。布經過烘箱時就會在高溫熱風作用下烘乾定型，經過定型後的布具有良好的手感及穩定的尺寸。

回用途徑

餘熱的回收利用途徑很多。一般說來，綜合利用餘熱最好，其次是直接利用，再次是間接利用（如餘熱發電）。綜合利用就是根據餘熱的品質，按照溫度高低順序不同按階梯利用，品質高的可以用於生產工藝或餘熱發電；中等的（120度-160度）可以採用氨水吸收製冷設備來製取-30度到5度的冷量，用於空調或工業；低溫的可以用來制熱或利用吸收式熱泵來提高熱量的數量或溫度供生產和生活使用。

1、餘熱蒸汽的合理利用順序是：

①動力供熱聯合使用；②發電供熱聯合使用；③生產工藝使用；④利用汽輪機發電或直接替代電機驅動機泵；⑤生活用;⑥利用餘熱吸收製冷設備，實現熱、電、冷聯產。

2、餘熱熱水的合理利用順序是：

①供生產工藝常年使用；②返回鍋爐及發電使用；③生活用。

3、餘熱空氣的合理利用順序是：

①生產用；②暖通空調用；③動力用；④發電用。

套用領域

1、在化工行業中的套用：

（1）小合成氨上、下行煤氣餘熱回收

（2）中合成氨上、下行煤氣餘熱回收

（3）合成氨吹風氣燃燒的餘熱回收

（4）合成氨一段爐煙氣餘熱回收

（5）30萬噸/年合成氨二段轉化爐餘熱回收

2、在硫酸工業中的套用：

（1）在硫酸生產沸騰焙燒爐沸騰層內的餘熱回收；一個年產10萬噸硫酸的工廠可回收5.5萬噸蒸汽；

（2）從沸騰中出來的SO2高溫爐氣中回收餘熱；一個年產10萬噸硫酸的工廠可回收10.5萬噸蒸汽，可發電價值約600萬元；

（3）在鹽酸、硝酸爐的套用：基本同(2)；

3、在石油化工中的套用：

（1）烴類熱解爐中的餘熱回收；（工作溫度約750~900℃）

（2）乙苯脫氫反應器中的餘熱回收；

（3）環己醇脫氫化學反應器中的餘熱回收；

（4）催化、裂化再生取熱器中的餘熱回收；

（5）其它各種加熱爐中的餘熱回收；

4、在建材工業中的套用：

（1）在高嶺土噴霧乾燥熱風爐中的餘熱回收；

（2）玻璃窯爐中的餘熱回收；

（3）水泥窯爐中的餘熱回收；

（4）各種陶瓷倒燃爐及隧道窯中的餘熱回收；

5、在冶金工業中的套用：

（1）軋鋼連續加熱和均熱爐中的餘熱回收；

（2）坯件加熱爐中的餘熱回收；

（3）線材退火爐中的餘熱回收；

（4）燒結機中的餘熱回收；以一台180M2的燒結機為例，可回收蒸汽量達10~22噸/小時。

寶冶餘熱回收

設備利用方式

1、熱管餘熱回收器

熱管餘熱回收器即是利用熱管的高效傳熱特性及其環境適應性製造的換熱裝置，主要套用於工業節能領域，可廣泛回收存在於氣態、液態、固態介質中的廢棄熱源。按照熱流體和冷流體的狀態，熱管餘熱回收器可分為：氣—氣式、氣-汽式、氣—液式、液—液式、液—氣式。按照回收器的結構形式可分為：整體式、分離式和組合式。

2、間壁式換熱器

換熱器是化工,石油,動力,食品及其它許多工業部門的通用設備,在生產中占有重要地位.在化工生產中換熱器可作為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發器和再沸器等,套用更加廣泛。換熱器種類很多,但根據冷、熱流體熱量交換的原理和方式基本上可分三大類即：間壁式、混合式和蓄熱式。在三類換熱器中,間壁式換熱器套用最多。常見間壁式換熱器如：冷卻塔(或稱冷水塔) 、氣體洗滌塔(或稱洗滌塔) 、噴射式熱交換器 、混合式冷凝器 。

3、蓄熱式換熱器

蓄熱式換熱器用於進行蓄熱式換熱的設備，一般用於對介質混合要求比較低的場合。換熱器內裝固體填充物，用以貯蓄熱量。一般用耐火磚等砌成火格子（有時用金屬波形帶等）。

蓄熱式換熱分兩個階段進行。第一階段，熱氣體通過火格子，將熱量傳給火格子而貯蓄起來。第二階段，冷氣體通過火格子，接受火格子所儲蓄的熱量而被加熱。這兩個階段交替進行。通常用兩個蓄熱器交替使用，即當熱氣體進入一器時，冷氣體進入另一器。常用於冶金工業，如煉鋼平爐的蓄熱室。也用於化學工業，如煤氣爐中的空氣預熱器或燃燒室，人造石油廠中的蓄熱式裂化爐。

4、節能陶瓷換熱器

陶瓷換熱器是一種新型的換熱設備，在高溫或腐蝕環境下取代了傳統的金屬換熱設備。用它的特殊材質——SIC質，把窯爐原來用的冷空氣變成了熱空氣來達到餘熱回收的目的。由於其可長期在濃硫酸、鹽酸和鹼性氣、液體中長期使用。抗氧化，耐熱震，高溫強度高，抗氧化性能好，使用壽命長。熱攻工業窯爐。把換取的熱風作為助燃風送進窯爐與燃氣形成混合氣進行燃燒，可節能25%-45%，甚至更多的能源。

