纸机干燥部热泵供汽系统

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热泵在纸机干燥部蒸汽--冷凝水系统的应用

目前在控制水平非常高的纸机上仍然使用这种通汽方
式也就不足为奇。
２．级联通汽存在的问题
２１烘缸中蒸汽冷凝水难以通畅排出，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
■
宁
ｉ
蔼．
图１级联（段）供汽系统工艺流程图三ｌ３一～段烘缸组４汽水分离器５真空泵６冷凝器￣．三．．．７冷凝水泵８热交换器．．
图１为典型级联（段）供汽系统工艺流程图。该三
力差，采用三段通汽的纸机烘缸和对应的汽水分离器的
压力差同时又是推动各段烘缸热力系统循环的动力，特别是向各段烘缸补入新蒸汽时，汽水分离器压力不稳定破坏了热力系统平衡，同时会减少烘缸和对应的汽水分
水分离技术、湿端烘缸的通汽技术、吹贯蒸汽控制技术的特点。
【键词】干燥烘缸汽水分离器蒸汽冷凝水虹关
吸管热泵吹惯蒸汽
一
、
前言
蒸汽喷射式热泵是一种没有运转部件的蒸汽压缩机，直不接消耗机械能或电能而提高低压蒸汽参数的设备，高压蒸汽与吸入蒸汽同时输出用于生产工艺，在动力、冶金、纺织、

造纸干燥部(烘干部)多段通汽方式-最新

（二）三段通汽
热泵供汽系统三段通汽存在的主要问题：三段通汽平衡体系，不易各段单独调节、控制。为了解决以上问题，增加了热泵供汽体系。热泵系统由主要部件热泵和汽水分离器（闪蒸罐）构成。
优点：（1）每段之间独立，可单独调节，避免相互干扰；（2）能更多地回用二次蒸汽，热利用率高；（3）每段烘缸进出压差更好调节。
干燥部的通汽方式
（一）一段通汽（单段通汽）
所有烘缸的进汽，均由一条进汽总管提供，然后由进汽支管进入每个烘缸，从每个烘缸出来都有排水阻汽阀，冷凝水进入收集槽，然后泵入锅炉房重新利用。
优点：管线简单，不需要复杂的仪表控制。缺点：热能利用率差、耗汽量高，多缸纸机的温度曲线不易控制，疏水阀一出故障就影响生产。
各段烘缸之间必须保持30kpa以上的压差。最后一段汽水分离器排出的二次蒸汽，经冷凝器冷凝后，进入真空泵。作用是使最后一组烘缸和最后一台汽水分离器之间形成必要的压差。
蒸汽
第一组烘缸
第二组烘缸
第三组烘缸
纸页
第一段通汽
第二段通汽第三段通汽
主要优点：1.节约蒸汽，与一段通汽比较，大约可节约汽耗10%-15%。2.能与干燥温度曲线相配合，有利于纸的干燥质量。3.由于不冷凝的蒸汽可以及时排出，可提高干燥效率。
是不是有点熟悉，6车间的供汽系统在此基础上做了改进，加了从主管道直接进各段烘缸的管道，压力由比例阀调节。
ห้องสมุดไป่ตู้
热泵运行原理
闪蒸罐运行原理
P305
热泵原理：高压蒸汽经喷嘴减压增速形成一股高速低压气流，带动低压蒸汽进入接受室；在混合室和扩散室，两股共轴蒸汽混合，速度降低，压力提高，得到中压蒸汽。
闪蒸罐原理：热泵可使闪蒸罐内形成较低的闪蒸汽化压力。冷凝水在塔板上跌落时形成细小的液滴，具有较大的传热传质面积并可形成较长的流动路线和汽化时间。

造纸烘干蒸汽三段汽原理

造纸烘干蒸汽三段汽原理
造纸烘干蒸汽三段汽原理是一种新型的造纸烘干技术，它主要利用蒸汽作为加热介质，将经过特定处理后的造纸浆在按照一定顺序和时间段内移动到烘干机中进行烘干。

