玉米深加工空气余热回收利用研究报告.docx
《玉米深加工空气余热回收利用研究报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《玉米深加工空气余热回收利用研究报告.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
玉米深加工空气余热回收利用研究报告
工业余热再利用解决方案
********设备有限公司
2013年6月
一、项目简介
每条生产线干燥系统每小时吸收100000Nm3的自然空气,经高温蒸汽管束升温后对产品进行干燥,排放温度为50℃,本方案考虑利用喷淋系统吸收50℃的排放乏汽温度,通过高温热泵机组对自然空气进行预热,以达到节能减排目的。
二、技术可行性
1、喷淋水余热可回收的热量
50℃空气经循环水冷却后循环水温度大约为25℃,循环量大约是1200m3/h,热泵机组提取温差按最低10℃计(循环水温度可降低10℃),则热泵机组回收的最低热量值为(每小时):
1200×10×1.163=13956KW
根据工业余热型热泵机组运行工况:
余热侧水温在20-40℃时,热水出水温度达75℃。
2、空气加热需热量
现有100000立方空气,在一个标准大气压下温度升高1℃需要的热量计算公式:
Q=cm△t=cρv△t
式中
Q=所需吸收的热量
C=空气的比热容,为1.0×103J/(kg.℃)
m=空气的质量
ρ=空气的密度,本案按10℃、一个标准大气压下密度为1.248kg/m^3计
v=空气体积
△t=空气温度变化温差
则100000立方空气,在一个标准大气压下温度升高1℃时需要热量
Q=1.0×103J/(kg.℃)×1.248kg/m³×100000m³×1℃=124800000J
即Q=29828kcal
即Q=34.7kw
(备注1kcal=4.184kj,1kw≈860kcal/h)
由以上计算得出,10万立方空气,在一个标准大气压下温度升高1℃时需要热量为34.7kw,则
冬季空气温度由-15℃升至55℃,需要热量为2429kw
由此可看出,加热10万立方空气至55℃,在冬季温差最大情况下,需要的热量(2429kw)仅为空气余热回收量(13956kw)的五分之一。
3、10万空气可提升的温度
已计算出空气余热回收最低每小时可回收热量139562kw,该热量通过热泵机组提取出后转化为75℃热水,热水经热水翅片换热器与空气进行热交换加热空气,换热效率按80%计,即转化为加热空气的热量为13956kw×80%=11164.8kw,则该热量理论上可将10万立方空气提升温度差值为
△t=11164.8÷34.7=321℃
但热水温度仅为75℃,所以选用高效率的翅片换热器可将空气加热至70℃左右。
4、冷却水余热回收热量其他用途
由以上计算,加热10立方空气最多仅利用了余热回收热量的五分之一,其余热量可用来进行居民供暖或加热洗浴热水,可供暖面积达20万平米之多。
3、加热10万立方空气选用热泵机组设计
根据加热10万立方空气冬季需要热量2429kw,结合科灵工业余热热泵机组特点,本着调节使用灵活,节能运行的目标,选用2台工业余热型高温水源热泵机组SL-1300MH型主机,单台制热量1300kW,输入功率338kW。
冷却水采用喷淋方式回收空气中的热量,吸热后的冷却水经热泵机组降温后,再经喷淋吸热,以此循环。
热泵机组生产的75℃热水经翅片换热器,对10万立方空气进行加热,以此循环。
4、机房配电负荷
序号
项目名称
规格型号
功率kW
数量台
合计(kW)
备注
1
工业余热型高温热泵机组
SL-1300MH
402
2
804
2
热水循环水泵
DFG80-160A/2/11
11
3
33
两用一备
3
喷淋水循环水泵
DFG100-160A/2/15
15
3
45
两用一备
4
补水泵
DFG40-160/2/2.2
2.2
2
4.4
一用一备
5
合计
--
--
--
5、性能参数
SL-1300MH型工业余热超高温水源热泵机组性能参数:
机组型号
SL-1300MH
制热量(kw)
1300
输入功率(kw)
402
压缩机
型式
进口半封闭螺杆压缩机
转子齿型
第三代5:
6齿轮啮合设计
容量调节范围
25-50-75-100%
制冷剂
电源
三相四线380V/50HZ/3P
安全保护
高低压、安全阀、过载、缺相、逆相、过欠电压、水流开关、防冻保护、油温加热器等
蒸发器
型式
卧式壳管满液式蒸发器
压力降(KPa)
60
水管尺寸(mm)
DN125
进/出水温度(℃)
50℃/25℃
冷凝器
型式
高效卧式壳管式冷凝器
压力降(KPa)
60
水管尺寸(mm)
DN125
进/出水温度(℃)
55℃/75℃
外形尺寸(mm)
5400×1500×3200
重量(kg)
5800
6、系统设计原理图
三、经济性分析
1、项目预计总投资
序号
项目名称
规格型号
单位
数量
单价
(万元)
合价
(万元)
备注
1
工业余热型超高温热泵机组
SL-1300MH
台
2
120.00
240.00
2
热水循环水泵
DFG80-160A/2/11
台
3
0.70
2.10
3
喷淋水循环水泵
DFG100-160/2/15
台
3
1.00
3.00
4
补水泵
DFG40-160/2/2.2
台
2
0.30
0.60
5
喷淋系统
套
1
10.00
10.00
6
喷淋冷却水接水容器
套
1
10.00
10.00
7
翅片换热器
套
1
20.00
20.00
8
高低压配电系统
--
套
1
30.00
30.00
9
阀门管道系统及安装费
--
套
1
20.00
20.00
10
机房土建
--
套
1
20.00
20.00
11
总投资
--
--
--
--
注:
此为最初方案选型,最终规格型号要由设计院设计。
2、运行费用概算
热泵机组耗电功率886.4Kw,电价按0.50元/度
总耗电量为:
WR=886.4×0.50=443.2元/小时
四、效益分析
节能量计算
根据加热10万立方空气冬季需要热量2429kw,
如果用锅炉供热,锅炉供热效率按80%计算,供热量折合标准煤:
2429×860÷7000÷0.80=373tce
热泵系统运行每小时总耗电量为:
886.4kw
则耗电量886.4kW·h折合标准煤为886.4×860÷7000=109tce
小时节能量:
373-109=264tec
五、结论
综合以上分析,可以得出以下结论:
1、本项目利用循环冷却水的余热和热泵技术相结合,为10万立方空气进行预热,在技术方面是完全可行的。
2、本项目的投资回收期大约在3年左右。
运行费用和煤炭收费相比,运营管理利润很明显。
3、本项目的社会效益突出,节能减排效果明显。
4、与传统的高温热水供热系统相比,本方案具有可分期投入、方式灵活、供热运营成本低、总投资可与建设规模基本相匹配等许多优点。
总之,本方案采用工业余热回收进行空气预热方案是完全可行的。
作为市场经营的关键问题是如何妥善解决投资回收期的问题,以上分析效果明显,具有很强的可实施行。