5、噴射式混合加熱器

噴射式混合加熱器是射流技術在傳熱領域的套用，噴射式混合加熱器是通過汽、水兩相流體的直接混合來生產熱水的設備。噴射式混合加熱器具有傳換效率高，噪音低（可達到65dB以下），體積小，安裝簡單，運行可靠，投資少。利用噴射式混合加熱器回收發電廠、造紙廠、化工廠的餘熱， 加熱採暖循環水

噴射式混合加熱器特別適合於在供熱面積不超過6萬平方米的中小型供暖系統中使用，取代表面式加熱器的功能。根據熱源的條件不同，加熱水的溫度可以提高20℃～50℃。如果要求水的溫升較大，也可以採用兩級噴射式混合加熱器串聯布置使用。

常見故障處理

廢氣成分

餘熱回收設備中的廢煙氣中往往含有二氧化硫等成分，遇到蒸汽或水分會形成亞硫酸物質對管板和焊縫產生腐蝕，造成管板或焊縫處的滲漏現象，嚴重影響企業的連續化生產要求。針對上述問題，傳統的氬弧焊等方法維修周期長，費用高，而且維修後使用年限往往較短，修復效果難以達到理想效果。可以採用高分子複合材料現場進行餘熱回收器的管板防腐保護，套用較好的有阿姆可（科貝3015-AL）耐高溫高分子複合材料含有無機陶瓷的水基塗層。材料有極好的耐熱衝擊，抗氧化，耐化學腐蝕的性能，耐溫可高達1200℉（648℃），這種材料可以粘附於鍋爐，熔爐，旋轉煅燒爐，乾燥爐，煙囪及其它高溫結構的鋼鐵和耐火材料上。可延長設備壽命，降低能耗，提高生產率。因此，可以很好的完成煙氣餘熱回收器的防腐保護。

印染定型機運行時排放的廢氣不僅含有大量煙塵，同時還有聚苯類有機物、印染助劑、油等多種成分，每台定型機一般排放顆粒物150—250mg/m3、油煙40—80mg/m3。所排放的油、煙、塵對人類身體健康和環境具有很大危害，定型機廢氣排放引起的污染問題也變得越來越尖銳。

油：來源於織物的性質和上道工序，如定型化纖品時廢氣中含有大量油霧，而純棉織物的廢氣中含油量很低;

塵：來自於織物上的纖維及可燃粉塵;

煙：固體顆粒物;

印染助劑：目前我國紡織助劑的年產量為26萬～28萬噸，其中前處理劑約7.4萬～7.7萬噸，有淨洗劑、滲透劑、油劑、精練劑和穩定劑等約300個品種;印染助劑約11.8萬～11.2萬噸，有勻染劑、消泡劑、拉開粉、促染劑、乳化劑、分散劑、粘合劑、固色劑、螢光增白劑和保險粉等約600個品種;後整理劑約6.8萬～7.1萬噸，有抗靜電劑、柔軟劑、樹脂整理劑、防水劑和塗層劑等5個品種。

利用方式

1、 直接供熱式採暖系統

用蒸汽加熱採暖循環水後直接向用戶供熱，這種供熱方式稱為直接供熱。直接供熱方式的供水壓力較低，一般不超過0.6MPa，這種方式適用於供熱面積較小的採暖系統。

2、 間接供熱式採暖系統

間接供熱式採暖系統是將供熱系統分為兩個循環迴路，分別稱為一次網和二次網，通過換熱站內的表面式換熱器將兩個循環迴路聯繫在一起。高溫水在一次網中循環，低溫水在二次網中循環，高溫水通過表面式換熱器加熱低溫水。噴射式混合加熱器的主要作用是代替表面式汽—水換熱器，完成蒸汽加熱水的換熱過程。這樣可以省去一套管理麻煩的凝結水回收系統，而且占用空間小，不需要維護，投資僅為表面式汽水換熱器的1/5，所以具有明顯的使用優勢。

3、回收凝結水產生的閃蒸汽

在需要蒸汽加熱的工業生產過程中，經常會產生大量的凝結水，凝結水在冷卻過程中，又會產生一定量的閃蒸汽。以前這部分低壓蒸汽因為回收困難或回收成本高，經常是放散，浪費了大量的能源。在能源日益短缺的形勢下，節能越來越受到企業的重視。對於生產企業來說，節流比開源更重要，節能就是創造效益，採用噴射式汽水混合加熱器技術可以回收這部分廢蒸汽。儘管回收廢蒸汽的方法不止一種，但此方法投資小，熱能利用率高，套用比較廣泛。此方法是用廢蒸汽來加熱水，然後供給工業生產或生活使用。採用噴射式混合加熱器回收廢蒸汽的熱力系統。

4、 利用定排、連排水產生的二次蒸汽加熱除鹽水

在熱力發電廠或生產蒸汽的工業鍋爐房熱力系統中，連續排污擴容器和定期排污擴容器是必不可少的熱力設備。連續排污的作用是排除鍋水中的鹽分雜質，控制鍋水的含鹽濃度；而定期排污的作用主要是排除鍋水中的鬆散沉澱物。排污水量因鍋爐的噸位而異，一般連續排污水量不超過鍋爐蒸發量的5%，定期排污水量不超過鍋爐蒸發量的2%。這些排污水中含有大量的熱量，但是因為排污水中的含鹽濃度過高，無法再利用，只能排放掉。當排污水進入排污擴容器後，由於擴容降壓作用，會產生大量的二次蒸汽，這部分蒸汽是純淨的，可以回收利用。採用噴射式混合加熱器技術可以回收這部分蒸汽。通過計算可知，回收這部分蒸汽的節能效益還是十分可觀的。