南纸高速新闻纸机的设备选型和生产实践.docx

南平造纸厂有4台3150mm新闻纸机 1958年投产两台 车速为450m/min 1982 年又投产两台 车速为560m/min 早期采用75%马尾松GP和25%BKP生产新 闻纸 厂内有一条140t/d硫酸盐化学浆生产线 365t/d 的GP生产线 1995年7月投产了100t/dDIP生产线 1997 年12月投产了200t/dTMP生产线 以4种浆配比生产新 闻纸 最高年产量15万t左右 这4台长网纸机虽经过技术 改造 但设备陈旧 产品质量欠佳 消耗成本较高 影响 新闻纸市场的竞争力 因此在 九五 期间 上马了胶印 新闻纸技改项目 1999年12月17日一次试车顺利出纸 试车时车速在1250 1300m/min 2000年12月最高车速 已达1700m/min 新闻纸质量好 运行效率高 取得了很 好的经济效益1 纸机的选型纸机的选型在于选择纸机的装备水平 宽度和车速 当时考虑到国内的维修加工能力 宽度定在5.5m(引 进芬兰的200t/d纸机宽度也是5.5m) 按配1台复卷机来 确定纸机车速为1200m/min 提出了年增产12万t新闻 纸技改项目 请芬兰维美德公司 德国福依特公司和美 国伯洛依特公司报价 在头一轮的报价中 这几家公司 都以纸机宽度5.5m 车速1200m/min,配备了堰板调节 流浆箱 四辊三压区加第四道压榨 前单层 后双层烘 缸 或上 下单层烘缸交错排列 四辊的硬压光等 在多 次与外商的技术交流中 我们了解到现代新闻纸机新装 备新技术 从投资和增加产量来看 提高纸机的车速比 增加宽度合算 后来的报价中 供应商逐步推出白水稀 释流浆箱 宽区压榨 单层烘缸和软辊压光等新设备 但 采用这些新设备需要考虑的问题有(1)白水稀释流浆箱用调节浆料浓度方式控制纸页 的横幅定量 灵敏度高 效果好 但价格贵 调节浓度的 稳定性也不易确定(2)宽区压榨用增加压榨时间提高纸幅的干度 但对 纸幅的平滑度 运行性能 靴套的使用寿命 是否要与软 压光匹配使用 需要考察(3)单层烘缸断纸时不堵缸 但纸幅单面与缸面接触 干燥 对纸幅平滑度两面差和纸幅的翘曲问题有待解 决第一作者简介 叶世城 福建省南纸股份有限公司开发工程公司副总经理兼设计室主任13China Pulp & Paper I ndustry Vol.22,No.7 Jul.,2001叶世城徐世荣设备选型和生产实践纸高速新闻纸机的提 要 简要介绍福建省南纸股份有限公司高速新 闻纸机(PM5)的选型过程 装备水平以及试生 产情况关键词 南纸PM5纸机 设备 选型 生产实践技术进步 (4)浆料中DIP配比在50%以上时是否都要配软压水量占成形部脱水量的45% 55% 而成形辊脱水量占外网的70% 纸幅出网部的干度在15% 18% 成形器可 通过多处真空装置 浆网速比(约1.04)来调节纸幅的两 面脱水量以及控制纸幅匀度 填料的分布 短纤维和填 料留着率等 是国内新闻纸匀度最好的纸机光(5)我们能否管理好1600m/min车速的纸机1997年9月 南平纸厂组织有关领导和技术人员赴 欧洲考察 先后参观了3家供应商的纸机制造厂和瑞典 布莱维肯等几家现代新闻纸厂 为我厂PM5选型提供了 宝贵的资料和实践经验通过考察和认真的讨论 最后确定纸机的设计车速1800m/min,工作车速1600m/min 宽度5.5m 并通过国 际招标选用了Valmet公司提供的优化概念(Opticoncept) 的纸机2 纸机的特征2.1 白水稀释流浆箱传统流浆箱是用螺杆调节唇板开度的方式来控制 纸幅的横幅定量 这种用改变流量大小的方法势必造成 网案上浆流速的局部差异 影响纤维的定向分布 而且 为了防止唇板塑性变形 一般采用3点式调节方式 这就 造成横幅定量变化的宽度范围大 从而导致唇口浆流横 向窜动 影响纸页的成形 Valmet公司的OptiFLO白水 稀释流浆箱如图1所示图2 Optiformer夹网成形部1-胸辊 2-成形辊 3-加载脱水板 4-脱水板靴5-真空伏辊 6-真空吸水箱2.3 靴型压榨压榨是限制纸机车速提高的瓶颈 通常以增加压榨 道数和线压力来提高纸页的干度 增加湿纸强度 减少 断头 改善压榨部的运行性能 试验表明 纸幅干度大小 与压榨冲量成正比 而压榨冲量是平均压区压力与纸页 通过压区时间的积 也可以是压区线压除以车速求得 对压榨纸幅干度来说 停留压区的时间比峰值压力更重 