单罐式储能换热系统在热风无纺布工艺中的应用

doi:10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0106

储能科学与技术 ›› 2022, Vol. 11 ›› Issue (7): 2250-2257.doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0106

单罐式储能换热系统在热风无纺布工艺中的应用

李洪涛¹(), 张帅¹, 李旭东¹, 纪运广¹(), 孙明旭¹, 李欣²

^1.河北科技大学机械工程学院，河北石家庄 050018
^2.国网河北能源技术服务有限公司，河北石家庄 050021

收稿日期:2022-03-01 修回日期:2022-03-18 出版日期:2022-07-05 发布日期:2022-06-29
通讯作者: 纪运广 E-mail:LHT9542@163.com;jiyg@hebust.edu.cn
作者简介:李洪涛（1975—），男，博士，副教授，主要研究方向为新能源利用、储能技术及强化换热技术，E-mail：LHT9542@163.com；
基金资助:
河北省重点研发计划项目(19214505D)

Application of single tank energy storage and heat exchange system in hot air non-woven fabric process

Hongtao LI¹(), Shuai ZHANG¹, Xudong LI¹, Yunguang JI¹(), Mingxu SUN¹, Xin LI²

^1.College of Mechanical Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, Hebei, China
^2.State Grid Hebei Energy Technology Service Co, Ltd, Shijiazhuang 050021, Hebei, China

Received:2022-03-01 Revised:2022-03-18 Online:2022-07-05 Published:2022-06-29
Contact: Yunguang JI E-mail:LHT9542@163.com;jiyg@hebust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

电费是无纺布纤维定型过程中除原料外的第二大生产成本，如何使其降低成为提高产品盈利的关键措施之一。基于国家为鼓励电力的削峰填谷实施的“峰谷平电价”用电策略，提出一种基于储能技术的纤维定型用单罐式储能换热系统，并对其关键部分的设计方法进行了阐述。结合河北某纺织企业的应用案例，通过理论计算，若采用储能换热系统与传统纤维加热装置相比可节省用电成本约为38%；而实际上，由于单罐工质的循环使得换热器出力下降，必须采用电加热器方可保证工艺运行，实际节省用电成本为25%左右，经济性良好。本文为储能技术在纺织工业的应用和设计方法提供支持。

关键词: 储能技术, 无纺布, 熔融盐, 单罐

Abstract:

Electricity costs are the second largest production cost in the nonwoven fiber process. A key measure is how to reduce electricity costs and improve profitability. Based on the power consumption strategy of "peak valley flat price" implemented by the state to encourage peak shaving and valley filling of electric power, a single-tank energy storage and heat exchange system for fiber sizing based on energy storage technology is proposed in this paper, and the design methodology of its key parts is described. Combined with the application case of a textile enterprise in Hebei, the economy of the system is analyzed. Through theoretical calculation, using the proposed energy storage heat exchange system can reduce electricity costs by approximately 38% compared to convention fiber heating devices. Due to the cycle of the single pot working medium heat exchanger output drop, must use electric heater can guarantee the process operation, actual saving electricity costs about 25%, which is good economical. This paper also provides support for the application and design methodology of energy storage technology in the textile industry.

Key words: energy storage, non-woven fabric, molten salt, single tank

中图分类号:

TK 02

李洪涛, 张帅, 李旭东, 纪运广, 孙明旭, 李欣. 单罐式储能换热系统在热风无纺布工艺中的应用[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2250-2257.

Hongtao LI, Shuai ZHANG, Xudong LI, Yunguang JI, Mingxu SUN, Xin LI. Application of single tank energy storage and heat exchange system in hot air non-woven fabric process[J]. Energy Storage Science and Technology, 2022, 11(7): 2250-2257.

图/表 14

图1

表1

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表5

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参考文献 11

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	ZHU P G. Principle and calculation of heat exchanger[M]. Beijing: Tsinghua University Press, 1987.

性质及组成	NaNO₃	KNO₃	solar salt	Hitec
密度/(kg/m³)	1820	1827	1837	1791
熔点/℃	307	377	220	142
热导/[W/(m·K)]	0.581	0.480	0.519	0.387
比热容/[J/(kg·K)]	1819	1340	1495	1550

项目	单位	参数
储罐设计温度	℃	220～420
储罐加热功率	kW	560
加/释热时间	h	8/16
总空气流量	m³/h	20000
空气进/口温度	℃	120/140
换热功率	kW	280

项目	单位	参数
储罐高度	m	2.8
储罐直径	m	2.6
熔盐量	kg	2.3×10⁴
储热量	J	7.1×10⁹
储罐厚度	mm	12

项目	单位	参数
国产低翅片管内径	m	0.02
翅片管长度	m	0.64
翅片管中心间距	m	0.054
翅片管根数	根	109
迎风面尺寸	m	0.65×0.8
换热器尺寸	m	1×0.6×0.85
总换热系数	W/(m²·℃)	12

时段	河北	浙江	江苏	乌鲁木齐	北京	上海
低谷(8 h)	0.3474元/度	0.3339元/度	0.2589元/度	0.136元/度	0.3242元/度	0.232元/度
平时(8 h)	0.5629元/度	0.8729元/度	0.6068元/度	0.378元/度	0.6246元/度	0.716元/度
高峰(8 h)	0.7784元/度	1.0397元/度	1.0347元/度	0.620元/度	0.934元/度	1.062元/度

单罐式储能换热系统在热风无纺布工艺中的应用

Application of single tank energy storage and heat exchange system in hot air non-woven fabric process

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序号	名称	预算价/万元	序号	名称	预算价/万元
1	熔盐单罐材料及加工制作费用	30	11	电缆	10
2	熔盐罐保温	2.5	12	电缆桥架	2
3	仪表(温度和压力)	2	13	土建及平台	10
4	管路、阀门、电伴热	6	14	系统集成安装(机械部分)	7
6	熔盐罐内电加热器	8	15	系统集成安装(电气部分)	8
7	化盐	1	15	系统调试费	5
8	熔盐泵	6	17	运费	3
9	翅片换热器	6	19	税费	12.1
10	熔盐	17	20	总费用	133.6

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