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摘要： 随着现代工业经济的迅速发展，企业都要通过降低成本，减排增效来要提高经济发展，就在印染中如何降低企业生产成本，有效利用资源方面提出有益的方法。
关键词： 旋转式回收器；印染；应用
中图分类号：F28文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0620119－02
0 前言
蒸汽、水在纺织、印染企业的生产成本中占有很大的比例。近几年来，受煤炭等基本能源价格不断上涨因素的影响，蒸汽使用成本价格已达到每吨180元以上，自来水的价格也在逐年调高，导致企业生产成本不断增加。生产成本的增加压缩了企业的利润空间，削弱了企业市场竞争能力。如何降低企业生产成本，有效利用资源已成为众多纺织、印染企业必须面对的问题。
在众多的纺织、印染企业中，诸如常温或高温染色机等单元机或退煮漂联合机、丝光联合机、汽蒸皂洗机、水洗机等长线机型，它们在正常的生产过程中均需消耗大量的水蒸汽，工艺末端最终排放的污水量大，其剩余热能具有极大的回收利用价值。我们通过对印染企业所排放污水的排量、所排污水的温度的实际测量得出数据如下表（表1）所列：
表1
（注：上述数据均来自幅宽为1800mm的长线机型。）
上述数据表明，印染厂1条幅宽为1800mm的印染生产线，每日排出含热污水300～500吨，如果不经处理直接排放，不仅白白地浪费热能，而且，会给后续的污水处理增加负担和成本。由于染厂污水处理多采用生化处理方法，而高温环境下，活性茵群难以生存，需要投入较大的成本来降低污水温度。我公司有针对性地开发了CHC590旋转式热回收器，运用这种热回收装置既能达到污水中热能回收再利用的目的，又能显著降低污水的温度，从而进一步降低污水后续处理的成本。
1 污水热回收器的使用现状
表2
目前在印染、石油、化工等行业对污水进行余热回收的热回收器有多种，有板式、管式、圆盘式等，而其中又以板式、管式热交换器又最为常用，但是这些换热器都存在同样严重的缺陷，即自动清洁问题。由于污水中含有大量的污物，随着使用时间的增加，废水中的纤维、染化料等杂质在热交换器表面越积越多，有的污物沉积到换热器底部，不能随污水一起排出，造成设备换热效果直线下降，由于这些污物清理起来相当麻烦，而且只能通过人工定期清理，劳动强度相当大，不仅浪费了大量的人力物力，而且还影响到设备的正常运行。
CHC590旋转式热回收器与其它热回收器的结构、性能比较如表（表2）。
2 CHC590旋转式热回收器的结构性能
我公司参照国内外同类产品，针对我国印染行业的特点研制开发了CHC590系列旋转式热回收器，用独特的翅片式换热结构，翅片外径大小、数量、材质以及翅片内、外流体的流速决定热回收器换热效果的高低。它具有无结垢、不堵塞、能自我清洁的结构特点，维护要求低，热回收效率高达90％以上。能全天候、高效持久使用。为了提高换热器的换热效率，采取了以下措施：
1）翅片采用SUS304（或SUS321）材质的不锈钢板薄板冲压而成，既有优越的导热性能又有一定的强度和抗腐蚀能力。
2）污水同净水在翅片内外逆向流动（见图1），换热充分。
3）结构独特的翅片表面有多处规则的凹坑，在热污水中匀速旋转，产生高效率湍流有利于提高热交换效率，凹坑及其翅片内部的折流板促使净水在翅片内部作迷宫式流动，从而进一步提高了换热效果。
4）翅片在污水中的旋转起到搅拌作用，使污水中的杂物保持悬浮状态，避免各类杂质沉淀，同时产生的紊流能诱发污水的振荡，不停地冲洗热交换器内壁，起到自洁作用。
5）为了提高热交换效率，在箱体内设置了多块折流板使污水作蛇行流动。进出口位置采用低进高出，以利充分热交换。为了方便在已有设备上安装，管道接口采用同一口径，污水流动全部依靠液位差而不必另配泵浦输送。
6）热回收器箱体外侧可根据客户需求采用隔热保温设计，减少热量的流失。
7）采用全不锈钢的支座，选配质量稳定可靠的机械密封、旋转接头、安全阀，保证设备运行可靠，力争设备免维护。