要 宽区压榨就是根据这个原理设计的 解决压榨纸幅 断头的另一办法是采用真空引纸 使湿纸幅强度和引纸 外力分离(见图3) 消除离心力 摩擦力 重力和石辊上剥 离力等的影响 Valmet公司的Optipress压榨就是集上述 两个原理设计的 见图4 这种压榨只有二道压区 第一 压区上辊是SymZL辊 下辊为SymZS 是自加载辊 加压 时 辊壳压向上辊表面 成形设计线压200kN/m 第二压 区是宽区压榨 上辊为靴式辊 下辊为SymZL辊 加压时 靴板压下 形成1000kN/m的设计线压 第二压区下辊是 传送带 不脱水 主要消除纸幅出二压回湿问题 可减少 一个引纸真空辊和传动点 纸幅进烘缸的干度可达50%图1 OptiFLO流浆箱它是通过改变局部浆料浓度来控制横幅定量 在流浆箱的横向上每隔60mm就有一个白水稀释区 每个白 水稀释区有独立的稀释水管 稀释白水量是通过电机执 行机构和阀门来调节的 由于白水在孔板的节流孔处与 浆料混合 其加入点远距唇板口 又没有改变流量 因此 不影响喷浆口流速 使流浆箱落浆点稳定 横幅定量误 差小 控制精度高2.2 Optiformer夹网成形部 图2是Valmet公司最新的垂直间隙成形器 脱水区较短(约2.6m) 为了纸幅两面脱水量趋于相等 成形辊和 真空伏辊布置在外网和内网上 为了改善纸页的成形 在内网上增加加载脱水板 它与外网上的脱水板靴产生 压力脉冲 当车速超过1500m/min以上时 需要增设真 空吸水箱 防止纸页脱离网面 这种排列的网部 外网脱图纸机车速变化与引纸外力和湿纸强度的关系Optipress 直通式压榨试车时 车速提高到1400m/ min时 第一压榨出现振动 不能正常运行 后14中华纸业 第 22 卷第 7 期 2001 年 7 月技术进步 将下辊SymZS的加压部分和可控部分的油路分开 改刚性联轴器为挠性联接器 以及采用自动毛布摆动装置 (cocking system)等得以解决 第二压榨原进压区前的 毛布和传送带借助上压辊将毛布贴紧传送带 因毛布和 传送带运行性能不同 取消了上压辊 使之分离 由于这 种改变 笔者认为这将引起毛布包下辊的包角不够 使 二压辊子运行不够理想 Valmet公司已提供了将二压中 心提高250mm的修改图 并在适当的时候停机改造辊压光机配二道压区 第一道硬辊(热辊)在上 软辊在下 第二道则相反 加压靠下辊上的油压缸来实现 线压 控制在110kN/m左右 4根辊都单独配有电机驱动 热辊 是可控辊 第一道辊分成38个区 第二道辊分成8个区新闻纸的热辊温度只需120用水作加热介质即可 但需要0.7 0.8MPa的蒸汽 为了稳妥 我们采用油加热系统 温度可达到150实际生产运行中 纸幅正反面平滑度差可趋于0 纸幅水分可提高到8%以上2.6 卷纸机 一台好的卷纸机要能保证纸卷内外松紧一致 纸卷的直径要尽量大 以减少换卷的时间 损纸要少等 Valmet公司的Optireel Plus型卷纸机能卷直径3.7m纸 卷 如图6所示 它的最新卷取概念是控制母卷的3个主 要参数 卷取缸与母卷之间的压区加载线压 纸幅的张 力和圆周力 其卷取始终是自动控制的 当一根空的纸 轴从纸轴架下来被卷取主臂锁紧夹夹紧并压向卷取缸 卷取开始时 中心主传动装置(在操作侧)开始提供转矩 母卷慢慢变大后 辅助滑架加载母卷的载荷 母卷较大 时 中心辅助传动(在传动侧)开始提供转矩 通过上述的 功能控制使母卷在正常运行或换卷时 能保持内外紧度 一致图4 Optipress直通式压榨2.4 干燥部(SymRun)为了解决纸页断头堵缸难以清除的问题高速纸机的干燥部出现了单层排列的烘缸部 为了防止纸页运行时抖动造成断头 采用了单干毯传动 使纸页贴紧在干 毯的表面上 SymRun干燥部是单层缸排列 如图5所示 上层有 1830mm烘缸32只 下层有 1500mm真空辊31 只 共7组烘缸 烘缸组是靠最后两个烘缸和一个真空辊 驱动的 其余缸由干毯带动 真空辊表面有沟槽 槽内钻 有 4.5mm真空孔与HS吹风箱配合实现引纸和传递纸 幅作用 烘缸配有固定虹吸管和破水棒 由于纸幅单面 与烘缸表面接触 会引起纸幅的翘曲 在一道软压光后 安装蒸汽箱 对纸幅的背面吹蒸汽润湿后经第二道软压 光给与烫平 因压榨采用封闭引纸 不会断头 在烘缸部 如纸幅断头 损纸掉到干燥部下面可正反转的输送带 上 送进两端的碎浆机中图6 Optireel