热泵供热系统

一、 热泵供热系统热能合理利用的分析

本公司热泵供热系统工作原理图:

新汽高压蒸汽管道PIC分汽缸～烘缸.热泵SC压～排不凝性气体（接真空冷凝系统）节流孔板LIC液闪蒸罐至凝结水箱、

凝结水泵..

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、不凝性气体排出系统、凝结水泵等。它们的作用分别如下：

1、压力自动控制：

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P1升高，相应地主喷管中临界压力Pcr=0.577P1（进汽为饱和水蒸汽）上升，临界面上的音速a（aKPVKRT）上升，在喷嘴临界断面积一定的条件下，进汽流量G1上升，相应地排汽流量GLG1G0也上升，满足了负荷上升的要求。反之亦然。为了使热泵具有较大的调节范围，在设计过程中一般将设计进口压力P1，在合理考虑热负荷变化的条件下作适当调整。高达科技公司设计的热泵可以满足

±30～40%的负荷变化。

2、热泵（蒸汽喷射泵）：

是由高压进汽经过拉伐尔式主喷嘴，在喉口处形成音速的临界断面，在其出口形成超

V2ZC2g音速。根据伯努里方程（），该处压力P2可以降的很低，借助此低压抽吸低压

P二次闪蒸汽。然后经过混合段使高速汽流与低压被抽汽充分混合，直至混合均匀，并在喉口处再次出现当地音速。该混合流又经过扩压段压力升高至工艺要求压力。热泵能否合理工作，很大程度上取决于主喷嘴出口压力的高低，如果由于某种原因出现Pcr=0.577P1以确保Pcr=0.577P1>P2。

3、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。

4、孔板：

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，同时尽可能少地夹带蒸汽。一般运行热负荷较低、压力较低，冷凝水量也较少时，为了排除凝结水需要某一孔径的孔板。相反在热负荷较高的情况下，由于烘缸内压力较高，冷凝水量也较多，则要求另一孔径的孔板。为此，对每一组烘缸根据需要安装二套以上孔板，以便在不同负荷进行优化调节。

5、闪蒸罐：

它的作用是让经孔板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。由于冷凝水在自蒸发过程中吸收了大量的汽化潜热，使未蒸发的冷凝水温度下降至相应压力下的饱和温度。节流后压力愈低，凝结水经闪蒸后的温度也愈低。这样为以后通过凝结水泵正常工作创造了条件。闪蒸罐的另一个作用是让进入罐内的蒸汽冷凝水能完全的分离汽和水，这是热泵供热系统成功运作的关键之一。当冷凝水由于未能在闪蒸罐内完全的分离而又通过热泵重新带回烘缸内，将增大虹吸管的负荷，需要更高的压差排出冷凝水；大量多余的冷凝水必然降低烘缸的干燥速率和干燥的均一性，被携带的冷凝水会造成热泵的磨损。高达科技公司设计研制的闪蒸罐具有良好的闪蒸效率和分离效率以确保热泵的高效运行。

6、不凝性气体抽出系统：

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抽出的装置。当暖缸、断纸、停机或正常运转，根据不同工艺要求可以设置SC阀于全开、按设定值调节压差、按设定程序定期定时开或关等，达到抽出不凝性气体，确保系统正常、节能、高效的运转。

7、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。凝结水泵正常工作的基本条件之一是进水温度要满足不发生汽蚀的要求。

8、液位自动控制：

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。