1.4. Описание технологического процесса.
Готовая бумажная масса подается из массоподготовительного отдела в машинный бассейн. Из бассейна масса при концентрации 2,5-3,5% насосом подается в регулирующее устройство, где смешивается с оборотной водой и разбавляется до концентрации 0,1-0,3%.
Разбавленную массу очищают от посторонних включений минерального и волокнистого происхождения, для чего ее пропускают через специальные аппараты.
Очищенную бумажную массу по распределительному желобу или трубам направляют к напорному ящику, откуда она под определенным напором непрерывно вытекает на сетку бумагоделательной машины.
Бесконечная сетка машины движется со скоростью 150-500м/мин. На сетке из разбавленной волокнистой суспензии формируется полотно бумаги и удаляется из него избыточная вода сначала за счет свободного отекания
массы на регистровой части машины, усиливаемого отсасывающим действием регистровых валиков, затем под вакуумом на отсасывающих ящиках и, наконец, под давлением в гауч-прессе.
Пройдя сеточную часть машины, бумажное полотно с содержанием сухого вещества около 15-20% поступает в прессовую часть, где оно подвергается дальнейшему уплотнению и обезвоживанию до сухости 30-40% методом механического отжатия влаги между прессовыми валами на упругой подкладке из шерстяной ткани. Затем бумага подвергается сушке.
Сушильная часть машины состоит из батарей цилиндров, обогреваемых паром, через которые проходит бесконечное полотно бумаги, прижимаемое к их поверхности сукном. Пройдя сушильные цилиндры, сухой бумажный лист охлаждается на холодильном цилиндре и поступает в машинный каландр, где подвергается машинной отделке, приобретая необходимую степень гладкости и уплотнения. После этого готовая бумага наматывается в виде бесконечной ленты на накате.
Вода, освобождающаяся в сеточной и прессовой частях БДМ, собирается и снова используется в производстве как оборотная для разбавления массы перед машиной и на других стадиях производства. Схема приведена на рисунке №1.
|
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исходные данные для расчета Количество сухого брака,% от сухого волокна…………………………………1 Количество мокрого брака,% от волокна………………………………………..1 Количество промоев,% от волокна………………………………………………1 Отходы с центриклинеров III ступени очистки, кг/т……………………….….3 Массовая доля волокна в массе и сухость бумаги по потоку,% : - в рабочем бассейне………………………………………………………………3 - после смесительного насоса…………………………………………………..0,8 - после регистровой части………………………………………………………...3 - после отсасывающих ящиков………………………………………………….12 - после гауч-вала…………………………………………………………………18 - после прессовой части…………………………………………………………36 - после сушильной части………………………………………………………...95 Сухость бумаги на накате,% ……………………………………………………93 Влажность сухого брака,% ……………………………………………………..20 Влажность мокрого брака,% …………………………………………………...65 Массовая доля волокна в отходящих водах,% : - с узлоловителей закрытого типа……………………………………………...1,6 - от центриклинеров…………………………………………………………….1,2 - от регистровой части………………………………………………………...0,54 - от отсасывающих ящиков……………………………………………………0,28 - от гауч-вала…………………………………………………………………...0,15 - от пресса………………………………………………………………………..0,6 - осветленной воды…………………………………………………………….0,01 Концентрация волокна в воде от промывки сетки, г/л……………………….0,3 То же, от промывки сукна, г/л………………………………………………….0,4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Массовая доля волокна в массе на II ступени очистки,%.......................................................................................0,95 То же, в массе на III очистки,%........................................................................0,9 То же, в отходах I, II ступеней очистки,% ……………………………………..2 Количество отходов, % от волокна: - от узлоловителей………………………………………………………………3,0 - от центриклинеров…………………………………………………………….0,3 - с I ступени очистки…………………………………………………………..20,0 Удельные расходы химикатов, кг/т : -канифоли …………………………………………………………………………3 -соды……………………………………………………………………………..0,2 -глинозема………………………………………………………………………..25 -красителя………………………………………………………………………0,01 -щелочи (NaOH), % от массы крахмала……………………………………….1,5 Зольность бумаги, %...........................................................................................18 Удерживаемость наполнителя…………………………………………………..80 Влажность наполнителя,%...................................................................................5 Концентрации химикатов, применяемых в композиции бумаги, гл/л: -каолиновой суспензии………………………………………………………...200 -клеевой эмульсии……………………………………………………………….20 -раствора глинозема……………………………………………………………100 -раствора красителя………………………………………………………………2 -крахмального клейстера………………………………………………………..40
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.2. Расчет расходов сырья и химикатов на единицу продукции.
