專利名稱：應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及節(jié)能領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)東北等地區(qū)存在較多運(yùn)行的玉米淀粉干燥系統(tǒng)。每臺(tái)干燥系統(tǒng)排出的干燥乏氣流量約為120000 Nm3/h，溫度為50-60°C。這部分乏氣所帶的熱量較多，存在回收利用的價(jià)值。同時(shí)，東北地區(qū)冬季氣溫較低，最低溫度可達(dá)_40°C。這樣，熱源和冷源的溫差在極端情況下高達(dá)90-100°C，余熱回收利用的經(jīng)濟(jì)性就存在了。但是，玉米淀粉干燥前需經(jīng)過(guò)亞硫酸浸泡工藝，干燥前含水量37%的玉米漿PH值約為3-4，呈酸性。在干燥過(guò)程中，SOJf以氣態(tài)的形式存在于干燥乏氣中。如果水蒸氣在換熱器壁面凝結(jié)，SO2將會(huì)溶解于凝結(jié)的水中，生成亞硫酸，對(duì)碳鋼壁面產(chǎn)生腐蝕作用。而腐蝕與積灰問(wèn)題，常常同時(shí)存在，相互促進(jìn)，不斷惡化，大大減小換熱器的壽命。目前，迫切需要一種針對(duì)淀粉干燥乏氣余熱回收技術(shù)的解決方案，能有效控制了換熱器壁面的結(jié)露，亞硫酸腐蝕及積灰堵塞，確保換熱器具有足夠的安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供的一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，以有效控制了換熱器壁面的結(jié)露，亞硫酸腐蝕及積灰堵塞，確保換熱器具有足夠的安全性。本實(shí)用新型提供了一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，包括乏氣側(cè)換熱器，連于干燥乏氣的進(jìn)口和出口之間；冷空氣側(cè)換熱器，連于冷空氣進(jìn)口和淀粉干燥系統(tǒng)入口之間；所述乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口和冷空氣側(cè)換熱器出水口相連，乏氣側(cè)換熱器的出水口和冷空氣側(cè)換熱器進(jìn)水口相連；旁路調(diào)節(jié)裝置，與所述冷空氣側(cè)換熱器并聯(lián)連接；濕度計(jì)，布置于乏氣側(cè)換熱器乏氣進(jìn)口處；溫度計(jì)，串聯(lián)在乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口處；可編程邏輯控制器PLC，分別與溫度計(jì)、濕度計(jì)和旁路調(diào)節(jié)裝置相連接，根據(jù)濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)及與溫度計(jì)指示的進(jìn)口水溫，控制旁路調(diào)節(jié)裝置的開度，調(diào)節(jié)乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口水溫至預(yù)置范圍。所述乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器，通過(guò)熱媒水傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)熱量交換。所述乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器與工頻水泵相連，所述熱媒水由工頻水泵提供流動(dòng)的動(dòng)力。所述旁路調(diào)節(jié)裝置為旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。所述PLC根據(jù)濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)與溫度計(jì)指示的進(jìn)口水溫進(jìn)行比較來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，通過(guò)調(diào)節(jié)乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口水溫，進(jìn)而控制乏氣側(cè)換熱器壁面溫度至預(yù)置范圍。所述乏氣側(cè)換熱器進(jìn)口水溫的預(yù)置范圍為所述濕度計(jì)指示的當(dāng)前水露點(diǎn)上2度至4度之間。所述乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器采用3_厚的螺旋翅片管做散熱管。本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中始終將換熱器壁溫控制在換熱后乏氣濕度小于90%時(shí)要求的最低壁面溫度之上，從而有效抑制S02腐蝕的發(fā)生。一般情況下，濕度小于90%時(shí)要求的最低壁面溫度比此時(shí)的水露點(diǎn)高2°C左右，實(shí)際的操作過(guò)程中確保乏氣側(cè)換熱器進(jìn)口水溫比在線測(cè)量的水露點(diǎn)高2-4°C，可以有效控制了換熱器壁面的結(jié)露，亞硫酸腐蝕及積灰堵塞，確保換熱器具有足夠的安全性。