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一、技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種加熱系統(tǒng)裝置。具體說是用導熱油對染色機上使用的染色液進行加熱系統(tǒng)裝置。適用印染行業(yè)對染色液進行加熱。
二、背景技術(shù)
采用蒸氣加熱存在以下問題：
（1）是由于加入筒狀殼體的蒸氣在對換熱管加熱后，直接從筒狀殼體的出口白白排放掉，只能一次性使用，不僅熱量的利用率低（通常只有35%左右）而且對水資源的浪費嚴重。
?。?）是浪費能源、使用成本較高。如對1噸滌棉進行染色，采用蒸氣對染色液進行加熱，需要8噸蒸氣。按照目前每噸蒸氣145元的市場價格計算，染1噸織物需要蒸氣費用1160元。
三。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種染色機用染色液加熱裝置。使用這種染色機用染色液加熱裝置對染色液進行加熱，不僅可節(jié)約能源、降低使用成本、還可延長設(shè)備的使用壽命。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明的染色機用染色液加熱裝置，包括換熱器和染缸。所說換熱器由筒狀殼體、管板和若干換熱管組成。其中的筒狀殼體呈臥式布置，其兩端分別有介質(zhì)進口和介質(zhì)出口。染缸的出液口通過水泵和水管與介質(zhì)進口相連，染缸的進液口通過水管與筒裝殼的介質(zhì)出口相接。所說的管版有兩塊，該兩塊管板的板面與筒狀殼體的縱向中心線垂直，它們分別與筒狀殼體內(nèi)腔的兩端間留有間距，它們的四周均與筒狀殼體的內(nèi)壁相封接，它們的上面對應(yīng)地加工有若干通孔。換熱管兩端分別插入兩管板上的相應(yīng)通孔內(nèi)，并使換熱管的端部外側(cè)面與管板上的通孔間相封接，從而使換熱管的內(nèi)腔與筒狀殼體兩端的介質(zhì)進口和介質(zhì)出口相連通。
筒狀殼體兩端的筒壁上分別有進口和出口，該進口和出口均與兩端板之間的筒狀殼體內(nèi)腔連通。其結(jié)構(gòu)特點是還設(shè)置有油鍋爐，油鍋爐的出油口通過油泵、進油閥和油管與筒狀殼體上的進口相連通，筒狀殼體間形成一個閉合的循環(huán)油路。油鍋爐和筒狀殼體內(nèi)均有導熱油。
本發(fā)明還包括冷卻器，該冷卻器的結(jié)構(gòu)和形狀與換熱器相同，其介質(zhì)出口與換熱器的介質(zhì)進口相連，其介質(zhì)進口通過水泵和水管與染缸的出液品相接。冷卻器的進口與出口與間有冷水源，該冷水源的進、出水口分別通過水泵和水管與冷卻器的出口和進口相接，從而使冷卻器放入筒狀殼體與冷水源間形成一個閉合的循環(huán)水路。
所說進油閥為三通閥，該三通閥的一個閥口通過回油管與油鍋爐的進油口連通。
采用上述方案，具有以下優(yōu)點：
由于本發(fā)明的染色機用染色液加熱裝置含有油鍋爐，筒狀殼體上的進口和出口通過油管分別與該油鍋的出油口和進油口相連通，從而使油鍋爐與筒狀殼體間形成一個閉合的循環(huán)油路。采用導熱油對換熱管內(nèi)的介質(zhì)染色液進行加熱，使換熱管內(nèi)染色液加熱過程比較平穩(wěn)，從而延長了設(shè)備的使用壽命。
又由于鍋爐與筒狀體間構(gòu)成一個閉合的循環(huán)油路，利用循環(huán)的導熱油對流經(jīng)換熱管內(nèi)的染色進行加熱。在加熱過程中，除設(shè)備本身的熱傳遞外，再無其它損耗，并且導熱油可循環(huán)、反復使用，不會損耗，使得其利用率接近100%，克服了采用蒸氣加熱對水資源的浪費。
再一方面，經(jīng)核算，采用本發(fā)明的染色機用染色液加熱裝置對染色液進行加熱，對1噸絳棉進行染色，僅消耗燃煤1000kg。按照目前市場煤價600元/噸計算，染1噸絳棉需加熱費用600元，僅是采用蒸氣加熱1160元加熱費用的
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染色機用染色液(導熱油)加熱裝置
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1.前言
隨著我國紡織印染行業(yè)的不斷發(fā)展，當今時代把“能耗”作為評價一個企業(yè)綜合競爭的重要指標。這印證了一個樸素深刻的道理，能耗指標越來越成為國家和一個企業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要動力。目前在印染行業(yè)中對染色機用染色液進行加熱的方式，一般采用蒸汽加熱的方式，對染色液進行加熱實現(xiàn)織物的染色。這種蒸汽加熱器的染色方式，普遍存在著生產(chǎn)成本高，能源消耗大，環(huán)境污染嚴重的效率低下，難以滿足染整行業(yè)節(jié)能減排的生產(chǎn)要求，這對染整機械設(shè)備提出了新的要求。
為了適應(yīng)國內(nèi)外紡織印染市場的需要，我公司一貫關(guān)注著染整行業(yè)在國內(nèi)外市場的發(fā)展動態(tài)。自2003年起，我公司組織了有關(guān)科技開發(fā)人員，投入大量的精力和財力，進行了廣泛的市場調(diào)研活動和深入細致的經(jīng)濟分析工作，并聽取了廣大用戶和有關(guān)專家的意見及建議。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我公司多年來對染色機械的開發(fā)能力和生產(chǎn)經(jīng)驗，以及根據(jù)我國的國情，大膽創(chuàng)新，開展了對染色機用染色液進行加熱的裝置的開發(fā)。經(jīng)反復論證的不斷探索，終于在2004年1月成功研制出染色機用染色液加熱裝置，取代傳統(tǒng)的蒸汽加熱器。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，在國內(nèi)率先在染色機上采用導熱油對染色機用染色液加熱的新技術(shù)，產(chǎn)生了可編程節(jié)能型染色機，運行穩(wěn)定、降低了生產(chǎn)成本、節(jié)約了能耗、延長了設(shè)備的使用壽命，克服了傳統(tǒng)染色機采用蒸汽加熱器加熱染色的弊病，達到了其所不能實踐的功能，經(jīng)濟效益和社會效益、環(huán)保效益十分顯著。該技術(shù)于2006年9月20日獲得國家發(fā)明專利。
2.基本原理
染色機用染色液加熱裝置，其基本原理是利用油鍋爐的出油口和進油口連通形成一個閉
合的循環(huán)，反復使用，不會損耗，使得其利用率接近99%，克服了采用蒸汽加熱對能耗及水資源的浪費；而且加熱過程比較平穩(wěn)，從而延長了設(shè)備的使用壽命。
3.主要技術(shù)參數(shù)
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項目名稱
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計量
單位
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基本參數(shù)
