Производство бумаги и картона

соплами СНД обычно 100...250 мм в зависимости от расстояния от сукна, которое также лежит в этом диапазоне. Поскольку ни один тип веерного спрыска не обеспечивает равномерного распределе­ ния воды, то желательно применение осциллирующих спрысков.

На третьем этапе вода, содержащая загрязнения, удаляется из сукна. В современных прессах это делается при помощи отсасываю­ щих сукномоек. Простейшая сукномойка состоит из трубчатого корпуса, имеющего сквозную щель на стороне, соприкасающейся с сукном. Под действием вакуума, создаваемого в корпусе сукномойки при помощи вакуум-насосов, из сукна отсасывается вода. Ширина ще­ ли зависит от скорости машины и обычно составляет 10... 14 мм. Скорость просасываемого через сукно воздуха в системе должно быть около 10 м/с. Время нахождения сукна над щелью 2...4 мс. По этим значениям можно выбрать необходимое число щелей и производи­ тельность вакуум-насоса. Так, при скорости 600 м/мин общая ширина щелей сукномоек должна быть 0,003 с • 110 м/с = 0,03 м (30 мм). Сле­ довательно, при ширине одной щели 10 мм потребуется установка трехщелевой установки. Суммарный расход воздуха составит на 1 м ширины сукна 1 • 0,03 • 10 = 0,3 м3/с (18 м3/мин).

Разрежение в корпусе сукномойки должно быть не менее 127 мм рт. ст. Обычно расход воздуха составляет 660...970 м3/(мин-м2). Ско­ рость воздуха в трубопроводе 18...20 м/с до сепаратора и 28...30 м/с после сепаратора. Диаметр корпуса сукномойки зависит от расхода воздуха и изменяется от 150...500 мм для соответствующего расхода 20.. .290 м3/мин.

6,4.9. Технологические расчеты прессовой части

Расчет удельного давления в зоне контакта прессовых валов и сухости бумажного полотна после прессов. Ввиду того, что кон­ структивные параметры пресса (диаметр валов, твёрдость и толщина облицовки, свойства сукна) оказывают большое влияние на процесс обезвоживания, работа пресса должна характеризоваться удельным

давлением. Среднее удельное давление (кг/см2) рассчитывается по формуле

где q - линейное давление, кгс/см; а0 - ширина зоны контакта валов (площадка деформации), см.

* Показатель твёрдости резины, измеренный по прибору ТШМ - 2, в 1,25 раза меньше этого показателя по прибору Пуссей-Джонса

/Ъькгс/см*

Рис. 84. Номограмма для определения среднего удельного давления между валами

Среднее удельное давление между валами может быть определе­ но также по номограмме, представленной на рис. 84. Определение производят следующим образом: необходимо соединить точку D = = 1100 мм с точкой Т = 20 ед., через точку пересечения прямой линии со шкалой v и точку q = 30 кгс/см2 проводим прямую до пересечения со шкалой Рф, получаем / >ср= 7,0 кгс/см2.

Приведённые номограммы пригодны для обычных, отсасы­ вающих прессов, прессов с желобчатым валом и с глухими отверстиями, а также прессов с подкладной сеткой. Для пресса с промежуточным валиком можно рассчитать площадку контакта по следующей формуле:

а° =

где ос - толщина сукна перед прессом, мм; о„ш1 - минимальная толщина сукна в зоне максимального давления, мм; Rt - радиус верхнего вала, мм; R2- радиус промежуточного вала, мм.

Среднее удельное давление в зоне контакта валов можно опре­ делить также по диаграмме, представленной на рис. 85.

