對直燃式燃燒設備的節(jié)能分析

張樟軍

（紹興縣中國輕紡城管道燃氣有限公司，浙江 紹興 312030）

1 概述

定型機是印染企業(yè)能耗最大的高溫設備之一，也是印染廠必備的關鍵設備，合纖織物在染整加工中要清除鄒痕，降低收縮，穩(wěn)定織物尺寸，提高染色性能，改變手感，提高彈性，改變織物起毛球要經過熱定型工序。因此熱定型機的節(jié)能問題受到各制造廠和使用廠的關注，并采取了各種各樣的措施，天然氣是目前世界上一種最清潔的燃料，它燃燒充分，熱效率高，對大氣污染又低，有很好的環(huán)保性能。現(xiàn)向大家介紹一種在定型機中用天然氣直接燃燒加熱取代導熱油鍋爐供熱的方法和節(jié)能效果分析。

2 兩種加熱方式使用能源效率分析

導熱油間接加熱法熱效率：用燃煤（或熱油）鍋爐進行加熱，使導熱油（熱媒）加熱導270℃左右，然后經過熱媒管道輸送到定型機內的熱交換器，再由熱交換器吧循環(huán)風加熱到設定溫度。此種加熱方式屬于多環(huán)節(jié)間接加熱，換熱過程多，熱量損失大。

2.1 定型機導熱油加熱系統(tǒng)的主要熱損失有以一下幾點：

熱媒鍋爐效率的熱損失：現(xiàn)有在用鍋爐，一般回油溫度為：255℃，出油溫度為：270℃，提升導熱油溫度：15℃。導熱油鍋爐尾部排煙溫度為：250-290℃，因此鍋爐熱效率一般在：55-75℃，鍋爐熱損失為：25-45%。

熱媒管路散熱損失：所有導熱油管路外層大都使用巖棉材料保溫，含閥件及彎頭，保溫效率約：93%，管路散熱損失約為：7%。

間隙使用的鍋爐冷啟動加熱損耗。

導熱油鍋爐供熱系統(tǒng)不管開幾臺定型機都必須開啟導熱油鍋爐，使得的負荷不穩(wěn)2.2天然氣直燃熱風技術熱效率：天然氣直燃熱風加熱技術具有以下特點：

不需要借助導熱油作為熱媒進行二次間接加熱轉換系統(tǒng)，是天然氣在定型機燃燒產生的熱量直接加熱循環(huán)風，由循環(huán)風溫度控制燃燒機火焰大小。定型機烘箱熱風溫度控制精度高，好達到±1℃，使能源的利用率達到最佳狀態(tài)。直燃方式熱風溫度比用導熱油高出很多，水汽不易冷凝，相應降低了循環(huán)風機和排氣風機的轉速。排氣風機轉速的降低，使排出的熱量損失也相應降低不少，從而降低了能耗。

天然氣直接在燃燒室內燃燒，能充分吸收燃燒室內空氣中的水分，有利于產品質量，并能相應提高設備運行速度。天然氣直燃熱風加熱技術可以按需使用，實現(xiàn)一對一單獨控制。

天然氣直燃熱風加熱方式的熱效率可達到95%以上，一般瓦斯燃燒機燃燒效率約為97%，燃燒損失為3%，系統(tǒng)整體效率可達到92%以上。

3 改造技術方案

3.1 設備的拆除

首先將油管內的導熱油排除干凈，然后拆卸內部的導熱油管及散熱器片。自導熱油閥以上的導熱油管是否留在定型機內由用戶確定，所有導熱油的排除、導熱油管和散熱器片的拆除及放置由用戶負責，期間改造方必須安排技術人員負責現(xiàn)場指導。

3.2 改裝燃燒室

在每節(jié)箱體內部進行結構改造，并加裝一個燃燒筒，采用SUS310不銹鋼制作，還要加裝隔熱板，使得熱空氣充分對流，確保室內溫度均衡和升溫的速度。在每節(jié)箱體側面改裝一個可安裝燃燒器的爐口，改裝后保證定型機的外觀和整體保溫效果良好。

3.3 燃燒系統(tǒng)的安裝

安裝專業(yè)燃燒器，要保證整體外觀的視覺效果。依據燃燒系統(tǒng)配管圖進行燃氣系統(tǒng)設備的安裝，并與燃氣主管道對接，同時也要保證整體外觀的視覺效果。定型機兩側主管道的鋪設，由燃氣經營單位負責安裝。

3.4 電氣系統(tǒng)

燃燒器控制系統(tǒng)可采用應具備以下功能：自動吹掃、自動點火、火焰安全檢測、自動控溫、故障報警以及燃氣低壓保護、助燃空氣開關保護。確保運行中的安全、可靠、穩(wěn)定。

