造纸机压榨脱水增强装置的研究及应用

王雪峰

(浙江华邦特种纸业有限公司， 浙江 龙游 324400)

0 引 言

造纸机压榨部的主要作用是用机械挤压的方法降低湿纸幅的含水量，提高纸幅进入干燥部的干度.此外，压榨可以改善纸的表面质量，增大成纸的紧度，纸的强度也有了一定程度的提高.传统压榨方式可使进入烘干部的纸页干度达到38%～50%，无法进一步提高.国外经验表明：纸幅出压榨部时的干度每提高1%，烘干部能耗就可降低约4%左右,因此提高压榨脱水的效率对于降低能源成本和增加造纸机的产量有着重要意义.目前国内很多造纸企业采用在压榨部添加蒸汽喷管或蒸汽加热罩等装置，对进入压区的纸幅进行加热，以提高纸幅干度，但这些装置结构较为简单，存在传热效率较低、纸幅温度难以控制、工作现场雾气很大等缺点.本文针对这些缺陷改进了原有装置的结构，提高了传热效率，并采用PLC与winCC结合的监控方式，不仅可按事先预置的温度、压力进行自动控制，而且提高了设备的可靠性，大大降低了烘干部的能源消耗，提高了成品质量.

1 装置概述

1.1 装置特点

(1)大幅提高了出压榨部的纸页干度，增加了湿纸幅强度，减少了烘干部的蒸汽消耗，同时又不破坏湿纸页的纤维结构.

(2)能有效改善横向水分分布，降低横向水分偏差，从而提高纸页性能.

(3)设计采用压榨了脱水增强装置，使其拥有了更高的脱水效率，使得进入烘干部的纸页干度提高了2%～4%，从而减少了蒸汽消耗8%～16%，同时该装置拥有更高的可靠性.

(4)降低了企业的初期投资成本，并降低了纸机运行所需要的能耗，提高了纸机运行的运转率.

图1 箱体结构简图

1.2 装置的结构

该装置改变了传统的敞开式结构，采用液压式封闭结构，确保空气不进入系统，可提高系统的稳定性.箱体全部采用2 mm厚度的不锈钢焊接.整个箱体用隔板分成两个在纸幅运行方向空间不等的饱和蒸汽室及恒温室和可变温控室，如图1所示.可变温控室在纸幅幅宽方向又等分为10个小室，各室内都装有压力传感器和温度传感器.恒温室采用箱体前后手动阀调节室内压力来控制温度和饱和蒸汽的喷放量，避免空气随纸页运行进入系统并同时对纸幅进行预加热.可变温控室的饱和蒸汽喷放量是由每个小室上的电动小口径单座调节阀来自动调节的，通过压力传感器和温度传感器采集实时数据，可按事先预置的温度、压力进行程序控制并在人机界面上直观显示，以满足纸幅横向水分定量自动调节和操作人员的要求.

1.3 压榨脱水增强装置的原理

根据纸幅压榨脱水机理(如图2所示)，纸幅脱水主要是通过毛细管作用和垂直方向压力梯度所导致的，纸幅在通过箱体时饱和蒸汽迅速在纸幅内冷凝使其实现快速加热，纸幅中的水温就会升高，水的粘度和表面张力降低，同时纸幅纤维软化.增加纤维间结合表面积，增强整个脱水过程毛细管作用和垂直方向的压力梯度，可使纸幅中的水更容易被挤压脱出.压榨部纸页温度每升高10 ℃，进入烘干部的纸页干度就会增加一个百分点，干燥部就会少蒸发纸页4%的水分，从而会大大降低干燥部蒸汽的消耗.

图2 压榨脱水机理 图3 装置安装结构图

2 安装位置

作者所在公司纸机压榨部采用三道压榨工艺，即预压、正压、光压，将所设计的压榨脱水增强装置各箱体分别安装在预压和正压两个压区前200～250 mm位置处，固定在纸机支架上，如图3所示，通过液压缸使箱体达到运行位置(距纸页5 mm处)或维修位置，即可使其达到预期效果.

3 使用时应注意的事项

在使用过程中，应及时、定期清洗，清理箱体内外，防止箱体内表面或箱体内粘有纸毛，防止纸毛堵塞蒸汽喷嘴或纸病产生.

4 结束语

通过压榨脱水增强装置在作者所在公司试验机和2#机的实际应用和改进，与传统的设计相比，此装置有着显著优越的性能.新的蒸汽喷射系统、温度控制系统和密封区取代了传统的蒸汽帘，蒸汽云雾现象已基本消失，具有良好的热传递效率，有效地提高了进入干燥部湿纸页的干度，湿纸页干度由原来的49%左右提高到了53%左右，烘干部蒸汽能耗降低约16%左右，同时湿纸页的强度和成纸表面物理性能也有明显提高.压榨脱水增强装置的研发和使用大大降低了烘干部的蒸汽消耗，有效降低了纸页的干燥成本，为企业创造了巨大的盈利潜能.

参考文献

[1] 陈克复．制浆造纸机械与设备(下)[M]．北京：中国轻工业出版社，2003．

[2] 任淑华.浅谈高速纸机中压榨蒸汽箱的使用[J].黑龙江造纸，2002，(3)：67-69.

[3] 美卓蒸汽箱技术的创新[J].国际造纸，2008，27(4)：35-37.

[4] 造纸机伏辊和蒸汽箱液压系统的设计[J].液压与机械，2010，38(2)：62-64.