多功能熱廢氣熱回收空調機組應用的研究

何爍民

(廣東聯盛泳池水療設備有限公司，廣東 中山 528400）

引言

目前鋼鐵企業尚有30%的余熱、余能未被回收利用。其中，焦化過程約有50kg標煤/t焦。按我國2012年焦炭總產量44323萬t計算，可被回收利用的熱能為2216．15萬t標煤。隨著煉焦生產的技術進步，節能減排、高效環保將成為發展的方向，回收焦爐生產過程中的余熱是一條重要途徑。大型焦爐煉焦耗熱量為108kgce/t焦，其中約250℃的煙道廢氣帶走的熱量約占焦爐總輸出熱量的17%。廢氣通過煙囪直接排入大氣造成能量的巨大浪費，回收煙道廢氣余熱將產生明顯的經濟效益，為焦化企業節能降耗做出重要貢獻。

一、熱回收空調機組裝置的應用

（一）熱回收裝置使用說明

在夏季工作模式下，關閉第一風扇開關的風量控制閥門，關閉出風口的風量控制閥門，打開第二風扇開關的風量控制閥門，并且進氣口的空氣量控制閥門打開。室外新鮮空氣進入空調機組殼體并由平臺冷卻器處理。由于冷空氣在平臺冷卻器上開啟，所以可以發送冷空氣通過第二風扇機構來達到夏季制冷的目的。在冬季工作模式下，封閉第二風扇開關的風量調整閥門，關閉進風口的風量調整閥門，打開第一風扇開關的風量調整閥門，并且排氣口的風量調整閥門打開。表面冷卻器中的水是須要在室外預熱的低溫水，當室內熱空氣與表面接觸時產生熱交換冷卻器，并且將表面冷卻器中的循環水加熱，并且將表面冷卻器中的環形水和水源熱泵連接以在夏天水熱泵工作條件下工作的水冷螺桿提供熱源。

（二）定型機的廢氣凈化系統

廢氣的凈化方法主要有機械凈化、水噴淋洗滌、靜電除塵和氧化燃燒4種。機械凈化采用旋風除塵、過濾等手段凈化廢氣，這種方法的凈化效率比較低，處理效果難以達到排放標準，通常作為廢氣處理的初級階段來去除廢氣中粒徑較大的顆粒物。水噴淋洗滌技術是目前國內最常用的廢氣凈化方法，優點是投資和運行成本低，運行穩定；缺點是對于顆粒物的去除效率較低，而且不能除掉廢氣中的刺激性氣味。靜電除塵凈化效率高，能消除廢氣中的刺激性氣味，但是投資及運行成本較高。氧化燃燒的設備投資高，而且實施比較困難，只在國外有應用的報道，國內沒用采用的先例。由于定型機廢氣的成分復雜，而且有刺激性氣味，綜合考慮，決定采用水噴淋洗滌加靜電除塵的綜合凈化手段。根據環保部門檢測數據，該門富士定型機廢氣中顆粒物濃度為200~250mg/m3，油煙濃度為100~120mg/m3，經過換熱器后，油煙溫度降到110℃，從噴淋塔的底部進入，與噴淋塔頂部噴頭噴出的水霧充分接觸并相互碰撞，在噴淋塔的底部形成含油污水，在油水分離器中進行油水分離，在此過程中，1μm以上的油煙顆粒大部分可以被去除。

（三）廢熱車間的熱回收計算方式

余熱車間空間有2萬m2，高6m。根據每小時2次的冬季通風，可以產生40℃的廢氣排放。（為了減少車間溫度，應該增加排氣口的數目，回收的熱量應該更多），回收的氣體量為24萬m3。如果干燥空氣的溫度為10℃回收，熱量為：空氣質量（風量V：240000m3/h，估算密度ρ：1.2kg/m3）：G=V×ρ=240000×1.2=288000kg/hCp）：0.24千卡/（kg*℃）Δt=入口溫度-出口溫度=10℃轉換：1kcal/h（kcal）=1.163×10-3kW*hk損耗因子：估計為0.8Q=G×Cp×△t×k=288000×0.24×10×0.8=55.26060kcal/hP=Q×1.163×10-3=552960×1.163×10-3=643.09kW。通過結果可以表明可恢復643.09kW大約的熱負荷，而643.09kW的熱負荷為靠水源熱泵的不斷升溫來傳遞。由此而算冬季辦公樓每m2需要80W的熱負荷，可以加熱的空間約8000m2。

二、熱回收空氣處理器的選擇

（一）平板熱量回收

熱交換材料是一種獨特的紙制品，纖維之間的間隙非常小，通過它不會產生有害氣體或氣味分子。通過多層平行和相間通道間接，靈便地實行熱互換，高達70%。

（二）回轉式全熱回收

回轉式熱交換器由蓄熱輪，殼體，動力機構，密封件等部件組成。儲熱輪具有盤形和蜂窩形狀，并且通過動力機構的動作進行旋轉運動。當新鮮空氣/空氣供給通過卷筒的一半時，返回/清除空氣通過卷筒的另一半反向。它含有70%到90%的廢氣，可以傳遞新鮮空氣中。

三、影響分析和計劃優勢

1） 使用熱空調回收機組類型的設備可用于夏季冷卻空氣供應設備和冬季空氣排放設備。夏季采用普通空調系統，末端通過熱回收空調機組將冷空氣送到車間，以達到冷卻的目的。熱回收空調機組排空空氣，通過車間形成負壓強耗盡空氣后使門窗進入的冷空氣冷卻了車間。2） 夏天空調制冷機組和小型辦公大樓由冬季供暖組織者一同使用。夏天的水冷螺桿機組和冷卻塔以達到冷卻的作用。在冬季，我們將利用水源熱泵從工廠的熱量回收水加熱辦公樓，以達到保暖的作用。3）該設備消除了用水源熱泵鉆井的成本，并且不需要提供特殊的水管理設備。4）與市政供暖相比，辦公樓的供暖成本可以節省大量的運營成本。

四、熱回收空調機組的優點

多功能熱回收空調機組的優點包括五點，簡要分析如下：第一，多功能配機，免熱水制造，能效比高，熱回收機組的制熱效率遠遠超過各種鍋爐，同時又為空調系統提供冷量，是優秀的鍋爐替代品。第二，適用于同時需要冷量和熱量的項目。熱回收機組運行必須有足夠的基本冷負荷，通常將熱回收機組與其他單冷機組組合在一個系統中。節能高效，不消耗不可再生資源，無污染。第三，舒適性好，維持方便，安裝無限制，占地面積小，無需機房；第四，運營成本高，無安全隱患，壽命長；第五，應用范圍廣泛，非常適合酒店，洗浴中心，娛樂場所，醫院，餐廳，工廠宿舍，體育館等對空調和熱水的需求。

結語

目前，該項目系統狀況良好，全部室溫滿足設計要求。通過這個項目，不僅改善了空氣質量，而且充分利用了熱回收空調機組，從而減少了新的空氣冷負荷并降低了能耗，基本符合能源的節能性。