一、技术领域
本发明涉及一种加热系统装置。具体说是用导热油对染色机上使用的染色液进行加热系统装置。适用印染行业对染色液进行加热。
二、背景技术
采用蒸气加热存在以下问题:
(1)是由于加入筒状壳体的蒸气在对换热管加热后,直接从筒状壳体的出口白白排放掉,只能一次性使用,不仅热量的利用率低(通常只有35%左右)而且对水资源的浪费严重。
(2)是浪费能源、使用成本较高。如对1吨涤棉进行染色,采用蒸气对染色液进行加热,需要8吨蒸气。按照目前每吨蒸气145元的市场价格计算,染1吨织物需要蒸气费用1160元。
三。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种染色机用染色液加热装置。使用这种染色机用染色液加热装置对染色液进行加热,不仅可节约能源、降低使用成本、还可延长设备的使用寿命。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
本发明的染色机用染色液加热装置,包括换热器和染缸。所说换热器由筒状壳体、管板和若干换热管组成。其中的筒状壳体呈卧式布置,其两端分别有介质进口和介质出口。染缸的出液口通过水泵和水管与介质进口相连,染缸的进液口通过水管与筒装壳的介质出口相接。所说的管版有两块,该两块管板的板面与筒状壳体的纵向中心线垂直,它们分别与筒状壳体内腔的两端间留有间距,它们的四周均与筒状壳体的内壁相封接,它们的上面对应地加工有若干通孔。换热管两端分别插入两管板上的相应通孔内,并使换热管的端部外侧面与管板上的通孔间相封接,从而使换热管的内腔与筒状壳体两端的介质进口和介质出口相连通。
筒状壳体两端的筒壁上分别有进口和出口,该进口和出口均与两端板之间的筒状壳体内腔连通。其结构特点是还设置有油锅炉,油锅炉的出油口通过油泵、进油阀和油管与筒状壳体上的进口相连通,筒状壳体间形成一个闭合的循环油路。油锅炉和筒状壳体内均有导热油。
本发明还包括冷却器,该冷却器的结构和形状与换热器相同,其介质出口与换热器的介质进口相连,其介质进口通过水泵和水管与染缸的出液品相接。冷却器的进口与出口与间有冷水源,该冷水源的进、出水口分别通过水泵和水管与冷却器的出口和进口相接,从而使冷却器放入筒状壳体与冷水源间形成一个闭合的循环水路。
所说进油阀为三通阀,该三通阀的一个阀口通过回油管与油锅炉的进油口连通。
采用上述方案,具有以下优点:
由于本发明的染色机用染色液加热装置含有油锅炉,筒状壳体上的进口和出口通过油管分别与该油锅的出油口和进油口相连通,从而使油锅炉与筒状壳体间形成一个闭合的循环油路。采用导热油对换热管内的介质染色液进行加热,使换热管内染色液加热过程比较平稳,从而延长了设备的使用寿命。
又由于锅炉与筒状体间构成一个闭合的循环油路,利用循环的导热油对流经换热管内的染色进行加热。在加热过程中,除设备本身的热传递外,再无其它损耗,并且导热油可循环、反复使用,不会损耗,使得其利用率接近100%,克服了采用蒸气加热对水资源的浪费。
再一方面,经核算,采用本发明的染色机用染色液加热装置对染色液进行加热,对1吨绦棉进行染色,仅消耗燃煤1000kg。按照目前市场煤价600元/吨计算,染1吨绦棉需加热费用600元,仅是采用蒸气加热1160元加热费用的
染色机用染色液(导热油)加热装置
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1.前言
随着我国纺织印染行业的不断发展,当今时代把“能耗”作为评价一个企业综合竞争的重要指标。这印证了一个朴素深刻的道理,能耗指标越来越成为国家和一个企业持续发展的重要动力。目前在印染行业中对染色机用染色液进行加热的方式,一般采用蒸汽加热的方式,对染色液进行加热实现织物的染色。这种蒸汽加热器的染色方式,普遍存在着生产成本高,能源消耗大,环境污染严重的效率低下,难以满足染整行业节能减排的生产要求,这对染整机械设备提出了新的要求。
为了适应国内外纺织印染市场的需要,我公司一贯关注着染整行业在国内外市场的发展动态。自2003年起,我公司组织了有关科技开发人员,投入大量的精力和财力,进行了广泛的市场调研活动和深入细致的经济分析工作,并听取了广大用户和有关专家的意见及建议。在此基础上,结合我公司多年来对染色机械的开发能力和生产经验,以及根据我国的国情,大胆创新,开展了对染色机用染色液进行加热的装置的开发。经反复论证的不断探索,终于在2004年1月成功研制出染色机用染色液加热装置,取代传统的蒸汽加热器。经生产实践证明,在国内率先在染色机上采用导热油对染色机用染色液加热的新技术,产生了可编程节能型染色机,运行稳定、降低了生产成本、节约了能耗、延长了设备的使用寿命,克服了传统染色机采用蒸汽加热器加热染色的弊病,达到了其所不能实践的功能,经济效益和社会效益、环保效益十分显著。该技术于2006年9月20日获得国家发明专利。
2.基本原理
染色机用染色液加热装置,其基本原理是利用油锅炉的出油口和进油口连通形成一个闭
合的循环,反复使用,不会损耗,使得其利用率接近99%,克服了采用蒸汽加热对能耗及水资源的浪费;而且加热过程比较平稳,从而延长了设备的使用寿命。
3.主要技术参数
项目名称
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计量
单位
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基本参数
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RLP-2004A
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RLP-2004B
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RLP-2004E
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RWP-1
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RSP-2
