復合壓榨有以下幾大特點_第1頁
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文檔簡介

1、復合壓榨有以下幾大特點:較高的壓榨部脫水效率和進干燥部紙幅于度;壓榨部的損紙易于處理;對稱脫水,有利于減小紙幅的兩面差;縮短紙機壓榨部的長度。節(jié)省造紙車間的長度和建筑面積;對紙種的適應性好,適應于高速紙機,引紙簡單;復合壓榨能做到全封閉引紙,或在復合壓榨之后開放引紙,可以減少紙機濕部斷頭的次數(shù),提高紙機車速;草漿抄紙采用復合壓榨有利于解決草漿抄紙時纖維短、非纖維性細胞多、抄紙時粘輥、斷頭等問題。與網(wǎng)部和干燥部的改造相配合,還可以進一步提高紙機車速。反壓引紙無障礙,可以盡早的設置反壓榨,減少紙頁的兩面差。紙頁越濕可塑性越好,所以反壓榨出現(xiàn)得越早對減少紙頁的兩面差越好,而對于普通壓榨盡早出現(xiàn)反壓榨

2、是不可能的。如果壓榨毛毯在上面,意味著要將濕紙頁懸空,容易斷頭;如果壓榨毛毯在下邊,那么濕紙頁的強度根本就不足以應付將濕紙頁反過來,也很容易出現(xiàn)紙頁斷頭的現(xiàn)象。復合壓榨開發(fā)于20世紀60年代中期,適應于各種類型紙機。目前復合壓榨的類型有幾十種之多。1三輥兩壓區(qū)復合壓榨三輥兩壓區(qū)復合壓榨有三個傾斜安裝的壓輥,其中下輥是真空輥,中間為石輥,上面為溝紋輥。真空引紙輥將濕紙幅吸引到引紙毛毯上,然后傳送到復合壓榨的第一壓區(qū),進行真空壓榨。濕紙幅隨石輥轉(zhuǎn)入第二壓區(qū),進行溝紋壓榨。濕紙幅受到壓榨脫水作用的同時,提高紙反面的平滑度。濕紙幅經(jīng)過兩個壓區(qū)的壓榨脫水,干度增加、強度提高,然后經(jīng)開放式引紙進入下一道進

3、行溝紋輥壓榨。濕紙幅經(jīng)過兩次壓榨,大大減輕了網(wǎng)印,經(jīng)過最后一道溝紋壓榨,紙的平滑度也有所提高。這種三輥雙壓區(qū)復合壓榨的優(yōu)點是在開放引紙之前,濕紙幅先已經(jīng)過兩個壓區(qū)脫水,干度提高,強度也提高,壓榨部濕紙幅斷頭的機會大大減少。同時可以減輕紙幅上的網(wǎng)印,提高紙張反面的平滑度。2四輥三壓區(qū)復合壓榨四輥三壓區(qū)復合壓榨有四個輥子三個壓區(qū)。濕紙幅經(jīng)過三個壓區(qū)壓榨脫水,提高到比三輥雙壓區(qū)復合壓榨更高的干度以后,才開放引紙進入光澤壓榨,壓榨部濕紙幅斷頭的機會自然也就更少了。(四)靴型壓榨組合靴型壓榨是現(xiàn)代紙機壓榨部最常用的組合型式。靴型壓榨的最新進展是單靴壓技術,即壓榨部只有一道靴型壓榨。單靴壓壓榨部僅僅有一個

4、壓區(qū),兩面雙毛布。單靴壓的主要優(yōu)勢是由于輥子和各種元件的數(shù)量很少,因而運行和維護成本低。緊湊的設計有利于節(jié)省空間,尤其適用于對已有系統(tǒng)的改造。單靴壓后紙幅干度可以達到48%55%,而常規(guī)的三壓區(qū)輥壓只能達到42%44%的干度。單靴壓形成的較高的紙頁干度以及壓榨部與干燥部之間的封閉引紙設計,使得紙機可以有較高的車速和較好的運行性能。除了壓榨織物之外,單靴壓組合在投資成本等方面具有很大的優(yōu)勢。A press section with an LNP, a shoe press, and a smoothing press for folding boxboard or liquid packagin

5、g board.Three-nip press section with a shoe press in the third nip.四、濕紙幅的傳遞將濕紙幅從伏輥處成形網(wǎng)上揭下來并傳遞到壓榨部有兩種方式。一種是開式引紙,一種是閉式引紙。其中閉式引紙包括黏舐引紙和真空引紙。(一)開式引紙開放式引紙就是通過一個導紙輥將濕紙頁從網(wǎng)部送到壓榨部。開放引紙紙機的車速也不能太高,一般都小于200m/min。開放式引紙最初是工人手工傳遞,隨著紙機車速的提高,變?yōu)樵谡婵辗亙?nèi)安裝壓縮空氣管將濕紙條吹到壓榨部。剝離點:濕紙幅離開伏輥的位置。如果網(wǎng)部使用真空伏輥,則必須確保紙頁的剝離點在真空伏輥真空室后方的邊緣

6、。剝離點在真空室的真空范圍內(nèi),一來會使真空室漏氣,真空度降低,二來會使?jié)窦堩撌艿胶艽蟮膹埩嗔?。若濕紙幅在噴水區(qū)剝離,網(wǎng)眼中的水被甩出,濕紙頁的水分增加,實質(zhì)強度降低,也容易引起斷頭。為了適應濕紙幅黏附力、濕強度和伸長性的變化,引紙輥和以一壓為首的第一個毛毯輥的位置通常是可調(diào)的。此外,濕紙與一壓毛毯接觸的角度對紙機正常運行也很重要。濕紙幅略向上爬上一壓毛毯,可防止?jié)窦埛鶐нM空氣所導致的進一壓的一側(cè)發(fā)生鼓泡現(xiàn)象及防止壓榨時發(fā)生皺褶。在開放引紙的長網(wǎng)紙機中,濕紙幅在伏輥處剝離和傳遞,主要是靠伏輥和一壓之間的速度差,使?jié)窦埛艿揭欢ǖ膹埩Γ瑥姆佁幍木W(wǎng)上剝離下來。開放引紙依靠濕紙幅本身的強度,經(jīng)引紙

7、輥傳遞到一壓毛毯上。二)開放引紙過程濕紙幅的張力濕紙幅從伏輥處網(wǎng)上剝離下來,引到一壓毛毯上時,受力情況十分復雜。其中包括濕紙幅與造紙網(wǎng)間的黏著力、水的表面張力、離心力、濕紙幅重力、慣性力和張力等。剝離角:伏輥在剝離點的切線與濕紙頁的夾角剝離功:單位面積上將濕紙頁從網(wǎng)面上剝離下來所需的功。F紙幅的張力,10-5N/cmW剝離功,10-7J/cm2剝離角,=/2- q單位面積紙幅質(zhì)量,g /m2V紙幅剝離速度,cm/sW/(1-cos)代表從伏輥剝離濕紙幅需要的張力,它與剝離角有密切的關系。qv2代表慣性產(chǎn)生的張力,它與紙幅運行方向無關,但與速度密切相關。一般長網(wǎng)紙機中,剝離角都比較小,通常約為3

