山東省輕工業設計院     劉新軍 張瑩

摘  要：本文介紹了一個高速紙機密閉汽罩排風采用兩級余熱回收系統的工程實例，通過列舉工程參數，并對換熱過程進行簡要計算，得出熱回收系統的總回收熱量。闡述了設置合理的熱回收系統對于降低產品能耗，提高經濟效益所具有的重要意義。

關鍵詞：密閉汽罩、汽—氣熱回收系統、汽—水熱回收系統、節能降耗

 高速紙機密閉式汽罩及其通風系統是紙機的一個重要組成部分，合理的密閉汽罩及其通風系統是保證紙機高速平穩運行、保證成紙質量和紙機產量的關鍵因素，密閉汽罩的送排風及熱回收系統設計是整臺紙機通風系統設計的主要工作內容。

紙機烘干部的作用是將紙幅烘干，而紙幅蒸發的水分必須及時排除，以免汽罩內部空氣含濕量過高，不利于紙幅水分的順利蒸發，從而影響紙幅干燥速度。密閉汽罩排風溫度高、排風量大，如果直接排掉的話將會造成熱能的巨大浪費，加大紙機蒸汽消耗，增加生產成本。余熱回收系統的作用就是將汽罩排風所攜帶的熱能盡可能多地回收，用以加熱含濕量、溫度均較低的室內或室外空氣和工藝給水，被汽罩排風預熱的空氣再經過蒸汽加熱器二次加熱后以較高的溫度送入汽罩，平衡汽罩內部壓力，提高汽罩內部環境溫度，降低環境濕度，從而加快紙頁的干燥速度，保證較高的車速和產量。

一、工程介紹

該工程是一臺年產25萬t瓦楞紙造紙機烘干部汽罩通風及余熱回收系統，包括汽罩排風系統、汽罩送風系統、一級余熱回收系統、二級余熱回收系統、蒸汽加熱系統五部分。紙機烘干部密閉汽罩分為前干燥部、后干燥部兩部分，中間為半開式的施膠部。

紙機主要工程參數如下：

1．產量：            791t/d

2．車速：            825m/min

3．紙幅寬度：           6660mm

4．紙幅干度：

  出壓榨干度：        48%

  出前干燥部干度：   92%

  施膠后干度：        62%

  成紙干度：          92%

密閉汽罩主要工程參數如下：

1．汽罩內溫度：         85℃

2．排風含濕量

  前干燥部排風含濕量：  160g/kg·da

  后干燥部排風含濕量：  140g/kg·da

  注：da表示干空氣，下同

3．汽罩排風量：

  前干燥部排風量：    68.8kg·da/s

  后干燥部排風量：    37.3kg·da /s

4．汽罩送風溫度：       110℃

5．汽罩送風量

  前干燥部送風量：    48.1kg·da/s

  后干燥部送風量：    26.1kg·da /s

6．蒸發水量

  前干燥部蒸發水量：     31680kgH2O/h

  后干燥部蒸發水量：    14000kgH2O/h

二、系統設計說明

1．汽罩排風系統

汽罩排風系統由排風離心風機、排風溫濕度變送器、風機變頻控制系統組成，車間DCS系統根據溫濕度變送器探測到的排風溫濕度信號，通過變頻控制系統改變離心風機的轉速，從而對汽罩排風量進行調整。

按照紙機排風要求，前干燥部設置2臺排風離心風機，每臺風機風量均為2300m3/min，全壓1500Pa；后干燥部設置1臺排風離心風機，風機風量為2300m3/min，全壓1500Pa。由于排風含濕量較高，離心風機的葉片等與排風接觸的部位采用sus304不銹鋼材質。

2．汽罩送風系統

汽罩送風系統由送風離心風機、送風溫度變送器組成，車間DCS系統根據溫度變送器反饋的送風溫度信號，通過調節蒸汽加熱系統蒸汽管路上的電動調節閥的開度來保證送風溫度恒定為110℃。

汽罩送風取自車間內部，取風溫度全年平均25℃。前干燥部設置2臺送風離心風機，每臺風機風量均為1500m3/min，全壓3000Pa；后干燥部設置1臺送風離心風機，風機風量為1700m3/min，全壓3000Pa。離心風機與送風接觸部位采用ss41鍍鋅鋼材質。

3．一級熱回收系統

一級汽—氣熱回收系統的用途是利用熱回收裝置回收排風熱能，用以預熱汽罩送風，將送風由25℃加熱至62℃。一級汽—氣熱回收裝置包括：

◎  鋁管式換熱器，垂直排列，中間配置固定孔版，端管口全密閉。

◎  支撐換熱器的鋼制基架。

◎  不銹鋼制斜底式熱底風室，附有凝結水排放溝槽。

◎  清洗噴淋水管及氣動開關閥，3㎏/s流量。

汽罩排風走鋁管管程，送風走殼程，利用噴淋水管定時清洗換熱鋁管內附著的少量紙毛，保證較高的換熱系數。本工程前干燥部設置2臺一級汽—氣熱回收裝置，后干燥部設置1臺一級汽—氣熱回收裝置。

4．二級熱回收系統

為提高上漿質量，造紙生產工藝要求打漿工藝給水水溫40~50℃，而廠區給水溫度通常只有20~30℃。本工程二級汽—水熱回收系統的用途是加熱紙機工藝用水，利用經過一級熱回收裝置回收過部分熱能的汽罩排風中蘊含的余熱將25℃的廠區給水加熱至45℃，進一步從汽罩排風中回收熱能。本工程被加熱的工藝水流量為60kg/s，溫度為25/45℃。二級汽—水熱回收裝置包括:

◎板管式熱回收裝置，不銹鋼材質。以板管為水流通道，冷水經過6行程，熱風為單行程通過。

◎熱交換器安裝在鋼制的基架上，附有工作保養平臺。

◎不銹鋼制熱回收頂風室，附有保養人孔。

◎不銹鋼清洗噴淋水管，5㎏/s流量。

本工程前干燥部設置2臺二級汽—水熱回收裝置，后干燥部設置1臺二級汽—水熱回收裝置。在工程現場，二級熱回收裝置與一級熱回收裝置串聯布置，并且距離越近越好，因為管路越短散熱損失越小，熱能回收效率越高。

5．蒸汽加熱系統

蒸汽加熱系統由蒸汽—空氣換熱器、蒸汽管道電動調節閥、疏水器組成。被一級熱回收系統預熱過的汽罩送風經過蒸汽加熱器，溫度由62℃進一步提高至110℃，達到汽罩送風溫度要求。

蒸汽—空氣換熱器為鋼管鋁鰭片，換熱效率較高，并且比較耐用。

三、計算過程

本工程回收的熱能由兩部分組成：一級熱回收裝置回收的熱能和二級熱回收裝置回收的熱能。以下分別對這兩部分熱能進行計算，并根據排風狀態參數對傳熱過程進行校核。

1．一級熱回收裝置回收的熱能

本工程一級熱回收裝置用于預熱汽罩送風，通過進、出熱回收裝置的空氣狀態參數變化值，可以計算得出回收得到的熱量。計算過程見下表：

2．二級熱回收裝置回收的熱能

二級熱回收裝置用于加熱工藝給水，提升工藝給水溫度。二級熱回收裝置回收得到的熱量計算見下表：