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最大容布量
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㎏
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250
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500
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1000
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200
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400
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导热油换热器最大工作压力
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管程
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MPa
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0.15
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0.15
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0.15
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0.15
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0.15
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壳程
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MPa
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0.45
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0.45
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0.45
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0.45
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0.45
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导热油换热器
最高工作温度
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℃
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280
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280
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280
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280
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280
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热交换器面积
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㎡
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9
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13.2
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19.5
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6
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13.2
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4.关键技术与创新之处
染色机用染色液加热装置关键技术与创新之处有三点:
第一、采用国内独特的导热油对染色机用染色液加热新技术,改变了传统的蒸汽加热形式,使热效率大幅提高,是染色机加热方式的重大改革,经科技查新,此项技术属国内首例。
第二、由于本产品对染色机用染色液加热装置含有油锅炉,筒状壳体封头上的进口和出口通过油管分别与该油锅炉的进出油口相连通,从而使油锅炉与筒状壳体间形成一个闭合的循环油路。采用了导热油对筒状壳体内染色液进行加热,染色液加热过程比较平稳,有效地避免了传统蒸汽加热过程中高温蒸汽与低温被加热染色液间的较大温差,对设备所产生的冲击等破坏因素,从而延长了设备的寿命。
第三、由于油锅炉与换热管间构成一个闭合的循环油路,利用循环的导热油对流经筒状壳体内的染色液进行加热。在加热过程中除设备本身的热传递外,并无其它损耗,并且导热油可循环反复使用,不含造成损耗和浪费,使其利用率接近100%,有效地克服了蒸汽和水资源的浪费。
5.技术路线和工艺流程
