鋁翅片超導(dǎo)熱管定型機(jī)余熱回收的技術(shù)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(jī)約占了40%，廢氣散發(fā)的熱能達(dá)到了61%，存在大量的能源浪費(fèi)。鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式定型機(jī)廢氣余熱回收系統(tǒng)，不會(huì)影響定型機(jī)內(nèi)部氣流，不會(huì)影響定型機(jī)生產(chǎn)的工藝，單從定型機(jī)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(guān)鍵詞：定型機(jī)節(jié)能；余熱回收；鋁翅片；超導(dǎo)熱管；分體式

紡織工業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)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(chǎn)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(chǎn)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(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值26646.9億元[1]。

中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)副會(huì)長高勇表示，“十二五”期間，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展將進(jìn)入調(diào)整期，目前紡織業(yè)的低迷形勢(shì)會(huì)持續(xù)較長一段時(shí)間。在這種情況下，一些企業(yè)的觀點(diǎn)也很有代表性，認(rèn)為企業(yè)不是越大越好，應(yīng)由“大”變“精”，應(yīng)提高生產(chǎn)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(jī)約占了40%，而定型機(jī)工作中織物消耗的熱能僅占29%，機(jī)體熱能的消耗占10%，廢氣散發(fā)的熱能達(dá)到了61%。定型機(jī)加工化纖產(chǎn)品的廢氣排放溫度是160-170℃，加工棉產(chǎn)品的廢氣排放溫度是100-110℃，存在巨大的能源浪費(fèi)。而持續(xù)性發(fā)展（Sustainable Development）的核心原則是3個(gè)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(chǎn)主要就是通過技術(shù)改造來達(dá)到清潔生產(chǎn)的目的。

綜上所述，在目前紡織業(yè)低迷的形勢(shì)下，把企業(yè)做“精”，做好技術(shù)改造，做好定型機(jī)的余熱回收應(yīng)是一個(gè)好的方法。

一、集中式及組合式余熱回收的原理與優(yōu)缺點(diǎn)：

定型機(jī)的余熱回收的方法可分為：鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式、集中式及組合式。

集中式、組合式的優(yōu)點(diǎn)是換熱效率高，新鮮空氣經(jīng)過熱交換可達(dá)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(dá)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(bǔ)給定型機(jī)，會(huì)引起定型機(jī)內(nèi)部氣流的紊亂。如果是將回收的余熱用在立式炮筒烘干機(jī)上，可最大程度的回收定型機(jī)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(jī)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(dǎo)熱管分體式余熱回收的原理：

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

圖1  超導(dǎo)熱管原理圖

如圖1，鋁翅片超導(dǎo)熱管兩端分別在定型機(jī)的排氣口及進(jìn)氣口，在高溫廢氣排放口的叫熱端，在低溫新鮮空氣進(jìn)口的叫冷端。在加工化纖面料的定型機(jī)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(dǎo)熱管熱端的介質(zhì)，介質(zhì)會(huì)蒸發(fā)，蒸汽介質(zhì)攜帶熱量流到鋁翅片超導(dǎo)熱管的冷端，熱量會(huì)傳遞給新鮮的冷空氣，從而凝結(jié)成液體。由于鋁翅片超導(dǎo)熱管是傾斜放置，在重力的作用下，凝結(jié)成液體的介質(zhì)會(huì)回流到鋁翅片超導(dǎo)熱管的熱端，再次吸收熱量蒸發(fā)。周而復(fù)始，把熱量傳遞給新鮮的冷空氣。

三、鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式的優(yōu)缺點(diǎn)

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

鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式的缺點(diǎn)是，由于新鮮的空氣是由定型機(jī)內(nèi)的負(fù)壓吸到定型機(jī)內(nèi)，流量會(huì)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(huì)有100℃-150℃，余熱未能全部利用。

四、鋁翅片超導(dǎo)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(tái)定型機(jī)安裝了鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式定型機(jī)余熱回收系統(tǒng)試用，該定型機(jī)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(jì)量部門為兩臺(tái)裝了鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式定型機(jī)余熱回收系統(tǒng)的定型機(jī)和沒裝鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式定型機(jī)余熱回收系統(tǒng)的定型機(jī)，加裝了管道熱量計(jì)，兩臺(tái)定型機(jī)每次都加工相同面料、同時(shí)開機(jī)，測(cè)量節(jié)煤節(jié)能的的情況。

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

沒裝余熱回收系統(tǒng)的定型機(jī)的累計(jì)使用熱量為8621 GJ

裝了余熱回收系統(tǒng)的定型機(jī)的累計(jì)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(dǎo)熱管分體式余熱回收的節(jié)能計(jì)算：

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

定型機(jī)一年的能耗為：

800000 Kcal/h×24小時(shí)×350天=6720000000Kcal

定型機(jī)一年的耗煤為：

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

定型機(jī)一年的用煤成本為：

1344噸×800元=1075200元

如使用鋁翅片超導(dǎo)熱管分體式定型機(jī)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(dǎo)熱管分體式定型機(jī)余熱回收系統(tǒng)，不會(huì)影響定型機(jī)內(nèi)部氣流，不會(huì)影響定型機(jī)生產(chǎn)的工藝，單從定型機(jī)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(xiàn)：

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

[2] 楊興華　縮小一點(diǎn)不失為良策[J]. 中國紡織報(bào)，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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