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)注和實施的重點課題。在實際生產(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。對低溫排放的煙氣進行余熱回收和利用，是涉及烘干設(shè)備、公用動力設(shè)備等綜合性很強的系統(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)煔鈦眍A(yù)熱烘干爐所需要的新鮮空氣，加熱空調(diào)送風(fēng)機組，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、采用動力鍋爐房熱水加熱槽液。熱水鍋爐2、采用外購蒸汽直接加熱槽液。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?，減少加熱水能耗， 實現(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的補充熱源。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)來傳遞熱

6、量， 蒸發(fā)段吸熱傳遞到冷凝段放熱，實現(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?，實現(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。 本項目通過改造烘干爐煙囪， 設(shè)置電動 風(fēng)閥，安裝余熱回收裝置、補償風(fēng)機、自動控制柜等，實現(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，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 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、一個電動三通閥和一個電動二通閥組合控制實現(xiàn)。如圖7當(dāng)系統(tǒng)進入自循環(huán)時，三通閥關(guān)，兩通閥開，余熱水管路與前處理水管路各自獨立 運行，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行大循環(huán)時，三通閥開， 兩通閥關(guān)，實現(xiàn)余熱回收供前處理用熱。為保證系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，在熱水管路高點處配置自動排氣閥，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算如下：三臺烘干爐進行余熱回收改造后，每小時三臺烘爐共排煙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)備實際投入使用后，對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 轉(zhuǎn)時間每天僅1-2小時用于預(yù)熱升溫， 之后正常生產(chǎn)無需啟動，日節(jié)約用氣量約2000立方米。優(yōu)化溫控方案，可做到鍋爐房僅在每周一生產(chǎn)前開啟1-2小時加熱前處理，之后至周末生產(chǎn)結(jié)束期間無需再啟動，使烘干爐煙氣余熱進一步回收利用。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