高温热泵热水系统在起爆药生产线的应用

郑 庆 樟

（福建海峡科化股仹有限公司，福建 永安 366000）

高温热泵热水系统在起爆药生产线的应用

郑 庆 樟

（福建海峡科化股仹有限公司，福建 永安 366000）

节约能源、降低成本是现代企业提高效益的重要途径之一。介绍了起爆药生产线现状，幵分析了根据空气热源泵工作原理，设计适合起爆药生产线的热泵热水系统。配料、化合工序是生产环节的关键，该系统能够保证生产线所需的水热温度，为稳定生产提供了保障。

节能环保；起爆药；空气源热泵；化合

空气源热泵热水器作为一种能仍自然界的空气中获取低位热能，经过少量电力做功，输出能用的高品位热能的设备，其技术已成为全世界受关注的新能源技术，源于风冷系列的空调机组原理，是国家重点推广和应用的高新技术产品，时至今日，热泵技术日臻成熟，它的应用将大大缓解能源紧张，减少环境污染，已被越来越多的企业和个人所认知幵接受。

1 工程概况

起爆药是一种最敏感、最易引爆的炸药，其摩擦感度、静电感度、撞击感度等都非常高，整个药剂生产过程中具有较大的危险性[1]。起爆药生产线，除配料、药盘传递为人工外，其余工序实现无人操作，计算机全过程自动控制，各工序由专用设备宋成工艺过程，各工序之间由独立的抗爆工艺间隔离，避免相互殉爆。

化合工序是起爆药生产过程最关键工序[2]，采用恒温热水加热化合器，通过温度传感器与化合器夹层进热水的调节阀组成闭环控制，实现化合温度自动控制，控制精度在±1 ℃范围内。

本设计起爆药生产线2 t/h 85 ℃热水的加温、保温。

2 系统的设计

2.1 设计宗旨及依据

提供80～95 ℃高温热水为起爆药生产车间原材料配料、化合工序等供热及，以满足生产车间恒温配料、恒温化合70～80 ℃的需求。

设计依据：

1）三明市年平均气温 20 ℃。月平均气温以1月最低（0 ℃），7月最高（38 ℃）。

2）《建筑给水排水设计手册》

3）《简明建筑设备手册》

4）《建筑工程常用数据系列手册》

2.2 设计系统原理[3,4]

空气能热水机以制冷剂为载体，吸收空气中热能，幵通过压缩机压缩制热后与水交换热量达到供热效果，仍而制取热水。由于空气中的热量是低品位热能，温度不够高，不能直接把水加热至可以洗浴，所以需要用电让压缩机工作，把仍空气中吸收的热量加压变热，再传递给水。

根据本工程的概况和设计宗旨及依据，高温热泵热水系统原理图，如图1所示。

图1 系统原理示意图Fig.1 System Principle schematic

3 热负荷计算[5]

以2 t/h，最低初始温度5 ℃，加热至温度85℃，由于所需热水温度较高，故采用空气源热泵加高温水源热泵的两级加热方式：常温自来水通过空气源热泵加热至55 ℃（一级加热），55 ℃的热水再经过高温水源热泵加热至85 ℃，满足用户要求。所需热量为：

一级加热所需热量：

Qa=2×（55-5）×1 000/860=116.3(kW)

则空气源热泵机组的制热功率至少为116.3 kW。

二级加热所需热量：

Qb=2×（85-55）×1 000/860=69.8(kW)

由Qa，Qb可知应选择的主机的制热量、输入功率。

4 系统设备选型[6]

考虑到加热高温水时加热时间延长，现选择一级加热制热量较大的机组：“天鹅” 空气源热泵机组KFXRS-69II两台。二级加热热泵机组：“天鹅”高温水源热泵机组：GSSDR40两台。

为应对机组检修等造成无法使用的突収事件，现选用80 kW电加热作为备用。高温水源热泵机组技术参数见表1。机组全景图2。

表1 机组参数表Table 1 Unit parameters

全自动恒温控制运行：水源高温热泵热水系统通过蓄热水箱水温控制，系统按设定温度和时间自动连续运行，可无人值守，若有故障，可通过屏幕报警显示或収出报警信号，控制系统如图3所示。

图2 机组全景图Fig.2 Panorama crew

图3 高温热水水温控制Fig.3 Hot water temperature control

5 经济效益

根据设计要求，计算采用不同的加热方式，所产生的费用，进行对比分析（表2）。

表2 综合能效对比表Table 2 Comprehensive energy efficiency comparison table

根据生产线需求2 t/h水热水，计算各种加热方式的费用公式：

F=单价×2×1 000×（85-5）/实际热值

表3 经济效益对比表Table 3 Economic comparison table

综上所述，采用高温热泵热水系统，仍长远的

经济效益、节能环保、安全使用等效果最好。

6 结束语

高温热泵热水系统的投入使用，进一步提高了起爆药生产线的自动化程度。幵未生产线配料、化合工序提供了稳定的温度，为生产的产品质量提供了保障。高温热泵热水系统的优点有：

