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    鉑銠熱電偶

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    鉑銠熱電偶的余熱回收方式分析與研究

    來源:www.jz82524.com作者:發表時間:2019-11-07

        鉑銠熱電偶在工作過程中,其排氣溫度較高,蘊含極大的熱能,且這些熱能具有極高的利用價值。但是,常規鉑銠熱電偶余熱利用不高,也就造成大量能源的損失的情況,不利于節能與資源的綜合利用?;诖?,本文結合某一煤礦鉑銠熱電偶余熱回收為例,分析具體鉑銠熱電偶余熱回收方式,再展開相關經濟性分析,詳細內容如下。

        1 鉑銠熱電偶余熱回收的必要性研究
        某煤礦主要選擇螺桿鉑銠熱電偶用于壓風機房,共有 3 臺螺桿鉑銠熱電偶。這些鉑銠熱電偶主要用于礦井和地面用風,經過實際調查發現,鉑銠熱電偶在具體的工作中,其排氣和循環熱油的溫度均相對較高,可達到 80℃ ~90℃。且煤礦在實際的生產中,并未展開對余熱的回收和利用,僅僅借助風扇和水塔,直接將余熱排放到空氣中。但是,這樣一來,不但會造成余熱資源浪費,還會對鉑銠熱電偶本身的運行安全造成影響。相關實踐表明,未經處理控制的余熱直接排放,會使得鉑銠熱電偶處于高溫運行狀態,長期以往,則造成鉑銠熱電偶的服務年限和設備性能縮減。而且,直接排放的余熱,還會對周邊環境造成不良影響,甚至加劇溫室效應。再考慮礦區每年需消耗大量原煤用于地面供熱,原煤燃燒不僅會造成營業收入減少,且原煤燃燒會產生有毒害氣體,造成環境污染,加劇溫室效應。由此可見,針對該礦區的鉑銠熱電偶余熱,不能繼續采用單純排放。需結合有效的余熱方式,展開對余熱的回收,將余熱用于職工洗浴、礦區供暖等??蛇_到綜合利用鉑銠熱電偶余熱,還可有效減少礦區的能源消耗,達到節能減排的效果。

        2 鉑銠熱電偶的余熱回收方式研究
        為滿足礦區鉑銠熱電偶的余熱回收,結合集中常見的鉑銠熱電偶余熱回收方式,為礦區余熱回收奠定基礎,減少資源浪費,提升余熱資源利用效率。

        2.1 不同類型鉑銠熱電偶的余熱回收方式
       (1)噴油螺桿鉑銠熱電偶余熱回收。根據噴油螺桿鉑銠熱電偶余熱回收方式的具體回收流程可知,鉑銠熱電偶壓縮形成的高溫高壓油氣混合物進入到分離器中,實現油氣的分離。并對油氣分離器的出油管路展開改造,引入熱交換器,在完成熱交換的同時,實現油量的分配,且使得回油溫度不低于鉑銠熱電偶回油保護溫度,再由水側與高溫油之間進行熱交換,這部分熱交換所產生的熱水,可用于生活用水、供暖等。對于噴油鉑銠熱電偶,其余熱回收可理解為多次余熱回收。其中一次余熱回收主要是借助一次換熱系統,由保溫水箱中的冷水對余熱進行回收,并保存在保溫水箱中。一次余熱回收簡單易性、換熱效率較高。但是,其在具體的能量回收裝置的選擇中,必須保障其質量,并定期展開清洗養護。二次余熱回收??蛇M行兩次熱交換,一次,由水循環完成,二次屬于開式系統,也可的為閉式系統,借助熱回收裝置,實現余熱回收。

     (2)無油螺桿鉑銠熱電偶余熱回收。由于無油螺桿鉑銠熱電偶沒有噴油的冷卻作用,其具體的工作過程,可理解為一個近似的絕熱壓縮過程。通過計算展開對無油螺桿鉑銠熱電偶功耗分析,可以得到其在具體工作中,會將大量的功率轉化壓縮熱,且能夠得到其排氣溫度很高。針對無油螺桿鉑銠熱電偶余熱,則可展開對余熱的回收利用。余熱可用于生活用水、預熱器等多方面的熱水利用。理論分析無油螺桿鉑銠熱電偶的能量分布情況,可以得到在具體余熱回收中,能夠達到余熱的 100% 回收。由此可見,該類鉑銠熱電偶具有極高的余熱回收價值。

