Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 2. Бумагоделатель

Наружная поверхность цилиндра шлифуется и полируется. Окончательная обработка цилиндра производится при подаче в него пара, бомбировка цилиндра проводится с учетом того, что в процессе эксплуатации его поверхность, находящаяся в контакте с полотном, охлаждается им, а участки, примыкаю­ щие к крышкам, имеют более высокую температуру. Пар в ло­ щильный цилиндр подается через цапфу лицевой стороны и

Рис. 8.8. Лощильный цилиндр:

/ — корпус цилиндра; 2 — крышка лицевой стороны; 3 — крышка приводной стороны; 4 — центральный вал; 5 — крышка люка; 6 — конденсатоотводное устройство

отверстия в центральном полом валу. Конденсат отводится че­ рез сифонные трубки, сборные коллекторы, установленные вдоль образующих цилиндра, и радиальные сифонные трубки — в цент­ ральную трубку, проходящую через цапфу приводной стороны.

Цилиндр подвергается статической балансировке.

8.7. ПАРОВЫЕ ГОЛОВКИ И КОНДЕНСАТООТВОДНЫЕ УСТРОЙСТВА СУШИЛЬНЫХ ЦИЛИНДРОВ'

Подводится пар в сушильные цилиндры и отводится конден­ сат из них обычно с приводной стороны с помощью паровых головок и конденсатоотводных устройств. Конструкция их в зна­ чительной степени зависит от скорости машины, давления пара

и способа отвода конденсата. При передаче тепла от греющего пара к поверхности цилиндров пар конденсируется. На тихо­ ходных машинах конденсат собирается в нижней части цилинд­ ров, а на быстроходных — образует замкнутое кольцо [78]. Кон­ денсатное кольцо уменьшает общий коэффициент теплопередачи от пара к бумажному полотну на 30—50 %, а наличие конден­ сата в нижней части цилиндров приводит к перерасходу мощ­ ности привода, и динамическим нагрузкам на привод.

Конструктивные особенности устройств пароснабжения и конденсатоудаления в значительной мере зависят от частоты вра­ щения, давления пара и габаритных размеров сушильного ци­ линдра. Применяются три способа отвода конденсата из су­ шильных цилиндров: неподвижным сифоном, вращающимся сифоном и черпаком. Паровые головки с неподвижными и вра­ щающимися сифонами устанавливаются на машинах, работаю­ щих на скоростях более 250 м/мин, когда образуется замкнутое конденсатное кольцо в цилиндре, а с черпаками — на машинах до 250 м/мин (при диаметре цилиндров 1,5 м).

Важным условием устойчивого удаления конденсата при минимальной толщине конденсатного кольца является надежное крепление наконечника сифона в непосредственной близости от внутренней поверхности сушильного цилиндра. Конструктивно это условие выполняется проще для головок с вращающимся си­ фоном, где наконечник последнего непосредственно опирается на стенку сушильного цилиндра, а конденсатоотводная труба крепится в цапфе. В этом случае на паровую головку не пере­ даются механические нагрузки от веса сифонов и от динамиче­ ского напора вращающегося конденсатного кольца, что упро­ щает и облегчает конструкцию головки. В то же время в кон­ денсатоотводящих системах с вращающимися сифонами для обеспечения устойчивости процесса конденсатоудаления необхо­ димо поддерживать более высокие перепады давления между паровой и конденсатной линиями, а также между группами су­ шильных цилиндров для преодоления центробежных сил жид­ кости либо пропускать повышенное количество пара через сифоны для удаления конденсата в виде взвешенных капель. Па­ ровые головки с неподвижными сифонами имеют более слож­ ную конструкцию, так как конденсатоотводная труба и сифон крепятся консольно в паровой головке, причем конструкция дол­ жна обладать необходимой прочностью и жесткостью для обес­ печения оптимального зазора между внутренней поверхностью цилиндра и наконечником сифона. Поскольку на скоростных машинах с неподвижными сифонами удалению конденсата спо­ собствует скоростной напор вращающегося кольца, обеспечи­ ваются стабильность процесса конденсатоудаления и экономия острого пара.