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RLP-2004A
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RLP-2004B
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RLP-2004E
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RWP-1
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RSP-2
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最大容布量
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㎏
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250
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500
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1000
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200
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400
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導熱油換熱器最大工作壓力
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管程
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MPa
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0.15
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0.15
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0.15
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0.15
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0.15
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殼程
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MPa
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0.45
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0.45
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0.45
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0.45
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0.45
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導熱油換熱器
最高工作溫度
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℃
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280
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280
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280
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280
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280
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熱交換器面積
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㎡
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9
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13.2
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19.5
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6
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13.2
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4.關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新之處
染色機用染色液加熱裝置關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新之處有三點：
第一、采用國內(nèi)獨特的導熱油對染色機用染色液加熱新技術(shù)，改變了傳統(tǒng)的蒸汽加熱形式，使熱效率大幅提高，是染色機加熱方式的重大改革，經(jīng)科技查新，此項技術(shù)屬國內(nèi)首例。
第二、由于本產(chǎn)品對染色機用染色液加熱裝置含有油鍋爐，筒狀殼體封頭上的進口和出口通過油管分別與該油鍋爐的進出油口相連通，從而使油鍋爐與筒狀殼體間形成一個閉合的循環(huán)油路。采用了導熱油對筒狀殼體內(nèi)染色液進行加熱，染色液加熱過程比較平穩(wěn)，有效地避免了傳統(tǒng)蒸汽加熱過程中高溫蒸汽與低溫被加熱染色液間的較大溫差，對設(shè)備所產(chǎn)生的沖擊等破壞因素，從而延長了設(shè)備的壽命。
第三、由于油鍋爐與換熱管間構(gòu)成一個閉合的循環(huán)油路，利用循環(huán)的導熱油對流經(jīng)筒狀殼體內(nèi)的染色液進行加熱。在加熱過程中除設(shè)備本身的熱傳遞外，并無其它損耗，并且導熱油可循環(huán)反復使用，不含造成損耗和浪費，使其利用率接近100%，有效地克服了蒸汽和水資源的浪費。
5.技術(shù)路線和工藝流程
