废热回收节能管理手册.pdf

目錄 ? 1 ? 一、廢熱回收基本原理 ............................................................................1 (一)廢熱來源 ....................................................................................................1 (二)廢熱特性 ....................................................................................................1 (三)廢熱回收硬體設備 .....................................................................................2 (四)軟體設計 ....................................................................................................2 二、廢熱回收節能手法 ............................................................................3 (一)空氣預熱 ....................................................................................................3 (二)鍋爐飼水預熱.............................................................................................3 (三)鍋爐連續排放顯熱回收..............................................................................4 (四)除氧櫃排氣熱回收 .....................................................................................6 (五)冷凝水回收槽閃沸蒸汽熱回收...................................................................6 (六)壓縮機壓縮熱回收 .....................................................................................8 (七)塗佈烘烤熱回收.........................................................................................9 (八)聚酯粒乾燥 ................................................................................................9 (九)污泥乾燥 ..................................................................................................10 (十)濃縮蒸發熱回收.......................................................................................10 (十一)蒸餾塔熱回收.......................................................................................11 廢熱回收節能管理手冊 ? 2 ? 三、廢熱回收設備.................................................................................12 (一)蒸汽蓄熱器 ..............................................................................................12 (二)低壓蒸汽再壓縮.......................................................................................16 (三)吸收式熱泵(請參閱節約能源中心節能服務網)........................................16 (四)熱交換器之型式與應用............................................................................22 四、蒸汽及冷凝水回收 ..........................................................................25 (一)冷凝水量估算...........................................................................................25 (二)冷凝水回收節約率 ...................................................................................26 (三)袪水器......................................................................................................28 五、熱能有效利用.................................................................................38 (一)熱能有效利用管理標準............................................................................38 (二)熱能有效利用管理測試與記錄.................................................................38 (三)改善措施 ..................................................................................................39 廢熱回收節能管理手冊 ? 1 ? (一)廢熱來源 泛指工廠無回收設備而直接或間接排放稱之。

直接排放多針對氣體而言，包括蒸汽鍋爐、熱媒鍋爐、焚化爐、加熱爐、電弧爐、水泥窯等的煙道氣體排放，其中多數仍有相當的熱能未被有效利用間接排放主要以製程因操作單元及系統需求，需用水冷或氣冷等方式間接移除製程內熱能以滿足後續程序所需，既使產品或製程排放水亦需進一步冷卻，以達到適合貯存及廢水處理的要求 (二)廢熱特性 需朝定性、定量兩方面來考量定性者即是否連續性，有很多間歇性的熱能排放較無法有效回收，譬如煉鋼所需的電弧爐、轉爐、精煉爐等都採批次作業，即使有大量熱能釋出，截至目前尚無較經濟有效的熱能回收方式，比較可行的是利用電弧爐的高溫排放來預熱廢鐵進料，但這往往因位置空間的限制，無法在既有廠區內作有效熱回收的改善，需在初始規劃設計時即列入考量為宜，目前國內煉鋼近二十家業者，僅有一家朝此改善努力另外，熱能載體的流量溫度亦相當重要，溫度越高，越有利用價值 所謂定量係對熱能載體流量而言，流量越穩定，越具有回收價值實際上在設計廢熱回收系統時，定性與定量兩者需同時考量，方能規劃較具經濟效益，又能操控穩定較長使用壽命才能符合需求 廢熱回收基本原理一廢熱回收節能管理手冊 ? 2 ? (三)廢熱回收硬體設備 廢熱回收硬體設計可分直接回收設備及間接回收設備。

直接設備如熱交換器可直接將廢熱載體的熱能透過換熱器轉換給需被加熱的流體，或直接將廢熱載體的熱能在乾燥機內與需被乾燥物體作直接接觸，可同時作質量與能量的傳遞 間接回收設備需透過適當介質來傳遞熱能，不能單以設備稱之，而應視為廢熱回收系統，例如吸收式冰水的應用，熱管(Heat Pipe)及卡林那循環(Kalina Cycle)等應用，都是透過適當介質來作系統內熱能的傳輸無論直接或間接設備，除了廢熱特性考量外，對工安、環保、衛生、整潔等皆需一併納入考量 (四)軟體設計 熟悉廢熱特性，對硬體設備的認知，加上足夠的工程設計經驗，方能規劃較具經驗效益且安全可靠的熱回收系統這其中免不了需有自動監控系統，一方面確立系統的穩定性，並可作歷史記錄，以利追蹤、保養維護及改善的依據 汽電共生系統可同時產生蒸汽與電力，在一工業區內需大量蒸汽及電力時，可興建汽電共生廠作為工業區內蒸汽與電力之供應者，其優點主要在於由業者自行籌建，評估工業區內實際蒸汽與電力用量，興建符合需求之規模，節省建廠支出；就近供應蒸汽與電力予製程廠，免除能源於輸送中所造成之損失；直接由蒸汽供應製程廠所需熱能，熱效率高可達52%以上 廢熱回收節能管理手冊 ? 3 ? (一)空氣預熱 蒸汽鍋爐、熱媒鍋爐及加熱爐等，利用其排放高溫與空氣換熱，可提升燃燒空氣溫度，降低排氣溫度達到回收廢熱目的。

最終排氣溫度需顧及酸露點，避免腐蝕影響設備使用壽命 以燃油1 %硫份而言，換熱器(預熱器)冷端管壁溫度不得低於110℃；硫份0.5%，管壁溫度不得低於80℃此處需強調的是管壁溫度非排氣溫度 (二)鍋爐飼水預熱 蒸汽鍋爐及其他加熱爐的高溫排氣可用來預熱鍋爐飼水，因氣水熱傳較氣氣熱傳高，相對其熱傳面積可較小，比空氣預熱器來的經濟些其他較高溫的排氣如加熱爐或水泥窯等，甚至可設置廢熱鍋爐來產生蒸汽 分 離 罐加 熱 爐風車換熱器蒸氣BFW廢熱回收節能手法二廢熱回收節能管理手冊 ? 4 ? 某水管式鍋爐10T/H@15K，排氣溫度245℃，效率82%，除氧櫃飼水溫度105 ℃，尾氣含氧量5%，0.5%S燃油LHV=9,700Kcal/L，節煤器尾氣出口溫度145℃， 燃油量： (666.7Kcal/Kg－105Kcal/Kg)×10,000Kg/h÷0.82÷9,700＝706 l/hr 706×0.95×19.5×0.24×(245-145)＝313,890 Kcal/hr 飼水溫度提升 313,890＝(T-105) → T＝136℃ 燃油節約 313,890÷9700＝32 l/hr → 4.6%。

全年節約燃料費用 32×8,000hr×12元/l＝3,072,000元/yr 投資費用約150萬元，6個月即可回收 (三)鍋爐連續排放顯熱回收 一般低壓鍋爐採用間歇性排放，不利於回收飼水泵浦採高低液位補充進水，不僅造成大量爐水挾帶影響蒸汽品質，且爐水水質變化差異大，不當的間歇性排放造成無謂熱損失及水資源流失 採用連續進水及排放，不僅水質控制穩定，減少排放量，亦可減少化學品添加量 廢熱回收節能管理手冊 ? 5 ? 換 熱 器補充水除氧櫃 閃 沸 分 離汽鼓排放至FGD or C/T換 熱 器換 熱 器補充水閃 沸 分 離閃 沸 分 離排放至FGD or C/T圖1 鍋爐連續排放熱回收 某汽電鍋爐操作65T/H@63K 278℃ hl =293 Kcal/Kg，連續排放量6.6T/H，回收13K閃沸蒸汽(h。