具体而言，这种技术包括三个段：
第一段：传动装置。

这个部分主要由传动机构、传动带和驱动轮组成。

传动机构的作用是使用蒸汽的能量将造纸浆从机器的一端传送到另一端，通过传动带和驱动轮来实现。

第二段：烘干机。

这个部分由烘干机、热风机、热风管道和烘干系统组成，它的作用是将蒸汽加热空气供给到烘干机中，以达到烘干的目的。

第三段：出料装置。

它由出料轴承和出料机构组成，其功能是将烘干好的造纸浆从烘干机上传送到其他设备中，如卷筒机等。

总之，造纸烘干蒸汽三段汽原理就是用一种新型的烘干技术，利用蒸汽作为加热介质，将经过特定处理后的造纸浆在按照一定顺序和时间段内移动到烘干机中进行烘干。

它主要由传动机构、烘干机、热风机、出料机构以及其他设备组成，能够有效地实现烘干造纸浆的工作，为生产加快了速度，提高了生产效率。

薄页纸机干燥部蒸汽及冷凝水系统的设计

!
生产实践
薄页纸机干燥部蒸汽及冷凝水系统的设计
梅云珍
& 杭州Байду номын сангаас丰纸业有限公司设计室 $ 浙江杭州 $#%""%% ’
传统的薄页纸机基本上采用的是单只烘缸进汽 # 单只烘缸出冷凝水$ 冷凝水经疏水阀至收集槽#再泵回锅炉加热循环使用的供汽方式 % 这种供汽方式在日常运行中常常因疏水器发挥不了作用 $使得烘缸内积水现象相当严重$从而影响纸机的正常运行$ 限制车速的提高 $干燥温度曲线极难控制而影响产品的质量$ 干燥热效率十分低下$ 并且对操作维护带来诸多不便% 随着国内外造纸干燥部先进技术的推广应用 $ 热风辊 # 热泵多段通汽对提高热效率及克服上述问题在
"
设计思路 &% ’ 首先要保证纸机正常且稳
定的运行 $ 工艺流程中的各个参数都应能进行控制 % 为此对所有的槽体配置了液位控制 $ 烘缸配置了进
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
! 上接 $" 页 " 对长纤维的针叶木浆应以分丝#帚化为主$对纤维的切断尽量做到均匀一致$纤维碎片#短纤维组分要尽量低% 阔叶纤维比较短$所以阔叶木浆则应尽量减少切断保持原纤维长度$打浆方式应以疏解为主$纤维外壁稍起毛即可% 针叶木浆与阔叶木浆要分开打浆 $ 且打浆设备也有所不同 % 针叶木采用 # 台双盘磨串联打浆 $ 阔叶木则为 % 台高频疏解机和 % 台双盘磨串联打浆 % 长 # 短纤维配浆以后$为了提高纤维长短的均一性$以提高纸张的外观 & 匀度 ’ 质量 $ 在流送部分配 ! 台匀整双盘磨 $ 对混合后的浆料进行匀整 % &# ’ 采用先进的自动控制技术在生产高品质卷烟纸时 $ 为了保证整个生产系统的先进 # 稳定和可靠 $ 必须将科学管理和微机控制结合起来 $ 配备完整的过程自控系统和在线检测系统 $ 以进一步提高和稳定产品的质量 % 本公司配置了 &’(#)’( 和传动自控系统 $对全过程进行自动化管理 % 对整个生产过程的液位 #浓度 # 流量 # 温度 # 压力进行自动控制 $ 对双盘磨的进浆压力 # 电机功率和盘磨的间隙 $以及打浆循环次数进行计算机程序控制 $并且实现自动配浆 % 该纸机采用定量 #水分自动监测控制系统装置和透气度在线检测装置 $有效地改善了纸页透气度 # 水分和定量差 $ 使透气度的变异系数横向达到 *+左右 $定量差小于 ",*- . /!% 同时还配置了 ! 中国造纸 " !""! 年第 # 期在线纸病监控系统 $及时发现和处理纸病 % &0 ’ 严格科学管理严格科学管理是现代化企业提高产品质量和经济效益的必要途径 $ 加强管理与采用先进技术与装备 $ 是提高产品质量的关键 % 本公司是个老企业 $ 经过几十年的经验积累 $ 不断吸收国际上先进的管理方法 $ 有一套行之有效的企业管理制度 $ 对整个企业进行科学严格的管理 $ 一丝不苟的坚持质量第一的方针 $ 应用现代化管理方法和手段推行企业的全面质量管理 $ 切实采用 1(23""" 系列标准 $ 实现先进技术和科学管理的同步发展 $ 建立起提高卷烟纸质量的保证体系 $ 确保产品质量的稳定性 %