图1
图2
3 CHC590旋转式热回收器的应用
1）污水热回收器同排污设备就近安装，污水排放口和热回收器的进水口一般保持30cm～50cm高度差。安装的原理请见图2。
2）在有热污水排放的印染主机传动侧，每台污水排放量大的主机配备一台旋转式水热回收器，因该设备占地空间小，安装方便，既能节省蒸汽，又可就近回用热水，还能降低污水处理运行成本，节能增效的效果明显。
3）应用效益分析
① 热交换效率测算；
② CHC590旋转式热回收器我们试制成功后，先在厂内用热水进行了试验，翅片外层通热水，翅片内层通自来水，厂内试验数据为：热水进口的水温为67℃，出热回收器的温度为33℃，自来水进去的温度为16℃，自来水出口的的温度为46℃，粗略计算热交换率为88%。第一台设备出厂后，又在印染厂现场实测，得到如下数据：
汽蒸皂洗机出口污水温度78℃，经过热回收器后出水温度为35℃，清水进水温度32℃。经过热回收器后出水温度为72℃，清水流量为6吨／时，也就是说热回收器在1小时内将6吨32℃的冷水加热到72℃，将水洗机的热污水从78℃降至35℃。
热交换率η值计算过程如下：（注：污水出水量和净水进水量大致相等，为计算方便取相等值）。
污水在热交换过程中释放的能量值Qw
Qw=c m1⊿TW=c m1（T1-T2）=4.2×103×6000×（78-35）=1083600千焦/小时
净水在热交换过程中吸收的能量值Qj
Qj=c m2⊿tj=c m2（t2-t1）=4.2×103×6000×（72-32）=1080000千焦/小时
热交换率值：η= Qj/Qw=93.02%
m1-污水量（千克／小时）；m2-净水量（千克／小时） C-水的比热（4.2×103焦／千克℃）
t1-净水进水温度（℃）；t2-净水出水温度（℃）；⊿tW-净水出口与进口的温差（℃）
T1-污水进水温度（℃）；T2-污水出水温度（℃）；⊿TW-污水进口与出口的温差（℃）
Qw-污水从进口到出口释放的热量（千焦/小时）；Qj-净水从进口到出口吸收的热量（千焦/小时）
经济效益测算：
每小时6吨32℃的清水加热至72℃需用热量：
Q=m2.C（t2-t1）=6000×4.2×103×（72-32）=1008000千焦/小时
式中Q-热量（千焦/小时）
M2-净水量（千克／小时）；C-水的比热（4.2×103焦耳／千克℃）
t1-净水进水温度（℃）；t2-净水出水温度（℃）；
折算成蒸汽质量为：
Qh=Q／H=1008000／2706.7=372.4千克／小时
式中：Qh-蒸汽消耗量（千克／小时）-蒸汽热焓2706.7千焦／千克
注：蒸汽压力O.2Mpa的状态下的焓值为2706.7千焦／千克
从上述计算过程可知：CHC590旋转式热回收器每小时可节约蒸汽372.4公斤。
每吨蒸汽以160元计算．每天正常工作时间按20小时计，每年正常工作日按300天计，则全年工作6000小时。全年可节约蒸汽费用为：160×0.3724×6000=357504元
6T处理能力的设备投资按100000元/台计（实际投资没有这么多），投资回收周期为：
100000÷（160x0.3724x20）=83.92天
在企业正常生产的情况下，设备投资回收期约三个月左右。
4 结束语
CHC590旋转式热回收器在多家印染厂投入使用后，得到用户的普遍好评，在节能降耗、提高染厂品质、降低污水处理成本方面效果显著。
1）单台污水热回收器在水洗单元使用年节约蒸汽三十多万元，投资回收期不到三个月。
2）一条印染生产线按实际工艺要求需要配3～5台左右，年节约蒸汽成本约100～150万元左右，且可提高产品品质，降低污水处理成本。
3）这种热能回收设备也可用于多机台的高温高压染色机、筒子纱染色机等单元机终端污水热量的集中回收处理，也适用于化工、造纸行业。
4）本机具有热回收效率更高，具有自清洁功能，应用方便，维护要求低，可靠性高，寿命长久。
5）本机顺应当前印染企业节能增效的形势需求，为更好地满足服装面料、色织整理、家纺等不同印染企业以及造纸、化工企业的需求，已经开发了每小时处理能力为4T、6T、8T、10T、12T、18T、21T、42T等系列产品供用户选择。
