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    高溫熱泵地瓜干烘干房節能改造

    發布時間:2019-06-13 15:04 瀏覽:1050

    內容摘要: 目 錄:第一章 空氣源熱泵干燥系統的設計方案一. 連城地瓜干烘干房高溫空氣源熱泵節能改造設計參數三、高溫空氣源熱泵機組加熱功率確定四、經濟效益分析五、社會效益分析

    目  錄


    第一章 空氣源熱泵干燥系統的設計方案


    一.  連城地瓜干烘干房高溫空氣源熱泵節能改造設計參數


    三、高溫空氣源熱泵機組加熱功率確定


    四、經濟效益分析


    五、社會效益分析




    第一章、高溫空氣源熱泵烘干系統的設計方案


    一.  連城地瓜干烘干房高溫空氣源熱泵節能改造設計參數:


      項目工程所在地:連城(福建)紅心地瓜干有限公司,位于連城縣林坊食品工業區。大致地理位置為于北緯25度72分,東經116度75分.


    連城縣氣候特征:連城屬南亞熱帶濕潤季風氣候。由于西北有武夷山脈阻擋,東南距海岸約250km,氣候溫和濕潤,光熱充沛,四季分明。年均溫約18.8℃;1月均溫8℃,相對低溫-5.6℃;7月均溫27℃,相對高溫37.9℃。夏無酷暑,冬無嚴寒。年降水量1742mm,6月雨量多,11-12月雨量少。年平均相對濕度78%。日照時數1804小時~2060小時,設計改造參數以連城年日均輻照量為設計標準。


    主要結構;高溫熱泵烘干系統由熱泵機組、溫濕度控制系統、烘干房、(使用標的)、熱風循環及排濕系統等組成。以空氣源熱泵系統為主,通過對烘干房進行加溫和恒溫。




    三、高溫空氣源熱泵機組加熱功率確定:


      采用高溫空氣源熱泵烘干時,高溫空氣源熱泵的功率計算應按冬季陰雨天,全部靠高溫空氣源熱泵機組的加熱量來確定。(冬季烤房室溫為20℃,加溫到80℃計); 


    1、設備技術參數要求


      1)  根據甲方提供的地瓜干烘干房參數資料表示:


    地瓜干烘干    第一期平均溫度為80-83度之間.   10-12小時


           第二期平均溫度為60-65度之間.    6-8小時


                         第三期平均溫度為80-83度之間.    5-6小時


      2)  地瓜干烘干室,以運輸小車計,目前常用的是20車量,房體應為:5.8m*5.0m*2.0m為計算依據 ,原系統中采用手抄式2噸蒸汽鍋爐,每臺產蒸汽量2噸.


      3) 物料脫水率:  45-50%。  


      4) 處理能力:每天每車進料250kg,共20車,合計進料需要5000公斤,獲得干料約2500公斤, 


      5) 烘干時間:24小時.


      6) 加熱設備:改造后使用高溫熱泵烘干機.


    2、地瓜干加熱烘干的熱量計算


    1) 基本設計參數 (設備設計按每次烘干地瓜干5000KG計算)


    1) 物料重量:  (濕料) 脫水量為:M1=1×5000×50%=2500KG。


    2) 脫水量為: (干料)  地瓜干的烘干量為:M2=1×5000-2500=2500kg


    3) 設定烘干的高溫度為: 75-80℃


    4) 設定環境溫度平均為:   15℃


    5) 烘干時間(H):24小時


    6) 烤房環境初始溫度:20℃


    7) 烘干脫水值:約50%


    2) 熱量衡算滿足參數:


    烘干地瓜干消耗的熱量主要要滿足四部分:


    [A] 把地瓜干加熱所需要的熱量Q1


    [B] 水分蒸發所消耗的熱量Q2


    [C] 排濕過程中帶走的熱量Q3


    [D] 設備吸收的熱量Q4(鐵架、物理盤等)


    3) 地瓜干加熱烘干的熱量衡算


    1) 把地瓜干加熱到80度所需要的熱量Q1


    Q1 =C地瓜干M2(t2-t1)


    =0.8×2500×(80-15)


    =130000(KCAL)


    =151KW


    地瓜干的比熱容    C地瓜干=0.8Kcal/Kg·℃


    2) 地瓜干水分蒸發所消耗的熱量Q2


    Q2 = C水M1(t2-t1)+h· M1


    =4.187×2500×(80-15)+2394×2500


    =680387.5KJ+5985000KJ=6665387.5KJ


    =1592761.3(KCAL)