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)的實(shí)物連接示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。在實(shí)施本發(fā)明過(guò)程中，發(fā)明人針對(duì)應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的問(wèn)題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，與SO3生成硫酸蒸汽產(chǎn)生的酸露腐蝕不同，亞硫酸只存在于水溶液中，從來(lái)沒有人獲得過(guò)純粹的H2SO3 ;同時(shí)，當(dāng)溫度大于-10°c時(shí)，也不存在SO2冷凝問(wèn)題，那么冷卻含有SO2濕氣體直到露點(diǎn)，其過(guò)程就同冷卻不含S02氣體的濕氣體無(wú)異。即當(dāng)這種氣體被冷卻到露點(diǎn)后，繼續(xù)冷卻時(shí)，最初出現(xiàn)的液相是水，接著水吸收SO2形成亞硫酸，它上面的水蒸氣壓力由于溶解了 SO2而稍微降低，其效果相當(dāng)于氣體露點(diǎn)溫度被略微提高。已有文獻(xiàn)表明，按氣液平衡數(shù)據(jù)計(jì)算SO2的“露點(diǎn)”，其結(jié)果仍與空氣露點(diǎn)相差不到0. 5°C。因此，只要將換熱器壁面溫度控制在水露點(diǎn)+0. 5°C溫度以上，就可避免含有SO2的水蒸氣在換熱器表面大規(guī)模結(jié)露。而這種大規(guī)模的結(jié)露腐蝕，會(huì)比較嚴(yán)重。但是，實(shí)際的情況是，即使換熱器壁溫在水露點(diǎn)以上，如果空氣中含SO2,依然存在一定程度的亞硫酸腐蝕，比空氣中不存在SO2的腐蝕要嚴(yán)重?cái)?shù)倍。結(jié)合碳鋼材料在大氣環(huán)境中的腐蝕主要取決于以下三個(gè)因素進(jìn)行綜合考慮[0028]a.濕潤(rùn)小時(shí)數(shù)，即零度以上濕度大于80%的小時(shí)數(shù)。當(dāng)濕度低于70%時(shí)，腐蝕速度較慢；相對(duì)濕度大于70%時(shí)，發(fā)生明顯點(diǎn)蝕；相對(duì)濕度大于90%時(shí)，腐蝕嚴(yán)重。b. SO2 的濃度；c.鹽(特別是CD的濃度，當(dāng)SO2和Cl—同時(shí)存在時(shí)具有大大加速腐蝕的作用。通過(guò)對(duì)已有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析比較，可以確定的是當(dāng)干燥乏氣中SO2濃度小于百萬(wàn)分之40，乏氣濕度小于90%時(shí)，20#鋼管年腐蝕量小于0. 17mm,選擇3mm厚的螺旋翅片管做散熱管，壽命可在10年以上。所以，本實(shí)用新型實(shí)施例的核心設(shè)計(jì)思路，在于在運(yùn)行過(guò)程中始終將換熱器壁溫 控制在換熱后乏氣濕度小于90%時(shí)要求的最低壁面溫度之上，從而有效抑制SO2腐蝕的發(fā)生。一般情況下，濕度小于90%時(shí)要求的最低壁面溫度比此時(shí)的水露點(diǎn)高2°C左右，實(shí)際的操作過(guò)程中確保乏氣側(cè)換熱器進(jìn)口水溫比在線測(cè)量的水露點(diǎn)高2-4°C即可確保換熱器具有足夠的安全性。基于此，參見圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，包括乏氣側(cè)換熱器I，連于干燥乏氣的進(jìn)口 11和出口 12之間；冷空氣側(cè)換熱器2，連于冷空氣進(jìn)口 21和淀粉干燥系統(tǒng)入口 22之間；所述乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口 13和冷空氣側(cè)換熱器出水口 23相連，乏氣側(cè)換熱器的出水口 14和冷空氣側(cè)換熱器進(jìn)水口 24相連；旁路調(diào)節(jié)裝置3，與所述冷空氣側(cè)換熱器2并聯(lián)連接；濕度計(jì)4，布置于乏氣側(cè)換熱器乏氣進(jìn)口處；溫度計(jì)6，串聯(lián)在乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口處；可編程邏輯控制器(PLC) 5，分別與溫度計(jì)，濕度計(jì)和旁路調(diào)節(jié)裝置相連接，根據(jù)濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)及與溫度計(jì)指示的進(jìn)口水溫，控制旁路調(diào)節(jié)裝置的開度，調(diào)節(jié)乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口水溫至預(yù)置范圍。本實(shí)用新型實(shí)施例，采用一種可以在線控制換熱器壁溫的技術(shù)，有效控制了換熱器壁面的結(jié)露，亞硫酸腐蝕及積灰堵塞。通過(guò)回收淀粉干燥系統(tǒng)中干燥乏氣所含的余熱，用以加熱淀粉干燥系統(tǒng)入口的冷空氣，從而減小了加熱冷空氣用的蒸汽的耗量，達(dá)到節(jié)能的目的。其中，乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器，通過(guò)熱媒水傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)熱量交換。乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器與工頻水泵相連，所述熱媒水由工頻水泵提供流動(dòng)的動(dòng)力。優(yōu)選的，所述旁路調(diào)節(jié)裝置為旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。即本實(shí)用新型實(shí)施例優(yōu)選采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥而非變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)乏氣側(cè)換熱器入口水溫的控制。PLC根據(jù)濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)與溫度計(jì)指示的進(jìn)口水溫進(jìn)行比較來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，通過(guò)調(diào)節(jié)乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口水溫，進(jìn)而控制乏氣側(cè)換熱器壁面溫度至預(yù)置范圍。上述乏氣側(cè)換熱器進(jìn)口水溫的預(yù)置范圍為所述濕度計(jì)指示的當(dāng)前水露點(diǎn)上2度至4度之間。即PLC在濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)的基礎(chǔ)上，加上2-4度，作為乏氣側(cè)換熱器入口水溫的目標(biāo)值。[0047]優(yōu)選的，乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器采用3_厚的螺旋翅片管做散熱管，使用壽命可在10年以上。乏氣側(cè)換熱器，用于吸收干燥乏氣中的余熱。冷空氣側(cè)換熱器，用于加熱干燥系統(tǒng)入口的冷空氣，采用干燥乏氣的余熱加熱干燥系統(tǒng)入口的冷空氣。兩個(gè)換熱器通過(guò)熱媒水傳遞熱量，熱媒水流動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源于工頻運(yùn)行的水泵。與冷空氣側(cè)換熱器并聯(lián)一旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；干燥乏氣側(cè)進(jìn)口布置一支濕度計(jì)；PLC根據(jù)濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)通過(guò)一定的邏輯在線控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度。運(yùn)行過(guò)程中，濕度計(jì)在線測(cè)量干燥乏氣的水露點(diǎn)。PLC在濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)的基礎(chǔ)上，加上2-4度，作為乏氣側(cè)換熱器入口水溫的目標(biāo)值，然后通過(guò)調(diào)節(jié)旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，使乏氣側(cè)換熱器入口水溫在目標(biāo)值之上，從而確保乏氣側(cè)換熱器出口的干燥乏汽的濕度小于90%，從而有效控制了換熱器壁面的結(jié)露，亞硫酸腐蝕及積灰堵塞。本實(shí)用新型提供的應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中始終將換熱器壁溫控制在換熱后乏氣濕度小于90%時(shí)要求的最低壁面溫度之上，從而有效抑制S02腐蝕的發(fā)生。一般情況下，濕度小于90%時(shí)要求的最低壁面溫度比此時(shí)的水露點(diǎn)高2V左右，實(shí)際的操作過(guò)程中確保乏氣側(cè)換熱器進(jìn)口水溫比在線測(cè)量的水露點(diǎn)高2-4°C，可以有效控制了換熱器壁面的結(jié)露，亞硫酸腐蝕及積灰堵塞，確保換熱器具有足夠的安全性。參見圖2，給出一個(gè)具體實(shí)例，利用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，對(duì)淀粉干燥乏氣余熱進(jìn)行回收，一組實(shí)際數(shù)據(jù)如下干燥乏氣進(jìn)口處溫度為53. 14度，經(jīng)乏氣側(cè)換熱器換熱后，干燥乏氣出口處溫度為33. 14度。當(dāng)前濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)為17. 29度，即乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口處水溫為19.29度；乏氣側(cè)換熱器出水口處水溫為25. 28度。相應(yīng)的，冷空氣側(cè)換熱器進(jìn)水口處水溫為25. 28度，經(jīng)冷空氣側(cè)換熱器后，出水口處水溫為17. 69度。此時(shí)，PLC控制旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，使得經(jīng)旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的水流量為30噸/小時(shí)，經(jīng)冷空氣側(cè)換熱器的水流量為90噸/小時(shí)?？