8、0o左右。=30o時,總張力F很大,而且總張力對剝離角的影響極為敏感。此時,剝離角略微減小,總張力增長很大。增加剝離角,W/(1-cos )相應逐漸減小。由此可見,增加剝離角,可以降低剝離紙頁時的張力,從而能夠減少濕紙幅的斷頭;或者說,增加剝離角時,即使提高車速,也可以減少引紙斷頭。在開放引紙情況下,為防止引紙斷頭,可以通過以下途徑提高車速:增加剝離角;提高剝離濕紙幅的干度;減少濕紙幅對網(wǎng)子或輥子的黏著力和調(diào)整網(wǎng)部與一壓之間的速比。調(diào)整剝離角受到一壓毛毯的限制。有時需要調(diào)整毛毯的行程,使毛毯在遞紙?zhí)幱休^大的傾斜,以便平穩(wěn)引紙。同時還可能需要將真空伏輥真空室的位置下移,以保證有較大的剝離角。值得

9、注意的是剝離角與濕紙幅撕裂的關系,如圖5-36所示。當<90o時,一旦濕紙幅在揭紙時出現(xiàn)撕裂,裂口將逐漸擴大。但當>90o時,即使出現(xiàn)裂口,裂口也會逐漸自行封閉,因而可以減少伏輥引紙的斷頭。伏輥和一壓之間的引紙輥有以下幾個作用:保證濕紙幅按照最優(yōu)曲線運行減少張力;控制濕紙幅,使其不在伏輥與一壓之間產(chǎn)生大的抖動;引導濕紙幅取得大的剝離角,同時,使自我平衡機構(gòu)更加起到有效的作用。自我平衡機構(gòu)指的是當濕紙幅在網(wǎng)上黏著力增加時,剝離功隨之增加,因此濕紙幅剝離需要增大張力,而濕紙幅剝離點則移向伏輥下部,從而使剝離角增加,W/(1-cos)減小,因此自動減小張力而取得平衡。黏著力減少時情況相反

10、。2.閉式引紙1)粘舐引紙粘舐引紙主要是靠引紙毛毯面上一層很薄的水膜的粘附作用將濕紙頁粘附在毛毯上,由引紙毛毯將濕紙頁送到壓榨部或者烘干部。一般衛(wèi)生紙機上多用這種方式引紙,引紙過來直接上烘缸。如果只靠毛毯的粘附不行的話,可以在粘紙輥上加真空抽吸。這種引紙方法主要用于中速和生產(chǎn)低定量紙的紙機。黏舐引紙的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,紙幅網(wǎng)痕較輕。但黏舐引紙對操作運行要求條件很嚴格。紙幅和毛毯的含水量很重要。黏舐引紙依靠毛毯面的水膜黏附力和毛毯轉(zhuǎn)過揭紙輥產(chǎn)生的微弱抽吸作用來傳遞濕紙幅。因此對黏舐引紙毛毯的要求是組織結(jié)實、編織細密、毯面平整,同時要求毛毯清潔,特別是兩邊要干凈。黏舐引紙要求引紙毛毯表面有一層水膜。

11、這容易給一壓帶來問題。所以這種引紙方式主要適用于抄造薄型紙的紙機。另外由于引紙毛毯毯面比較細密,后面將濕紙幅從引紙毛毯再向中壓毛毯轉(zhuǎn)移會相對較困難。所以黏舐引紙多用在生產(chǎn)薄型紙的圓網(wǎng)紙機或長網(wǎng)單缸紙機。2)真空引紙真空引紙適用于高速紙機和生產(chǎn)薄型紙的超高速紙機。真空引紙方法依靠真空作用,從伏輥處轉(zhuǎn)移紙幅。真空引紙可用于伏輥到一壓間的引紙,同樣適用于各道壓榨間的濕紙幅傳遞。真空吸引輥裝在伏輥上方或真空伏輥兩個真空室之間。如果紙機網(wǎng)部有主傳動輥,則多裝在傳動輥之前,位于真空伏輥與傳動輥之間。理論,真空引紙的引紙毛毯速度應與網(wǎng)速一致。如果毯速低于網(wǎng)速,濕紙幅有可能產(chǎn)生皺褶。反之若毯速高于網(wǎng)速,則會引

12、起濕紙幅伸長,影響紙幅的強度。但是實際操作很難,所以,一般情況下,毛毯的速度都比造紙網(wǎng)的速度大一些。五、壓輥中高及可控中高輥1. 壓輥中高的影響與紙頁脫水均勻性由于壓輥會產(chǎn)生撓度,撓度的大小與輥筒的材料、重量、直徑、紙機的軌距及加壓狀況有關。工作時,撓度會導致上下壓輥間的某些部位不相接觸。其結(jié)果是濕紙幅在上下壓輥間承受不同的線壓力,濕紙幅的脫水和由于壓榨改善的性能均會發(fā)生橫幅方向不均勻現(xiàn)象。為了彌補這個缺陷,制造時,通常將兩個壓輥或者下壓輥制造得中間直徑大,兩邊直徑小,即在壓輥上磨制出中高。壓榨輥的中高度就是指輥筒中部直徑比兩端直徑大多少的程度,一般以毫米表示, K=D-D0.由于很難精確測量

13、輥面包膠輥的直徑,因此多采用測量壓輥圓周長的方法來代替直徑的測量。包膠輥的中高度常用圓周中高度來表示:KL=D- D0= K.壓輥的中高度適當時,濕紙和毛毯通過壓榨時受壓均勻,出壓榨的水分一致,對紙張干燥和質(zhì)量都有利。如果壓輥中高過大,會造成紙幅中間水分低兩邊水分高;相反,如果壓輥中高過小,就會造成紙幅中間水分高兩邊水分低的不均勻現(xiàn)象。這會降低紙機的生產(chǎn)能力,干燥時容易引起干燥不均勻紙頁翹曲。對壓榨毛毯來說,受壓大的部分磨損快,造成毛毯磨損不均勻,縮短毛毯的使用壽命。 生產(chǎn)實踐中,上壓輥通常需要承受附加壓力,上壓輥在附加壓力的作用下會產(chǎn)生向上彎曲的現(xiàn)象。為此,為了保證上下壓輥間在橫幅方向具有均

14、勻的線壓力,有中高的下壓輥的中部直徑應考慮到兩個輥的撓度。即若僅僅是下壓輥有中高,則其中高度應等于上下壓輥所產(chǎn)生的撓度之和的兩倍。這是一般紙機上的中高分配法。值得指出的是,如果僅僅把中高集中在下壓輥上,由于下壓輥是主動輥,上下壓輥的圓周速度僅在某兩個切面相等。而在此兩切面之間的任何位置,主動的下壓輥的圓周速度將大于上壓輥而產(chǎn)生正滑動。而在兩個切面之外的兩端則會出現(xiàn)相反的情況,產(chǎn)生負滑動。這種正負滑動現(xiàn)象直接影響紙頁的脫水均勻性,同時會加重輥面膠層及脫水毛毯的磨損。因此,有些紙機將中高分別分配在上下壓輥之間,以減輕這種滑動的不良影響。把中高分配在兩個壓輥上,會使檢修工作復雜化,故實際使用的不多。

15、2可控中高輥國外20世紀70年代研制開發(fā)了可控中高輥。輥子的撓度可以根據(jù)生產(chǎn)操作的需要,隨時加以調(diào)整、控制。如果在可控中高輥的輥面纏繞異型鋼帶制成可控中高的溝紋壓輥,則可以進一步提高壓榨脫水效果。浮游輥有一個由鋼材或冷硬鑄鐵制造、沒有中高的圓筒形外殼,能圍繞著開有進油和回油接頭口的固定軸轉(zhuǎn)動,圓筒輥殼依靠自位軸承隨著固定輥軸回轉(zhuǎn)。在輥殼與輥軸之間的環(huán)隙空間,將徑向和軸向密封,分別分為上下兩部分即加壓室和回油室。高壓油通過進油管進入加壓室,與輥子承受的載荷相抗衡。從密封室漏出的油流到下部回油室,通過回油管回到泵油站。上述的可控中高壓輥后來又發(fā)展成可調(diào)浮游輥(Vario RO01),即加裝一個排油

