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表面熱處理餘熱再利用

點擊次數:   更新時間:18/06/27 11:16:06     來源:www.3397pj.com關閉分    享:
  表面熱處理的餘熱來自于燃燒所得的煙氣,此煙氣經過熱交換器,将儲水槽的低溫水逐漸加熱,回到儲水槽,再利用熱水換熱水的熱交換器将塗裝前處理工序槽液槽裡的槽液加熱到相應需要的溫度,以取代原有槽液燃燒加熱器,既節約能源,又減少環境污染。
  1 系統組成
  1.1 工作流程
  煙氣熱交換器→儲水槽→熱水泵→槽液熱交換器→循環泵→槽液泵→槽液槽
  1.2 配置說明
  煙氣熱交換器:2個
  熱水泵:2套
  儲水槽:2個,1個35噸,1個45噸。
  槽液交換器:5個。
  循環泵:5套,一開一備10台
  槽液泵:5套,一開一備10台
  控制系統:1套,控制櫃箱體、各種高低壓電器元件,PLC,控溫儀表等。
  其它備件:熱水管路、管件、316不鏽鋼管件、管路
  2 表面熱處理技術指标
  塗裝前處理工序5個槽液的溫度要求
  1)熱水洗槽:40-60℃
  2)預脫脂槽:50-80℃
  3)脫脂槽:50-80℃
  4)表調槽:30-50℃
  5)鈍化槽:27-55℃
  根據上表中溫度要求确定兩個儲水槽的溫度,35噸槽的溫度應達到80-85℃,,45噸槽的溫度應達到60-80℃,以達到槽液的溫度要求。
  3 材質選擇
  3.1 五個槽液熱交換器材質選擇
  (1)五個槽液的溶液濃度和成分不同,列于下:
  1)熱水洗槽:自來水
  2)預脫脂槽:濃度5-10%
  原液成分如下
  硼酸鹽(Borate)<4g/l
  碳酸鹽(Carbonate)<4g/l
  磷酸鹽(Phosphate) <6g/l
  堿(alkali) <4g/l
  表面活性劑(surfactants) <2.5g/l
  3)脫脂槽:成分和濃度與預脫脂槽相同。
  4)表調槽:濃度1.5%-3%
  原液成分(單位:g/l)
  硫酸(Sulfate Acid) <12
  氟化物(fluoride) <6
  5)鈍化槽:無鉻鈍化劑,濃度1-6%
  原液成分(單位:g/l)
  锆(Zirconium) <1
  氟化物(fluoride) <1
  有機物(organic materials) <3
  (2)由于各槽液的成分對熱交換器的材料要求較高,五個槽液熱交換器的材質分别為:
  1)熱水洗槽:316L
  2)預脫脂槽:316L
  3)脫脂槽:316L10
  4)表調槽:254SMO10
  5)鈍化槽:254SMO10
  3.2 儲水槽和槽液進行熱交換泵的材質選擇
  儲水槽和槽液之間進行熱交換的泵一共有20個。其中循環泵10個,槽液泵10個,
  槽液泵要用316L特殊材質的。
  3.3 管路的材質選擇
  熱水管路用鍍鋅管,管件用瑪鋼件。槽液管路都要用316L的管子。
  4 功能特點
  根據各槽液的溫度、容量及每小時補充槽液的數量,需要提供給槽液加熱的熱源要源源不斷地補充這些熱量的損失,并達到一定的平衡點。
  根據儲水槽槽液溫度的不同分為兩個儲水槽:
  一個儲水槽的儲水量為45噸,溫度為: 60-80℃,這個儲水槽給熱水洗槽、表調槽、鈍化槽的槽液加熱。由于熱水槽每小時溢流出1000KG熱水,用水量較大,溫度波動較大,45噸儲水槽的熱水量可以滿足熱水洗槽的溫度要求,也可以滿足表調槽、鈍化槽的溫度要求,并且可使槽液槽的溫度達到均衡和穩定。
  另一個儲水槽的儲水量為35噸,溫度為: 80-85℃,這個儲水槽給預脫脂槽、脫脂槽的槽液加熱。因為預脫脂槽和脫脂槽的溫度穩定性要求高,而且溫度範圍窄,因此必須保證煙氣熱交換器的出口溫度達到85℃以上,才能保證儲水槽的溫度。
  槽液的加熱是用儲水槽的熱水經過槽液熱交換器加熱的,槽液的熱交換器可以保證槽液的溫度,又不會将熱水和槽液混合,即達到了加熱槽液又可使槽液保持清潔的作用。因為槽液成分不同,選擇不同材質的熱交換器,以保證熱交換器的長期使用。
  煙氣熱交換器使煙氣對進行熱交換的水加熱,也使儲水槽循環加熱,已達到儲水槽的使用溫度。所有儲水槽、熱交換器、熱水管路、槽液管路均做保溫處理。采用自動控制系統,對儲水槽、煙氣熱交換器、槽液熱交換器、槽液等溫度、儲水槽的水位等進行監控,以保證所有的槽液所需的溫度都在設定範圍内。
  5 經濟效益
  (1)改造前塗裝前處理工序5個槽液是燃燒機使用燃氣加熱,需要一部分電能的消耗,燃燒機産生的熱量為163400kcal/h,共5台燃燒機,天然氣熱值為7000 kcal/Nm3,天然氣價格3.9元/m3,按實際效率為70%計算,每小時天然氣消耗的金額為:
  163400×5/7000×3.9×70%=318.63元
  5台燃燒機電能的消耗,每台電機功率0.55KW,電的價格0.6元/kwh,按實際效率為70%計算,每小時電消耗的金額為:
  0.55×5×0.6×70%=1.16元
  (2) 改造後塗裝前處理工序5個槽液是通過煙氣熱交換器加熱,不需要天然氣的消耗,煙氣熱交換器中,泵的功率為75KW,電的價格0.6元/kwh,按實際效率為70%計算,每小時電消耗的金額為:75×0.6×70%=31.50元
  (3)每年産生的效益
  塗裝前處理工序為連續生産工序,改造前使用天然氣加熱,需要一部分電能;改造後不需要天然氣加熱,但需要電能,按每天24小時,每月30天,一年12個月計算,一年可節約資金:
  (318.63+1.16-31.50)×24×30×12=2490825.60元
  表面熱處理餘熱回收利用改造項目為節能工程,通過設置餘熱回收裝置、改造工藝設備,對表面熱處理排煙道的餘熱進行回收,對塗裝前處理工序的槽液進行加熱。本項目回收餘熱用于生産環節,不僅可以減少熱能散失,提高能源利用率,節約大量能源,從而降低生産成本,為企業帶來良好的經濟效益,還可以降低環境污染,為企業帶來良好的社會效益。

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