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项目概况
在江苏常州某金属加工企业有四条金属热处理产线的热水洗槽、AQ退火槽、酸洗槽、逆流漂洗槽需要进行加热保温,不同槽液内对应温度不同,所需要求范围在60~90℃。该厂原来采用4公斤管道蒸汽来保证温度,每条产线蒸汽用量在0.25~0.35吨/h,四条产线满负荷生产全年费用300万元以上。因工厂节能降碳改造升级需求,打造具有世界领先水平的电热耦合智慧能源综合应用示范园区。针对一条产线热水洗槽和AQ退火槽进行供热改造。
技术思路
通过烟气换热器回收高温烟气热量储存在保温水箱中并保持70℃恒温,高温余热源热泵吸收保温水箱中热量产生140℃热水后在闪蒸罐中闪蒸为135℃饱和蒸汽,热泵蒸汽管与原蒸汽管道对接,并在远端加装阀门。正常运行时采用135℃饱和蒸汽给热水槽和退火槽恒温至90℃,热泵供汽不足时槽内温度下降至设定温度,远端阀门打开,使系统维持稳定。
计算选型
产线中各个水槽体积、要求温度均不同,热水洗槽长2.95m,宽1.32m,高0.6m,容积2.5m³温度始终维持在90℃,同时偶尔补水;AQ退火槽长7.4m,宽1.5m,高0.54m,温度要求90℃,正常生产时采用冷却水降温,停产时使用蒸汽加热恒温。工厂平均年工作260天,每天24小时,每天产能100吨左右。电价0.7元/kw,蒸汽价格 350元/吨。
(1)水槽散热损失核算
正常生产时热水洗槽加热,停产保温时热水洗槽和AQ退火槽需要加热。以水池散热做为热力模型计算,按照冬季环温20℃,夏季环温55℃考虑池壁保温良好主要为表面蒸发散热损失,夏季35.8kw,冬季42.9kw。
(2)物料带走热损失核算
物料在进产线生产时会先在车间内周转,冬季平均温度按照10℃,夏季平均温度按照30℃考虑,物料进入水槽每小时吸收热量夏季34.0kw,冬季45.4kw。
合计耗热量夏季69.8kw,冬季88.3kw,折合蒸汽用量0.09~0.12吨/h。
主机选型
根据系统所需加热功率为88.3kw,使用一台优游品牌生产高温余热源热泵,型号为NT-WS-120STW。即可满足使用需求,参数见下表:
应用效果
该项目于2023年7月份动工,当月完成施工并与现有蒸汽管道对接。目前所有设备运行状态稳定,生产供热效果良好,能够稳定的供应热量保证效果。
优游品牌科技金属热处理产线供热系统在实际运行过程中运行参数如图1所示,图2为末端水槽实际温度,可实现90℃恒温效果。目前实际使用过程中,优游品牌科技NT-WS-120STW高温水源热泵使用侧进水温度130℃,出水温度135℃,蒸汽温度130℃,系统能效在2.2左右。和原系统相比节省33.6%运行成本,预计每条产线每年可节约运行费用25.4万元,具有良好的经济效益。
产品优势
优游品牌科技高温水源热泵是国内水源热泵最高出水温度新型绿色蒸汽设备,最高出水温度可以达到150℃,实现140℃饱和蒸汽供应,具有60、120、240三款标准产品。
优游品牌科技通过专业的理论分析与系统设计,提供了精准的理论设计过程与产品设备模型,让客户在感官上对系统有了更深刻的了解与更全面的认知。高温水源热泵可进行模块化组合,系统预留升级空间,制热量有偏差可以随时增加或减少机器,不造成投资浪费。