造紙和印染行業(yè)滾筒烘干機(jī)疏水問(wèn)題
2024/8/13 17:09:48??????點(diǎn)擊：
一、烘缸介紹
1、造紙行業(yè)紙品烘干，常用的設(shè)備就是烘缸，一種大型滾筒烘干機(jī)，接觸式內(nèi)加熱傳導(dǎo)型的干燥機(jī)械。在干燥過(guò)程中，熱量由滾筒的內(nèi)壁傳到其外壁，穿過(guò)附在滾筒外壁面上被干燥的紙品，把紙品上的水分蒸發(fā)。同樣印染行業(yè)也會(huì)用到很多小型的滾筒烘干機(jī)，烘干布料，兩者工作原理相同。
造紙行業(yè)中使用較多的是美卓公司的揚(yáng)克式烘缸，起作用是起鄒、烘干，內(nèi)部設(shè)有刮刀，是滾筒類烘干機(jī)
2、工藝要求：
烘缸是造紙機(jī)烘干部的關(guān)鍵部件，其內(nèi)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(yè)加熱烘干達(dá)到成紙所需的干度值。同時(shí)，烘缸內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水通過(guò)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(tǒng)是否正常的重要指標(biāo)。烘缸內(nèi)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(jī)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(wèn)題。
熱源：一般采用蒸汽系統(tǒng)和熱風(fēng)系統(tǒng)并用的方式，其中熱風(fēng)干燥系統(tǒng)主要用于烘缸氣罩。
二、很多工廠目前出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法：
問(wèn)題1：蒸汽壓力控制不良、烘缸表面溫度不均勻，導(dǎo)致干燥后紙張的水分波動(dòng)較大、紙張起皺等問(wèn)題。
解決辦法：因?yàn)楹娓妆砻嫘枰３址€(wěn)定均勻的溫度，保證烘缸表面“溫度曲線”，這主要是通過(guò)自動(dòng)控制烘缸內(nèi)的蒸汽壓力來(lái)滿足工藝要求，因此，烘缸入口端蒸汽主管采用氣動(dòng)調(diào)壓閥，準(zhǔn)確的自動(dòng)控制進(jìn)入烘缸的蒸汽壓力，即可確保表面溫度，同時(shí)保證烘缸內(nèi)的壓差，確保順利排水。
建議選用波紋管密封氣動(dòng)控制閥，型號(hào)PCV3000-B，與差壓控制器和傳感器配合使用。
問(wèn)題2：進(jìn)入烘缸的蒸汽在沒(méi)有充分釋放其潛熱的情況下，就直接通過(guò)虹吸管排出去了。據(jù)實(shí)際測(cè)試，很多客戶進(jìn)入烘缸的蒸汽總量中有達(dá)30～50%的蒸汽在烘缸中一掠而過(guò)，而進(jìn)入循環(huán)管路系統(tǒng)。由于蒸汽在長(zhǎng)長(zhǎng)的循環(huán)管路中的熱損失，所以蒸汽的熱能利用率僅能達(dá)到85%左右（已包括正常的熱損失）。
解決辦法：采用可調(diào)式蒸汽熱泵供熱系統(tǒng)可以較好的解決此問(wèn)題，如下圖所示。
蒸汽系統(tǒng)用0．85MPa高品質(zhì)蒸汽作為可調(diào)節(jié)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(bǔ)充用汽量不足，同時(shí)，作為熱泵103的工作蒸汽。采用可調(diào)式熱泵供熱系統(tǒng)為提高紙機(jī)車速、增加產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)合理配備烘缸創(chuàng)造了先決條件。傳統(tǒng)的三段通汽供熱方式會(huì)造成蒸汽有效能的浪費(fèi)；采用不可調(diào)式熱泵供熱系統(tǒng)，當(dāng)紙機(jī)運(yùn)行車速、產(chǎn)品發(fā)生變化時(shí)，只能采用調(diào)節(jié)新蒸汽壓力的方法來(lái)滿足紙幅干燥的工藝要求，由于工作蒸汽調(diào)節(jié)閥開度減小，迫使進(jìn)入熱泵工作蒸汽壓力的降低，造成熱泵做功能力降低；可調(diào)式熱泵供熱系統(tǒng)用于生產(chǎn)各類產(chǎn)品紙機(jī)的干燥部，可以充分利用新蒸汽的有效能，充分發(fā)揮高品位蒸汽做功能力，提高烘缸傳熱、傳質(zhì)作用，克服了傳統(tǒng)三段通汽方式和常規(guī)不可調(diào)式熱泵熱力系統(tǒng)的缺點(diǎn)和不足，能夠充分利用蒸汽熱能的品位和數(shù)量，明顯提高紙機(jī)車速，增加產(chǎn)量，提高質(zhì)量和降低汽耗。
實(shí)踐表明，成功的熱泵供熱系統(tǒng)能改善紙機(jī)烘缸溫度曲線，解決烘缸積水問(wèn)題，提高烘缸干燥效率，達(dá)到節(jié)能目的，還有助于提高紙機(jī)車速，產(chǎn)品產(chǎn)量質(zhì)量。但是，熱泵供熱系統(tǒng)的效果與用戶原始參數(shù)、熱力方案選擇、熱力計(jì)算準(zhǔn)確性、熱泵噴射系數(shù)計(jì)算、熱泵結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)、控制策略及控制程序等密切相關(guān)。設(shè)計(jì)運(yùn)行方案需要系統(tǒng)的分析問(wèn)題，不能孤立的考慮單一因素，及時(shí)總結(jié)歸納經(jīng)驗(yàn)，只有這樣才能達(dá)到節(jié)省投資、提高生產(chǎn)力、保證成品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本的綜合效益。
