热泵供热及烘缸干燥强度研究

   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。

 

    (2)蒸汽流量调节热泵(也称可调节热泵)。可调节式热泵进口工作蒸汽干管上无需设置调节
阀，热泵本身设置执行机构、阀门定位器等。可调节式热泵在纸机运行工况调节过程中，只
需调节喷嘴的断面积，热泵进口新蒸汽压力不变，其单位流量新蒸汽做功能力也不变，纸
机在各种运行工况条件下，热泵均可保持高效运行。

 

    2 可调节式热泵供热系统的实际生产运行 
    2.1 纸机技术参数 
    下面以赤壁晨呜纸业有限公司 2640mm 纸机(生产双胶纸)为例进行分析。纸机用蒸汽由该
厂热电站供给，压力分别为

0.85、0.5MPa，采用机械回水方式将其蒸汽冷凝水回流至热电

站。该纸机设有施胶机，施胶前有

31 个烘缸，施胶机后有 10 个烘缸，2 个冷缸，开式汽罩，

纸机主要技术参数：成纸幅宽

2640 mm；烘缸直径 1500 mm；网宽 3100 mm；产

品定量

60—80m2；施胶方式为双面施胶；公称能力 lOOt／d。 

 2.2 热泵供热流程 
    热泵配置

  按纸机产品烘缸温升曲线要求，将施胶机前干燥部烘缸分为低温段、中温段及