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供热采暖计量系统热力网节能改造技术

供热采暖计量系统热力网节能改造技术

  目前,随着城市建设的进步,人们的生活水平越来越高,不仅需要通过供热采暖为自己提供一个舒适的生活环境,而且还需要将室内温度控制在一个适宜的范围内。   集中采暖供热系统也在不断发展与进步集中供热采暖作为一个系统的工程,主要包括一次输送管网、二次输送管网、换热站以及热用户等多个环节。能源是人类社会赖以生存的主要动力,目前能源危机的出现也让各国领导人达成了一致,提高能源利用率,也势在必行。   城市集中供暖对能源消耗巨大的问题,就是要解决的诸多问题之一。   供热采暖与计量系统节能改造   1、热源(热力站)改造   既有建筑的采暖供应以热电厂和区域锅炉房为主要热源,也可以有效利用工业余热、废热,把其转化为采暖热源,节约一次能源。在锅炉房和换热站的改造中,要通过加装高效节能的装置和控制设备,如气候补偿装置、烟气余热回收装置、锅炉集中控制系统和风机、水泵变频装置等,以节省运行的电耗,并对余热进行利用。   2、室外供热管网改造   供热管网负责把热量输送至建筑物,输送期间损失的热量越少,管网效率越高,能源浪费则越少。在对供热管网进行节能改造时,要优先选取导热系数小、湿阻因子大、吸水率低、密度小的高效保温材料,如闭孔橡塑保温材料或硬质发泡聚氨酯材料等,能减少管网与周围环境的热交换,减少管网的热损失,增大供热管网的保温厚度。   3、室内采暖系统及计量改造   通过对热计量进行改造,从而形成以住宅每户为单位进行计量,对每户的供热量进行直接计量或是分摊进行计量,从而达到节约热能的目的。   3.1热量直接计量方式   利用热量表对热量进行直接计量,可以对用户进行单独核算,而且利用此种方法进行计量时,则用户需要采取共用立管分户独立采暖系统或是利用地面辐射供暖系统来进行供热,而热量表则装在各户热力入口处,这样每户所使用的热量则会通过热计量表进行测量,从而作为计量供热费的结算依据。   3.2热量分摊计量方式   这种计量方式是通过设置总热量表,然后再利用住宅内的测量记录装置来对每户用热量的比例来进行核算,从而核算出每户应分摊的热.使分户热计量得以实现。   3.2.1散热器热分配法   此种方法是通过在散热器上安装的热分配计来对所使用的热量进行计量的方法。   (1)组成及摊原理   此种分配法由热量分配表和热量共同组成,热量分配表是安装在用户的散热器上的,而热量表则是装设在建筑物热力人口或是热力站的,通过热量分配表可以有效的将各用户的用热比例进行测算出来,然后再根据总供热量来进行户间热量的分摊。这种方法的修正因素有散热器的类型、散热量、连接方式等。而散热器热量分配表也分为三种不同的类型,即蒸发式热量分配表、电子式热量分配表和电子远传式热分配表等。   (2)适用范围   利用散热器分配法对热量进行计量,其改造较为简单,具有较好的灵活性,但对于地面辐射供暖系统则不适宜。   (3)安装要求   ①热量分配表的产品和安装方法应符合产品标准。   ②采用蒸发式热量分配表或单传感器电子式热量分配表时,散热器平均热媒设计温度不应低于50℃;采用传感器电子式热量分配表时散热器平均热媒设计温度不应低于35℃;采用蒸发式热量分配表时,不同的采暖季节应使用不同的蒸发液体颜色。   ③热量分配表的使用和保护应与用户说明,入户读表时应尽量减少对用户的干扰。
推出時间: : 2022-05-20
螺旋板换热器在甲酯生产中的应用情况

