6 Расчет и подбор оборудования

Расчет и выбор размалывающего оборудования. Определим количество и тип размалывающего оборудования для размола беленой хвойной сульфатной целлюлозы.

Расчет количества размалывающего оборудования произведен на основе максимального потребления полуфабрикатов и с учетом 24-часовой продолжительности работы оборудования в сутки.

Удельный расход воздушно-сухой целлюлозы составляет 507,75 кг/т.

Суточный расход воздушно-сухой целлюлозы составляет 0,50775*300 = 152 т/сут.

При расчете числа мельниц исходят из положения, что эффект размола примерно пропорционален расходу электроэнергии. Расход электроэнергии на размол целлюлозы рассчитывается по формуле:

Е = eP_с(b - a) кBт×ч/сут,

где е - удельный расход электроэнергии, кВт×ч/т; Р_с - количество воздушно-сухого полуфабриката, подлежащего размолу, т, а - степень помола полуфабриката до размола, °ШР; b - степень помола массы после размола, °ШР.

Суммарная мощность электродвигателей размалывающих мельниц рассчитывается по формуле:

,

где η - коэффициент загрузки электродвигателей (0,80 - 0,90); z - число часов работы мельницы в сутки (24 ч).

Мощность электродвигателей мельниц по ступеням размола рассчитывается следующим образом:

для 1-й ступени размола;

для 2-й ступени размола,

где X₁ и X₂ - распределение электроэнергии соответственно на 1-ю и 2-ю ступени размола, %.

Необходимое количество мельниц для 1-й и 2-й ступеней размола составит:

и ,

где N_1m и N_2m - мощность электродвигателей мельниц, предусматри­ваемых к установке на 1-й и 2-й ступенях размола, кВт.

В соответствии с принятой технологической схемой процесс размола беленой хвойной сульфатной целлюлозы осуществляется при концентрации 4% до 32 °ШР в дисковых мельницах в две ступени. Начальная степень помола беленой сульфат­ной хвойной целлюлозы принята 13 °ШР.

По практическим данным удельный расход энергии для размола 1 т сульфатной беленой хвойной целлюлозы в дисковых мельницах составляет 14 кВт×ч/(т×°ШР).

Общее количество необходимой для размола электроэнергии составит:

Е = 14*152*(32 - 13) = 40432 кВт×ч/сут.

Для обеспечения этого расхода электроэнергии необходимо, чтобы суммарная мощность электродвигателей, установленных для размола мельниц, составила:

N = 40432/(0,90*24) = 1872 кВт.

Расход мощности по ступеням размола распределяется в соответ­ствии со свойствами размалываемого полуфабриката и видом готовой продукции. В композицию бумаги входит 60% беленой ХТММ, поэтому характер помола сульфатной хвойной целлюлозы должен быть без укорочения волокна при достаточно высокой степени его фибрилляции. Исходя из этого, целесообразно на 1-ю и 2-ю ступени размола сульфатной беленой целлюлозы предусмо­треть по 50% мощности. Следовательно, на 1-й ступени размола сум­марная мощность электродвигателей мельниц должна составить:

N₁ = N₂ = 1872/2 = 936 кВт.

В проекте предусмотрена установка мельниц МДС-33 мощностью электродвигателя 1000 кВт, различающихся на 1-й и 2-й ступени ха­рактером гарнитуры. Потребное количество мельниц на 1-ю или 2-ю ступень размола составит 936/1000 = 1. С учетом резерва необходимо предусмотреть 3 мельницы.

В массоподготовительном отделе предусмотрена также мельница МД-02 для рафинирования оборотного брака.

Дисковая мельница выбрана по потребному для рафинирования рас­ходу электроэнергии. Для рафинирования 1 т оборотного брака необходимо затратить 40 - 60 кВт×ч. Количество сухого и мокрого брака (по расчету баланса воды и волокна) составляет 66 кг/т или 66*300/(0,88*1000) = 22,5 т/сут в.с. в. Суммарный расход электроэнергии на рафинирование оборотного брака и необходимая мощность электродвигателя дисковой мельницы составляют:

40*22,5 = 900 кВт×ч; N = 900/(0,90*24) = 42 кВт.

Параметры предусмотренных к установке мельниц приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Характеристика дисковых мельниц

Типоразмер	Число, шт.	Диаметр диска, мм	Частота вра­щения рото­ра, мин-1	Мощность электродвигателя, кВт	Суммарная установочная мощность работающих мельниц, кВт	Производитель­ность, т/сут воздушно-сухого волокна
МДС-33	3	1000	600	1000	1000*3=3000	110-400
МД-02	1	500	1000	110	110	10-35

Определение типа напорного ящика. При выборе типа напорного ящика исходят из напора массы (h, м), поступающей на сетку, определяемого по формуле

,

где К_с - коэффициент отставания скорости сетки от скорости бумаги на накате (обычно находится в пределах 0,85 - 0,95); К_м - коэффициент соотношения между скоростью массы и ско­ростью сетки (обычно К_м = 0,9 - 1,0); μ - коэффициент выте­кания массы, равный 0,6 - 0,7 для обычных линеек; для напор­ных ящиков с выпускной губой он составляет 0,94 - 0,98, в случае наличия пластинчатого распределителя потока перед щелью 0,97 - 0,98 и 0,94 - 0,95 при наличии перфорированного валика; υ - скорость бумаги на накате, м/мин; g - ускорение свободного падения, м/с².