注释：上述论断均来源于我公司实测数据。
关键词： 旋转式回收器；印染；应用
中图分类号：F28文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0620119－02
0 前言
蒸汽、水在纺织、印染企业的生产成本中占有很大的比例。近几年来，受煤炭等基本能源价格不断上涨因素的影响，蒸汽使用成本价格已达到每吨180元以上，自来水的价格也在逐年调高，导致企业生产成本不断增加。生产成本的增加压缩了企业的利润空间，削弱了企业市场竞争能力。如何降低企业生产成本，有效利用资源已成为众多纺织、印染企业必须面对的问题。
在众多的纺织、印染企业中，诸如常温或高温染色机等单元机或退煮漂联合机、丝光联合机、汽蒸皂洗机、水洗机等长线机型，它们在正常的生产过程中均需消耗大量的水蒸汽，工艺末端最终排放的污水量大，其剩余热能具有极大的回收利用价值。我们通过对印染企业所排放污水的排量、所排污水的温度的实际测量得出数据如下表（表1）所列：
表1
（注：上述数据均来自幅宽为1800mm的长线机型。）
上述数据表明，印染厂1条幅宽为1800mm的印染生产线，每日排出含热污水300～500吨，如果不经处理直接排放，不仅白白地浪费热能，而且，会给后续的污水处理增加负担和成本。由于染厂污水处理多采用生化处理方法，而高温环境下，活性茵群难以生存，需要投入较大的成本来降低污水温度。我公司有针对性地开发了CHC590旋转式热回收器，运用这种热回收装置既能达到污水中热能回收再利用的目的，又能显著降低污水的温度，从而进一步降低污水后续处理的成本。
1 污水热回收器的使用现状
表2
目前在印染、石油、化工等行业对污水进行余热回收的热回收器有多种，有板式、管式、圆盘式等，而其中又以板式、管式热交换器又最为常用，但是这些换热器都存在同样严重的缺陷，即自动清洁问题。由于污水中含有大量的污物，随着使用时间的增加，废水中的纤维、染化料等杂质在热交换器表面越积越多，有的污物沉积到换热器底部，不能随污水一起排出，造成设备换热效果直线下降，由于这些污物清理起来相当麻烦，而且只能通过人工定期清理，劳动强度相当大，不仅浪费了大量的人力物力，而且还影响到设备的正常运行。
CHC590旋转式热回收器与其它热回收器的结构、性能比较如表（表2）。
2 CHC590旋转式热回收器的结构性能
我公司参照国内外同类产品，针对我国印染行业的特点研制开发了CHC590系列旋转式热回收器，用独特的翅片式换热结构，翅片外径大小、数量、材质以及翅片内、外流体的流速决定热回收器换热效果的高低。它具有无结垢、不堵塞、能自我清洁的结构特点，维护要求低，热回收效率高达90％以上。能全天候、高效持久使用。为了提高换热器的换热效率，采取了以下措施：
1）翅片采用SUS304（或SUS321）材质的不锈钢板薄板冲压而成，既有优越的导热性能又有一定的强度和抗腐蚀能力。
2）污水同净水在翅片内外逆向流动（见图1），换热充分。
3）结构独特的翅片表面有多处规则的凹坑，在热污水中匀速旋转，产生高效率湍流有利于提高热交换效率，凹坑及其翅片内部的折流板促使净水在翅片内部作迷宫式流动，从而进一步提高了换热效果。
4）翅片在污水中的旋转起到搅拌作用，使污水中的杂物保持悬浮状态，避免各类杂质沉淀，同时产生的紊流能诱发污水的振荡，不停地冲洗热交换器内壁，起到自洁作用。
5）为了提高热交换效率，在箱体内设置了多块折流板使污水作蛇行流动。进出口位置采用低进高出，以利充分热交换。为了方便在已有设备上安装，管道接口采用同一口径，污水流动全部依靠液位差而不必另配泵浦输送。
6）热回收器箱体外侧可根据客户需求采用隔热保温设计，减少热量的流失。
7）采用全不锈钢的支座，选配质量稳定可靠的机械密封、旋转接头、安全阀，保证设备运行可靠，力争设备免维护。
图1
图2
3 CHC590旋转式热回收器的应用
1）污水热回收器同排污设备就近安装，污水排放口和热回收器的进水口一般保持30cm～50cm高度差。安装的原理请见图2。