Рассчитаем расход сырья и химикатов. Часовая выработка бумаги на накате рассчитывается по формуле [1, c.128] Рч= Рсут:23, (1) где Рсут — суточная выработка бумаги на накате, кг; 23 — число часов фактической работы бумагоделательной машины. Рч= 90000:23= 3913,043 кг/ч Рабочую скорость бумагоделательной машины определим по формуле [1, c.128] Рч= К2К30,06Вυg, (2) где К2 — коэффициент использования рабочего хода машины (учет холостых ходов), К2= 0,98 ; К3 — коэффициент выхода нетто товарной продукции из брутто всей машинной продукции (учет оборотного брака), К3= 0,96 ; В — обрезная ширина бумаги на накате, м; υ — скорость бумагоделательной машины на накате, м/мин; g — масса 1 м2 вырабатываемой бумаги, г. Следовательно, υ= Рч:(К2К30,06Вg), (3) υ= 3913,043:(0,98*0,96*0,06*4,2*65)= 253,929 м/мин. Определим количество образующегося брака на машине. Абсолютно сухой бумаги на накате 3913,043*0,93=3639,13 кг, воды в ней 3913,043-3639,13=273,913 кг. Абсолютно сухой бумаги в сухом браке 3639,129*0,01=36,3913 кг, воды в нем 20:80*36,3913=9,098 кг. Количество абсолютно сухой бумаги в мокром браке 3639,13*0,01=36,3913 кг. Примем, что 75% брака образуется на гауч-вале, 25% — на прессах. На гауч-вале мокрого брака образуется 36,3913*0,75=27,293 кг, воды в нем 27,293*82/18=124,335 кг. На прессовой части образуется брака 36,3913-27,293=9,098 кг, воды в нем 9,098*65/35= 16,896 кг.
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расход волокнистого сырья с учетом промоев, влажности и зольности бумаги определяем по формуле [1,стр.129]: Мч=Рч*К, (4) где Рч – часовой расход волокнистого сырья, кг; К – коэффициент, учитывающий промои, зольность и влажность бумаги. Определяется по формуле [1,стр.129]: К=(1+П/100)*(1-З/100)*(1-W/100), (5) где П – промои, %; З – зольность, %; W – влажность бумаги, %. К=(1+1/100)*(1-18/100)*(1-7/100)=0,77 Часовой расход абсолютно сухой целлюлозы: Мч=3913,043*0,77=3013,043 кг, воздушно сухой целлюлозы 3013,043/0,88=3423,9125 кг. В типографскую бумагу №1 марки Б вводят 80% сульфатной беленой целлюлозы и 20% беленой древесной массы. Тогда в составе бумаги сульфатной целлюлозы будет 3423,912*0,8=2739,13 кг, а беленой древесной массы 3423,912-2739,13=684,782 кг. Удельный расход волокнистого сырья Муд составит [1,стр.129]: Муд=К/0,88*1000, кг/т (6) Муд=0,77/0,88*1000=875 кг/т. Часовой расход наполнителя при зольности бумаги 18% и удерживаемости наполнителя 80% составит 0,18*3913,043/0,8=880 кг абсолютно сухого вещества. Расход наполнителя при влажности 5% составит 880/0,95=926 кг. Расход канифоли 3*3,913043=11,739129≈11,7 кг, сернокислого глинозема 25*3,913043=97,8 кг, кальцинированной соды 0,2*3,913043=0,8 кг, красителя метиленового голубого 0,01*3,913043=0,039 кг. Расход суспензии наполнителя 880/0,2=4400 л, клеевой эмульсии 11,7/0,02=585 л, сернокислого глинозема 97,8/0,1=978 л, раствора красителя 0,039/0,002=19,5 л.
