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7.1造纸和印染行业滚筒烘干机疏水问题
发布时间:2016-11-10 17:06:11

一、烘缸介绍

1、造纸行业纸品烘干,常用的设备就是烘缸,一种大型滚筒烘干机,接触式内加热传导型的干燥机械。在干燥过程中,热量由滚筒的内壁传到其外壁,穿过附在滚筒外壁面上被干燥的纸品,把纸品上的水分蒸发。同样印染行业也会用到很多小型的滚筒烘干机,烘干布料,两者工作原理相同。

造纸行业中使用较多的是美卓公司的扬克式烘缸,起作用是起邹、烘干,内部设有刮刀,是滚筒类烘干机 

2、工艺要求:

烘缸是造纸机烘干部的关键部件,其内部一般通入工作压力低于0.85MPa的饱和蒸汽, 一般控制在0.7MPa以下,利用缸面将紧贴其表面的湿纸页加热烘干达到成纸所需的干度值。同时,烘缸内产生的冷凝水通过带水铲(刮刀)的虹吸装置排出,再用专用的疏水阀将冷凝水排放到公共回收管。

烘缸表面温度是判断系统是否正常的重要指标。烘缸内蒸汽温度和烘缸表面温度之间的温差越高,表明烘缸的冷凝水排放越差。该温差值取决于纸机的车速和干燥速度。但是,任何情况下温差大于33℃均表明烘缸的冷凝水排放存在问题。

热源:一般采用蒸汽系统和热风系统并用的方式,其中热风干燥系统主要用于烘缸气罩。

二、很多工厂目前出现的问题及解决方法:

问题1:蒸汽压力控制不良、烘缸表面温度不均匀,导致干燥后纸张的水分波动较大、纸张起皱等问题。

解决办法:因为烘缸表面需要保持稳定均匀的温度,保证烘缸表面“温度曲线”,这主要是通过自动控制烘缸内的蒸汽压力来满足工艺要求,因此,烘缸入口端蒸汽主管采用气动调压阀,准确的自动控制进入烘缸的蒸汽压力,即可确保表面温度,同时保证烘缸内的压差,确保顺利排水。

建议选用Way′s维远品牌波纹管密封气动控制阀,型号PCV3000-B,与差压控制器和传感器配合使用。 

问题2:进入烘缸的蒸汽在没有充分释放其潜热的情况下,就直接通过虹吸管排出去了。据实际测试,很多客户进入烘缸的蒸汽总量中有达30~50%的蒸汽在烘缸中一掠而过,而进入循环管路系统。由于蒸汽在长长的循环管路中的热损失,所以蒸汽的热能利用率仅能达到85%左右(已包括正常的热损失)。

解决办法:采用可调式蒸汽热泵供热系统可以较好的解决此问题,如下图所示。

蒸汽系统用0.85MPa高品质蒸汽作为可调节式热泵的工作蒸汽,以控制烘缸的排水压差。0.50MPa低品位蒸汽用于控制中温段及高温段烘缸压力和补充用汽量不足,同时,作为热泵103的工作蒸汽。采用可调式热泵供热系统为提高纸机车速、增加产量和经济合理配备烘缸创造了先决条件。传统的三段通汽供热方式会造成蒸汽有效能的浪费;采用不可调式热泵供热系统,当纸机运行车速、产品发生变化时,只能采用调节新蒸汽压力的方法来满足纸幅干燥的工艺要求,由于工作蒸汽调节阀开度减小,迫使进入热泵工作蒸汽压力的降低,造成热泵做功能力降低;可调式热泵供热系统用于生产各类产品纸机的干燥部,可以充分利用新蒸汽的有效能,充分发挥高品位蒸汽做功能力,提高烘缸传热、传质作用,克服了传统三段通汽方式和常规不可调式热泵热力系统的缺点和不足,能够充分利用蒸汽热能的品位和数量,明显提高纸机车速,增加产量,提高质量和降低汽耗。

实践表明,成功的热泵供热系统能改善纸机烘缸温度曲线,解决烘缸积水问题,提高烘缸干燥效率,达到节能目的,还有助于提高纸机车速,产品产量质量。但是,热泵供热系统的效果与用户原始参数、热力方案选择、热力计算准确性、热泵喷射系数计算、热泵结构尺寸设计、控制策略及控制程序等密切相关。设计运行方案需要系统的分析问题,不能孤立的考虑单一因素,及时总结归纳经验,只有这样才能达到节省投资、提高生产力、保证成品质量和降低生产成本的综合效益。

