對(duì)直燃式燃燒設(shè)備的節(jié)能分析

張樟軍

（紹興縣中國(guó)輕紡城管道燃?xì)庥邢薰?，浙?紹興 312030）

1 概述

定型機(jī)是印染企業(yè)能耗最大的高溫設(shè)備之一，也是印染廠必備的關(guān)鍵設(shè)備，合纖織物在染整加工中要清除鄒痕，降低收縮，穩(wěn)定織物尺寸，提高染色性能，改變手感，提高彈性，改變織物起毛球要經(jīng)過(guò)熱定型工序。因此熱定型機(jī)的節(jié)能問(wèn)題受到各制造廠和使用廠的關(guān)注，并采取了各種各樣的措施，天然氣是目前世界上一種最清潔的燃料，它燃燒充分，熱效率高，對(duì)大氣污染又低，有很好的環(huán)保性能?，F(xiàn)向大家介紹一種在定型機(jī)中用天然氣直接燃燒加熱取代導(dǎo)熱油鍋爐供熱的方法和節(jié)能效果分析。

2 兩種加熱方式使用能源效率分析

導(dǎo)熱油間接加熱法熱效率：用燃煤（或熱油）鍋爐進(jìn)行加熱，使導(dǎo)熱油（熱媒）加熱導(dǎo)270℃左右，然后經(jīng)過(guò)熱媒管道輸送到定型機(jī)內(nèi)的熱交換器，再由熱交換器吧循環(huán)風(fēng)加熱到設(shè)定溫度。此種加熱方式屬于多環(huán)節(jié)間接加熱，換熱過(guò)程多，熱量損失大。

2.1 定型機(jī)導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的主要熱損失有以一下幾點(diǎn)：

熱媒鍋爐效率的熱損失：現(xiàn)有在用鍋爐，一般回油溫度為：255℃，出油溫度為：270℃，提升導(dǎo)熱油溫度：15℃。導(dǎo)熱油鍋爐尾部排煙溫度為：250-290℃，因此鍋爐熱效率一般在：55-75℃，鍋爐熱損失為：25-45%。

熱媒管路散熱損失：所有導(dǎo)熱油管路外層大都使用巖棉材料保溫，含閥件及彎頭，保溫效率約：93%，管路散熱損失約為：7%。

間隙使用的鍋爐冷啟動(dòng)加熱損耗。

導(dǎo)熱油鍋爐供熱系統(tǒng)不管開(kāi)幾臺(tái)定型機(jī)都必須開(kāi)啟導(dǎo)熱油鍋爐，使得的負(fù)荷不穩(wěn)2.2天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)熱效率：天然氣直燃熱風(fēng)加熱技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

不需要借助導(dǎo)熱油作為熱媒進(jìn)行二次間接加熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，是天然氣在定型機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱量直接加熱循環(huán)風(fēng)，由循環(huán)風(fēng)溫度控制燃燒機(jī)火焰大小。定型機(jī)烘箱熱風(fēng)溫度控制精度高，好達(dá)到±1℃，使能源的利用率達(dá)到最佳狀態(tài)。直燃方式熱風(fēng)溫度比用導(dǎo)熱油高出很多，水汽不易冷凝，相應(yīng)降低了循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。排氣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低，使排出的熱量損失也相應(yīng)降低不少，從而降低了能耗。

天然氣直接在燃燒室內(nèi)燃燒，能充分吸收燃燒室內(nèi)空氣中的水分，有利于產(chǎn)品質(zhì)量，并能相應(yīng)提高設(shè)備運(yùn)行速度。天然氣直燃熱風(fēng)加熱技術(shù)可以按需使用，實(shí)現(xiàn)一對(duì)一單獨(dú)控制。

天然氣直燃熱風(fēng)加熱方式的熱效率可達(dá)到95%以上，一般瓦斯燃燒機(jī)燃燒效率約為97%，燃燒損失為3%，系統(tǒng)整體效率可達(dá)到92%以上。