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
2.3. Расчет баланса воды и волокна на 1 т воздушно сухой бумаги. Накат. С наката сходит с основным потоком 3639,13 кг волокна, с ним воды 273,913 кг, брака 36,3913 кг и с ним воды 9,098 кг. Следовательно, на накат поступает абсолютно сухой бумаги 3639,13+36,3913=3675,52 кг, воды 273,91+9,098=283,008 кг (рис.2).
44688
X
Рис.2. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна для наката.
Сушильная часть. На сушильную часть поступает бумага сухостью 36%, следовательно, воды поступит на сушильную часть 3675,5213*64/38=6534,26 кг, воды испариться 6534,26-283,008=6251,252 кг (рис.3).
Рис.3. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна сушильной части.
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Прессовая часть. Сукна I и II прессов промываются сукномойками, в которые подается оборотная осветленная вода. Расход воды составит 4,8м3/т [1,стр.130], в час это составит 4800*3,913043=18800 кг, с ней поступит волокна 0,01*18800=188г=0,188 кг. Уйдет волокна с промывными водами 0,4*18800=7520г=7,52 кг. В прессовой части образуется брака 9,098 кг и с ним воды 16,896 кг (рис.4)
Рис.4. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна прессовой части.
Обозначим количество волокна, поступающего в прессовую часть, через Х, тогда воды с ним прийдет 82/18*Х. Количество волокна, уходящего с оборотными водами, через У, тогда с ним воды уходит 99,4/0,6*У. Пользуясь правилом баланса, можно написать:
Х=3675,5213+9,098+7,332+У 82/18*Х=6534,26+16896+99,4/0,6*У
Решив систему уравнений получим: волокна У=62,4619795 кг, Х=3754,41328 кг; воды 82/18*Х=16894,8598 кг, 99,4/0,6*У=10343,7037 кг. Гауч-мешалка. В гауч-мещалку поступит с браком от прессов 9,098 кг волокна, с ним воды 16,896 кг; с браком от гауч-вала 27,293 кг волокна, с ним воды 124,335 кг. С отсечкой (2,5 см на сторону, что составит 1% от потока, отходящего с гауч-вала), то есть 3754,41328*1/99=37,923 кг волокна, с ним воды 37,923*82/18=172,76 кг (рис.5).
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис.5. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна гауч-мешалки.
Всего в гауч-мешалку поступит волокна 9,098+27,293+ 37,923=74,314 кг, воды 16,896+124,335+172,76=313,991 кг. С подсеточными спрысками в гауч-мешалку поступает воды 40 л/мин [1,стр.130] 40*60=2400 л/ч. Следовательно, в гауч-мешалку поступит воды 313,991+2400=2713,991 кг. Массовая доля волокна в массе в гауч-мешалке составит 74,314*100/(2713,991+74,314)=2,665%. Этот брак перекачивается, пройдя регулирование (на разбавление используется регистровая вода), в машинный бассейн, где массовая доля волокна в массе составляет 2,5%. Следовательно, волокна в ней будет У и воды 99,46/0,54*У. Составим систему уравнений:
Х 97,5/2,5*Х=2713,991+99,46/0,54*У,
решив которую получим: волокна У=1,27кг и Х=75,584 кг, воды 97,5/2,5*Х=2947,776 кг и 99,46/0,54*У=233,915 кг. Гауч-вал. Расчет ведется аналогично прессовой части. С учетом отсечек с гауч-вала сходит волокна 3754,41328+37,923=33628 кг и воды 16894,8598+172,76=17067,6198 кг.
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
На создание гидравлического затвора в гауч-вале поступает осветленная вода из расчета 2000л/т [1,стр. 132], что составит 2000*5,2=10400 кг. С ней поступит волокна 10400*0,01=104 г=0,104 кг. Следовательно уравнение баланса имеет вид:
Х=3754,41328+37,923+27,293-0,104+У 88/12*Х=16894,8598+172,76+124,335-10400+99,85/0,15*У
Решив эту систему уравнений, получим: волокна У=32,038 кг, Х=3851,56328 кг, воды 88/12*Х=28116,4116 кг, 99,85/0,15*У=21324,4928 кг (рис.6).
