热泵在蒸汽冷凝水系统中的应用

《纸和造纸》开设有专论与综述、企业风采、工艺技术、装备器材、试验研究、造纸化学品、环境保护与综合利用、分析检验、仪表 自控、知识之窗、产品天地、探讨与质疑等３０余个栏目，全面报道有关造纸的新知识、新技术、新原料、新产品、新装备。方针政策、市 场动态和纸制品等方面信息。
本刊大１６开本，内页双色印刷，国内外公开发行。国内统一刊号：ＣＮ １１－２７０９／ＴＳ，国际连续出版物刊号：ＩＳＳＮ １００１－６３０９，邮 发代号６２—１１１，订刊者可到当地邮局订阅冶、港、澳及国外读者以及错过邮局征订期的读者，直接汇款到本部订阅。
总之，使用热泵供热的蒸汽冷凝水系统，具有纸 机生产效率高和纸页品质好、运行性能好等优点。而 且在正常生产期间具有无蒸汽排放，减少了从低温预 热烘缸中排出来的通往冷凝器的冷凝水，更加节约蒸
参考文献
【１】辛承梁实用喷射技术ｆＭ １北京：北京科学技术出版社，１９９３．５
（４）：４４—４９—— 【２】阎尔平．造纸机热泵干燥技术的研究Ｕ１中国造纸，１９９４，（６）：４７—５１
用控制软件组态还可实现如下功能： 暖缸功能：纸机刚开机时，由于工艺需要，系统会 自动进入暖缸程序（可选测是否暖缸），此时各段蒸汽 压力维持在０．１Ｍｐａ左右（可修改暖缸设定值），暖缸 时间一般１０～１５ｍｉｎ。 自动排空功能：在纸机未进汽之前，烘缸中充满 空气，当蒸汽过来后，由蒸汽赶着空气直至排空，这一 过程在有些纸机上时间太长。为了使暖缸迅速，高达 科技在软件上设计自动排空功能，在自动排空期间， 所有排水阀门全开，真空泵提前启动，变被动排空为 主动排空。 断纸降温功能：纸机断纸时，点击断纸命令（或引 入断纸信号），系统进入断纸处理程序。此时，各干燥 段压力调节阀全关，待各干燥段压力低于断纸设定值 后，压力调节控制压力之稳定在对应的断纸设定值。 此程序可有效避免因断纸发生后冷凝（下转第４５页）
收稿日期：２００９—０５—３１
岣，、ｐ碣—、妒ｑＰ、ｏ—乜ｐ、妒吣，、日ｐｋ，＾‘ｐ吣，ｈ妒吣ｐ、ｐ吣，、ｏ—吣尊、ｓｐ吣ｐ、ｏｐ吣，、９ｐ哂ｐ、ａ，、９ｐ吣—、９—、宣—、ｏｐ吣沪吣产、窜ｐｂ，、ｐｐ吣ｐ、∞ｐ吣ｐ、ｏｐ吣，、ｏ—ｋ，＾ｏｐ吣妒、妒、≈，＾
彳 和遑弧邮发憾６２刊，
２０１０年征订启事
（上接第４２页）率忽然降低造成的烘缸压力及缸表面
汽。另外，此系统在正常生产期间还具有无须打开或
温度跃变，避免设备及干毯不必要的损失。该功能可
关闭烘缸的处理方法不一样。
纸的发生和汽量等特点，因此也更加安全。从而使此
系统在造纸工业方面得到广泛应用。
３结束语
…
…”
１６５
２５０
打浆机的空载能耗与打浆机盘磨动盘的半径成
能耗最大。
３结论 １）通过对Ａｎｄｒｉｔｚ ＣＣ４５０圆柱磨打浆机的结构及工艺 描述进行分析，从而对圆柱磨打浆机有了较好的了 解。 ２）采用圆柱磨打浆机打浆。可以提高纤维的性能，提 高纸张外观和纸机的运行性能，并且可以降低运行成 本。
５次方的比例，一般地，在打浆机的打浆能力相同的