纸机干燥部控制系统流程设计

要靠政府的扶持，企业领导的共识。总之，境与社会每一个成员有密切的关系，环环境保护也靠大家共同努力。环境质量的改善是政府的事情，是整个社会的事情，也需要大家的关注。
参考文献
１韩德培．环境保护法教程．法律出版社，０３２０ｌ２吕忠梅．环境资源法．法大学出版社，９９４政１９．３周中平．清洁生产工艺及应用实例．学工业出版社，０２．化２０．５
水、能源和废物的资料；）２确定废物的来源、数量以及
类型，确定废物削减的目标，定经济有效的削减废制
物产生的对策；）３提高企业对由削减废物获得效益的认识和知识；）４判定企业效率低的瓶颈部位和管理不善的地方；）高企业经济效益和产品质量。过审５提通计使企业领导切实感受到清洁生产给企业带来的经济效益和给社会带来的环境效益。中／高费清洁生产给企业资金、效益方面带来一定的压力，地方政府根据清洁生产审计报告给企业在经
版）２０．２，０２１
５朱慎林．清洁生产导论北京：学工业出版社，０１５４Ｌ２０．作者简介张金顶男徐州广播电视大学副教授，学士学位。主要研
究方向：保、工。环化
期：造纸０年４｝｝２８第期０
耗汽工段之一，目前，国造纸工业的能耗占造纸成我本的１％左右，５随着能源价格的不断上涨和能源的短缺，比值呈上升趋势，该因此，干燥部控制系统进行对

一种新的纸机干燥部蒸汽冷凝水热泵控制系统

级控制。实际应用效果表明该控制系统方案是可行的，同时也是有效的。
关键词：纸机干燥部；蒸汽冷凝水系统；汽ห้องสมุดไป่ตู้喷射式热泵；制方案；Ｃ蒸控ＤＳ中图分类号：Ｐ７文献标识码：文章编号：１０ — ３（０７０－０２０Ｔ２３Ｂ００３２２０）３０６－９５
维普资讯
检测与控制装置
化自化仪，０，４）２６工动及表２７３３：～０（６６
ＣｏｒｌａｎｓｒｍｅｔｎＣｈｍｉａＩｕｔｙｎｔｏｎｄＩｔｕｎｓｉｅｃｌｎｄｓｒ
１引言
压力远远高于周围空气的蒸汽分压，传质动力增大，
热能消耗增加，将出现供热和耗热的平衡状态。降速
传统的纸机干燥部多段供汽系统属于被动式蒸汽串联供热系统，存在着诸如能耗大、烘缸积水、压力调节困难、环境污染等缺点。尤其是烘缸内积水，对干燥质量、纸产量、机工作安全性等有较大纸负面影响。近年来，国外引进的蒸汽冷凝水热从泵系统不但能够有效避免烘缸积水、高系统传热提传质效率、改善纸机干燥部烘缸温度曲线、到节能达
等三个烘缸段）形成满足干燥工艺要求的烘缸温度，曲线。一般的烘缸温度曲线是一条开始逐渐上升、然后趋于平直、后稍有下降的曲线。当温度曲线最
不正常时，幅会出现湿纸断头、纸粘缸强干燥、纸质

