蒸汽噴射式熱泵性能評價

蒸汽噴射式熱泵蒸汽節(jié)流減壓造成的能量損失

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要不同壓力等級的蒸汽，傳統(tǒng)的方法是采用節(jié)流減壓的方式供熱。但是，蒸汽節(jié)流減壓后會產(chǎn)生能量的無效貶值，使蒸汽質(zhì)量降低，造成熱能的浪費。

節(jié)流減壓是一種典型的不可逆過程。蒸汽在流道中流過突然縮小截面產(chǎn)生壓力降的現(xiàn)象稱為節(jié)流。由于被節(jié)流的蒸汽在縮孔處產(chǎn)生強烈摩擦，使一部分動能用來克服摩擦阻力，這部分動能最后又轉(zhuǎn)變成為熱能被蒸汽本身所吸收。雖然節(jié)流前后蒸汽的焓值沒有變化，但渦流使大量分子由規(guī)則運動變?yōu)闊o序運動，產(chǎn)生耗散功，導(dǎo)致熵的增加，使蒸汽的做功能力降低，質(zhì)量變差。

蒸汽噴射式熱泵低壓廢蒸汽造成的熱損失

工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都離不開使用蒸汽，如化工，橡膠，印染，制藥，火力發(fā)電，集中供熱等等。在蒸汽的使用過程中，都不可避免地會產(chǎn)生大量的低壓蒸汽。低壓蒸汽的特點是壓力低、焓值低，回收起來投資大，經(jīng)濟性差，過去的做法往往是排入大氣，直接放散。這樣既污染環(huán)境，不利于環(huán)保，又造成大量能源的浪費。但是，由于低壓蒸汽的特點，使其很難找到合理的用途。

蒸汽噴射式熱泵產(chǎn)生低壓蒸汽的另一個途徑是高溫冷凝水

新蒸汽在完成做功過程或加熱過程，放出汽化潛熱后，會形成高溫冷凝水。冷凝水在排放過程中，由于壓力降低，再次產(chǎn)生閃蒸汽，其數(shù)量約占凝結(jié)水量的10%左右。這部分閃蒸汽也是低壓蒸汽，回收難度大，又不經(jīng)濟，所以一般都排放掉了。這部分閃蒸汽的數(shù)量可觀，造成的能源浪費是不容忽視的。

蒸汽噴射式熱泵合理使用蒸汽是節(jié)約用能

提高企業(yè)經(jīng)濟效益的重要措施之一，它既包括蒸汽量的節(jié)約，也包括蒸汽質(zhì)的節(jié)約。所以，合理匹配蒸汽的壓力等級，提高蒸汽的使用效率，回收低品位蒸汽，尋求節(jié)能的新途徑，成為節(jié)能工作研究的新課題。

蒸汽噴射式熱泵是射流技術(shù)在傳熱領(lǐng)域的應(yīng)用。蒸汽噴射式熱泵技術(shù)起源于俄羅斯，從二十世紀(jì)八十年代開始傳入中國，但基本上停留在學(xué)術(shù)研究方面，近幾年才開始應(yīng)用于工程領(lǐng)域。蒸汽噴射式熱泵具有結(jié)構(gòu)簡單，投資小，運行可靠，熱效率高，節(jié)約能源，有利于環(huán)保等特點。蒸汽噴射式熱泵主要由噴嘴、接受室、混合室、擴壓室等幾部分組成。

噴射式熱泵的工作原理是以蒸汽減壓前后的能量差為動力，高壓蒸汽通過噴嘴時產(chǎn)生高速氣流，在噴嘴出口處產(chǎn)生低壓區(qū)，在此區(qū)域?qū)⒌蛪赫羝朐O(shè)備，高壓蒸汽在膨脹的同時壓縮低壓蒸汽，用高壓蒸汽的裕壓提高低壓蒸汽的品位，然后通過混合室進(jìn)行良好混合，混合后的蒸汽再通過擴壓室恢復(fù)部分壓力損失，達(dá)到要求的蒸汽壓力后供給熱用戶使用。根據(jù)高、低壓蒸汽的參數(shù)可以對設(shè)備進(jìn)行不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，得到各種壓力等級的蒸汽，滿足不同熱用戶的要求。通過蒸汽噴射式熱泵吸入的低壓蒸汽既可以是放散的廢蒸汽，也可以是凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸汽，使低焓熱能得到充分利用，達(dá)到節(jié)約能源的目的。蒸汽噴射式熱泵的節(jié)能率可以達(dá)到35%左右，具有很好的實用性。