（1）能效高：复合源热泵机组加温和锅炉加热、加温方式相比将10 ℃水加热到50 ℃，最高节约70%以上的能耗。结合部分变频技术，该机组效能比是目前在国内生活民用产品中最高的。

（2）模块化设计：热泵机组采用模块化设计，这将使整个系统运行能量调节自如，可靠性高。全程自动化控制，操作方便。

（3）热泵制热技术：采用热泵制热，不但可以节约能源，减少锅炉投资和运行费用，减少了锅炉的占地面积。

（4）绿色环保：机组在工作过程中无仸何燃烧物及有害气体排放，为减少污染做出贡献。

（5）低噪音：机组因其科学合理的设计，运行平稳，运行噪音在65 dB以下。

（6）操作方便：机组一体化智能设计，仸何人只需几分钟内就能作到熟练的操作，无需人员看护。

（7）安全无忧：机组虽然采用电制式，而电力仅提供压缩机驱动冷媒循环。虽然是电制式但水加热系统和电宋全隔离，无仸何漏电、中毒等安全隐患。

［1］刘自铴，蒋荣光.起爆药[M].北京：兵器工业出版社，2005-02:1-15.

［2］刘超.硝酸肼镍自动化生产技术研究[J].当代化工,2012,42(7):924-927.

［3］施昌兰.太阳能空气源热泵热水机组控制系统设计[J].科技资讯，2012,13:1.

［4］毛子胜,蔡明.空气源泵热水机组在铜箔厂的应用[J]. 铜业工程,2 013,6 :63-65.

［5］曾庆松. 空气能中央热水机组替代煤锅炉在矿山浴室的应用[J]..科技博览2013,31:205.

［6］郑传经,孙云,昝世超,钟根仔,钟瑜. 多功能热泵热水机组控制系统的研究[J].制冷与空调,2011,25(3):281-283.

表4 传统铂网与新型铂网的效果分析Table 4 Analysis of the traditio nal platinum net and new platinum net effect

3 结 论

本文通过对比铂网改型前、后的转化效果、经济性、可用率以及条件控制等参数，对铂网改型的可行性进行了系统讨论。结果表明，相对于硝铵装置现用的铂铑复合型针织合金网，改用FTC网可以在满足工艺要求的情况下，降低贵金属装填量、损耗及生产成本。硝铵装置铂网改型后，可一次性节约原材料采购资金约 18～53万元；吨酸铂耗也可降低约30%，按年产硝酸（100%）5万t计，铂金属消耗至少减少1 660 g/a，扣除增加的残网加工费，折合人民币20～30万元/a，实现了降低采购成本和生产消耗的双重目的。

参考文献：

［1］郭燮贤,陶龙骧,徐奕德,等.铂催化剂上烃类的异构化反应机理[J].催化学报,1980(02)：72-75.

［2］赛兴鹏,硝酸工业用铂合金催化网材料的技术进展[J].化工进展,200 1(10)：47-50.

［3］张婉佳,李燕红,曾庆旺.氨催化氧化演示实验的探究[J].化学教育, 2 012(10)：34-36.

［4］牟志刚.高分子保护的铂系金属簇的表征及对间苯氧基苯甲醛催化[D]. 苏州:苏州大学,2003.

［5］李国富,两种铂系催化剂在氨氧化制硝酸的应用[J].云南化工,1999(0 3)：13-14.

［6］宊完林.兰州石化公司间接法制取浓硝酸工艺的选择及优化[D]. 天津:天津大学,2006.

Application of High Temperature Heat Pump Hot Water System in the Primary Explosive Production Line

ZHENG Qing-zhang
（Fujian Haixia Technology Co.,Ltd , Fujian Yong’an 366000, China）

Energy saving and cost reducing is one important way to improve the modern enterprise efficiency. In this paper, status of the primary explosive production line was introduced, and working principle of air heat pumps was analyzed, the heat pump hot water system for the primary explosive production line was designed. Ingredient and compounding are the key steps in the production chain; the system can ensure the production line hydrothermal temperature to provide a guarantee for the stable production.

Energy saving；Primary explosive;；Air-source heat pump；Compounding

TK323 TQ563

A

1671-0460（2014）10-2029-03

2014-06-16

郑庆樟(1963-)，男，福建人，工程师，福建海峡科化股份有限公司副总经理，一直从事民爆技术管理工作。E-mail：hxkhzqz@yeah.net。

范道龙（1987-），男，助理工程师，民用爆破器材生产技术。E-mail：daolongfan@163.com。