鋁翅片超導熱管定型機余熱回收的技術分析

發(fā)表于《針織工業(yè)》

摘要：紡織行業(yè)中的印染行業(yè)能耗特別大，在印染企業(yè)的能耗中定型機約占了40%，廢氣散發(fā)的熱能達到了61%，存在大量的能源浪費。鋁翅片超導熱管分體式定型機廢氣余熱回收系統(tǒng)，不會影響定型機內部氣流，不會影響定型機生產的工藝，單從定型機的使用來說是最好的選擇；雖然不能最大限度的回收熱量，但也有一定的節(jié)能效益。

關鍵詞：定型機節(jié)能；余熱回收；鋁翅片；超導熱管；分體式

紡織工業(yè)在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中占有重要地位，已多年位居世界第一位。2000年，我國紡織工業(yè)規(guī)模以上（年銷售額500萬元以上）企業(yè)1.94萬戶，創(chuàng)造了8894.52億元的總產值；2010年，紡織工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)發(fā)展到5.46萬戶，創(chuàng)造出47612.80億元的總產值；2012年1～6月，我國紡織行業(yè)規(guī)模以上（年銷售額2000萬元以上）企業(yè)累計完成工業(yè)總產值26646.9億元[1]。

中國紡織工業(yè)聯(lián)合會副會長高勇表示，“十二五”期間，我國經(jīng)濟發(fā)展將進入調整期，目前紡織業(yè)的低迷形勢會持續(xù)較長一段時間。在這種情況下，一些企業(yè)的觀點也很有代表性，認為企業(yè)不是越大越好，應由“大”變“精”，應提高生產率、降低成本、減低能耗[2]。

紡織行業(yè)中的印染行業(yè)能耗特別大，在印染企業(yè)的能耗中定型機約占了40%，而定型機工作中織物消耗的熱能僅占29%，機體熱能的消耗占10%，廢氣散發(fā)的熱能達到了61%。定型機加工化纖產品的廢氣排放溫度是160-170℃，加工棉產品的廢氣排放溫度是100-110℃，存在巨大的能源浪費。而持續(xù)性發(fā)展（Sustainable Development）的核心原則是3個Re ：Reducd減少、Reuse回收、Recycling再生，就是要將能耗減少，將能源回收、再生成新的資源。而清潔生產主要就是通過技術改造來達到清潔生產的目的。

綜上所述，在目前紡織業(yè)低迷的形勢下，把企業(yè)做“精”，做好技術改造，做好定型機的余熱回收應是一個好的方法。

一、集中式及組合式余熱回收的原理與優(yōu)缺點：

定型機的余熱回收的方法可分為：鋁翅片超導熱管分體式、集中式及組合式。

集中式、組合式的優(yōu)點是換熱效率高，新鮮空氣經(jīng)過熱交換可達到與排放的廢氣30-40℃的溫度。但需要將新鮮空氣保持大的流量，流量小的話，不能達到較好的換熱效果，溫度相差30-40℃。太大流量的新鮮空氣回補給定型機，會引起定型機內部氣流的紊亂。如果是將回收的余熱用在立式炮筒烘干機上，可最大程度的回收定型機廢氣的熱能，效果也是最好的。

另外，集中式、組合式可以將定型機排放的廢氣降溫，方便之后的廢氣的凈化處理。

二、鋁翅片超導熱管分體式余熱回收的原理：

鋁翅片超導熱管分體式是在定型機的每節(jié)安裝一個鋁翅片超導熱管分體式熱交換器。鋁翅片超導熱管是高效的傳熱元件，采用的是“封閉兩相傳熱技術”。是將超導熱管抽成真空，管內充裝一定比例的液體工作介質，超導熱管兩側焊有鋁翅片，以強化傳熱。