16、杯。油杯分別與回油管和閥門相連。打開閥門,可以除去油杯上輥殼面的油壓。借助這種辦法,可以精確控制壓區(qū)的壓力曲線。第三節(jié) 壓榨脫水機理為了方便闡述壓榨機理,先就幾個壓榨術語達成共識。 (1)壓區(qū)在壓榨操作中,壓輥(或壓靴)之間接觸區(qū)域稱為壓區(qū)。壓榨部的作用,就是紙幅在壓區(qū)中與一張或兩張毛毯接觸時發(fā)生的。 (2)壓區(qū)寬度從濕紙幅和毛毯進壓縫開始接觸的地方算起,到出壓縫兩者分開時為止,兩個壓輥的水平距離稱為壓區(qū)寬度。 (3)第一區(qū)和第二區(qū)以上下壓輥中心線為界,將壓區(qū)分成兩個部分:紙頁進壓縫的一側(cè)稱為第一區(qū),出壓縫的一側(cè)稱為第二區(qū)。一、壓區(qū)壓力分布整個壓區(qū)分為x、y方向,x方向是紙頁的運動方向,y方向

17、是沿紙頁的厚度方向。沿x、y方向壓區(qū)的壓力分布曲線是不同的,首先來看沿x方向。沿x方向壓區(qū)的總壓力分布曲線如圖所示,成正態(tài)分布方向壓區(qū)的總壓力分布曲線,實際上也就是沿紙頁厚度方向上的壓力分布。在看厚度方向上壓力分布情況之前,我們必須要清楚在壓榨過程中,壓力是由什么來承受的:(1)纖維形成的網(wǎng)狀體結(jié)構(gòu)(2)纖維與纖維之間的空隙所充滿的水類似于海綿:如果海綿是干的,空隙中的空氣很容易被趕走,那么所有的壓力都有海綿來承受;如果海綿是濕的,也就是說空隙中充滿了水,水不可能被全部擠壓出去,所以承受壓力的是海綿和水兩部分。所以,紙頁在壓區(qū)中所受的總壓力等與兩部分壓力之和。網(wǎng)絡體所承受的壓力通常以機械壓力表

18、示,而水承受的壓力以流體壓力來表示。所以壓區(qū)的壓力基本上是有機械壓力和流體壓力兩部分之和。沿y方向壓區(qū)的總壓力始終是保持不變的,但是機械壓力和流體壓力的比例在發(fā)生變化。壓榨的作用主要是脫除水分,那么紙頁中的水就必須有跑的渠道。這個渠道通常就是壓榨毛毯。壓榨毛毯的含水量是很少的,由于機械擠壓,濕紙頁中的水分先飽和產(chǎn)生流體壓力,而毛毯中的流體壓力比較低,那么濕紙頁中的水分由于流體壓力差就會排向毛毯。濕紙頁貼裸輥的面流體壓力最大,沿紙頁厚度方向流體壓力越來越小,形成壓力梯度,以便于水分排出。沿x方向,流體流動的方向與壓區(qū)的方向相同(水平方向)。沿y方向,流體流動的方向從光輥向毛布流動(垂直方向)。這

19、樣就產(chǎn)生了壓榨脫水的橫向脫水和垂直脫水機理。二、橫向脫水橫向脫水也叫做水平反向脫水。普通平壓輥的脫水機理。在壓榨過程中,濕紙幅壓榨脫出的水逆著毛毯運行的方向穿過毛毯橫向流動,過程1壓榨過程中,紙頁進入壓區(qū),隨著紙頁被壓縮,紙頁中的流體壓力逐漸增大,到壓輥中心線前面處達到最大值(本來應該是在中心線處達到最大值,但是因為有一部分水分排出,所以又有所下降),形成壓力梯度,紙頁中的水分在壓力梯度的作用下沿與進紙方向相反的方向排出;過程2紙頁在出壓區(qū)時,紙頁和毛毯都開始擴張,由于毛細管作用和真空壓差的吸移作用,已經(jīng)壓入毛毯中的一部分水分又會重新被回吸到紙頁中來。所以,對于主要以水平脫水原理脫水的普通壓榨

20、,紙頁的脫水主要發(fā)生在紙頁的進壓區(qū)部位。 特點壓區(qū)中流體的主要壓力梯度分布在x-x方向上。壓力梯度的方向與進紙的方向相反,脫水作用也主要沿這一方向進行。由于水流路徑長,壓力梯度小,所以脫水量也小。另外,在這一過程中,紙頁容易出現(xiàn)“壓花”現(xiàn)象, 水分含量越高,液體壓力越大,越容易壓花,所以水平脫水的壓力大小受壓花壓力的限制。為了避免壓花,只能采用低的壓力,所以,脫水作用更小。三、垂直脫水垂直脫水主要是沿紙頁厚度方向上脫水,適用于于溝紋壓榨、真空壓榨、盲孔壓榨等。第一區(qū)從濕紙幅和毛毯進入壓區(qū)開始,到濕紙幅水分達到飽和為止。在第一區(qū)中雖然濕紙幅的水分含量已經(jīng)飽和,但毛毯含水量尚未飽和,尚未產(chǎn)生流體壓

21、力。由于壓縮的總壓力逐漸增大、濕紙幅和毛毯都處于不飽和狀態(tài),所以從濕紙幅和毛毯中壓出來的主要是空氣。沒有流體壓力,水僅在毛細管作用下流動。濕紙幅的干度在第一區(qū)變化不大,壓榨力僅用于壓縮濕紙幅和毛毯的纖維結(jié)構(gòu)。第二區(qū)從濕紙幅水分飽和點到壓區(qū)中線。壓區(qū)中線處的壓區(qū)總壓力達到最高值。在第二區(qū),毛毯和濕紙幅的含水量達到飽和,同時流體壓力不斷增加。從濕紙幅中壓榨出來的水進入毛毯,使毛毯含水量也達到飽和。毛毯中的流體壓力,把水壓至毛毯下層的空隙。作用于濕紙幅和毛毯上的壓力在第二區(qū)中逐步增加,濕紙幅和毛毯中的流體壓力在壓區(qū)中線之前達到最高值。在第二區(qū),水受到壓榨作用從濕紙幅和毛毯中脫出。在毛毯含水量尚未飽和

22、以前,濕紙幅中的水受毛細管作用進入毛毯。從壓力曲線最高點到濕紙幅的最高干度點之間為第三區(qū)。在第三區(qū),總壓力逐漸下降。濕紙幅結(jié)構(gòu)壓力增長到最高點對應于濕紙幅干度的最高點,相當于濕紙幅中流體壓力為零的一點。這表明在壓區(qū)中線之后,濕紙幅和毛毯之間有一個壓力梯度。第三區(qū)也是壓輥縫口擴張的部位。在第三區(qū)紙幅仍受到壓縮作用,但毛毯得到充分膨脹。由于壓區(qū)仍然有水在橫向流動,毛毯在第三區(qū)的一小部分被水飽和,此后變成不飽和狀態(tài),因而在毛毯內(nèi)部會產(chǎn)生真空抽吸作用,使空氣和水經(jīng)過溝紋或網(wǎng)套返回毛毯。第四區(qū)是指從濕紙幅開始膨脹,水分不飽和到它離開壓區(qū)為止的這段區(qū)域。壓榨毛毯在第四區(qū)一直處于不飽和狀態(tài),并且在不斷地膨脹

