对直燃式燃烧设备的节能分析

张樟军

（绍兴县中国轻纺城管道燃气有限公司，浙江 绍兴 312030）

1 概述

定型机是印染企业能耗最大的高温设备之一，也是印染厂必备的关键设备，合纤织物在染整加工中要清除邹痕，降低收缩，稳定织物尺寸，提高染色性能，改变手感，提高弹性，改变织物起毛球要经过热定型工序。因此热定型机的节能问题受到各制造厂和使用厂的关注，并采取了各种各样的措施，天然气是目前世界上一种最清洁的燃料，它燃烧充分，热效率高，对大气污染又低，有很好的环保性能。现向大家介绍一种在定型机中用天然气直接燃烧加热取代导热油锅炉供热的方法和节能效果分析。

2 两种加热方式使用能源效率分析

导热油间接加热法热效率：用燃煤（或热油）锅炉进行加热，使导热油（热媒）加热导270℃左右，然后经过热媒管道输送到定型机内的热交换器，再由热交换器吧循环风加热到设定温度。此种加热方式属于多环节间接加热，换热过程多，热量损失大。

2.1 定型机导热油加热系统的主要热损失有以一下几点：

热媒锅炉效率的热损失：现有在用锅炉，一般回油温度为：255℃，出油温度为：270℃，提升导热油温度：15℃。导热油锅炉尾部排烟温度为：250-290℃，因此锅炉热效率一般在：55-75℃，锅炉热损失为：25-45%。

热媒管路散热损失：所有导热油管路外层大都使用岩棉材料保温，含阀件及弯头，保温效率约：93%，管路散热损失约为：7%。

间隙使用的锅炉冷启动加热损耗。

导热油锅炉供热系统不管开几台定型机都必须开启导热油锅炉，使得的负荷不稳2.2天然气直燃热风技术热效率：天然气直燃热风加热技术具有以下特点：

不需要借助导热油作为热媒进行二次间接加热转换系统，是天然气在定型机燃烧产生的热量直接加热循环风，由循环风温度控制燃烧机火焰大小。定型机烘箱热风温度控制精度高，好达到±1℃，使能源的利用率达到最佳状态。直燃方式热风温度比用导热油高出很多，水汽不易冷凝，相应降低了循环风机和排气风机的转速。排气风机转速的降低，使排出的热量损失也相应降低不少，从而降低了能耗。

天然气直接在燃烧室内燃烧，能充分吸收燃烧室内空气中的水分，有利于产品质量，并能相应提高设备运行速度。天然气直燃热风加热技术可以按需使用，实现一对一单独控制。

天然气直燃热风加热方式的热效率可达到95%以上，一般瓦斯燃烧机燃烧效率约为97%，燃烧损失为3%，系统整体效率可达到92%以上。

3 改造技术方案

3.1 设备的拆除

首先将油管内的导热油排除干净，然后拆卸内部的导热油管及散热器片。自导热油阀以上的导热油管是否留在定型机内由用户确定，所有导热油的排除、导热油管和散热器片的拆除及放置由用户负责，期间改造方必须安排技术人员负责现场指导。

3.2 改装燃烧室

在每节箱体内部进行结构改造，并加装一个燃烧筒，采用SUS310不锈钢制作，还要加装隔热板，使得热空气充分对流，确保室内温度均衡和升温的速度。在每节箱体侧面改装一个可安装燃烧器的炉口，改装后保证定型机的外观和整体保温效果良好。

3.3 燃烧系统的安装

安装专业燃烧器，要保证整体外观的视觉效果。依据燃烧系统配管图进行燃气系统设备的安装，并与燃气主管道对接，同时也要保证整体外观的视觉效果。定型机两侧主管道的铺设，由燃气经营单位负责安装。