但是,我们知道,每一个烘缸的换热是不完全均匀的,以上所有的设计和计算均是按照理想状态考虑的,因此,若您的系统非常稳定,您的设备性能也特别优胜,恰好与热能系统比较匹配的话,可能能解决一些明显的问题,但是从能耗和成本考虑,并没有发现有任何优势。而事实上,现在很多厂家更倾向于使用传统设备,选用一款专业的、优秀的疏水阀,可以兼顾几个方面。---详见下面问题3的阐述。

我国采用多段通汽系统的抄纸机就是这种虹吸管式的,普遍存在着烘缸内冷凝水排出不畅,纸机干燥部蒸汽耗量很高的问题,尤其是烘缸内积水,对干燥质量(纸的张力),产纸产量,纸机工作安全性等有较大的负面影响。

解决办法A采用新型多通道烘缸可以解决以上问题。蒸汽由旋转接头经进汽管进入烘缸,在后续蒸汽的推动下由另一端通道开口进入夹层通道,在通道内放热干燥纸页,冷凝水沿通道出口经旋转接头到处。

蒸汽被限制在紧贴烘缸内表面的细小通道中流过,在通道内放热冷凝,冷凝水由后续蒸汽推动从通道中流出。面积增大了,墙纸对流方式,传热效率增大几倍到几十倍,降低能耗。提高产能,减少烘缸尺寸。但是这种结构在实际使用中还是会产生“蒸汽绑”,疏水不顺畅,解决方法参考B方案。

解决办法B:若烘缸暂时不能改变时,选用一款专业的带有破除“蒸汽绑”装置的自由浮球疏水阀可以很好的解决冷凝水排放不顺畅的问题。

附注:为什么烘缸内冷凝水排出不畅呢?这是因为系统内产生了“蒸汽绑”的原因,说明如下:

1、蒸汽绑

疏水阀的作用是“阻蒸汽、排冷凝水、排空气”。在某些冷凝水排放过程中,蒸汽可能被锁闭在通往疏水阀的管路中。尽管蒸汽在设备内已开始形成冷凝水,但只有当疏水阀内的蒸汽冷却、冷凝后,疏水阀才会再次打开。与设备内用于加热其他介质的蒸汽冷凝速度相比,被锁闭的蒸汽的冷凝速度要慢得多,造成设备中充满冷凝水,这些冷凝水只能等到被锁闭的蒸汽冷凝后才能排放。由于被锁闭的蒸汽占据了管路且无法通过疏水阀,设备中的冷凝水又缺乏足够的重力作用,导致冷凝水只能在设备内继续积聚,而无法通过疏水阀进行排放,这种现象称为蒸汽绑。使用虹吸管的设备(如汽锅、滚筒干燥机等),还有疏水阀的安装位置距离用汽设备较远时,都会出现这种现象。

2、解决方案

建议选用Way′s自带破除“蒸汽绑”装置的B系列自由浮球疏水阀,型号有WY42FB(DN15~25)、WY80FB(DN20~25)、BFT45F (DN40~50)可有效破除蒸汽绑,确保冷凝水顺畅排放。

工作原理:冷凝水来的时候,疏水阀正常排放,一旦产生蒸汽绑,即突然夹带来了一股蒸汽时,通过下右图中的“破蒸汽绑”针阀装置排出,后续的冷凝水也就可以连续顺畅的排放了。

其结构图如下(其中破蒸汽绑针阀可以调整:针阀往下旋时打开,往上旋时关闭,若没有蒸汽绑,可将此针阀往上旋到底,关闭针阀)。


三、对阀门的要求

1、造纸烘缸和气罩是配合使用的,占全部蒸汽消耗量的绝大部分,同时对压力控制精度要求很高。因换热表面很大,且不均匀,会产生“蒸汽绑”,必须要使用有破蒸汽綁装置的专用疏水阀。同时为了提高换热效率,降低能耗,确保纸的起邹均匀,干度均匀,建议在减压阀或气动控制阀前使用汽水分离器

但是气罩,是热风干燥,用蒸汽加热空气产生热风,所以选用正常的疏水阀即可。 

总结:在造纸中,对于温度、能耗、产能都提出了非常严格的要求,因此为了保证制品的品质、提高产能,节能能源,建议客户蒸汽系统要合理设计,并使用way’s维远品牌的蒸汽阀门

2、印染行业的小型滚筒,则要求每个滚筒单独安装一个小型的破汽绑自由浮球疏水阀,如WY42FB或WY42SB型号,有些工厂是一排多个滚筒共用一个疏水阀,或者几排合用一个疏水阀,也没有破蒸汽綁装置,这种“群组疏水”将会造成某些滚筒内有积水,温度下降,导致布料烘干不均匀,布匹上面有花斑等质量问题。


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