RTO煙氣余熱利用綜合節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

孫紅東

（恩希愛（杭州）薄膜有限公司，浙江 杭州 311231）

RTO煙氣余熱利用綜合節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

孫紅東

（恩希愛（杭州）薄膜有限公司，浙江 杭州 311231）

當(dāng)前，我國的大多數(shù)汽車涂裝間都使用RTO進(jìn)行車身油漆烘烤形成的有機(jī)廢氣處理。一般來講，此類排放氣體由于溫度較高，具有較大的利用價(jià)值。將這些能源充分利用起來，不僅能夠保護(hù)環(huán)境，而且能夠控制汽車生產(chǎn)成本。所以，在安全生產(chǎn)條件下進(jìn)行烘干設(shè)備節(jié)能技術(shù)的改進(jìn)，有效利用、回收煙氣余熱，成為了當(dāng)前汽車生產(chǎn)制造業(yè)提高自身競爭實(shí)力的又一重要手段。

RTO；煙氣余熱；綜合節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

0 引言

汽車涂裝生產(chǎn)中有許多耗能生產(chǎn)設(shè)備，其中烘干設(shè)備就是耗能較大的生產(chǎn)設(shè)備之一。當(dāng)前，隨著汽車涂裝技術(shù)的不斷改進(jìn)，我國絕大多數(shù)汽車烘干設(shè)備的高溫尾氣余熱利用技術(shù)已經(jīng)逐漸完善，并可以將所回收的余熱充分運(yùn)用于熱水鍋爐循環(huán)水等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，實(shí)行資源的有效利用。RTO又可以稱為蓄熱式廢氣氧化裝置，通過對(duì)烘干設(shè)備的改進(jìn)，能夠有效發(fā)揮煙氣余熱的作用，并對(duì)排放煙氣予以余熱的回收及利用，有效提升熱效率，進(jìn)而降低總體能耗，提高汽車生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)社會(huì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的持續(xù)化發(fā)展。

1 蓄熱式廢氣氧化裝置機(jī)理探究

通常來講，RTO的煙氣余熱綜合節(jié)能利用技術(shù)的機(jī)理，主要包含的是汽車涂裝間生產(chǎn)時(shí)，不同的烘干設(shè)備運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的有機(jī)廢氣，這些大量的有機(jī)廢氣經(jīng)過管網(wǎng)的集中運(yùn)行而輸送到RTO裝置，之后再經(jīng)過高溫焚處理，來將廢氣燃燒時(shí)所形成的熱能通過RTO裝置內(nèi)的陶瓷蓄熱體進(jìn)行回收與利用，最終才可予以排放。通常來講，經(jīng)過熱能利用的氣體，排放到大氣的溫度已經(jīng)在250℃左右。而基于對(duì)安全因素的考慮，還需要將煙氣溫度降低到120℃左右才能真正排放。所以，煙氣溫度從250℃降至120℃還有較大回收利用的空間。因此，在該過程的處理中，可以水介質(zhì)來對(duì)熱能進(jìn)行充分地利用，以將冷水變?yōu)闊崴瓿蔁煔鉁囟鹊慕档团c熱水的制備。制備好的熱水，可輸送到汽車生產(chǎn)過程中所需用到熱水的各個(gè)環(huán)節(jié)中或是熱水鍋爐中予以充分利用。

2 煙氣余熱組成因素分析

涂裝間內(nèi)的煙氣余熱系統(tǒng)通常包含煙氣路以及水路、換熱器、自動(dòng)系統(tǒng)等、（具體如圖1所示）。煙氣管路又包括了進(jìn)出口煙氣的溫度探頭、氣動(dòng)切換閥門、壓差開關(guān)；而水路管包括水泵、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、壓力表、流量監(jiān)測開關(guān)、手動(dòng)蝶閥等不同的監(jiān)測元件。在這些設(shè)備當(dāng)中，最為關(guān)鍵的是熱管換熱器，由于該設(shè)備的傳熱效率較高，且有著較強(qiáng)的熱流密度可變性、等溫性，所以節(jié)能效果、防腐蝕性能較好，裝置設(shè)備體積較小。與此同時(shí)，該種設(shè)備在選用時(shí)，要注意選擇優(yōu)質(zhì)材料，以延長使用年限，且確保單根的熱管可以進(jìn)行拆卸置換，以便日后的維護(hù)與使用。

