纸机封闭式气罩及其设计要点.pdf

纸机封闭式气罩及其设计要点 周乐才 泰格林纸集团技术中心 湖南 岳阳 4 1 4 0 0 2 ) 摘键要 简述了纸机封闭式气罩 在纸机干燥过程中的作 用 常见气罩的结构 型 式和特点 气罩排风的 气- 气热回收 气- 水热 回收 气- 乙二醇溶液热 回收 气罩通风系统的 自动调节控制 并结合 生产实际对封闭式气罩 的设计要点进行了一些 探讨 关键词 封闭式气罩 温度 湿 度 露点 零位 水分 中图分类号: t s 7 3 4 +. 8 工艺 文献标识码: b 工艺 文章编号: 1 0 0 7 - 9 2 1 1 ( 2 0 0 6 ) 1 0 - 0 0 5 4 - 0 4 干燥干燥部通风系统的性能严重影响纸机运行效率 生产能耗和产品质量 由于纸机车速的不断增加 干 燥部气罩内的气流形式越来越复杂 流入空气的处理 难度也越来越大 封闭式气罩的正常运行在纸机的运 行中已处于举足轻重的地位 封闭式气罩的效率直接 影响到纸机的正常运行 1新气罩的种类 结构形式及特点 干燥干燥部通风系统的设计 主要参数是气罩排出水气 的湿度 气罩的结构形式及密封性能对气罩排出水气的 湿度有非常大的影响 干燥部低湿度运行需要有较高的 排气量和较高的供风量 合理的结构形式和好的密封性 能是高效气罩的保证 气罩按结构形式分为开放式气罩 和封闭式气罩 1.1机开放式顶盖气罩 干燥这是最简单的一种气罩形式 即在干燥部上方装一 个顶盖 很多罩盖只用低绝热值的板材制成 要用高排气 量才能防止冷凝 也有采用外加保温护板 以提供较好的 绝热性能 其湿度可略为提高 这类气罩一般都不是紧密 地装配到干燥部的 泄漏是最大的问题 为了捕集水气和 防止冷凝 排气量的设计值非常大 干燥开放式顶盖气罩设计的排气湿度范围为0 . 0 4 0 . 0 7 k g 水 / k g 干空气简易的罩盖排气湿度约为0 . 0 4 k g水 / k g干空气带保温护板简易的罩盖排气湿 度约为0 . 0 7 k g 水 / k g 干空气每蒸发1 k g 水约需 1 3 k g 空气 由于高气流量通过干燥部而使能耗增加 高排 气量必须与加热建筑物的供风量相平衡 从而增加了建 筑物的热负荷 低排气温度又使热回收费用增加 多数是 不可取的 在新型纸机上已很少使用开放式气罩 许多老 纸机仍在用开放式气罩 但它们正逐步被效率更高的封 闭式气罩所替代 1.2机中湿度封闭式气罩 干燥这种气罩形式在北美最为通用 气罩由操作楼面上 的一个保温密闭罩所组成 前面用升降屏和后面用滑移 屏作为操作楼面上干燥部的进出口 气罩还包括干燥部 底面不保温的密闭底板 密闭底板的作用是防止从底板 漏气 如果没有密闭底板 操作楼面上的封闭气罩将会 升压干燥部内的自然烟囱效应造成 升压 作用 密封 周乐才 工程师 主要从事制浆造纸 机械设计与研发工作 t e c h n o l o g y 技术进步 机械设备 5 4 第2 7 卷第1 0 期 2 0 0 6 年1 0 月 万方数据 底板可限制气流量并防止升压作用 早期设计的封闭式气罩 排气湿度约0 . 0 9 k g水 / k g干空气大多数中湿度气罩目前在0 . 1 1 0 . 1 3 k g 水 / k g干空气 范围内运行 蒸发每千克水约排出空气 1 0 k g这种气罩的典型排气温度为8 0 干球温度和5 9 湿球温度 中湿度封闭气罩所回收的热量 通常对北方 气候很有吸引力 其回收热量常用于预热气罩供风 加热 生产用水和加热建筑物补充空气 1.3机高湿度封闭气罩 己二高湿度气罩的整体结构和布置形式与中湿度气罩基 本相同 但在制造和材料的选用上更为讲究 中湿度气罩 使用的企口接合的保温板不宜在高湿度环境下长期使 用 并有密封不严和渗漏的问题 高湿度气罩使用高绝热 值板材 耐高温橡胶等材料 并且能很好地密封 基本上 解决了中湿度气罩升降门密封不严和气罩渗漏的问题 高湿度气罩可减少能耗 且非常利于热量回收 干燥高湿度气罩设计的排气湿度约为0 . 1 6 0 . 