我公司自主開發(fā)的染色機用染色液加熱裝置，包括換熱器和染缸，不斷的創(chuàng)新完善。其結(jié)構(gòu)特點還設(shè)置油鍋爐，油鍋爐的出油口通過油泵、進油閥和油管與筒封蓋上進出口相連接，筒體封蓋上的進出口通過進出油閥和油管與油鍋爐的進出油口相連通，從而使油鍋爐與筒狀殼體經(jīng)封蓋上的進出油口相連通。油鍋爐和筒狀殼體內(nèi)換熱管內(nèi)均有導熱油，從而使油鍋爐與筒狀殼體向換熱管內(nèi)形成一個閉合的循環(huán)油路對染色液進行加熱。同時還設(shè)有冷卻器，冷卻器的結(jié)構(gòu)和形狀與換熱器相同，其介質(zhì)出口與換熱器的介質(zhì)進口相連，其介質(zhì)出口通過水泵和水管與染缸的出液口相接，冷卻器的進口與出口之間有冷水源，該冷水源的進、出水口分別通過水泵和水管與冷卻器的出口與進口和導熱油換熱器的進口與出口相接，從而使染缸、冷卻器、導熱油換熱器與冷水源間形成一個閉合的循環(huán)水路。
6．檢測
染色機用染色液加熱裝置于2009年4月14日經(jīng)無錫市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所檢驗，所檢項目符合Q/320206WNLB01-2006標準規(guī)定的要求。
另外，2006年11月22日寧波市鄞州區(qū)環(huán)境保護監(jiān)測站對換使用本裝置的寧波長豐針織印染有限公司所測廢氣之二氧化硫排放濃度，為188mg/m3大大低于450mg/m3的GB13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標準》。
7．應(yīng)用范例證明：功在國家、利在企業(yè)
范例1：寧波長豐針織漂染有限公司對現(xiàn)有染色機添置“染色機用染色液(導熱油)加熱裝置”技術(shù)改造,替代蒸汽加熱,節(jié)煤約30-50%。
在2005年初，本裝置很快就被寧波長豐針織漂染有限公司的認可，并在2005年底全公司進行了改造，改造前3臺定型機是一臺250萬大卡的油鍋爐，使用的是電廠蒸汽，平均每噸坯布出廠成本折合成煤約2.5噸煤左右,改造使用一年后測算每噸成本折合成煤約為1.3噸左右,在原有的生產(chǎn)量相同的情況節(jié)約了30%~50%,大大降低了使用成本,增強了市場的外貿(mào)單子競爭力,并通過了浙江大學清潔生產(chǎn)審核,得到了寧波市發(fā)改委的認可,同時通過了市發(fā)改委和環(huán)保部門給予了節(jié)能清潔能源獎勵，并開了現(xiàn)場會。
2007年底，集針織、經(jīng)編化纖為一體的染廠無錫市振華印染有限公司，原有自己燒的20噸蒸汽鍋爐和一臺600萬大卡的油鍋爐 ，供7臺定型機、1臺烘干機，大小80臺左右的染缸。日產(chǎn)量在50噸左右（20噸左右棉針織、30噸左右經(jīng)編布）蒸汽鍋爐每天耗煤量在60噸左右，油鍋爐在16噸左右。在能源和成本的緊迫感下，對油加熱裝置的全面了解的對本公司用戶的考察，就決定了全廠供熱的改造。
2008年5月開始用1臺1200萬大卡的導熱油鍋爐全公司供熱，通過幾個月的運行，在產(chǎn)量基本相同的情況下，日耗煤不到60噸，平均每月節(jié)約500多噸左右煤和蒸汽鍋爐用有軟水15000噸。
范例2：著名大型寧波申洲針織有限公司（月加工能力達7000噸布），對160臺染色機進行改造，取得了良好社會效益、企業(yè)經(jīng)濟利益、預計全年可節(jié)煤5萬多噸，減少二氧化硫排放450噸，節(jié)約煤支出約2850萬元人民幣，改造費用僅花去1370萬元人民幣。
染色機用導熱油加熱替代蒸汽加熱是染色機加熱方式的重大革命，節(jié)能減排功臣，經(jīng)濟與社會效益顯著。寧波申洲針織有限公司自2007年起,副總經(jīng)理組織了有關(guān)科研開發(fā)人員,進行了廣泛的市場調(diào)研活動和深入細致的經(jīng)濟分析工作,并聽取了廣大用戶和有關(guān)專家的意見及建議,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合我公司的實際情況,從2008年8月至2009年2月,對染色一、三、四車間的染缸熱交換器進行了導熱油的改造，投入導熱油加熱器160臺，金額8261500元，材料、安裝費用5500000元，共計1370萬元左右。經(jīng)過三個月的調(diào)試工作，2009年8月作出改造結(jié)論。現(xiàn)對2008年6月與2009年6月同期產(chǎn)量所需能耗情況作出對比。
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月份
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蒸汽（噸）
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油爐用煤（噸）
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染布量（噸）
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噸布用汽（噸）
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08年6月份
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62010
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5751.9
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7000
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8.87
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09年6月份
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43853
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9478.7
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8345.9
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6.49
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說明:
(1)2008年6月份未改裝油加熱器前蒸汽用汽量為62010噸,定型機耗煤量為5751.9噸,染布產(chǎn)量為7000噸,由此得出染布耗汽量為8.87噸/噸布,定型機耗煤量為0.82噸汽/噸布。
(2)2009年6月份改裝油加熱器后,蒸汽用汽量為43853噸,耗煤量為9478.7噸,染布產(chǎn)量為8345.9噸,由此得出染布耗汽量為43853噸汽÷8345.9噸布=5.25噸汽/噸布,去除定型用煤8345.9噸布×0.82噸煤/噸布=6844噸煤。染色多用耗煤2634.7噸煤,每噸布用煤2634.7噸÷8345.9噸布=0.31噸煤,折合成蒸汽0.32噸/煤×570元/噸煤÷146.88元/噸汽=1.24噸汽/噸布,實際用量為6.49噸汽/噸布。
