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    节能减排技术系统在发动机工厂的应用

    时间:2019/9/9 10:53:06    浏览次数:58    字体:   

    通常情况下,发动机的缸体,缸盖,曲轴等各种零件机加工过程中,机床会产生大量金属颗粒物,烟尘,油雾等废弃物污染,不仅危害环境,甚至在一定程度上会对身体健康造成影响。2018年,中国绿色工厂领域首项国家标准《GB/T36132-2018绿色工厂评价通则》正式发布。该标准的发布实施将推动我国各行业各地区全面展开绿色工厂创建与评价工作,进一步实现与加快传统制造业绿色发展。绿色发展势不可当。作为汽车行业的佼佼者,奔驰不仅在整车排放上一直达到甚至超过法规的排放标准,在每个生产制造环节也不断推陈出新。

     

    其中发动机工厂最新安装的加工机床废气处理和新风热回收装置更是革故鼎新之作,开创了国内机加工行业节能和环保一体设备的先河。通过与著名工业过滤除尘设备的供应商——康斐尔空气污染控制设备(太仓)有限公司合作,共同将废气净化系统和新风热回收系统强强联合,整合为一套工业除尘和热回收相结合的节能减排系统,该设备在净化空气的同时,也为工厂每年减少了大量的电能消耗。

     

    废气分离净化单元采用的是康斐尔工业除尘设备。康斐尔作为全球知名的高品质洁净空气解决方案的系统供应商,自创立起就将可持续发展作为企业的第一要务,一直致力于帮助为人类的生活环境提供更洁净的空气,保证工作环境的操作人员健康、工艺过程以及环境安全。康斐尔针对加工机床干式和湿式加工的不同工艺特点,分别配备了湿式除尘和乳化液雾/油雾净化器,并将处理后的洁净气体输送到热回收单元经过与来自外界的新风进行热交换能量回收后排出室外。




    废气处理与热回收强强联手

     

    乳化液雾/油雾分离设备的原理是采用多级过滤对机加工过程中产生的污染物进行过滤。首先机加工产生的富含污染物的大颗粒冷却液雾或油雾通过初级过滤滤芯,将大颗粒水滴或者冷凝物过滤掉,以防止滤芯堵塞;再经过由不锈钢网编制而成的多层滤芯进一步过滤掉其中污染物,对0.7微米及更大颗粒具有很高的分离效率。由于重力作用,过滤液将从小角度倾斜安装的滤芯上滴落,同时滤网的不锈钢材质使得滤芯具有优异的耐污性,并可以清洗。滤芯后期清洗维护间隔为1~2年,使用寿命高达4~6年。整机采用模块化设计,后期维护方便。通过组合不同的基本模块,可设计出满足各自要求且有效的中央除尘系统,单机废气处理能力可达12,000m3/h。设备同时具有自清洁功能,分离后的切削液下排至液体收集槽,通过循环泵或排液管,可将其输送至后续的乳化液/油雾真空过滤设备进行液体净化处理,从而实现工艺介质的资源回收再利用。通过过滤之后排放的气体,其非甲烷总烃排放浓度小于1-5mg/Nm³,固体颗粒物排放浓度更是小于0.5-2mg/Nm³。

     

    湿式除尘设备与废气风机以及新风热回收系统经过紧凑的一体式设计,污染物通过水漩涡和分解原理的组合从气流中分离出来。加工机床抽吸出来的带有粘性金属粉屑的废气吸入设备内,经过独特的文丘里喷淋洗涤装置,利用高度雾化的液体颗粒对废气中的金属粉尘进行捕捉,再经过旋风分离装置将液滴和粉尘等在离心力的作用下甩到设备内壁,从而沉降在水槽中。与一般过滤设备不同,湿式除尘设备以水为过滤介质,无需使用滤芯,维护需求低,尤其适用于处理易爆和粘性粉尘。通常,从加工机床直接排出的废气中颗粒物等排放浓度可高达200mg/Nm³,而经过湿式除尘设备过滤后,气体中颗粒物等排放浓度小于1~5mg/Nm³。





    根据热力学第二定律:“热量可以自发地从温度高的物体传递到较低的物体”。若两种相接触流体间存在温度差,就必然有热量进行传递。这就是热回收单元主要的工作原理。热回收单元的主体结构为板式换热器,采用外界新风和室内循环风直接混合,这两种存在温度差的气体在受迫对流传热过程中进入板片通道,通过板片进行热量的交换。在回收利用热能的同时,又能替代空调箱中的混风段,节约了空调设备的投资和占用空间。其整体热回收效率可达60%以上,并通过废气和新风装置的一体化联动控制策略,有效简化了中央空调的恒温控制解决方案。

     

    具体工作方式可按季节划分:在冬季将室外的冷空气作为外界补充新风吸入,经热回收系统把排出的净化废气所含的热能充分回收,再通过热水系统为加热后的新风额外补充热能,使之加热到室内控制的设定温度,从而可以节省约2/3的能耗。而在夏天则将室外的热空气作为外界补充新风吸入,经热回收系统把排出的净化废气所含的冷能充分回收,再通过冷水系统为冷却后的新风额外补充冷能,使之冷却到室内控制的设定温度,从而可以节省约2/3的能耗。在春季和秋季则通过新风热回收系统对废气能量的回收利用,无需使用冷热水系统的额外能量补充,就完全可以满足对新风的恒温控制要求,节约了能源。

     

    绿色环保,行则至极

     

    整个系统将所有单元整合在一起成为撬装式设备,便于现场安装。与集中式空气净化装置相比,无需更改厂房整体布局,无需额外投入巨额成本的新风空调设备,即可实现低成本的装置灵活运行。单元构成明确,利于后期维护。每个单元都设有相应的观察口,便于定期观察,防患于未然,同时单元之间相对独立,后期维修也简便易行。具体安装方式可以根据现场实际情况量体裁衣,一台设备可用于数台机床废气回收,废气经过统一的管道输送至分离单位,经过废气分离设备分离过滤之后的气体再作为室内循环气体和室外空气一起输送至热回收单元进行热能的回收利用,再根据实际需求进行加热或冷却,为室内提供恒定温度的新风。一套设备的典型技术参数如下:额定气体处理量为12,000m3/h,外部空气温度为-15℃,回收废气的温度为26℃时,热回收效率可达66%,耗电量为2×195kW,加热功率为208kW,冷却功率611kW





    设备直接排放出的气体经过检测,其非甲烷总烃和颗粒物排放浓度测量值均小于3mg/m3,远远低于GB16297-1996大气污染物综合排放标准的规定值(两项排放限值均为120mg/m3),适用于德国1972年制定的TA-Luft空气质量控制技术规范(两项排放限值均为2mg/m3)。在实际应用中,若12套设备按照年运行时间为7000小时计算,累计每年减少粉尘和气溶胶污染物排放达14.4吨;为空调装置节约热能达972,000MJ/a,相当于每年节约电能总计269,367kW/h

     

    除此之外,整个系统还具有过滤室外空气,室内空气循环等功能,不同型号还具有额外加热或制冷的功效。在实际应用过程中,可以根据需要,选择不同类型的设备。