Рис.6. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна гау-вала.
Отсасывающие ящики. На соединение гидравлического затвора в отсасывающих ящиках расходуется осветленной воды 10л/мин на 1м ширины сетки, 10*60*4,7=3000л [1,стр.132]. Считаем, что из них 50% засасывается внутрь ящиков и уходит в оборотную воду, а 50% сбрасывается в сток. С ней прийдет волокна 0,01*1500=0,015 кг. Составим уравнение баланса:
Х=3851,56328-0,015+У, 97/3*Х=28116,4116-1500+99,72/0,28*У.
Решив эту систему уравнений, получим: волокна У=301,963114 кг, Х=4153,51139 кг, воды 97/3*Х=134158,418 кг и 99,72/0,28*У=107542,006 кг (рис.7).
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис.7. Графическое изображение расчета баланса воды волокна отсасывающих ящиков.
Регистровая часть. В регистровой части на промывку сетки и грудного вала расходуется воды в количестве 15,4м3/т [1,стр.132]. Расходводы в час составит 15400*5,2=80000 кг. В воде от регистровой части концентрация волокна составляет 0,3г/л [1,стр.132]. В этой воде содержится волокна 80000*0,3=24000г=24 кг. С оборотной осветленной водой приходит волокна 0,01*80000=800г=0,8 кг. Следовательно, из основного потока уйдет волокна 24-0,8=23,2 кг.
С Х=4153,51139+23,2+У 99,2/0,8*х=134158,418+99,46/0,54*У,
р ешив которые, получим: волокна У=6376,2365 кг и Х=10552,9479 кг, воды 99,2/0,8*Х=1308565,54 кг и 99,46/0,54*У=1174407,12 кг (рис.8).
Рис.8. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна регистровой части машины.
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Узлоловители (УЗ-13). Отходы с узлоловителя составляют 3693,13*0,03=110,7939 кг с ним отойдет воды 98,4/1,6*110,7939=6813,82485 кг. После очистки на плоской сортировке отходы направляют в гидроразбиватель сухого брака, затем в гидрофайнер и из него в производство. На узлоловитель поступает волокна 10552,9479+110,7939=10663,7418 кг, воды 1308565,54+6813,82485=1315379,36 кг (рис.9).
Рис.9. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна узлоловителя УЗ-13.
Центриклинеры (ОК-04). Очистка ведется в три ступени. Хорошее волокно с последующих ступеней очистки возвращают на предидущую. Отходы с III ступени очистки (3 кг/т) [1,стр.134] составят 3*3,69313=11,07939 кг. С ним уходит воды 98,8/1,2*11,07939=912,20311 кг. Отходы I и II ступеней очистки разбовляются оборотной водой. Отходы с III ступени очистки составляют 11,07939 кг, т.е. 1,3% от массы хорошего волокна с этой ступени очистки. Следовательно, хорошего волокна с III ступени очистки уходит 11,07939*98,7/1,3=841,181377 кг, воды 99,1/0,9*841,181377=92623,416 кг. Составим уравнение баланса III ступени очистки:
Х+У=11,07939+841,181377 98/2*Х+99,8/0,2*У=912,20311+92623,4162
решив которые, получим: волокна У=115,055204 кг, Х=737,205563 кг, воды 98/2*Х=36123,0726 кг и 99,8/0,2*У=57412,5468 кг. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Отходы с I ступени очистки (20%) составят 10663,7418*20/80=2665,93545 кг. С ними воды уйдет 98/2*2665,93545=130630,837 кг.
С 2665,93545+841,181377+У=737,205563+Х, 130630,837+92623,416+99,8/0,2*У=36123,0726+99,05/0,95*Х
Решив эти уравнения, получим: волокна У=257,560241 кг, Х=3027,47151 кг, воды 99,8/0,2*У=128522,56 кг, 99,05/0,95*Х=315653,74 кг. На I ступень очитки поступает волокна 10663,7418+2665,93545 – 3027,47151=10302,2058 кг, воды 1315379,36+130630,837 – 315653,74=1130356,46 кг (рис.10)
Рис.10. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна очистки бумажной массы от механических примесей.
