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    提　要：結(jié)合福建省龍巖市造紙實(shí)業(yè)公司對紙機(jī)提速改造的經(jīng)驗(yàn)，提出了紙機(jī)干燥部改造方面的思路和方法。   關(guān)鍵詞：紙機(jī)；提速；濕部；脫水；干燥部；袋通風(fēng)；蒸汽冷凝水系統(tǒng)；虹吸管；撓流棒　1　前 言　　紙機(jī)提速改造，將從原有的平衡達(dá)到一個(gè)新的平衡。在確定新的平衡點(diǎn)時(shí)，干燥部的能力應(yīng)當(dāng)是考慮的主要因素?！　√岣吒稍锬芰梢詮亩喾矫嬷郑ǎ禾岣邼癫棵撍芰?，增加烘缸組，改善袋通風(fēng)，改進(jìn)蒸汽冷凝水系統(tǒng)，改進(jìn)虹吸管形式，增加撓流棒等方法。但本人認(rèn)為，除非需要改為機(jī)內(nèi)涂布或施膠而加一組烘缸外，改造應(yīng)以盡量不增加烘缸為宜。2　提高濕部脫水能力　　一般，進(jìn)烘缸紙頁的水分降低1%，可以節(jié)約蒸汽5%。所以，從濕部做文章，提高進(jìn)烘缸紙頁的干度來提高紙機(jī)的生產(chǎn)能力，將比單從干燥部努力更為有效。　　我廠于1993年從加拿大散得貝引進(jìn)一臺二手紙機(jī)。這臺紙機(jī)的網(wǎng)部曾在1987年進(jìn)行過改造，改為VALMET SYM-FLO流漿箱和SYM-FORMER疊網(wǎng)成形器，設(shè)計(jì)車速1000m/min。當(dāng)時(shí)壓榨部和烘缸還未進(jìn)行改造，車速只開650～700m/min，進(jìn)烘缸的紙頁干度只有36%～38%。引進(jìn)后，我們對壓榨部進(jìn)行了改造，從原來的兩道平壓，改為三輥兩壓區(qū)復(fù)合壓榨加一道平壓（原有的）。目前，這臺紙機(jī)的進(jìn)烘缸紙頁干度可達(dá)40%～43%。　　按照現(xiàn)有的設(shè)備條件，如果從以下幾方面努力，還能進(jìn)一步提高進(jìn)烘缸紙頁干度，使之達(dá)到43%以上?！　?1)精細(xì)調(diào)節(jié)網(wǎng)部脫水元件，使之達(dá)到最佳脫水狀態(tài)，使紙頁成形和出伏輥的干度達(dá)到最佳?！　?2)合理配置和使用好毛毯清洗元件，加強(qiáng)洗滌水過濾，確保噴淋管不堵塞，使毛毯始終保持清潔狀態(tài)。這一點(diǎn)是極其重要的?！　?3)由于紙機(jī)壓榨輥沒有中高控制，所以確保各輥?zhàn)又懈吆线m，輥面吻合良好，這一點(diǎn)也是很重要的?！　?4)提高漿料溫度，改善紙頁成形，使用有效的助劑，優(yōu)化抄紙的工藝條件?！　≡谟斜匾医?jīng)濟(jì)能力允許時(shí)，也可以考慮把第三道平壓改為靴式壓榨。據(jù)VOITH公司介紹，世界上第一臺使用靴式壓榨的紙機(jī)，把第三道傳統(tǒng)壓榨改為靴式壓榨后，在車速提高200m/min(達(dá)到1200m/min)之后，進(jìn)烘缸紙頁的干度還提高5%，達(dá)到49%～50%，紙機(jī)產(chǎn)量提高16%。3　改善袋通風(fēng)　　我廠紙機(jī)干燥部的密閉汽罩和袋通風(fēng)系統(tǒng)是引進(jìn)時(shí)新改造的，是加拿大ENNERQUEN提供的產(chǎn)品。整個(gè)系統(tǒng)合理完整，如果使用得好，本可以達(dá)到很好的效果。但目前由于烘缸部的干網(wǎng)時(shí)而會(huì)跑偏等原因，操作工養(yǎng)成了不關(guān)閉氣罩的壞習(xí)慣，造成了設(shè)備資源的浪費(fèi)。目前車速低，所以覺得還影響不大，將來如果車速提高了以后，使用好氣罩就顯得很有必要。