1 7 k g 水 / k g干空气蒸发1 k g 水约消耗7 k g 空气 典型的排 气温度为8 5 干球温度和6 2 湿球温度 干燥高湿度气罩的主要优点是 减少经过气罩的空气流 量及空气流量对纸页运行产生的影响 可以更好地控制 流经干燥部的空气 满足高速纸机运行的需要 2新 封闭式气罩通风系统的控制 干燥为了有效调节和控制气罩内的气流和压力 控制排 风温度和湿度 更好地满足在不同季节和不同工作状况 时对通风系统的需求和节省能源 纸机通风系统设置自 动调节控制系统 并由纸机d c s 系统控制 以方便管理 2.1机排风露点 排风量 控制系统 纸浆在排风管上装设温 湿度检测及变送器 通过检测排 风的温度和湿度 并传送信号进入d c s 系统 由d c s 系统 控制排风机上的变频器 以调节排风量 从而达到稳定排 风温度和湿度的目的 2.2机气罩零位 送风量 控制系统机 纸浆在气罩内设置有零位检测装置 通过检测气罩实际 零压点的位置 由d c s 系统控制送风量 如零压点高于设 定位置值 则通过d c s 系统控制送风机上的变频器增加 送风量 如低于设定位置值 则减少送风量 2.3机气罩送风温度控制系统 己二送风管上设有温度检测及变送器 通过检测送风的 温度并传送信号进入d c s 系统 由d c s 系统温度控制程 序通过信号调节蒸汽管上的气动调节阀 以调节送风温 度或保证送风温度的恒定 2.4机热回收喷淋定时控制系统机 己二气气热回收装置采用自动喷淋清洗系统 由d c s 系统定时程序控制 每隔8 h 清洗1 m i n 2.5机提升门控制系统机 己二气罩提升门和断纸信号连锁 发生断纸时则由d c s 系统来控制电动提升门自动提升 气罩提升门还可通过 纸机操作台上的手动按钮来开 闭 2.6机气罩内消防控制系统 己二在气罩内设置有温度检测装置 通过检测气罩实际 温度 由d c s 系统控制蒸汽消防开关 当气罩内温度达到 起火温度时 变送器根据检测的信号发出报警 d c s 系统 关闭排风 送风系统 并打开蒸汽消防电动阀 向罩内喷 射蒸汽以达到灭火目的 3新封闭式气罩排风热回收 干燥封闭式气罩的排风温度一般在8 2 左右 含湿量在 01 6 k g ( 水) / k g干空气 左右 每千克排风中焓为5 0 7 k j 一个年产量为十万吨的纸机 封闭式气罩的排风量约为 1 5 0 0 0 0 k g / h 左右 不同纸种的纸机会有所不同每小时 排风中的热焓约为7 6 0 5 0 0 0 0 k j , 相当于3 3 吨蒸汽的凝结 放热量 热焓值是相当可观的 直接排掉 能量浪费很大 由于密闭气罩的使用 排风温度和含湿量均较高 这为排 风的热回收创造了条件 通常将排风进行如下三级热回 收 3.1机第一级气气热回收 己二用排风来预热气罩内送风系统 这种热回收的利用 价值最高 一年四季都在回收热量 是任何封闭式气罩排 风都必须设置的 因为设置这样一套热回收装置 其投资 在不到一年的时间就可以收回 第一级气- 气热回收装 置 采用管式换热器 由于是气- 气换热 换热系数小 回 收热量比较有限 一级热回收装置回收的热量只占排风 总热焓的6 左右 经过一级热回收后 送风温度可达6 0 左右 排风温度在6 2 左右 排风热焓仍然很高 3.2机第二级气水热回收 己二第二级热回收装置一般是用排风来加热工艺用水 工艺上洗毛毯要用大量热水 如果用蒸汽来加热清水则 要消耗大量的蒸汽 完全可以利用排风来加热这部分水 第二级热回收是气- 水热回收 采用不锈钢换热管 气水 换热系数较高 回收热量较高 且是全年运行 二级热回 收的投资一般都可以在半年内收回 经过二级热回收装 置后 水温可达4 5 左右 排风温度约4 5回收的热量 约占排风总热焓的2 0经过二次热回收后 排风的热焓 仍然较大 但由于温度低 回收的价值已不大 只有采暖 室外计算温度低于- 1 5 的地区才考虑设第三级热回收 3.3机第三级气乙二醇溶液热回收 技术进步 t e c h n o l o g y 机械设备 5 5 china pulp 零位 以上 空 气是从罩内向罩外流动 为了能使气罩在提升门打开时 气罩内的热湿气体不外溢出来污染车间环境 同时 也不 让车间内冷空气大量地进入气罩影响气罩内的高温环境 气罩零压点位置一般稳定在二楼楼面约2 . 