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大型造纸机紧凑型湿部有哪些好处?

2019/7/8 10:33:25 | 文章来源:国际造纸  | 【大 小】 【打印】

    紧凑湿部系统就是要减少传统湿部过程的规模,显著提高整个纸机的性能。系统规模的减小是建立在POM原理上的,使用紧凑浆料混合系统来替代传统的浆料混浆池和成浆池,以及绝干浆料流量控制技术,以便取消调浆箱。

    建立在灵活串联概念上的离心除气和除渣器系统以及加压的白水分布系统,能够减少短回路的规模,因为这样可取消网下白水坑、贮料仓和真空除气系统。

    使用紧凑湿部系统可以将整个湿部的体积减少90%Meinander的紧凑湿部系统的发展和进步引起了造纸工业的关注,目前绝大部分的纸机设备和系统的制造商都提供紧凑湿部系统,将其作为有效提高纸机性能的手段。

    操作的组成和原理

    与传统概念相反,紧凑湿部系统要使纸机高速、高质量地运行,对大体积的成浆池、贮料仓和网下白水坑没有强制性的要求。

    在许多情况下,大型系统通常会导致系统的不稳定和变动,降低抄纸过程的效率。紧凑湿部系统能显著减少系统的规模,而且操作性能优于传统的湿部系统。

    下面描述了浓浆和白水系统的应用原理。

    浓浆系统

    混合和搅拌单一或者多组分的浆料,包括有关的湿部添加剂,对于大型系统来说效果往往不是很好,搅拌不均、液流通道不畅、空气的引入都会降低湿部的性能。

    紧凑浆料混合器

    紧凑湿部系统可以解决浆料混合不均的问题。紧凑浆料混合器可以代替混浆池和成浆池,提高浓浆系统的稳定性。在这个装置里多种浆料组分和湿部添加剂能够得到有效的混合,1~3min的停留时间可以满足有关化学品和其它工艺方面的要求。

    紧凑浆料混合器在操作面上靠近流浆箱,可减小系统的规模。当频繁的纸种变换发生问题时,为了快速有效地改变,紧凑浆料混合器可使塞流运行。

绝干浆流量的控制

    为了保证紧凑浆料混合器浆流的稳定性,需要对绝干浆流量进行控制。这里采用测量浓度和流量来控制浓浆泵的速度,准确地计量进入到纸机的绝干纤维量。

    这样,可将纤维直接传送到混合浆泵或除渣器泵,取消调浆箱,而过程仍保持稳定。紧凑浆料混合器的操作浓度在4%~5%,这就可以取消纸机上的一个浓度控制点。随着浓度的增加,来自纸机上的过量水会减少。

    白水和浆料稀释系统

    纸机湿部的短回路必须有效地去除夹带的空气,在设计较大容积的网下白水坑和贮料仓时,须使用较低的流速以提供消除空气泡沫所需要的停留时间。通常,在白水可接受的空气含量下,这些装置在降低夹带的空气含量上效率很低。

    对于一些高质量的高级纸和新闻纸来说,为了消除空气,需要安装机械系统来取得所需的除气要求。

    另外,对于低效的除气器、网下白水坑和贮料仓,由于流速较低,会助长细菌的滋生。为了控制细菌的滋生,在常规系统中要使用昂贵的杀菌剂、杀黏菌剂和消泡剂。

    大型系统变化频率较低,对其进行有效的管理是有些困难的,这些变化会导致纸机上纵向定量的较大波动。紧凑湿部系统解决了这些问题,通过使用离心除气器、压力白水分布系统和白水回用,可有效地降低系统的规模。

    离心除气器

    在紧凑湿部系统中白水的除气是通过一个离心除气器完成的。成形部的白水通过这个装置可以立即将空气脱除,这样成形部的网下白水坑就可以取消。

    由于离心除气器的除气质量比较好,用其替代机械的除气器,可进一步减小系统的规模,并能节约大量能耗。对于当前运行中无脱除空气的白水的纸机来说,有离心除气器的紧凑湿部系统可以提高纸张的匀度和质量。

    加压白水分布系统

    由离心除气器出来的白水是真正不夹带空气的水,在压力下进入加压白水分布系统。

    此加压集管分别将除气的白水送入混合浆泵和除渣器泵以及其它需要白水的系统中。

    在分布集管顶部有一个溢流高位槽,可使整个系统的压力保持稳定。

    白水分离系统

    浓白水和稀白水分别采用除气器加工并在一定的压力下传送到分布集管,浓白水进入集管后先被消耗,稀白水后被消耗。白水集管是一个封闭的、无空气、比普通的白水系统水流速度高的水力系统,因此,可最大限度地减少细菌的生长和水垢的形成。

    灵活的除渣器布置

    另外一个减小湿部规模的机会就是除渣器的布置,紧凑湿部系统中除渣器的布置能够减小设备的尺寸和能耗,进一步减少系统的容积。

    灵活串联布置的一级除渣器适用于最小程度的流浆箱溢流,能够提高净化效率,二次良浆在整个串联布置中再次循环。

    随着流浆箱浆流量的增加,二次良浆能开放串联操作,自动向前进料以满足较高的浆流需求。当浆流超过一次和二次良浆的流量时,可以从分布集管加入白水稀释。

    这种除渣器的布置可以优化浆流和除渣效率,减少设备,减小功率需求,精简控制和管道系统。

    紧凑密封池

    吸水箱或者真空水腿密封池是造纸过程中需要改进或者提高而经常被忽视的地方,对于紧凑湿部系统来说,这提供了另一个减少系统规模、提高纸机性能的机会。

    通常,密封池的操作是很脏的、很麻烦的,容积大的池子会使真空度在成形部产生较大的变化。

    另外,聚集的泥渣很难处理,有时需要热、机械或者化学清洗。紧凑湿部系统可以提供一个紧凑的、预先装配好的密封池。

    这个装置可使每个真空水腿单独密封,操作者可以看到每个水腿的性能,及时对其进行调节。单独的密封室比较容易装配. 形凹槽,这样可以对每个真空设备直接简单地测量流量和取样。

