低濃打漿磨片優(yōu)化的案例分析

遲立新 劉萬玉 臧秉清

(丹東鴨綠江磨片有限公司，遼寧丹東，118009)

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·低濃打漿磨片優(yōu)化·

低濃打漿磨片優(yōu)化的案例分析

遲立新 劉萬玉 臧秉清

(丹東鴨綠江磨片有限公司，遼寧丹東，118009)

打漿在造紙過程中起到重要作用，磨片對纖維的作用效果直接影響著成紙質(zhì)量，同時打漿能耗也是各個工段中最多的。本文分析了低濃打漿磨片的優(yōu)化改進，以生產(chǎn)實際案例說明選擇合理低濃打漿方案，可以降低成漿能耗，提高纖維結(jié)合力，改善紙張性能。

低濃；打漿；磨片；優(yōu)化方案；能耗

(*E-mail: chili_xin@163.com)

在造紙生產(chǎn)流程中，打漿是一個重要過程，打漿是通過打漿設(shè)備來實現(xiàn)的。打漿設(shè)備是使待處理的纖維在通過相對運轉(zhuǎn)的磨片間隙時承受復(fù)雜的機械作用，使纖維的形態(tài)發(fā)生變化。在這個過程中纖維發(fā)生變形、潤脹、壓潰、切斷和細纖維化等，最終達到所需的打漿度，以滿足紙機生產(chǎn)要求，使紙張獲得良好的成形，以改善紙張勻度和強度等物理指標[1-3]。

本文分析了低濃打漿磨片的優(yōu)化改進，通過改進磨齒寬度、齒槽寬度等磨片參數(shù)來滿足不同打漿的需求。目前在上網(wǎng)前漿料打漿通常選用低濃打漿設(shè)備，主要有雙盤磨漿機、錐形磨漿機、圓柱磨漿機等，在這些設(shè)備中對纖維起到核心作用的就是磨片，打漿方案優(yōu)化最終就是落實到磨片齒形的合理選擇。

本文介紹了丹東鴨綠江磨片有限公司(以下簡稱本公司)為造紙企業(yè)優(yōu)化設(shè)計的打漿方案及效果，以供參考。

1 實際案例

1.1 案例一

某銅版紙生產(chǎn)廠，用3臺GDR26(韓國產(chǎn)磨漿機)串聯(lián)，對短纖維漿(進口LBKP)進行打漿，磨漿機配備電機為300 kW，打漿濃度為4.0%～4.2%，成漿打漿度為28～32°SR，日產(chǎn)量為250～300 t，磨片使用壽命為2～3個月。該廠需要解決的問題為：提高產(chǎn)量，降低電耗。

表1為該廠打漿方案優(yōu)化前后的情況對比。從表1中可以看出，優(yōu)化后磨片的直徑、磨齒寬度、齒槽寬度都進行了改變，且打漿工段由原來的3臺串聯(lián)方式改為2臺串聯(lián)方式，直接節(jié)省1臺磨漿機，且打漿時電流降低4 A，約為10%，直接經(jīng)濟效益就是每月可以節(jié)省電量。節(jié)省的電量W計算如下：

設(shè)W1為優(yōu)化前的每月用電量；W2為優(yōu)化后的每月用電量。

表1 某銅版紙廠打漿方案優(yōu)化前后情況對比

表2 湖北某企業(yè)打漿方案優(yōu)化前后磨片情況對比

圖1 湖北某企業(yè)磨片優(yōu)化前后的齒形圖

表3 山東某企業(yè)打漿方案優(yōu)化前后對比

圖2 山東某企業(yè)磨片優(yōu)化前后的齒形圖

W1=1.732×U(工作電壓)×I(工作電流)×H×10-3×N(磨漿機臺數(shù))=1.732×6300(V)×38(A)×10-3×22(h/d)×30(d/月)×1(月)×3(臺)=820988(kWh)

W2=1.732×U(工作電壓)×I(工作電流)×H×10-3×N(磨漿機臺數(shù))=1.732×6300(V)×34(A)×10-3×20(h/d)×30(d/月)×1(月)×2(臺)=445193(kWh)

W=W1-W2=375795(kWh)

方案優(yōu)化途徑為：增加磨漿機磨片的直徑，增加有效打漿面積約為33%，新設(shè)計的磨片齒形，提高了磨片的切斷長(cutting length：磨片的切斷長是指磨漿機轉(zhuǎn)刀齒與定刀齒交會的長度)，提高了纖維分絲帚化效果。

因此，該廠打漿方案的優(yōu)化結(jié)果為：該條生產(chǎn)線的直接經(jīng)濟效益是每年電費可以節(jié)省資金過百萬元，同時優(yōu)化后的成紙指標略有提高，同時減少了長纖維漿的用量；優(yōu)化前的打漿時間是每天22 h，優(yōu)化后的打漿時間是每天20 h，滿足了生產(chǎn)用漿量的要求；盡管優(yōu)化后磨片的價格較優(yōu)化前有所提高，但成紙的綜合成本降低，綜合提升了企業(yè)市場競爭力。

