汽車涂裝線烘干爐廢氣余熱回收利用

1、汽車涂裝線烘干爐廢氣余熱回收利用浙江天冠機(jī)電工程有限公司引言涂裝車間是汽車整車制造過程中能耗大戶，其中用于烘干漆膜的烘干設(shè)備是主要耗能設(shè)備之一，占整個(gè)涂裝車間能耗近30%甚至更高。所以在滿足安全生產(chǎn)并符合環(huán)保法規(guī)的前提下，烘干爐節(jié)能環(huán)保技術(shù)的推廣應(yīng)用成為眾多汽車制造廠家關(guān)注和實(shí)施的重點(diǎn)課題。在實(shí)際生產(chǎn)中，烘干設(shè)備的供熱系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)的排煙熱損失，約占總能耗的25%雖然這些煙氣的排放溫度降至 180-250 C,就滿足現(xiàn)在的環(huán)保法規(guī)要求，但這部分被排放的煙氣仍 然存在著能源回收的契機(jī)。對(duì)低溫排放的煙氣進(jìn)行余熱回收和利用，是涉及烘干設(shè)備、公用動(dòng)力設(shè)備等綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，是涂裝車間能源綜

2、合利用的典型案例。應(yīng)用形式主要有利用高溫?zé)煔鈦?lái)預(yù)熱烘干爐所需要的新鮮空氣，加熱空調(diào)送風(fēng)機(jī)組，加熱前處理線槽液以及車間供曖等。一、供熱系統(tǒng)及廢氣處理系統(tǒng)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)汽車企業(yè)常用的幾種供熱及廢氣處理系統(tǒng)1、單臺(tái)油漆固化爐設(shè) RTO廢氣處理設(shè)備電泳，中涂，面漆三條燃?xì)庑椭蓖ㄊ胶娓蔂t，其廢氣經(jīng)高溫焚燒處理并預(yù)熱烘干爐所需新鮮空氣后經(jīng)煙囟排煙溫度在200C左右，其原理見圖 1。圖1廢氣焚燒處理原理圖2、電泳、中涂、面漆三條燃?xì)庑椭蓖ㄊ胶娓蔂t，其廢氣采用集中處理方式，處理完后經(jīng)煙囪排煙溫度在180C左右，其原理見圖 2圖2廢氣集中處理原理圖3、烘干爐采用三元體四元體廢氣處理裝置，處理后煙氣單獨(dú)排放，原理見圖圖

3、3廢氣處理原理圖、前處理槽液加熱現(xiàn)狀1、采用動(dòng)力鍋爐房熱水加熱槽液。熱水鍋爐2、采用外購(gòu)蒸汽直接加熱槽液。夕昵蒸汽0 .pa熱水洗 預(yù)脫脂脫脂磷化工藝熱水90匸3、先通過外購(gòu)蒸汽加熱工藝熱水，在通過工藝熱水與槽液換熱。換熱站通過 外購(gòu)蒸汽加熱 工藝回水）三、余熱回收利用的必要性涂裝車間是汽車整車制造過程中能耗大戶，在實(shí)際生產(chǎn)中，烘干設(shè)備的供熱系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)的排煙熱損失，約占總能耗的25%目前國(guó)內(nèi)各大汽車企業(yè)車身涂裝線廢氣均采用焚燒處理的方式，有的企業(yè)有一次熱量回用（加熱新風(fēng)），有的焚燒完后直接排放，排煙溫 度在180-250 C,熱能白白的浪費(fèi)了，在能源日益緊張的情況下，如何更加合理的利用

