我国是能源消耗的大国,尽管我国能源生产发展得很快,但仍难以满足国民经济发展的需要,因此,节能仍然是我国目前能源政策的基点之一。造纸业是能源消耗的大户,纸张干燥过程是造纸过程中的主要耗能过程之一。目前我国纸机的干燥部大多采用的是多段式通汽供热系统,该系统存在着纸机干燥部各段烘缸的供汽量和供汽压力调节困难,烘缸中的蒸汽冷凝水难以通畅排出等缺点蒸汽喷射式热泵是一种没有运转部件的热力压缩机,它以工作蒸汽减压前后的能量差为动力,提高冷凝水二次蒸汽或废热蒸汽的品质再供生产使用。由于其良好的节能效果,对它的研究在不断发展和深入本文将喷射泵引入原有多段式通汽供热干燥系统以解决冷凝水排出困难、蒸汽耗量大等问题,建立了系统的计算模型,对系统的蒸汽耗量进行了分析。
纸页干燥的传统供热系统目前,国内纸机普遍采用单段、二段以及三段通汽方式的常规供热干燥系统。单段通汽供热系统是指纸机干燥部全部使用新蒸汽的热力系统。在每段或每只烘缸前采用阀门来调节进入烘缸的蒸汽压力和蒸汽量。在单段通汽系统中,从烘缸排放到大气的冷凝水中夹带着大量的余热,不但蒸汽热能没有被充分利用,还造成环境污染。
二段、三段等多段通汽供热系统是一种多段串联逆向供热系统。依靠各段烘缸间汽水分离器之间的压差推动蒸汽进行热力循环。高温段烘缸排出的蒸汽冷凝水通过汽水分离器,产生的二次蒸汽供给低温段烘缸。烘缸中的冷凝水难以畅通排出。在多段串联供热系统中,由于段间压差过小,冷凝水排出推动力小,使烘缸内积水多,烘缸运转负荷加大;烘缸内积水后,蒸汽进入烘缸阻力加大,喷汽头的使用寿命缩短;烘缸内积水,蒸汽与烘缸的传热恶化,对干燥不利,且造成蒸汽耗量提高。
蒸汽喷射式热泵工作原理热泵是一种高效的节能设备,它利用较高品质的蒸汽能量提高无法利用的能量的品质,一并供给热用户使用。
随着纸定量的增大,纸机生产能力的提高,纸机汽耗量逐渐增大。在纸机速度相同的情况下,对应相同的纸的定量,传统供热系统要比热泵供热系统汽耗量大。采用热泵供热时,吨纸汽耗量比传统供热要低8.2%~10.7%.这主要是因为,引入喷射式热泵后,闪蒸罐的工作压力降低了,汽水分离器的闪蒸率增大,使得汽水分离器的闪蒸蒸汽量增大,从而所需的新蒸汽减少。在纸定量相同的情况下,随着纸机速度的增大,纸机生产能力提高,纸的汽耗量也要增大。
引入喷射式热泵后,汽水分离器的工作压力降低了,增大了烘缸排出蒸汽冷凝水的压差,蒸汽冷凝水可以顺利排出,不必像传统供热系统那样,为了保证烘缸内排水通畅,一般每段要增加20%左右的蒸汽对烘缸进行吹扫.设置热泵后,这部分节约的蒸汽量并没有计算在内,因此,实际运行表明,设置热泵的节能效果高于计算值。
采用热泵供热,吨纸汽耗量比传统供热降低10%左右,显现出了热泵供热系统的优势。引入喷射泵后,汽水分离器的工作压力降低了,增大了烘缸排出蒸汽冷凝水的压差,有利于蒸汽冷凝水顺利排出。引入喷射式热泵后,烘缸温度曲线的控制更方便,提高了纸的干燥效果。热泵用于纸机干燥部,不仅运转稳定,而且只要对热泵运行参数进行必要的调整,即可满足车速、产量、产品品种和纸幅质量等变化的需要。