压力筛筛缝通过量与浆渣率设计计算书

PAGE1压力筛筛缝、通过量与浆渣率设计计算书（文化用纸生产线细筛工段）文件编号JS-PS-2026-001设计阶段施工图设计文件类型工艺计算书产品类型文化用纸（涂布原纸）设计产量150t/d（风干浆）编制____________审核____________批准____________编制日期2026年10月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u1概述 11.1设计依据 11.2设计范围 11.3设计原始数据 12工艺计算 32.1绝干浆量计算 32.2进浆体积流量计算 32.3良浆与排渣流量分配 32.4筛鼓开孔率计算 42.5筛鼓有效开孔面积计算 42.6筛鼓几何尺寸设计 52.7实际通过能力核验 52.8浆渣率（排渣率）计算 63安全核验 73.1通过能力安全系数 73.2筛缝流速核验 73.3压力降核验 73.4开孔率与结构强度核验 84计算结果汇总与分析 94.1筛缝尺寸合理性分析 94.2通过能力与负荷适应性分析 94.3浆渣率与纤维流失分析 94.4主要影响因素敏感性分析 105工程指导意义与运行建议 115.1设备选型指导 115.2运行参数控制建议 115.3节能与优化方向 115.4安全注意事项 11免责声明 131概述1.1设计依据本计算书依据制浆造纸工程设计规范及相关行业标准，对文化用纸生产线细筛工段压力筛的筛缝尺寸、筛鼓有效通过面积、生产能力及浆渣率进行工艺计算与安全核验。主要设计依据如下：（1）QB/T2620—2003《内流式网前筛》；（2）GB/T14253—2026《轻工机械通用技术条件》；（3）GB/T45813—2025《造纸机械安全要求》；（4）Q/ADSF01—2021《筛板筛鼓》；（5）《制浆造纸工程设计手册》（中国轻工业出版社）；（6）工艺专业所提设计条件及产品质量要求。1.2设计范围本计算书涵盖压力筛筛鼓几何参数设计（筛缝宽度、缝间距、开孔率）、筛鼓有效面积计算、浆料通过量（生产能力）计算、浆渣率（排渣率）计算、压力降核验及安全系数校核，不包含转子动力学计算、电机功率详细选型及管道水力计算。1.3设计原始数据根据工艺专业提出的设计条件，压力筛的主要原始参数见表1-1。表1-1压力筛设计原始参数表序号参数名称符号数值单位1设计产量（风干浆）G_d150t/d2风干浆水分w10%3进浆浓度C_in1.0%4良浆浓度（出筛）C_ace0.9%5排渣浓度C_rej3.0%6设计排渣率R15%7筛缝宽度b0.20mm8楔形棒距（缝中心距）p3.0mm9设计筛缝流速v0.8m/s10进浆压力P_in0.25MPa注：表中符号定义详见第2章。浆料密度取ρ=1000kg/m³。