要把密閉氣罩和袋通風(fēng)用好，以下幾方面應(yīng)當(dāng)注意：　　(1)加強(qiáng)風(fēng)機(jī)、熱交換器等設(shè)備的檢查維護(hù)，確保工作正常?！　?2)經(jīng)常清除空氣濾袋的灰塵?！　?3)排除干網(wǎng)跑偏等各種不利因素，正常生產(chǎn)時(shí)一定要把氣罩門關(guān)閉。4　改進(jìn)蒸汽冷凝水系統(tǒng)4．1　我廠現(xiàn)有三段通汽系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)　　(1)不利于單獨(dú)控制各段烘缸的壓力和用汽量，難以建立滿足工藝要求的溫度曲線。　　(2)每組背壓較高，沒有足夠的壓差使冷凝水順利排出，容易造成烘缸積水。特別是斷紙時(shí)烘缸壓差變小，更容易積水。烘缸的嚴(yán)重積水，又可帶來以下一系列副作用：　?、儆捎谒膶?dǎo)熱系數(shù)是鑄鐵烘缸壁的1/87，造成傳熱效率大幅度降低。　?、谠斐珊娓變?nèi)各部位溫度不均，常有局部過熱現(xiàn)象，容易引起紙幅在烘缸部斷頭。　?、蹫榱伺懦e水，常常要人為加大進(jìn)汽壓力，這樣容易造成各段失衡，且常導(dǎo)致汽頭過分受壓而損壞，使汽頭的維修量增大?！　、苡捎诤娓追e水對虹吸管造成沖擊作用，使虹吸管容易折斷，造成維修量大大增加。　?、轂榱嗽龃髩翰?，排除烘缸積水，常要打開直排旁通閥。這樣不但造成蒸汽損失，而且由于表面冷凝器、熱水收集槽和真空泵等設(shè)備經(jīng)不起如此大的熱負(fù)荷沖擊，容易引起系統(tǒng)紊亂和各種設(shè)備故障?！　?3)汽水分離器分離效果太差，造成以下后果：　　①二次蒸汽中往往帶有大量的冷凝水，帶到下段烘缸，影響下段烘缸的熱效率，并造成下段烘缸大量積水?！　、谄蛛x器壓力較高，冷凝水在冷凝水泵內(nèi)容易變成閃蒸蒸汽，難以抽出?！　?4)由于整個(gè)蒸汽冷凝水系統(tǒng)是串聯(lián)逆向操作，使烘缸冷凝水難以排出，熱平衡調(diào)節(jié)很緩慢，同時(shí)由于各段會(huì)互相干擾，當(dāng)一個(gè)部位出現(xiàn)問題時(shí)，系統(tǒng)很難達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，以致于QCS系統(tǒng)經(jīng)常難以適應(yīng)系統(tǒng)的較大變化，造成成紙的水分失控。4.2　熱泵的應(yīng)用　　現(xiàn)代較先進(jìn)的蒸汽冷凝水系統(tǒng)，采用熱泵作為烘缸排水的動(dòng)力，二次蒸汽主要在本段內(nèi)循環(huán)，從原理和本質(zhì)上與原來的三段通汽有很大的區(qū)別，其熱泵的作用意義也不同。它使三段通汽的許多弊病得以根本地解決。如美國GARDNER SYSTEM公司研究開發(fā)的熱泵和蒸汽吹貫（BROW-THRU）控制技術(shù)（在福建青州紙廠新的牛皮紙板機(jī)采用，見圖1），以及四川綿陽的海天測控公司的引射式烘缸供熱系統(tǒng)，都是這一技術(shù)非常成功的應(yīng)用。圖1　GARDNER SYSTEM公司的熱泵和蒸汽吹貫供熱系統(tǒng)　　所謂蒸汽吹貫，是指利用控制汽水分離器出口管線上的孔板前后的壓差，使一股相對穩(wěn)定的蒸汽流在本組烘缸的進(jìn)出口間形成回路。這股蒸汽流主要由從烘缸中排出的未冷凝蒸汽和從汽水分離器中閃蒸出來的二次蒸汽組成，稱為吹貫蒸汽。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：　　(1)烘缸內(nèi)冷凝水排出的動(dòng)力主要不是靠壓差，而是靠吹貫蒸汽。