干燥紙頁后的濕熱空氣,里面都含有大量的熱能,雖然這些熱能都會(huì)經(jīng)過熱回收裝置來回收余熱,但即使這樣排放到外部環(huán)境中后,排放的溫度還是會(huì)很高。人們雖然也在想辦法回收這些余熱,但由于這些能源回收后的經(jīng)濟(jì)效益低,在紙廠中也不能夠找到可以回收利用的場所,所以導(dǎo)致造紙廠的余熱還有很大一部分被浪費(fèi)了。
1 當(dāng)前紙廠典型的余熱回收方式
1.1 紙機(jī)干燥部密閉氣罩排風(fēng)余熱回收
一般為兩級(jí)回收,給氣罩進(jìn)風(fēng)預(yù)熱和給紙廠清水加熱。
1.2 涂布機(jī)熱風(fēng)/紅外干燥器余熱回收
涂布機(jī)熱風(fēng)干燥器干燥紙頁后,熱風(fēng)干燥器排風(fēng)溫度約為325℃,濕度約為300~350g/kg干空氣,經(jīng)過氣/氣熱交換器預(yù)熱進(jìn)風(fēng)后,溫度仍然高達(dá)200~250℃,含有大量熱能。
1.3 衛(wèi)生紙機(jī)楊克烘缸熱風(fēng)干燥器余熱回收
衛(wèi)生紙機(jī)楊克缸熱風(fēng)干燥系統(tǒng)排風(fēng),通過換熱器給新鮮風(fēng)預(yù)熱后,排風(fēng)溫度往往還高達(dá)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(fēng)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。
2 既有熱風(fēng)回收情況的分析
以上方案都是利用排風(fēng)余熱通過氣/氣換熱器、氣/水換熱器給工藝用風(fēng)、工藝用水預(yù)熱,簡而言之,就是利用排風(fēng)余熱作為熱源給介質(zhì)加熱。如涂布機(jī)熱風(fēng)干燥器排風(fēng)余熱、衛(wèi)生紙機(jī)楊克缸熱風(fēng)干燥器排風(fēng)余熱等,數(shù)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(fā)到環(huán)境中去。
3 優(yōu)化方案的技術(shù)
冷量一般是通過壓縮機(jī)制冷,由電能轉(zhuǎn)化而來。對(duì)于冷量而言,還可以吸收式制冷,由熱能轉(zhuǎn)化。從能量利用的效率來說,由熱能轉(zhuǎn)化比由電能轉(zhuǎn)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(zhì)余熱,這部分余熱可以用來通過溴化鋰制冷技術(shù)轉(zhuǎn)化成冷量,從而可以節(jié)省高品位的電能。
紙廠內(nèi)需要用冷的地方主要有兩類:空調(diào)系統(tǒng)、工藝低溫水系統(tǒng)(主要是施膠或涂布工作站及其它一些需要用冷的設(shè)備使用)。
3.1 空調(diào)系統(tǒng)
幾乎所有的現(xiàn)代化紙廠都需要用到空調(diào),來保障電器設(shè)備的安全運(yùn)行以及滿足人們對(duì)工作環(huán)境的改善。
3.2 低溫水系統(tǒng)
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(jī)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(tǒng)、涂料工作站桶槽夾層冷凍水供水系統(tǒng)(working station feed tank)、涂布機(jī)涂布頭夾層冷凍水供應(yīng)系統(tǒng)。
由于涂料制備系統(tǒng)和涂布機(jī)是兩個(gè)不同的系統(tǒng),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(tǒng),不僅消耗大量電力而且投資巨大。
本方案回收余熱的方法:先將熱風(fēng)通過換熱設(shè)備,如熱管,轉(zhuǎn)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(shè)備,回收熱水中可以利用的余熱,部分或全部替代當(dāng)前所用的壓縮制冷裝置,制取低溫水,供空調(diào)及工藝使用,從而節(jié)省大量電力。
4 經(jīng)濟(jì)效益分析
4.1 涂布紙機(jī)熱風(fēng)干燥器排風(fēng)余熱制冷量計(jì)算
通過計(jì)算可知,一臺(tái)涂布機(jī)熱風(fēng)干燥器排風(fēng)余熱中,每小時(shí)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)。
4.2 衛(wèi)生紙機(jī)熱風(fēng)干燥器排風(fēng)余熱制冷量計(jì)算
通過計(jì)算可知,這臺(tái)衛(wèi)生紙機(jī)揚(yáng)克氣罩排風(fēng)余熱中,每小時(shí)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(duì)于已運(yùn)行的紙廠,可以與現(xiàn)有制冷系統(tǒng)聯(lián)合使用,極大地減少了用電;對(duì)于新建紙廠,還可以節(jié)省電制冷設(shè)備的投資,同時(shí)對(duì)于有生活設(shè)施的工廠(如食堂、宿舍、招待所)也可以提供冷源,節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的投資及其運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí),在冬天,冷量需求量減少的情況下,本系統(tǒng)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(fēng)加熱甚至還可以給電廠鍋爐補(bǔ)水、入爐風(fēng)預(yù)熱等使用。
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