    紧凑湿部系统运行以后,它的各种性能和一些潜能比预料要好,所取得的效益如下:

    * 变换纸种的时间可减少60%

    * 湿部的断头减少75%

    * 洗涤频率减少50%

    * 能量消耗降低25%

    * 纸张匀度提高20%

    * 不夹带空气的白水在99.5以上;

    * 操作效率提高10%

    减少变换纸种的时间

    有紧凑湿部系统的纸机,在变换纸种时平均减少60%的时间,因为减少系统的规模,可使浓浆和白水系统的冲洗加快,减少了不合格产品和转换时间。

    在转换时间上的改进主要表现在定量的变化、色彩或者湿部化学品的变化上。据报道,当定量变化时,可节省时间65%,而色料变化可节省时间80%

    许多特种纸机在改变纸种时不再需要停机冲洗,在不停机的情况下就可以实现产品的转换。

    减少湿部的断头

    紧凑湿部系统驳斥了认为要维持一个稳定的系统需要较大规模的旧观点。无论是在浆料浓缩还是在白水系统,大型系统所产生的低频扰动是很难消弱的,这些扰动会造成纵向定量的波动。

    在紧凑浆料混合器和高速的水力白水分布系统中,由于停留时间很短,低频扰动可以避免,溢流高位槽进一步提高了白水系统的稳定性。白水系统的稳定对湿部的稳定是非常关键的。

    据报道,由于稳定性的提高,湿部的断头可以减少80%,纵向定量的变动大量减小,横向和纵向上定量变化之和最高可减少50%

    减少冲洗频率

    白水的洁净度受流动速度和夹带空气量的影响。网下白水坑和贮料仓一般流速较低,有死角的存在,会滋生细菌。而夹带在白水中的空气进一步助长了细菌的生长,需要使用杀菌剂、杀黏菌剂和消泡剂来控制细菌的生长。

    紧凑湿部系统能够立即排除成形部所夹带的空气,这样在下游系统就没有空气引入。另外,在加压白水系统的高流速下可以阻止死角的存在和污染物的聚集,这些因素都能提高紧凑湿部系统的洁净度。

    提高洁净度可以降低清洗的频率,减少杀菌剂和污泥控制剂的用量。使用紧凑湿部系统后,1台纸机的清洗频率可以减少50%,清洗时间可以从6周延长到12周。消泡剂的用量减少50%,杀菌剂用量减少75%,清洗时化学品用量也减少了。

    节约能耗

    采用紧凑系统,可取消传统湿部的某些组件,即混浆池和成浆池、网下白水坑、贮料仓、真空除气系统和贮水槽。取消这些部件可节省能耗25%,此外,还可提高加压白水分布系统的效率。为了提高泵的性能和稳定性,此分布系统在较高的负压下向所有需水的系统供应白水。

    提高纸张匀度

    在短回路的白水中排除空气可以提高成形部的滤水性能,滤水性提高就可以获得较低的流浆箱浆料浓度,而低的流浆箱浆料浓度能够提高纸的匀度,从而改进纸的质量。所有的紧凑湿部系统的用户证实该系统提高了纸张的匀度,其中有一用户堰板浆的流速提高了20%

    不夹带空气的白水

    对于紧凑湿部系统来说,对湿部白水夹带空气的管理是非常关键的,离心除气器在短回路白水中是有效的除气装置,这种离心除气器比起昂贵的真空系统来说更有竞争力。某家安装了紧凑湿部系统的厂用离心除气器代替了真空除气系统,同样取得了好的效果。安装离心除气器后夹带空气量可以降低到0.1%的水平。

    提高操作效率

    以上各种操作结果都能提高纸机的操作效率,显著降低成本的底线,据紧凑湿部系统的用户报道,相对于传统的操作系统来讲,可提高效率2.5%,最高可达10%

    安装紧凑湿部系统的厂家没有一家改回用原来传统的纸机湿部系统,一旦人们认识到它的优点,它的应用会更加广泛。许多纸种都可使用紧凑湿部系统,包括涂布纸、特种高级纸、装饰层压纸、卷筒芯原纸、图画纸和二次纤维纸板和瓦楞原纸。

    与传统的大型系统相比,紧凑湿部系统改进了纸机湿部的操作。使用紧凑浆料混合器、白水离心除气和加压白水分布系统,湿部过程对操作的要求极为敏感,但能保持稳定的运行。

    由于白水在离开成形部前能立即排除空气,系统操作的洁净度更高,操作中可避免空气带来的波动。加压的水力白水分布系统可使浓白水与稀白水分离,将浓白水100%的回用,仅有少量稀白水作为系统损失流入地沟。

    紧凑湿部系统可以作为对传统系统升级的首选,事实证明减少湿部的规模将是未来纸机湿部技术的发展方向。