造紙機(jī)壓榨脫水增強(qiáng)裝置的研究及應(yīng)用

王雪峰

(浙江華邦特種紙業(yè)有限公司， 浙江 龍游 324400)

0 引 言

造紙機(jī)壓榨部的主要作用是用機(jī)械擠壓的方法降低濕紙幅的含水量，提高紙幅進(jìn)入干燥部的干度.此外，壓榨可以改善紙的表面質(zhì)量，增大成紙的緊度，紙的強(qiáng)度也有了一定程度的提高.傳統(tǒng)壓榨方式可使進(jìn)入烘干部的紙頁(yè)干度達(dá)到38%～50%，無(wú)法進(jìn)一步提高.國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明：紙幅出壓榨部時(shí)的干度每提高1%，烘干部能耗就可降低約4%左右,因此提高壓榨脫水的效率對(duì)于降低能源成本和增加造紙機(jī)的產(chǎn)量有著重要意義.目前國(guó)內(nèi)很多造紙企業(yè)采用在壓榨部添加蒸汽噴管或蒸汽加熱罩等裝置，對(duì)進(jìn)入壓區(qū)的紙幅進(jìn)行加熱，以提高紙幅干度，但這些裝置結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，存在傳熱效率較低、紙幅溫度難以控制、工作現(xiàn)場(chǎng)霧氣很大等缺點(diǎn).本文針對(duì)這些缺陷改進(jìn)了原有裝置的結(jié)構(gòu)，提高了傳熱效率，并采用PLC與winCC結(jié)合的監(jiān)控方式，不僅可按事先預(yù)置的溫度、壓力進(jìn)行自動(dòng)控制，而且提高了設(shè)備的可靠性，大大降低了烘干部的能源消耗，提高了成品質(zhì)量.

1 裝置概述

1.1 裝置特點(diǎn)

(1)大幅提高了出壓榨部的紙頁(yè)干度，增加了濕紙幅強(qiáng)度，減少了烘干部的蒸汽消耗，同時(shí)又不破壞濕紙頁(yè)的纖維結(jié)構(gòu).

(2)能有效改善橫向水分分布，降低橫向水分偏差，從而提高紙頁(yè)性能.

(3)設(shè)計(jì)采用壓榨了脫水增強(qiáng)裝置，使其擁有了更高的脫水效率，使得進(jìn)入烘干部的紙頁(yè)干度提高了2%～4%，從而減少了蒸汽消耗8%～16%，同時(shí)該裝置擁有更高的可靠性.

(4)降低了企業(yè)的初期投資成本，并降低了紙機(jī)運(yùn)行所需要的能耗，提高了紙機(jī)運(yùn)行的運(yùn)轉(zhuǎn)率.

圖1 箱體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

1.2 裝置的結(jié)構(gòu)

該裝置改變了傳統(tǒng)的敞開式結(jié)構(gòu)，采用液壓式封閉結(jié)構(gòu)，確保空氣不進(jìn)入系統(tǒng)，可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性.箱體全部采用2 mm厚度的不銹鋼焊接.整個(gè)箱體用隔板分成兩個(gè)在紙幅運(yùn)行方向空間不等的飽和蒸汽室及恒溫室和可變溫控室，如圖1所示.可變溫控室在紙幅幅寬方向又等分為10個(gè)小室，各室內(nèi)都裝有壓力傳感器和溫度傳感器.恒溫室采用箱體前后手動(dòng)閥調(diào)節(jié)室內(nèi)壓力來(lái)控制溫度和飽和蒸汽的噴放量，避免空氣隨紙頁(yè)運(yùn)行進(jìn)入系統(tǒng)并同時(shí)對(duì)紙幅進(jìn)行預(yù)加熱.可變溫控室的飽和蒸汽噴放量是由每個(gè)小室上的電動(dòng)小口徑單座調(diào)節(jié)閥來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)的，通過壓力傳感器和溫度傳感器采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可按事先預(yù)置的溫度、壓力進(jìn)行程序控制并在人機(jī)界面上直觀顯示，以滿足紙幅橫向水分定量自動(dòng)調(diào)節(jié)和操作人員的要求.

1.3 壓榨脫水增強(qiáng)裝置的原理

根據(jù)紙幅壓榨脫水機(jī)理(如圖2所示)，紙幅脫水主要是通過毛細(xì)管作用和垂直方向壓力梯度所導(dǎo)致的，紙幅在通過箱體時(shí)飽和蒸汽迅速在紙幅內(nèi)冷凝使其實(shí)現(xiàn)快速加熱，紙幅中的水溫就會(huì)升高，水的粘度和表面張力降低，同時(shí)紙幅纖維軟化.增加纖維間結(jié)合表面積，增強(qiáng)整個(gè)脫水過程毛細(xì)管作用和垂直方向的壓力梯度，可使紙幅中的水更容易被擠壓脫出.壓榨部紙頁(yè)溫度每升高10 ℃，進(jìn)入烘干部的紙頁(yè)干度就會(huì)增加一個(gè)百分點(diǎn)，干燥部就會(huì)少蒸發(fā)紙頁(yè)4%的水分，從而會(huì)大大降低干燥部蒸汽的消耗.

圖2 壓榨脫水機(jī)理 圖3 裝置安裝結(jié)構(gòu)圖

2 安裝位置

作者所在公司紙機(jī)壓榨部采用三道壓榨工藝，即預(yù)壓、正壓、光壓，將所設(shè)計(jì)的壓榨脫水增強(qiáng)裝置各箱體分別安裝在預(yù)壓和正壓兩個(gè)壓區(qū)前200～250 mm位置處，固定在紙機(jī)支架上，如圖3所示，通過液壓缸使箱體達(dá)到運(yùn)行位置(距紙頁(yè)5 mm處)或維修位置，即可使其達(dá)到預(yù)期效果.

3 使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)

在使用過程中，應(yīng)及時(shí)、定期清洗，清理箱體內(nèi)外，防止箱體內(nèi)表面或箱體內(nèi)粘有紙毛，防止紙毛堵塞蒸汽噴嘴或紙病產(chǎn)生.

4 結(jié)束語(yǔ)

通過壓榨脫水增強(qiáng)裝置在作者所在公司試驗(yàn)機(jī)和2#機(jī)的實(shí)際應(yīng)用和改進(jìn)，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，此裝置有著顯著優(yōu)越的性能.新的蒸汽噴射系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和密封區(qū)取代了傳統(tǒng)的蒸汽簾，蒸汽云霧現(xiàn)象已基本消失，具有良好的熱傳遞效率，有效地提高了進(jìn)入干燥部濕紙頁(yè)的干度，濕紙頁(yè)干度由原來(lái)的49%左右提高到了53%左右，烘干部蒸汽能耗降低約16%左右，同時(shí)濕紙頁(yè)的強(qiáng)度和成紙表面物理性能也有明顯提高.壓榨脫水增強(qiáng)裝置的研發(fā)和使用大大降低了烘干部的蒸汽消耗，有效降低了紙頁(yè)的干燥成本，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的盈利潛能.

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