Сухость бумаги после прессования рассчитывается по сле­ дующей формуле:

С Л а „•м0 / у с с° . с ; у

'V е ш;

где Ск - сухость бумаги после прессования, %; А - коэффициент, ха­ рактеризующий конструкцию пресса (табл. 58); т0 - коэффициент, зависящий от марки сукна, массы квадратного метра бумаги и скоро­ сти машины (табл. 59); Оо-коэффициент вида бумаги (табл. 60); Pq, - среднее удельное давление между валами, кгс/см2; Сс - сухость сукна перед прессом,%; С„ - сухость бумаги перед прессом (начальная), %; q - масса квадратного метра бумаги, г/м2; р - коэффициент массы бу­ маги (табл. 61); Шр - степень помола массы, °ШР; у,0,со,е,\|/ - опытные коэффициенты (табл. 62 и 63).

Рис. 85. Зависимость среднего удельного давления от линейного давления при диаметре промежуточного валика, мм: 1-50; 2-100; 3-140; 4-180; 5-240

Т а б л и ц а 58

Значения коэффициента А

камеры, мм; t - шаг между желобками, мм; р - ширина желобков, мм; Д,Р -

диаметр промежуточного валика, мм

Значения коэффициента т0, зависящего от марки сукна, массы бумаги и скорости машины

Значение опытных коэффициентов

Для рассматриваемого примера принято:

А = КГ0'038 0,5^'063; F = Ю,60147; gp = 630'1; Ш / = 280,145. 6500’067; «о =1,04; т0= 21,94; Сс = 60°'07; С„ = 37,40'131.

10-о,°з» .0,5-o.°63.1,04-21,94 10,60147 -600'07 -37,40>|31 -630'1

Данную формулу можно использовать только для вышепере­ численных прессов, на которые имеются значения для расчета. При выборе современной прессовой части целесообразно ориентиро­ ваться на сухость бумажного и картонного полотна, которую предоставляет фирма изготовитель (для конкретного типа).

6.5. Сушка бумажного и картонного полотна

6.5./. Общие сведения о процессе сушки бумаги

Сушка бумаги является термическим способом обезвоживания бумажного полотна, в результате которого влажность бумаги сни­ жается до равновесной, а также происходит ее усадка по длине, толщине и ширине. В результате сушки волокна сближаются и ме­ жду ними устанавливаются связи, определяющие физико-механи­ ческие свойства бумажного листа. При сушке завершаются процес­ сы проклейки и окраски бумаги. Сушильная часть может оборудоваться устройствами для поверхностной проклейки, микрокрепирования, мелования, полусырого каландрирования с целью придания продукции необходимых потребительских свойств.

Сушка является весьма энергоемким процессом, а сушильная часть - наиболее громозкая и металлоемкая по сравнению с други­ ми частями машины.

В сушильной части машины удаляется примерно 1,5 % всей влаги, подлежащей удалению из бумажного полотна на БДМ (на быстроходных БДМ при сушке удаляется 300...400 т и более воды в сутки). Обезвоживание в сушильной части машины в 10... 12 раз дороже, чем в прессовой, и в 60...70 раз дороже, чем обезвожива­ ние, на сеточном столе.

Сушильная часть потребляет примерно 25...33 % всей энергии, расходуемой на привод БДМ. Повышение относительной сухости бумажного полотна перед сушильной частью машины на 1 % соот­ ветствует экономии 5 % расходуемого на сушку пара.

В качестве энергоносителя в процессах сушки бумаги приме­ няется водяной пар, который имеет три состояния: перегретый пар, влажный насыщенный пар и сухой насыщенный пар. Состояние сухого насыщенного пара является неустойчивым, при незначи­ тельным охлаждении он переходит во влажный насыщенный пар,

апри нагревании - в перегретый.

Вкачестве энергоносителя для сушки бумаги в контактно­ конвективных установках рекомендуется применять перегретый пар, имеющий перегрев на 15...20 °С, который необходим для ком­ пенсации транспортных потерь от котельной до БДМ и для предупреждения конденсации водяных паров в паропроводе. Дос­

тоинствами слабоперегретого пара как теплоносителя для сушки бумаги являются высокий коэффициент теплоотдачи и высокая те­ плота парообразования, выделяющаяся при конденсации, что позволяет поддерживать температуру поверхности цилиндров практически постоянной.

