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        行業解決方案

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        7.1造紙和印染行業滾筒烘干機疏水問題
        發布時間:2016-11-10 17:06:11

        一、烘缸介紹

        1、造紙行業紙品烘干,常用的設備就是烘缸,一種大型滾筒烘干機,接觸式內加熱傳導型的干燥機械。在干燥過程中,熱量由滾筒的內壁傳到其外壁,穿過附在滾筒外壁面上被干燥的紙品,把紙品上的水分蒸發。同樣印染行業也會用到很多小型的滾筒烘干機,烘干布料,兩者工作原理相同。

        造紙行業中使用較多的是美卓公司的揚克式烘缸,起作用是起鄒、烘干,內部設有刮刀,是滾筒類烘干機 

        2、工藝要求:

        烘缸是造紙機烘干部的關鍵部件,其內部一般通入工作壓力低于0.85MPa的飽和蒸汽, 一般控制在0.7MPa以下,利用缸面將緊貼其表面的濕紙頁加熱烘干達到成紙所需的干度值。同時,烘缸內產生的冷凝水通過帶水鏟(刮刀)的虹吸裝置排出,再用專用的疏水閥將冷凝水排放到公共回收管。

        烘缸表面溫度是判斷系統是否正常的重要指標。烘缸內蒸汽溫度和烘缸表面溫度之間的溫差越高,表明烘缸的冷凝水排放越差。該溫差值取決于紙機的車速和干燥速度。但是,任何情況下溫差大于33℃均表明烘缸的冷凝水排放存在問題。

        熱源:一般采用蒸汽系統和熱風系統并用的方式,其中熱風干燥系統主要用于烘缸氣罩。

        二、很多工廠目前出現的問題及解決方法:

        問題1:蒸汽壓力控制不良、烘缸表面溫度不均勻,導致干燥后紙張的水分波動較大、紙張起皺等問題。

        解決辦法:因為烘缸表面需要保持穩定均勻的溫度,保證烘缸表面“溫度曲線”,這主要是通過自動控制烘缸內的蒸汽壓力來滿足工藝要求,因此,烘缸入口端蒸汽主管采用氣動調壓閥,準確的自動控制進入烘缸的蒸汽壓力,即可確保表面溫度,同時保證烘缸內的壓差,確保順利排水。

        建議選用Way′s維遠品牌波紋管密封氣動控制閥,型號PCV3000-B,與差壓控制器和傳感器配合使用。 

        問題2:進入烘缸的蒸汽在沒有充分釋放其潛熱的情況下,就直接通過虹吸管排出去了。據實際測試,很多客戶進入烘缸的蒸汽總量中有達30~50%的蒸汽在烘缸中一掠而過,而進入循環管路系統。由于蒸汽在長長的循環管路中的熱損失,所以蒸汽的熱能利用率僅能達到85%左右(已包括正常的熱損失)。

        解決辦法:采用可調式蒸汽熱泵供熱系統可以較好的解決此問題,如下圖所示。

        蒸汽系統用0.85MPa高品質蒸汽作為可調節式熱泵的工作蒸汽,以控制烘缸的排水壓差。0.50MPa低品位蒸汽用于控制中溫段及高溫段烘缸壓力和補充用汽量不足,同時,作為熱泵103的工作蒸汽。采用可調式熱泵供熱系統為提高紙機車速、增加產量和經濟合理配備烘缸創造了先決條件。傳統的三段通汽供熱方式會造成蒸汽有效能的浪費;采用不可調式熱泵供熱系統,當紙機運行車速、產品發生變化時,只能采用調節新蒸汽壓力的方法來滿足紙幅干燥的工藝要求,由于工作蒸汽調節閥開度減小,迫使進入熱泵工作蒸汽壓力的降低,造成熱泵做功能力降低;可調式熱泵供熱系統用于生產各類產品紙機的干燥部,可以充分利用新蒸汽的有效能,充分發揮高品位蒸汽做功能力,提高烘缸傳熱、傳質作用,克服了傳統三段通汽方式和常規不可調式熱泵熱力系統的缺點和不足,能夠充分利用蒸汽熱能的品位和數量,明顯提高紙機車速,增加產量,提高質量和降低汽耗。

        實踐表明,成功的熱泵供熱系統能改善紙機烘缸溫度曲線,解決烘缸積水問題,提高烘缸干燥效率,達到節能目的,還有助于提高紙機車速,產品產量質量。但是,熱泵供熱系統的效果與用戶原始參數、熱力方案選擇、熱力計算準確性、熱泵噴射系數計算、熱泵結構尺寸設計、控制策略及控制程序等密切相關。設計運行方案需要系統的分析問題,不能孤立的考慮單一因素,及時總結歸納經驗,只有這樣才能達到節省投資、提高生產力、保證成品質量和降低生產成本的綜合效益。