Основные требования, предъявляемые к паровым головкам и конденсатоотводным устройствам: обеспечение подвода пара

в соответствии с заданным технологическим режимом; устойчи­ вый отвод конденсата при изменяющихся технологических параметрах (скорости машины, расхода и давления пара в ци­ линдре); обеспечение минимального остаточного слоя конден­ сата в сушильном цилиндре; прочность, надежность и техноло­ гичность конструкции; удобство монтажа и демонтажа.

8.7.1.Паровая головка с неподвижным сифоном

Впаровых головках с неподвижным сифоном (рис. 8.9) кон­ денсатоотводная (наружная) и паровая (внутренняя) трубы закрепляются консольно в корпусе головки. Корпус головки крепится на кронштейне к станинам. Плоское графитовое кольцо, являющееся границей раздела неподвижной и вращаю­ щейся частей головки, поджимается фланцем к вращающемуся стакану, закрепленному на цапфе цилиндра. Фланец, свободно сидящий на направляющих стержнях, прижимается пружинами и сильфоном. Сильфон предназначен для компенсации износа уплотнительного кольца и восприятия допустимого торцевого биения стакана. Уплотнение в паре трения создается за счет

силы давления рабочей среды и усилия пружин.

Практика эксплуатации паровых головок с неподвижным сифоном показала, что минимальный зазор между наконечни­ ком сифона и внутренней поверхностью цилиндра не должен быть меньше 5—8 мм. Этот зазор необходим как для компенса­ ции температурных удлинений, так и для компенсации погреш­ ности изготовления (несоосность внутренней поверхности и цапф цилиндра), прогиба конденсатоотводной трубы в процессе экс­ плуатации и погрешности монтажа и демонтажа. Последняя возникает, например, при замене графитового кольца, из-за не­ точности установки конденсатоотводной трубы в корпусе головки и корпуса в кронштейне. Наличие зазора под сифоном обуслов­ ливает соответствующую толщину конденсатного кольца, что резко снижает термический КПД сушильных цилиндров.

Отличительная особенность рассматриваемой конструкции — высокая жесткость и прочность закрепления консольной части устройства конденсатоудаления, а также удобство монтажа и демонтажа головки. Достигается это тем, что конденсатоотвод­ ная труба, к которой крепится неподвижный сифон, по отноше­ нию к паровой является наружной, имеет большую толщину стенки и с корпусом соединяется по конусу. Наличие конусной посадки обеспечивает также более точную установку сифона при замене графитового кольца.

Рассмотренная паровая головка предназначена для работы

ние которого позволяет использовать и кинетическую энергию вращающегося конденсатного кольца, и энергию эжекции пара

в случае, когда кольцо не перекрывает полностью приемную щель. Принципиальное отличие второго варианта сифона за­ ключается в наличии плавающего насадка (рис. 8.9,Л), заклю­ ченного в стакан сифона и скользящего своей поверхностью по

Рис. 8.9. Паровая головка с неподвижным сифоном, с плоским графитовым

кольцом:

Л —с плавающим насадком сифона; Б — с неподвижным наконечником сифона; 1 — конденсатоотводная труба; 2 — пароподводящая труба; 3 — корпус; 4 — кронштейн; 5 —

труба; 6 _стакан; 7 — плавающий насадок; 8 — направляющая шпонка

конденсатной пленке, образующейся на внутренней поверхности

цилиндра [А. с. 370316 (СССР)].

Насадок выполнен из фторопласта, обладающего высокой температуростойкостыо и антифрикционными свойствами. В кон­

струкции днища насадка и его внутренней части предусмотрено использование гидродинамических подъемных сил жидкости. Приемное конденсатное отверстие расположено таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная возможность использова­ ния скоростного и статического напора вращающегося кольца конденсата, а также энергии эжектирующего пара.

Насадок может быть изготовлен способом прессования или механической обработкой на металлорежущих станках. Для ог­ раничения нижнего положения насадка в стакане расположены стопорные винты, установленные таким образом, чтобы при на­ хождении насадка в крайнем нижнем положении зазор под ним не превышал 0,5 мм. При стабильной работе бумагоделатель­ ной машины и постоянной интенсивности конденсатообразования в сушильных цилиндрах плавающий насадок скользит своей торцевой поверхностью по конденсатной пленке.

