污水余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)分析及應(yīng)用
摘要：詳細介紹了E．s系列污水的熱能回收系統(tǒng)、習系列自潔式熱能回收系統(tǒng)，并結(jié)合它們的結(jié)構(gòu)進行了分析，提出在具體實施中，應(yīng)針對不同的染色污水特征，選擇不同型號的污水余熱回收裝置來處理，使余熱回收效率最高，日常維護最為簡便，消耗費用最低。最后以蘇州錦繡染色有限公司安裝E．s系列污水熱能回收系統(tǒng)為例，詳細介紹了該系統(tǒng)試運行一年多取得的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：污水,余熱回收裝置,結(jié)構(gòu)分析,應(yīng)用介紹
資源瓶頸、環(huán)境壓力是我國經(jīng)濟、社會發(fā)展長期面臨的突出矛盾，我國“十一五”規(guī)劃綱要明確提出了節(jié)能減排任務(wù)指標，即國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗 5年間要實現(xiàn)降低20％的目標，并列為重要的約束性指標，各地都在建立和完善節(jié)能減排指標體系、監(jiān)測體系和考核體系¨qJ。印染業(yè)是國家實行節(jié)能減排的重點。印染是高能耗行業(yè)，大量余熱散失，不僅浪費能源，而且由于目前能源緊缺、企業(yè)成本上漲，使得印染這個高能耗行業(yè)普遍認識到，只有通過節(jié)能改造和能源充分利用才是企業(yè)實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的重要保證。
洗染設(shè)備中的熱水用于洗染后就成了廢水，但廢水還有較高的溫度，為了充分利用廢水的熱能，通過高效熱交換器吸收廢水中熱能，轉(zhuǎn)換到潔凈水中，由冷水變?yōu)榕眠@些暖水輸入到熱水池中，用作染整中的洗滌用水。降溫后的廢水通過排水管排出。余熱回收技術(shù)主要是研制高效熱交換器及過濾輔助設(shè)備。無錫市前洲康華染整設(shè)備廠經(jīng)過幾年的努力，成功開發(fā)出E．s系列污水的熱能回收系統(tǒng)、刁系列自潔式熱能回收系統(tǒng)。以上系統(tǒng)均以個性化的工作流程，對不同類型的污水，采用不同的回收裝置結(jié)構(gòu)，以方便熱交換器中的污水剩積雜質(zhì)的清除，其最高熱回收效率可達80％-90％。
1 污水余熱回收裝置的結(jié)構(gòu)分析
E．s系列污水余熱回收裝置主要由連續(xù)式粗過濾、主備份精過濾、高效的水與水熱交換器和一個提升水泵組成，圖1為E．S系列污水余熱回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
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E．S系列污水余熱回收裝置中的連續(xù)式粗過濾裝置具有能簡單且直接的分離較大雜質(zhì)，達到最好過濾效果的特點，避免后道連續(xù)工作中經(jīng)常出現(xiàn)換熱系統(tǒng)阻塞。精細過濾裝置由雙筒式過濾器組成，具有全自動檢測功能，當其中一筒堵塞時，會以主備份方式自動切換到另一備筒，并報警直到阻塞清除，確；厥障到y(tǒng)的24 h工作特性；熱交換器是一個具有高達5 000 w／m2·K傳熱系數(shù)的水與水熱交換器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。根據(jù)熱交換最大化要求，污水管水流方向與潔凈水管水流方向相對，這樣，剛進入的溫度高的污水與將要流出的已加溫的潔凈水進行熱交換，使熱交換效率提高；圖2左邊是熱污水從下層進入，熱了的潔凈水從上層流出；圖2右邊是冷潔凈水從上層進入，被回收了余熱的污水從下層流出，這樣完成了水與水溫度的梯度熱交換。該熱交換器具有傳熱溫差低，非常適合低位熱能回收，最高回收率可達90％左右。同時隨著企業(yè)熱荷載的變化，可靈活增減換熱面積，以適應(yīng)不同的回收熱能需要。
