4. Расчет и подбор оборудования

МОКРОЙ ЧАСТИ БДМ

4.1. Сеточная часть

Сеточные части бумагоделательных машин представлены различными конструкциями одно- двухсеточных и гибридных формеров, все многообразие которых можно объединить в несколько основных типов, получивших наиболь-

шее распространение (см. таблицу 4.1). Мировыми лидерами в производстве се-

точных частей массовых видов бумаги и картона БДМ и КДМ являются компа-

нии Voith, Metso, в производстве санитарно-гигиенических видов бумаги – Metso и Andritz [11-14]. Отечественных производителей БДМ и КДМ представ-

ляет компания ПетрозаводскМаш [15].

Все конструктивные изменения, по сравнению с традиционной плоскосе-

точной машиной, направлены в первую очередь на повышение рабочей скорости БДМ, улучшение формования бумажного полотна, а также удержание компо-

нентов и обезвоживание бумажной массы.

Картоноделательные машины, как правило, отличаются возможностью формования каждого слоя на отдельной сетке с дополнительной комбинацией различных формеров.

Габариты сеточного стола рассчитываются по методу удельной произво-

дительности или по съему воздушно-сухой бумаги с 1 м² площади в час. Площа-

дью сеточного стола (F), м² для многосеточных формеров принято считать ак-тивную площадь обезвоживания, определяемую обрезной шириной бумаги на накате и габаритами сеточного стола.

Удельный съем бумаги на сеточном столе зависит от вида бумаги, скоро-

сти машины, температуры бумажной массы, типа конструкции обезвоживающих элементов и самой сеточной части БДМ.

Активная площадь обезвоживания сеточной части определяется как:

F  B  L 	PН		0,06Bvm	,	(4.1)
	Sс
			Sc

79

Таблица 4.1 – Принципиальные типы сеточных частей БДМ, КДМ

Тип	Технические характеристики
1. Вертикальные формеры	Основные особенности:
	обезвоживание начинается на формующем валу
	(нет регистровой части)
	Область использования:
	массовые виды бумаги (газетная, типографская,
	книжно-журнальная), массой 36…60 г/м2.
	Обрезная ширина полотна:
	4200…8900 мм.
	Рабочая скорость:
	800…1800 м/мин.
	Габаритные размеры*:
	длина сеточной части около 18 м;
	высота от пола нагруженной отметки около 12м
2. Двухсеточные БДМ	Основные особенности:
	верхняя сетка устанавливается после мокрых
	отсасывающих ящиков
	Область использования:
	писче-печатные виды бумаги (офисная, офсет-
	ная), массой 60…100 г/м2; упаковочные виды
	бумаги, массой 80…200 г/м2;.
	Обрезная ширина полотна:
	4200…10400 мм.
	Рабочая скорость:
	до 1500 м/мин.
	Габаритные размеры*:
	длина верхней сетки в основании 6…10 м;
	высота верхней сетки около 5 м.

80

Окончание таблицы 4.1

	Тип	Технические характеристики
3.	Многосеточные формеры	Основные особенности:
		верхние формующие устройства комплектуются
		в разной комбинации
		Область использования:
		многослойные виды бумаги и картона, двух- и
		трехслойные материалы масса 100…270 г/м2,
		трех- пятислойный картон, масса 250…500 г/м2.
		Обрезная ширина полотна:
		2600…11000 мм.
		Рабочая скорость:
		300…1100 м/мин.
		Габаритные размеры*:
		высота БДМ от пола нагруженной отметки по
		верхний НЯ около 14 м.
4.	Самосъемочные БДМ	Основные особенности:
		формование полотна происходит на сукне
		Область использования:
		санитарно-гигиенические и др. тонкие виды бу-
		маги, массой 18…40 г/м2.
		Обрезная ширина полотна:
		2000…4500 мм.
		Рабочая скорость:
		1000…2200 м/мин.