將燃燒器的電控、預警及操作系統(tǒng)全部與設備原有系統(tǒng)連接，連鎖功能保護，并加裝控制面板，在統(tǒng)一操作平臺上完成，簡捷、方便。

改造后要求確保燃燒器與機臺，排煙，布邊脫離，熱循環(huán)風機故障時連動控制正常運轉，才能保證布料在運行中不會燒壞或手感不好。

3.5 調試與培訓

具備通電、氣等調試條件后，由專業(yè)技術人員負責設備冷、熱態(tài)調試。

調試過程中，要達到用戶的工藝要求，確保系統(tǒng)安全性，穩(wěn)定性可靠，節(jié)能、環(huán)保。

專業(yè)技術人員有義務的對用戶廠各類人員，包括工程技術、管理人員、操作工、設備管理及維護人員、電控管理及維護人員進行有計劃的技術培訓，受訓人員要達到能獨立熟練掌握各崗位的基本操作技能和維修設備的能力，確保設備正常運行。技術培訓貫穿項目實施全過程（設計、制造、安裝、調試、生產）。

4 燃燒器的選擇

目前可供使用的燃燒器的種類很多，用于定型機的燃燒機一般配備直燃燃燒機（槍式比例調節(jié)）和直燃熱風燃燒機（線性比例調節(jié)），具體選擇時應注意以下幾個方面：

4.1 選擇時應選用寬調節(jié)比，一般大于15：1，溫度控制更精確，更節(jié)能。

4.2 要求燃燒器具備獨特穩(wěn)焰方式和空氣／燃氣內混線性混合方式使其混合更好，火焰更短且有效的防止錯流，同時使煙氣排放更環(huán)保。

4.3 外形緊湊，少占空間，安裝簡單。能實現(xiàn)全自動控制及有關運行參數(shù)的數(shù)顯監(jiān)控。

5 改造前后節(jié)能效果比較

我們以一臺8箱拉幅定型機技術改造，以天然氣直接加熱循環(huán)風系統(tǒng)替代傳統(tǒng)導熱油加熱循環(huán)風系統(tǒng)的節(jié)能效果情況進行比較，一臺8箱的拉幅定型機烘箱，熱風溫度設定要求140-220℃，每小時大概需求熱量為50萬-65萬Kcal。

如配120X104Kcal/小時的燃煤導熱油鍋爐，保溫時為全功率的40%。

輔助系統(tǒng)：1臺22kw導熱油泵，1臺3kw鼓風機（裝機容量42kw），1臺11Kw引風機，1小時實際耗電量33kwh，拆標煤為：11kgce/小時（1kgce大約可發(fā)3kwh）。

如配天然氣直燃系統(tǒng)，需配10X104Kcal/小時的燃燒機8臺，共80X104Kcal/小時。保溫時為全功率的30%。

助燃風機：2.2kw/小時，折標煤為：0.76kgce/小時。

標準煤熱值：7033Kcal/kg；天然氣熱值：8540Kcal/m3；燃煤導熱油鍋爐的熱效率為：65%；熱媒體管道輸送效率為：97%；導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%；天然氣直燃的利用率為92%。

理論計算燃煤導熱油鍋爐每天耗煤：升溫時間為1.5小時：1200000/7030*1.5=256公斤，保溫時間為 22.5小時：（1200000*0.4/7033）*22.5=1536公斤；平均每小時耗煤：（1536+256）/24=74.7公斤標煤。

理論計算天然氣直燃技術每天耗天然氣為：升溫時間為0.5小時：800000/8540*0.5=47立方，保溫時間為23.5小時：（800000*0.3/8540）*23.5=660立方；平均每小時耗天然氣量：707/24=29.46立方，折合標煤：36公斤/小時。

結語

根據定型機加熱原理，分析對比了二種不同的加熱方式的節(jié)能效果，并提出了改造技術方案，通過分析可以看出，改造后天然氣直燃加熱可有效降低能源消耗，降低了廢氣的排放，節(jié)省了鍋爐房用地，省去了司爐工的工資成本，降低了勞動強度，提高企業(yè)品位，且隨著國家環(huán)境保護政策、能源政策的發(fā)展趨勢。因此在印染行業(yè)的定型機中采用燃氣直燃加熱取代傳統(tǒng)導熱油加熱是非常必要的。

[1] 張亞明.節(jié)能環(huán)保直燃式熱風換熱裝置[J].江蘇泓明達機械有限公司，2011.6.

[2] 安永欣.直燃式快速烘房在電瓷生產中的應用[J].中國陶瓷工業(yè).2007.12.