4、涂裝 車間的能源，成為當(dāng)前最重要的話題。綜合分析涂裝線的工藝流程，發(fā)現(xiàn)前處理需使用大量的熱能在加熱槽液，而油漆烘干爐經(jīng)廢氣排出大量的熱能， 所以現(xiàn)階段比較流行的節(jié)能方式為回收煙氣的余熱，用來(lái)加熱前處理槽液加熱。這種模式是最能體現(xiàn)節(jié)能的效果的，通過節(jié)能改造可以大大降低整個(gè)涂裝車間的能源成本。四、余熱回收系統(tǒng)案例（神龍汽車有限公司）1、余熱回收供熱原理改造前，無(wú)余熱回收供熱情況下前處理槽液加熱方法是用鍋爐房供給120 C高溫?zé)崴?，與車間工藝熱水70 C回水混合至90 C,供給前處理脫脂和磷化等，以板式換熱器加熱槽液 至工藝溫度。車間工藝熱水送水溫度為90 C左右，回水溫度為 70 C左右；鍋爐房熱

5、水管道送水溫度為120 C左右高壓熱水，回水溫度 90 C左右。改造后，利用余熱回收設(shè)備，將烘干爐200 C高溫?zé)煔庥酂峄厥沼糜诩訜崆疤幚砉に嚮?水，使工藝熱水回水溫度80 C,從而減少鍋爐房120 C高溫?zé)崴挠昧浚瑴p少加熱水能耗， 實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目的，見圖 4。余熱回收供熱后，鍋爐房供熱與其同時(shí)給前處理供熱，并優(yōu)先使用余熱熱能， 鍋爐房作為余熱供熱不足時(shí)的補(bǔ)充熱源。圖4余熱回收系統(tǒng)和鍋爐房給前處理供熱原理2、余熱回收器余熱回收器是將煙氣熱量轉(zhuǎn)換給熱水，實(shí)現(xiàn)加熱水目的的核心設(shè)備。熱管式換熱器成為很多設(shè)備制造商重點(diǎn)研發(fā)和推薦的產(chǎn)品。熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，由導(dǎo)熱介質(zhì)蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱

6、量， 蒸發(fā)段吸熱傳遞到冷凝段放熱，實(shí)現(xiàn)熱能從熱管的吸熱端傳遞到放熱端。其等效導(dǎo)熱系數(shù)是金屬的一萬(wàn)倍左右，傳熱溫度衰減小，傳熱速度快，典型熱管的 結(jié)構(gòu)如圖4所示。將眾多的熱管有序布置在隔板上，隔板將煙氣箱體與水箱隔離，通過熱管將高溫?zé)煔鉄崃课詹鬟f給水，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱回收加熱水目的，如圖5。圖5熱管工作原理與熱管換熱器3、余熱回收煙氣系統(tǒng)余熱回收煙氣系統(tǒng)是指將烘干爐煙囟中的高溫?zé)煔廨斔椭劣酂峄厥掌鳎瑢?shí)現(xiàn)熱量傳遞后煙氣溫度降低，再次輸送到原煙道排放的一套設(shè)備。 本項(xiàng)目通過改造烘干爐煙囪， 設(shè)置電動(dòng) 風(fēng)閥，安裝余熱回收裝置、補(bǔ)償風(fēng)機(jī)、自動(dòng)控制柜等，實(shí)現(xiàn)烘干爐煙氣余熱回收 ，見圖 6。為保證余熱回收器

7、安裝后烘干爐工況在正常狀態(tài)下，余熱回收器應(yīng)以旁路形式安裝，并保留原排煙通道以防余熱回收器故障時(shí)，煙氣可通過原煙道排出。烘干爐的最終排煙溫度應(yīng)保持在100C以上，以免引起受熱面煙氣冷凝腐蝕排煙管道和余熱回收設(shè)備。圖6余熱回收設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝圖5、余熱回收熱水循環(huán)系統(tǒng)在前處理生產(chǎn)前需將槽液提前加熱到工藝溫度。在設(shè)備啟動(dòng)初期，余熱管路中熱水溫度不高，此階段應(yīng)由鍋爐房為前處理加熱；待管內(nèi)熱水溫度上升到一定條件（本項(xiàng)目設(shè)定60C）,再接入前處理工藝熱水管路供前處理用熱。因此，需要余熱回收水路循環(huán)系統(tǒng)可自動(dòng) 在自身熱水管路中自循環(huán)和與前處理工藝熱水管路接通大循環(huán)兩種狀態(tài)中切換。余熱回收水路自循環(huán)與大循環(huán)可通過