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Смесительный насос. На смесительный насос поступает масса из рабочего бассейна. Массовая доля волокна в ней С=3%. Разбавляется масса оборотной водой. Уравнения баланса воды и волокна имеют вид:
10302,2058=Х+У, 1130356,46=97/3*Х+99,8/0,2*У
Решив их получим: волокна У=1709,01053 кг и Х=8593,19527 кг, воды 97/3*Х=277560,207 кг и 99,8/0,2*У=852796,254 кг (рис.11).
Рис.11. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна смесительного насоса.
Машинный бассейн. В машинный бассейн поступает из гауч-мешалки брак: волокна 75,584 кг и воды 2947,776 кг. Следовательно, за вычетом этого брака из массоподготовительного отдела должно поступить волокна 8593,19527 – 75,584=8517,61127 кг, воды 277560,207 – 2947,776=274612,431 кг (рис.12).
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис.12. Графическое изображение расчета баланса воды и волокна машинного бассейна. В сборник регистровых вод (1-го разбора) поступает регистровая вода в количестве 1174407,12 кг, содержащая 6376,2365 кг волокна. Эта вода расходуется:
1. В смесительный насос 852796,254 1709,01053 2. В гауч-мешалку 233,915 1,27 3. На очистку 57412,5468 115,055204 4. На очистку 128522,56 257,560241
Следовательно, избыток регистровой воды составит: по волокну 6376,2365 – 2082,89597=4293,34053 кг, по воде 1174407,12 – 1038965,28=135441,84 кг. В сборник ловушечных вод поступает:
1. Избыток регистровой воды 135441,84 4293,34053 2. Вода из отсасывающих ящиков 107542,006 301,963114 3. Вода от гауч-вала 21324,4928 32,038 И того 264308,339 4627,34164
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Сточные воды (сборник оборотных вод 3-го разбора) состоят из воды:
1. Отжатой от прессов 10343,7037 62,461979 2. Полученной от промывки сукон 18800 7,52 3. Сточной от отсасывающих ящиков 1500 0,015 4. Полученной от промывки сетки 80000 24 5. Отходящей от центриклинеров 912,20311 11,07939
И
Таким образом, суммируя все произведенные расчеты, получим итоговый баланс воды и волокна, рассчитанный на часовую производительность бумагоделательной машины, который приведен в таблицах №1 и №2.
Приход волокна и воды Таблица №1
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Расход волокна и воды Таблица №2
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
=74,314+У
оставим
уравнение баланса:
оставим
уравнение II
ступени очистки:
вода,кг
волокно,кг
Итого
1038965,28 2082,89597
вода,
кг волокно, кг
вода,
кг волокно, кг
того
111555,907 105,076369
2.4. Расчет и подбор оборудования.
Расчет объемов бассейнов и подбор перемешивающего устройства к ним. Часовые объемы массы, хранящейся в бассейнах, известны из расчета баланса воды и волокна. Так, в приведенном выше примере объем массы в рабочем бассейне на 1 час работы машины составит 286,2 м3. Таблица №3
Период запаса массы в бассейне для работы бумагоделательной машины в данном примере составит [1, стр.138]: t=2*140*0,8*60/286,2=46,9мин. (7) Удельный расход электроэнергии на перемешивание массы в этих бассейнах составит [1, стр.138]: Nуд=2*17*1/3,913043=8,68 кВт*ч/т (8) где 3,913043 – часовая производительность бумагоделательной машины, т.
