工業熱能回收系統技改項目效果分析

文_李福通 鄒國圳 何名龍 廣州能源檢測研究院

飲料企業生產中使用到熱能的工藝主要是流水線清洗、殺菌，以及飲料液升溫工序等，熱能一般來自鍋爐自產蒸汽。與大多數行業企業一樣，飲料企業生產過程同樣使用大量的壓縮空氣，在空壓機工作時，空壓機的軸功率大部分轉化成熱能后被冷卻水帶走，通過涼水塔熱交換到大氣環境，沒有得到充分回收利用。如果將壓縮空氣時產生的熱能通過循環冷卻水來回收利用，用于飲料液升溫預熱等，則可以減少企業蒸汽消耗量，具有很好的節能減排效果。以某飲料生產企業2019年實施空壓機熱能回收項目為例，進行節能效果分析。造前熱能利用工藝流程見圖1所示。

圖1 改造前的熱能利用工藝流程圖

1 項目概況

1.1 項目前后熱能利用的工藝流程

某企業生產過程中，清洗、殺菌、原料升溫等環節使用的蒸汽由自備鍋爐供應。改造前的熱能利用工藝是直接用鍋爐蒸汽將飲料原液由常溫加熱到約100℃，以滿足正常生產需求，改為充分利用高溫余熱，該企業在空壓機尾端加裝板膠換熱器及配套管道，從空壓機出來的高溫冷卻水先在板膠換熱器內對飲料液進行預熱，使原液從常溫預熱至50℃左右，經預熱的原液進入原先的熱交換管道由鍋爐蒸汽進行最后升溫直至工藝要求溫度，工藝如圖2所示。

圖2 改造后熱能利用工藝流程圖

1.2 項目邊界變動

該企業年內未開展其他生產設備和用能設備的技改，項目帶來的邊界變化主要是增加了板式換熱器（見圖3所示），由此可見項目邊界比較清晰，能耗泄漏的可能性較小。

圖3 板式換熱器安裝圖

2 節能減排效果

該企業蒸汽流量計、稱重設備均經過有資質的第三方機構檢定校準并獲合格證書，因改造時未加裝換熱器水流量計量儀表，參照《國家發展改革委財政部關于印發〈節能項目節能量審核指南〉的通知》（發改環資〔2008〕704號）的綜合算法，采用單產耗汽量指標進行評估。

2.1 項目實施前能源消費

改造前的飲料生產工藝中，對飲料升溫的過程中使用的是蒸汽。項目改造完成試運行時間為2019年9月，故取2018年10月至2019年5月為改造前穩定時期進行分析，改造前產量和耗汽情況見表1所示。

表1 改造前產量和耗汽表

2.2 項目實施后能源消費

改造后2019年10月開始穩定運行，取2019年10月至2020年5月為改造后穩定時期進行分析，改造后產量和耗汽表見表2所示，改造前后鍋爐蒸汽的溫度和壓力未發生變化。

表2 改造后產量和耗汽表

2.3 項目實施前單產耗汽量

64602÷233600＝0.2765（t/t）

2.4 項目實施后單產耗汽量

71496÷269961＝0.2648（t/t）

2.5 項目年節約蒸汽量

根據該企業生產情況，改造前一年的飲料產量為365400t，改造前后的蒸汽均為飽和蒸汽，壓力為0.8MPa，焓值為2769 kJ/kg。

年節蒸汽量=（E1-E2）×d1＝（項目實施前單產耗汽量－項目實施后單產耗汽量）×改造前年產量＝（0.2765－0.2648）×365400=4278.38 t

2.6 折算標準煤

年節煤量=(4278.38t×1000kg/t×2769kJ/kg) ÷29307kJ/kgce×10-3=403.9tce

3 結論

通過計算，得出年可節約蒸汽4278.38t，約占企業自產蒸汽量10%，按市場購買蒸汽價格估算可節省40余萬元成本，項目為企業獲得的節能減排和經濟效果顯著。