3 改造技術(shù)方案

3.1 設(shè)備的拆除

首先將油管內(nèi)的導(dǎo)熱油排除干凈，然后拆卸內(nèi)部的導(dǎo)熱油管及散熱器片。自導(dǎo)熱油閥以上的導(dǎo)熱油管是否留在定型機(jī)內(nèi)由用戶確定，所有導(dǎo)熱油的排除、導(dǎo)熱油管和散熱器片的拆除及放置由用戶負(fù)責(zé)，期間改造方必須安排技術(shù)人員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。

3.2 改裝燃燒室

在每節(jié)箱體內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，并加裝一個(gè)燃燒筒，采用SUS310不銹鋼制作，還要加裝隔熱板，使得熱空氣充分對(duì)流，確保室內(nèi)溫度均衡和升溫的速度。在每節(jié)箱體側(cè)面改裝一個(gè)可安裝燃燒器的爐口，改裝后保證定型機(jī)的外觀和整體保溫效果良好。

3.3 燃燒系統(tǒng)的安裝

安裝專業(yè)燃燒器，要保證整體外觀的視覺(jué)效果。依據(jù)燃燒系統(tǒng)配管圖進(jìn)行燃?xì)庀到y(tǒng)設(shè)備的安裝，并與燃?xì)庵鞴艿缹?duì)接，同時(shí)也要保證整體外觀的視覺(jué)效果。定型機(jī)兩側(cè)主管道的鋪設(shè)，由燃?xì)饨?jīng)營(yíng)單位負(fù)責(zé)安裝。

3.4 電氣系統(tǒng)

燃燒器控制系統(tǒng)可采用應(yīng)具備以下功能：自動(dòng)吹掃、自動(dòng)點(diǎn)火、火焰安全檢測(cè)、自動(dòng)控溫、故障報(bào)警以及燃?xì)獾蛪罕Ｗo(hù)、助燃空氣開(kāi)關(guān)保護(hù)。確保運(yùn)行中的安全、可靠、穩(wěn)定。

將燃燒器的電控、預(yù)警及操作系統(tǒng)全部與設(shè)備原有系統(tǒng)連接，連鎖功能保護(hù)，并加裝控制面板，在統(tǒng)一操作平臺(tái)上完成，簡(jiǎn)捷、方便。

改造后要求確保燃燒器與機(jī)臺(tái)，排煙，布邊脫離，熱循環(huán)風(fēng)機(jī)故障時(shí)連動(dòng)控制正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保證布料在運(yùn)行中不會(huì)燒壞或手感不好。

3.5 調(diào)試與培訓(xùn)

具備通電、氣等調(diào)試條件后，由專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)設(shè)備冷、熱態(tài)調(diào)試。

調(diào)試過(guò)程中，要達(dá)到用戶的工藝要求，確保系統(tǒng)安全性，穩(wěn)定性可靠，節(jié)能、環(huán)保。

專業(yè)技術(shù)人員有義務(wù)的對(duì)用戶廠各類人員，包括工程技術(shù)、管理人員、操作工、設(shè)備管理及維護(hù)人員、電控管理及維護(hù)人員進(jìn)行有計(jì)劃的技術(shù)培訓(xùn)，受訓(xùn)人員要達(dá)到能獨(dú)立熟練掌握各崗位的基本操作技能和維修設(shè)備的能力，確保設(shè)備正常運(yùn)行。技術(shù)培訓(xùn)貫穿項(xiàng)目實(shí)施全過(guò)程（設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)）。

4 燃燒器的選擇

目前可供使用的燃燒器的種類很多，用于定型機(jī)的燃燒機(jī)一般配備直燃燃燒機(jī)（槍式比例調(diào)節(jié)）和直燃熱風(fēng)燃燒機(jī)（線性比例調(diào)節(jié)），具體選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