6.5.2. Описание сушильной установки

После прессования влажное бумажное полотно в пластическиупругом состоянии поступает в многоцилиндровую контактно­ конвективную сушильную установку, основное назначение которой заключается в испарении влаги из материала до конечной относи­ тельной влажности 5...8 %.

Контактный способ подвода тепла к влажной бумаге имеет существенное преимущество перед другими способами сушки, по­ скольку горячая поверхность бумагосушильных цилиндров действует как утюг и придает бумаге гладкую поверхность с одной или с обеих сторон.

Многоцилиндровые контактно-конвективные сушильные ус­ тановки состоят, как правило, из двух рядов вращающихся бумагосушильных, сукносушильных и холодильных цилиндров, сушильной одежды, сукноведущих, сукнонаправляющих, правительных и разгонных валиков, системы подвода пара к цилиндрам

иотвода конденсата, шаберов для очистки поверхности цилиндров, вентиляционного колпака и нескольких установок для регенерации тепла из отработавшей паровоздушной смеси, систем приточной

иобщеобменной вентиляции.

Взависимости от вида и требований к качеству вырабатываемой продукции в схему сушильной части могут также входить конвек­ тивный шкаф, клеильный пресс для пропитки бумаги и картона крахмалом, полусырой каландр, кондиционер, увлажнители, устрой­ ства для микрокрепирования бумаги, меловальная установка.

Вцелях интенсификации испарения влаги и корректировки профиля влажности по ширине полотна сушильная часть может иметь также дополнительные источники энергии, такие как колпа­ ки скоростной сушки, коррекционные колпаки, инфракрасные излучатели, различные устройства для активизации воздухообмена

в межцилиндровых пространствах, генераторы токов высокой и сверхвысокой частоты.

В подавляющем большинстве схем БДМ сушильные цилиндры располагаются в два горизонтальных ряда в шахматном порядке, поэтому бумажное полотно пепеременно соприкасается сначала одной стороной с цилиндрами верхнего ряда, а затем противопо­ ложной стороной - с цилиндрами нижнего ряда. В промежутках между цилиндрами (участках свободного хода) бумажное полотно соприкасается с окружающим воздухом, в результате чего его тем­ пература понижается. Такой осциллирующий режим нагревания полотна бумаги на цилиндрах и охлаждения на участках свободно­ го хода обеспечивает высокую интенсивность испарения влаги.

Бумажное полотно прижимается к поверхности цилиндров су­ шильными сукнами или сетками, которые обеспечивают хороший контакт бумаги с нагретой поверхностью, предотвращают образо­ вание морщин и складок.

Основными конструктивными элементами сушильной части машины являются сушильные, сукносушильные и холодильные цилиндры. Все они имеют примерно одинаковое устройство, толь­ ко последние отличаются тем, что служат не для сушки, а для охлаждения и частичного увлажнения полотна, поэтому внутрь хо­ лодильных цилиндров подается вместо пара холодная вода, поступающая с лицевой стороны и отводимая с приводной с помо­ щью черпака или сифона. От конструкции сушильных цилиндров зависят интенсивность процесса сушки и качество высушиваемых бумаги и картона. Цилиндры изготавливают из высококачественно­ го мелкозернистого чугуна или стали и рассчитывают на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее. Диаметр сушильных цилиндров у большинства машин составляет 1,5 м. Однако на некоторых ма­ шинах имеются цилиндры диаметром 1,8 м, что позволяет сократить число цилиндров, а следовательно, уменьшить размер машины, снизить ее стоимость и металлоемкость.

Существует тенденция увеличения интенсивности сушки за счет повышения температуры поверхности сушильных цилиндров, которая проявляется в повышении рабочего давления пара в ци­ линдрах от 0,3 до 0,5...0,8 и даже до 1,0 МПа. К сушильным цилиндрам предъявляются высокие требования, особенно в отно­ шении теплопроводности, механической прочности, чистоты и гладкости поверхности, точности балансировки и удобства тех­ нического обслуживания. Рабочие поверхности цилиндров должны