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        RTO煙氣余熱利用綜合節能技術

        發布時間:2022-07-18 09:21:00 點擊:


        RTO 技術的機理

        RTO焚燒爐、RTO、RCO專業生成廠家無錫澤川環境2022年7月18日訊 RTO(蓄熱式廢氣氧化裝置)煙氣余熱利用綜合節能技術的機理如下:涂裝車間各烘干設備在生產過程中產生的有機廢氣,通過廢氣管網集中被送到RTO裝置中,進行 750℃左右的高溫焚燒處理;這些廢氣燃燒后產生的能量,被RTO內部的陶瓷蓄熱體進行熱量回用后,最終排入大氣的煙氣溫度,被降到200~250 ℃之間。

        由于安全方面的因素,這部分最終排入大氣的溫度,必須在120 ℃以上,但從200~250 ℃到120 ℃,這部分依然有能量回收的空間。采用水作為這部分煙氣能量回收的介質,利用這些低溫煙氣的余熱來制備熱水,煙氣的溫度被降到120℃左右后排入大氣,而制備出的熱水,可以輸送到熱水鍋爐或其他需要熱水的地方充分利用,從而實現烘干設備煙氣排放余熱回收利用的目的。



        排煙余熱回收效益

        以60JPH綱領的某汽車涂裝線項目為例,RTO廢氣處理量為8萬m3/h,廢氣處理后排煙溫度約為200 ℃。在保證煙囪抽力(抽力取決于煙囪高度和氣體密度差,高度一定的情況下,排煙溫度高抽力大)、防止凝結(溫度低,換熱器、煙囪內壁容易凝結物質,著火) 的基本條件下,可以采用換熱器回收部分熱量,使排煙溫度降至120 ℃后放。其余熱回收經濟效益計算公式如下:

        80000(m3/h)×1.2×0.24×(200-120)×16(h/d)×250(d/a)×0.7(系統綜合利用率)/ 8000(天然氣熱值)=645120(m3/a)

        645120(m3/a)×2.86(元/m3 )=185(萬元/a)

        上面計算中,效益隨生產線的實際工作時間(年時基數)變化而變化。

        這一節能技術,設計之初首先需掌握車間用能設備的能量需求變化規律,以便合理計算水量和配置換熱器,合理組織生產(RTO、鍋爐與前處理等用能設備的聯動),以提高系統能量綜合利用率,最大化地回收能量。

        01

        余熱回收系統組成

        整個余熱利用系統,包括氣路、水路、余熱換熱器和自動化系統等 4 部分組成(如下圖)


        RTO,RCO,RTO焚燒爐,蓄熱式焚燒爐

        煙氣管路包括氣動切換閥、及進出口煙氣溫度探頭、壓差開關等監測元件;水路系統包括水泵、手動蝶閥、氣動三通調節閥、安全閥、壓力表、流量開關和進出口水溫探頭等監測元件。

        其中,主體設備是熱管換熱器,其傳熱效率高(具有超強的導熱性、良好的等溫性、熱流密度可變性等特質),節能效果顯著;具有良好的防腐蝕能力;裝置體積小,只是普通熱交換器的 1/3;使用壽命長,單根熱管可拆卸更換,維護簡單成本低。

        熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成,將管內抽成1.3 ×(10 -1 ~10 -4 )Pa 的負壓后,充以適量的工作液體,使緊貼管內壁的吸液芯毛細多孔材料中充滿液體后加以密封。管的一端為蒸發段(加熱段),另一端為冷凝段(冷卻段),根據應用需要,在兩段中間可布置絕熱段。

        熱管是依靠自身內部工作液體相變來實現傳熱的傳熱元件,具有超常的熱活性和熱敏感性,遇熱而吸,遇冷而放。


        02

        煙氣余熱利用系統的控制要點

        由于系統涉及多個用能區域,一方面,各區域設備具有相對獨立的自動化要求;另一方面,由于生產用能又相互聯系,同時余熱設備具有熱水加熱安全保護特性,因此各區域電控柜之間的連鎖關系比較復雜,但完善的自動控制,是安全生產的保障。系統控制要注意如下要點:

        (1)基本狀態。RTO原始狀態,煙氣管氣動閥位置:煙氣不經余熱換熱器;水路原始狀態,三通調節閥位置:水始終經過余熱換熱器。水路系統,調試時水路閥門初始設定水流量原則:排除煙溫過低報警(水量過大)和水溫過高報警(水量過小)的狀況,選取相對合適的水量。

        (2)開機、關機信號。RTO 接到鍋爐房水泵開動信號,流量開關(進水管路)有水流信號,煙氣管路氣動閥切換,煙氣經過余熱換熱器。RTO接到鍋爐房水泵停止信號(水泵待機),煙氣管路氣動閥切換,煙氣不經過余熱換熱器;鍋爐房接到煙氣氣動閥切換到位信號后,30 min 后,水泵停機。

        (3)煙溫過低(<120 ℃)報警信號。出余熱換熱器后,排煙管路上設一個溫度探頭。當煙溫低于 120℃時,給鍋爐房提供低溫報警信號,調節水路三通調節閥,減小經過余熱換熱器的水量。

        (4)水溫過高(>95 ℃)報警信號。出余熱換熱器后,水管上設一個溫度探頭。當水溫高于 95 ℃時,給 RTO 提供水溫高溫報警信號,RTO 煙氣管路氣動閥切換,煙氣不再經過余熱換熱器。

        (5)煙氣管路自動閥切換要求。自動風閥切換,要求按序執行。為避免自動風閥的故障,引起烘房熄火,在切換自動風閥時,需確保要求打開的風閥打開后,才可關閉需關閉的風閥。

        煙氣管路氣動切換閥:在任何時候與RTO系統相關的換熱風閥和旁通風閥,始終有一個處于開到位狀態。

        (6)設備故障信號。故障信號主要包括:水泵故障、煙氣管路氣動閥故障、水路三通調節閥故障等,還有一些其他故障。車間壓縮空氣停止,余熱回收系統的換熱閥及旁通閥均會關閉,此時會影響RTO系統的運行,需要確認 RTO 系統的狀態。

        柜內總線掉站、PLC 當機及柜母線跳閘時,可能會導致 RTO 余熱回收閥門狀態信號瞬時丟失,影響RTO 系統運行,此時需要人員到 RTO 系統進行狀態確認。


        圖片
        結語
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        根據理論研究和工程實例表明,安裝煙氣余熱回收裝置,可以提高全廠的熱效率,降低總體能耗;回收的煙氣熱量愈大,再利用能量愈多,節約燃料的量愈大。然而回收 RTO 煙氣的余熱也有一定限度,過分追求低的排煙溫度和熱水的溫升,容易造成余熱利用換熱器內部煙氣冷凝,從而引起設備腐蝕,這一點必須引起充分的注意。如果能夠很好地利用限制之內的余熱,不僅對涂裝廠的經濟效益有很大的提高,而且響應國家節能減排的政策,為社會環境保護作出一定貢獻。

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