23、。在第四區(qū),濕紙幅和毛毯均發(fā)生膨脹,濕紙幅水分由飽和變得不飽和,流體壓力曲線出現(xiàn)負值,從而導致濕紙幅和毛毯的組織結(jié)構(gòu)壓力高于總壓力。由于濕紙幅膨脹所形成的真空比毛毯大,結(jié)果造成空氣和水進入毛毯和毛毯中的水進入濕紙幅的反向流動。另外,毛細管作用還會造成濕紙幅和毛毯或它們之間產(chǎn)生水分的重新分配。當濕紙幅和毛毯在第四區(qū)分開時,濕紙幅和毛毯界面的水分因為水膜的分離而分別返回到濕紙幅和毛毯中。垂直脫水特點壓區(qū)的壓力梯度主要分布在y-y方向上,水流路徑短,壓力梯度大,脫水作用大。垂直脫水紙頁不容易出現(xiàn)壓花,所以,可以采用比較高的壓力,故脫水作用更大。溝紋壓榨時,毛毯通過輥溝與大氣相通,使界面上的流體壓力降

24、至大氣壓力。壓區(qū)輥溝部分的流體壓力接近于零。在輥溝部分,毛毯與溝紋輥界面上的水能夠流動,流體壓力曲線在整個毛毯厚度上保持一定的斜率,其結(jié)果有利于濕紙幅中的水流經(jīng)毛毯由輥溝排除。溝紋壓榨時,水在壓區(qū)垂直方向有一個壓力梯度。從濕紙幅中壓榨脫出的水,通過毛毯經(jīng)輥溝排去的途徑比較短,壓力梯度也比普通壓榨要大得多,因此流體流速大,易于脫水。盲孔壓榨和真空壓榨在眼孔位置的脫水機理近似于溝紋壓榨,眼孔之間部分的脫水機理則接近于普通壓榨。四、壓控壓榨與流控壓榨若壓榨脫水過程主要是由壓榨壓力決定的,稱為壓控壓榨;若壓榨脫水過程主要是取決于流體阻力的,則稱為流控壓榨。一般來說,壓控壓榨的脫水效率要比流控壓榨高。當

25、紙的定量較低,紙頁較薄,紙的孔隙對水的流動影響不大時,濕紙幅壓榨脫水主要由壓榨力大小決定。因此用打漿度低的漿料抄造的低定量紙,如薄頁紙、面巾紙、大部分印刷紙,包括濾紙、新聞紙、低量涂布紙和定量低于90130 gm2的其他高級紙,壓榨時均屬于壓控壓榨的范疇。影響壓控壓榨脫水的主要因素是漿料的保水值、打漿度及其可壓縮性。紙的定量越大,壓榨時水流的脫水阻力越大,壓榨脫水越困難。這時脫水的效率主要由脫水阻力所決定。用打漿度較高的漿料抄造定量較高的產(chǎn)品,如電容器紙(很薄,40um,但是打漿度很高,幾乎不透氣),定量大于150 g/m2掛面紙板和多層紙板等時,壓榨脫水主要由流控壓榨決定。對流控壓榨,紙的孔

26、隙對壓榨脫除水的流動阻礙作用較大。濕紙幅經(jīng)過壓區(qū)的時間也是主要影響因素。對于流控壓榨可以通過降低紙機車速,延長紙頁通過壓區(qū)的時間,或者增加壓區(qū)的寬度(增大壓輥的直徑,將壓輥包膠,或者用變形性好的毛毯)來提高壓榨效率。五、壓榨過程的水分流動轉(zhuǎn)移(一)水在毛毯中的流動研究發(fā)現(xiàn):毛毯的透水性比濕紙幅約大100倍。垂直脫水縮短了水的流動距離,因此水流穿過毛毯的流動阻力要比透過濕紙幅小得多。脫水阻力和水流動通過的距離與脫水效果密切相關。對于平輥壓榨,毛毯的透水性是影響壓榨效果的重要因素。濕壓毛毯的水分含量高則流動阻力大,因此毛毯必須保持較低的水分含量。理想情況是毛毯經(jīng)過壓區(qū)時不會壓出水分。為了減少紙的回

27、濕,維持壓力均勻,應使用組織結(jié)實、透水性小的毛毯。毛毯盡可能擠干以減少水透過時的流動阻力。選用透水性小的毛毯,有利于提高出壓區(qū)濕紙幅的干度。在垂直脫水壓榨的低速紙機中,組織通暢、容易透水的毛毯的水分在0.31.1之間。在此范圍內(nèi),毛毯水分對濕紙幅的干度沒有大的影響。但如果高速紙機使用組織結(jié)實、透水性較差的毛毯,同時要求出壓區(qū)濕紙幅有較大的干度時,毛毯本身含水量則十分重要。(二)水在濕紙幅中的流動按Darcy定律,壓差與壓出水流速度Vm成正比。當進壓區(qū)濕紙幅水分含量一定,脫水速率一定時,為了保證將濕紙幅壓至一定的干度,壓榨線壓與加壓時間的乘積應為一常數(shù)。六、壓區(qū)壓力及其分布對脫水的影響壓區(qū)寬度是

28、影響壓榨的重要因素。壓力一定時,壓區(qū)寬度決定了壓榨的平均比壓,因此壓區(qū)寬度是影響壓區(qū)推動力的重要因素之一。再者,壓區(qū)寬度還與壓榨時間有關。壓區(qū)寬度由毛毯、濕紙幅和壓輥膠層的總壓縮尺寸以及壓輥直徑大小所決定。通常壓輥半徑小于50 cm時,一般來說可壓縮性小于0.3 cm。因此壓區(qū)寬度通常在2. 56.3 cm范圍之內(nèi)。大幅度加大輥式壓榨壓區(qū)寬度十分困難。即使大幅度增加壓輥半徑,也不能有效地增加壓區(qū)寬度。彈性較好的壓榨毛毯和壓輥膠層可以提供較大的壓縮性。這比單純增加壓輥半徑更為有效。如使用雙毯壓榨可以把壓縮尺寸從0.3cm增加到0.6 cm,壓區(qū)寬度增大40。前面介紹的靴式壓榨是一種提高壓區(qū)寬度的

29、有效方法。高強壓榨使用直徑很小的壓輥以產(chǎn)生寬度不大但壓力非常高的壓區(qū),這種壓榨脫水方式僅在壓區(qū)流動阻力較小和回濕作用較大時才更加有利。研究發(fā)現(xiàn),壓區(qū)寬度與線壓力的平方根成正比。這也意味著壓區(qū)平均比壓和壓區(qū)壓力峰值隨線壓力平方根的增加面增大。值得注意的是不同硬度的壓輥,其壓區(qū)的壓力及其分布對濕紙幅的脫水也有著重要的影響,同時對脫水效率和成紙性質(zhì)也有不容忽視的影響。七、壓榨過程中濕紙幅的“壓花”壓榨時壓力過大,紙幅會被壓潰,產(chǎn)生所謂的“壓花”現(xiàn)象。濕紙幅受壓時水會產(chǎn)生橫向流動,其結(jié)果是產(chǎn)生流體剪切力。壓花是流體剪切力對濕紙幅纖維結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用所造成的直接后果。為了避免濕紙幅被壓花,壓榨時應緩慢增

