立式聯(lián)苯爐風機供熱系統(tǒng)改造

郭　怡, 李　森

(1.河南工程學院 機械工程學院，河南 鄭州 451191；2.鄭州蘭博爾科技有限公司，河南 鄭州 450000)

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立式聯(lián)苯爐風機供熱系統(tǒng)改造

郭怡1, 李森2

(1.河南工程學院 機械工程學院，河南 鄭州 451191；2.鄭州蘭博爾科技有限公司，河南 鄭州 450000)

摘要：聯(lián)苯爐是向聚合工藝提供熱量的加熱裝置，與臥式聯(lián)苯爐相比，立式聯(lián)苯爐的熱效率較低.通過對聯(lián)苯爐風機預熱器的改造，提高了立式聯(lián)笨爐的熱效率，達到了節(jié)能降耗的目的.

關鍵詞：聯(lián)苯爐;風機;預熱器;改造

聯(lián)苯爐是向尼龍66原絲聚合生產提供熱量的加熱裝置，加熱聯(lián)苯的溫度可達330 ℃.化纖用聯(lián)苯分為常溫聯(lián)苯和低溫聯(lián)苯，區(qū)別在于沸點不同.聯(lián)苯爐加熱時不能把溫度設定得太高，防止因過流燒斷加熱線或者繼電器.升溫的具體步驟一般是先升到100 ℃，恒定后以50 ℃為一檔向上升.升溫速度應控制在每小時50~60 ℃，當升溫至250 ℃時，關閉各種表、回氣閥和安全放散閥之后升壓，直至升到設定的目標溫度為止.在開車的前一天就要開始給聯(lián)苯加熱，因為使系統(tǒng)內的溫度恒定需要比較長的時間.供氣風機是向聯(lián)苯爐提供一定風壓和風量的配套設備.立式聯(lián)苯爐與臥式聯(lián)苯爐相比，熱效率較低，本研究提出對立式聯(lián)苯爐風機預熱器進行改造，以達到節(jié)能降耗的目的.

1聯(lián)苯爐的使用現(xiàn)狀

立式和臥式聯(lián)苯爐的供熱能力、熱效率與聚合工藝用熱負荷見表1.

表1　立式、臥式聯(lián)苯爐的供熱能力、熱效率和用熱負荷對比表

由表1可知，立式聯(lián)苯爐的熱效率為73%，與臥式聯(lián)苯爐的92%相比，立式聯(lián)苯爐的熱效率較低.立式聯(lián)苯爐改燒重油后，特別是在冬季低溫時，重油燃燒不充分、易結焦、耗油量大，導致能源浪費.

立式聯(lián)苯爐與臥式聯(lián)苯爐相比，熱效率較低的原因除爐本體設計等因素外，與風機向爐膛送風的溫度有較大關系.臥式聯(lián)苯爐所需風經(jīng)過爐排煙預熱，空氣溫度較高，所以熱效率高，而立式聯(lián)苯爐所需風未經(jīng)加熱，空氣溫度較低，故熱效率低.

2立式聯(lián)苯爐改造

2.1方案

基于以上原因，在立式聯(lián)苯爐風機吸入口處增加空氣預熱器，經(jīng)過半年的小樣試驗，風溫過高會對風機產生影響，造成風葉變形，產生過大的振動和噪聲.經(jīng)過調查與詳細分析，提出在風機后的風道上加裝空氣預熱器，利用改造后閃蒸罐的蒸汽進行空氣預熱.此方法所利用的蒸汽為閃蒸罐改造后的二次蒸汽，避免了浪費新的能源；空氣預熱器要安裝在風機后的風道上，否則當風溫過高時，就會影響風機的安全運行.

2.2方案實施

立式聯(lián)苯爐有4臺風機，每臺風機有一個風道，可以充分利用原風道，以避免浪費.將原風道拆除一段，按設計要求制作和安裝預熱器的結構框架，見圖1.

