在汽车涂装自动生产线中，烘干设备是主要耗能生产设备之一，通过 RTO(蓄热式废气氧化装置)烟气余热利用综合节能技术，对低温排放的烟气进行余热回收和利用，可以提高全厂的热效率，降低总体能耗，提高经济益；而且响应国家节能减排的政策，为社会环境保护作出一定贡献。

1、RTO 技术的机理

RTO(蓄热式废气氧化装置)烟气余热利用综合节能技术的机理如下：涂装车间各烘干设备在生产过程中产生的有机废气，通过废气管网集中被送到RTO 装置中，进行 750℃左右的高温焚烧处理；这些废气燃烧后产生的能量，被 RTO 内部的陶瓷蓄热体进行热量回用后，最终排入大气的烟气温度，被降到200～250 ℃之间。

由于安全方面的因素，这部分最终排入大气的温度，必须在 120 ℃以上，但从 200～250 ℃到 120 ℃，这部分依然有能量回收的空间。采用水作为这部分烟气能量回收的介质，利用这些低温烟气的余热来制备热水，烟气的温度被降到 120℃左右后排入大气，而制备出的热水，可以输送到热水锅炉或其他需要热水的地方充分利用，从而实现烘干设备烟气排放余热回收利用的目的。

2、排烟余热回收效益

以 60 JPH 纲领的某汽车涂装线项目为例，RTO废气处理量为 8 万 m 3 / h，废气处理后排烟温度约为200 ℃。在保证烟囱抽力(抽力取决于烟囱高度和气体密度差，高度一定的情况下，排烟温度高抽力大)、防止凝结(温度低，换热器、烟囱内壁容易凝结物质，着火) 的基本条件下，可以采用换热器回收部分热量，使排烟温度降至 120 ℃后放。其余热回收经济效益计算公式如下：

80000(m3/h)×1.2×0.24×(200-120)×16(h/d)×250(d/a)×0.7(系统综合利用率)/ 8000(天然气热值)= 645120(m3 /a)

645 120(m3 /a)×2.86(元 / m3 )=185(万元 /a)

上面计算中，效益随生产线的实际工作时间(年时基数)变化而变化。

这一节能技术，设计之初首先需掌握车间用能设备的能量需求变化规律，以便合理计算水量和配置换热器，合理组织生产(RTO、锅炉与前处理等用能设备的联动)，以提高系统能量综合利用率，更大化地回收能量。

3、能量流动结构图

能量流动结构图如图 1 所示。

4、余热回收系统组成

整个余热利用系统，包括气路、水路、余热换热器和自动化系统等 4 部分组成(如图 2)。

烟气管路包括气动切换阀、及进出口烟气温度探头、压差开关等监测元件；水路系统包括水泵、手动蝶阀、气动三通调节阀、安全阀、压力表、流量开关和进出口水温探头等监测元件。

其中，主体设备是热管换热器，其传热效率高(具有超强的导热性、良好的等温性、热流密度可变性等特质)，节能效果明显；具有良好的防腐蚀能力；装置体积小，只是普通热交换器的 1/3；使用寿命长，单根热管可拆卸更换，维护简单成本低。

热管由管壳、吸液芯和端盖组成，将管内抽成1.3 ×(10 -1 ～10 -4 )Pa 的负压后，充以适量的工作液体，使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(加热段)，另一端为冷凝段(冷却段)，根据应用需要，在两段中间可布置绝热段。

热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，具有超常的热活性和热敏感性，遇热而吸，遇冷而放。

5、烟气余热利用系统的控制要点

由于系统涉及多个用能区域，一方面，各区域设备具有相对独立的自动化要求；另一方面，由于生产用能又相互联系，同时余热设备具有热水加热安全保护特性，因此各区域电控柜之间的连锁关系比较复杂，但完善的自动控制，是安全生产的保障。系统控制要注意如下要点：

(1)基本状态。RTO 原始状态，烟气管气动阀位置：烟气不经余热换热器；水路原始状态，三通调节阀位置：水始终经过余热换热器。水路系统，调试时水路阀门初始设定水流量原则：排除烟温过低报警(水量过大)和水温过高报警(水量过小)的状况，选取相对合适的水量。

(2)开机、关机信号。RTO 接到锅炉房水泵开动信号，流量开关(进水管路)有水流信号，烟气管路气动阀切换，烟气经过余热换热器。RTO接到锅炉房水泵停止信号(水泵待机)，烟气管路气动阀切换，烟气不经过余热换热器；锅炉房接到烟气气动阀切换到位信号后，30 min 后，水泵停机。

(3)烟温过低(<120 ℃)报警信号。出余热换热器后，排烟管路上设一个温度探头。当烟温低于 120℃时，给锅炉房提供低温报警信号，调节水路三通调节阀，减小经过余热换热器的水量。

(4)水温过高(>95 ℃)报警信号。出余热换热器后，水管上设一个温度探头。当水温高于 95 ℃时，给 RTO 提供水温高温报警信号，RTO 烟气管路气动阀切换，烟气不再经过余热换热器。

(5)烟气管路自动阀切换要求。自动风阀切换，要求按序执行。为避免自动风阀的故障，引起烘房熄火，在切换自动风阀时，需确保要求打开的风阀打开后，才可关闭需关闭的风阀。

烟气管路气动切换阀：在任何时候与 RTO 系统相关的换热风阀和旁通风阀，始终有一个处于开到位状态。

(6)设备故障信号。故障信号主要包括：水泵故障、烟气管路气动阀故障、水路三通调节阀故障等，还有一些其他故障。车间压缩空气停止，余热回收系统的换热阀及旁通阀均会关闭，此时会影响 RTO 系统的运行，需要确认 RTO 系统的状态。

柜内总线掉站、PLC 当机及柜母线跳闸时，可能会导致 RTO 余热回收阀门状态信号瞬时丢失，影响RTO 系统运行，此时需要人员到 RTO 系统进行状态确认。

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