燃燒機(jī)論文定型機(jī)加熱論文：天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)在定型機(jī)中的應(yīng)用

1、燃燒機(jī)論文定型機(jī)加熱論文：天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)在定型機(jī)中的應(yīng)用摘要：本文對天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)在定型機(jī)中的應(yīng)用做了簡要分析。關(guān)鍵詞：燃燒機(jī) 定型機(jī)加熱 節(jié)能1 概述近年來，面對全球氣候變化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，我國政府把環(huán)保節(jié)能、節(jié)約資源提到更加突出的位置，黨的十七大報告提出“堅持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策”、“把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會放在工業(yè)化、現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略的突出位置”，把清潔環(huán)保作為社會發(fā)展的重要前提。在經(jīng)濟(jì)全球化的大背景下，我國現(xiàn)有的增長模式已無法滿足低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，現(xiàn)有的能源消耗方式不能支撐經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展，各級政府、部門深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，采取更加強(qiáng)有力的政策措施與行動，

2、加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，依賴技術(shù)進(jìn)步，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低企業(yè)能源使用和污染排放，加快先進(jìn)適用技術(shù)推廣應(yīng)用，淘汰落后的生產(chǎn)能力，努力控制溫室氣體排放，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會?！笆晃濉币詠恚徔椨∪拘袠I(yè)積極響應(yīng)政府號召，落實科學(xué)發(fā)展觀，節(jié)能降耗工作成績明顯，大部分企業(yè)通過開展清潔生產(chǎn)審核，采取了許多節(jié)能減排措施，如采用低浴比染色設(shè)備、連續(xù)式前處理、采用熱力管網(wǎng)蒸汽、中水循環(huán)回用、印染廢水余熱利用、變頻改造、導(dǎo)熱油鍋爐（熱媒鍋爐）尾部高溫?zé)煔庥酂崂?、缸體保溫等方法，取得了明顯的節(jié)能減排效益。但是由于現(xiàn)有印染行業(yè)生產(chǎn)工藝中產(chǎn)品定型溫度較高，利用蒸汽加熱往往達(dá)不到生產(chǎn)工藝溫度，因此，絕大部分企業(yè)都

3、需要使用導(dǎo)熱油鍋爐。利用高溫導(dǎo)熱油間接加熱來定型產(chǎn)品，這樣就難以取消導(dǎo)熱油鍋爐。不僅大大浪費(fèi)了能源，而且由于使用燃煤（部分為燃油）導(dǎo)熱油鍋爐造成二氧化硫、煙塵，二氧化碳排放，污染大氣環(huán)境。根據(jù)現(xiàn)有印染企業(yè)的實際情況，通過采用天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)，改變定型機(jī)原有由導(dǎo)熱油間接換熱方式，減少了能源在轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的損耗，可提高能源利用效率30%以上，而且因采用清潔天然氣替代燃煤或燃油，減輕了因燃煤或燃油產(chǎn)生的大氣污染物。2 定型機(jī)熱傳導(dǎo)方式介紹由于原煤、重油在燃燒過程中產(chǎn)生二氧化硫、煙塵，二氧化碳等有害物質(zhì)，直燃會影響加工件的質(zhì)量，所以只能采用傳統(tǒng)的間接換熱方式。這樣，能源利用效率低。而天然氣、液化氣是公認(rèn)

4、的清潔能源，直燃不會對加工件產(chǎn)生污染，采用天然氣直燃加熱的方式，能源利用效率更高。近年來隨著“西氣東輸”工程的建設(shè)，嘉興地區(qū)天然氣供應(yīng)的條件日趨完善，具備了全面推廣天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)在定型機(jī)中應(yīng)用的條件。下面將兩種熱傳導(dǎo)方式作一簡介和比較。2.1 導(dǎo)熱油鍋爐間接熱傳導(dǎo)方式：傳統(tǒng)的間接熱傳導(dǎo)方式需要有導(dǎo)熱油鍋爐、熱媒（導(dǎo)熱油）、油泵、熱媒管路、熱交換器等，如圖1。通過原煤（油）燃燒產(chǎn)生高溫火焰加熱導(dǎo)熱油，高溫導(dǎo)熱油由油泵經(jīng)管道輸送到定型機(jī)內(nèi)的熱交換器，將熱量提供給新鮮冷空氣，變成熱風(fēng)定型產(chǎn)品。在這個過程中，由于多次轉(zhuǎn)換和熱交換器固有的效率限制，整個熱傳遞過程的熱損失較大。2.2 天然氣直燃熱傳導(dǎo)