双热泵供热系统在纸机干燥部的应用研究

及纸幅干燥速率．
（）热力系统自控环路互不干扰．Ｓ
＊收稿日期：０７０ —０２０— ６２作者简介：继先（９７）男。西省礼泉县人，授。究方向：纸设备与控制董１５．陕教研造
维普ห้องสมุดไป่ตู้讯
文章编号：００５１｛ｏ７０ — ０４０１０ — ８１２ｏ）４０６ — ４
双热泵供热系统在纸机干燥部的应用研究
董继先，张艳华
（西科技大学机电工程学院，西西安７０２）陕陕１０１
（）采用高效汽水分离罐进行扩容闪蒸和汽水分离，减少湿蒸汽及２并蒸汽冷凝水进入造纸机烘缸．
图１热泵供热系统结构图
１低压蒸汽管，２高压蒸汽一一管。３烘缸组管，４支进汽管，一一５一热泵，６出汽口，７高压蒸一一汽进汽口，８一低压蒸汽进汽口，
９１一调节阀，１，１，２０１一阻隔阀
（）采用小压差、３大流量的疏水装置用于烘缸疏水阻汽，以连续通畅可
（）设置不凝性气体排出系统，高蒸汽冷凝速度和烘缸传热强度以４提
地排出冷凝水．
摘要：原有蒸汽喷射式热泵的基础上，出了可调式蒸汽喷射式热泵，在提并将该热泵应用于

为什么在造纸机烘干部不应该采用过热蒸汽为热媒

为什么在造纸机烘干部不应该采用过热蒸汽为热媒厂区或电厂的热力管网输送过热蒸汽主要为了防止蒸汽在输送过程中产生蒸汽冷凝水，造成蒸汽在输送过程中产生水击现象。

而造纸机干燥部供热不应该采用过热蒸汽，必须设臵过热蒸汽减温器，原因如下：1、采用过热蒸汽，造成烘缸传热强度降低纸机烘缸应该采用饱和蒸汽，纯饱和蒸汽对清洁金属的传热系数相当大，属于水蒸汽的膜状凝结及少量的珠状凝结。

请见下表中序号1和2。

而过热蒸汽的放热系数α值远低于饱和蒸汽的放热系数α值，尽管在从过热蒸汽降温至饱和蒸汽阶段，过热蒸汽传热温差较大，但是其放热系数α值同饱和蒸汽相比相差极大，致使烘缸传热强度降低。

2、过热蒸汽的传热属于气体传热。

纯过热蒸汽的放热相当于热气体在烘缸内没有相态转变的流体传热，其放热系数α值很低，请见下表中的序号3。

各种气体放热时的特点，可以参见下表。

（1kcal＝4.187KJ）过热蒸汽在其温度没有降低至饱和蒸汽温度前，属于不凝性气体。

实验及生产运行数据证明，当蒸汽夹带着不凝性气体时，蒸汽的放热系数a值迅速下降，如含有2％的不凝性气体，放热系数仅为纯饱和蒸汽放热系数的25％。

3、过热蒸汽温度高，还会造成烘缸局部表面温度高，影响产品质量。

阀门、垫片、管件容易损坏，增加了漏汽点和泄漏量，也影响烘缸汽头的安全运行，增加检修工作量。

4、过热蒸汽在蒸汽减温器中，采用干燥部烘缸排出的蒸汽冷凝水进行过热蒸汽减温，利用过热蒸汽的过热焓值，使蒸汽冷凝水汽化成饱和蒸汽，同时，过热蒸汽转换成饱和蒸汽，实现了热能的合理转换和使用。

