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如何科学的对印染厂进行节能

2019-04-29斯派莎克工程(中国)有限公司工厂及能源调研部 赵春

摘要:印染行业是全国重点耗能大户,加快推动印染行业的节能降耗是国家“十三五”规划中重大的研究课题,但是很多印染厂对自身的节能认识不够全面。本文针对目前印染厂在节能方面普遍存在的问题,提出了节能三原则以及全面的节能手段或方法。最终,帮助印染厂科学合理的挖掘出自身最大的节能潜力,消除环境污染,减少碳排放,降低能源费用。

关键词:印染厂? 节能减排? 节能手段? 节能方法

1引言

面对环境保护和节能降耗的严峻趋势,国家都在各行业内开展保护环境、降低能耗的工作。而印染行业是一个能耗高,污水排放严重的行业,尤其得到了国家的高度重视。

目前,国内印染工厂在节能方面普遍存在以下问题:

对工厂的节能原则不太清楚;不太了解正确的节能手段或方法;无法估算出工厂的节能潜力。

为解决上述问题,本文结合多年的学习经验和工作经验,对工厂的节能原则、正确的节能手段或方法进行详细论述。最终,帮助印染厂科学的进行节能,消除环境污染,减少碳排放,降低能源费用。

2 工厂节能原则介绍

2.1原则一:按照能级品位的高低进行节能

?? ?能源按照能级品位分有高品位能源、中品位能源和低品位能源。例如5barg的饱和蒸汽、1barg的饱和蒸汽和90的热水。能源品位从高到低排列为:5barg的饱和蒸汽>1barg的饱和蒸汽>90的热水。

以某年蒸汽费用为1000万元的印染厂为例,工厂外购有两种蒸汽:低压蒸汽(5-10barg)和中压蒸汽(25-35barg)。低压蒸汽主要用于染色机,中压蒸汽主要用于定型机。该工厂将定型机和染色机产生的冷凝水都用做染色机的热水,对全厂进行热平衡分析可知:

印染厂可回收的热源:染色机冷却水,染色机冷凝水,干布机、定型机冷凝水,闪蒸汽,煮布废水;

印染厂的冷源:染色机热水、洗布机热水、小样缸热水;

热源所能提供的热量远大于冷源需要的热量,最后富余的热量通过煮布废水形式向外流失,流失热量为45967 MJ/天;

按照能级品位高低的节能原则,重新对印染厂的热量利用进行优化,可以看出:

总热源提供的热量保持不变,将干布机、定型机闪蒸汽及冷凝水高品位热量用于定型机进风预热;

冷源所需要的热量保持不变,仍然为染色机热水、洗布机热水、小样缸热水;

热源所能提供的热量大于冷源需要的热量,最后富余的热量通过煮布废水形式向外流失,流失热量为25482 MJ/天;

通过上述对比可以看出,优化前后通过煮布废水形式向外流失的热量减少了20485 MJ/天。按该工厂全年生产330天、230/吨中压蒸汽进行计算,可以带来如下效益:

节约中压蒸汽量:3125 /年;

节约费用:72万元/年。

2.2原则二:工艺节能第一步、非工艺节能第二步

?? ?工厂外购的中压蒸汽通常都会用于定型机上,这些蒸汽热量主要去向为:排风损失、织物吸收的热量、散热损失。

可以看到,定型机的蒸汽热量最主要去向为排风,占到定型机总热耗的83%。所以,非常有必要将定型机排风中的热量进行回收利用,从而可以降低定型机本身的蒸汽消耗。

定型机本身的蒸汽用量越少,产生的冷凝水及闪蒸汽就会越少。然后,工厂通常都会对冷凝水及闪蒸汽进行热量回收利用,而冷凝水及闪蒸汽的量就决定了热量回收利用项目的投资费用和具体方案。

因此,按照原则二对工厂进行节能,会给印染厂带来如下好处:

降低工厂的蒸汽耗量,节约工厂蒸汽费用;

减少冷凝水及闪蒸汽热量回收利用的投资费用;

优化冷凝水及闪蒸汽热量回收利用方案。

2.3原则三:要从整个系统角度对工厂进行节能

在印染厂生产过程中会出现大量废热,如定型机的排气、高温冷凝水、直接对外排放的闪蒸汽、染色机冷却水和煮布废水等。很多印染厂的做法是将这些废热全部输送给染色机、洗布机、小样缸需要的热水热量,完全没有考虑是否可以将这些热量进行全部吸收。

例如,某印染厂将工厂所有的冷凝水、染色机冷却水和煮布废水的热量都用于染色机、洗布机、小样缸需要的热水热量。但是,热量用不完,会出现以下状况:

大量闪蒸汽直接对外排放;