2工艺计算2.1绝干浆量计算风干浆产量扣除水分后，得到绝干浆（100%干度）质量流量。风干浆水分w=10%，则绝干浆量为：Gabs=Gd代入数值：Gabs=150×1-0.10=150×0.90=135t/d换算为每秒质量流量：Gabs=135×1032.2进浆体积流量计算进浆体积流量由绝干浆量和进浆浓度确定。进浆浓度C_in=1.0%，则进浆体积流量为：Qin=Gabs代入数值：Qin=1.56250.010×1000换算为小时流量：Qin=0.15625×3600=562.5m3/h2.3良浆与排渣流量分配压力筛在工作过程中，进浆分为良浆（通过筛缝）和浆渣（从排渣口排出）两部分。设计排渣率R=15%，即排渣量占进浆量的体积分数为15%。良浆体积流量：Qace=QinQace=0.15625×1-0.15=0.15625×0.85=0.1328m排渣体积流量：Qrej=QinQrej=0.15625×0.15=0.02344m3/s=84.38m以绝干浆量衡算校验：良浆绝干浆量=进浆绝干浆量×（1−R）=135×0.85=114.75t/d；排渣绝干浆量=135×0.15=20.25t/d。两者之和等于进浆绝干浆量135t/d，衡算闭合。2.4筛鼓开孔率计算对于楔形棒筛鼓，筛缝沿轴向（平行于主轴方向）排列，缝宽为b，相邻两缝中心距为p（即楔形棒节距）。开孔率（或称孔隙率）ε定义为筛缝总面积与筛鼓总表面积之比：ε=bp×100%代入b=0.20mm，p=3.0mm：ε=0.203.0×100%=6.67%根据Q/ADSF01—2021《筛板筛鼓》及工程经验，楔形棒筛鼓开孔率一般为5%～10%。本设计取ε=6.67%，处于合理范围内。开孔率过低会导致通过能力不足，过高则会降低筛鼓结构强度并增加杂质透过风险。2.5筛鼓有效开孔面积计算良浆通过筛缝时，其体积流量与筛缝流速及有效开孔面积之间的关系服从连续性方程：Qace=v×Ae式中：v——浆料通过筛缝的流速，m/s；A_e——筛鼓有效开孔面积（即所有筛缝的横截面积之和），m²。设计筛缝流速取v=0.8m/s，则所需有效开孔面积为：Ae=QaceAe=0.13280.82.6筛鼓几何尺寸设计筛鼓为圆柱形结构，其总表面积（圆柱侧面积）为：As=πDH式中：D——筛鼓内径，m；H——筛鼓有效高度，m。有效开孔面积与总表面积的关系为：Ae=ε×As因此所需筛鼓总表面积为：As=Ae结合设备系列化参数及安装空间要求，选取筛鼓内径D=900mm，有效高度H=1100mm。则实际筛鼓总表面积为：As=π×0.900×1.100=3.110m实际有效开孔面积为：Ae,实=0.0667×3.110=0.2074m22.7实际通过能力核验在设计筛缝流速v=0.8m/s条件下，实际可通过的良浆体积流量为：Qace,实=v×A换算为小时流量：Qace,实=0.1659×3600=597.2m3折算为风干浆产量：Gd,实=QGd,实=0.1659×0.009×1000×24/0.90=398.2t/d注：上述折算假设良浆浓度为0.9%。实际生产中，良浆浓度会因筛鼓内外压力差及稀释水加入而略有变化，本计算取偏保守值。2.8浆渣率（排渣率）计算浆渣率是指单位时间内从排渣口排出的浆渣量与进浆量之比，是衡量筛选效率和纤维流失的重要指标。本设计采用体积排渣率：R=QrejQinR=0.023440.15625×100%=15.0%以质量排渣率（绝干浆基准）复核：Rm=Mrej体积排渣率与质量排渣率一致，衡算闭合。根据行业经验，细筛工段排渣率一般控制在10%～20%。本设计取R=15%，处于经济合理区间：排渣率过低会导致筛鼓堵塞和杂质在系统内循环累积；排渣率过高则增加纤维流失和后续回收系统负荷。

3安全核验3.1通过能力安全系数通过能力安全系数η定义为实际有效开孔面积所能承担的通过量与设计所需通过量之比：η=Ae,实安全系数η=1.25，满足工程设计中η≥1.2的要求，表明筛鼓有效面积留有约25%的裕量，可适应生产负荷波动、筛缝磨损后局部堵塞及浓度波动等工况。3.2筛缝流速核验筛缝流速是影响筛选效率和筛鼓寿命的关键参数。流速过高会导致杂质穿过筛缝、增加动力消耗和筛缝磨损；流速过低则会造成纤维在筛鼓内侧架桥、堵塞。根据文献及工程经验，楔形棒筛鼓的适宜筛缝流速范围为0.5～1.0m/s。在设计负荷下，实际筛缝流速为：v实=Qace实际筛缝流速v_实=0.640m/s，处于0.5～1.0m/s的推荐范围内，筛选效率和防堵性能良好。3.3压力降核验浆料通过筛缝时的压力降是选型和工艺配管的重要依据。压力降与筛缝流速、浆料浓度、筛缝尺寸及转子形式有关。对于楔形棒筛，筛鼓两侧的压差（进浆压力减去良浆压力）应控制在合理范围：ΔP=Pin-P筛鼓压差ΔP=0.15MPa，处于压力筛正常工作压差范围（0.05～0.25MPa）内。压差过小会导致浆料通过能力不足；压差过大则增加动力消耗和筛鼓磨损，并有损良浆质量。3.4开孔率与结构强度核验开孔率ε=6.67%，筛鼓材料为不锈钢（通常为316L或双相不锈钢），楔形棒厚度与筛缝宽度的比值需满足结构强度要求。根据Q/ADSF01—2021，楔形棒筛鼓在开孔率≤10%时，其环向刚度和耐压强度可满足0.3MPa以上的工作压力要求。本设计工作压力0.25MPa，开孔率6.67%，结构强度安全裕度充足。