综上分析，造纸机干燥部应该采用饱和蒸汽，不应该采用过热蒸汽做为热媒。

目前国内、外较大型造纸机和石油化工在热力系统设计中十分重视这个问题，如外网供给过热蒸汽均在车间入口或装臵内设臵过热蒸汽减温器，以保证采用饱和蒸汽进入造纸机烘缸。

我们专门研究制造各种类型的过热蒸汽减温器。

热泵供汽系统

热泵供汽系统在纸的干燥过程中，纸和烘缸的温度差不能太大，加之纸品质量的要求烘缸升温过快过高，因此根据不同纸种的干燥要求，必须要有一定的烘缸温度曲线。

该蒸汽及冷凝水回收系统，在个烘缸组之间都设有压力和压差控制，通过调节压力和压差，很容易的调节个烘缸组的温度，能根据纸品干燥要求调节至最佳温度曲线，从而保证纸面平整；第一烘缸组保持一定的温度（一般设定为70度），以防止粘纸现象；同时也不易断纸。

该系统在整个运行过程中是在封闭状态下，从高温缸组收集的冷凝水及吹通汽收集到闪蒸罐。

通过热泵抽吸，吹同汽被全部抽吸回用，闪蒸罐内形成负压，其中的冷凝水汽化闪蒸，产生的二次蒸汽，也被抽吸回用，从而使冷凝水温度降低。

该系统最后一段排出烘缸的冷凝水的温度在70度-80度左右，收集的冷凝水回收到锅炉；因为该系统是在封闭的状态下运行，能使能源完全热交换，无热能损失浪费，故为国内最节能系统。

本系统与传统的单段供汽相比，可节约能源在16%以上。

根据蒸汽的特性，蒸汽中所含的热能分为两种，即显热（将水提升至沸点所需的热能）和潜热（将在沸点的水转化为蒸汽所需的热能），而潜热通常是显热的三倍至四倍；在物理变化中，液态水吸收热量转化为蒸汽，蒸汽经使用放出潜热后冷凝生成凝结水，由汽态转变为液态；凝结水吸收热量后又重新蒸发生成蒸汽。

我国目前大部分利用蒸汽的工厂只是利用了蒸汽的潜热，约为蒸汽所含总热量70-80%左右，蒸汽生成同温同压的凝结水，约为蒸汽所含热量20~30%的显热则大部分浪费掉了。

5.0Kgf/cm2压力下的饱和蒸汽全热为：657.99Kcal/Kg5.0Kgf/cm2压力下的饱和蒸汽潜热为：498.43Kcal/Kg5.0Kgf/cm2压力下的饱和水显热为：159.56Kcal/Kg1.0Kgf/cm2压力下（大气压）的饱和蒸汽潜热为：100Kcal/Kg1.0Kgf/cm2压力下（大气压）70度的热水热能为：70Kcal/Kg烘缸内冷凝水连续、均匀的排除，是保证纸机干燥部正常生产的重要条件之一。

纸机干燥部蒸汽、冷凝水控制系统的进展

• 另一种是利用蒸汽吹贯来控制，如图4 所示。
The End
传统三段式供汽
传统三段式供汽
传统三段式供气的缺点： 1、不利于调节造纸机干燥部各段烘缸的供汽压力和用汽量，不利于建立合理的烘缸温度曲线 2、烘缸中蒸汽冷凝水难以通畅排出 3、烘缸的传热强度降低 4、热能利蒸汽-冷凝水控制方案
热泵蒸汽-冷凝水控制
• 在传统的通汽系统中，各级汽水分离器的工作压力是热力系统的循环动力，三段通汽是被动的串联蒸汽供热系统；在热泵供热系统中，以热泵出口的蒸汽压力推动热力系统循环。热泵供热则是主动的具有并联和串联双重特点的蒸汽供热系统，这是两种供热方式的最大差别。
• 干燥部的作用：在造纸过程中的作用是继压榨部之后进一步脱除湿纸水分，同时提高纸的强度、增加纸的平滑度和完成纸的施胶。
• 干燥部的组成：烘缸干燥部主要由烘缸、烘毯缸、冷缸、倒毯辊、刮刀、引纸绳、帆布矫正器和张紧器、气罩或热风罩，以及机架和传动装置等组成。
Part 2 传统三段式供汽方案
•
热泵蒸汽-冷凝水控制的优化
1*、采用双汽源供汽方式以节省蒸汽用量。
2*、建立合理的烘缸冷凝水排放控制系统，使烘缸排水通畅。 3、闪蒸汽应使用段内循环方式，使得调节方
便，不会影响其他各段。
热泵蒸汽-冷凝水控制的优化
4、选择合适的疏水阀通水阻汽。
5、设有不凝气体的排除系统，保证烘缸的传
热效率和干燥质量。
纸机干燥部蒸汽、冷凝水控制系统进展
轻化112班
小组成员及分工：
• 张绒绒：资料查找 • 侯佳辰：资料查找
• 朱陆婷：资料查找
• 俞碧芸：PPT的制作 • 严羽欢：PPT的演讲
内容简介：
• 干燥部的概述