蒸汽噴射式熱泵可用于以下幾方面：

低壓蒸汽升壓再利用 某些工廠企業(yè)同時使用幾種不同壓力的蒸汽，而熱源又不能全部滿足，這時可用蒸汽噴射式熱泵將部分低壓蒸汽升壓，以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。

設(shè)備排汽循環(huán)再利用 某些使用蒸汽的設(shè)備，由于其排汽壓力低，不能再利用。可用蒸汽噴射式熱泵將排汽升壓后并入供汽管網(wǎng)，可實現(xiàn)排汽循環(huán)再利用。

閃蒸汽的回收利用 閃蒸汽的回收系統(tǒng)如圖2所示，凝結(jié)水進(jìn)入閃蒸罐后產(chǎn)生的閃蒸汽，由熱泵吸走并將其升壓，供給生產(chǎn)或生活使用。

蒸汽噴射式熱泵引射系數(shù)

引射系數(shù)等于被引射蒸汽與引射蒸汽的重量比，用μ表示。它表明高壓蒸汽引射低壓蒸汽的能力。即：

式中 : Gl—低壓蒸汽流量，t/h；

μ == ————————————

Gp—高壓蒸汽流量，t/h；

蒸汽噴射式熱泵供熱系數(shù)

以高品位工作蒸汽減壓前后的能量差為動力，通過蒸汽噴射式熱泵循環(huán)供給熱用戶的熱量與所消耗的工作蒸汽熱量之比，稱為供熱系數(shù)，用COP表示。即：

hg u hl

COP = -------------

hg

式中：hg—低壓蒸汽的焓，kJ/kg；hl—高壓蒸汽的焓，kJ/kg。

COP的數(shù)值越大，說明熱泵的工作效率越高。

噴射式熱泵的使用方法很多，應(yīng)用也很廣泛，下面介紹幾種蒸汽噴射式熱泵經(jīng)常使用的方法。

蒸汽噴射式熱泵蒸汽噴射式熱泵式減溫減壓器

噴射式熱泵式減溫減壓器采用蒸汽噴射式熱泵作為蒸汽減壓器的主體，同時增加減溫裝置，組合成為噴射式減溫減壓裝置。它是一種新型的能夠同時調(diào)節(jié)蒸汽壓力和溫度，回收廢熱蒸汽的高效節(jié)能設(shè)備。蒸汽噴射式熱泵式減溫減壓器與常規(guī)的減溫減壓器不同，常規(guī)減壓器的熱力過程是新蒸汽的有效能降低，能量貶值的過程；蒸汽噴射式熱泵式減溫減壓器能使工作蒸汽的有效能得到合理利用。

蒸汽噴射式熱泵蒸汽壓力匹配器

汽壓力匹配器是滿足熱用戶對蒸汽不同壓力要求的理想設(shè)備，它通過用高壓蒸汽引射低壓蒸汽，在降低高壓蒸汽品位的同時提高低壓蒸汽的品位，產(chǎn)生介于高、低壓蒸汽壓力之間各種壓力的蒸汽。蒸汽壓力匹配器在為熱電廠汽輪機中間抽汽供熱做壓力匹配方面已得到很好的應(yīng)用。

蒸汽噴射式熱泵蒸汽噴射式熱泵式凝結(jié)水回收裝置

水在排放過程中產(chǎn)生大量的閃蒸汽，由于找不到合適的用途，加之回收成本高，長期以來一直是放空，既浪費能源，又污染環(huán)境。利用蒸汽噴射式熱泵式凝結(jié)水回收裝置可以回收凝結(jié)水產(chǎn)生的閃蒸汽，提高蒸汽品位后重新加以利用，帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

蒸汽噴射式熱泵低壓蒸汽升壓再利用

對與使用幾種不同壓力蒸汽的企業(yè)，而熱源又不能全部滿足，可用蒸汽噴射式熱泵將部分低壓蒸汽升壓，以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。