但是，我們知道，每一個(gè)烘缸的換熱是不完全均勻的，以上所有的設(shè)計(jì)和計(jì)算均是按照理想狀態(tài)考慮的，因此，若您的系統(tǒng)非常穩(wěn)定，您的設(shè)備性能也特別優(yōu)勝，恰好與熱能系統(tǒng)比較匹配的話，可能能解決一些明顯的問(wèn)題，但是從能耗和成本考慮，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有任何優(yōu)勢(shì)。而事實(shí)上，現(xiàn)在很多廠家更傾向于使用傳統(tǒng)設(shè)備，選用一款專業(yè)的、優(yōu)秀的疏水閥，可以兼顧幾個(gè)方面。---詳見下面問(wèn)題3的闡述。
我國(guó)采用多段通汽系統(tǒng)的抄紙機(jī)就是這種虹吸管式的，普遍存在著烘缸內(nèi)冷凝水排出不暢，紙機(jī)干燥部蒸汽耗量很高的問(wèn)題，尤其是烘缸內(nèi)積水，對(duì)干燥質(zhì)量（紙的張力），產(chǎn)紙產(chǎn)量，紙機(jī)工作安全性等有較大的負(fù)面影響。
解決辦法A：采用新型多通道烘缸可以解決以上問(wèn)題。蒸汽由旋轉(zhuǎn)接頭經(jīng)進(jìn)汽管進(jìn)入烘缸，在后續(xù)蒸汽的推動(dòng)下由另一端通道開口進(jìn)入夾層通道，在通道內(nèi)放熱干燥紙頁(yè)，冷凝水沿通道出口經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭到處。
蒸汽被限制在緊貼烘缸內(nèi)表面的細(xì)小通道中流過(guò)，在通道內(nèi)放熱冷凝，冷凝水由后續(xù)蒸汽推動(dòng)從通道中流出。面積增大了，墻紙對(duì)流方式，傳熱效率增大幾倍到幾十倍，降低能耗。提高產(chǎn)能，減少烘缸尺寸。但是這種結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中還是會(huì)產(chǎn)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(shí)不能改變時(shí)，選用一款專業(yè)的帶有破除“蒸汽綁”裝置的自由浮球式疏水閥可以很好的解決冷凝水排放不順暢的問(wèn)題。
附注：為什么烘缸內(nèi)冷凝水排出不暢呢？這是因?yàn)橄到y(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生了“蒸汽綁”的原因，說(shuō)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(guò)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(shè)備內(nèi)已開始形成冷凝水，但只有當(dāng)疏水閥內(nèi)的蒸汽冷卻、冷凝后，疏水閥才會(huì)再次打開。與設(shè)備內(nèi)用于加熱其他介質(zhì)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(shè)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(jù)了管路且無(wú)法通過(guò)疏水閥，設(shè)備中的冷凝水又缺乏足夠的重力作用，導(dǎo)致冷凝水只能在設(shè)備內(nèi)繼續(xù)積聚，而無(wú)法通過(guò)疏水閥進(jìn)行排放，這種現(xiàn)象稱為蒸汽綁。使用虹吸管的設(shè)備（如汽鍋、滾筒干燥機(jī)等），還有疏水閥的安裝位置距離用汽設(shè)備較遠(yuǎn)時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
2、解決方案
建議選用Way′s自帶破除“蒸汽綁”裝置的B系列自由浮球式疏水閥，型號(hào)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(lái)的時(shí)候，疏水閥正常排放，一旦產(chǎn)生蒸汽綁，即突然夾帶來(lái)了一股蒸汽時(shí)，通過(guò)下右圖中的“破蒸汽綁”針閥裝置排出，后續(xù)的冷凝水也就可以連續(xù)順暢的排放了。
其結(jié)構(gòu)圖如下(其中破蒸汽綁針閥可以調(diào)整：針閥往下旋時(shí)打開，往上旋時(shí)關(guān)閉，若沒(méi)有蒸汽綁，可將此針閥往上旋到底，關(guān)閉針閥)。
三、對(duì)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(shí)對(duì)壓力控制精度要求很高。因換熱表面很大，且不均勻，會(huì)產(chǎn)生“蒸汽綁”，必須要使用有破蒸汽綁裝置的專用疏水閥。同時(shí)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(dòng)控制閥前使用汽水分離器。
但是氣罩，是熱風(fēng)干燥，用蒸汽加熱空氣產(chǎn)生熱風(fēng)，所以選用正常的疏水閥即可。
總結(jié)：在造紙中，對(duì)于溫度、能耗、產(chǎn)能都提出了非常嚴(yán)格的要求，因此為了保證制品的品質(zhì)、提高產(chǎn)能，節(jié)能能源，建議客戶蒸汽系統(tǒng)要合理設(shè)計(jì)。
2、印染行業(yè)的小型滾筒，則要求每個(gè)滾筒單獨(dú)安裝一個(gè)小型的破汽綁自由浮球式疏水閥，有些工廠是一排多個(gè)滾筒共用一個(gè)疏水閥，或者幾排合用一個(gè)疏水閥，也沒(méi)有破蒸汽綁裝置，這種“群組疏水”將會(huì)造成某些滾筒內(nèi)有積水，溫度下降，導(dǎo)致布料烘干不均勻，布匹上面有花斑等質(zhì)量問(wèn)題。
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