《纸和造纸》（月刊）系中国造纸学会主办，四川省造纸学会和四川工商职业技术学院联办，是以知识性、实用性、导向性、科学性 为特色的制浆造纸专业权成性科技期刊，本刊自１９８２年创刊以来，始终坚持以普及制浆造纸科技知识．介绍先进适用的生产工艺、 装备技术和管理经验，沟通相关信息，促进造纸工业的科技进步和持续发展，提高造纸、用纸从业人员的素质为办刊宗旨。曾被原国 家轻工业部、中国科学技术协会评为优秀期刊，并连续多年入选“中文核心期刊”、“《中国学术期刊综合评价教据库》来源期刊”，是知 名度很高，发行量很大和影响面很广的一种造纸科技期刊。
ｆ３Ｊ沈胜强、李素芬撤机干燥部多段通汽系统中喷射式热泵的性能分析 Ⅱ】中国造纸，１９９９．（２）：３６～３９ 【４ｌ昊解昕．热泵式热能回收系统及其应用Ｏ】能源研究与信息，１９９９，
利用热泵开发出来的节能型纸机蒸汽冷凝水系 统，对烘缸提供可靠的冷凝水排放、保障最大的热传 递效率及最有效的蒸汽使用。系统应用纸机烘缸组冷 凝速率检测装置及烘缸组自动排水控制系统，纸机在 正常运转及断纸时都能得到可靠的控制，以获得最高 的纸机效率及最低的能源消耗量。
热泵供热系统替代传统的三段通汽用于纸机干 燥部，可向各段烘缸供给不同等级的蒸汽，每个烘缸 的进汽阀只需作较小的调节，就可以为各个烘缸提供 给所需的供汽压力和供汽量，从而改善纸机烘缸温度 曲线。解决了烘缸积存冷凝水的难题。纸机烘缸排出 蒸汽冷凝水的动力是烘缸和对应的汽水分离器的压 力差。热泵工作过程就是将汽水分离器产生的二次蒸 汽进行增压，同时降低汽水分离器的压力，从而保证了 纸机烘缸具有足够的排水压差，使烘缸排水通畅。 ２．１纸机冷凝水系统工作原理
邮局汇款
开户行：四川成都工行都江堰市支行
地址：四川都江堰市四川工商职业技术学院
账号：４４０２２２４００９１０００８６４８４
邮编：６１１８３０
开户单位：都江堰《纸和造纸》编辑广告发行部
牧款单位：都江堰《纸和造纸》编辑广告发行部
３．联系方式
电话：（０２８）８７２８１９４３编辑８７２８４７６９广告８７２６７８０６发行
参考文献
情况下，圆柱磨打浆机的半径最小，其次是锥形打浆
【１ Ｊ董继先．谷建功．新型圆柱磨浆机的结构及其性能试验分析．中华纸 业，２００６．２７（６）：５１－５３
机，盘磨打浆机的半径最大。因此，圆柱磨打浆机的空
ｆ２】岳纸４０万吨项目中的Ａｎｄｒｉｔｚ培训资料
载能耗最小，其次是锥形打浆机，盘磨打浆机的空载
但在断纸期间，冷凝负荷会急剧下降，通过新鲜 蒸汽补充阀和热泵提供的蒸汽就会过多，并导致压力
过载。这时压力变送器的输出信号将会减弱，并首先 在输出信号为５０％．１００％的范围内逐渐关闭新鲜蒸 汽补充阀。若压力变送器的输出信号降到５０％以下， 则将取得热泵的控制权，并逐渐关闭热泵直至通汽压 力降到设定值为止。吹通蒸汽控制器（或压差控制器） 必将增大输出信号而超过５０％，并结合排放阀来调节 排水压差。当然有些时候，也会产生“盲区”，这就需要 另行处理。 ２．３控制系统功能