造纸机-蒸汽冷凝水系统介绍

燥区。从干燥部的各个烘缸来看，纸的干燥就是一个升温、降温、再升温的循环过程。 • 2、干燥方式：纸在干燥部有两种干燥方式：即对流干燥与接触干燥。
二、干燥原理 5）、水蒸气温度与压力的关系
二、干燥原理
6）饱和蒸汽和过热蒸汽的差异：
饱和蒸汽： 1.传热系数高 2.利用潜热快速、均匀的加热 3.控制压力就可以控制温度 4.提高产品质量和生产效率
过热蒸汽： 1.传热系数低 2.使用余热来传递热能 3.不能夠通过压力的控制来调控蒸
汽温度
4.生产效率过低
二、干燥原理 7）纸页的干燥计算：纸页蒸发水量： • P＝烘缸入口纸匹之含水率% • d＝烘缸出口纸匹之含水率% • w＝每一公斤成纸所蒸发之水量(kg)
W = ( P－d ) ( 1－P )
蒸汽冷凝水系统
目录
一、系统设备介绍二、干燥原理三、常见问题和注意事项
一、系统设备介绍
36339-07A
1、烘缸：作为压力容器，其设计应遵守国家颁布的有关法令、法规和规程，并应接受有关压力容器安全监察机构的监督。材质多为铸铁，壁厚与设计厚度和腐蚀裕量相关。
一、系统设备介绍
挠流棒：烘缸内装有扰流棒保证良好的效率和温度一致性，蒸汽从一侧进入，冷凝水由虹吸管排出。
一、系统设备介绍
冷凝水槽：用于短时间储存冷凝水,总有效容积按15~20分钟最大小时回收量确定。
一、系统设备介绍热交换器：用于闪蒸蒸汽或者尾气的热能回收利用。
一、系统设备介绍
小真空泵：用于加大末端蒸汽的压差，便于冷凝水排出烘缸。
一、系统设备介绍
热泵（射流泵）：回收部分三段闪蒸蒸汽用于二段蒸汽，降低蒸汽的消耗。
பைடு நூலகம்
二、干燥原理

蒸汽喷射式热泵供热系统在纸机干燥部的应用

第１１卷
第９期
２１０１年３月
科
学
技
术Ｖｏ．１１ＮｏＭａ．１．９ｒ２０１１
１７ — １１（０１９２２ —５６１８５２１）－０５０
ＳｉｎｃｃｎｏｏｙａｄＥｎｉｅｒｎｇｃｅｅＴｅｈｌｇｎｇｎｅｉ
造纸机
供热系统Ａ
中图法分类号
文献标志码
次蒸汽经热泵由一部分高压新鲜蒸汽引射增压后
１纸机干燥部供汽系统概述
湿纸在网部成型压榨部脱水后仍然含有５％０
～
仍供给高温段使用，足部分由低压蒸汽补充，不闪蒸罐中余下的蒸汽冷凝水流人中温段闪蒸罐，依次类推。此系统的优点：泵装置提高了二次蒸热汽的利用率，时降低了闪蒸罐的工作压力，大同增了烘缸排出蒸汽冷凝水的压差，效解决烘缸积有
２１ＳｉＴｃ．ｎｎ．０ｃ．ｅｈＥｇｇ１
轻工技术
蒸汽喷射式热泵供热系统在纸机干燥部的应用
党睿董继先
（林学院，林７９０陕西科技大学，安７０２）榆榆１００；西１０１
摘
要
就蒸汽喷射式热泵在造纸机烘干部供热系统上的应用进行了论述。重点就纸机干燥部供汽系统中蒸汽喷射式热泵
的种类、汽喷射式质量调节热泵系统的设计分析以及在应用中的注意事项进行了分析。蒸

