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涂装生产线RTO设备余热量计算与回用

编辑:扬州天坤涂装设备有限公司时间:2019-07-08

涂装生产线车间蓄热式热力焚化炉RTO设备余热排放频次和排放量及数据统计,计算出RTO设备余热剩余可利用量。通过改造生产设备,新增热水换热管路,降低车间蒸汽耗量,提高设备余热利用率。

1 涂装生产线车间蓄热式热力焚化炉

1.1 结构特性

SGMW 青岛整车产能扩建二期涂装C车间废气处理设备,采用科迈科(杭州)环保设备有限公司的蓄热式热力焚化炉RTO(图 1)。RTO安全可靠、操作简单、维护方便、运行费用低、VOC(挥发性有机化合物) 净化率高。

主要特性:

①选用LANTEC 的 MLM 型陶瓷蓄热体,换热效率达 98%,风阻小;

②VFD(变频)风机设计,针对实际风量弹性运行,降低电力及燃料消耗;

③采用 Maxon 燃烧器,变比例燃烧,温度控制稳定,运行安全;

④3 室结构 RTO 的废气处理效率可达到98%以上;

⑤无废气时,可采用微小风量循环的待机模式,降低运行成本。

1.2 工作原理

RTO 工艺原理(图 2)。把有机废气加热至 760 ℃以上,使废气中的 VOC 氧化分解成无害的 CO 2 和 H 2 O;氧化时高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来,用于预热新进入的有机废气,节省升温所需要的燃料消耗,降低运行成本。190 ℃的高温烟气,经余热回收器降至 120 ℃左右后进入烟囱排放,70 ℃的工艺回水在余热回收器内进行热交换,降低烟气温度,回水温度升至90 ℃后用于生产。

2 RTO 设备余热排放统计与计算

2.1 RTO 设备余热排放统计

涂装车间 RTO 设备项目建设完成后,RTO 余热回用热水供给涂装预脱脂区域、脱脂区域和磷化区域,运行较稳定。通过现场跟踪发现 RTO 设备余热回用热水经常报温度超标,即 RTO设备余热回用的热水热量超过了现场预脱脂区域、脱脂区域和磷化区域所需要的热量,存在热能浪费现象。1 个月内 RTO 设备全天余热排放平均值见表 1。经过现场跟踪,计算分析得出RTO 设备的利用率见表 2。

2.2 洪流区域蒸汽耗量统计

不使用 RTO 设备余热时,预脱脂、脱脂、洪流、磷化耗蒸汽量分析。分析条件为正常连续过车时,不使用 RTO 设备余热,仅使用蒸汽加热前处理槽液。脱脂转移槽体清洗干净备用,将前处理蒸汽变成的冷凝水全部接入脱脂转移槽体内,通过长时间的积累,测算体积从而测出蒸汽耗量。经过测量,48 h 内测得冷凝水量 51.48 t,平均每天 25.74 t,按每天 18 h 连续生产计算,每

小时蒸汽耗量 1.43 t。使用 RTO 设备余热时,预脱脂、脱脂、洪流、磷化耗蒸汽量分析。分析条件为正常连续过车时,使用 RTO 设备余热,前处理槽液由 RTO 设备余热和蒸汽加热共同完成。脱脂转移槽体清洗干净备用,将前处理蒸汽变成的冷凝水全部接入脱脂转移槽体内,通过长时间的积累,测算体积从而测出蒸汽耗量。经过测量,48 h 内测得冷凝水量 24.336 t,平均每天 12.186 t,按每天 18h 连续生产计算,每小时蒸汽耗量 0.677 t。

2.3 RTO 设备余热计算

2.3.1 RTO 设备余热计算

使用 RTO 设备余热时,每小时可节省蒸汽 0.753 t。RTO 设备的直排率平均值如表 2 所示,直排率为 29.80%,可换算成蒸汽量为 0.3765 t。假设 RTO 设备热水与洪流槽液一直进行热交换,洪流槽液波纹板的换热效率为 50%,即洪流槽液可节省蒸汽 0.1883 t。

2.3.2 洪流区域蒸汽耗量计算

前处理工艺正常连续过车时,打开洪流蒸汽管道旁通,手动加热洪流槽液,前处理工控机读取洪流槽液温度,当温度达到55 ℃时,关闭蒸汽管道阀门。当洪流槽液温度达到 55 ℃时,保证持续过车,准确记录时间,当洪流槽液温度达到 50 ℃时,再

次准确记录时间。2014 年 5 月 9 日,Δt=1.5 h;洪流槽液质量 30×10 3 kg;5 月22 日,Δt=2 h;洪流槽液质量 30×10 3 kg。根据式 1 计算得出洪流槽液温度从 55 ℃到 50 ℃时的总能量为 6.3×10 5 kJ。

Q=m×Δt×Cp (1)

式中 Q—— — 总能量,kJ

m—— — 洪流槽液质量,kg

Δt—— — 温度差,℃

Cp—— — 定压比热容,4.2 kJ/℃

根据式 2、计算得出能量使用效率为 3.6×10 5 kJ/h。

W=Q/t (2)式中 W—— — 能量使用效率,%

t—— — 槽液温度从 55℃降低到 50℃时所需要的平均时间,h

根据式 3 计算得出洪流槽液温度从 55 ℃到 50 ℃所需蒸汽量 0.16 t。

S=W/R (3)式中 S—— — 每小时耗蒸汽量,t