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造紙廠排風余熱的優化應用

2020-05-09 10:45:34

干燥紙頁后的濕熱空氣,含有大量熱能,雖然大都經過一個熱回收裝置回收余熱后,再排放到外部環境中去,但排放溫度仍然較高。人們想方設法地回收紙廠廢水、廢氣中的余熱,但是由于這些能源品味偏低、回收經濟效益不高、在紙廠中找不到合適的用能場所,所以造紙廠的余熱還有很大一部分被浪費了。

余熱回收

當前紙廠典型的余熱回收方式


1.紙機干燥部密閉氣罩排風余熱回收


一般為兩級回收,如圖所示,氣氣熱交換器給氣罩進風預熱、汽水熱交換器給紙廠清水加熱。




2. 涂布機熱風/紅外干燥器余熱回收


濟南余熱回收涂布機熱風干燥器干燥紙頁后,熱風干燥器排風溫度約為325℃,濕度約為300——350g/kg干空氣,經過氣/氣熱交換器預熱進風后,溫度仍然高達200——250℃,含有大量熱能。如圖所示。


濟南余熱回收設備


3. 衛生紙機揚克烘缸熱風干燥器余熱回收


衛生紙機揚克缸熱風干燥系統排風,通過換熱器給新鮮風預熱后,排風溫度往往還高達230℃以上,濕度約為300——500g/kg干空氣,熱品味中等?;厥盏臒崃客ǔ閺S房通風提供熱量,但這樣只能利用其中很小一部分熱量,大部分的能量直接排空。如圖所示。




既有熱風回收情況的分析


以上方案都是利用排風余熱通過氣/氣換熱器、氣/水換熱器給工藝用風、工藝用水預熱,簡而言之,就是利用排風余熱作為熱源給介質加熱。


如涂布機熱風干燥器排風余熱、衛生紙機楊克缸熱風干燥器排風余熱等,數量雖大,但品味又不太高,目前在紙廠還沒找到需求,只好散發到環境中去。


優化方案的技術


冷量一般是通過壓縮機制冷,由電能轉化而來。對于冷量而言,還可以吸收式制冷,由熱能轉化。從能量利用的效率來說,由熱能轉化比由電能轉化效率更高,而且,紙廠里恰巧存在大量的,還沒有找到合適用途的中低品質余熱,這部分余熱可以用來通過溴化鋰制冷技術轉化成冷量,從而可以節省高品位的電能。


紙廠內需要用冷的地方主要有兩類:空調系統、工藝低溫水系統(主要是施膠或涂布工作站及其它一些需要用冷的設備使用)。


1.空調系統


余熱回收設備廠家幾乎所有的現代化紙廠都需要用到空調,來保障電器設備的安全運行以及滿足人們對工作環境的改善。


2.低溫水系統


在紙廠中低溫水的使用范圍很小,一般而言,配備施膠或涂布的紙機都需要用到低溫冷凍水。其主要包括:涂料制備車間冷凍水系統、涂料工作站桶槽夾層冷凍水供水系統(working station feed tank)、涂布機涂布頭夾層冷凍水供應系統,如圖6所示。


由于涂料制備系統和涂布機是兩個不同的系統,由不同的供貨商提供,一般紙廠都有兩套以上壓縮制冷系統,不僅消耗大量電力而且投資巨大。


余熱回收廠家


本方案回收余熱的方法:先將熱風通過換熱設備,如熱管,轉化為一定溫度的熱水(一般85℃以上),然后將這些熱水通入溴化鋰制冷設備,回收熱水中可以利用的余熱,部分或全部替代當前所用的壓縮制冷裝置,制取低溫水,供空調及工藝使用,從而節省大量電力。


經濟效益分析


1. 涂布紙機熱風干燥器排風余熱制冷量計算


通過計算可知,一臺涂布機熱風干燥器排風余熱中,每小時可以回收的熱量為7994836.9kJ/h,這些熱量若用來制冷,制冷量為1776.6kW(6395869.5kJ/h)。


2.衛生紙機熱風干燥器排風余熱制冷量計算


通過計算可知,這臺衛生紙機楊克缸熱風氣罩排風余熱中,每小時可以回收的熱量為10734377.5kJ/h,這些熱量若用來制冷,制冷量為2385.4kW(8587502kJ/h)。


這種余熱回收的方式,對于已運行的紙廠,可以與現有制冷系統聯合使用,極大地減少了用電;對于新建紙廠,還可以節省電制冷設備的投資,同時對于有生活設施的工廠(如食堂、宿舍、招待所)也可以提供冷源,節約空調系統的投資及其運行費用。同時,在冬天,冷量需求量減少的情況下,本系統制取的熱水也可以作為熱源使用,給紙漿、工藝用水、生活用水等加熱,還可以給廠房通風加熱甚至還可以給電廠鍋爐補水、入爐風預熱等使用。


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