喷射热泵在蒸汽干燥系统中的应用

该公司采用喷射热泵控制系统（图１所示）如，热泵以少量高压蒸汽（．ＭＰ）作为动力，以高速通１０ａ
过热泵喷嘴时产生的抽吸力（丘利原理）将汽水分文
离器的二次蒸汽吸人热泵内，混合后获得高品位的蒸汽重新回用于烘缸中。热泵系统采用流速控制方法，
９．９５
９．９５９．９７
９．９２
制系统组成，见图１。３．技术特点：（）安装方便，操作和维护简１单；（）作业温度范围宽，在２０１２０２０～０ ℃均可使用；（）声波作用可达到整个声场空间，声场内任３何部位的积灰都可有效清除；（）对声场内设备无４腐蚀和磨损；（）全自动化运行。５四、效果
燥系统技术调研之后，采用美国Ｇｒｎｒ司的喷射ａｄｅ公
热泵控制系统对原系统进行了改造。
一
、
喷射热泵控制系统节能原理及特点
图１热泵控制流程示意图
来控制二次蒸汽管道上的孔板前后压差不变，从而实
从２００１年ｌ月应用至今，运行状况良好，二次１
应２ｏ／ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ／２２９００２２５ｏ１．１０１２３４７０７６８６１用２ｏ／１／４２１５０２３６ｏ１．８０１２２２０４０１２４８

造纸机干燥部热泵供热系统的研究的开题报告

造纸机干燥部热泵供热系统的研究的开题报告一、研究背景及意义造纸工业是我国传统的支柱产业之一，其产品种类繁多，广泛应用于各个领域，对国民经济起着重要作用。

然而，传统的纸张生产过程存在着能源消耗高、环境污染等问题。

其中，造纸机干燥部是造纸过程中能源消耗量较大的环节，其热能来源主要来自于蒸汽锅炉等传统供热设备，因此如何提高干燥部的能源利用效率，减少能源消耗，是造纸行业亟待解决的问题之一。

热泵技术是近年来发展迅速的一种新能源技术，在节能、环保、安全等方面具有较大优势。

利用热泵技术实现造纸机干燥部的供热，可以大大降低造纸工业的能源消耗，提高资源利用效率，对于推动我国造纸行业的可持续发展具有重要意义。

二、研究内容本研究拟从热泵运行机理、热力学模型、控制策略等方面，对热泵供热系统进行研究，重点探讨以下几个问题：1. 研究热泵供热系统的性能参数，包括COP、能效比等指标，分析造纸机干燥部热泵供热系统的节能潜力和经济优势；2. 建立热力学模型，探讨热泵供热系统运行的热力学特性，以及工作状态调节方法和装置；3. 分析热泵供热系统的控制策略，研究系统调节和优化控制方法，提高系统控制精度和效率；4. 在实际工程应用中，运用热泵供热系统对造纸机干燥部进行温度和湿度调节，并对系统运行进行实时监测和优化，验证热泵供热系统的可行性和有效性。

三、研究方法和技术路线本研究将采用理论分析与实验相结合的方法，首先在实验室内建立热泵供热系统，进行热泵运行机理和性能参数测试，研究热泵供热系统的性能特点和操作问题。