8、一個(gè)電動(dòng)三通閥和一個(gè)電動(dòng)二通閥組合控制實(shí)現(xiàn)。如圖7當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入自循環(huán)時(shí)，三通閥關(guān)，兩通閥開，余熱水管路與前處理水管路各自獨(dú)立 運(yùn)行，單向閥為防止兩路水串流。當(dāng)與車間前處理熱水管路接通進(jìn)行大循環(huán)時(shí)，三通閥開， 兩通閥關(guān)，實(shí)現(xiàn)余熱回收供前處理用熱。為保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，在熱水管路高點(diǎn)處配置自動(dòng)排氣閥，在余熱回收器頂部配置安全閥。Pb i,L i,T biBA前處理 板換90C前處理熱水泵旁通閥1L2,Ta余熱加熱后Pai丄1 ,T a送前處理PaO 丄 0,T a三通閥檢修閥1Pbo,L o ,T bXF-檢修閥3二檢修閥2檢修閥5誓二通閥檢修閥4單需余熱回收器余執(zhí)執(zhí)人、八、八、水泵工旁通

9、閥從煙囟排出檢修閥常開，旁通閥常關(guān)100C電動(dòng)風(fēng)閥200C烘干爐高溫?zé)煔鈭D7余熱回收水循環(huán)系統(tǒng)原理6、設(shè)備改造前后數(shù)據(jù)對(duì)比1、電泳、中涂、面漆烘干爐煙氣溫度:2、中涂烘干爐煙氣及工藝熱水溫度變化值:3、工藝熱水（流量為 220m 3/h ）進(jìn)出換熱器前后溫度值:7、余熱回收效益分析神龍二廠涂裝車間烘干爐煙氣余熱回收效益計(jì)算如下：三臺(tái)烘干爐進(jìn)行余熱回收改造后，每小時(shí)三臺(tái)烘爐共排煙73556kg/h ;余熱回收裝置將約200C的烘爐高溫?zé)煔饣厥占訜崆疤幚砉に嚐崴?，換熱后的煙氣溫度控制為不超過110C,每小時(shí)余熱回收裝置回收的熱量為：1480072kCal/h。天然氣加熱水效率以85%十，天然氣熱值

10、8000Kcal/Nm3，則用天然氣加熱生產(chǎn)熱量達(dá)1480072kCal/h的熱水所用的天然氣耗量約218 m/h。即余熱回收設(shè)備每小時(shí)節(jié)約鍋爐房天然氣用量218m，折合標(biāo)煤節(jié)約248Kg/h。余熱回收設(shè)備實(shí)際投入使用后，對(duì)鍋爐房天然氣消耗量與上一年同期相比，明顯降低， 見圖&并且在夏季氣候，余熱回收設(shè)備為涂裝前處理線主要供熱源，熱能過剩；鍋爐房運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)間每天僅1-2小時(shí)用于預(yù)熱升溫， 之后正常生產(chǎn)無(wú)需啟動(dòng)，日節(jié)約用氣量約2000立方米。優(yōu)化溫控方案，可做到鍋爐房?jī)H在每周一生產(chǎn)前開啟1-2小時(shí)加熱前處理，之后至周末生產(chǎn)結(jié)束期間無(wú)需再啟動(dòng)，使烘干爐煙氣余熱進(jìn)一步回收利用。冬季氣候，余熱回收設(shè)備并入鍋爐房供熱管網(wǎng)，熱能全部回收利用，日節(jié)約用氣量約4000立方米。余熱回收設(shè)備拱熱后鍋爐房天然氣日消耗|T13年11月日消耗T12年11月日消耗L