3.4 电气系统

燃烧器控制系统可采用应具备以下功能：自动吹扫、自动点火、火焰安全检测、自动控温、故障报警以及燃气低压保护、助燃空气开关保护。确保运行中的安全、可靠、稳定。

将燃烧器的电控、预警及操作系统全部与设备原有系统连接，连锁功能保护，并加装控制面板，在统一操作平台上完成，简捷、方便。

改造后要求确保燃烧器与机台，排烟，布边脱离，热循环风机故障时连动控制正常运转，才能保证布料在运行中不会烧坏或手感不好。

3.5 调试与培训

具备通电、气等调试条件后，由专业技术人员负责设备冷、热态调试。

调试过程中，要达到用户的工艺要求，确保系统安全性，稳定性可靠，节能、环保。

专业技术人员有义务的对用户厂各类人员，包括工程技术、管理人员、操作工、设备管理及维护人员、电控管理及维护人员进行有计划的技术培训，受训人员要达到能独立熟练掌握各岗位的基本操作技能和维修设备的能力，确保设备正常运行。技术培训贯穿项目实施全过程（设计、制造、安装、调试、生产）。

4 燃烧器的选择

目前可供使用的燃烧器的种类很多，用于定型机的燃烧机一般配备直燃燃烧机（枪式比例调节）和直燃热风燃烧机（线性比例调节），具体选择时应注意以下几个方面：

4.1 选择时应选用宽调节比，一般大于15：1，温度控制更精确，更节能。

4.2 要求燃烧器具备独特稳焰方式和空气／燃气内混线性混合方式使其混合更好，火焰更短且有效的防止错流，同时使烟气排放更环保。

4.3 外形紧凑，少占空间，安装简单。能实现全自动控制及有关运行参数的数显监控。

5 改造前后节能效果比较

我们以一台8箱拉幅定型机技术改造，以天然气直接加热循环风系统替代传统导热油加热循环风系统的节能效果情况进行比较，一台8箱的拉幅定型机烘箱，热风温度设定要求140-220℃，每小时大概需求热量为50万-65万Kcal。

如配120X104Kcal/小时的燃煤导热油锅炉，保温时为全功率的40%。

辅助系统：1台22kw导热油泵，1台3kw鼓风机（装机容量42kw），1台11Kw引风机，1小时实际耗电量33kwh，拆标煤为：11kgce/小时（1kgce大约可发3kwh）。

如配天然气直燃系统，需配10X104Kcal/小时的燃烧机8台，共80X104Kcal/小时。保温时为全功率的30%。

助燃风机：2.2kw/小时，折标煤为：0.76kgce/小时。

标准煤热值：7033Kcal/kg；天然气热值：8540Kcal/m3；燃煤导热油锅炉的热效率为：65%；热媒体管道输送效率为：97%；导热油换热器的换热效率为；93%；整个换热系统的热利用率为：0.65*0.97*0.93=59%；天然气直燃的利用率为92%。

理论计算燃煤导热油锅炉每天耗煤：升温时间为1.5小时：1200000/7030*1.5=256公斤，保温时间为 22.5小时：（1200000*0.4/7033）*22.5=1536公斤；平均每小时耗煤：（1536+256）/24=74.7公斤标煤。

理论计算天然气直燃技术每天耗天然气为：升温时间为0.5小时：800000/8540*0.5=47立方，保温时间为23.5小时：（800000*0.3/8540）*23.5=660立方；平均每小时耗天然气量：707/24=29.46立方，折合标煤：36公斤/小时。

结语

根据定型机加热原理，分析对比了二种不同的加热方式的节能效果，并提出了改造技术方案，通过分析可以看出，改造后天然气直燃加热可有效降低能源消耗，降低了废气的排放，节省了锅炉房用地，省去了司炉工的工资成本，降低了劳动强度，提高企业品位，且随着国家环境保护政策、能源政策的发展趋势。因此在印染行业的定型机中采用燃气直燃加热取代传统导热油加热是非常必要的。

[1] 张亚明.节能环保直燃式热风换热装置[J].江苏泓明达机械有限公司，2011.6.

[2] 安永欣.直燃式快速烘房在电瓷生产中的应用[J].中国陶瓷工业.2007.12.