煮布废水的温度降不下来,最终排放到污水池造成了损失。

虽然该印染厂将所有的废热都进行了回收利用,但是没有从全厂的系统角度考虑热量富余问题,最终导致该工厂热量依然存在大量的浪费。

3工厂节能手段或方法

从科学角度讲,工厂的节能大致可以分为三类:工艺节能、非工艺节能和管理节能。那么要挖掘工厂最大的节能潜力,就需要从这三个方面着手,工艺节能

3.1.1 调整耗能设备的运行参数

在满足生产工艺的情况下,去调整定型机的蒸汽压力、风机频率,从而减少定型机的蒸汽耗量。

3.1.2 生产工艺中物料热量进行回收利用

在大部分染色工艺中,染色机会产生大量的煮布废水,这些废水从染色机出来的温度平均有50℃,直接对外排放,毫无疑问会产生热量浪费。

3.1.3更换节能的耗能设备

随着技术的发展,出现越来越多能耗更低的染色机、定型机等,选择能耗更低的生产设备,也是节能的一种手段,只不过投入的成本会非常高。

3.1? 非工艺节能

3.2.1消除印染厂“跑冒滴漏”

在印染厂中常见的“跑冒滴漏”有蒸汽管道或阀门外漏,这种只要通过加强工厂的巡检制度,尽早发现这些外漏点并及时修复,就可以消除这些“跑冒滴漏”。

除此之外,在工厂中还有一种比较难以发现,但存在很大蒸汽浪费的“跑冒滴漏”:控制阀内漏和疏水阀内漏。如下图所示,一个仅3mm的小孔每小时泄漏的蒸汽就达18kg/h。按全年运行7200h算,每年工厂浪费蒸汽量为129.6吨。

这种情况只能请专业的技术人员通过专业的检查设备进行定期检测,尽早发现泄漏的阀门并及时进行更换。建议每年对全厂疏水阀进行1-2次的全面检测。

3.2.2冷凝水及闪蒸汽热量回收

冷凝水及闪蒸汽具有非常高的热量,因此,具有非常高的回收价值,如以下两个表所示:

1回收冷凝水产生的闪蒸汽节能潜力

??? 工厂可回收

????? 冷凝水率

疏水阀前

冷凝水压力

50%

75%

100%

3barg

4%

6%

8%

5barg

6%

8%

11%

15barg

10%

15%

19%

2回收高温冷凝水热量的节能潜力(90->50℃)

工厂可回收

冷凝水率

50%

75%

100%

节能潜力

4%

6.3%

8.4%

从以上两表可以看出,当工厂的冷凝水回收率为75%,疏水阀前的冷凝水压力为5barg时,仅仅回收冷凝水产生的闪蒸汽的节能潜力就有8%,若进一步回收高温冷凝水(从90℃降低至50℃)的节能潜力为6.3%。即如果将工厂的冷凝水及闪蒸汽都进行回收,就可以降低工厂14.3%的蒸汽能耗。

3.2.3高温烟气、中低温排风的热量回收

定型机有大量的排风,通常排风温度为80-120℃之间。按照印染行业规定,这些风对外排放前,都需要进行处理。而排风处理的最佳温度为50℃,如果不做热回收,那就需要将这些风先通过塔水冷却后再进行处理,无形中就浪费了大量的热量。可考虑将这些热量用于定型机新风加热或染色机用水加热,具体方案需根据工厂的实际情况而定。

3.3管理节能

3.3.1降低耗能设备的停机次数

设备生产时,有时候会由于蒸汽系统的故障,导致染色机或定型机突然停机。这样不仅提高了产品的废品率,而且重启染色机或定型机,势必会增加工厂能耗。

??? 因此,在生产设备未发生故障时,就要对工厂的蒸汽系统进行全面的“体检”—评估现有的蒸汽系统及冷凝水回收系统的设计、安装、选型是否合理。

3.3.2对印染厂进行有效的能源管理

对印染厂进行有效的能源管理,能给工厂带来非常大的节能潜力,尤其是有锅炉房的工厂。

可以看到,锅炉排污损失占到锅炉房总能耗的17.5%,然而,比较合理的锅炉房排污损失为5%。如果对工厂锅炉房进行有效的能源管理——增加带有分析功能的锅炉房能源管理系统,将锅炉排污控制在合理值范围内,可以降低锅炉房12.5%的燃料消耗。

上述管理节能可通过每1-2年对工厂蒸汽系统做一次全面的体检,并安装带有分析功能的能源管理系统来实现,从而避免由于管理不善而造成的能源浪费。

4结论

要科学的对印染厂进行节能,需要从工艺节能、非工艺节能和管理节能三个方面入手;根据本文中的节能三原则,设计出每个工厂“量身定制”的节能方案,挖掘出最大的节能潜力,真正有助于工厂的节能降耗。

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