多功能熱廢氣熱回收空調(diào)機(jī)組應(yīng)用的研究

何爍民

(廣東聯(lián)盛泳池水療設(shè)備有限公司，廣東 中山 528400）

引言

目前鋼鐵企業(yè)尚有30%的余熱、余能未被回收利用。其中，焦化過程約有50kg標(biāo)煤/t焦。按我國(guó)2012年焦炭總產(chǎn)量44323萬t計(jì)算，可被回收利用的熱能為2216．15萬t標(biāo)煤。隨著煉焦生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步，節(jié)能減排、高效環(huán)保將成為發(fā)展的方向，回收焦?fàn)t生產(chǎn)過程中的余熱是一條重要途徑。大型焦?fàn)t煉焦耗熱量為108kgce/t焦，其中約250℃的煙道廢氣帶走的熱量約占焦?fàn)t總輸出熱量的17%。廢氣通過煙囪直接排入大氣造成能量的巨大浪費(fèi)，回收煙道廢氣余熱將產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益，為焦化企業(yè)節(jié)能降耗做出重要貢獻(xiàn)。

一、熱回收空調(diào)機(jī)組裝置的應(yīng)用

（一）熱回收裝置使用說明

在夏季工作模式下，關(guān)閉第一風(fēng)扇開關(guān)的風(fēng)量控制閥門，關(guān)閉出風(fēng)口的風(fēng)量控制閥門，打開第二風(fēng)扇開關(guān)的風(fēng)量控制閥門，并且進(jìn)氣口的空氣量控制閥門打開。室外新鮮空氣進(jìn)入空調(diào)機(jī)組殼體并由平臺(tái)冷卻器處理。由于冷空氣在平臺(tái)冷卻器上開啟，所以可以發(fā)送冷空氣通過第二風(fēng)扇機(jī)構(gòu)來達(dá)到夏季制冷的目的。在冬季工作模式下，封閉第二風(fēng)扇開關(guān)的風(fēng)量調(diào)整閥門，關(guān)閉進(jìn)風(fēng)口的風(fēng)量調(diào)整閥門，打開第一風(fēng)扇開關(guān)的風(fēng)量調(diào)整閥門，并且排氣口的風(fēng)量調(diào)整閥門打開。表面冷卻器中的水是須要在室外預(yù)熱的低溫水，當(dāng)室內(nèi)熱空氣與表面接觸時(shí)產(chǎn)生熱交換冷卻器，并且將表面冷卻器中的循環(huán)水加熱，并且將表面冷卻器中的環(huán)形水和水源熱泵連接以在夏天水熱泵工作條件下工作的水冷螺桿提供熱源。

（二）定型機(jī)的廢氣凈化系統(tǒng)

廢氣的凈化方法主要有機(jī)械凈化、水噴淋洗滌、靜電除塵和氧化燃燒4種。機(jī)械凈化采用旋風(fēng)除塵、過濾等手段凈化廢氣，這種方法的凈化效率比較低，處理效果難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，通常作為廢氣處理的初級(jí)階段來去除廢氣中粒徑較大的顆粒物。水噴淋洗滌技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)最常用的廢氣凈化方法，優(yōu)點(diǎn)是投資和運(yùn)行成本低，運(yùn)行穩(wěn)定；缺點(diǎn)是對(duì)于顆粒物的去除效率較低，而且不能除掉廢氣中的刺激性氣味。靜電除塵凈化效率高，能消除廢氣中的刺激性氣味，但是投資及運(yùn)行成本較高。氧化燃燒的設(shè)備投資高，而且實(shí)施比較困難，只在國(guó)外有應(yīng)用的報(bào)道，國(guó)內(nèi)沒用采用的先例。由于定型機(jī)廢氣的成分復(fù)雜，而且有刺激性氣味，綜合考慮，決定采用水噴淋洗滌加靜電除塵的綜合凈化手段。根據(jù)環(huán)保部門檢測(cè)數(shù)據(jù)，該門富士定型機(jī)廢氣中顆粒物濃度為200~250mg/m3，油煙濃度為100~120mg/m3，經(jīng)過換熱器后，油煙溫度降到110℃，從噴淋塔的底部進(jìn)入，與噴淋塔頂部噴頭噴出的水霧充分接觸并相互碰撞，在噴淋塔的底部形成含油污水，在油水分離器中進(jìn)行油水分離，在此過程中，1μm以上的油煙顆粒大部分可以被去除。

