橡膠工業(yè)節(jié)能技改與導(dǎo)熱油加熱技術(shù)
| 0 前言 在橡膠工業(yè)生產(chǎn)中，熱能所占成本比例最高可達(dá)18％左右，為提高橡膠制品企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品質(zhì)量，為使橡膠制品工業(yè)在供熱及用熱設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能，采用導(dǎo)熱油供熱技術(shù)比較可行。 導(dǎo)熱油加熱經(jīng)濟(jì)實(shí)用的******應(yīng)用溫度為100～3800C，這與橡膠工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備之工作溫度范圍十分匹配，且運(yùn)行安全可靠、高效、節(jié)能、成本低。目前在國內(nèi)采用導(dǎo)熱油加熱技術(shù)改造企業(yè)的供熱系統(tǒng)普遍取得了滿意的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。 1導(dǎo)熱油加熱的主要優(yōu)點(diǎn) （1） 熱效率高節(jié)能效果好 導(dǎo)熱油循環(huán)加熱是利用導(dǎo)熱油通過加熱器熱傳導(dǎo)降溫放出熱能達(dá)到加熱目的，是一種封閉式的強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，故無熱量損失；而蒸汽加熱一般為非封閉式的非循環(huán)加熱系統(tǒng)，冷凝水及廢汽不回收或回收不徹底，故熱能損失大。導(dǎo)熱油加熱與蒸汽加熱其熱能無效損耗對比。通過(對中型平板硫化機(jī))節(jié)能測試計(jì)算，兩者比較可節(jié)能6 0％左右，生產(chǎn)效率可提高2 0％，有效的優(yōu)化了加熱設(shè)備性能。 (2)運(yùn)行安全可靠，成本低 當(dāng)工藝要求溫度為1 2 0～2 00℃時，若使用飽和工業(yè)蒸汽加熱，其蒸汽壓力必須達(dá)到0.25～1.7 MPa。導(dǎo)熱油加熱是在極低的運(yùn)行壓力下進(jìn)行循環(huán)供熱。而使用導(dǎo)熱油加熱，因其無汽相壓力，只克服管道阻力，故可使所用設(shè)備及管道材料強(qiáng)度和密翔要求降低，有利于降低設(shè)備制造費(fèi)用和使用維護(hù)成本，且較易滿足生產(chǎn)工藝要求溫度。 (3)溫度穩(wěn)定，調(diào)溫方便 導(dǎo)熱油加熱工作面溫度控制誤差為±20C。加熱時可根據(jù)溫度要求直接控制油加熱爐膛內(nèi)燃料的燃燒量，并可實(shí)現(xiàn)油加熱爐油出口處油溫誤差在±5℃以內(nèi)，再通過對進(jìn)入加熱器的導(dǎo)熱油進(jìn)行流量調(diào)節(jié)可得到穩(wěn)定的工作溫度。由于導(dǎo)熱油循環(huán)加熱所用設(shè)備及管道均較使用蒸汽簡單，且管道輸送距離較近，所以既安全可靠，維修方便，又使設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用降低。 2 導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2．1導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)的組成 一個較完整的導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成。主要是由下列部分組成。 (1)導(dǎo)熱油加熱爐 由燃料燃燒室、導(dǎo)熱油加熱器、回油預(yù)熱器三大爐體構(gòu)件組合而成。為了提高油加熱爐的熱效率，在其頂部設(shè)有回油預(yù)熱器，以使油加熱爐所用燃料的熱能得到充分利用，使其整體系統(tǒng)的節(jié)能效果更好。 (2)導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要是由油泵和管道構(gòu)成，油泵可選用離心泵或低壓大流量齒輪泵，用熱設(shè)備較多時可選用離心泵，用熱設(shè)備較少時可選用齒輪泵。導(dǎo)熱油循環(huán)管路系統(tǒng)除運(yùn)行功能完善、布局合理外其導(dǎo)油管要有足夠的通流面積(Fk)，即導(dǎo)油管之內(nèi)徑應(yīng)使其油液流速能滿足較佳流速推薦值Vi，對于吸油管，V1=1．5～2 m／s；對于進(jìn)油管，V2=2～2．5m／s；對于回油管K=2．5～3．5m／s，確定各管道油流速度后，則可依下式求出管道內(nèi)徑 DN，(m m)，即：  式中： Q——油泵輸油率，L／min。 管路安裝應(yīng)力求少彎曲、少轉(zhuǎn)彎并盡量減短管路長度和避免管道交叉，對于較長管道還應(yīng)考慮克服其熱脹冷縮變形的相應(yīng)結(jié)構(gòu)措施。 (3)壓力、流量及溫度調(diào)控儀表裝置 導(dǎo)熱油循環(huán)供熱系統(tǒng)是屬于壓力運(yùn)行系統(tǒng)，管道中的微壓力主要用于克服管道和加熱器孔道對油液運(yùn)行產(chǎn)生的摩擦阻力，系統(tǒng)中的壓力調(diào)控裝置為壓力表和壓力(溢流)閥，主要用于調(diào)溫節(jié)流時油液通過溢流閥分流回油爐。流量控制是由系統(tǒng)中的可調(diào)節(jié)流閥(開關(guān)閥門)實(shí)現(xiàn)，其作用是控制單位時間內(nèi)進(jìn)入加熱器的導(dǎo)熱油量，并依此進(jìn)行對加熱器的溫度微調(diào)。加熱器工作面的溫度控制主要是通過油加熱爐出口處的油溫來實(shí)現(xiàn)，即通過節(jié)流閥門開啟的大小來實(shí)現(xiàn)，是由油加熱爐燃燒器和節(jié)流閥雙重控制。