梢姡緦?shí)用新型實(shí)施例提供的應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，采用了一種簡(jiǎn)單的余熱利用方式，就是采用干燥乏氣加熱干燥系統(tǒng)入口的冷空氣。據(jù)初步估算，采用這種方式回收干燥乏氣中的余熱，可使整個(gè)干燥系統(tǒng)在冬季的能耗降低12-25%。需要說(shuō)明的是，在本文中，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的裝置或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種裝置或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限
制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的裝置或者
設(shè)備中還存在另外的相同要素。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，其特征在于，包括 乏氣側(cè)換熱器，連于干燥乏氣的進(jìn)口和出口之間； 冷空氣側(cè)換熱器，連于冷空氣進(jìn)口和淀粉干燥系統(tǒng)入口之間； 所述乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口和冷空氣側(cè)換熱器出水口相連，乏氣側(cè)換熱器的出水口和冷空氣側(cè)換熱器進(jìn)水口相連； 旁路調(diào)節(jié)裝置，與所述冷空氣側(cè)換熱器 并聯(lián)連接； 濕度計(jì)，設(shè)置于乏氣側(cè)換熱器乏氣進(jìn)口處； 溫度計(jì)，串聯(lián)在乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口處； 可編程邏輯控制器PLC，分別與溫度計(jì)、濕度計(jì)和旁路調(diào)節(jié)裝置相連接，根據(jù)濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)及與溫度計(jì)指示的進(jìn)口水溫，控制旁路調(diào)節(jié)裝置的開度，調(diào)節(jié)乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口水溫至預(yù)置范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器，通過(guò)熱媒水傳遞熱量，實(shí)現(xiàn)熱量交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器與工 >頻水泵相連，所述熱媒水由工頻水泵提供流動(dòng)的動(dòng)力。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旁路調(diào)節(jié)裝置為旁路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC根據(jù)濕度計(jì)指示的水露點(diǎn)與溫度計(jì)指示的進(jìn)口水溫進(jìn)行比較來(lái)控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，通過(guò)調(diào)節(jié)乏氣側(cè)換熱器進(jìn)水口水溫，進(jìn)而控制乏氣側(cè)換熱器壁面溫度至預(yù)置范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述乏氣側(cè)換熱器進(jìn)口水溫的預(yù)置范圍為所述濕度計(jì)指示的當(dāng)前水露點(diǎn)上2度至4度之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述乏氣側(cè)換熱器和冷空氣側(cè)換熱器采用3mm厚的螺旋翅片管做散熱管。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種應(yīng)用于淀粉干燥乏氣余熱回收的換熱系統(tǒng)，涉及節(jié)能領(lǐng)域。采用一種可以在線控制換熱器壁溫的技術(shù)，通過(guò)回收淀粉干燥系統(tǒng)中干燥乏氣所含的余熱，用以加熱淀粉干燥系統(tǒng)入口的冷空氣，從而減小了加熱冷空氣用的蒸汽的耗量，達(dá)到節(jié)能的目的。在運(yùn)行過(guò)程中始終將換熱器壁溫控制在換熱后乏氣濕度小于90％時(shí)要求的最低壁面溫度之上，從而有效抑制SO2腐蝕的發(fā)生。一般情況下，濕度小于90％時(shí)要求的最低壁面溫度比此時(shí)的水露點(diǎn)高2℃左右，實(shí)際的操作過(guò)程中確保乏氣側(cè)換熱器進(jìn)口水溫比在線測(cè)量的水露點(diǎn)高2-4℃，可以有效控制了換熱器壁面的結(jié)露，亞硫酸腐蝕及積灰堵塞，確保換熱器具有足夠的安全性。
文檔編號(hào)F28F27/00GK202379914SQ20112052532
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者彭科 申請(qǐng)人:彭科