Расчет и подбор насосов по потоку. Таблица №4
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Производительность насоса выбираем на 20% больше, чем поток перекачиваемой массы. Мощность на валу электродвигателя рассчитывается по формуле [1, стр.35]: N=Q*H*γ*g/(60*η), (9) где N – мощность, кВт; Q – подача насоса, м3/мин; H – напор, м; γ – плотность массы, т/м3 (γ=1 т/м3); g – ускорение свободного падения, м/с2 (g=9,8 м/с2); η – КПД насоса (η=0,7). N1=(343,4/60)*34,6*1*9,8/(60*0,7)=46,2 кВт N2=(1368,7/60)*18*1*9,8/(60*0,7)=95,8 кВт N3=(314,4/60)*16*1*9,8/(60*0,7)=19,6 кВт N4=(113,3/60)*20*1*9,8/(60*0,7)=8,8 кВт Расчет и подбор очистной аппаратуры. Для очистки массы от узлов, закатышей целесообразно установить узлоловители закрытого типа марки УЗ-13 производительностью 60 – 200 т/сут. и мощностью электродвигателя 30 кВт [3,стр.237]. Для очистки массы от механических примесей устанавливают центробежные очистители типа ОК-04 пропускная способность 1900 л/мин [3, стр.252]. Оборудование для роспуска сухого брака. На гидроразбиватель поступает сухого брака 36,3913*23/(0,88*1000)=0,95 т/сут. Устанавливаем гидроразбиватель марки ГРВ-00 производительностью 6 т/сут. и мощностью электродвигателя 10 кВт [4, стр.179]. Расчет по бумагоделательной машине. К напорному ящику масса подводится с помощью конического коллектора. При выборе типа напорного ящика исходят из напора массы, поступающей на сетку, определяемого по формуле [1, стр.140]: h=(Kc*Km/60μ)2*(υ2/2g), (10)
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
где Kc – коэффициент отставания скорости сетки от скорости бумаги на накате, Kc=0,85; Km – коэффициент соотношения между скоростью массы и скоростью сетки, Km=0,9; μ – коэффициент вытекания массы, μ=0,94; υ – скорость бумаги на накате, м/мин; g – ускорение свободного падения, м/с2; h – напор массы, м. h=(0,85*0,9/60*0,94)2*(253,9292/2*9,8)=0,5м
Ширину сетки Вс(мм) определяем по формуле [5, стр.536]: Вс=(100*В/100-У)+2(а+в+с), (11) где Вс – ширина бумаги на накате, мм; У – коэффициент поперечной усадки бумаги в сушильной части, %; а – ширина отсечки перед гауч-прессом, мм; в – ширина резинового ремня, мм; с – ширина кромки сетки, мм. Вс=(100*4200/100-3,5)+2*(20+30+25)=4500мм=4,5м.
Длину сеточного стола определяем по формуле [1, стр.141]: Lст=F/Bc (12) F=Pч/S, (13) где F – площадь сеточного стола, м2; Рч – часовая выработка бумагоделательной машины, кг; S – съем бумаги с 1м2 сеточного стола, кг/ч [1,стр.144, таблица 29], S=90кг/ч. F=3913,043/90=43,48м2 Lст=43,48/4,5=9,6м
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Длину сетки определяем по формуле [1, стр.141]: Lс=К* Lст, (14) где К – коэффициент, равный 2,16 – 2,2, К=2,2. Lс=2,2*9,6=21,12м
Сетку выбираем, исходя из свойств бумаги. Номер выбираем 26, тип ткани одинарная, вид переплетения – полотняное [2, стр.360] и [5, стр.530]. Диаметр грудного вала определяем по формуле [1, стр.141]: Dг.в.=0,08*Вс+275 (15) Dг.в.=0,08*4500+275=635мм.
Длину грудного вала определяем по формуле [1, стр.141]: Lг.в.=Вс+(80…100) (16) Lг.в.=4500+100=4600мм
Регистровая часть может состоять из регистровых валиков или гидропланок. Ориентировочно диаметр регистрового валика можно рассчитать по формуле [1, стр.141]: Dр.в.=К*Вс, (17) где Dр.в. – диаметр валика, мм; К – коэффициент, равный 0,047 Dр.в.=0,047*4500=211,5мм
Длина регистрового валика определяется формулой [1, стр.141]: Lр.в.=Вс+(130…150) (18) Lр.в.=4500+150=4650мм Количество регистровых валиков на сеточном столе 18 шт.[5, стр.540]. Количество отсасывающих ящиков 7шт. [6, стр.140]. Ширина отсасывающего ящика принимается равной 200мм. Длина отсасывающего ящика определяется по формуле [1, стр.141]:
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Lо.я.=Вс+(500…600) (19) Lо.я.=4500+500=5000мм=5м Площадь одного отсасывающего ящика: f=5*0,2=1м.