蒸汽噴射式熱泵設(shè)備排汽循環(huán)再利用

某些使用蒸汽的設(shè)備，由于其排汽壓力低不能再利用，可用蒸汽噴射式熱泵將排汽升壓后并入供汽管網(wǎng)，可實現(xiàn)排汽循環(huán)再利用。

1、操作簡便，維修容易，可保證供汽壓力穩(wěn)定。

2、節(jié)能效益顯著，在回收企業(yè)的不能利用的低壓蒸汽、閃蒸汽，以回收蒸汽價格計算，年節(jié)汽價值再數(shù)十萬到上百萬以上。

3、自動控制系統(tǒng)可以保證用汽壓力在流量30－100%范圍內(nèi)不變，解決了熱用戶有限波動的對設(shè)備效率的影響。

蒸汽噴射式熱泵蒸汽噴射式熱泵供熱方案實例

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某熱電公司新增熱用戶要求用汽參數(shù)為1.0MPa、300℃、25t/h，原供汽參數(shù)為0.55MPa、250℃，不能滿足要求。有兩種供汽方案可供選擇，第一方案是利用鍋爐新汽經(jīng)減溫減壓器供熱方案；第二方案用蒸汽噴射熱泵(壓力匹配器)，將0.55MPa的蒸汽用部分新蒸汽噴射升壓至1.0MPa、300℃方案。第二方案有明顯的優(yōu)點，減少了節(jié)流不可逆損失，節(jié)約了鍋爐新汽量，增加了0.55MPa供熱抽汽，增加了熱化發(fā)電量，提高了熱能利用率。"para" label-module="para">

經(jīng)設(shè)計計算可減少鍋爐3.5MPa、435℃新汽量8.3t/h，同時增加0.55MPa抽汽量8.3t/h，減溫水1.2t/h，工質(zhì)合計為25t/h。因而減少燃煤量1018.96kg，年節(jié)標(biāo)煤：7126.7t。"para" label-module="para">

增加了熱化發(fā)電量：524.35×10"para" label-module="para">

耗電按200g/kW"para" label-module="para">

2000年我國平均供電煤耗為 400g/kW"para" label-module="para">

則每度電節(jié)煤0.2kg，

則年節(jié)標(biāo)煤為："para" label-module="para">

總節(jié)標(biāo)煤量：7126.7 1038.7=8175.4t"para" label-module="para">

如標(biāo)煤價400元/噸，則年節(jié)人民幣："para" label-module="para">

400×8175.4≈327萬元/年，投資不到二個月就可回收，經(jīng)濟效益十分顯著。

蒸汽噴射式熱泵蒸汽壓力匹配器在某石化公司的應(yīng)用

化公司生產(chǎn)用蒸汽有3.5Pa、1.6 MPa、1.0MPa、0.5MPa等多個等級，其中1.6 MPa蒸汽原來是利用3.5MPa新蒸汽減溫減壓后獲得的。為了節(jié)約能源，提高熱能利用率，1998年該廠對供熱系統(tǒng)進(jìn)行了改造，用熱泵式蒸汽壓力匹配器取代傳統(tǒng)的減溫減壓器，以3.5MPa新蒸汽為驅(qū)動蒸汽，引射0.9 MPa的汽輪機排汽，兩種蒸汽混合后達(dá)到1.6 MPa。工藝要求提供的蒸汽溫度為220℃，蒸汽壓力匹配器輸出的蒸汽溫度為380℃，后接噴水減溫器進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。為了實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)和保證蒸汽參數(shù)穩(wěn)定，該系統(tǒng)還安裝了自動控制系統(tǒng)。投入運行后，工作可靠，經(jīng)濟效益明顯。

在設(shè)計工況下，引射系數(shù)可以達(dá)到0.3，在輸出汽量為18t/h時，可以引射0.9 MPa蒸汽4.15t/h。在正常生產(chǎn)情況下，蒸汽用量為8t/h，按引射比1∶0.3計算，每年可利用排汽總量為1.71萬噸。按發(fā)電汽耗14.83kg/kwh計算，每年可多發(fā)電115萬度，增加效益37.72萬元。設(shè)備總投資為14萬元，投資回收期為4個月。