В случае интенсивного конденсатообразования по техноло­ гическим или иным причинам толщина конденсатного кольца начинает возрастать, насадок всплывает и увеличивается зазор между внутренней поверхностью цилиндра и насадком, а сле­ довательно, и расход конденсата через сифон.

При работе сифона с плавающим насадком минимальная толщина конденсатного кольца достигается при значительно меньшем количестве пролетного пара и составляет всего 0,5— 0,8 мм.

8.7.2. Паровые головки с вращающимся сифоном и черпаком

Наибольшее распространение получила конструкция паровой головки с вращающимся сифоном (рис. 8.10). Головка вклю­ чает вращающуюся и неподвижную части, контактирующие че­ рез сферические графитовые кольца.

Пар из корпуса паровой головки через паровпускную трубу поступает в сушильный цилиндр, а конденсат уходит из ци­ линдра по вращающейся конденсатоотводной трубе. Наличие сферических поверхностей трения, а также зазоров по радиусу между уплотнительными кольцами и корпусом позволяет зна­ чительные перекосы осей между неподвижной и вращающейся частью головки, что существенно облегчает ее монтаж и обеспе­ чивает надежность в эксплуатации. К преимуществам головки следует отнести также ее ремонтопригодность. В случае вы­ хода из строя сальникового уплотнения или графитовых колец не требуется разборка головки, она заменяется целиком (бло­ ком), что сокращает время простоя и снижает трудозатраты на ремонт.

К недостаткам конструкции следует отнести отсутствие воз­ можности визуального контроля за работой уплотнений, а так­ же технологическую сложность выполнения сферических по­ верхностей с высокой степенью точности.

С целью уменьшения в магистралях перепадов давления, не­ обходимых для преодоления центробежных сил жидкости в си­ фонах, рекомендуются режимы работы с пропуском через си­ фон до 20 % пролетного пара.

Для сушильных цилиндров тихоходных бумаго- и картоноделательных машин, в которых конденсатное кольцо не образу­ ется, ЦНИИбуммашем разработана конструкция паровой го­ ловки ГПВ (рис. 8.11) для работы в паре с черпаком-сифоном [А. с. 214308 (СССР)]. Торцовое уплотнение между цапфой и корпусом паровой головки аналогично по конструкции уплот­ нению в паровой головке с неподвижным сифоном. Уплотнение, разделяющее паровую и конденсатную полости, выполнено в виде лабиринтно-щелевого. Экспериментальные и промышленные ис­ пытания головки на тихоходных машинах подтвердили ее на­ дежность в работе и высокие эксплуатационные показатели.

Черпак-сифон состоит из черпака с развитой заборной ча­ стью и дросселирующей перегородкой и сифонной трубки. Чер­ пак заполняется конденсатом, который удаляется под действием сил тяжести и перепада давления между конденсатной и паро­ вой линиями. Благодаря наличию гидравлического затвора, об­ разованного дросселирующей перегородкой, пролет острого пара ограничен.

В принятой отраслевым стандартом конструкции черпакасифона (рис. 8.11) сифонная труба имеет форму спирали Ар­ химеда, плоскость которой перпендикулярна оси цилиндра. Та­ кая форма конденсатной трубы обусловливает равномерную скорость течения конденсата в ней и исключение гидравлических ударов при вращении цилиндра.

8.8. ЦИРКУЛЯЦИОННАЯ СМАЗКА СУШИЛЬНОЙ ЧАСТИ

Назначение смазки состоит в снижении потерь на трение, уменьшении износа контактирующих поверхностей и удалении продуктов износа. С помощью смазки осуществляется также охлаждение деталей и предохранение их от коррозии. Слой смазки, разделяющий поверхности контакта, кроме того, демп­ фирует динамические нагрузки, что способствует снижению уровня шума и вибраций.

Рис. 8.10. Паровая головка с вращающимся сифоном, с двумя сферическими

паровпускная труба; 11 —лабиринтное кольцо

В условиях высоких рабочих температур в сушильных ча­ стях бумагоделательных машин применяется централизованная циркуляционная жидкая смазка подшипников сушильных ци­ линдров, подшипников и зубчатых колес паразитного привода. На широких и быстроходных бумагоделательных машинах при­ меняется циркуляционная смазка также подшипников сукнове­ дущих валов сушильной части.

