Реферат

Суранова О. И. Реконструкция сушильной машины ОАО «Архангельского ЦБК» с целью снижения расхода пара в сушильной части пресспата. Руководитель проекта – Ноговицын А.А.

Дипломный проект. Пояснительная записка объемом 122 с. содержит, 16 рисунков, 15 таблиц, 11 источников, графическую часть на 8 листах.

Ключевые слова: целлюлоза, напорный ящик, сетка, грудной вал, гауч-вал, сушка, пресс, отлив, формование.

Цель работы – произвести реконструкцию сушильной машины с целью увеличения сухости в прессовой части.

На основании выполненного обзора литературы предложена замена обычного III пресса на пресс с расширенной зоной прессования. Выполнены расчеты материального и теплового балансов, произведен выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования. Рассчитана потребность в сырье, электроэнергии, воде и паре. Дана оценка экологической безопасности цеха, разработаны мероприятия по охране труда и безопасным методам работы.

Реализация проекта позволит организовать производство продукции, востребованной на отечественном и мировом рынке. При сравнении с действующим производством реконструкция позволит повысить сухость целлюлозного полотна в прессовой части и снизить расход пара в сушильной части пресспата

Оценка экономической эффективности реконструкции показала, что при требуемых капитальных вложениях 138 млн. рублей срок окупаемости составит 4,5 года.

ОГЛАВЛЕНИЕ

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ……………………………………………………………..6

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ…………………………….….8

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………….…………….…….9

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………..…..12

1.1 Процесс обезвоживания полотна на сушильной машине……………………… ...12

1.1.1 Сушка целлюлозы……………………………………………………………….…..16

1.2 Прессование полотна. Современные конструкции прессовых частей

машин……………………………………………………………………………………...22

1.3 Особенности технологии и оборудование для изготовления товарной

Целлюлозы…………………………………………...……………………………………25

2 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ, ХИМИКАТОВ, ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОДЕЖДЫ МАШИН И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ …………………27

3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Обоснование предложений по реконструкции прессовой части сушильной машины.

3.2 Исходные данные для расчета материального баланса………………………… .35

3.3 Тепловой баланс сушильной части пресспата………………………………… …37

3.3.1 Расчет теплового баланса и расхода пара на сушку целлюлозы……….…… ….56

3.3.2 Расчет вентиляции сушильной части и зала…………………….………… ……..61

3.4 Расчёт и подбор оборудования……………………………………………………..67

3.5 Организация технологического контроля производства и качества готовой продукции…………………………………………………………………………………74

3.5.1 Контроль за производством по всем стадиям процесса………………………….75

3.5.2 Параметры технологического процесса…………………………………..………75

3. Порядок предъявления и приемки готовой продукции (целлюлозы)………..….79

4 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА…………………………………………………….85

4.1 Параметры и схема автоматического контроля и регулирования………………...85

4.2 Спецификация КИП и А……………………………………………………………..88

5 ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………. 91

5.1 Расчет мощности привода…………………………………………………………....91

5.2 Расчет удельного расхода электроэнергии…………………………………………..93

6 ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ СУШИЛЬНОЙ МАШИНЫ……………………………………………………………....95

7 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА, ОЧИСТКА

СТОКОВ И ВЫБРОСОВ…………………………………………………..………....…101

8 СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………….……103

9 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………….….…..105

СПИСОК ИСВОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………….………..….107

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящей пояснительной записке использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.2.062 – 81. ССБТ. Оборудование производственное. Ограждения защитные.

ГОСТ 12.4.026 – 76. ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.

ГОСТ 12523 – 77. Целлюлоза, бумага, картон. Метод определения величины рН водной вытяжки.

ГОСТ 13525.1 – 79. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения прочности на разрыв и удлинение при растяжении.

ГОСТ 13525.2 – 80. Метод определения прочности на излом при многократных перегибах.

ГОСТ 13525.3 – 97.Полуфабрикаты волокнистые и бумага. Метод определения сопротивления раздиранию.

ГОСТ 13199 - 88. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения массы продукции 1 м².