м.

При высоте напора массы более 1,5 м устанавливают напорные ящики закрытого типа.

Принимаем к установке напорный ящик закрытого типа ЯЗ-06.

Определение основных параметров сеточного стола. Ширина сетки В_с (мм) определяется по формуле

где b₀ - обрезная ширина бумаги (после обрезки кромок на продольно-резательном станке), мм; а - ширина обрезки кромок на отделочном станке, мм; у - усадка бумаги при сушке по ширине машины, %; b - ширина отсечки, мм; с - ширина декельных приспособлений, мм; d - ширина свобод­ных кромок за декельными приспособлениями, мм; l - разбег сетки, мм.

мм.

Принимаем ширину сетки 6900 мм.

Длина сеточного стола определяется по формуле

L_ст = ,

где S - съем бумаги с 1 м² сеточного стола, кг/ч; υ - рабочая скорость машины, м/с; q - масса 1 м² вырабатываемой бумаги, кг.

L_ст = м.

Длина сетки (L_c, м) равна

L_c = KL_cт

где К - коэффициент, равный 2,16 - 2,2.

L_c = 2,2*21 = 46,2 м.

Принимаем к установке сетку синтетическую одинарную №28, ширина сетки 6900 мм, длина - 46200 мм.

Диаметр грудного вала (мм) определяется по формуле:

D = 0,08*В_с + 275мм.

D = 0,08*6900 + 275 = 830 мм

Длина грудного вала (мм)

L = В_с + 100…800

L = 6900 + 100 = 7000 мм.

Количество отсасывающих ящиков определяется по фор­муле

,

где S_b - удель­ный съем бумаги с 1 м² поверхности отсасывающих ящиков, кг/ч; υ - рабочая скорость машины, м/с; b_отс - ширина отсасывающего ящика, м; q - масса 1 м² вырабатываемой бумаги, кг.

.

Длина отсасывающего ящика (L, м)

L = B_c + (500...600).

L = 6900 + 500 = 7400 мм.

Принимаем к установке девять отсасывающих ящиков, ширина ящика 300 мм, длина - 7400 мм.

Определение производительности вакуум-насосов. Производительность вакуумных насосов (W) по данным ЦНИИбуммаша определяют по методу удельной производительности, то есть по производительности насоса, приходящейся на 1 м ширины и 1 м/мин скорости машины,

W = Рbυ/1000,

где W - искомая подача вакуумного насоса, м³/мин, Р - удельная производительность, л/мин.; b - ширина машины, м; υ - скорость машины, м/мин.

В таблице 6 приведены значения Р для вакуумных насосов, устанавливаемых на бумагоделательных машинах.

Таблица 6 - Удельная производительность P вакуум-насосов

Место установки вакуум-насосов	Р, л/мин	Вакуум, кПа
Отсасывающие ящики	14 - 18	20,49 - 34,35
Гауч:
первая камера	30	50,7 - 53,4
вторая камера	50	66,8 - 80
Первый пресс	30	60 - 66,7
Второй пресс	50	60 - 66,7
Обратный пресс	50	60 - 66,7

1. Вакуумный насос отсасывающих ящиков:

W = 18*6,9*370/1000 = 46 м³/мин.

К установке принимаем насос типа УНВ-05; W = 60 м³/мин, N = 100 кВт.

2. Вакуумный насос 1-й камеры гауч-вала:

W = 30*6,9*370/1000 = 77 м³/мин.

К установке принимаем 2 насоса типа УНВ-04; W = 40 м³/мин, N = 75 кВт.

3. Вакуумный насос 2-й камеры гауч-вала:

W = 50*6,9*370/1000 = 128 м³/мин.

К установке принимаем 4 насоса типа УНВ-04.

4. Вакуумный насос I отсасывающего пресса:

W = 30*6,9*370/1000 = 77 м³/мин.

К установке принимаем 2 насоса типа УНВ-04.

5. Вакуумный насос II отсасывающего пресса:

W = 50*6,9*370/1000 = 128 м³/мин.

К установке принимаем 4 насоса типа УНВ-04.

6. Вакуумный насос обратного отсасывающего пресса:

W = 50*6,9*370/1000 = 128 м³/мин.

К установке принимаем 4 насоса типа УНВ-04.

Определение числа сушильных цилиндров. Число бумагосушильных цилиндров на БДМ определяется по формуле:

,

где υ - скорость бумаги на накате, м/мин; q - масса 1 м² вырабатываемой бумаги, кг; Т_к - конечная сухость бумаги (после сушильной части), %; Т_н - начальная сухость бумаги (перед сушильной частью), %; d - диаметр бумагосушильных цилиндров, d = 1,5 м; α - коэффициент обхвата сушильных цилиндров, α = 0,65; W - удельный съем воды с 1 м² полезной поверхности, кг/(м²×ч), W = 17 кг/(м²×ч).

шт.

Устанавливаем 52 сушильных и два холодильных цилиндров диаметром 1,5 м, разбитых на шесть приводных групп. Компоновка по приводным группам 6-10-10-10-10-8

Число сукносушильных цилиндров n₁ (при одинаковом диаметре с бумагосушильными цилиндрами) определяется из выражения:

n₁ = φ/100*n

где φ - отношение боковой поверхности сукносушильных ци­линдров к боковой поверхности бумагосушильных ци­линдров, φ = 25%.

n₁ = 25/100*52 = 13 шт.