2）在有热污水排放的印染主机传动侧，每台污水排放量大的主机配备一台旋转式水热回收器，因该设备占地空间小，安装方便，既能节省蒸汽，又可就近回用热水，还能降低污水处理运行成本，节能增效的效果明显。
3）应用效益分析
① 热交换效率测算；
② CHC590旋转式热回收器我们试制成功后，先在厂内用热水进行了试验，翅片外层通热水，翅片内层通自来水，厂内试验数据为：热水进口的水温为67℃，出热回收器的温度为33℃，自来水进去的温度为16℃，自来水出口的的温度为46℃，粗略计算热交换率为88%。第一台设备出厂后，又在印染厂现场实测，得到如下数据：
汽蒸皂洗机出口污水温度78℃，经过热回收器后出水温度为35℃，清水进水温度32℃。经过热回收器后出水温度为72℃，清水流量为6吨／时，也就是说热回收器在1小时内将6吨32℃的冷水加热到72℃，将水洗机的热污水从78℃降至35℃。
热交换率η值计算过程如下：（注：污水出水量和净水进水量大致相等，为计算方便取相等值）。
污水在热交换过程中释放的能量值Qw
Qw=c m1⊿TW=c m1（T1-T2）=4.2×103×6000×（78-35）=1083600千焦/小时
净水在热交换过程中吸收的能量值Qj
Qj=c m2⊿tj=c m2（t2-t1）=4.2×103×6000×（72-32）=1080000千焦/小时
热交换率值：η= Qj/Qw=93.02%
m1-污水量（千克／小时）；m2-净水量（千克／小时） C-水的比热（4.2×103焦／千克℃）
t1-净水进水温度（℃）；t2-净水出水温度（℃）；⊿tW-净水出口与进口的温差（℃）
T1-污水进水温度（℃）；T2-污水出水温度（℃）；⊿TW-污水进口与出口的温差（℃）
Qw-污水从进口到出口释放的热量（千焦/小时）；Qj-净水从进口到出口吸收的热量（千焦/小时）
经济效益测算：
每小时6吨32℃的清水加热至72℃需用热量：
Q=m2.C（t2-t1）=6000×4.2×103×（72-32）=1008000千焦/小时
式中Q-热量（千焦/小时）
M2-净水量（千克／小时）；C-水的比热（4.2×103焦耳／千克℃）
t1-净水进水温度（℃）；t2-净水出水温度（℃）；
折算成蒸汽质量为：
Qh=Q／H=1008000／2706.7=372.4千克／小时
式中：Qh-蒸汽消耗量（千克／小时）-蒸汽热焓2706.7千焦／千克
注：蒸汽压力O.2Mpa的状态下的焓值为2706.7千焦／千克
从上述计算过程可知：CHC590旋转式热回收器每小时可节约蒸汽372.4公斤。
每吨蒸汽以160元计算．每天正常工作时间按20小时计，每年正常工作日按300天计，则全年工作6000小时。全年可节约蒸汽费用为：160×0.3724×6000=357504元
6T处理能力的设备投资按100000元/台计（实际投资没有这么多），投资回收周期为：
100000÷（160x0.3724x20）=83.92天
在企业正常生产的情况下，设备投资回收期约三个月左右。
4 结束语
CHC590旋转式热回收器在多家印染厂投入使用后，得到用户的普遍好评，在节能降耗、提高染厂品质、降低污水处理成本方面效果显著。
1）单台污水热回收器在水洗单元使用年节约蒸汽三十多万元，投资回收期不到三个月。
2）一条印染生产线按实际工艺要求需要配3～5台左右，年节约蒸汽成本约100～150万元左右，且可提高产品品质，降低污水处理成本。
3）这种热能回收设备也可用于多机台的高温高压染色机、筒子纱染色机等单元机终端污水热量的集中回收处理，也适用于化工、造纸行业。
4）本机具有热回收效率更高，具有自清洁功能，应用方便，维护要求低，可靠性高，寿命长久。
5）本机顺应当前印染企业节能增效的形势需求，为更好地满足服装面料、色织整理、家纺等不同印染企业以及造纸、化工企业的需求，已经开发了每小时处理能力为4T、6T、8T、10T、12T、18T、21T、42T等系列产品供用户选择。
注释：上述论断均来源于我公司实测数据。