根据纸机技术要求及现场工况，分别有多段压力 控制，多段差压控制及差压液位控制回路。每个汽水 分离器液位由控制排水阀开度实现，从而实现各段烘 缸编组问差压稳定，汽水分离完全节能的目的。
控制系统可自动实现两段烘缸编组之间的工作 压力差在工艺要求的最小范围内，保证两段烘缸冷凝 水罐冷凝水排出通畅，当发生断纸等异常情况时，不 论压力是升高还是降低，各段烘缸之问的压差保持不 变。这种方式也有利于与水份控制系统配套，当成纸 水份发生变化时，水份控制系统只需调整其中一段压 力，其它各段压力自动跟踪其变化。
设备与自鼋珍化
４１
热泵在蒸汔冷凝水系统巾的应用
杨政军湖南泰格林纸集团有限责任公司 湖南 岳阳 （４１４００２） 摘要：主要阐述了热泵的原理及其在造纸机干燥部蒸汽冷凝水系统中的应用。讨
论了热泵回路分程控削及控制系统应具有的功能。 关键词：热泵；蒸汽；冷凝水；控制系统
近年来，随着国民经济的飞速发展，我国的造纸 业也得到了高速发展，我国能源短缺的矛盾将越来越 突出，造纸行业纸机烘干部的能源消耗量占整个造纸 过程中的能源消耗量的３５％一４５％。为降低造纸成本， 国内很多纸厂越来越重视降低能源的消耗量。２０世 纪８０年代中期，国外新型造纸机的干燥部烘缸供热 已普遍采用蒸汽引射器（热泵）技术，造纸机的工况得 以大大改善，吨纸耗汽、耗电明显下降。
控制系统还提供断纸、预热、升温及降温专用按 钮。各段工作压力、任意两段烘缸之间压力差、汽水分 离罐液位均可在操作员终端进行设置，各种控制参数 及重要数据均可实现自动存贮、查询等。压力、液位等 重要数据均可以数字、图形、曲线方式显示输出。控制 系统任意一台执行器（阀门）在手动控制下均可由人 工在操作台进行开大或关小。
欢迎赐稿
欢迎订阅
欢迎刊登广告
１．订阅内容
国内定价（舍邮费）
１２０元／全年（每本ｌｏ元）
台、港、澳定价（含邮费）
７２美元／全年（每本６美元）
国外定价（含邮费）
９６美元／全年（每本８美元）
１９９０、１９９１ ２０００、２００１、２００３年合订本，每本５０元。
２００８年合订本。每本７０元。
２．汇款方式
银行汇款
２蒸汽冷凝水系统
图１ 纸机冷凝水系统工作原理图 １）压力控制
根据热泵排出压力（与纸机热负荷大小有关）自 动调节进汽阀门的开度。当纸机热负荷较大时，开大 调节阀门．使进入热泵的压力升高，相应地主喷管中 临界压力（进汽为饱和水蒸汽）上升，临界面上的汽速 上升，在喷嘴临界断面积一定的条件下，进汽流量上 升，相应地排汽流量也上升，满足了负荷上升的要求。 反之亦然。
Ｅｍａｉｌ：ｗｕｙｉｎｇｐｐｍ＠１２６．ｃｏｒｎ ｍｙｐｐｍ＠２６３．ｎｅｔ
传真：（０２８）８７２０３１１９
联系人：昊英
出尔出尔出帘也誉出尔出尔出筇出尔出乐吐窜砖筇毋牢出牢出尔出牢出牢出带出幂出尔粤尔出幂当石她乖出牢出乖出幂出牢出幂出牢出尔出尔出尔出牢出尔出牢出术￥冢够乖出牢出界出牢也尔出尔出牢够乖出牢避综
为了防止在热泵供热系统内积存不凝性气体，影 响纸机的传热，在热泵供热系统均加有不凝性气体排 出的装置。排出不凝性气体，确保系统正常、节能、高 效的运转。 ６）凝结水泵