螺旋板换热器在甲酯生产中的应用情况

  生成邻氨基苯甲酸甲酯(简称甲酯)的化学反应包括酰胺化反应和酯化反应,其中酯化反应过程中会放出大量的热,工艺要求次氯酸钠加完后物料温度控制在(-5±2)℃,并且保持在零度以下反应50min以上。由于温度对产品质量和收率影响极大,因此设备换热效率的高低成了影响产品质量和收率的关键因素,在同行业中,酯化反应一般采用釜体夹层和釜内盘管降温,由于换热面积有限,降温效果不理想,因此实际生产中对冷冻盐水的温度要求非常苛刻,必须保持在零下20℃以下,这极大地降低了制冷机的制冷效率,同时还必须使用大量的机冰辅助降温,需要有机冰生产、运输、破碎等一系列设施,这必不可少的增加了水资源、能源的消耗,生产效率低、劳动强度大[1-5]。   1·研究方案设计   根据酯化反应的机理,结合实际生产经验,经充分论证,我们提出了采用外循环降温、增加换热面积的技改方案:   (1)增设螺旋板换热器,进行同步外循环降温;   (2)提高盐水流量。   螺旋板换热器是一种新型高效的换热设备,主要由螺旋板、接管、密封板组成,结构简单,体积小,换热面积大,流量在Re>500时可达湍流状态,因此比管壳式换热器传热效率高1倍以上。螺旋板换热器结构示意图见图1。   螺旋板换热器的主要特点:   ①传热效能好。弯曲的螺旋通道和定距柱,有利于增强流体的湍流状态,通道内流体阻力小,可提高设计流速,来提高传热系数。对于水-水热交换,传热系数可达1.8~3.5 kW/(m-2·℃)-1。   ②有自清洗作用。单通道内的流体通过通道内杂质沉积处时,流速会相对提高,容易把杂质冲掉。并且由于设备本身没有死角,不容易形成沉积   ③不可拆式结构的密封性能好,适用于剧毒、易燃易爆或贵重流体的换热。   ④相邻通道内的流体呈纯逆流方式流动,可得到最大的对数平均温差,有利于小温差传热。   ⑤结构较紧凑,单位设备体积内的传热面积可达150 m2/m。   ⑥由于螺旋通道本身的弹性自由膨胀,温差应力小。   ⑦价格低廉。   2·方案优化实验   影响换热效果的主要因素是:①换热面积及传热效率;②冷冻盐水温度及流量。因此2006年8月,我们经研究设计,确定了采用封闭式、每台换热面积100 m2的螺旋板换热器,并进行了以下三方面的实验比对:   (1)冷冻盐水的温度(-21℃)及流量(28 kg/s)不变,对使用换热器台数进行实验对比,得到了3组试验数据。结果见表1。   通过以上3组数据对比可知:使用两台换热器,冷冻盐水温度在-20℃,流量28 kg/s,不用机冰,零下反应时间控制在50 min以上达到最佳效果。   (2)冷冻盐水的流量(28 kg/s)和螺旋板换热器两台保持不变,对冷冻盐水的温度进行实验对比,得到了3组试验数据。结果见表2。   通过以上三组数据对比可知:使用两台换热器,冷冻盐水流量28 kg/s,冷冻盐水温度不高于-19℃,不能满足零下反应时间控制在50 min以上的工艺要求。   (3)螺旋板换热器两台保持不变,对冷冻盐水不同温度下的不同流量进行实验对比,得到了9组试验数据。结果见表3。   通过以上数据可以看出,用两台螺旋板换热器,盐水温度在-17℃时,盐水流量在56 kg/s和84 kg/s时均可满足零下反应时间控制在50 min以上的工艺要求,但盐水流量在56 kg/s和84 kg/s时差别不大,因此我们选择盐水流量56 kg/s。   3·确定新生产工艺   根据以上实验结果,我们确定如下新工艺:   (1)冷冻盐水温度控制在-17℃,以最大限度的提高制冷机的制冷效率,节约电能。   (2)用两台换热面积为100 m2的螺旋板换热器进行同步外循环降温   (3)冷冻盐水流量控制在200 t/h。通过几年来的运行,甲酯产品的质量和收率有了进一步稳定和提高。   4·生产应用及效果   2006年11月,我们对全部酯化釜进行改造,并将原冰池改为盐水循环池。经过一年多的生产运行证明:用螺旋板换热器代替机冰对酯化釜降温,完全符合工艺要求,作用非常明显。根据统计:减少非工艺用时3 h/d,节约人工3人/班,节电约63 kW·h/t甲酯,节水2 t/t甲酯;同时产品质量和收率有了进一步稳定和提高,由于不用机冰,相应地减少了废水量。   5·安全与环保   该方案应用后,酯化反应温度控制更有保障,勿需使用机冰,减少了可能发生安全事故的环节和因素,并有利于节约水资源,减少废弃物产生,特别是可大大减少废水量,降低了废水处理费用。该项目在安全生产、节能减排、环保方面有明显的创新性。   6·结束语   我们开发的酯化反应外循环降温技术具有以下特点:   (1)采用外循环降温技术和传统的釜内盘管、釜体夹层相结合的降温模式,使换热面积大幅度增加,降低了对冷冻盐水的技术要求,提高了制冷机的制冷效率,节约了电能;   (2)采用该技术避免使用大量机冰,缩短了劳动时间,降低了劳动强度,避免了机冰在生产、运输、破碎过程中的冷量损失;   (3)节电节水,降低了生产成本;   (4)提高了产品质量和收率,保障了安全生产。该方案具有一定的创新性、使用性,经济效益和社会效益明显,具有一定的推广价值。如果将该技术用于甲酯生产过程中的原材料预降温,也会取得不错的效果。   参考文献:   [1]王晓红.化工原理[M].北京:化学工业出版社,2009.   [2]时钧,等.化学工程手册[M].北京:化学工业出版社,2002.   [3]钱颂文.换热器设计手册[M].北京:化学工业出版社,2006.   [4]史美中.热交换器原理与设计[M].南京:东南大学出版社,2009.   [5]王军,陈良才,冯志力.并逆流间壁换热器冷热流体温度分布方程式[J].石油工业设备,2008,37(3):9-12.
发布的耗时: : 2022-01-27
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