這樣當(dāng)烘缸壓力和壓差在很低的情況下（例如斷紙時(shí)），烘缸內(nèi)的冷凝水可以照常順暢地排出，而不必打開排空閥?！　?2)二次蒸汽主要在本段內(nèi)循環(huán)，各段之間不會(huì)互相干擾?？刂埔脖容^簡單，就象一個(gè)單段通汽獨(dú)立控制?！　≡撓到y(tǒng)的工作原理是：通過控制孔板前后的壓差，從而控制流經(jīng)孔板吹貫蒸汽的動(dòng)壓頭。此動(dòng)壓頭是控制吹貫蒸汽攜帶冷凝水量的關(guān)鍵。從下面氣體的孔板流量計(jì)算式中可看出，當(dāng)壓差設(shè)定值(Pa－Pb)為一個(gè)常數(shù)時(shí)，吹貫蒸汽的流量V是隨著蒸汽密度ρm的平方根而變化。而烘缸內(nèi)的冷凝率，基本上也是蒸汽密度平方根的函數(shù)。因此在任何烘缸壓力之下，吹貫蒸汽流量與冷凝率都保持著一個(gè)固定的百分比。當(dāng)冷凝率升高時(shí)，吹貫蒸汽的流量自動(dòng)地升高；當(dāng)紙機(jī)斷紙時(shí)，冷凝率降低，吹貫的流量也自動(dòng)地降低?！　=C0A0ε 2(Pa－Pb)/ρm式中：V—流量　　　C0—流量系數(shù)　　　A0—孔板小孔截面積　　　ε—?dú)怏w膨脹系數(shù)　　　Pa－Pb—孔板前后壓差　　　ρm—?dú)怏w密度　　如果采用烘缸組進(jìn)出口壓差來控制，情況則不同：當(dāng)?shù)蛪毫驍嗉垥r(shí)，為了保持壓差值，吹貫蒸汽的流量將以指數(shù)倍增加，這時(shí)就必須把排汽閥打開。如圖2的流程，當(dāng)壓差值低于設(shè)定值時(shí)，將自動(dòng)打開通往下一段的控制閥，通過真空泵的抽吸力繼續(xù)維持必要的壓差值。借此機(jī)會(huì)，還能排除烘缸內(nèi)的不冷凝氣體。因此，這種流程也是可以的?！　≌羝麃碓纯梢杂袃煞N：一種是低壓蒸汽直接用于烘缸進(jìn)汽，另一種是高壓蒸汽用于運(yùn)行熱泵，控制熱泵孔板前后的壓差。在使用蒸汽壓力較低的紙機(jī)，也可以只用一種蒸汽源(如圖2的流程)，但總管壓力必須保證比干燥部用汽壓力高50%以上。否則運(yùn)行熱泵用的蒸汽量將超過吹貫蒸汽量的兩倍以上，如此大量的蒸汽超過烘缸組所需的蒸汽，將造成壓力控制上的困難?！撓到y(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備：熱泵、汽水分離器、虹吸管等。圖2　海天測控公司的引射器供熱系統(tǒng)圖3　自帶調(diào)節(jié)器的熱泵　熱泵是用來將吹貫蒸汽再壓縮而送回原烘缸組的有效裝置。其構(gòu)造有兩種：一種本身帶有控制閥(如圖3所示)；也可以由一次蒸汽入口管線上的控制閥控制(圖4)。其噴嘴和喉口的尺寸必須根據(jù)烘缸組的壓力和負(fù)載精確計(jì)算后得出。設(shè)計(jì)喉口的尺寸，需要考慮在烘缸壓力最低時(shí)能處理大量混合蒸汽流體的容積；而設(shè)計(jì)噴嘴尺寸，則需要考慮其在烘缸壓力最高時(shí)能提供足夠的能量以做最大的壓縮功。一般，喉口的直徑不超過熱泵出口直徑的47%。否則，太小了，低壓蒸汽抽吸量降低造成“阻塞”現(xiàn)象，在控制上稱為“負(fù)增益”；太大了，當(dāng)烘缸壓力最高時(shí)，蒸汽的密度和速度最大，因而流體的容積不會(huì)將喉口充滿，蒸汽流則會(huì)因“亂流沖擊損失”而造成熱泵表現(xiàn)不佳。噴嘴過大，將在控制回路中帶來過高的增益及許多其它的問題。圖4　引射泵1-噴嘴 2-接受室 3-擴(kuò)散室 4-混合室　圖5　撓流棒　　汽水分離器的設(shè)計(jì)也是必須講究的。一般的吹貫蒸汽攜帶300%～400%的霧狀冷凝水，以超過1000m/min的速度進(jìn)入汽水分離器。