蒸汽噴射式熱泵熱泵式凝結(jié)水回收裝置在某食品廠的應(yīng)用

在生產(chǎn)方便面過程中，，需用0.2 MPa蒸汽蒸煮面絲，0.2 MPa蒸汽利用0.9 MPa新蒸汽減壓減溫后制得。蒸煮后的面絲再用油炸，油需要加熱到165℃。原工藝過程是用0.9 MPa蒸汽加熱油，蒸汽用后產(chǎn)生的高溫凝結(jié)水和閃蒸汽直接排入地溝，估計熱能總損耗在30%以上。該廠于1997年對供熱系統(tǒng)進(jìn)行了改造，采用蒸汽噴射式熱泵式凝結(jié)水回收裝置回收凝結(jié)水和閃蒸汽，通過蒸汽噴射式熱泵用0.9 MPa新蒸汽引射凝結(jié)水閃蒸汽，使之提高到0.2 MPa，供蒸煮面絲用汽。降壓后的凝結(jié)水供給浴室使用。

該系統(tǒng)投入運行后，回收凝結(jié)水量為2t/h，回收閃蒸汽量為1.23t/h。以年運行7000小時計算，年節(jié)約價值為：

（1）回收閃蒸汽價值

1.23×7000×87=74.91萬元 （當(dāng)?shù)卣羝麅r格為87元/噸）

（2）回收凝結(jié)水的熱價值

年回收凝結(jié)水熱量約折合2000噸蒸汽，其價值為：

2000×87=17.4萬元

（3）回收凝結(jié)水的水價值

2×7000×1=1.4萬元 （水價按1元/噸計算）

(4)總回收價值

74.91 174 1.4=93.71萬元

工程總投資為13萬元，投資回收期約為2個月。

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1.蒸汽噴射式熱泵原理與汽輪機凝汽器射汽抽氣器原理相同，因設(shè)備簡單，無轉(zhuǎn)動元件，運行安全可靠。

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2.在蒸汽噴射式熱泵引入蒸汽(低壓)抽汽管道上裝有逆止閥，加上汽輪機抽汽管道上的止回閥及速關(guān)閥，足能保證蒸汽噴射式熱泵汽不會倒流入汽輪機。"para" label-module="para">

3.蒸汽噴射式熱泵可以根據(jù)需要配有溫度和壓力自控裝置，裝有智能Ⅲ型儀表，可以和計算機聯(lián)網(wǎng)。溫度和壓力的自控，通過PI調(diào)節(jié)器實現(xiàn)，與一般減溫減壓器自動控制原理相同。出口壓力和溫度都非常穩(wěn)定。在蒸汽噴射式熱泵出口，裝有安全閥，保證事故時，管道安全減壓。

蒸汽噴射式熱泵具有如下優(yōu)點：

蒸汽噴射式熱泵可靠性高，免維護(hù)

無機械活動部件、無氣動、電動控制系統(tǒng)，設(shè)計原理先進(jìn)，可靠性高，具有免維護(hù)的突出特點。

蒸汽噴射式熱泵無泄漏，安全性高

本裝置全密閉結(jié)構(gòu)，無任何活動泄漏點，出廠前嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打壓和探傷等檢驗過程。

蒸汽噴射式熱泵壽命長

內(nèi)芯采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼材料，能滿足設(shè)備長期運行的要求，設(shè)計使用壽命10年。

蒸汽噴射式熱泵緩解汽蝕現(xiàn)象

液位控制穩(wěn)定，大大緩解了管道內(nèi)汽蝕和振動現(xiàn)象。

蒸汽噴射式熱泵穩(wěn)定性

方便、維修容易、自動調(diào)節(jié)、保證出口壓力穩(wěn)定。

蒸汽噴射式熱泵能效果顯著

裝方便，可水平安裝或垂直安裝，與管路連接均為法蘭連接，拆卸方便。

噴射式熱泵的性能指標(biāo)是引射系數(shù)。引射系數(shù)μ=吸入蒸汽流量/驅(qū)動蒸汽流量；引射系數(shù)的數(shù)值與蒸汽噴射式熱泵的主要參數(shù)有關(guān)。