* ) габаритные размеры зависят от производительности и ширины БДМ, в таблице представлены усредненные значения

81

отсюда находим длину для плоскосеточного стола или суммарную длину обез-

воживающей зоны для многосеточных формеров:

L 	0,06vm	.	(4.2)
	Sс

где S_с – удельный съем бумаги с сеточной части БДМ, кг/м²·ч;

v – скорость БДМ, м/мин; m – масса бумаги, г/м²

Длина сетки принимается в 2,15...2,25 раза больше длины сеточного стола и возрастает еще на 2,5…3,5 м при наличии пересасывающего устройства. Ши-

рину сетки определяют по формуле:

			В  2а	
В	 			100  2в  2с  е	,	(4.3)
с				
		100  у 

где В – обрезная ширина бумаги на накате, мм;

а – ширина кромок, обрезаемых на продольно-резательных станках (обычно,

• = 25...40 мм);

• – усадка бумаги по ширине, %;

в – ширина отсечек на гауч-вале (обычно в = 30...50, на машинах двухсеточ-

ного формования в = 120...150), мм;

• – ширина декелей (для декельного устройства с = 30...50, для ограничи-тельных линеек с = 5...10, для машин двухсеточного формования и гиб-ридных формеров с = 0), мм;

е – разбег сетки (ширина свободной кромки, обычно e = 25...50), мм.

Обычно ширина сетки больше обрезной ширины бумаги на 250...500 мм или по проектным данным, см. таблицу 4.2.

Таблица 4.2 – Зависимость ширины сетки от обрезной ширины бумажного полотна [1]

Обрезная ширина бумаги, м	Стандартная ширина сетки, м
2,52	2,90
4,20	4,70
5,28	5,75
6,30	6,90
8,40	8,90

Номер, тип плетения и материал сетки следует выбирать в зависимости от вида вырабатываемой продукции конструктивных особенностей оборудования и скорости машины.

82

Длину рабочей части валов сеточного стола принимают на 100...150 мм больше ширины сетки, а гауч-вала не менее, чем на 200 мм.

Диаметр грудного вала определяется по эмпирической формуле:

D  0,08Bс  275.

(4.4).

Напорный ящик должен обеспечивать равномерность структуры по тол-

щине и ширине полотна, не зависимо от конструкции. На машинах работающих при скоростях не превышающих 400…450 м/мин допустимо использование на-

порных ящиков с воздушной подушкой. На высокоскоростных БДМ и КДМ ис-

пользуются различные виды гидродинамических напорных ящиков. Для произ-

водства многослойных видов бумаги и картона на ряду с однокамерными ис-пользуются двух и трех секционные напорные ящики.

Отставание скорости напуска массы от скорости сетки обуславливает ори-

ентацию волокон, т.е. анизотропию листа. Скорость выхода массы на сетку должна быть на 10...15 % меньше скорости сетки, но это отставание допускается не более 30 м/мин и не менее 4,5 м/мин.

Скорость вытекающей массы на сетку зависит от величины напора, созда-

ваемого в напорном ящике, и определяется по формуле:

vм  kc kм vср  60 2gh ,

(4.5)

где k_с – коэффициент отставания скорости сетки от скорости бумаги на накате

(k_с=0,85...0,95)

k_м – коэффициент отставания скорости массы от скорости сетки, зависящий от вида вырабатываемой бумаги (k_м =0,90...0,98);

v_ср – средняя скорость бумаги на накате, м/мин;

μ  коэффициент истечения массы (μ= 0,90, для современных напускных уст-

ройств μ= 0,95…0,98);

h – высота напора массы перед выпускной щелью. При h = 1,0...1,5 м, ставят открытые напорные ящики, если более – закрытые), м.

Отсюда определяем высоту напора:

 k		c	k	м	2 vср2
h  					
						.		(4.6)
					
	60 					2g

Длина выпускной щели, м определяется по формуле:

				B  2c 			,	(4.7)
l	щ	 0,001 			100  2а	
					
						
			100  у 

83

тогда высота выпускной щели определится из уравнения:

Q  lzvм		 lz60 2gh ,				(4.8)
откуда
z 	Q					(4.9)
	60 l		2gh

где z – высота щели, м;

Q – количество массы, поступающее на сетку (по данным расчета баланса во-

ды и волокна), м/мин;

l_щ – длина выпускной щели, м.