ГОСТ 14363.3 - 84. Целлюлоза и древесная масса. Метод определения сорности.

ГОСТ 14363.4 – 89. Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико - механическим испытаниям. показателей.

ГОСТ 16932 – 93. Целлюлоза. Определение содержания сухого вещества.

ГОСТ 17433 – 80.Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности.

ГОСТ 2263 – 79.Натр едкий технический. Технические условия.

ГОСТ 25166 – 82.Машины для ЦБП. Требования безопасности.

ГОСТ 28172 – 89. Целлюлоза сульфатная беленая из смеси лиственных пород древесины. Технические условия.

ГОСТ 30055 – 93. Канаты из полимерных материалов и комбинирование. Технические условия.

ГОСТ 3282 – 74. Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия.

ГОСТ 50068 – 92. Волокнистые полуфабрикаты. Ускоренный метод определения концентрации массы.

ГОСТ 7004 – 93. Целлюлоза. Отбор проб для испытаний.

ГОСТ 7500 – 85. Бумага и картон. Методы определения состава по волокну.

ГОСТ 7690 – 76. Метод определения белизны.

ГОСТ 9571 – 89. Целлюлоза сульфатная беленая из хвойной древесины. Технические условия.

ТУ 13 – 7308001 – 645 – 83. Целлюлоза сульфатная полубеленая из лиственных пород древесины.

ТУ 14 – 4 – 936 – 78. Проволока стальная оцинкованная термообработанная для увязки целлюлозы. Технические условия.

ТУ 5442 – 021 – 00279195 – 2003. Картон

ТУ 5411 – 022 – 00279195 – 2003. Целлюлоза сульфатная беленая из лиственных пород древесины. Технические условия.

ТУОП 5411 – 011 – 00279195 – 98. Целлюлоза сульфатная беленая из смеси лиственных и хвойных пород древесины. Технические условия.

ИСО 7213 – 81. Целлюлоза. Отбор проб для испытаний.

ИСМ-Ц-02-2004. Отбор проб целлюлозы для проведения лабораторных испытаний.

СНиП 2.09.04—87. Административные и бытовые здания. Нормы проектирования.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящей пояснительной записке применяются следующие определения, обозначения и сокращения:

качество – степень соответствия присущих характеристик требованиям;

эффективность – связь между достигнутым результатом и использованными ресурсами;

НТД – нормативно-техническая документация

ОТК – отдел технического контроля

ССБТ – система стандартов безопасности труда

ТЭЦ – теплоэлектроцентраль

ТРА – теплорекуперационный агрегат

ТЭС – теплоэлектро станция

ТУ – технические условия.

ВВЕДЕНИЕ

В истории Архангельского ЦБК нашла отражение история всей целлюлозно-бумажной промышленности. Детище первых советских пятилеток, ровесник Соликамского, Кондопожского, Камского комбинатов, он прошел через суровые испытания военных лет, в 60 — 70-е годы продолжал наращивать свои производственные мощности и в конце этого периода стал одним из самых крупных в стране многопрофильных предприятий по химической переработке древесины, уступающим по объемам производимой продукции только Братскому ЛПК и Котласскому ЦБК, которые значительно моложе Архбумкомбината. В 60—70-е годы и отрасль развивалась бурными темпами: производство целлюлозы в стране выросло в 3 раза, бумаги — в 2,5, картона — почти в 4 раза.

К своему пятидесятилетию АЦБК стал крупным лесопромышленным комплексом. О его значении в экономике Архангельской области говорит уже тот факт, что на долю этого предприятия приходится почти 10 процентов производимой здесь продукции. Сегодня комбинат выпускает 10 процентов всей целлюлозы в отрасли и почти 12 процентов высококачественного картона. Он владеет весьма крупными основными фондами. В течение года вырабатывается 940 тысяч тонн целлюлозы по варке, 125 тысяч тонн бумаги, 403 тысячи тонн тарного картона. Из отходов основного производства выпускаются технический спирт, белковые кормовые дрожжи, древесноволокнистые плиты, бумажно-беловые изделия и тетради. Технологическая схема АЦБК в какой-то степени уникальна для отрасли: здесь параллельно действовали три самостоятельных производства — сульфитной целлюлозы, беленой сульфатной и небеленой сульфатной целлюлозы и картона. Внедренная здесь впервые, эта технологическая схема стала своего рода моделью развития предприятия по химической переработке древесины.