使用老式的汽水分離器不能將汽水很好地分離，必將使大量的水重新經(jīng)過熱泵進(jìn)入烘缸，同時(shí)會(huì)造成對熱泵喉口的侵蝕及其它許多問題。因此高效率的汽水分離器對熱泵系統(tǒng)的操作是非常重要的。設(shè)計(jì)汽水分離器時(shí)必須根據(jù)該段烘缸負(fù)荷，即用汽量、用汽壓力、吹貫蒸汽流量、流速及冷凝水量等參數(shù)進(jìn)行精確計(jì)算?！　「鶕?jù)山東太陽紙業(yè)公司及浙江景興紙業(yè)公司等的使用結(jié)果，采用海天測控公司的引射器供熱系統(tǒng)后，噸紙蒸汽消耗可降低15%?！　庥幸慌_幅寬6500mm的紙機(jī)，抄造127g/m2瓦楞芯紙，使用GARDNER SYSTEM公司的熱泵和蒸汽吹貫系統(tǒng)后，車速從650m/min增加到880m/min，蒸汽消耗量增加非常少。5　改進(jìn)虹吸管的形式　　虹吸管有旋轉(zhuǎn)式、固定式等各種各樣，每種都有一定的適用范圍。選用時(shí)要根據(jù)紙種、紙機(jī)車速、冷凝水量的多少等為依據(jù)?！　∥覐S現(xiàn)有的虹吸管隨二手機(jī)而來，為旋轉(zhuǎn)式虹吸管。這種虹吸管在1000m/min以下車速時(shí)仍是適用的，但紙機(jī)車速在1000m/min以上時(shí)，則最好選用固定式虹吸管。因?yàn)?，?dāng)車速較高時(shí)，旋轉(zhuǎn)式虹吸管旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力與冷凝水排出的方向相反，產(chǎn)生排水阻力。所以高速紙機(jī)選用固定式虹吸管為宜?！　『缥芘c烘缸壁的距離決定著水環(huán)的厚度。距離越小，水環(huán)則越薄，熱效率就越高。虹吸管的口徑也必須根據(jù)冷凝水量的多少而計(jì)算得出。6　撓流棒的使用　　撓流棒使高速紙機(jī)烘缸內(nèi)壁的冷凝水環(huán)產(chǎn)生湍流，從而提高烘缸壁的熱傳遞效率。　　當(dāng)車速較低時(shí)，冷凝水環(huán)在烘缸內(nèi)壁會(huì)自然擺動(dòng)，產(chǎn)生湍流。隨著車速的提高，冷凝水環(huán)在烘缸內(nèi)壁的擺動(dòng)和湍動(dòng)也越來越小。密實(shí)的冷凝水環(huán)對熱傳遞形成了強(qiáng)大阻力，這時(shí)若使用撓流棒，就可以破壞水環(huán)，使水不斷地湍動(dòng)，可以有效地提高熱傳遞效果。約翰遜公司的撓流棒在烘缸內(nèi)安裝如圖5。在不同的車速下?lián)狭靼舻氖褂眯Ч杭垯C(jī)車速(m/min)干燥能力提高(%)30～5000500～6003～8600～10005～101000～12008～157　結(jié) 語　　要提高車速，首先應(yīng)把現(xiàn)有的設(shè)備使用好。最大限度地降低進(jìn)烘缸的水分，正確使用袋通風(fēng)和密閉氣罩?！　⌒率降臒岜每刂萍夹g(shù)克服了三段通汽的許多不足，可以非常有效地提高干燥能力，降低蒸汽消耗，改善操作條件，便于各組烘缸單獨(dú)調(diào)節(jié)，使干燥溫度曲線符合工藝要求。　　虹吸管的合理選用也是很重要的，要根據(jù)紙種、紙機(jī)車速、冷凝水量的多少等選用不同類型、不同口徑的虹吸管。　　撓流棒在車速較高的紙機(jī)上使用，可以破壞水環(huán)，提高傳熱效率。車速越高，效果越好?！　∩鲜龅母鞣N方法可以根據(jù)實(shí)際的干燥能力與所需的能力差距，逐步選用。改善蒸汽冷凝水系統(tǒng)對提高干燥能力、生產(chǎn)控制和節(jié)能都是比較有利的，在改造時(shí)可以優(yōu)先考慮。虹吸管和撓流棒，則可在統(tǒng)一設(shè)計(jì)之下根據(jù)需要逐步更換。