1.2 案例二

湖北某生活用紙生產(chǎn)企業(yè)，其中有一條生產(chǎn)線的打漿設(shè)備是安德里茨公司生產(chǎn)的DDR20型雙盤磨漿機。該廠采用單臺磨漿機用來處理長纖維漿(進口NBKP)，在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)成漿的纖維分絲帚化效果不是很理想，經(jīng)與本公司交流后，本公司提供了一種優(yōu)化方案。表2為該廠打漿方案優(yōu)化前后的磨片情況對比。圖1為磨片優(yōu)化前后的齒形對比。

本公司提供的優(yōu)化方案在該廠使用一個周期后，得到了較好的效果：與優(yōu)化前的磨片相比，使用優(yōu)化后的磨片后，成紙強度得到改善，說明磨片對纖維的分絲帚化效果提高；通過統(tǒng)計，該廠打漿能耗降低2.8%，磨片使用壽命比優(yōu)化前增加了11%。

1.3 案列三

山東某生產(chǎn)特種紙的企業(yè)，打漿優(yōu)化前使用的是4臺DD720磨漿機和2臺DD660磨漿機串聯(lián)，用來處理長纖維漿和短纖維漿的混合漿(進口漿板)。

表3為該企業(yè)打漿方案優(yōu)化前后的情況對比。圖2為磨片優(yōu)化前后的齒形對比。

從表3可見，該優(yōu)化方案明顯之處就是由原來的4臺DD720磨漿機+2臺DD660磨漿機串聯(lián)，優(yōu)化后改為4臺DD720磨漿機串聯(lián)，一次完成打漿，且成漿指標完全滿足成紙要求，同時打漿電流由原來的440 A減少到優(yōu)化后的380～400 A，這個結(jié)果使該廠非常驚喜。粗略估計每年的電費可以節(jié)省近百萬元，同時提高了設(shè)備使用率，滿足各個紙種的打漿需求。

2 分析與總結(jié)

通過以上優(yōu)化打漿方案的成功案例，分析得到：

(1)在案例一中，優(yōu)化前磨片選用的材質(zhì)硬度較高，磨片硬度在52～56 HRC，而優(yōu)化后磨片使用的材質(zhì)硬度偏低，磨片硬度在40～45 HRC，這說明磨片的使用壽命不完全因為硬度低而降低，通過改變磨齒的設(shè)計，增加打漿面積，即增加了磨片間的漿層厚度，改變了纖維在磨片間的運行軌跡和打漿時的比壓，也能夠增加磨片使用壽命。

(2)在案例二中，優(yōu)化后的磨片由于磨齒傾角發(fā)生改變，延長了纖維在磨片間的停留時間，提高了纖維分絲帚化率。

(3)在案例一和案例二中，都適當?shù)丶哟罅四テ睆?，提高了有效打漿面積，通過提高打漿面積來提高纖維與磨片磨齒的接觸幾率，提升了打漿效率，從而提高了打漿產(chǎn)量，降低了打漿能耗。

(4)在案例一和案例二中，新設(shè)計的磨片齒形，由于磨片的切斷長增加，提高了打漿效率。

(5)在案例三中，在沒有改變磨片直徑的情況下，通過增加磨片切斷長和磨齒傾角等設(shè)計，并優(yōu)化打漿方式，從而完成了打漿任務(wù)，同時降低打漿電流。

3 注意事項

優(yōu)化打漿磨片的齒形和設(shè)計后，在打漿操作中應(yīng)注意以下事項。

(1)由于磨片的磨齒發(fā)生了變化，磨片材料做了改變，在使用過程中要嚴防磨片無間隙磨漿，否則會損壞磨片，影響生產(chǎn)。

(2)由于打漿面積的改變，適當調(diào)整磨漿機進漿口閥門和出漿口閥門的開口度以及電流(一般情況下電流都會下降)；開機過程中嚴密觀察和檢測各個磨漿機出口的打漿度(游離度)，如果達到相關(guān)指標要求，要及時降低打漿電流；如果是多臺磨漿機串聯(lián)打漿，可以根據(jù)成漿打漿度或游離度情況來確定是否可以減少一臺磨漿機，防止過度打漿造成能源浪費、過度細纖維化和產(chǎn)生不合格產(chǎn)品。

[1] LIU Chang-en.Pulp-Refining Theory and Equipment in Paper Industry[M].Harbin: Heilongjiang Science Press, 1994.劉長恩.造紙工業(yè)中磨漿理論與設(shè)備[M].哈爾濱： 黑龍江科學(xué)出版社， 1994.

[2] WEI Hongmei.Beating of Acacia Wood Pulp[J].Word Pulp and Paper, 2006, 25(5): 53.魏紅梅.相思木漿的打漿[J].國際造紙， 2006, 25(5)： 53.

(責任編輯：常 青)

Improvement and Optimization of the Disk Using For Low Consistency Refining

CHI Li-xin*LIU Wan-yu ZANG Bing-qing

(DandongYalujiangGrindingCo.Ltd.,Dandong,LiaoningProvince, 118009)

Low-consistency beating plays a very important role in paper production, the disk of refiner directly influences the paper quality and energy consumption.This paper discussed the improvement and optimization of the disk using for low consistency refining and introduction the practical application example of the optimized disk in low consistency beating.

low consistency; refining; refiner disc; optimized plan; energy consumption

遲立新先生，高級工程師；主要從事磨片生產(chǎn)和設(shè)計工作。

2015-06-15(修改稿)

TS752

A

10.11980/j.issn.0254-508X.2015.11.009