然后，采用数值模拟方法建立热力学模型，分析热泵供热系统的热力学特性和动态特性，探讨工作状态调节方法和装置。

最后，以造纸机干燥部为基础，通过实际工程应用进行验证，对热泵供热系统的性能进行实时跟踪和优化。

四、预期研究成果本研究拟通过对热泵供热系统的研究和应用，达到以下预期成果：1. 建立造纸机干燥部热泵供热系统的热力学模型，探讨系统的运行机理和特性。

热泵供热及烘缸干燥强度的研究

热泵供热及烘缸干燥强度的研究目前，纸机干燥部通汽系统主要分为三段通汽、热泵供热两种基本类型。

其中三段通汽属于被动式蒸汽串联供热系统，是将新蒸汽用调节阀减压到高温段烘缸要求的供汽压力，对中温段、低温段烘缸同样采用调节阀进行蒸汽减压补汽，浪费了蒸汽能量品位和数量；热泵供热属于主动式蒸汽并联供热系统，在纸机干燥部各段烘缸设置热泵，按纸机烘缸温升曲线设定热泵供汽压力。

将新蒸汽和纸机烘缸用汽品位产生的有效能差值转变为热泵的工作动力，但当纸机运行工况变化时，热泵进isl新蒸汽调节阀开度会减小，从而造成蒸汽有效能损失，降低热泵工作效率。

本课题将可调节式热泵供热系统用于纸机干燥部，从而增大了纸机干燥部热泵供热系统调节范围，保证烘缸供汽压力和烘缸排水压差，回收了二次蒸汽，降低了冷凝水排放温度，提高了烘缸表面温度和纸幅表面水蒸气分压力，在纸幅干燥过程中起到了强化传热、传质的作用。

1 蒸汽喷射式热泵1.1 热泵工作原理纸机干燥部热泵采用蒸汽喷射式热泵(或称蒸汽压缩机)。

蒸汽喷射式热泵利用热电站或锅炉供给蒸汽压力和烘缸用汽压力差的能量转换为热泵的动力。

工作流体通过喷嘴l在接受室2中将低品位流体吸入，工作流体和被引射的低压流体在混合室3内进行混合和能量交换后，逐步充满整个截面，建立起均匀的速度场，在扩压器4中压缩后的混合流体流速降低，混合流体压力增加至热用户要求的供汽压力。

1.2 热泵分类蒸汽喷射式热泵供热系统必须按热用户用汽参数的要求对运行工况进行调节。

蒸汽喷射式热泵按调节控制方式，可分为质量调节和流量调节两种类型。

(1)蒸汽质量调节热泵(也称不可调节热泵)。

不可调节式热泵的工作蒸汽干管上设置了调节阀，热泵本身不配有调节装置，当纸机运行工况即供汽压力和流量发生变化时，需调节热泵进口工作蒸汽干管上的调节阀。

在调节过程中，蒸汽调节阀开度变化会改变进入热泵的工作蒸汽压力，从而改变热泵进口新蒸汽做功的能力。

特别是当纸机用汽负荷减少，蒸汽调节阀开度减小，实际供给热泵进口的新蒸汽压力降低，致使热泵进口工作蒸汽和热泵出口蒸汽压差减小，热泵做功能力降低，工作效率下降。

造纸机供汽系统工作原理

造纸机供汽系统工作原理
造纸机供汽系统是造纸机的重要组成部分，其主要作用是为造纸机提供运转所需的蒸汽和热量。

该系统一般由锅炉、汽机、凝汽器、蒸汽管道和阀门等设备组成。

锅炉是供汽系统的核心，其主要工作原理是利用燃料燃烧产生的热量将水加热成蒸汽，并将蒸汽输送到造纸机各个部位。

汽机则是将锅炉产生的蒸汽转换成机械能，为造纸机提供动力。

凝汽器是将汽机产生的冷凝水重新加热成蒸汽并输送至造纸机
的重要设备，它能够将汽机排放的冷凝水回收再利用，节约了能源和水资源。

蒸汽管道和阀门则是将蒸汽输送至造纸机各个部位的重要通道，阀门的开闭控制能够实现对蒸汽的精确调节，确保造纸机能够稳定运行。

总之，供汽系统为造纸机提供稳定的蒸汽和热量，保证了造纸机的正常运转。

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