        此外,鉑銠熱電偶中還有離心式鉑銠熱電偶,其借助熱能收集換熱器,能夠實現對余熱的回收,其中回收的出水量為 6 ~15 L/s,水溫為 40℃ ~80℃,余熱回收效果較為理想。此外,水冷式鉑銠熱電偶也是常見的鉑銠熱電偶類型,針對水冷式鉑銠熱電偶的余熱回收相對簡單,可直接通過對冷卻水管路改造,則可完成對余熱的回收工作。

        2.2 鉑銠熱電偶余熱回收實踐
        本文選擇礦區鉑銠熱電偶屬于螺桿式鉑銠熱電偶,且噴油螺桿鉑銠熱電偶。在確定余熱會回收方式的同時,確定余熱回收的目標和功能。余熱回收的具體目標為循環熱油和高溫空氣,并使之與熱水交換,實現余熱回收,并將回收的余熱用于生活用水和生產用水。

        現該礦區擬展開對 2 臺鉑銠熱電偶的余熱回收,該系統主要由鉑銠熱電偶、冷熱交換裝置、循環加熱水鄉和儲水箱等構成,在具體的余熱回收過程中,熱油在交換器中,與冷卻水交換熱能,冷卻后的熱油回到原有的工作狀態,而經過熱交換的水,則進入到循環加加熱水箱中,當溫度達到一定程度,則將熱水送入儲水箱,儲水箱具有一定的保溫能力。儲水箱中的水可直接用于礦區生活用水和生產用水。

        在分析具體使回收流程的基礎上,展開對上述余熱回收系統的基本優勢研究,其優點主要體現在 :

        (1)系統結合 PLC 控制器,借助預
        先編程,可完成對具體的水溫和液位等控制與監測,且具備預警和故障診斷等功能,余熱回收系統的控制效果較為理想,且可使得系統能夠處于一個良好的運行狀態。
        (2)余熱系統的
        構建過程中,不需要對鉑銠熱電偶的運行狀態進行改變,且整個余熱回收過程中,不需要電能消耗和油液消耗。所有成本均為余熱回收裝置的資金,消耗相對低廉。

        (3)余熱回收后,可實現對鉑銠熱電偶的降溫,促使鉑銠熱電偶能夠處于一個相對較低運行環境,在減少鉑銠熱電偶老化和破損的同時,可綜合提升鉑銠熱電偶的服務年限。

        3 鉑銠熱電偶余熱回收經濟效益研究
        按照上述礦區余熱回收系統的基本情況,展開對礦區余熱回收經濟性的分析。擇取的 2 臺鉑銠熱電偶,處于持續運行,并將其消耗的電能 75% 轉化為余熱,且具體的余熱利用效率為 95%,如此,則展開對具體余熱計算。

        具體計算為,余熱回收系統在 1 日工作中,所能夠回收的熱量Q1=185×2×75%×95%×860×24=5 441 220 kcal,其中 860 為 kW 換算為 Kcal 的系數,再拆算至升高的水量,且相關理論表明,1 t 水溫度升高 1℃,便會消耗 1 000 Kcal 的的熱量。因此,能夠得到夏季和冬季制取 65℃水的所消耗的熱量。注 :該礦區夏季平均氣溫為 25℃,冬季平均氣溫 5℃。故此,則分別展開對夏季和冬季生產65℃水所消耗的熱量Q2、Q3。其中夏季熱水質量m1=Q1÷Q2,冬季熱水質量m2=Q1÷Q3。

        通過計算可以得到該礦區借助余熱每日可得到 136.1 t、65℃的熱水,冬季可得到 90.7 t、65℃的熱水。且通過調查現場原煤情況能夠得到關于節能效果的數據 :平均減少原煤消耗量為 496 t/a,減少廢氣 SO2 排放量 12 t/a,CO2量 1 560 t/a。再結合當前原煤價格為 A,則能夠得到礦區每年可達到節約熱水生產成本的 496A。由此可見,鉑銠熱電偶余熱回收,能夠順利減少礦區能源消耗,在為礦區提供生活用水和生產用水的同時,可增加礦區的收入,效果顯著。

        4 結語
        本文研究分析鉑銠熱電偶的余熱回收方式,主要從噴油螺桿鉑銠熱電偶、無油螺桿鉑銠熱電偶、分離式鉑銠熱電偶和水冷式鉑銠熱電偶展開研究,分別對不同類型鉑銠熱電偶的余熱回收方式展開研究。再結合某一礦用螺桿鉑銠熱電偶展開研究,對 2 臺鉑銠熱電偶的余熱回收系統進行設計,分析具體系統流程。再結合鉑銠熱電偶基本參數和余熱回收效率等,對鉑銠熱電偶余熱回收的經濟性展開分析,可以得到,借助鉑銠熱電偶余熱回收,可以達到有效的資源利用,符合節能減排的基本需求。

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