由于靠近縣城,被列入環(huán)保黑名單,多次被約談,工廠面臨運行成本高、產品質量不穩(wěn)定和灰色開支大等難題。楊老板了解到熱泵干燥機后,立刻要求幫其進行節(jié)能環(huán)保技術改造。由于產品是當?shù)氐纳畋匦杵?,一直處于供不應求的狀態(tài),楊老板希望不影響其正常生產,盡量在一個晚上改造完畢。
經過慎密計算和精心準備,采用2臺12匹熱泵干燥機??紤]到冬季環(huán)境溫度較低,物料進入烘房時的本身溫度降低,再加上由于烘房內外溫差大,散熱量也會增加,因此搭配了1臺5匹的熱回收機組,在低溫環(huán)境下提供輔助熱量。只用一個晚上即完成了干燥生產線的改造,產能、質量、運行成本等都完全達到甚至優(yōu)于預期。
設計依據(jù)
本方案設計的依據(jù)是用戶產品的干燥特性、脫水率、產量、機組脫水能力、物品初始升溫需要的熱負荷、板房散熱等多個參數(shù),以較終的使用效果作為檢驗標準。在設計過程中參照一下設計依據(jù):《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(GB50019-2003),《面條用小麥粉》(SB/T10137),《外墻外保溫技術標準》(JG149-2003) ,《商用或工業(yè)及類似用途的熱泵熱水機》(GB/T21362-2008)。
另外,面條的干燥時間為60~90分鐘,看溫度、濕度、通風情況,在60℃、50%RH通風良好的情況下,60分鐘即可干燥合格。設計按60分鐘,留30分鐘調節(jié)余量。而面條的厚度則可以這樣測得:3215公斤濕品在10小時內干燥,平均每小時干燥321公斤;設計干燥時間60分鐘,即60分鐘內有321公斤蝴蝶面在干燥流水線上。原有履帶有5層,每層長度7米,寬度2米,總面積=5(層)X7米X2米=70平方米,平均每平方米分攤蝴蝶面4.6公斤,實測厚度不超過1CM,屬于良好通風范圍,且蝴蝶面顆粒較大,縫隙豐富,熱風容易穿透。
設計參數(shù)
項目 |
要求 |
產量 |
每10小時產蝴蝶面干品2250公斤 |
脫水率 |
蝴蝶面干濕比為0.7:1,即脫水率=30% |
濕品(進料)重量 |
2250/0.7=3215公斤 |
脫水量 |
3215公斤X0.3=965公斤 |
干燥溫度 |
60—62℃ |
干燥濕度 |
越低越好,50%RH即可完美干燥 |
較大厚度 |
如果需要調到90分鐘才能干燥,則厚度增加50%,約1.5CM,還在良好通風范圍內。 |
設計帶速 |
35米/60分鐘=0.58米/分鐘 |
小時脫水量 |
965公斤/(10-1)小時=107公斤/小時 |
物料熱流失:假設蝴蝶面的比熱容=1(kcal/kg*K),進料0℃,出料65℃,則每小時的熱流失=321公斤/小時X1(kcal/kg*K)X(65-0)=20865kcal=87633千焦;板房漏熱可以以傳熱過程計算:q=SK(tf1-tf2),查表50mm,EPS傳熱系數(shù)為K=0.034W/(m2*K),板房總面積約100㎡,則每小時漏熱量=100X0.034X65X3600=795千焦。
如果不考慮漏風的熱損失,則每小時流失的熱量=87633+795=88428千焦,相當于24KW的散熱速度。而2臺WRH-1200A的總耗電功率剛好是24KW,也就是說,基本上剛好達到熱平衡。
機組選型
以前的干燥流水線保溫性能很差,進料口和出料口也會有較大的散熱,因此,實際的熱流失大得多。為了保險起見,增加了一臺5匹的熱回收熱泵機組,可以給進料口提供18KW的預熱功率,同時對出料進行冷卻,方便即出即入袋包裝(以前要冷卻入袋)?;谝陨戏治觯渲?臺12匹閉環(huán)除濕熱泵干燥機和1臺5匹熱回收機組,可以滿足要求。
至于通風量,所配置的熱泵干燥機已經內置2臺750瓦離心風機,風量大于8000立方米/小時,風壓大于400帕,已經可以應付較大風阻的場合。本工程的風阻中等,在干燥機的設計范圍內,故不考慮增加風機。另外,對局部摸上去有熱感的地方加貼保溫棉,保證在低溫時散熱在設計容許范圍內。
經濟效益對比
改造前:采用燃煤鍋爐,平均每天耗煤0.35噸,合260元;堆煤場每月租金為1000元;鼓風機、循環(huán)風機、排濕風機總共18KW,一天10小時180度電合144元(當?shù)仉娰M0.8元);司爐工一天150元綜合控制(含社保),總共在干燥環(huán)節(jié)一天需要554元,一個月16620元(星期天不休息)。還要支付鍋爐年檢、環(huán)保檢查、其他灰色開支,平均每月1000元;每月大概需煤炭十噸,運費為480元;因此,實際上每月的干燥開支是19100以上。
改造后:采用熱泵干燥,沒有燃煤和司爐工費用;不需要支付鍋爐年檢、環(huán)保檢查、其他灰色開支等費用;不需要鼓風機、循環(huán)風機、排濕風機,省了18KW的耗電;節(jié)省了100多平方米的煤堆場(每月租金約1000元);而2臺12匹的干燥機總功率只有24KW,1臺5匹的熱回收機組只是在氣溫低于15℃才需要啟用,一年時間超過一半時段可以不開。每天的干燥成本為:啟用熱回收機組(24KWX10小時+ 5KWX10小時)X0.8元/度=232元,不啟用熱回收機組24KWX10小時X0.8元/度=192元。
那么,一個月的總干燥開支為:啟用熱回收機組232X30=6960元,不啟用熱回收機組192X30=5760元。按照一年一半的時間啟用熱回收機組來計算,平均每個月的總干燥開支為(6960+5760)/2=6360元,那么改造后平均每月創(chuàng)造的經濟效益:19100元-6360元=12740元。
此外,改造后的干燥系統(tǒng)采用全電腦控制,干燥一致性得到保證;沒有粉塵污染,解決了衛(wèi)生難題;無人值守,管理簡單。整個工程改造總投資25萬,19.6個月可以收回。如果采用兩班倒的工作制度,24小時作業(yè),則只需要10個月即可收回投資。(注:以上計算結果均以每月30天為準)