主要參數(shù)膨脹比=PP/PH；壓縮比= PC/PH；

PP—驅(qū)動蒸汽壓力 PH—引射蒸汽壓力 PC—混合蒸汽壓力

熱泵的結(jié)構(gòu)尺寸需根據(jù)用戶的蒸汽參數(shù)單獨進(jìn)行設(shè)計制造。

約能源的觀點出發(fā)，既要考慮蒸汽量的匹配，也要考慮蒸汽質(zhì)的匹配，按蒸汽的品位分級供熱，同時盡可能回收余熱，把熱能損失降到最小，這是提高企業(yè)經(jīng)濟效益的重要途徑。蒸汽噴射式熱泵是一種可用性很強的節(jié)能設(shè)備，具有很大的節(jié)能潛力，應(yīng)該得到大力推廣使用。

1、 按設(shè)備安裝圖紙正確安裝各部件，并緊固各標(biāo)準(zhǔn)件。

2、 開機前先用蒸汽預(yù)熱管道及熱泵，先開引射蒸汽閥門，然后開驅(qū)動蒸汽閥門。

3、 停機時，應(yīng)先關(guān)閉驅(qū)動蒸汽閥門，再依次關(guān)閉被引射蒸汽閥門和出口混合蒸汽閥門。

訂貨需知

1、 簽訂合同時應(yīng)提供下列相關(guān)工藝參數(shù)，驅(qū)動蒸汽壓力、溫度、流量；引射蒸汽壓力、溫度、流量；混合出口壓力、溫度、流量。

2、 控制方式：按需要選擇手動或自動控制裝置。

一、蒸汽噴射式熱泵

蒸汽噴射式熱泵或稱為蒸汽壓縮機，它利用熱電站或鍋爐供出高品位蒸汽和熱用戶用汽壓力差轉(zhuǎn)換的能量作為熱泵的工作動力，將低品位蒸汽增壓提高能量品位后，一并供給熱用戶用汽。各種噴射式熱泵均由引射室、噴嘴、混合室及擴壓器構(gòu)成，按蒸汽噴射式熱泵調(diào)節(jié)控制方式可以分為兩種類型。

(一) 蒸汽質(zhì)量調(diào)節(jié)熱泵

采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)熱泵入口新蒸汽的壓力和流量，通過改變工作蒸汽的質(zhì)量即能量品位的方式，來滿足熱用戶用汽參數(shù)要求，稱為蒸汽質(zhì)量調(diào)節(jié)熱泵，其熱泵本身不帶調(diào)節(jié)裝置，通常習(xí)慣也稱為不可調(diào)式熱泵（見圖1）。

圖1 不可調(diào)節(jié)熱泵

質(zhì)量調(diào)節(jié)熱泵用于供熱系統(tǒng)中，當(dāng)熱用戶用汽工況和新蒸汽參數(shù)發(fā)生變化時，由于蒸汽調(diào)節(jié)閥開度變化，就會相應(yīng)改變進(jìn)入熱泵的工作蒸汽壓力，從而改變了熱泵進(jìn)口新蒸汽做功的能力。特別是當(dāng)熱用戶用汽負(fù)荷減少，蒸汽調(diào)節(jié)閥開度將減小，進(jìn)入熱泵的新蒸汽壓力亦降低，新蒸汽和熱用戶用汽壓力差隨之減少，新蒸汽做功能力降低，致使熱泵工作效率明顯降低。

通常認(rèn)為蒸汽質(zhì)量調(diào)節(jié)熱泵適合用于工作蒸汽及熱用戶用汽工況相對穩(wěn)定、用汽性質(zhì)并非敏感的場合。

（二） 蒸汽流量調(diào)節(jié)熱泵

圖2 可調(diào)式熱泵

在熱泵進(jìn)口工作蒸汽干管上不設(shè)置調(diào)節(jié)閥，而由熱泵本體配置調(diào)節(jié)閥門及調(diào)節(jié)機構(gòu)稱為蒸汽流量調(diào)節(jié)熱泵，通常稱為可調(diào)式熱泵。