Кроме того, к системе централизованной смазки сушильной части подключаются обычно подшипники каландровых валов

Рис. 8.12. Схема смазочной станции-

и цилиндра наката, иногда подшипники и зубчатые колеса ре­ дукторов механического привода.

Система циркуляционной смазки включает смазочную стан­ цию и систему трубопроводов с дозирующими устройствами.

Принципиальная схема смазочной станции приведена на рис. 8.12. Смазочная станция включает: смазочный бак, разделен­ ный на несколько отсеков, с сетчатыми фильтрами и маслоподогревателем, насосные установки, пластинчатые и магнитные фильтры, маслоохладитель, сепаратор с маслоподогревателем, пневмогидроаккумулятор.

При работе станции масло рабочим насосом всасывается из смазочного бака через поплавковую трубу и подается в пла­ стинчатые и магнитные фильтры, из них по нагнетательному трубопроводу в маслоохладитель и после охлаждения в нем к машине. Пройдя через точки смазки, масло самотеком по сливной магистрали возвращается в смазочный бак.

Для обеспечения надежной и безотказной работы машины станция оснащается двумя насосными установками, одна из ко­ торых рабочая, другая резервная, двумя пластинчатыми и двумя магнитными фильтрами, которые могут подключаться одновременно или порознь в зависимости от степени загрязне­ ния масла. Нагрев масла в смазочном баке используется в ос­ новном при пуске станции, а также во время работы, если температура масла, поступающего с машины, слишком низка.. Охлаждение проводится в зависимости от температуры масла, поступающего в маслоохладитель, а также от температуры ок­ ружающей среды между станцией и смазываемыми точками. Забор масла на сепарацию для удаления воды и механических примесей, не улавливаемых пластинчатыми и магнитными филь­ трами, может осуществляться из любого отсека смазочного

в системе служит пневмогидроаккумулятор.

Система трубопроводов циркуляционной смазки включает: напорные распределительные коллекторы с лицевой и привод­ ной сторон машины, пульты с дозирующими устройствами-ро­ таметрами, трубопроводы индивидуального подвода масла

ккаждой точке смазки, сливные стояки и коллекторы с лицевой

иприводной сторон машины.

Расход масла в каждой точке смазки регулируют по пока­ заниям ротаметров. Принцип действия ротаметра основан на перемещении поплавка внутри конического канала под дей­ ствием проходящего снизу вверх потока масла. Пульты с ро­ таметрами устанавливаются с лицевой и приводной сторон в ме­ стах, удобных для обслуживания. Удаление пультов от ма­ шины должно быть минимальным для сокращения длины трубопроводов, идущих к точкам смазки.

Подачу смазочной станции рассчитывают суммированием ко­ личеств масла, подаваемых ко всем узлам трения, обслуживае­ мым станцией, в единицу времени.

Количество подаваемого масла принимается в зависимости от размеров и параметров работы смазываемых узлов (на­ грузки, скорости, температуры). Количество масла, подаваемого к подшипникам, ориентировочно может быть определено по но­ мограмме (рис. 8.13); количество масла для смазки зубчатого зацепления принимается 0,5—1,5 л/мин на 10 см ширины зуб­ чатого венца.

Полученное суммарное количество масла, увеличенное на 20—30 %, определяет типоразмер смазочной станции по подаче.

Проходное сечение нагнетательных и сливных трубопроводов определяется в зависимости от количества и скорости течения масла в трубе. Скорость течения масла в нагнетательном тру­ бопроводе принимается 0,7—1,5 м/с в зависимости от вязкости масла и уклона трубы.

Поскольку смазываемые узлы трения имеют различные рабо­ чие нагрузки и температуры, масло должно быть достаточно универсальным, иметь пологую вязкостно-температурную харак­ теристику, высокую стабильность, низкую вспениваемость и

Рис. 8.13. Номограмма для определения рекомендуемого расхода масла для смазки подшипников

эмульгируемость. Наиболее целесообразно применять в системах циркуляционной смазки индустриальное гидравлическое масло марок ИГП-72, ИГП-91, ИГП-114 по ТУ 38-101413—73, в состав которых входят специальные антиокислительные, антиржавийные, антиизносные и антипенные присадки.

В табл. 8.8 представлены стандартизованные основные па­ раметры смазочных станций.