4计算结果汇总与分析表4-1压力筛主要工艺计算结果汇总表序号计算项目符号计算结果单位1绝干浆量G_abs135t/d2进浆体积流量Q_in562.5m³/h3良浆体积流量Q_ace478.1m³/h4排渣体积流量Q_rej84.38m³/h5筛鼓开孔率ε6.67%6所需有效开孔面积A_e,设0.1660m²7筛鼓内径D900mm8筛鼓有效高度H1100mm9实际有效开孔面积A_e,实0.2074m²10实际通过能力Q_ace,实597.2m³/h11浆渣率（排渣率）R15.0%12通过能力安全系数η1.25—4.1筛缝尺寸合理性分析本设计选取筛缝宽度b=0.20mm（200μm），适用于文化用纸（涂布原纸）细筛工段。该缝宽可有效去除浆料中的未蒸解组分、塑料片、胶黏物及粗大杂质，同时保证纤维通过效率。根据生产实践，缝宽0.15～0.25mm适用于书写纸、印刷纸等文化用纸的精选工段；缝宽过窄（<0.15mm）虽可提高净化度，但通过能力下降30%以上，且易堵塞；缝宽过宽（>0.30mm）则杂质透过率显著增加，影响成纸质量。4.2通过能力与负荷适应性分析实际通过能力为597.2m³/h，对应风干浆产量约398t/d，较设计产量150t/d有较大裕量。这一裕量主要由安全系数η=1.25及排渣率R=15%的设定共同决定。在实际生产中，当原料种类变化（如提高废纸配浆比例）、进浆浓度波动或筛缝磨损后局部堵塞时，该裕量可保证设备仍能稳定达标运行。4.3浆渣率与纤维流失分析设计浆渣率R=15%，即每小时排出浆渣约84.38m³，其中绝干纤维量约20.25t/d。浆渣进入后续二段或三段筛进一步回收良浆，预计可回收其中60%～70%的纤维，最终纤维损失率控制在4%～6%以内。排渣率的优化应结合后续筛选系统的效率综合考虑：适当提高排渣率可改善良浆洁净度，但会增加回收系统负荷和纤维流失；降低排渣率则系统内杂质循环量增大，良浆质量下降。4.4主要影响因素敏感性分析通过对设计参数的敏感性分析，得出以下结论：（1）筛缝宽度b对开孔率和通过能力的影响最为显著。缝宽每增加0.05mm，开孔率提高约1.67个百分点，通过能力相应提升约25%，但杂质透过风险同步增大；（2）排渣率R每提高5个百分点，良浆通过量减少约5%，但浆渣回收系统负荷增加约33%；（3）进浆浓度C_in每提高0.2个百分点，进浆体积流量可降低约17%，有利于减小设备规格和管道尺寸，但浓度过高会增加筛缝堵塞风险，一般细筛进浆浓度不超过1.5%；（4）筛鼓直径D对通过能力的影响呈线性关系，增大D或H均可提高有效面积，但需与转子直径、转速及安装空间匹配。

5工程指导意义与运行建议5.1设备选型指导根据本计算结果，推荐选用筛鼓内径900mm、有效高度1100mm的外流式压力筛，筛鼓形式为楔形棒纵缝筛，缝宽0.20mm，棒距3.0mm。转子形式推荐为旋翼式（带脉动发生器），以防止筛缝堵塞并提高筛选效率。配套电机功率建议按实际通过能力的1.2倍裕量选取。5.2运行参数控制建议（1）进浆浓度控制在0.9%～1.2%范围内，避免浓度大幅波动；（2）进浆压力稳定在0.20～0.30MPa，筛鼓压差控制在0.10～0.20MPa；（3）排渣率通过排渣阀开度控制在12%～18%，根据良浆质量检测结果及时调整；（4）定期检测筛缝磨损情况，当筛缝宽度磨损超过设计值20%（即>0.24mm）时应考虑更换筛鼓。5.3节能与优化方向在保证良浆质量的前提下，可通过以下途径降低能耗和纤维流失：（1）在筛鼓外侧增设稀释水系统，精准控制良浆浓度，减少后续浓缩设备负荷；（2）采用变频调速转子，根据生产负荷自动调整转速，避免低负荷下的无效能耗；