表面热处理余热再利用

　　表面热处理的余热来自于燃烧所得的烟气，此烟气经过热交换器，将储水槽的低温水逐渐加热，回到储水槽，再利用热水换热水的热交换器将涂装前处理工序槽液槽里的槽液加热到相应需要的温度，以取代原有槽液燃烧加热器，既节约能源，又减少环境污染。
　　1 系统组成
　　1.1 工作流程
　　烟气热交换器→储水槽→热水泵→槽液热交换器→循环泵→槽液泵→槽液槽
　　1.2 配置说明
　　烟气热交换器：2个
　　热水泵：2套
　　储水槽：2个，1个35吨，1个45吨。
　　槽液交换器：5个。
　　循环泵：5套，一开一备10台
　　槽液泵：5套，一开一备10台
　　控制系统：1套，控制柜箱体、各种高低压电器元件，PLC，控温仪表等。
　　其它备件：热水管路、管件、316不锈钢管件、管路
　　2 表面热处理技术指标
　　涂装前处理工序5个槽液的温度要求
　　1）热水洗槽：40-60℃
　　2）预脱脂槽：50-80℃
　　3）脱脂槽：50-80℃
　　4）表调槽：30-50℃
　　5）钝化槽：27-55℃
　　根据上表中温度要求确定两个储水槽的温度，35吨槽的温度应达到80-85℃，，45吨槽的温度应达到60-80℃，以达到槽液的温度要求。
　　3 材质选择
　　3.1 五个槽液热交换器材质选择
　　（1）五个槽液的溶液浓度和成分不同，列于下：
　　1）热水洗槽：自来水
　　2）预脱脂槽：浓度5-10%
　　原液成分如下
　　硼酸盐（Borate）<4g/l
　　碳酸盐（Carbonate）<4g/l
　　磷酸盐（Phosphate） <6g/l
　　碱（alkali） <4g/l
　　表面活性剂（surfactants） <2.5g/l
　　3）脱脂槽：成分和浓度与预脱脂槽相同。
　　4）表调槽：浓度1.5%-3%
　　原液成分（单位：g/l）
　　硫酸（Sulfate Acid） <12
　　氟化物（fluoride） <6
　　5）钝化槽：无铬钝化剂，浓度1-6%
　　原液成分（单位：g/l）
　　锆（Zirconium） <1
　　氟化物（fluoride） <1
　　有机物（organic materials） <3
　　（2）由于各槽液的成分对热交换器的材料要求较高，五个槽液热交换器的材质分别为：
　　1）热水洗槽：316L
　　2）预脱脂槽：316L
　　3）脱脂槽：316L10
　　4）表调槽：254SMO10
　　5）钝化槽：254SMO10
　　3.2 储水槽和槽液进行热交换泵的材质选择
　　储水槽和槽液之间进行热交换的泵一共有20个。其中循环泵10个，槽液泵10个，
　　槽液泵要用316L特殊材质的。
　　3.3 管路的材质选择
　　热水管路用镀锌管，管件用玛钢件。槽液管路都要用316L的管子。
　　4 功能特点
　　根据各槽液的温度、容量及每小时补充槽液的数量，需要提供给槽液加热的热源要源源不断地补充这些热量的损失，并达到一定的平衡点。
　　根据储水槽槽液温度的不同分为两个储水槽：
　　一个储水槽的储水量为45吨，温度为： 60-80℃，这个储水槽给热水洗槽、表调槽、钝化槽的槽液加热。由于热水槽每小时溢流出1000KG热水，用水量较大，温度波动较大，45吨储水槽的热水量可以满足热水洗槽的温度要求，也可以满足表调槽、钝化槽的温度要求，并且可使槽液槽的温度达到均衡和稳定。
　　另一个储水槽的储水量为35吨，温度为： 80-85℃，这个储水槽给预脱脂槽、脱脂槽的槽液加热。因为预脱脂槽和脱脂槽的温度稳定性要求高，而且温度范围窄，因此必须保证烟气热交换器的出口温度达到85℃以上，才能保证储水槽的温度。
　　槽液的加热是用储水槽的热水经过槽液热交换器加热的，槽液的热交换器可以保证槽液的温度，又不会将热水和槽液混合，即达到了加热槽液又可使槽液保持清洁的作用。因为槽液成分不同，选择不同材质的热交换器，以保证热交换器的长期使用。
　　烟气热交换器使烟气对进行热交换的水加热，也使储水槽循环加热，已达到储水槽的使用温度。所有储水槽、热交换器、热水管路、槽液管路均做保温处理。采用自动控制系统，对储水槽、烟气热交换器、槽液热交换器、槽液等温度、储水槽的水位等进行监控，以保证所有的槽液所需的温度都在设定范围内。
　　5 经济效益
　　（1）改造前涂装前处理工序5个槽液是燃烧机使用燃气加热，需要一部分电能的消耗，燃烧机产生的热量为163400kcal/h，共5台燃烧机，天然气热值为7000 kcal/Nm3，天然气价格3.9元/m3，按实际效率为70%计算，每小时天然气消耗的金额为：
　　163400×5/7000×3.9×70%=318.63元
　　5台燃烧机电能的消耗，每台电机功率0.55KW，电的价格0.6元/kwh，按实际效率为70%计算，每小时电消耗的金额为：
　　0.55×5×0.6×70%=1.16元
　　（2） 改造后涂装前处理工序5个槽液是通过烟气热交换器加热，不需要天然气的消耗，烟气热交换器中，泵的功率为75KW，电的价格0.6元/kwh，按实际效率为70%计算，每小时电消耗的金额为：75×0.6×70%=31.50元
　　（3）每年产生的效益
　　涂装前处理工序为连续生产工序，改造前使用天然气加热，需要一部分电能；改造后不需要天然气加热，但需要电能，按每天24小时，每月30天，一年12个月计算，一年可节约资金：
　　（318.63+1.16-31.50）×24×30×12=2490825.60元
　　表面热处理余热回收利用改造项目为节能工程，通过设置余热回收装置、改造工艺设备，对表面热处理排烟道的余热进行回收，对涂装前处理工序的槽液进行加热。本项目回收余热用于生产环节，不仅可以减少热能散失，提高能源利用率，节约大量能源，从而降低生产成本，为企业带来良好的经济效益，还可以降低环境污染，为企业带来良好的社会效益。