    =1851.5KW


    水的相變潛熱取h=2394KJ/ Kg·℃


    水的比熱容C水=1.0Kcal/Kg·℃=4.187KJ/Kg·℃


    3) 排濕過程帶走的熱量Q3


    Q3 =30%Q總


    4) 烤房設備吸收的熱量Q4  (輸送帶、鐵架等,此部分可忽略不計)


    3)有效熱量Q總


    Q總=Q1+Q2+Q3


    =151+1851.5+0.3 Q總


    Q總=(Q1+Q2)÷0.7


    =2002.5÷0.7


    =2860.7KW


    4)烘干時間為24小時,折算為每小時提供的功率為2860.7KW÷24=119KW


    5)熱泵機組匹配


    環境溫度15℃,熱風溫度80℃時,取熱泵的能效比(COP)=2.5


    每小時熱泵的輸入功率=119HP÷2.5=48KW


    據此:可以配置科陽高溫空氣源熱泵烘干機組5HP機組9臺  


    四、經濟效益分析:


    1、原煤鍋爐運行費用:


      1) 一般2T蒸汽鍋爐的耗煤量是與鍋爐熱負荷、鍋爐效率、煤種都有關系,如果是2噸蒸汽鍋爐滿負荷運轉24小時,按照70%熱效率計算,按全新鍋爐計算:應該是耗煤8.6噸標煤。而舊鍋爐則一天耗煤可達12.5噸.


      2T蒸汽鍋爐的標準產氣量一天能產生48噸蒸汽(滿負荷條件)每小時1噸常溫的水變成汽,就是約700KW。每小時1噸10 Par蒸汽的汽化潛熱約550KW. 2t/h蒸發量的蒸汽鍋爐相當120萬大卡/時供熱量的熱水鍋爐, 其熱功率近似為1.349MW。


      而烤房設備分擔的消耗熱量,經計算為2860.7kw,為鍋爐總熱功率的21%. 按全新鍋爐計算:烘干部分應該是耗煤8.6*0.21=1.8噸標煤。而舊鍋爐則一天耗煤可達12.5*0.21=2.65噸.      


    根據企業提供的數據:原煤鍋爐系統用于烘干部分的耗煤量以每天生產計算,約為2-3噸。(符合標準煤耗計算參數,以每天2.5噸煤耗計算) ,每噸煤目前價格為1000元/噸計算,每天煤鍋爐燃燒成本平均為2500元。(每斤地瓜干能耗成本約0.2-0.3元,以平均值0.25計算)


      2) 烘干房離心風機功率;3kw*3臺=9kw   每天耗能9*24=216kw  以每度電0.7計,每天電費;151.2元  ,每年300生產天計,則離心風機電費為45360元.


    2、高溫熱泵運行費用:


    1)高溫熱泵機組耗電:4.55度/小時/臺,9臺機組總耗電40.95度/小時,


    2)按每天24小時生產計算 ,熱泵機組工作時間以70%計:烘干房總耗電為:982.8*0.7=687.96度. 


    3)連城目前工業用電每度電0.65-0.7元/度.按每度工業用電價格為0.70元計算,每天加熱成本為687.96*.070=481.57元。(未計算低谷電電價) 


    4)每斤地瓜干能耗成本為::10000÷481.57=0.0481元  (5000kg=10000斤)


    2、高溫熱泵烘干PK原燃煤鍋爐費用節約:


    每天能耗節約:2500+151.2-481.57=2169.63元


    每年節約:  2169.63*300=650889元  (每年生產時間以10個月300天計),


    五、社會效益分析:


    1、每年節約標準煤:


      每個烘干房一年生產地瓜干節約標準煤:    2.5噸/天*300=750噸


    2、減排SO2


      1噸標準煤燃燒后約排放0.0085tSO2


      750×0.0085=6.375t


    3、減排NO2


      1噸標準煤燃燒后約排放0.0074tNO2


      750×0.0074=5.55t


    4、減排CO2


      1噸標準煤燃燒后約排放2.6tCO2


      750×2.6=1950t


      由此可見,地瓜干烘干的改造不但經濟效益可觀,社會效益也同樣相當可觀,值得推廣.