我公司自主开发的染色机用染色液加热装置,包括换热器和染缸,不断的创新完善。其结构特点还设置油锅炉,油锅炉的出油口通过油泵、进油阀和油管与筒封盖上进出口相连接,筒体封盖上的进出口通过进出油阀和油管与油锅炉的进出油口相连通,从而使油锅炉与筒状壳体经封盖上的进出油口相连通。油锅炉和筒状壳体内换热管内均有导热油,从而使油锅炉与筒状壳体向换热管内形成一个闭合的循环油路对染色液进行加热。同时还设有冷却器,冷却器的结构和形状与换热器相同,其介质出口与换热器的介质进口相连,其介质出口通过水泵和水管与染缸的出液口相接,冷却器的进口与出口之间有冷水源,该冷水源的进、出水口分别通过水泵和水管与冷却器的出口与进口和导热油换热器的进口与出口相接,从而使染缸、冷却器、导热油换热器与冷水源间形成一个闭合的循环水路。
6.检测
染色机用染色液加热装置于2009年4月14日经无锡市产品质量监督检验所检验,所检项目符合Q/320206WNLB01-2006标准规定的要求。
另外,2006年11月22日宁波市鄞州区环境保护监测站对换使用本装置的宁波长丰针织印染有限公司所测废气之二氧化硫排放浓度,为188mg/m3大大低于450mg/m3的GB13271-2001《锅炉大气污染物排放标准》。
7.应用范例证明:功在国家、利在企业
范例1:宁波长丰针织漂染有限公司对现有染色机添置“染色机用染色液(导热油)加热装置”技术改造,替代蒸汽加热,节煤约30-50%。
在2005年初,本装置很快就被宁波长丰针织漂染有限公司的认可,并在2005年底全公司进行了改造,改造前3台定型机是一台250万大卡的油锅炉,使用的是电厂蒸汽,平均每吨坯布出厂成本折合成煤约2.5吨煤左右,改造使用一年后测算每吨成本折合成煤约为1.3吨左右,在原有的生产量相同的情况节约了30%~50%,大大降低了使用成本,增强了市场的外贸单子竞争力,并通过了浙江大学清洁生产审核,得到了宁波市发改委的认可,同时通过了市发改委和环保部门给予了节能清洁能源奖励,并开了现场会。
2007年底,集针织、经编化纤为一体的染厂无锡市振华印染有限公司,原有自己烧的20吨蒸汽锅炉和一台600万大卡的油锅炉 ,供7台定型机、1台烘干机,大小80台左右的染缸。日产量在50吨左右(20吨左右棉针织、30吨左右经编布)蒸汽锅炉每天耗煤量在60吨左右,油锅炉在16吨左右。在能源和成本的紧迫感下,对油加热装置的全面了解的对本公司用户的考察,就决定了全厂供热的改造。
2008年5月开始用1台1200万大卡的导热油锅炉全公司供热,通过几个月的运行,在产量基本相同的情况下,日耗煤不到60吨,平均每月节约500多吨左右煤和蒸汽锅炉用有软水15000吨。
范例2:著名大型宁波申洲针织有限公司(月加工能力达7000吨布),对160台染色机进行改造,取得了良好社会效益、企业经济利益、预计全年可节煤5万多吨,减少二氧化硫排放450吨,节约煤支出约2850万元人民币,改造费用仅花去1370万元人民币。
染色机用导热油加热替代蒸汽加热是染色机加热方式的重大革命,节能减排功臣,经济与社会效益显著。宁波申洲针织有限公司自2007年起,副总经理组织了有关科研开发人员,进行了广泛的市场调研活动和深入细致的经济分析工作,并听取了广大用户和有关专家的意见及建议,在此基础上,结合我公司的实际情况,从2008年8月至2009年2月,对染色一、三、四车间的染缸热交换器进行了导热油的改造,投入导热油加热器160台,金额8261500元,材料、安装费用5500000元,共计1370万元左右。经过三个月的调试工作,2009年8月作出改造结论。现对2008年6月与2009年6月同期产量所需能耗情况作出对比。
月份
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蒸汽(吨)
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油炉用煤(吨)
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染布量(吨)
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吨布用汽(吨)
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08年6月份
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62010
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5751.9
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7000
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8.87
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09年6月份
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43853
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9478.7
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8345.9
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6.49
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说明:
(1)2008年6月份未改装油加热器前蒸汽用汽量为62010吨,定型机耗煤量为5751.9吨,染布产量为7000吨,由此得出染布耗汽量为8.87吨/吨布,定型机耗煤量为0.82吨汽/吨布。