Исходя из ширины и скорости БДМ выбираем однокамерный отсасывающий вал, диаметром 800мм. Для натяжения сетки используются натяжные валики, для правки правильный валик. Для сбора мокрого брака под гауч-валом устанавливают гауч-мешалку, нужно подобрать к ней вид перемешивающего устройства. Для предотвращения растекания бумажной массы по ширине сетки за ее пределами нужно предусмотреть декельное приспособление. Для обеспечения ровных кромок бумажного полотна устанавливают водные ножи или отсечки. Прессовая часть состоит из двух отсасывающих прессов. Диаметр нижнего вала 700мм , ширина 4500мм. Ширина вакуумной камеры у отсасывающего пресса, толщина стенки 75мм, резины 25 мм [5, стр.569]. Для транспортировки и улучшения обезвоживания бумаги подбирают для первого пресса полотняное сукно марки 580(М-6), для второго пресса сукно ломаная саржа марки 590(М-13-II), для третьего пресса сукно ломаная саржа марки 630(М-16-II). Для создания вакуума в отсасывающих ящиках, гауч-вале, прессах и сукномойках устанавливают трубовоздухоотдувки. Количество сушильных цилиндров определяем по формуле [1,стр.144]: n=W/(qπdlα), (20) где W – количество испаренной воды в час (по расчету баланса воды и волокна, кг); q – удельный съем воды с 1м2 полезной сушильной поверхности, кг/(м2*ч) q=18кг/(м2*ч)[1, стр.144, таблица 29]; d – диаметр сушильного цилиндра, м; |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
α – коэффициент обхвата сушильных цилиндров бумагой, α=0,66 l – длина сушильного цилиндра, м. n=6251,252/(18*3,14*1,5*4,4*0,66)=25шт.
Количество сушильных цилиндров берется из расчета 25*1/4=6шт. Отделочная часть БДМ включает: холодильники, машинный каландр с воздушным охлаждением и паровым обогревом некоторых валов, продольно-резательное устройство, накат.
2.5. Расчет расхода пара, воды и электроэнергии.
Расход пара на 1т бумаги при наличии закрытого колпака над сушильной частью БДМ составит 3,15т/т [4, стр.83]. Расчет привода Привод БДМ подразделяется на две части: привод постоянной части БДМ (насосы, перемешивающие устройства, очистная аппаратура и др.) и привод переменной части БДМ. Привод постоянной части БДМ составляет ΣN/=244,4кВт. Удельный расход электроэнергии (кВт*ч/т=3,6 кДж/т) на постоянную часть машины определяют по формуле [1, стр.156]: N/уд=ΣN/Т/Рсут, (21) где ΣN/ - сумма мощностей всех электродвигателей постоянной части машины, кВт; Т – период фактической работы этих электродвигателей за сутки, ч; Рсут – суточная производительность машины, т. N/уд=244,4*23/90=62,45кВт*ч/т. Мощность переменной части машины определяем методом удельных показателей расхода мощности [1, стр.156]: ΣN//=m*B*υ, (22) |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
где m – удельный показатель потребления мощности, кВт*м/мин [5, стр.693] m=0,1885кВт*м/мин; В – ширина машины, мм; υ – скорость машины, м/мин. ΣN//=0,1885*4,2*253,929=201кВт
Удельный расход электроэнергии (кВт*ч/т=3,6кДж/т) на переменную часть машины определяется [1, стр.157]: N//уд= ΣN//*Т/Рсут, (22) где ΣN// - суммарная мощность электродвигателей, обслуживающих машину, кВт; Т – период работы машины в сутки, ч; Рсут – суточная производительность машины, т. N//уд=201*23/90=51,36кВт*ч/т.
Удельный расход электроэнергии при выработке бумаги на машине определяем по формуле [1, стр.157]: Nуд= N/уд+ N//уд Nуд=62,45+51,36=113,81кВт*ч/т
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||