30、加壓榨壓力。加壓不可過大過快,以防止脫水太快,流體剪切力把濕紙幅纖維組織破壞。壓輥和毛毯結(jié)構(gòu)的改進,有利于提高脫水效率、有效地防止產(chǎn)生過大的流體壓力而導致濕紙幅壓花。根據(jù)壓區(qū)中水流狀態(tài)分析可知,在壓區(qū)中線之前,濕紙幅中的流體壓力有一個峰值,同時濕紙幅的不同厚度部位存在著壓力梯度。濕紙幅和毛毯中的綜合流體壓力所形成的壓力梯度是造成濕紙幅壓花的真正原因。在壓榨過程中,若沿X方向施力,纖維容易發(fā)生位移,所以水平脫水原理更容易壓花;另外,濕紙頁含水量大,流體壓力也大,紙頁容易壓花;增加壓區(qū)的總壓力也會造成紙頁壓花(壓區(qū)總壓力是由流體壓力和機械壓力兩部分組成的,總壓力大流體壓力也就大)。避免途徑:垂直脫

31、水 增大壓區(qū)的寬度 逐漸增大壓力第四節(jié) 壓榨脫水的影響因素及強化途徑一、壓榨工藝的影響因素分析紙幅壓榨脫水的效率與壓區(qū)壓力、壓區(qū)寬度、水的黏度等因素有關。同時受到其他壓榨設備和工藝的影響,簡單討論如下。1壓榨壓力增大壓榨負荷或保持相同負荷的同時減少有效壓區(qū)寬度均可增加壓榨壓力、提高脫水效率。現(xiàn)代毛毯和輥子覆面能夠承受較高的線壓力,大直徑壓榨輥線壓力可達到350 kN/m,靴式壓榨線壓可達到1000 kNm,兩種壓榨裝置可獲得46%50%的壓榨干度。壓榨脫水效率與壓榨比壓成正比,隨線壓呈指數(shù)增加。提高線壓,增加膠層硬度有利于脫水。加大壓輥直徑,則會降低比壓,不利于脫水。在紙機動態(tài)壓榨情況下,由于

32、壓力分布不均勻、水的流動阻力和紙的回濕等原因,一般很難達到靜態(tài)壓榨的紙幅干度。濕紙幅接觸植絨纖維的部位所受到的壓力最大。而在毛毯的空隙部分,濕紙幅僅受到較小的壓力。加壓的不均勻性會大大降低壓榨的脫水效率。研究表明:壓榨沖量增加10,壓區(qū)出紙干度可提高約3。因此壓力沖量也是影響壓榨脫水的一項重要因素。2加壓時間、壓區(qū)寬度和紙機車速加壓時間是指濕紙在壓區(qū)中受壓的時間。紙機壓榨脫水時間很短,多數(shù)高速紙機小于3 ms。普通壓榨,僅前一半的壓區(qū)寬度能起到脫水作用,故討論其壓榨脫水時間時,通常僅考慮壓區(qū)寬度一半的區(qū)域。對真空壓榨,上壓輥位于真空輥的真空區(qū)終點上,故考慮其整個壓區(qū)寬度。包膠下壓輥可形成比較寬

33、的接觸面,增加壓榨脫水時間,有利于脫水。降低紙機車速,雖然可增加壓榨時間,提高脫水效果,但影響紙機產(chǎn)量。提高壓榨線壓力,可以增加壓區(qū)寬度及壓榨時間。提高壓區(qū)寬度可以使紙頁在壓榨區(qū)的停留時間增加510倍。大直徑壓輥的壓區(qū)寬度為75100 mm,靴式壓榨的壓區(qū)寬度為230250 mm。適當增加壓榨負荷可補償由于壓區(qū)寬度增加而造成的比壓減小,即使提高線壓力也不會壓潰紙頁,不會影響濕毯的透氣性。相反,在明顯提高紙幅于度的同時可使干燥能量減少20%25%。3進壓區(qū)的毛毯含水量進壓區(qū)的毛毯含水量越小,出壓區(qū)的濕紙幅干度越大。4進壓區(qū)的濕紙幅干度研究表明:濕紙幅進壓區(qū)與出壓區(qū)干度變化的比值,約為3:12:1

34、。5紙幅的回濕根據(jù)垂直脫水原理,濕紙幅在第四個區(qū)域解除壓力,產(chǎn)生回濕。濕紙幅在第四區(qū)域產(chǎn)生回濕源于毛細管水的轉(zhuǎn)移?;貪駮r水從毛毯進入濕紙幅。即通過壓輥的通道,如溝紋壓輥的溝縫、真空壓輥和盲孔壓輥的眼孔中轉(zhuǎn)入毛毯,再進入濕紙幅。粗硬毛毯和全塑毛毯可以適當減弱回濕。 (1)壓區(qū)中的回濕壓區(qū)中壓力下降時紙幅開始出現(xiàn)回濕。紙幅的回濕基本上與紙的定量和紙機車速無關。其大小主要與毛毯和濕紙幅界面的毛細管粗細、濕紙幅和毛毯的膨脹復原速度以及毛毯含水量有關。紙的回濕還部分地受到毛毯毯面細小絨毛的影響,為此紙機毛毯的毛細管直徑應接近濕紙幅中纖維的毛細管大小??梢允褂帽馄郊毭棾鲆粚觿蛘奶好?。(2)壓區(qū)后的回濕

35、紙幅的回濕隨在壓區(qū)的停留時間、濕紙幅干度和毛毯毯面粗糙程度的增加而加大。壓區(qū)后紙幅的回濕,回濕水量極其可觀。一臺新聞紙機壓區(qū)后濕紙幅與毛毯接觸長度多達1m,因為回濕,壓區(qū)出紙于度可降低達5。紙機試驗表明:縮短壓區(qū)后紙幅與紙?zhí)旱慕佑|時間可提高29的出紙干度。改變出壓區(qū)毛毯的引出角度可以縮短紙?zhí)旱慕佑|時間。毛毯的引出角度大,可保證紙幅與紙?zhí)罕M快分開,提高出紙干度。紙幅的回濕主要受到分離初期濕紙幅與毛毯界面水分的影響。毛毯含水量對紙幅回濕的影響遠遠超過毛毯毯面組織結(jié)構(gòu)對其的影響,所以在壓區(qū)第四區(qū)域中的毛毯越干越好。6濕紙幅溫度提高紙機壓榨部濕紙幅的溫度,水的黏度和表面張力也成比例地降低。溫度高的濕紙

36、幅能夠更快地脫水。在實驗室中研究溫度的影響也發(fā)現(xiàn),濕紙幅溫度每升高11,出紙干度可提高0.61.4。溫度對濕紙幅干度的影響受其他許多因素的制約,其中尤以漿料配比的影響最大。二、抄造工藝的影響因素分析1漿料性質(zhì)改變漿料的組成或纖維特性能改變纖維結(jié)構(gòu)的可壓縮性,達到增加脫水量的目的。漿料的游離度對壓榨性能也有重要影響,游離度每提高40 mL,出紙紙幅干度約提高1%。2紙的定量紙的定量越大,濕紙幅出壓區(qū)的干度也越小。根據(jù)紙的定量選擇壓榨毛毯也是非常重要的。試驗結(jié)果證明,生產(chǎn)定量50 gm2的紙使用細毛毯的壓榨出水干度比使用粗毛毯的高約7。其次,毛毯的針刺植絨纖維細度對加壓均勻性和流動阻力也非常重要。