Вод в эксплуатацию завода беленой сульфатной целлюлозы был для комбината очень заметным шагом на пути научно-технического прогресса. В строй вошло по существу целое новое предприятие. Оно было укомплектовано оборудованием, по своему техническому уровню соответствующим лучшим мировым достижениям того времени: варочные и промывные установки шведской фирмы «КМВ», отбельная установка и сушильная машина финской фирмы «Раума – Репола», четвертый и пятый содорегенерационные котлы и третья выпарная станция фирмы «Парсон – Витемор» (Франция). Варочная установко оснащена зоной горячей диффузионной промывки. Схема горячего сортирования целлюлозы обеспечивает высокое качество с минимальными затратами энергии. В схему отбелки целлюлозы включена двухступенчатая обработка двуокисью хлора. В сушильном цехе установлены механизированные линии упаковки целлюлозы.

По проекту производство беленой сульфатной целлюлозы должно было использовать в качестве сырья хвойную древесину. Первые три года работы обнаружили возрастающий ее дефицит. И было принято решение о смене сырьевой базы: производство переводится на переработку лиственной древесины. Это означало: необходимы изменения в технологии. С решение этой проблемы успешно справились и буквально в течение полугода не только освоили выработку целлюлозы марки ЛБ – 0, но и стали давать продукцию высшей категории качества.

Целлюлоза — ценнейшее сырье. Трудно перечислить все, что она дает человеку. Здесь бумага и вискозный шелк, штапель и кинопленка, пластмассы и лаки, целлофан и многое другое. Северная целлюлоза идет на многие предприятия нашей Родины. На московских предприятиях ее используют для выработки искусственной кожи. В Рязани из нее изготовляют шелк, штапельное волокно. Целлюлоза высоко ценится на международном рынке.

Архангельский комбинат — это современное предприятие с высоким уровнем механизации, автоматизации технологических процессов. Его история — это стремительная поступь развития химии на Севере.

На комбинате вкладываются значительные средства, направленные на замену устаревшего, изношенного оборудования на новое, соответствующее современному уровню, используются новые технологии. Внедрение нового оборудования, технологий должно давать повышение качества продукции и снижение ее себестоимости.

Снижение себестоимости продукции обеспечивается, например, снижением расхода пара в сушильной части машины, а значит снижением потребляемых энергоресурсов. Это возможно за счет снижения сухости полотна после мокрой части машины. Использование в прессовой части прессов высокой интенсивности позволил достичь этого результата.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Процесс обезвоживания полотна на сушильной машине, метода их интенсификации.

Товарная целлюлоза выпускается в виде воздушносухой папки в листах или рулонах, или в виде спрессованных лепестков. Обезвоживание и сушка целлюлозы производится сушильными машинами различных конструкция.

На сушильной машине последовательно и непрерывно осуществляются технологические процессы: отлив и формование бесконечного целлюлозного полотна, его обезвоживание и сушка.

Скорость современных машин для сушки целлюлозы достигает 200 м/мин, ширина полотна целлюлозы – 6400 мм при поверхностной плотности вырабатываемой папки 600...800 г/м², производительность - 600...750 т/сут.

Длинносеточная сушильная машина состоит из мокрой части, в которую входят напускное устройство, сеточный стол и прессы; сушильной части; наката (при производстве целлюлозы для химической переработки) или саморезки и вспомогательного оборудования (бассейны, насосы, вакуумные насосы, гидроразбиватели)

Целлюлоза после сортирования, очистки, сгущения до концентрации 10...12 %, при которой она хранится в бассейне высокой концентрации, подается в рабочий мешальный бассейн, вместимость которого должна быть достаточной для бесперебойной работы сушильной машины в течение двух часов. Обычно в этот бассейн из гауч-мешалки подается мокрый брак.