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zJ系列自潔式熱能回收系統(tǒng)主要是將E．S系列中的連續(xù)式粗過濾和主備份精過濾由刷式自潔式過濾器代替，該過濾器中的濾件采用高強度的 John∞n濾網(wǎng)，具有處理量大、使用壽命長、清洗效率高等特點；并采用壓差控制、定時控制自動清洗濾網(wǎng)。當過濾器進出口壓差達設(shè)定值或定時器達到設(shè)定時間時，電動控制箱發(fā)出信號驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)動，同時排污閥打開。吸附在濾網(wǎng)上的雜質(zhì)微粒被轉(zhuǎn)動的鋼絲刷刷下，隨水流從排污閥排出。當過濾器進出口壓差恢復(fù)正常或定時器設(shè)定時間結(jié)束后，電動機停止運轉(zhuǎn)，電動排污閥關(guān)閉。圖3是自潔式過濾器工作的結(jié)構(gòu)示意圖。
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2 污水余熱回收裝置應(yīng)用介紹
以蘇州錦繡染色有限公司安裝E．s系列污水熱能回收系統(tǒng)為例介紹具體應(yīng)用情況。該公司現(xiàn)有各類染色機近40臺，主要加工產(chǎn)品為染色紗線，排出染色污水的水溫在60℃左右，設(shè)計方案是利用現(xiàn)有的屋外染色污水排放水溝作為熱污水池，在回收口處作一阻擋，前段取水，后段排水，用于E．S系統(tǒng)的熱污水緩存水溝；水溝中設(shè)置高、低2個點的水位信號，作為系統(tǒng)開機、待機的條件；熱污水經(jīng)過E．s系統(tǒng)交換后成冷卻污水直接排入污水池；冷凈水利用原有供水線路，在原管路旁加旁路供水，這里只需考慮供水管道的直徑；由于染色污水沒有粗雜物，可省去連續(xù)式粗過濾裝置，由主備份精過濾和高效的水與水熱交換器加一個提升水泵組成，該系統(tǒng)占地面積小(僅約5 m2)，自身能耗小(僅1．5 kw)，維護簡單。經(jīng)多次實地測量，迸污水溫度50—60℃，出污水溫度23．．25℃。試運行一年多來，已取得了較好的經(jīng)濟效益。按該公司實際生產(chǎn)計算，使用本系統(tǒng) 4～6個月即可收回設(shè)備投資。相關(guān)數(shù)據(jù)為：
①凈水流量：設(shè)計流量lO t/h，測試時最高流量 20 t/h，最低流量8 t/h，平均10t/h。
②污水流量：設(shè)計流量12 t/h，系統(tǒng)每天工作 12 h。
③實測熱污水進水溫度砣：50—60℃，冷污水出水溫度r1：23—25℃；取平均值：污水通過回收系統(tǒng)后由55℃降溫到24℃。
④實測熱凈水出水溫度t1：41．45℃，冷凈水進水溫度￡2：13一15℃；取平均值：凈水通過回收系統(tǒng)后由14℃升溫到43℃。
⑤污水熱能轉(zhuǎn)換量Q1=C(水的比熱容)×m1 (水的質(zhì)量)×(T2-T1)=4．2×1000 J／kg·℃×12× 1000t/h×12 h×(24—55℃)=18．7×1000 kJ。
⑥凈水熱能吸收量Q2=C(水的比熱容)×m2 (水的質(zhì)量)×(T2一T1)=4．2×1000 J，kg·℃×10× 1000t/h×12 h×(43-14℃)=14．62×1000 kJ。
⑦系統(tǒng)回收效率=Q2／Q1=14．62× 1000 kJ/18．75×1000 kJ=78％。
⑧每天系統(tǒng)熱能效益$1=節(jié)約蒸汽噸位×蒸汽銷售單價=[p2／(2 510×103 kJ)]×180元(管道蒸汽價格以蘇州地區(qū)為準)=[14．62×103 l【J／ (2 510×103 kJ)]×178元=1 048元(1 t蒸汽= 1×1000 kg蒸汽=2 510×1000kJ。
⑨每天運行費用$2=1．5 kw×12 h× 1元／kW．h=18元。
⑩每天節(jié)能總效益$=$1一$2=l 048元一 18元=1 030元。
每月節(jié)能總效益為l 030元×25天=25 750元。每年節(jié)能總效益為25 750元×12月=309 000元。
3 結(jié)語
污水余熱回收裝置的開發(fā)，積極響應(yīng)了國家節(jié)能減排的政策，對目前降低企業(yè)成本，克服經(jīng)濟危機帶來的影響，有著十分重要的作用。在具體實施中，應(yīng)針對不同的染色污水特征，選擇不同型號的污水余熱回收裝置，使余熱回收效率最高，日常維護最為簡單方便，消耗費用最低。由于該設(shè)備的研制時間還不長，在具體應(yīng)用中常常會遇到不少問題，諸如回收后的熱水如不及時使用，熱水保溫問題；回收后的熱水管道較長時的保溫問題等等，還需在今后的開發(fā)應(yīng)用中不斷完善。
參考文獻：
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