(3)使用前一噸布耗汽8.87噸,使用后6.49噸,這樣對比為每噸布節(jié)約蒸汽8.87-6.49=2.38噸,節(jié)約率為27%。
(4)2009年6月共省汽費2.38噸×8345.9噸布×146.88元=2917513元 折合煤這5008噸。每年約節(jié)約煤5萬多噸，按每噸煤二氧化硫排放9公斤計算，大大減少二氧化硫的排放。
備注:蒸汽每噸146.88元 煤570元
同樣是染色機用染色液加熱裝置較之用蒸汽加熱方式有很大的經(jīng)濟與社會效益，如表所示：
不同加熱方式染色機經(jīng)濟與社會效益
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生產(chǎn)規(guī)模
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年產(chǎn)6000t純棉
（日產(chǎn)20t）
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年產(chǎn)12000t純滌
（日產(chǎn)20t）
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年產(chǎn)6000t滌棉
（日產(chǎn)20t）
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加熱方式
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蒸汽
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導熱油
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蒸汽
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導熱油
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蒸汽
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導熱油
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煤/（t-噸布-1）
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0.55
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0.3
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0.94
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0.52
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1.39
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0.77
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節(jié)煤（t-年-1）
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1500
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5040
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3720
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減排SO2排放量/（t-年-1）
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13.50
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43.36
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33.48
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節(jié)約成本/
（萬元-年-1）
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87.00
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292.32
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215.76
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例如:福建省泉州地區(qū)針織染整能力在45萬/年,按棉織物占25%,滌綸針織物占50%,滌棉針織物占25%計算;全年節(jié)約煤19.24萬t,折合節(jié)約成本(按煤價580元/t)11159.23萬元,減少二氧化硫的排放1731.6t。
染色機用染色液（導熱油）加熱裝置，愈來愈被印染企業(yè)認識，目前已被國內(nèi)知名印染行業(yè)所應(yīng)用，如無錫市振華印染有限公司、常熟市宏順針紡織品有限公司、象山巨鷹集團、寧波海達染整有限公司、寧波天機織染有限公司、江蘇AB集團、江蘇布利杰集團、無錫市協(xié)聯(lián)針織有限責任公司、上海連捷紡織印染有限公司、江蘇宏福紡織品有限公司、江陰振宏印染有限公司等等，同樣節(jié)能減排降耗成效顯著，經(jīng)濟及社會效益。
8．“染色機用染色液（導熱油）加熱裝置”適用范圍
?。?）無錫市東誠印染機械有限公司生產(chǎn)的染色機出廠時就制造了可編程節(jié)能型染色機（帶導熱油加熱裝置）。
?。?）對原有蒸汽加熱器的染色機。均可加一套“染色機用染色液（導熱油）加熱裝置”進行技術(shù)改造。
?。?）無錫市東誠印染機械有限公司，自2004年開發(fā)“染色機用染色液（導熱油）加熱裝置起，短短五年多時間，根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場需要不斷完善，現(xiàn)已制造了第五代產(chǎn)品，性能更趨完美、完善、適用平穩(wěn)。
9．結(jié)束語
綜合所述，染色機用染色液加熱裝置，用導熱油加熱替代了傳統(tǒng)的蒸汽，是染色機加熱方式的重大改革，具有節(jié)約能源，降低使用成本，延長設(shè)備使用壽命等效果，經(jīng)濟和社會效益顯著，完全符合節(jié)能減排，資源再利用的國策，符合國家對印染行業(yè)清潔生產(chǎn)工藝的要求，被廣泛應(yīng)用于印染針織行業(yè)，對染色液進行加熱，頗有推廣價值，其發(fā)展前景十分看好。
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