4.1 選擇時(shí)應(yīng)選用寬調(diào)節(jié)比，一般大于15：1，溫度控制更精確，更節(jié)能。

4.2 要求燃燒器具備獨(dú)特穩(wěn)焰方式和空氣／燃?xì)鈨?nèi)混線性混合方式使其混合更好，火焰更短且有效的防止錯(cuò)流，同時(shí)使煙氣排放更環(huán)保。

4.3 外形緊湊，少占空間，安裝簡(jiǎn)單。能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制及有關(guān)運(yùn)行參數(shù)的數(shù)顯監(jiān)控。

5 改造前后節(jié)能效果比較

我們以一臺(tái)8箱拉幅定型機(jī)技術(shù)改造，以天然氣直接加熱循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)替代傳統(tǒng)導(dǎo)熱油加熱循環(huán)風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能效果情況進(jìn)行比較，一臺(tái)8箱的拉幅定型機(jī)烘箱，熱風(fēng)溫度設(shè)定要求140-220℃，每小時(shí)大概需求熱量為50萬(wàn)-65萬(wàn)Kcal。

如配120X104Kcal/小時(shí)的燃煤導(dǎo)熱油鍋爐，保溫時(shí)為全功率的40%。

輔助系統(tǒng)：1臺(tái)22kw導(dǎo)熱油泵，1臺(tái)3kw鼓風(fēng)機(jī)（裝機(jī)容量42kw），1臺(tái)11Kw引風(fēng)機(jī)，1小時(shí)實(shí)際耗電量33kwh，拆標(biāo)煤為：11kgce/小時(shí)（1kgce大約可發(fā)3kwh）。

如配天然氣直燃系統(tǒng)，需配10X104Kcal/小時(shí)的燃燒機(jī)8臺(tái)，共80X104Kcal/小時(shí)。保溫時(shí)為全功率的30%。

助燃風(fēng)機(jī)：2.2kw/小時(shí)，折標(biāo)煤為：0.76kgce/小時(shí)。

標(biāo)準(zhǔn)煤熱值：7033Kcal/kg；天然氣熱值：8540Kcal/m3；燃煤導(dǎo)熱油鍋爐的熱效率為：65%；熱媒體管道輸送效率為：97%；導(dǎo)熱油換熱器的換熱效率為；93%；整個(gè)換熱系統(tǒng)的熱利用率為：0.65*0.97*0.93=59%；天然氣直燃的利用率為92%。

理論計(jì)算燃煤導(dǎo)熱油鍋爐每天耗煤：升溫時(shí)間為1.5小時(shí)：1200000/7030*1.5=256公斤，保溫時(shí)間為 22.5小時(shí)：（1200000*0.4/7033）*22.5=1536公斤；平均每小時(shí)耗煤：（1536+256）/24=74.7公斤標(biāo)煤。

理論計(jì)算天然氣直燃技術(shù)每天耗天然氣為：升溫時(shí)間為0.5小時(shí)：800000/8540*0.5=47立方，保溫時(shí)間為23.5小時(shí)：（800000*0.3/8540）*23.5=660立方；平均每小時(shí)耗天然氣量：707/24=29.46立方，折合標(biāo)煤：36公斤/小時(shí)。

結(jié)語(yǔ)

根據(jù)定型機(jī)加熱原理，分析對(duì)比了二種不同的加熱方式的節(jié)能效果，并提出了改造技術(shù)方案，通過(guò)分析可以看出，改造后天然氣直燃加熱可有效降低能源消耗，降低了廢氣的排放，節(jié)省了鍋爐房用地，省去了司爐工的工資成本，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高企業(yè)品位，且隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)政策、能源政策的發(fā)展趨勢(shì)。因此在印染行業(yè)的定型機(jī)中采用燃?xì)庵比技訜崛〈鷤鹘y(tǒng)導(dǎo)熱油加熱是非常必要的。

[1] 張亞明.節(jié)能環(huán)保直燃式熱風(fēng)換熱裝置[J].江蘇泓明達(dá)機(jī)械有限公司，2011.6.

[2] 安永欣.直燃式快速烘房在電瓷生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)陶瓷工業(yè).2007.12.