5 处 且提升 门上沿以上的罩体 密封性应非常好零位 的高低取决 于气罩送风量和排风量的大小零位 调节则是通过装在 罩体上的 零位 检测装置控制送风量大小来实现的 干燥在纸机烘干部的不同位置 纸幅干燥速率不同 设计合理的干燥曲线 见图) 是提高纸机运行效率和 产品质量的基础 故通风系统设计时应能根据需要调 节不同位置的通风量即送风量和排风量 干燥排风系统是整个烘干部通风系统的设计基础 排 风系统的露点控制是保证密闭气罩能正常运转 杜绝 气罩顶板的凝露滴水的前提 排风系统设计的关键在 排风总量设计时排风总量有足够的可调余量 排风总 量由d c s 系统根据排风总管上的温度 湿度检测及变 送器的温 湿度信号 由变频器控制风机的转速达到调 节排风总量的目的 排风总量参数根据纸机的参数衡 算 可调余量设计时控制在排风总量的1 0 % 2 5 %排风 设计时温度 含湿量 露点温度参数如下 温度8 2含 湿量0 . 1 4 k g水 / k g干空气露点温度5 8 . 5烘干 部不同部位的排风量 在气罩内汇风道侧面的调节风 门进行手动调节 满足烘干部纵向各位置的排风量 汇风道设计是否合理直接影响干燥曲线布置 干燥送风系统主要由袋区送风系统和稳纸吹风系统组 成 其主要设备是袋区吹风箱和稳纸吹风箱 袋区送风系 图1 气罩结构 图2 干燥曲线 t e c h n o l o g y 技术进步 机械设备 5 6 第2 7 卷第1 0 期 2 0 0 6 年1 0 月 万方数据 统新风来自室外先经初效过滤再经热回收装置 然后用蒸汽加热到所需温度 每个袋区吹风箱的风量 可以通过吹风箱进口管路上的风阀手动调节 供风温 度通过设在蒸汽型加热器的进气管上的气动调节阀门 进行自动调节 稳纸吹风箱送风系统的风取自气罩排 风总管 通过稳纸吹风箱又送回到气罩内 不同位置 的送风量通过吹风箱与排风相应调节 袋区送风系统 设计是否合理直接影响纸幅的横幅水分的分布 4.3机纸幅进出气罩口凝露滴水的问题 干燥纸幅进出气罩口凝露滴水是气罩设计时最头疼的 事 为解决纸幅进出气罩口凝露滴水的问题 国内外 气罩生产商开发设计了各种高效率的吹风箱安装在纸 幅上部 形成风幕阻挡纸幅上部气罩内外空气对流 在纸幅下部安装活动提升门既方便引纸又阻挡纸幅下 部气罩内外空气对流 在设计时还应考虑随着季节变 换和气温的变化吹风箱风温风量风压的可调性 将纸幅进出气罩口凝露滴水现象降低到最小 目前较 先进的结构如图 4 . 4机气罩设计时应充分考虑内部的照明 消防等设 施外观美观协调和耐用 己二封闭式气罩内应具备完整的低压照明系统和自动灭 火系统 以满足消防 照明要求 干燥气罩内照明系统为防雾防爆低压照明灯 耐温电缆 干燥气罩内消防系统一般是蒸汽消防系统 在气罩顶部 设有多个温度检测及变送器并接入d c s 系统 由d c s 控 制排 送风系统 当排气温度过高时 安装在排风管道上 的火灾探测器向控制柜发出报警信号 此时 排风 通风 系统停止运行 提升门关闭 气动蝶阀启动 消防蒸汽 蒸 汽压力为0 . 5 m p a向干燥部喷射出以隔离空气 从而达 到消防的目的 干燥气罩在造纸车间内所占面积很大 是纸机永久性的 衣裳气罩的外观直接影响整个造纸车间内部美观 协 调 因此气罩外观设计在满足使用功能的前提下还要求 美观 协调和耐用 5新结语 干燥纸机干燥部配置高效封闭式气罩 能改善生产环境 降低生产能耗 提高纸机效率和产品质量 目前国内外纸 机生产商在纸机干燥部通风及气罩设计时应用了大量的 新技术 新材料 使纸机干燥部通风系统及气罩的性能日 趋完美 以满足高效率 高车速纸机运行的需要 收稿日期2 0 0 6 - 0 4 - 2 0 图 纸幅进出气罩口结构 技术进步 t e c h n o l o g y 机械设备 5 7 china pulp temperature; humidity; dew point; zero point; moisture 破坏t k - 1 湿强解离剂是一种专门用于各类湿强纸解离的高科技产品 能有效分解破坏纸张湿强度, 彻底 解决你打浆困难, 解离完成后无须洗涤, 可直接抄造, 大大降低你的成本 外观: 白色粉末 固体成分: 9 8 % p h 值: 7 . 5 用量: 0 . 3 % 0 . 9 % ( 以绝干浆计) 使用方法: 添加位置可选在碎浆机 将水温升至6 5 度以上, 加入片碱, 调整水体系p h 值为1 0 以上, 然后 加入废纸, 再加入t k - 1 湿强解离剂即可 搅拌时间