Plus卷纸机1-升降臂 卷取主臂与中心主传动 3-卷取缸4-辅助滑架和中心辅助传动2.7 复卷机有两台WinDrum M复卷机 最高车速2300m/min, 与纸机车速1600m/min匹配 有一定的余量 所以没有 选用自动加卷芯装置 成品宽787mm 7卷 生产成品纸 卷的保证直径是1250mm 影响纸卷紧度之一是纸卷和 底辊之间的复卷压力 当纸卷直径增大时 复卷压力靠 调节纸辊加载来控制 其二是纸页的张力 靠张力传感 器控制 在运行中保持设定值 其三是复卷力 以前复卷 力是力矩或力矩比调节的结果 大小可通过底辊的力矩 比进行判断 当底辊的直径和惯量不同时 在没有计算 器的情况下 根据底辊力矩或力矩差很难判断复卷力的 大小 本复卷机的复卷力由控制系统决定 电传动产生 所需的前底辊力矩 调节后底辊的速度 转矩得到设定 这样在退卷和复卷之间力的平衡维持在一定状态 保证 了纸卷的紧度图5 SymRun干燥部2.5 软压光众所周知 软压光可提高纸幅的松厚度 平滑度两 面差可得到校正 越来越受到报社印刷的欢迎 这台软15China Pulp & Paper I ndustry Vol.22,No.7 Jul.,2001技术进步 2.8 包卷生产线这条Streamline纸卷包装线只需要3人操作 每小时 打包90卷成品 除了贴内封头 外封头 贴标签等 其余 功能是由RoAdTM 纸卷数据管理系统控制 纸卷从复卷 机后的链板输送机进旋转台 再到对中台对中 纸卷条 形码识别 称重 直径和宽度测量 标签打印 再送到包 卷和打摺工位 其包装纸150g/m2 包2层 最后是封头工 位 人工上封头纸 包好的成品纸卷通过卷筒纸卸落翻 转装置 从7m层送到0m层仓库并立式堆放油等 但纸机的工作效率已超过90%在纸机的试生产中我们主要做了下列优化工作 (1)这台纸机用TMP DIP GP和BKP4种浆抄造新闻纸 马尾松机浆中树脂对纸机抄造的影响 Valmet公司 没有实践经验 我们在TMP 和GP 中加树脂酶消除浆料 中有害树脂 同时调整合适的DIP(一段浮选)配比 减少 油墨对纸机抄造的影响(2)压榨部的主要问题是解决一压振动 进二压纸页 出现气泡 宽区压榨靴块寿命短等问题 另一个是优选 毛布的规格 曾试用了几家供应商的毛布 定量从1280g/m2提高到1720g/m2 花了较长的时间 目前较合 适引纸毛布为1700g/m2 一压下毛布是1650g/m2 二压 上毛布1400g/m2 选用合适的毛布对降低压榨振动和运 行性能稳定有很大的作用(3)改造白水系统 降低纤维流失 首先是降低网下 白水的浓度 网部内 外网采用2层织网 也用过2.5层网 外网和内网采用不同直径的聚合物丝编织 透气度不 同 在上网浆浓约0.9%的情况下 在冲浆泵前加聚丙烯 酰胺和聚乙烯亚胺 纸机筛前加皂土等助留剂的情况 下 网下白水浓度稳定在0.36% 0.44% 其次是更换4种 浆的供浆泵 提高进抄纸的浆浓 减少白水量 优化多盘 和脱水机的工艺 降低白水系统的浓度经一年来的不断优化和改造 纸机的运行是比较正3 生产实践PM5工程于1998年8月16日破土动工 1999年5月10日开始安装纸机基础板 6月6日安装第一个烘缸真空辊 至10月31日安装结束 12月17日开机出纸 并在23日全 国新闻纸订货会期间进行开机剪彩 以1270m/min的车 速生产出48.8g/m2合格的新闻纸 整个开机过程是很顺 利的开机的头12个月 通过浆料配比 化学品添加剂 毛 布适应性等工艺的不断优化 最高月产量16000t 即平均 日产纸516t 其最高日产量607t 并在1703m/min的车速 下运行了2h 成为亚洲最快的新闻纸机 试生产45g/m2 低定量胶印新闻纸 在福建日报社和浙江日报社试印彩 色报纸获得成功 说明这台纸机达到设计性能 由于纸 机压榨部采用真空全封闭引纸 卷纸机自动换卷等 纸 幅断头主要在烘缸部 其断纸时间约占纸机计划外停机常的 每吨纸耗水9 10t 耗电640kWh 耗汽1.3t纸质量好 受到用户的欢迎 产品供不应求本文经南纸林一亭总工程师审核 在此表示感谢新闻的30%其他影响停机的因素主要是一压振动和二压漏Configuration and production practice of high-speed newsprintmachine in Nanping Paper MillYE Shi-ch