37、植絨纖維直徑不僅影響加壓的均勻性,而且在很大的程度上影響毛毯的透水性。毛毯纖維直徑從17 m增加到70 m毛毯的透水性大約增加了3倍。就薄頁紙來說,壓力的均勻性是影響脫水的決定性因素。當紙的定量很大時,壓力均勻性的重要性有所下降,而流動阻力的影響卻變得更加重要。紙的定量小時,細毛毯脫水效果好。隨著紙的定量的增加,粗、細毛毯的脫水曲線產(chǎn)生一個交叉點。對定量為100 gm2的紙來說,因為粗毛毯有較大的透水性,所以具有較高的脫水能力。三、幾種強化壓榨的途徑和新技術(一)提高濕紙幅溫度升溫壓榨提高濕紙幅溫度可以從三個方面提高脫水效率:減小流體流動阻力:流動阻力隨著水的黏度的下降而降低,因此升溫有利于促

38、進脫水效率。減小纖維壓縮阻力:濕紙幅溫度升高到6065,半纖維素和木素開始軟化,濕紙幅纖維層的壓縮阻力也隨之減小。有利于更多的水從壓區(qū)中壓榨脫除;減少回濕作用:溫度升高,水的表面張力減小,出壓區(qū)后紙的回濕也會減小。1紅外線升溫壓榨常用的紅外線裝置有氣體(如煤氣或天然氣)燃燒發(fā)生器或電紅外發(fā)生器兩種,以天然氣燃燒紅外線發(fā)生器使用的較為普遍。紅外線發(fā)生器和噴汽箱安裝在實驗紙機的三輥雙壓區(qū)復合壓榨中真空引紙輥真空室的外緣位置,加熱升溫后的濕紙幅進入第一壓區(qū)進行升溫壓榨。對比試驗證明紅外線升溫壓榨的效果不如噴汽箱升溫壓榨。原因是紅外線發(fā)生器所提供的熱量不如噴汽箱多,而且紅外輻射時從紙面蒸發(fā)出來的水蒸氣

39、可能重新在濕紙上凝結(jié),所以紅外線發(fā)生器的升溫脫水效果不及噴汽箱。普通長網(wǎng)紙機的紅外線加熱器多裝在第三道反壓的部位。2噴汽箱升溫壓榨噴汽箱升溫壓榨的工作原理是用噴汽箱直接噴射高壓蒸汽以提高壓榨時的濕紙幅溫度,以提高壓榨脫水效率。噴汽箱的蒸汽不應直接沖擊濕紙幅,以免破壞紙幅結(jié)構(gòu)。噴汽箱一般安裝在真空引紙輥真空室的外緣,也可安裝在網(wǎng)部后面的幾個真空箱的上面或其他相關部位。借助于控制噴向濕紙幅的蒸汽量,還可以改善紙幅橫向水分均勻性。可以將噴汽箱分隔成若干室,每個室的蒸汽流量由氣動閥分別控制,從而控制紙幅橫向水分的均勻性。閥門可由人工控制,亦可用電子計算機自動控制。3熱缸升溫壓榨將三輥雙壓區(qū)復合壓榨的中

40、央石輥換成一個蒸汽加熱的大烘缸,缸內(nèi)通人壓力高達0.3 MPa的蒸汽。升溫壓榨時,熱缸的操作溫度保持在80100之間。熱缸是一個直徑為1.53.0m的鑄鐵揚克大烘缸,為了避免濕紙幅中的纖維黏缸,鑄鐵缸噴鍍一層抗腐蝕、耐磨、導熱性能良好的特種合金。同時缸上裝有兩個擺動刮刀以保持缸面清潔。熱缸直徑的大小取決于紙和紙板的類別、定量以及紙或紙板機的車速。在熱缸升溫壓榨中,左、右兩壓區(qū)壓輥的掛面膠層為1015勃氏硬度,壓輥可用溝紋或盲孔壓輥。濕紙幅在熱缸的兩個壓輥之間,包覆180o250o。壓區(qū)的操作線壓為8002800Ncm。第一壓區(qū)的線壓大約為8001400 Ncm。第二壓區(qū)的線壓力為1100180

41、0 Ncm。為了防止壓榨膠輥的熱積累影響膠層硬度,壓輥內(nèi)部可以通水冷卻。熱缸升溫壓榨有如下優(yōu)點:壓榨出紙干度可提高至50%或更多;進干燥部的濕紙幅干度大、溫度高,可節(jié)省干燥紙的蒸汽消耗,降低成本;改善成紙的質(zhì)量。(二)減少排水阻力雙毯壓榨對于一些高定量紙(如紙板)的壓榨,由于其脫水量大,水分的排除有一定的困難。一種強化減阻的思路,就是將傳統(tǒng)的單面脫水變?yōu)殡p面脫水,這樣可以大大提高紙幅脫水的效率。在工程實踐中,常常采用雙毯壓榨脫水來實現(xiàn)這一目標雙毯壓榨可以有效地提高脫水速率,并具有以下優(yōu)點:有較寬的壓區(qū),提高脫水效率;由于壓區(qū)較寬,壓力較小,可減少濕紙幅被壓潰的危險,并改善紙和紙板的松厚度;減小

42、成紙的兩面性;提高壓榨脫水能力,提高壓榨出紙干度。同時減少濕紙幅斷頭,改善紙機的運行性能,提高紙機的生產(chǎn)能力;壓榨出紙干度較高,干燥部消耗的蒸汽量相應減少;特別適用于高打漿度漿料抄成的高定量紙板,如掛面紙板等;提高壓榨線壓,減少濕紙幅壓潰的危險。雙毯壓榨對壓輥有如下要求:上、下兩個壓輥的硬度不能相同,其中一個要比另一個硬,最好相差1820勃氏硬度;上、下兩個壓輥的傳動功率比應當盡可能接近1;如果一個壓輥的直徑大于另一個壓輥,則大直徑壓輥的掛膠硬度應稍低一些;用溝紋輥或盲孔壓輥。另外,為了避免高線壓壓實毛毯并吸收壓出的大量水分,上、下毛毯最好使用定量為13001500 gm2的底網(wǎng)植絨毛毯并具有

43、相似的結(jié)構(gòu)。(三)增加停留時間寬壓區(qū)壓榨提高壓榨的壓區(qū)寬度,相當于提高壓榨停留時間,會大大提高壓榨效率,因此也是強化壓榨的重要措施之一。工程上的實施方法是采用寬壓區(qū)壓榨,目前工程上多采用靴式壓榨。1靴式壓榨理論靴式壓榨將輥式壓榨的瞬時動態(tài)線性脫水,改為靜壓下的長時間寬壓區(qū)脫水。理想的壓區(qū)壓力分布曲線,要求紙幅通過壓區(qū)時平穩(wěn)地增加壓力,而在壓區(qū)末端則要迅速降低壓力。當可壓縮毛毯在兩硬壓輥間壓縮時,其厚度由h壓縮為h0,壓區(qū)寬度為b圖5-59 (a)。如果將這樣的輥間曲面簡化為一半徑為r的另一壓輥在b范圍內(nèi)壓向一平板時,亦能獲得同樣的幾何構(gòu)形。壓區(qū)寬度隨輥徑的平方根增加,因此,若將壓區(qū)寬度加倍時,