Для обеспечения постоянства концентрации поступающей на сушильную машину массы между мешальным бассейном и машиной устанавливают регулятор концентрации и напорный ящик постоянного уровня.

Концентрация массы в мешальном бассейне поддерживается в пределах 2,5...2,6 %. Из рабочего мешального бассейна масса насосом подаётся в напорный ящик постоянного уровня, а из него самотёком в смесительный насос, где разбавляется оборотной водой до концентрации 0,7...1,5 % (в зависимости от технологического режима) поступает в напорный ящик сушильной машины.

Еще недавно на большинстве сушильных машин при скорости движения сетки до 150...200 м/мин применяли напорный ящик открытого типа в котором необходимая скорость подачи массы на сетку обеспечивалась напором, создаваемым регулируемой по высоте перегородкой, или напором массы, подаваемой насосом.

На сушильных машинах устанавливаются закрытые напорные ящики, в которых необходимый напор жидкости складывается из статического уровня массы в ящике и избыточного давления воздуха, который подается в герметично закрытое пространство над слоем массы.

Для равномерного распределения потока массы по всей ширине машины применяют различного типа потокораспределители. Наиболее широкое распространение получил многотрубный потокораспределитель, представляющий собой конический коллектор с рядом параллельных трубок, соединяющих коллектор с уравнительной камерой напорного ящика и расположенный в непосредственной близости с напорным ящиком. Для выравнивания потока массы по концентрации и скорости, а также для поддержания ее во взвешенное состоянии в напорном ящике открытого типа устанавливается один или несколько перфорированных валиков. Масса, пройдя через отверстия валика, равномерным потоком поступает на сетку через напускное устройство, расположенное на передней стенке напорного ящика. Передняя стенка напорного ящика подвижная, её можно перемещать в вертикальном и горизонтальном направлениях и таким образом регулировать ширину напускной щели. От ширины напускной щели зависит скорость выхода и высота слоя массы, поступающей на сетку машины.

Сеточный стол сушильной машины состоит из грудного вала, регистровых валиков и гидропланок, отсасывающих ящиков, отсасывающего гауч-вала, сетковедущих валиков, охваченных бесконечной сеткой.

Бесконечная сетка натянута между двумя валами: грудным, расположенным, у напорного ящика, и гауч-валом – с противоположной стороны. Сетка поддерживается регистровыми валиками, гидропланками, отсасывающими ящиками, проходит над правильным валиком, расположенным перед гауч-валом: Обратная ветвь сетки - через валики, служащие для направления и натяжения сетки.

Разбавленная волокнистая суспензия выливается из напорного ящика на бесконечную сетку над осью грудного вала или несколько дальше, для того чтобы грудной вал сам не обезвоживал массу, так как это значительно ухудшает формование.

Регистровая часть сеточного стола начинается от грудного вала и состоит из регистровых гладких валиков и гидропланок. В некоторых случаях сеточный стол имеет механизм поперечной тряски, назначение которой - уменьшить возможное образование хлопьев волокон и вывести их из продольной ориентации, создаваемой напорным ящиком. Особое значение тряска приобретает при увеличении концентрации массы. В результате тряски уплотняется структура целлюлозного волокна и улучшается формование.

Хорошее, обезвоживание на сетке обеспечивается повышенной температурой массы (40...45 °С). После выхода массу на сетку она подогревается горячей, химически очищенной (в случае целлюлозы для химической переработки) водой.

Рабочая ширина сетки от напорного ящика до того участка сетки, где концентрация массы исключает возможность растекания, ограничивается декельными линейками.