        但是,我們知道,每一個烘缸的換熱是不完全均勻的,以上所有的設計和計算均是按照理想狀態考慮的,因此,若您的系統非常穩定,您的設備性能也特別優勝,恰好與熱能系統比較匹配的話,可能能解決一些明顯的問題,但是從能耗和成本考慮,并沒有發現有任何優勢。而事實上,現在很多廠家更傾向于使用傳統設備,選用一款專業的、優秀的疏水閥,可以兼顧幾個方面。---詳見下面問題3的闡述。

        我國采用多段通汽系統的抄紙機就是這種虹吸管式的,普遍存在著烘缸內冷凝水排出不暢,紙機干燥部蒸汽耗量很高的問題,尤其是烘缸內積水,對干燥質量(紙的張力),產紙產量,紙機工作安全性等有較大的負面影響。

        解決辦法A采用新型多通道烘缸可以解決以上問題。蒸汽由旋轉接頭經進汽管進入烘缸,在后續蒸汽的推動下由另一端通道開口進入夾層通道,在通道內放熱干燥紙頁,冷凝水沿通道出口經旋轉接頭到處。

        蒸汽被限制在緊貼烘缸內表面的細小通道中流過,在通道內放熱冷凝,冷凝水由后續蒸汽推動從通道中流出。面積增大了,墻紙對流方式,傳熱效率增大幾倍到幾十倍,降低能耗。提高產能,減少烘缸尺寸。但是這種結構在實際使用中還是會產生“蒸汽綁”,疏水不順暢,解決方法參考B方案。

        解決辦法B:若烘缸暫時不能改變時,選用一款專業的帶有破除“蒸汽綁”裝置的自由浮球疏水閥可以很好的解決冷凝水排放不順暢的問題。

        附注:為什么烘缸內冷凝水排出不暢呢?這是因為系統內產生了“蒸汽綁”的原因,說明如下:

        1、蒸汽綁

        疏水閥的作用是“阻蒸汽、排冷凝水、排空氣”。在某些冷凝水排放過程中,蒸汽可能被鎖閉在通往疏水閥的管路中。盡管蒸汽在設備內已開始形成冷凝水,但只有當疏水閥內的蒸汽冷卻、冷凝后,疏水閥才會再次打開。與設備內用于加熱其他介質的蒸汽冷凝速度相比,被鎖閉的蒸汽的冷凝速度要慢得多,造成設備中充滿冷凝水,這些冷凝水只能等到被鎖閉的蒸汽冷凝后才能排放。由于被鎖閉的蒸汽占據了管路且無法通過疏水閥,設備中的冷凝水又缺乏足夠的重力作用,導致冷凝水只能在設備內繼續積聚,而無法通過疏水閥進行排放,這種現象稱為蒸汽綁。使用虹吸管的設備(如汽鍋、滾筒干燥機等),還有疏水閥的安裝位置距離用汽設備較遠時,都會出現這種現象。

        2、解決方案

        建議選用Way′s自帶破除“蒸汽綁”裝置的B系列自由浮球疏水閥,型號有WY42FB(DN15~25)、WY80FB(DN20~25)、BFT45F (DN40~50)可有效破除蒸汽綁,確保冷凝水順暢排放。

        工作原理:冷凝水來的時候,疏水閥正常排放,一旦產生蒸汽綁,即突然夾帶來了一股蒸汽時,通過下右圖中的“破蒸汽綁”針閥裝置排出,后續的冷凝水也就可以連續順暢的排放了。

        其結構圖如下(其中破蒸汽綁針閥可以調整:針閥往下旋時打開,往上旋時關閉,若沒有蒸汽綁,可將此針閥往上旋到底,關閉針閥)。


        三、對閥門的要求

        1、造紙烘缸和氣罩是配合使用的,占全部蒸汽消耗量的絕大部分,同時對壓力控制精度要求很高。因換熱表面很大,且不均勻,會產生“蒸汽綁”,必須要使用有破蒸汽綁裝置的專用疏水閥。同時為了提高換熱效率,降低能耗,確保紙的起鄒均勻,干度均勻,建議在減壓閥或氣動控制閥前使用汽水分離器

        但是氣罩,是熱風干燥,用蒸汽加熱空氣產生熱風,所以選用正常的疏水閥即可。 

        總結:在造紙中,對于溫度、能耗、產能都提出了非常嚴格的要求,因此為了保證制品的品質、提高產能,節能能源,建議客戶蒸汽系統要合理設計,并使用way’s維遠品牌的蒸汽閥門

        2、印染行業的小型滾筒,則要求每個滾筒單獨安裝一個小型的破汽綁自由浮球疏水閥,如WY42FB或WY42SB型號,有些工廠是一排多個滾筒共用一個疏水閥,或者幾排合用一個疏水閥,也沒有破蒸汽綁裝置,這種“群組疏水”將會造成某些滾筒內有積水,溫度下降,導致布料烘干不均勻,布匹上面有花斑等質量問題。


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