44、則需要4倍的輥徑。可見,通過加大輥徑來增加壓區(qū)寬度并不是好辦法。壓區(qū)范圍內(nèi),如果利用壓輥的負曲面形成壓榨壓力則不受上述限制,如圖5-59 (c)所示。采用這種方法,此壓區(qū)寬度的效果與增加該輥直徑13左右的壓輥的效果相同。這種壓榨的幾何構(gòu)形,可利用加壓靴偏心支承來形成,如圖5-59 (d)所示。壓區(qū)進口壓力緩慢增加,壓區(qū)出口壓力則瞬時降低。用輥式壓榨或用同一中心對稱支承加壓靴,加寬壓區(qū)寬度時,將導致壓區(qū)出口出現(xiàn)壓力緩慢降低趨勢。只有使用如圖5-60 (b)以后的加壓靴支承,才能獲得合理的壓力分配曲線。偏心支承加壓靴時,F(xiàn)力的作用線必須通過壓力分配曲線的重心S,如圖5-60 (c)所示。從壓區(qū)開始

45、起,當支承力的作用線為2/3b時,即可獲得支承點的偏心極限。就加壓靴面而言,進一步加大作用線的偏心,會使有效壓區(qū)變小,如圖5-60 (d)所示,從而導致最大壓力升的過高。實線為早期的靴式壓榨壓力曲線,虛線為后來發(fā)展的可控脈沖壓力曲線。2由于靴式壓榨壓力增加得緩慢而均衡,因此,即使用在第一道壓榨,甚至用于厚紙壓榨,都不會出現(xiàn)壓潰現(xiàn)象。同時生產(chǎn)厚紙時,還可能消除脫層現(xiàn)象。由于在紙幅的全幅均衡壓縮,因而脫水速率變化不大。這樣,紙芯也不會出現(xiàn)松散層。與輥式壓榨相比,靴式壓榨出壓榨的紙幅干度明顯提高,而且松厚度較高,毛毯紋較淺。根據(jù)靴式壓榨理論,世界知名的造紙機械廠家,如Voith、Valmet等公司推

46、出了以加壓靴及側(cè)向密閉式轉(zhuǎn)動壓榨套組成的凹面壓區(qū)壓榨。2 凹面壓區(qū)壓榨的應用由于靴式壓榨壓力的增加速度緩慢,因此壓榨時間延長至輥式壓榨的7倍,而壓區(qū)線壓亦增至前者的4倍抄造過程中的斷紙頻率主要取決于牽引時紙幅初始濕強度,紙幅的初始濕強度隨其干度增加而增加。由于凹面壓區(qū)壓榨的加壓沖量值較高,因此出一壓紙頁的干度非常高。與溝紋壓榨相比,出一壓紙幅的干度由38%增至46,紙幅初始濕強度則從160 Nm增至330 N/m,增加了100%。紙機車速每提高30 mmin,出壓榨紙幅于度就會下降0.5%。因此隨著紙機車速的進一步提高,保持和提高與之適應的紙幅干度度將是紙機運行的關鍵,這也將成為靴式壓榨技術不

47、斷發(fā)展的強大驅(qū)動力。一、干燥部的作用和組成紙幅經(jīng)壓榨脫水后,其干度范圍在40%50%之間。從紙頁成形的角度看,尚未完全實現(xiàn)纖維間的氫鍵結(jié)合并獲得穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和預定的強度。要實現(xiàn)這一目標,必須使成品紙達到92%95%干度,因此需要借助于后續(xù)的干燥工序來完成。紙機干燥部的主要作用是:蒸發(fā)脫除濕紙幅中殘留的水分。進一步完成紙頁的纖維結(jié)合并提高其強度。增加紙頁的平滑度。對某些紙種還可以進行表面施膠,完成漿內(nèi)施膠。二、濕紙幅向干燥部的傳遞(一)引紙開放區(qū)濕紙幅是從最后一道壓榨引進干燥部的,在這個引紙過程中有一段較長的開放地段,即濕紙幅在這一段完全是無支撐的開放運行。在實際生產(chǎn)中,濕紙幅的定量和橫幅水分稍有

48、變化,都會帶來壓榨輥上揭紙的不穩(wěn)定,這種不穩(wěn)定的揭紙方式,會使?jié)窦埛艿竭^大的應力,并在這一開放地段產(chǎn)生很大的顫動,從而引起濕紙幅的斷頭。(二)濕紙幅牽引力在壓榨部和第一個烘缸間增加濕紙幅的牽引力,有利于從壓輥上揭下濕紙幅,并可穩(wěn)定濕紙幅的運行,減少顫動和斷頭。但是增大濕紙幅的牽引力,又可能增大濕紙幅的應力,從而使?jié)窦埛吘壆a(chǎn)生損傷而造成斷頭。因此在實際操作中要調(diào)整好引紙張力,并把握好最后一個壓輥與第一個烘缸的速差。(三)濕紙幅的承托如果能減少開放引紙區(qū)域,并提供對濕紙幅的承托,就可以大大降低濕紙幅的應力,從而減少斷頭。一種方案是將干燥織物(干網(wǎng))延伸到引紙輥(真空輥),這樣濕紙幅經(jīng)過極短的開

49、放區(qū)域后即被干網(wǎng)承托。在這種傳遞方式中,干網(wǎng)保護濕紙幅使之不受外界空氣擾動的影響,特制的轉(zhuǎn)移箱形成負壓區(qū),將濕紙幅緊緊地平貼在干網(wǎng)上,消除了長距離開放區(qū)域濕紙幅的顫動,減少濕紙幅斷頭,大大改善了壓榨部的引紙效率。三、干燥部的型式紙機干燥部一般多為烘缸構(gòu)成的干燥系統(tǒng)。在烘缸系統(tǒng)中,有傳統(tǒng)的雙排布置,也有新式的單排布置。(一)雙排多缸布置雙排多烘缸布置是最常見的傳統(tǒng)干燥部型式。雙排烘缸的排放可以有效地減少干燥部的長度,降低設備投資。雙排烘缸系統(tǒng)中的烘缸一般交錯上下排放,上下排烘缸分別使用不同的干毯。近年來也有開始使用單網(wǎng)作為干毯以提高干燥效率的。雙排烘缸系統(tǒng)的優(yōu)點是操作方便、引紙簡單、干燥效率較高

50、。(二)單排多烘缸布置紙機的主要要求是提高車速、蒸發(fā)效率、降低能耗。在新式的現(xiàn)代高速紙機上,干燥部由單排布置的烘缸組成。單排烘缸延伸到整個干燥部的上排,下排布置的小輥為真空輥。這些真空輥通過負壓效應使紙幅貼緊輥面,以穩(wěn)定紙頁來改善高速時的抄造性能。單排烘缸既可作成單獨使用,也可與雙排烘缸組合使用。對文化用紙的生產(chǎn),單排烘缸紙機的車速可達2000min。單排烘缸布置的主要優(yōu)點有: (1)運行穩(wěn)定。離開最后一道壓區(qū)之后,紙幅被轉(zhuǎn)移到第一組烘缸的干毯上,并被干毯支承通過整個烘干區(qū)。這保證紙機的穩(wěn)定運轉(zhuǎn),將斷頭減少至最少。穩(wěn)定器(或真空輥)技術保證紙幅穩(wěn)定地在干燥部傳遞。(2)單層布置使紙幅在烘缸上的