當(dāng)熱用戶用汽工況和新蒸汽參數(shù)發(fā)生變化時，通過熱泵自身調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)通過蒸汽的噴嘴有效斷面積，通過改變新蒸汽流量來滿足熱用戶用汽參數(shù)要求。這種型式熱泵在運行工況調(diào)節(jié)過程中，熱泵入口新蒸汽壓力不變，即新蒸汽單位流量做功能力不變，只是改變了通過噴嘴的蒸汽流量，熱泵的調(diào)節(jié)性能好、效率高。（見圖2）。

蒸汽流量調(diào)節(jié)熱泵適合于熱用戶用汽工況和新蒸汽參數(shù)變化及各種可變的工藝條件下應(yīng)用。

二、應(yīng)用實例

（一）蒸發(fā)塔釜熱泵供熱

1、蒸氨塔釜供熱流程

某化工生產(chǎn)裝置全部工藝設(shè)備及工藝流程均從國外引進(jìn)，其中蒸氨工段的蒸氨塔釜直接通入P=0.7MPa, t=2100C的過熱蒸汽用于塔釜直接加熱，塔釜壓力為0.039MPa ,t=1080C。由塔釜排出溫度t=1080C汽水混合物進(jìn)入汽水分離罐。

蒸氨塔釜采用P=0.7MPa, t=2100C的過熱蒸汽加熱氨的水溶液，實質(zhì)上只利用了蒸汽汽化潛熱和新蒸汽同塔釜用汽參數(shù)的蒸汽焓降，由于供給的新蒸汽及塔釜用汽兩者能級相差較大，則新蒸汽和用汽能量的品位沒有得到合理匹配，新蒸汽能量品位產(chǎn)生了無效貶值，即新蒸汽產(chǎn)生了有效能損失，同時實測數(shù)據(jù)說明：由蒸氨塔釜排出的含氨汽水混合物夾帶著蒸汽，其含汽量約為10~15%，又造成了用能數(shù)量上的浪費。

根據(jù)蒸汽有效能的表達(dá)式計算得出：P=0.7MPa, t=2100C和P=0.039MPa, t=1080C干蒸汽有效能，分別為e1 = 851.594 kJ/kg和e2 = 567.089 kJ/kg，新蒸汽在加熱過程中，有效能損失△e=e1-e2=284.505 kJ/kg，其損失率為△e / e1=284.505/851.594=33.41%。

通過上述分析得出，新蒸汽和塔釜用蒸汽的差值，即為理論計算熱泵做功的動力，其含氨廢水兩相流中含汽量即為理論計算熱泵供熱的余熱資源。

1、蒸氨塔釜熱泵供熱系統(tǒng)

利用新蒸汽和塔釜蒸汽有效能的能級差做為熱泵的動力，回收塔釜排出的含氨汽水混合物中分離出的二次蒸發(fā)汽，利用熱泵將其增壓后，一并供給塔釜加熱用汽，熱泵供熱系統(tǒng)流程請見圖3。

由蒸氨塔101排出的含氨廢水進(jìn)入汽水分離罐102，含氨廢水通過專門設(shè)計的分離板103進(jìn)行擴容閃蒸，產(chǎn)生二次蒸發(fā)汽，由熱泵104將其增壓后一并供塔釜加熱用汽。

可調(diào)式熱泵是其關(guān)鍵設(shè)備，其控制方式，設(shè)備特性說明如下：

（1）控制方式

由蒸氨塔釜的工藝用汽量FICQ-101通過熱泵本身的調(diào)節(jié)裝置控制熱泵HP-104的供汽壓力和供汽量，滿足工藝生產(chǎn)負(fù)荷和用汽工況的變化。

（2）設(shè)備特性

按其熱力工況參數(shù)本臺熱泵采用縮擴型噴嘴，圓柱型混合管。

按熱泵設(shè)計工況的供汽量、供汽壓力及蒸汽絕熱指數(shù)、蒸汽臨界速度、氣體動力函數(shù)等，通過計算和工程試驗數(shù)據(jù)對比分析，得出熱泵噴嘴喉部直徑dpx和熱泵引射系數(shù)μ。