（三）廢熱車間的熱回收計(jì)算方式

余熱車間空間有2萬m2，高6m。根據(jù)每小時(shí)2次的冬季通風(fēng)，可以產(chǎn)生40℃的廢氣排放。（為了減少車間溫度，應(yīng)該增加排氣口的數(shù)目，回收的熱量應(yīng)該更多），回收的氣體量為24萬m3。如果干燥空氣的溫度為10℃回收，熱量為：空氣質(zhì)量（風(fēng)量V：240000m3/h，估算密度ρ：1.2kg/m3）：G=V×ρ=240000×1.2=288000kg/hCp）：0.24千卡/（kg*℃）Δt=入口溫度-出口溫度=10℃轉(zhuǎn)換：1kcal/h（kcal）=1.163×10-3kW*hk損耗因子：估計(jì)為0.8Q=G×Cp×△t×k=288000×0.24×10×0.8=55.26060kcal/hP=Q×1.163×10-3=552960×1.163×10-3=643.09kW。通過結(jié)果可以表明可恢復(fù)643.09kW大約的熱負(fù)荷，而643.09kW的熱負(fù)荷為靠水源熱泵的不斷升溫來傳遞。由此而算冬季辦公樓每m2需要80W的熱負(fù)荷，可以加熱的空間約8000m2。

二、熱回收空氣處理器的選擇

（一）平板熱量回收

熱交換材料是一種獨(dú)特的紙制品，纖維之間的間隙非常小，通過它不會(huì)產(chǎn)生有害氣體或氣味分子。通過多層平行和相間通道間接，靈便地實(shí)行熱互換，高達(dá)70%。

（二）回轉(zhuǎn)式全熱回收

回轉(zhuǎn)式熱交換器由蓄熱輪，殼體，動(dòng)力機(jī)構(gòu)，密封件等部件組成。儲(chǔ)熱輪具有盤形和蜂窩形狀，并且通過動(dòng)力機(jī)構(gòu)的動(dòng)作進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)新鮮空氣/空氣供給通過卷筒的一半時(shí)，返回/清除空氣通過卷筒的另一半反向。它含有70%到90%的廢氣，可以傳遞新鮮空氣中。

三、影響分析和計(jì)劃優(yōu)勢(shì)

1） 使用熱空調(diào)回收機(jī)組類型的設(shè)備可用于夏季冷卻空氣供應(yīng)設(shè)備和冬季空氣排放設(shè)備。夏季采用普通空調(diào)系統(tǒng)，末端通過熱回收空調(diào)機(jī)組將冷空氣送到車間，以達(dá)到冷卻的目的。熱回收空調(diào)機(jī)組排空空氣，通過車間形成負(fù)壓強(qiáng)耗盡空氣后使門窗進(jìn)入的冷空氣冷卻了車間。2） 夏天空調(diào)制冷機(jī)組和小型辦公大樓由冬季供暖組織者一同使用。夏天的水冷螺桿機(jī)組和冷卻塔以達(dá)到冷卻的作用。在冬季，我們將利用水源熱泵從工廠的熱量回收水加熱辦公樓，以達(dá)到保暖的作用。3）該設(shè)備消除了用水源熱泵鉆井的成本，并且不需要提供特殊的水管理設(shè)備。4）與市政供暖相比，辦公樓的供暖成本可以節(jié)省大量的運(yùn)營(yíng)成本。

四、熱回收空調(diào)機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)

多功能熱回收空調(diào)機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)包括五點(diǎn)，簡(jiǎn)要分析如下：第一，多功能配機(jī)，免熱水制造，能效比高，熱回收機(jī)組的制熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過各種鍋爐，同時(shí)又為空調(diào)系統(tǒng)提供冷量，是優(yōu)秀的鍋爐替代品。第二，適用于同時(shí)需要冷量和熱量的項(xiàng)目。熱回收機(jī)組運(yùn)行必須有足夠的基本冷負(fù)荷，通常將熱回收機(jī)組與其他單冷機(jī)組組合在一個(gè)系統(tǒng)中。節(jié)能高效，不消耗不可再生資源，無污染。第三，舒適性好，維持方便，安裝無限制，占地面積小，無需機(jī)房；第四，運(yùn)營(yíng)成本高，無安全隱患，壽命長(zhǎng)；第五，應(yīng)用范圍廣泛，非常適合酒店，洗浴中心，娛樂場(chǎng)所，醫(yī)院，餐廳，工廠宿舍，體育館等對(duì)空調(diào)和熱水的需求。

結(jié)語

目前，該項(xiàng)目系統(tǒng)狀況良好，全部室溫滿足設(shè)計(jì)要求。通過這個(gè)項(xiàng)目，不僅改善了空氣質(zhì)量，而且充分利用了熱回收空調(diào)機(jī)組，從而減少了新的空氣冷負(fù)荷并降低了能耗，基本符合能源的節(jié)能性。