圖1　立式聯(lián)苯爐風機預熱器改造示意圖Fig.1　Transforming on fans of preheat set of vertical diphenyl stove

將定制的串片式空氣預熱器(紫銅管直徑為16 mm，2排，表面管數(shù)14，鋁厚度δ=0.3 mm)安裝在改造后的風道上，與閃蒸罐和噴淋罐連接組成空氣預熱裝置，分別對4臺立式聯(lián)苯爐風機進行改造.經(jīng)過測試，入爐風量和風壓均符合原有技術要求.

3聯(lián)苯爐的熱效率計算

3.1每小時的重油節(jié)約量

立式聯(lián)苯爐風機的預熱器投入運行后，可將入爐空氣溫度從20 ℃提高到110 ℃，減少了熱損失，提高了立式聯(lián)苯爐的熱效率.

入爐風量Q：

Q=3 000 m3/h，

空氣比熱C：

C=0.241 Kcal/℃，

溫差Δt：

Δt =(110-20)℃=90 ℃，

重油發(fā)熱值g：

g=9 500 Kcal/kg，

利用熱量q:

q=3 000×0.241×90×1=65 070 Kcal/h，

每臺立式聯(lián)苯爐節(jié)約重油G:

G=q/g=65 070÷9 500=6.85 kg/h.

所以，每臺立式聯(lián)苯爐節(jié)約重油6.85 kg/h.

3.2立式聯(lián)苯爐的熱效率

聯(lián)苯爐的熱效率等于聯(lián)苯爐中重油實際的發(fā)熱量與重油理論發(fā)熱量的比值，計算公式為

η=Q1/Q2×100%.

聯(lián)苯爐的發(fā)熱量Q1:

Q1=(爐出口聯(lián)苯熱焓-爐入口聯(lián)苯熱焓)×聯(lián)苯循環(huán)量，

重油發(fā)熱量Q2:

Q2=g×重油消耗量，

聯(lián)苯循環(huán)量W：

W=180×770.3 kg/h，

爐出口聯(lián)苯熱焓(330 ℃)h1：

h1=152.13 Kcal/kg，

爐入口聯(lián)苯熱焓(320 ℃)h2：

h2=146.29 Kcal/kg.

改造前,立式聯(lián)苯爐的熱效率為73%，耗重油量為116.76 kg/h.改造后,立式聯(lián)苯爐的耗重油量

ΔG =(116.76-6.85) kg/h=109.91 kg/h.

改造后,立式聯(lián)苯爐的熱效率

η1=Q1/Q2×100%=[(152.13-146.29) ×180×770.3]/(9 500×109.91)×100%=77.6%.

改造后,立式聯(lián)苯爐的熱效率提高了Δη,

Δη=η1-η0=77.6%-73%=4.6%.

4結語

通過本次改造，立式聯(lián)苯爐的熱效率得到了提高，降低了空氣污染，達到了節(jié)能降耗的目的.同時,立式聯(lián)苯爐燃燒時火焰的穩(wěn)定性也得到了提高，解決了閃蒸罐二次蒸汽的回收利用問題, 避免了新的能源浪費.空氣預熱器安裝在風機后的風道上，避免風溫過高影響風機的安全運行，取得了良好的經(jīng)濟效益.

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Transforming heat system on fans of vertical diphenyl stove

GUO Yi1, LI Sen2

(1.CollegeofMechanicalEngineering,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou451191,China;

2.ZhengzhouLaborAgrochemicalsCompanyLimited,Zhengzhou450000,China)

Abstract:Vertical diphenyl stove is a device providing heat set to polymerization technology. Its efficiency is lower in heat effect compared with horizontal diphenyl stove. The efficiency of vertical diphenyl stove can be improved by transforming on fans of preheat set of vertical diphenyl stove. The heat effect can be improved and the low energy cost is achieved.

Key words:vertical diphenyl stove; fan; preheat set; transform

作者簡介：郭怡(1971-),男,河南社旗人，副教授,主要從事浸膠簾子布工藝與設備方面的研究.

基金項目：河南省教育廳科學技術研究重點資助項目(14A460005)

收稿日期：2014-03-17

中圖分類號：TH17

文獻標志碼：A

文章編號：1674-330X(2015)01-0036-03