Концентрация бумажной массы при напуске на сетку зависит от вида вы-

рабатываемой бумаги, допустимый диапазон колебаний представлен в табли-

це 4.3.

Таблица 4.3 – Концентрация бумажной массы в напускном устройстве для различных видов продукции

Вид	Масса,	Концентрация,	Примечания
продукции	г/м2	%
Газетная бумага	42,0…48,8	0,35…0,60
Офисная бумага	80	0,50…0,55
Офсетная бумага	60…80	0,60…0,80
	90…120	0,80…1,20
Мешочная бумага	70…80	0,20…0,40
Обойная бумага	100…130	0,80…1,20	однослойная
		0,60…0,8	двухслойная
Санитарно-гигиенические	17…32	0,2…0,35
бумаги
		0,60…1,20	Плоскосеточная
Картон для плоских слоев	125…200		КДМ
		0,50…0,70	Многослойное
			формование
Бумага для гофрирования	112…170	0,70…1,00
Целлюлозная папка	600…800	1,80…2,20

В регистровой части БДМ и КДМ устанавливают гидропланки или пакеты гидропланок. Ширина гидропланок составляет 50…120 мм, расстояние между ними зависит от массы 1 м² бумаги (картона), скорости машины и колеблется в пределах 150…400 мм.

84

Некоторые конструкции сеточных частей не имеют регистровой части,

формование бумажного полотна, в них, начинается с отсасывающего формую-

щего вала (например, вертикальные двухсеточные формеры).

Сосунную часть сеточных столов составляют мокрые и сухие отсасываю-

щие ящики. Сухость бумажного полотна после сосунной части обычно составля-

ет 11…14 % и зависит от типа формующего устройства, массы 1 м² бумаги, ско-

рости работы БДМ и др. факторов.

Суммарную площадь отсасывающих ящиков (F_общ) для плоскосеточных машин рассчитывают исходя из удельных съемов бумаги с 1 м² общей поверхно-

сти ящиков.

Fобщ				PБ		 Bbя n ,	(4.10)
				Sотс
отсюда число отсасывающих ящиков будет равно:
n 			PБ			.	(4.11)
			Bbя Sотс

где P_Б – максимальная часовая производительность машины (Брутто), кг/ч; В – обрезная ширина бумаги на накате, м;

b_я – ширина отсасывающего ящика (обычно 250…400 мм), м;

S_отс – удельный съем бумаги с рабочей поверхности отсасывающих ящи-ков, кг/м²·ч.

Значения удельного съема с 1 м² отсасывающих ящиков для бумаг раз-

личного вида приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Удельный съем бумаги с 1 м² поверхности отсасывающих ящиков (для плоскосеточных машин)

Вид	Рабочая	Удельный съем	Число
продукции	скорость,	бумаги,	отсасывающих
	м/мин	кг/м2·ч	ящиков
Газетная бумага	700…900	1200…1400	7…8
Печатная, содержащая	400…600	700…900	7…9
древесную массу
Печатная	300…500	400…600	7…8
чистоцеллюлозная
Мешочная бумага	400…600	700…1000	8…10
Санитарно-гигиенические	900…1200	800…1110	2…4
бумаги

Представленный расчет количества отсасывающих ящиков не применим

для вертикальных формующих устройств.

85

Необходимо отметить «концепцию одной платформы» получившую ши-

рокое одобрение не только среди производителей оборудования, но среди его потребителей. В соответствии с этой концепцией, при новом строительстве, не только сеточная часть, укомплектовывается всеми основными и вспомогатель-

ными элементами одного производителя, но и все БДМ в целом поставляется как единая система, разработанная той или иной компанией.