熱泵的引射系數(shù)μ即1kg新蒸汽引射二次蒸發(fā)汽的流量比值，即熱泵供熱系統(tǒng)的節(jié)能能力。該熱泵供熱系統(tǒng)設(shè)計工況的節(jié)能效果為15%，熱泵引射系數(shù)的設(shè)計值μ>0.1765。

（二）紙機干燥部熱泵供熱系統(tǒng)

我們完成的造紙機干燥部熱泵供熱系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的三段通汽研究成果榮獲中國輕工業(yè)科技進(jìn)步二等獎，已在全國造紙行業(yè)得到廣泛推廣應(yīng)用。

造紙機干燥部熱泵供熱系統(tǒng)以高品位蒸汽做為熱泵的動力，推動熱力系統(tǒng)循環(huán)。通過熱泵將各段汽水分離罐產(chǎn)生的二次蒸發(fā)汽增壓后供紙機相應(yīng)各段烘缸用汽，同時降低了各段烘缸汽水分離罐壓力，保證了烘缸排水壓差。但是高效的熱泵供熱系統(tǒng)，必須充分發(fā)揮新蒸汽作功能力，適應(yīng)紙機各種生產(chǎn)負(fù)荷變化，滿足紙機車速、產(chǎn)量及產(chǎn)品克重變化對于負(fù)荷變化的要求。采用可調(diào)式熱泵替代不可調(diào)式熱泵用于紙干燥部可以穩(wěn)定的保證熱泵高效運行,克服不可調(diào)式熱泵由于工況變化,在負(fù)荷調(diào)節(jié)過程中,降低新蒸汽壓力導(dǎo)致工作蒸汽作功能力降低,蒸汽作功能力不足的缺點。

1、可調(diào)式熱泵用于紙機干燥部

（1）現(xiàn)狀

某廠大型箱板紙機參數(shù)如下：

定 量 125～340g/m2

紙 種 牛皮箱板紙

設(shè)計最高車速 520m/min

產(chǎn) 量 550t/d（24h，當(dāng)前日均產(chǎn)量）

烘 缸 直 徑 φ1800

烘 缸 數(shù) 量 61只 （含冷缸一只）

采用可調(diào)式熱泵供熱系統(tǒng)用于紙機干燥部，其熱力流程見圖4。

（2）效益

在本臺紙機干燥部采用可調(diào)式蒸汽噴射式熱泵替代原不可調(diào)式熱泵，進(jìn)一步提高了紙機車速，增加產(chǎn)量，降低汽耗。運行數(shù)據(jù)已經(jīng)證明完成本頂目改造后，紙機產(chǎn)量提高了15－20%,噸紙汽耗降低了10%，列舉數(shù)據(jù)說明如下：

* 由于本臺紙機設(shè)計最高車速為520m/min，限制了200g/m2以下低克重產(chǎn)品產(chǎn)量提高。

（三）前景

蒸汽噴射式熱泵沒有運轉(zhuǎn)部件，運行可靠。克服了電能驅(qū)動的熱泵機械壓縮機密封系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備投資大等缺點。特別是由于可調(diào)式熱泵可以充分的發(fā)揮高品位蒸汽的作功能力和熱力系統(tǒng)工況發(fā)生變化，并不改變新蒸汽作功能力，熱泵具有熱效率高的優(yōu)點，它可以廣泛的用于蒸發(fā)蒸餾以及作為熱力壓縮機、引射式蒸汽減壓器和工業(yè)企業(yè)供熱，蒸發(fā)及余熱回收系統(tǒng)中。

國外引進(jìn)的大型化工裝置中，較為普遍的采用工業(yè)透平實現(xiàn)熱能的梯級利用。蒸汽噴射式熱泵特別是流量調(diào)節(jié)熱泵，做為高效節(jié)能設(shè)備和能量品位、數(shù)量轉(zhuǎn)換手段，可以靈活地實現(xiàn)能級的梯級利用和能量平衡。

我們專門研究的可調(diào)式蒸汽噴射熱泵及其系列產(chǎn)品，已經(jīng)成功的用于化工、輕工、造紙等很多行業(yè)，為節(jié)能及熱力系統(tǒng)優(yōu)化開辟出一條新路。2100433B