圖1  超導熱管原理圖

如圖1，鋁翅片超導熱管兩端分別在定型機的排氣口及進氣口，在高溫廢氣排放口的叫熱端，在低溫新鮮空氣進口的叫冷端。在加工化纖面料的定型機有170-180℃，加工棉面料的也有130-140℃。廢氣的熱量傳到鋁翅片超導熱管熱端的介質，介質會蒸發(fā)，蒸汽介質攜帶熱量流到鋁翅片超導熱管的冷端，熱量會傳遞給新鮮的冷空氣，從而凝結成液體。由于鋁翅片超導熱管是傾斜放置，在重力的作用下，凝結成液體的介質會回流到鋁翅片超導熱管的熱端，再次吸收熱量蒸發(fā)。周而復始，把熱量傳遞給新鮮的冷空氣。

三、鋁翅片超導熱管分體式的優(yōu)缺點

鋁翅片超導熱管導熱系數(shù)高，銀的導熱系數(shù)是415W/M.K，鋁翅片超導熱管的導熱系數(shù)可達到銀的幾百倍到上千倍。鋁翅片超導熱管分體式余熱回收的優(yōu)點是，無需加裝風機，被加熱的新鮮空氣，由定型機內的負壓吸入到定型機內，不會改變定型機內的氣流。如單從定型機的使用來說，鋁翅片超導熱管分體式是最佳的選擇。

鋁翅片超導熱管分體式的缺點是，由于新鮮的空氣是由定型機內的負壓吸到定型機內，流量會比較小，熱交換比較少，所以廢氣熱能不是全部能回收。排放的廢氣還將會有100℃-150℃，余熱未能全部利用。

四、鋁翅片超導熱管分體式余熱回收的使用案例：

中山恒潤印染有限公司在今年將一臺定型機安裝了鋁翅片超導熱管分體式定型機余熱回收系統(tǒng)試用，該定型機有8節(jié)，圖2是其中一節(jié)的安裝示意圖：

圖2  安裝示意圖

中山恒潤公司為了弄清楚節(jié)煤節(jié)能的情況，專門找了計量部門為兩臺裝了鋁翅片超導熱管分體式定型機余熱回收系統(tǒng)的定型機和沒裝鋁翅片超導熱管分體式定型機余熱回收系統(tǒng)的定型機，加裝了管道熱量計，兩臺定型機每次都加工相同面料、同時開機，測量節(jié)煤節(jié)能的的情況。

恒潤公司生產的是棉面料，定型溫度為150℃，經(jīng)過鋁翅片超導熱管分體式定型機余熱回收系統(tǒng)后廢氣的溫度為120-130℃，在四個月的生產里：

沒裝余熱回收系統(tǒng)的定型機的累計使用熱量為8621 GJ

裝了余熱回收系統(tǒng)的定型機的累計使用熱量為7653 GJ

節(jié)省的熱能為：8621GJ-7653GJ=968GJ

節(jié)能率為：968GJ/8621GJ=11.23%

五、鋁翅片超導熱管分體式余熱回收的節(jié)能計算：

一般的臺灣及門富仕定型機的能耗大約為800000 Kcal/h，如每天生產24小時，一年生產350天；以熱值比較低的5000 Kcal/kg的煤，每噸煤800元計算。

定型機一年的能耗為：

800000 Kcal/h×24小時×350天=6720000000Kcal

定型機一年的耗煤為：

6720000000Kcal÷5000 Kcal/kg=1344000kg=1344噸

定型機一年的用煤成本為：

1344噸×800元=1075200元

如使用鋁翅片超導熱管分體式定型機余熱回收系統(tǒng)，一年節(jié)能的效益為：

107500×11.23%=120744元

綜合以上，鋁翅片超導熱管分體式定型機余熱回收系統(tǒng)，不會影響定型機內部氣流，不會影響定型機生產的工藝，單從定型機的使用來說是最好的選擇；雖然不能最大限度的回收熱量，但也有一定的節(jié)能效益。

參考文獻：

[1] 《建設紡織強國綱要(2011~2020)》[J]. 中國紡織工業(yè)聯(lián)合會，2012.5.10

[2] 楊興華　縮小一點不失為良策[J]. 中國紡織報，2012.9.4：1

作者資料：

姓名：黃晨昀  兼任：阿里巴巴紡織論壇副版主 

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