(2)2009年6月份改装油加热器后,蒸汽用汽量为43853吨,耗煤量为9478.7吨,染布产量为8345.9吨,由此得出染布耗汽量为43853吨汽÷8345.9吨布=5.25吨汽/吨布,去除定型用煤8345.9吨布×0.82吨煤/吨布=6844吨煤。染色多用耗煤2634.7吨煤,每吨布用煤2634.7吨÷8345.9吨布=0.31吨煤,折合成蒸汽0.32吨/煤×570元/吨煤÷146.88元/吨汽=1.24吨汽/吨布,实际用量为6.49吨汽/吨布。
(3)使用前一吨布耗汽8.87吨,使用后6.49吨,这样对比为每吨布节约蒸汽8.87-6.49=2.38吨,节约率为27%。
(4)2009年6月共省汽费2.38吨×8345.9吨布×146.88元=2917513元 折合煤这5008吨。每年约节约煤5万多吨,按每吨煤二氧化硫排放9公斤计算,大大减少二氧化硫的排放。
备注:蒸汽每吨146.88元 煤570元
同样是染色机用染色液加热装置较之用蒸汽加热方式有很大的经济与社会效益,如表所示:
不同加热方式染色机经济与社会效益
生产规模
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年产6000t纯棉
(日产20t)
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年产12000t纯涤
(日产20t)
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年产6000t涤棉
(日产20t)
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加热方式
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蒸汽
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导热油
|
蒸汽
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导热油
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蒸汽
|
导热油
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煤/(t-吨布-1)
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0.55
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0.3
|
0.94
|
0.52
|
1.39
|
0.77
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节煤(t-年-1)
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1500
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5040
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3720
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减排SO2排放量/(t-年-1)
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13.50
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43.36
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33.48
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节约成本/
(万元-年-1)
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87.00
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292.32
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215.76
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例如:福建省泉州地区针织染整能力在45万/年,按棉织物占25%,涤纶针织物占50%,涤棉针织物占25%计算;全年节约煤19.24万t,折合节约成本(按煤价580元/t)11159.23万元,减少二氧化硫的排放1731.6t。
染色机用染色液(导热油)加热装置,愈来愈被印染企业认识,目前已被国内知名印染行业所应用,如无锡市振华印染有限公司、常熟市宏顺针纺织品有限公司、象山巨鹰集团、宁波海达染整有限公司、宁波天机织染有限公司、江苏AB集团、江苏布利杰集团、无锡市协联针织有限责任公司、上海连捷纺织印染有限公司、江苏宏福纺织品有限公司、江阴振宏印染有限公司等等,同样节能减排降耗成效显著,经济及社会效益。
8.“染色机用染色液(导热油)加热装置”适用范围
(1)无锡市东诚印染机械有限公司生产的染色机出厂时就制造了可编程节能型染色机(带导热油加热装置)。
(2)对原有蒸汽加热器的染色机。均可加一套“染色机用染色液(导热油)加热装置”进行技术改造。
(3)无锡市东诚印染机械有限公司,自2004年开发“染色机用染色液(导热油)加热装置起,短短五年多时间,根据应用现场需要不断完善,现已制造了第五代产品,性能更趋完美、完善、适用平稳。
9.结束语
综合所述,染色机用染色液加热装置,用导热油加热替代了传统的蒸汽,是染色机加热方式的重大改革,具有节约能源,降低使用成本,延长设备使用寿命等效果,经济和社会效益显著,完全符合节能减排,资源再利用的国策,符合国家对印染行业清洁生产工艺的要求,被广泛应用于印染针织行业,对染色液进行加热,颇有推广价值,其发展前景十分看好。
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