溫度顯示可根據(jù)不同測量位置 選用不同結(jié)構(gòu)形式的熱電偶溫度計(jì)。 2．2油循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行功能設(shè)計(jì) 導(dǎo)熱油供熱循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在滿足對多臺用熱設(shè)備供熱時，油循環(huán)系統(tǒng)必須具備兩大功能：①導(dǎo)熱油循環(huán)功能，用熱設(shè)備的溫度及供熱量的調(diào)節(jié)控制功能；②供熱系統(tǒng)的油質(zhì)清理、更換及油液補(bǔ)充。 當(dāng)供熱系統(tǒng)用熱設(shè)備臺數(shù)較多和加熱設(shè)備工作面在不同時間用熱量變化梯度較大時，油循環(huán)系統(tǒng)可采用兩臺不同輸油量油泵并聯(lián)組合式供油系統(tǒng)(見圖1件8泵Q1、Q2)，即根據(jù)系統(tǒng)在不同工作時間內(nèi)對用熱量的不同要求實(shí)現(xiàn)三種不同油量的供給(即泵Q1開或Q2開；Q1、Q2同時開)，其主要優(yōu)點(diǎn)是能在較大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油供給并使油循環(huán)系統(tǒng)節(jié)電和減少系統(tǒng)的調(diào)溫溢流，有利于系統(tǒng)的供熱性能穩(wěn)定。 根據(jù)上述供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，供橡膠制品車間多臺加熱設(shè)備使用的導(dǎo)熱油加熱循環(huán)系統(tǒng)如圖1所示，其具體運(yùn)行功能及油循環(huán)路線如下：  (2)調(diào)溫溢流回油循環(huán)運(yùn)行路線 圖1中的M1．及M2，系加熱爐內(nèi)部油量儲存調(diào)節(jié)空間。小型導(dǎo)熱油循環(huán)供油系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以省略或簡化上述(3)、(4)、(5)運(yùn)行線路，只需一臺輸油泵即可。 3 提高工藝面加熱質(zhì)量的技術(shù)措施 在導(dǎo)熱油循環(huán)供熱技術(shù)中，為了提高加熱工作面的加熱質(zhì)量使加熱溫度均勻穩(wěn)定，工藝面上的溫度誤差不大于±20C，對于不同結(jié)構(gòu)形式的工藝面應(yīng)采取不同的技術(shù)措施： (1)提高橡膠制品強(qiáng)力層纖維織物大型烘干滾筒及煉膠機(jī)滾筒等的溫度均勻性 在滾筒的兩軸端蓋內(nèi)設(shè)置過油阻尼孔盤(兩端均有且對稱)使進(jìn)入和流出滾筒之導(dǎo)熱油能沿加熱滾筒的內(nèi)壁均勻流動，從而提高滾筒表面的溫度均勻性。 (2)提高大型橡膠平板硫化機(jī)熱壓板的溫度均勻性 熱壓板內(nèi)導(dǎo)熱油加熱油循環(huán)孔道應(yīng)制成分段(多組)并聯(lián)的回曲式結(jié)構(gòu)。 (3)提高加熱(預(yù)熱)平臺的溫度均勻性 平臺熱管應(yīng)制成(多組)并聯(lián)管排式結(jié)構(gòu)的熱管加熱器。 4系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的熱能平衡計(jì)算 對導(dǎo)熱油循環(huán)供熱的主要要求是必須滿足在單位時間內(nèi)加熱設(shè)備工作面上應(yīng)能得到所需的總熱量，即在單位時間內(nèi)導(dǎo)熱油進(jìn)入加熱器的油量和進(jìn)入加熱器時的要求溫度t1，及加熱器工作面上限定的熱傳導(dǎo)導(dǎo)出的溫度t2與t1，之間的差值，并依此進(jìn)行工作面所需熱量的計(jì)算。 (1)加熱器工作面上所需導(dǎo)出之熱量，可按下式算出：  式中： E1——導(dǎo)出熱量，kJ／h； λ——導(dǎo)熱件所用材料的導(dǎo)熱系數(shù)，硫化機(jī)熱板用45號鋼其λ=163．2 9 kJ／m.h.oC； H——加熱設(shè)備工作面有效工作面積，m2； a——導(dǎo)熱件傳導(dǎo)層厚度，m m。 (2)導(dǎo)熱油循環(huán)系統(tǒng)供給(出)的熱量，可按下式算出： E2=4．1 86Q(tb1一tb2)θ 式中： E2——導(dǎo)熱油有效供給(出)熱量，kJ／h； Q——循環(huán)油泵輸油率，kg／h； tb1——導(dǎo)熱油進(jìn)入導(dǎo)油管中要求的最高溫度，0C； 、 tb2，——導(dǎo)熱油回油管中最低許可(限定)溫度，0C； θ——導(dǎo)熱油熱焓值(4．186kJ／kg..0C)，此熱焓值可近似的取其油溫值(tb1)代替。 考慮到供熱能力的可靠性，應(yīng)對熱能平衡計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算，常用驗(yàn)算公式為： E2=1．2 E1 式中1．2為供熱安全儲備系數(shù)。 5結(jié)語 通過對橡膠制品車間使用導(dǎo)熱油供熱節(jié)能改造，使其加熱設(shè)備技術(shù)性能大有提高，生產(chǎn)效率可提高20％，與技改前的蒸汽加熱比較可節(jié)能60％左右。導(dǎo)熱油的******使用溫度為100～3800C，因其無汽相壓力，可使設(shè)備和管道的材料強(qiáng)度及密封性能要求容易滿足，并使供熱系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠。導(dǎo)熱油加熱技術(shù)是目前國內(nèi)外許多相關(guān)企業(yè)節(jié)能技改和相關(guān)加熱設(shè)備節(jié)能降耗改進(jìn)性能的理想選擇。 |