Основная масса воды из волокнистой суспензии (до 80 %) удаляется в регистровой части. Отсос воды происходит под действием вакуума, создаваемого вращающимся валиком, а также под действием сил сцепления воды с поверхность регистрового валика. При входе же сетки на регистровый валик возникает зона повышенного давления, вызывающая дефекты формования полотна вследствие всплесков массы на валиках. В большей степени эта особенность работы регистровых валиков проявляется при высокой скорости машины и большом диаметре регистровых валиков. Для устранения этого нежелательного эффекта часть регистровых валиков заменяют гидропланками, над которыми отсутствует высокое давление и имеется небольшой, но относительно длительно действующий вакуум. Количество воды, удаляемое одной гидропланкой, составляет примерно 60 % от количества воды. отсасываемой регистровым валиком. Однако на одной и той же длине сеточного стола можно установить большое количество гидропланок, в результате чего достигается интенсификация процесса обезвоживания.

При достижении сухости 30...40 % обезвоживание полотна в конце регистровой части практически прекращается. Дальнейшее повышение сухости производится на отсасывающих ящиках под действием вакуума, создаваемого вакуум-насосами. Разрежение на первых отсасывающих ящиках для предотвращения сильного уплотнения полотна не должно превышать 2...3 кПа; на следующих ящиках последовательно от 4 до 8 кПа, а на установках Ротабельт, если они расположены за отсасывающими ящиками, разрежение постепенно повышается от первого к последнему ящику от 10 до 18...20 кПа. Чрезмерное разрежение способствует ускоренному износу сетки. Обычно на сушильных машинах работающих на скорости 80...120 м/мин. устанавливают семь - девять отсасывающих ящиков или два - три устройства Ротабельт.

Для уменьшения износа сетки применяют подвижные отсасывающие ящики Ротабельт. Отсасывающий ящик этой конструкции разделен продольными перегородками на три отделения, в которых поддерживается разное разрежение. Сетка движется над отсасывающими камерами ящика на перфорированном резиновом полотне, натянутом между двумя валиками, приводимыми в движение сеткой. Основное усилие от трения воспринимает не сетка, а прочное армированное резиновое полотно.

Для уплотнения целлюлозного полотна между отсасывающими ящиками и отсасывающим устройством Ротабельт устанавливается ровнитель (эгутер) диаметром 600...900 мм изготовленный из кислотоупорных стальных реек и проволоки и обтянутый кислотоупорной стальной сеткой.

Для интенсификации процесса обезвоживания в сеточной части целлюлозное полотно подогревается двумя уплотняющими спрысками с горячей водой перед первым отсасывающим ящиком, перед отсасывающим устройством Ротабельт. В современных конструкциях сушильных машин над последним отсасывающим ящиком или над отсасывающим устройством Ротабельт устанавливается паровой колпак.

После отсасывающих ящиков полотно целлюлозы с сухостью 8...12 % поступает для дальнейшего обезвоживания до сухости 17…22 % на отсасывающий гауч-вал. Гауч-вал камерного типа представляет собой толстостенный (25...50 мм) перфорированный цилиндр, покрытый твердой резиной. Диаметр отверстия 6...8 мм

На сушильная машинах, как правило, устанавливают однокамерные гауч-валы с неподвижной отсасывающей камерой, соединенный с вакуум-насосом, который создает разрежение 40...45 кПа. Камера прижимается к внутренней стенке цилиндра пружинами. Между камерой и цилиндром имеются графитовые уплотнение, прижимаемые пневматически к внутренней стенке цилиндра. Дополнительное обезвоживание обеспечивается прижимным обрезиненным валом диаметром до 700 мм создающим давление 1,0...1,2 МПа.

Сухостью 17…20 % ограничивается возможность дальнейшего обезво-живания целлюлозного полотна за счет отсоса влаги, содержащейся в нем. В прессовой части удаление влаги из целлюлозного полотна производится путем механического отжима при пропуске полотна через несколько вальцовых прессов. Удаление влаги механическим способом более экономично, чем методом испарения. Увеличение сухости полотна перед сушкой на 2 % приводит к уменьшению расхода пара на 0,1 т (из расчета на 1 т целлюлозы). Затраты на удаление 97 % влаги на сеточном столе составляют 10...14 %. на 2 % в прессовой части - 18...25 % и на 0.5...1 % в сушильной части - 71...72 %. В связи с этим экономичнее удалять воду в мокрой части [1].