立式联苯炉风机供热系统改造

郭　怡, 李　森

(1.河南工程学院 机械工程学院，河南 郑州 451191；2.郑州兰博尔科技有限公司，河南 郑州 450000)



立式联苯炉风机供热系统改造

郭怡1, 李森2

(1.河南工程学院 机械工程学院，河南 郑州 451191；2.郑州兰博尔科技有限公司，河南 郑州 450000)

摘要：联苯炉是向聚合工艺提供热量的加热装置，与卧式联苯炉相比，立式联苯炉的热效率较低.通过对联苯炉风机预热器的改造，提高了立式联笨炉的热效率，达到了节能降耗的目的.

关键词：联苯炉;风机;预热器;改造

联苯炉是向尼龙66原丝聚合生产提供热量的加热装置，加热联苯的温度可达330 ℃.化纤用联苯分为常温联苯和低温联苯，区别在于沸点不同.联苯炉加热时不能把温度设定得太高，防止因过流烧断加热线或者继电器.升温的具体步骤一般是先升到100 ℃，恒定后以50 ℃为一档向上升.升温速度应控制在每小时50~60 ℃，当升温至250 ℃时，关闭各种表、回气阀和安全放散阀之后升压，直至升到设定的目标温度为止.在开车的前一天就要开始给联苯加热，因为使系统内的温度恒定需要比较长的时间.供气风机是向联苯炉提供一定风压和风量的配套设备.立式联苯炉与卧式联苯炉相比，热效率较低，本研究提出对立式联苯炉风机预热器进行改造，以达到节能降耗的目的.

1联苯炉的使用现状

立式和卧式联苯炉的供热能力、热效率与聚合工艺用热负荷见表1.

表1　立式、卧式联苯炉的供热能力、热效率和用热负荷对比表

由表1可知，立式联苯炉的热效率为73%，与卧式联苯炉的92%相比，立式联苯炉的热效率较低.立式联苯炉改烧重油后，特别是在冬季低温时，重油燃烧不充分、易结焦、耗油量大，导致能源浪费.

立式联苯炉与卧式联苯炉相比，热效率较低的原因除炉本体设计等因素外，与风机向炉膛送风的温度有较大关系.卧式联苯炉所需风经过炉排烟预热，空气温度较高，所以热效率高，而立式联苯炉所需风未经加热，空气温度较低，故热效率低.

2立式联苯炉改造

2.1方案

基于以上原因，在立式联苯炉风机吸入口处增加空气预热器，经过半年的小样试验，风温过高会对风机产生影响，造成风叶变形，产生过大的振动和噪声.经过调查与详细分析，提出在风机后的风道上加装空气预热器，利用改造后闪蒸罐的蒸汽进行空气预热.此方法所利用的蒸汽为闪蒸罐改造后的二次蒸汽，避免了浪费新的能源；空气预热器要安装在风机后的风道上，否则当风温过高时，就会影响风机的安全运行.

2.2方案实施

立式联苯炉有4台风机，每台风机有一个风道，可以充分利用原风道，以避免浪费.将原风道拆除一段，按设计要求制作和安装预热器的结构框架，见图1.

图1　立式联苯炉风机预热器改造示意图Fig.1　Transforming on fans of preheat set of vertical diphenyl stove

将定制的串片式空气预热器(紫铜管直径为16 mm，2排，表面管数14，铝厚度δ=0.3 mm)安装在改造后的风道上，与闪蒸罐和喷淋罐连接组成空气预热装置，分别对4台立式联苯炉风机进行改造.经过测试，入炉风量和风压均符合原有技术要求.

3联苯炉的热效率计算

3.1每小时的重油节约量

立式联苯炉风机的预热器投入运行后，可将入炉空气温度从20 ℃提高到110 ℃，减少了热损失，提高了立式联苯炉的热效率.

入炉风量Q：

Q=3 000 m3/h，

空气比热C：

C=0.241 Kcal/℃，

温差Δt：

Δt =(110-20)℃=90 ℃，

重油发热值g：

g=9 500 Kcal/kg，

利用热量q:

q=3 000×0.241×90×1=65 070 Kcal/h，

每台立式联苯炉节约重油G:

G=q/g=65 070÷9 500=6.85 kg/h.

所以，每台立式联苯炉节约重油6.85 kg/h.

3.2立式联苯炉的热效率

联苯炉的热效率等于联苯炉中重油实际的发热量与重油理论发热量的比值，计算公式为

η=Q1/Q2×100%.

联苯炉的发热量Q1:

Q1=(炉出口联苯热焓-炉入口联苯热焓)×联苯循环量，

重油发热量Q2:

Q2=g×重油消耗量，

联苯循环量W：

W=180×770.3 kg/h，

炉出口联苯热焓(330 ℃)h1：

h1=152.13 Kcal/kg，

炉入口联苯热焓(320 ℃)h2：

h2=146.29 Kcal/kg.

改造前,立式联苯炉的热效率为73%，耗重油量为116.76 kg/h.改造后,立式联苯炉的耗重油量

ΔG =(116.76-6.85) kg/h=109.91 kg/h.

改造后,立式联苯炉的热效率

η1=Q1/Q2×100%=[(152.13-146.29) ×180×770.3]/(9 500×109.91)×100%=77.6%.

改造后,立式联苯炉的热效率提高了Δη,

Δη=η1-η0=77.6%-73%=4.6%.

4结语

通过本次改造，立式联苯炉的热效率得到了提高，降低了空气污染，达到了节能降耗的目的.同时,立式联苯炉燃烧时火焰的稳定性也得到了提高，解决了闪蒸罐二次蒸汽的回收利用问题, 避免了新的能源浪费.空气预热器安装在风机后的风道上，避免风温过高影响风机的安全运行，取得了良好的经济效益.

参考文献：

[1]董纪震,孙桐,古大治.合成纤维生产工艺学[M].2版.北京:纺织工业出版社，1993：180-220.

[2]高雨生，张瑞志,李穗探.化纤设备[M].北京：纺织工业出版社，1991：110-125.

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[4]赵荣义，范存养，薛殿华，等.空气调节[M].2版.北京：中国建筑出版社，1996:118-123.

Transforming heat system on fans of vertical diphenyl stove

GUO Yi1, LI Sen2

(1.CollegeofMechanicalEngineering,HenanInstituteofEngineering,Zhengzhou451191,China;

2.ZhengzhouLaborAgrochemicalsCompanyLimited,Zhengzhou450000,China)

Abstract:Vertical diphenyl stove is a device providing heat set to polymerization technology. Its efficiency is lower in heat effect compared with horizontal diphenyl stove. The efficiency of vertical diphenyl stove can be improved by transforming on fans of preheat set of vertical diphenyl stove. The heat effect can be improved and the low energy cost is achieved.

Key words:vertical diphenyl stove; fan; preheat set; transform

作者简介：郭怡(1971-),男,河南社旗人，副教授,主要从事浸胶帘子布工艺与设备方面的研究.

基金项目：河南省教育厅科学技术研究重点资助项目(14A460005)

收稿日期：2014-03-17

中图分类号：TH17

文献标志码：A

文章编号：1674-330X(2015)01-0036-03