51、包角更大,從而傳熱面積增加及傳熱效率更高。同時由于下輥是真空輥,紙幅下行時蒸發(fā)距離更長,有利于提高蒸發(fā)脫水效率。(3)由于烘缸是單排布置,可減少紙幅斷頭的處理時間,損紙直接落到下面的傳送帶上并自動送達水力碎漿機。 (4)紙幅穩(wěn)定技術可通過真空將離開烘缸的紙幅固定在干毯上,因此紙幅的縱向伸長和橫向皺褶都很低。單排烘缸干燥時,濕紙幅的伸長能夠由速度調(diào)節(jié)所補償,從而防止皺褶現(xiàn)象。由于烘缸是單排布置,在相同烘缸數(shù)量的情況下,無疑會增加干燥部的占地和投資。同時真空輥需要動力,也增加了一些運行費用。但是單排烘缸在高速抄造時的卓越表現(xiàn),抵消了其成本的提高。新近發(fā)展了V形排列的單排烘缸組,與普通的單排布置相比

52、,V形安裝可以減少25%的干燥部長度(三)氣墊干燥系統(tǒng)氣墊式干燥也是一種廣泛使用的干燥系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用在涂布加工紙、漿板和紙板的生產(chǎn)上。氣墊干燥器的工作原理是:熱交換機將預熱的空氣送入干燥器底層,經(jīng)蛇管換熱器加熱后由循環(huán)風機送人各吹箱,并經(jīng)吹箱的面孔吹向紙幅,然后再進入上層循環(huán)風機的各壓力室,依次循環(huán)逐級向上通過干燥層。完成干燥的濕熱空氣由頂棚開孔抽出,進入熱回收系統(tǒng)。下吹箱的氣流將紙幅懸浮起來,水分蒸發(fā)靠熱空氣通過吹箱面上孔吹向紙幅的底部來完成。氣墊干燥器生產(chǎn)能力為540 td,進干燥部的紙幅干度為44%,出干燥部紙幅干度為90%,蒸發(fā)水量約為24 kg/h,生產(chǎn)車速為50150 mmin

53、。四、干燥部的通汽方式紙機干燥部有主要兩種不同的通汽方式,即無蒸汽循環(huán)的單獨通汽和有蒸汽循環(huán)的分段通汽。一般產(chǎn)量在3040 td以下的低速窄幅紙機大多采用單獨通汽(或兩段通汽),而生產(chǎn)能力大的紙機多采用多段通汽。(一)單獨通汽蒸汽由總汽管分別引進各個烘缸,冷凝水通過排水阻汽閥沿總排水管排出,收集在槽內(nèi)再用泵送回鍋爐房。單獨通汽方式可以回收利用冷凝水中大量的熱能,同時不需凈水處理。單段通汽缺點很多:排水阻汽閥在排冷凝水的時候會漏汽,所以熱量損失大。由于各個烘缸中的蒸汽都來自一根蒸汽總管,所以干燥的溫度曲線不容易控制。由于沒有蒸汽循環(huán)流動,所以烘缸內(nèi)的不凝結(jié)氣體很難排除,只能間歇式的通過放空閥進行

54、排氣。冷凝水的排出不暢通。需要很多排水阻汽閥,管理和維修的工作量很大;排水阻汽閥發(fā)生故障會引起蒸汽的損失,或使冷凝水充滿整個烘缸,大大降低烘缸的蒸發(fā)能力。優(yōu)點:設備簡單。所以大量的小紙機在使用。(二)三段通汽分段通汽依靠各段烘缸之間的壓力差,或者借助于最后一段烘缸連接的真空泵產(chǎn)生的負壓通蒸汽。常用的分段方案為三段通汽。在蒸汽循環(huán)的通汽方式中,干燥部按通汽順序可分為三段,各段蒸汽壓力由0. 30-0. 79 MPa遞減到0.0200.079 MPa。一般情況下,各段烘缸數(shù)目分配為:從接近壓光機一端(即紙機末端)算起,第一段烘缸占總烘缸數(shù)的55%75%,第二段為20%35%,第三段(即接近壓榨部的

55、一段)占烘缸總數(shù)的515。通汽方法:首先將生蒸汽通入第一段烘缸,沒有冷凝的蒸汽連同冷凝水一同進入本段專用的汽水分離器。分離出來的冷凝水用泵送至第二段汽水分離器,未冷凝的蒸汽和汽水分離器中熱凝水產(chǎn)生的二次蒸汽則引入第二段烘缸。第二段烘缸未用完的蒸汽和冷凝水同樣經(jīng)過專用的汽水分離器引入第三段。最后一段出來的蒸汽和冷凝水同樣經(jīng)過汽水分離器。為了加強加熱蒸汽的循環(huán),未冷凝的氣體與二次蒸汽被引入與真空泵相連的冷凝器中加以冷卻。冷凝水與汽水分離器的冷凝水一齊泵送到動力車間。不凝氣體則用真空泵抽走。真空度的大小由真空泵吸氣管上的閥門控制。各段烘缸之間的壓力差,由烘缸冷凝水排出方式和紙機車速決定??砂春娓赘稍?/p>

56、曲線的要求用氣動式或隔膜式閥門自動調(diào)節(jié)。為了保證冷凝水的排出,各段之間的壓力差一般不小于29.5 kPa。如果從第一段引入第二段的二次蒸汽數(shù)量不能滿足需要,可以加大通入第一段烘缸的生蒸汽量,或者直接將生蒸汽補充加入第二段烘缸。多段通汽的好處:沒有排水阻汽閥,能夠減少熱量的流失。熱量能夠充分利用。冷凝水和不凝結(jié)氣體有排出的渠道。但是冷凝水的排出受各段烘缸之間的壓力差的影響,壓力差一般不小于29.5kPa。分段通汽可以保證烘缸溫度逐漸上升,使干燥曲線穩(wěn)定。加強蒸汽循環(huán)和排除烘缸內(nèi)的冷凝水和不凝結(jié)氣體可以保證整個烘缸溫度均勻、大大增加總傳熱系數(shù),提高烘缸的干燥效率。五、熱泵供汽系統(tǒng)(一)熱泵技術根據(jù)

57、使用工作介質(zhì)的不同,熱泵的型式可分為蒸汽噴射、水流噴射和空氣噴射三種。使用蒸汽作為工作介質(zhì)的蒸汽噴射式熱泵是法國人雷布朗斯于1940年開發(fā)成功的。蒸汽噴射式熱泵是一種沒有運動部件的熱力壓縮器,由噴嘴、接受室、混合室和擴壓室等元件構(gòu)成。高壓蒸汽通過噴嘴減壓增速形成一股高速低壓氣流,帶動低壓蒸汽運動進入接受室。兩股共軸蒸汽的速度得到均衡,同時混合蒸汽的速度降低,壓力提高,得到中壓蒸汽。采用蒸汽噴射式熱泵代替蒸汽節(jié)流式減壓向干燥部各段烘缸供汽,同時以蒸汽通過熱泵前后的能量差為動力,將蒸汽冷凝水系統(tǒng)產(chǎn)生的二次蒸汽增壓后同新鮮蒸汽混合作為烘缸用汽,既可提高此蒸汽的品位,又可降低各段烘缸汽水分離罐的壓力,使烘缸具有可靠的排水壓差。(二)干燥部的熱泵供汽系統(tǒng)紙機干燥部的熱泵系統(tǒng)通常由熱泵、汽水分離罐、冷凝水貯罐、冷凝水泵、空氣加熱器和排水器等組成。采用熱泵可以使閃蒸罐內(nèi)形成較低的閃蒸汽化壓力,從而使冷凝水可以進

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