除此之外，煙氣余熱回收系統(tǒng)的熱管還包括了吸液芯、端蓋及管殼三部分。主要對(duì)管內(nèi)進(jìn)行負(fù)壓，并充上工作液體，讓管內(nèi)壁的孔隙被工作液充分填滿密封。一般來說，熱管一端為加熱段，另一端為冷凝段（熱管工作原理具體如圖2所示）。當(dāng)然，也可以結(jié)合車間的實(shí)際生產(chǎn)需求，將絕熱段布置于兩段管道之間。一般來說，熱管應(yīng)該結(jié)合工作液體完成傳熱的環(huán)節(jié)，因此，在熱敏感性、熱活力性上有著較高的要求，需要具備熱吸冷放的功能。

通常來講，RTO最終排放到空氣的溫度，主要由水路水量與進(jìn)出的口溫差來決定。要是煙氣的溫度數(shù)據(jù)存在變動(dòng)，通常也是由于動(dòng)力需求變化所決定。如：空調(diào)或是前處理設(shè)備在升溫及保濕狀態(tài)下，會(huì)出行不同的用能量。而生產(chǎn)當(dāng)中的滿負(fù)荷、不滿負(fù)荷生產(chǎn)，以及休息段的用能量，季節(jié)用能量也會(huì)存在較大的差異。所以，RTO煙氣余熱利用綜合節(jié)能技術(shù)的聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，也具有較高的系統(tǒng)性要求與綜合性利用要求。

