電泳車間電泳烘干室煙氣余熱利用及節能效益分析變廢為寶
——煙氣余熱回收再利用

趙新紅

（上海安悅節能技術有限公司，上海 200000）

引言

能源是經濟發展和社會進步的重要物質基礎。煙氣是許多耗能設備如燃燒器、烘干機以及窯爐等浪費能量的主要途徑，可降低總能源利用率5-12%。排煙溫度越高，能量損耗越大，一般燃氣爐的排煙溫度每升高15℃，排煙熱損失升高1%。此外，過高的排煙溫度也會對大氣環境造成熱污染。

采用煙氣余熱回收技術，將工業設備爐排出的高溫煙氣引入煙氣換熱器，煙氣和被預熱介質的流動方向相反，回收煙氣余熱。回收的熱量可用于設備工件預熱和爐內冷空氣預熱、工藝熱水和生活熱水用熱、室內采暖新風預熱等。

上海安悅節能技術有限公司將煙氣余熱回收技術應用于匯眾汽車制造公司轎車底盤廠烘箱排煙余熱回收項目。廠區電泳車間設有烘房設備，使用4臺燃燒器對應4個燃燒室，煙氣溫度在180～200℃波動，有2個烘道廢氣排放煙囪，經測試煙氣溫度約為200 ℃，排煙量為4000m3/h由引風機排放。

考慮煙氣排放情況和用熱需求，將2個烘道廢氣煙囪的余熱進行回收用于預熱進燃燒室的冷空氣，達到降低能源使用的效果。設計將 180℃-200℃煙氣溫度通過換熱裝置降低至120℃再進行排放，熱回收量計算見下表：

表1

換熱器選型如下：

根據換熱流體的特點和制造、安裝的便捷，該氣－氣換熱器比較優化的型式是采用翅片管熱管式換熱器，煙氣在管外下部沖刷受熱面，管內流體蒸發后，到熱管上部冷凝后形成熱管內的自然循環，從而加熱在管外上部沖刷的冷空氣，為滿足最大負荷需要，按照最大出力計算（低負荷時更加可以滿足要求），設計參數如下：

圖1

換熱器類型：翅片管熱管式氣-氣換熱器；

煙氣進口溫度：200℃；

煙氣出口溫度：120℃；

煙氣流量：0.95kg/s；

空氣進口溫度：15℃；

空氣出口溫度：110℃；

管子材料：不銹鋼翅片管

冷凝水處理：有疏水系統

換熱器受熱元件型式：翅片管；

增加了換熱器后造成煙道阻力增加，由于煙氣溫度的降低，減少了后部煙道的阻力；

考慮到系統的安全性，新增系統的設置旁通結構，可根據情況隨時恢復原來的系統；

綜合以上幾點，提出方案，系統流程圖見附圖2。

該項目目前已投入使用兩年，經現場測試，通過煙氣換熱器后，可似煙氣溫度從180℃降低至120℃排放，生產線新風可由35℃升高至95℃左右，通過預熱新風減少烘房天然氣使用，現場測試數據可見下圖：

圖2

由烘道1測試數據可知，烘道排煙溫度為182.4℃，經煙氣余熱回收裝置后排煙溫度下降至 115℃，室內新風溫度為36℃，相對濕度為50%，經過預熱后將新風溫度提高至92.6℃引入烘道，新風量為4000m3。

則煙氣可放出熱量即換熱器吸熱功率=（改造前排煙溫度-改造后排煙溫度）×煙氣流量×煙氣比熱

（182.4℃-115℃）×0.95kg/s×1.05kJ/kg℃=67.23kW

年節約天然氣量=換熱器吸熱功率/天然氣熱值×3600×年運行小時數/燃燒效率×（1-散熱率）

67.23 kW÷35700kJ/Nm3×3600×7500/99%×（100%-15%）=43653.18Nm3/年。

由烘道2測試數據可知，烘道排煙溫度為180.9℃，經煙氣余熱回收裝置后排煙溫度下降至122.7℃，室內新風溫度為32.8℃，相對濕度為50%，經過預熱后將新風溫度提高至75.8℃引入烘道，新風量為4000m3。

則煙氣可放出熱量即換熱器吸熱功率=（改造前排煙溫度-改造后排煙溫度）×煙氣流量×煙氣比熱

（180.9℃-122.7℃）×0.95kg/s×1.05kJ/kg℃=58.05kW

年節約天然氣量=換熱器吸熱功率/天然氣熱值×3600×年運行小時數/燃燒效率×（1-散熱率）

89.78 kW÷35700kJ/Nm3×3600×7500/99%×（100%-15%）=37695Nm3/年

兩條烘道共計節約天然氣量43653+37695=81348Nm3/年

在工業生產和居民生活中，烘房、燃燒爐、鍋爐等設備均會產生大量高溫煙氣，對高溫煙氣進行熱量回收再利用，降低排煙溫度，減少能耗，提高能源利用率，對生產生活具有重要意義。