它的作用是将经过闪蒸后较低温度的凝结水，安 全可靠地泵送到下一个闪蒸罐再进一步自蒸发闪蒸 或泵送至锅炉房或热电站。 ７）液位控制
通过液位自动控制，根据闪蒸罐内液位的高低可 自动控制调节阀门开度或采用无级变频调速自动调 节凝结水泵流量，确保闪蒸罐内液位在合理的位置， 使热泵系统和排水系统不抽空、不汽蚀。 ２．２热泵回路的分程控制
节流孔板的作用是让热交换后的蒸汽冷凝水经 过节流孔板后凝结水能顺利排至闪蒸罐，同时尽可能 少的夹带蒸汽。 ４）闪蒸罐
它有两个作用，其一是让经孔扳节流降压的高温 冷凝水（包括夹带的蒸汽）在有独特结构的闪蒸罐内 更有效地自蒸发产生二次闪蒸汽。其二是让进入罐内 的蒸汽冷凝水能完全地分离汽和水，这是热泵供热系 统成功运作的关键之一。 ５）不凝气系统
根据具体情况，每个热泵回路中的热泵要么受压 力控制器的调节，要么受压差控制器的调节。由于这 两种控制器均能在ｏ％一５０％的信号输出范围内对其 进行调节。因此，需经过“低电流信号选择器”来过滤 并接收相对较弱的电流信号。
正常生产期间，压力控制器的输出信号会超过 ５０％。并在５０％～１００％的信号输出范围内对新鲜蒸汽 补充阀进行调节。而压差变送器的输出信号会低于 ５０％，经由低电流信号选择器结合并调节热泵来产生 排水压差。
如图ｌ所示，该系统主要设备包括压力自动控制 热泵、纸机、节流孔板、闪蒸罐、液位自动控制、不凝气 体排出系统、凝结水泵等。它们的作用分别如下：
１工作原理 热泵由５大部件组成：驱动介质喷嘴、调节杆、执
行机构、扩散体和壳体。高压蒸汽经压力管路引入喷 射泵中，蒸汽经过喷嘴后速度大大增加。当调节杆打 开时，高压驱动蒸汽就会在喷嘴处膨胀，并以极高的 速度射人扩散腔，从而产生强大的抽吸力，高速蒸汽 将喷嘴附近的空气带走，在喷嘴附近形成真空，被抽送 低压蒸汽就被吸上来，两种流体在混合室进口汇合，共 同进入混合室中。在混合室中高压蒸汽把一部分能量 传给被抽送低压蒸汽使被抽送蒸汽能量增加，两种流 体在混合室混合后进人扩散管中一部分速度能转变 为压力能。充分混合后的流体以一定的中压从扩散腔 的末端喷射出去。
万方数据
４２
设备与自动化
２００９年第４期
２）纸机（烘缸） 主要是通过传热传质（烘干），保证纸的产量与质
量能很好地满足要求。为此，要求烘缸传热属于相变 传热（不积水、不出现过热汽），以求加热温度稳定、传 热效率高。另外，确保烘干过程进行比较合理（影响因 素较多），例如要求烘干气流速度不能太低等。 ３）孔板
万方数据
Ｃａ：备与自动化
４５
表现在其净打浆能耗和空载能耗比其它类型的低，而
且圆柱磨打浆机体积较小、轻便，拆装简单方便，盘片
更换容易，可以节约停机时间。
表ｌ是不同打浆设备的空载能耗比较。
表１ 不同打浆设备的空载能耗对比
＼空攀鳞耗＼娄型 圆柱磨打浆机锥形打浆机盘磨打浆机
浆种吨ｗ、＼、
…’ 吨绝干浆）
硫酸盐哩吨奠绝煮干篓浆譬） 力：６００ １２０