5、方式：天然氣直燃熱傳導(dǎo)方式原理如圖2。天然氣直燃熱傳導(dǎo)方式為天然氣通過瓦斯燃燒升溫，變成高溫氣體（大部分為氮?dú)?，少量為二氧化碳、水蒸氣和惰性氣體），與冷空氣混合變成熱空氣或熱風(fēng)加熱工件。從二種方式的流程圖上我們可以判斷，天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)少了燃煤加熱導(dǎo)熱油、高溫導(dǎo)熱油輸送管路、導(dǎo)熱油通過熱交換器加熱空氣等熱轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。因此，熱能的利用效率得到了顯著的提高。3 兩種加熱方式節(jié)能效率及排放分析3.1 節(jié)能效率對比3.1.1 導(dǎo)熱油間接加熱法熱效率：用燃煤（或燃油）鍋爐進(jìn)行加熱，使導(dǎo)熱油（熱媒）加熱到270左右，然后經(jīng)過熱媒管輸送到定型機(jī)內(nèi)的熱交換器，再由熱交換器把循環(huán)風(fēng)加熱到設(shè)定溫度。此種加熱方式屬

6、于多環(huán)節(jié)間接加熱，換熱過程多，熱量損失大，而且需要遠(yuǎn)距離輸送，導(dǎo)熱油管路易散熱，一般總熱效率在5070%之間。定型機(jī)導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的主要熱損失熱媒鍋爐效率的熱損失，熱媒管路散熱損失。一般導(dǎo)熱油鍋爐效率損失：鍋爐回油溫度：258，出油溫度：270，提升導(dǎo)熱油溫度：12，導(dǎo)熱油鍋爐尾部排煙溫度：150-280，鍋爐熱效率約：55-75%，鍋爐熱損失為：25-45%；熱媒管路散熱損失：所有導(dǎo)熱油管路外層都使用巖棉材料保溫，含閥件及彎頭，保溫效率約：93%，管路散熱損失為：7%。3.1.2 天燃?xì)庵比紵犸L(fēng)技術(shù)熱效率：天然氣直燃熱風(fēng)加熱技術(shù)具有以下特點(diǎn)：不需要借助導(dǎo)熱油作為熱媒進(jìn)行二次間接加熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，

7、使天然氣在定型機(jī)燃燒產(chǎn)生的熱量直接加熱循環(huán)風(fēng)，由循環(huán)風(fēng)溫度控制燃燒機(jī)火焰大小。定型機(jī)烘箱熱風(fēng)溫度控制精度高，可達(dá)到±1，使能源的利用率達(dá)到最佳狀態(tài)。天然氣直接在燃燒室內(nèi)燃燒，能充分吸收燃燒室內(nèi)空氣中的水份，有利于產(chǎn)品質(zhì)量，并能相應(yīng)提高設(shè)備運(yùn)行速度。直燃方式熱風(fēng)溫度比用導(dǎo)熱油高出很多，水汽不易冷凝，相應(yīng)降低了循環(huán)風(fēng)機(jī)和排氣風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。排氣風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低，使排出的熱量損失也相應(yīng)降低不少，從而降低了能耗。導(dǎo)熱油鍋爐供熱系統(tǒng)不管開幾臺定型機(jī)都必須開啟導(dǎo)熱油鍋爐，使得鍋爐的負(fù)荷不穩(wěn)定，存在能源轉(zhuǎn)化效率波動，而天然氣直燃熱風(fēng)加熱技術(shù)可以按需使用，實現(xiàn)一對一單獨(dú)控制。加熱速度快（開機(jī)升溫時間僅需要

8、10分鐘左右）。天然氣直燃熱風(fēng)加熱方式的熱效率可達(dá)到95%以上，一般瓦斯燃燒機(jī)燃燒效率約：97%，燃燒損失為：3%，系統(tǒng)整體效率可達(dá)到92%以上。3.2 碳排放量對比分析 以產(chǎn)生4.2*105kj/小時（即10萬kcal/小時）熱量為標(biāo)準(zhǔn)例舉如下：a天然氣：ch4+2o2=co2+2h2o，熱值為8500kcal/m3，熱效率為93%。通過計算，二氧化碳排放量為13.5m3。b液化石油氣：c3h8+5o2=3co2+4h2o，熱值為20000kcal/m3，熱效率為93%，計算得出，二氧化碳排放量為15m3。c煤：煤的化學(xué)成分較復(fù)雜，無法以化學(xué)式方式計算，參考國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)，熱效率為40%，二氧

9、化碳排放量為100m3?！径趸寂欧帕浚ㄇЭ耍┑扔诤碾姸葦?shù)乘以0.785，煤電占我國電力比重為83%（2009年），二氧化碳密度為1.977kg/m3】。d輕油：參考統(tǒng)計數(shù)據(jù)【二氧化碳排放量（千克）等于油耗數(shù)乘以2.7】，熱效率60%，二氧化碳排放量為32.8m3。e重油：成分：cy83.8%，hy10.87%，oy1.15%，ny0.37%，sy0.80%，灰分0.01%，水分3.00%，熱值為9717kcal/，熱效率為60%，計算得出，二氧化碳排放量為41.3m3。f電：【二氧化碳排放量（千克）等于耗電度數(shù)乘以0.785，煤電占我國電力比重為83%】，熱效率為96%或70%（電間接加熱