圖1 煙氣余熱利用系統(tǒng)圖

圖2 熱管工作原理圖

3 RTO余熱控制系統(tǒng)要點(diǎn)探究

RTO的煙氣余熱系統(tǒng)，通常包含不同的用能區(qū)域。所以，每一個(gè)用能區(qū)域的設(shè)備在自動(dòng)化方面都有著相對(duì)獨(dú)立的要求。同時(shí)，各區(qū)域間的生產(chǎn)用能，又存在密不可分的聯(lián)系。余熱設(shè)備通常在熱水的加熱與安全保護(hù)上，有著明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。因此，各個(gè)區(qū)域電控柜之間的關(guān)系也自然會(huì)更加的復(fù)雜。而完善穩(wěn)定的自動(dòng)控制系統(tǒng)，為汽車安全生產(chǎn)的主要前提。RTO的煙氣余熱控制系統(tǒng)要點(diǎn)通常包含以下幾方面的內(nèi)容。（1）RTO煙氣余熱系統(tǒng)要得到充分利用，首先還要進(jìn)行基本狀態(tài)的調(diào)整，以保證煙氣中的管氣動(dòng)閥處于適當(dāng)?shù)奈恢茫覠煔獠粫?huì)通過換熱器，而水路保持在原始狀態(tài)，并進(jìn)行三通調(diào)節(jié)閥位置的控制，水能夠從始至終通過余熱換熱器。在水路系統(tǒng)中，進(jìn)行調(diào)試時(shí)，水路的閥門初始設(shè)定要結(jié)合水流量進(jìn)行確定。以免出現(xiàn)排煙溫度過低或水量過大，水溫過高或水量過小而報(bào)警的狀況。同時(shí)，在RTO尾氣換熱器的溫度控制中，最好將溫度控制于110℃到120℃范圍，避免尾氣在換熱器內(nèi)形成冷凝，而在長時(shí)間侵蝕下對(duì)整個(gè)換熱器造成破壞。（2）RTO煙氣余熱系統(tǒng)當(dāng)接收到鍋爐房水泵的開動(dòng)信號(hào)時(shí)，進(jìn)水管流量對(duì)象的開關(guān)會(huì)顯示水流信息，且需要對(duì)煙氣管路內(nèi)的氣動(dòng)閥進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)化，以保證煙氣能夠始終從始至終經(jīng)過余熱換熱器。同時(shí)，RTO系統(tǒng)在接收到鍋爐房水泵相關(guān)信息時(shí)，也要做出準(zhǔn)確的反應(yīng)與操作，這種水泵待機(jī)的信號(hào)，能夠保證煙氣管路實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)閥的切換。而鍋爐房在接到煙氣的氣動(dòng)閥時(shí)，要切換到位信號(hào)，并在30min之后予以水泵停機(jī)。若是煙溫過低，并小于120℃時(shí)，要發(fā)出報(bào)警信號(hào)。所以，排煙管路的進(jìn)出口處，還需要設(shè)置一個(gè)溫度探頭。當(dāng)煙氣溫度在120℃以下，則發(fā)出低溫報(bào)警，予以水路三通閥的調(diào)節(jié)，并減小余熱換熱器的水量，對(duì)RTO系統(tǒng)予以保護(hù)。（3）若是汽車生產(chǎn)所使用的是低溫烘烤技術(shù)，通常來講，涂裝車間的RTO尾氣溫度也通常會(huì)較低，因此不能對(duì)煙氣余熱進(jìn)行綜合性的利用。若有機(jī)廢氣經(jīng)過RTO系統(tǒng)時(shí)已經(jīng)焚燒或凈化，此時(shí)RTO排出煙氣的溫度，一般要比有機(jī)廢氣進(jìn)入時(shí)的溫度高30～40℃。而針對(duì)保險(xiǎn)杠的涂裝間或大客車的涂裝間，其烘爐溫度也一般在80℃左右，但通過RTO凈化，其尾氣溫度一般為110～120℃，這種低溫?zé)煔獾睦脙r(jià)值不高，所以，在RTO煙氣余熱利用綜合節(jié)能技術(shù)上，也要對(duì)這方面的內(nèi)容予以充分地考慮。（4）RTO所使用的自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行煙氣溫度的控制，以免RTO尾氣溫度過高而對(duì)換熱器造成損壞。由于RTO內(nèi)爐膛的溫度通常高至800℃，如果RTO所用氣動(dòng)切換閥在該種情況之下不能進(jìn)行正常切換，便會(huì)致使RTO的爐膛高溫氣體無法在蓄熱體內(nèi)正常更換蓄熱。在此情況下RTO的尾氣便會(huì)隨之不斷升高溫度，從而使得換熱器形成損毀。需要注意的是，在RTO設(shè)置中，自動(dòng)控制系統(tǒng)還應(yīng)該考慮到若是整個(gè)系統(tǒng)遭到極端故障，應(yīng)如何控制RTO尾氣，以免出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象。（5）煙氣管路的自動(dòng)風(fēng)閥切換，應(yīng)該結(jié)合相關(guān)的秩序予以執(zhí)行。為了避免出現(xiàn)自動(dòng)風(fēng)閥故障而導(dǎo)致烘房熄火。應(yīng)在切換自動(dòng)風(fēng)閥的時(shí)候確保風(fēng)閥打開，才可以將不需要的風(fēng)閥關(guān)閉。無論在什么時(shí)候只要和RTO系統(tǒng)有關(guān)的熱風(fēng)閥與旁通風(fēng)閥，都需要始終保證在開位的狀態(tài)。

4 結(jié)語

RTO尾氣余熱利用技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與適用性較為突出，當(dāng)前，已經(jīng)普遍成為了汽車公司涂裝車間的一種標(biāo)準(zhǔn)配置。由于我國對(duì)該種技術(shù)尚處于研究階段，因此還存在諸多缺陷。但不可否認(rèn)的是，煙氣余熱的回收裝置，除了能夠提升全廠的熱效率，而且能夠降低全廠總體能耗，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用，推動(dòng)企業(yè)的持續(xù)化發(fā)展。

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