新東機械煤改電熱泵干燥掛面客戶案例分析

一家生產果蔬汁蝴蝶面的中小規模面制品廠，每天10小時生產2250公斤干品蝴蝶面。以前是靠燃煤鍋爐產生熱風送入多層履帶式流水線干燥房來排濕干燥，熱度靠人工把握，干燥一致性較差，需煤炭堆場100多平方，煤粉和煤渣經常被風吹入生產車間，衛生難保證，有一個司爐工。
由于靠近縣城，被列入環保黑名單，多次被約談，工廠面臨運行成本高、產品質量不穩定和灰色開支大等難題。楊老板了解到熱泵干燥機后，立刻要求幫其進行節能環保技術改造。由于產品是當地的生活必需品，一直處于供不應求的狀態，楊老板希望不影響其正常生產，盡量在一個晚上改造完畢。
經過慎密計算和精心準備，采用2臺12匹熱泵干燥機?？紤]到冬季環境溫度較低，物料進入烘房時的本身溫度降低，再加上由于烘房內外溫差大，散熱量也會增加，因此搭配了1臺5匹的熱回收機組，在低溫環境下提供輔助熱量。只用一個晚上即完成了干燥生產線的改造，產能、質量、運行成本等都完全達到甚至優于預期。
設計依據
本方案設計的依據是用戶產品的干燥特性、脫水率、產量、機組脫水能力、物品初始升溫需要的熱負荷、板房散熱等多個參數，以較終的使用效果作為檢驗標準。在設計過程中參照一下設計依據：《采暖通風與空氣調節設計規范》(GB50019-2003)，《面條用小麥粉》（SB/T10137），《外墻外保溫技術標準》(JG149-2003) ，《商用或工業及類似用途的熱泵熱水機》(GB/T21362-2008)。
另外，面條的干燥時間為60~90分鐘，看溫度、濕度、通風情況，在60℃、50%RH通風良好的情況下，60分鐘即可干燥合格。設計按60分鐘，留30分鐘調節余量。而面條的厚度則可以這樣測得：3215公斤濕品在10小時內干燥，平均每小時干燥321公斤；設計干燥時間60分鐘，即60分鐘內有321公斤蝴蝶面在干燥流水線上。原有履帶有5層，每層長度7米，寬度2米，總面積=5（層）X7米X2米=70平方米，平均每平方米分攤蝴蝶面4.6公斤，實測厚度不超過1CM，屬于良好通風范圍，且蝴蝶面顆粒較大，縫隙豐富，熱風容易穿透。
設計參數

項目	要求
產量	每10小時產蝴蝶面干品2250公斤
脫水率	蝴蝶面干濕比為0.7：1，即脫水率=30%
濕品（進料）重量	2250/0.7=3215公斤
脫水量	3215公斤X0.3=965公斤
干燥溫度	60—62℃
干燥濕度	越低越好，50%RH即可完美干燥
較大厚度	如果需要調到90分鐘才能干燥，則厚度增加50%，約1.5CM，還在良好通風范圍內。
設計帶速	35米/60分鐘=0.58米/分鐘
小時脫水量	965公斤/（10-1）小時=107公斤/小時

熱負荷計算
物料熱流失：假設蝴蝶面的比熱容=1（kcal/kg*K），進料0℃，出料65℃，則每小時的熱流失=321公斤/小時X1（kcal/kg*K）X（65-0）=20865kcal=87633千焦；板房漏熱可以以傳熱過程計算：q=SK(tf1-tf2)，查表50mm，EPS傳熱系數為K=0.034W/(m2*K)，板房總面積約100㎡，則每小時漏熱量=100X0.034X65X3600=795千焦。
如果不考慮漏風的熱損失，則每小時流失的熱量=87633+795=88428千焦，相當于24KW的散熱速度。而2臺WRH-1200A的總耗電功率剛好是24KW，也就是說，基本上剛好達到熱平衡。
機組選型
以前的干燥流水線保溫性能很差，進料口和出料口也會有較大的散熱，因此，實際的熱流失大得多。為了保險起見，增加了一臺5匹的熱回收熱泵機組，可以給進料口提供18KW的預熱功率，同時對出料進行冷卻，方便即出即入袋包裝(以前要冷卻入袋)?；谝陨戏治?，配置2臺12匹閉環除濕熱泵干燥機和1臺5匹熱回收機組，可以滿足要求。
至于通風量，所配置的熱泵干燥機已經內置2臺750瓦離心風機，風量大于8000立方米/小時，風壓大于400帕，已經可以應付較大風阻的場合。本工程的風阻中等，在干燥機的設計范圍內，故不考慮增加風機。另外，對局部摸上去有熱感的地方加貼保溫棉，保證在低溫時散熱在設計容許范圍內。
經濟效益對比
改造前：采用燃煤鍋爐，平均每天耗煤0.35噸，合260元；堆煤場每月租金為1000元；鼓風機、循環風機、排濕風機總共18KW，一天10小時180度電合144元（當地電費0.8元）；司爐工一天150元綜合控制（含社保），總共在干燥環節一天需要554元，一個月16620元（星期天不休息）。還要支付鍋爐年檢、環保檢查、其他灰色開支，平均每月1000元；每月大概需煤炭十噸，運費為480元；因此，實際上每月的干燥開支是19100以上。
改造后：采用熱泵干燥，沒有燃煤和司爐工費用；不需要支付鍋爐年檢、環保檢查、其他灰色開支等費用；不需要鼓風機、循環風機、排濕風機，省了18KW的耗電；節省了100多平方米的煤堆場（每月租金約1000元）；而2臺12匹的干燥機總功率只有24KW，1臺5匹的熱回收機組只是在氣溫低于15℃才需要啟用，一年時間超過一半時段可以不開。每天的干燥成本為：啟用熱回收機組（24KWX10小時+ 5KWX10小時）X0.8元/度=232元，不啟用熱回收機組24KWX10小時X0.8元/度=192元。
那么，一個月的總干燥開支為：啟用熱回收機組232X30=6960元，不啟用熱回收機組192X30=5760元。按照一年一半的時間啟用熱回收機組來計算，平均每個月的總干燥開支為（6960+5760）/2=6360元，那么改造后平均每月創造的經濟效益：19100元-6360元=12740元。
此外，改造后的干燥系統采用全電腦控制，干燥一致性得到保證；沒有粉塵污染，解決了衛生難題；無人值守，管理簡單。整個工程改造總投資25萬，19.6個月可以收回。如果采用兩班倒的工作制度，24小時作業，則只需要10個月即可收回投資。（注：以上計算結果均以每月30天為準）