10、），二氧化碳排放量為41.6m3或57.1m3。g木材：個別企業(yè)采用廢舊木料為原料。標(biāo)準(zhǔn)干木材成分：cy49.5%，hy6.3%，oy42.4%，ny0.1%，灰分1.7%，熱值為2874kcal/，熱效率為50%，產(chǎn)生10萬kcal/小時熱量為79.8m3。4 典型案例分析一臺8箱拉幅定型機(jī)技術(shù)改造，以天然氣直接加熱循環(huán)風(fēng)的系統(tǒng)替代導(dǎo)熱油加熱循環(huán)風(fēng)的系統(tǒng)。采用先進(jìn)的天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)將原拉幅定型機(jī)流水線進(jìn)行改造，拆除定型機(jī)里的熱交換器、導(dǎo)熱油系統(tǒng)，制作燃燒器所需的護(hù)焰桶，按照美國安全消防協(xié)會nfpa86（或者歐標(biāo)en746-2制作燃燒系統(tǒng)），利用美國maxon專用于拉幅定型機(jī)的ovenpak

11、燃燒機(jī)直接加熱，把鍋爐、輸送導(dǎo)熱油管路和熱交換器造成的熱損失全部避免掉，減少了熱量損失，極大地提高了熱能利用效率。 例：一臺8箱拉幅定型機(jī)燃煤鍋爐改成天然氣直燃熱風(fēng)技術(shù)節(jié)能效果情況：8箱的拉幅定型機(jī)烘箱每小時需求熱量為500，000-650，a000kcal，熱風(fēng)溫度設(shè)定要求140-220。如配504萬kj/小時的燃煤導(dǎo)熱油鍋爐，保溫時為全功率的40%。輔助系統(tǒng)：1臺22kw導(dǎo)熱油泵，1臺11kw引風(fēng)機(jī)，1臺3kw鼓風(fēng)機(jī)（裝機(jī)容量42kw）1小時實際耗電量33 kwh，折標(biāo)煤為：11kgce /小時（1kgce大約可發(fā)3kwh）。如配天然氣直燃系統(tǒng)，需配42萬kj的燃燒機(jī)8臺，共336萬kj。

12、保溫時為全功率的30%。助燃風(fēng)機(jī)：2.2kw/小時，折標(biāo)煤為：0.76kgce/小時。標(biāo)準(zhǔn)煤熱值：29400kj/kg；天然氣熱值：35700kj/m3；燃煤導(dǎo)熱油鍋爐的熱效率為：65%；熱媒體管道輸送效率為：97%；導(dǎo)熱油換熱器的換熱效率為：93%；整個換熱系統(tǒng)的熱利用率為：0.65*0.97*0.93=59%；天然氣直燃的熱利用率為：92%；理論計算燃煤導(dǎo)熱油鍋爐每天耗煤：升溫時間為1.5小時：5040000/29400*1.5=257公斤，保溫時間為22.5小時：5040000*0.4/29400*22.5=1539公斤；平均每小時耗煤：（1539+257）/24=74公斤標(biāo)煤。理論計算

13、天然氣直燃技術(shù)每天耗天然氣為：升溫時間為0.5小時：3360000/35700*0.5=47立方，保溫時間為23.5小時：3360000*0.3/35700*23.5=664立方；平均每小時耗天然氣量：711/24=29.65立方，折合標(biāo)煤：36公斤/小時。實際案例：嘉興匯源紡織染整有限公司總共17臺拉幅定型機(jī)，總計149只烘箱。每天的耗煤為33.3噸。每小時每只烘箱耗煤9.31公斤，折算到一臺8節(jié)烘箱的拉幅定型機(jī)耗煤為74.5公斤/小時。（生產(chǎn)化纖產(chǎn)品為主）海鹽新概念印染有限公司一臺6箱的拉幅定型機(jī)，每天耗煤為1.17噸，每小時每個烘箱耗煤為8.13公斤，折算到8節(jié)烘箱的拉幅定型機(jī)耗煤為65公斤/小時。（生產(chǎn)真絲為主）嘉善百事順紡織印染有限公司天然氣直燃8箱拉幅定型機(jī)，觀察天然氣流量表為26立方/小時。折算標(biāo)煤為31公斤。（生產(chǎn)棉麻為主）嘉興斯馬德染整有限公司天然氣直燃8箱拉幅定型機(jī)，觀察天然氣流量表為35立方/小時。折算標(biāo)煤為42.5公斤。（生產(chǎn)高檔化纖為主）5 結(jié)語從以上數(shù)據(jù)我們可以得出，天然氣直燃熱風(fēng)加熱技術(shù)總的熱效率可達(dá)92%，而燃煤導(dǎo)熱油鍋爐