Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 2. Бумагоделатель

Так как масса имеет большее гидравлическое сопротивле­ ние, чем регистровая вода, то ящик устанавливается выше сборника регистровой воды. Стабильность условий смешивания обеспечивается необходимой разностью уровней в ящике по-

Рис. 11.3. Ящик постоянного напора

стоянного напора и в сборнике регистровой воды. Эта зависи­ мость выражается эмпирическим уравнением [23].

Си = ]/0,1С + 1,25ДА—0,0115С,

где ДА — разность уровней в ящике постоянного напора и сбор:\ нике регистровой воды, м; С, См — соответственно скорости смешанного потока и потока из ящика постоянного напора, м/с. Обычно разность уровней составляет 4—6 м.

При концентрации менее 0,5 %, а расход гидравлического потока массы более 0,28 м3/с. При этом достигается экономия площади, занимаемой очистным оборудованием, и электроэнергии, а так­ же повышается управляемость процессом разбавления.

После разбавления масса поступает на очистку от попав­ ших в нее посторонних включений (загрязнений) и воздуха. Для очистки массы от загрязнений минерального и металличе­ ского происхождения применяют вихревые конические и цен­ тробежные очистители. ^Центробежные очистители (эркенсаторы) применяются в основном для очистки длинноволокнистой массы, используемой для выработки конденсаторной, сигарет­ ной, папиросной и других подобных видов бумаги. Эти очисти­ тели, обеспечивая высокое качество очистки, не скручивают волокно. Конструктивные особенности центробежных очистите­ лей позволяют использовать их только в открытых, системах разбавления, очистки и подачи массы на машину. Масса по­ ступает в очистители и отводится из них самотеком. Поэтому они устанавливаются выше напускного устройства бумагоде­ лательной машины.

Центробежные очистители устанавливают группами от 3 до 5 шт. и более (с учетом одного резервного) в зависимости от потока массы. Для распределения массы по очистителям и сбора очищенной массы используется распределительная ко­ робка. Работают очистители при концентрации массы до 1 %. Промывают очиститель от уловленных загрязнений периодиче­ ски 1—2 раза в сутки, при его останове.

Из-за простоты конструкции и высокого качества достигае­ мой очистки массы наибольшее применение нашли вихревые конические очистители. Применяются они в закрытых системах разбавления, очистки и подачи массы. Масса в очистители по­ дается смесительным насосом при концентрации 0,5—0,7 % под давлением 0,3—0,32 МПа. Очищенная масса выходит из очи­ стителей при остаточном давлении 20—40 кПа. Если этого ос­ таточного давления не хватает для подачи ее на следующие технологические операции, то при одноступенчатой системе раз­ бавления устанавливают насос для повышения давления, а при двухступенчатой системе разбавления таким насосом является второй смесительный насос.

Вихревые конические очистители обеспечивают необходи­ мую степень очистки массы только при оптимальной их за­ грузке. Оптимальная загрузка очистителей обеспечивается отключением лишних очистителей либо автоматически регули­ руемой рециркуляцией части очищенной массы в поток, посту­ пающий на очистку.

Для обеспечения минимальных потерь волокна и наполни­ теля применяется так называемая трехступенчатая очистка массы на вихревых конических очистителях. При такой системе очистки отходы от первой ступени разбавляются оборотной во-

Дой до концентрации 0,3—0,5 % и направляются На вторую ступень вихревых конических очистителей. Очищенная масса со второй ступени направляется снова на первую ступень очистки, а отходы со второй ступени разбавляются оборотной водой до концентрации 0,2—0,4 % и направляются на третью ступень очистителей. Отходы от третьей ступени сбрасываются в канализацию, а очищенная масса направляется снова на вто­ рую ступень очистки.

Каждая ступень очистки выполняется в виде установки очистителей одного типоразмера. Типоразмер определяется по­ рядковым номером ступени и видом массы. В пределах одной установки очистители работают параллельно, распределение массы по очистителям, сбор очищенной массы и при необхо­ димости отходов осуществляется соответствующими коллек­ торами.

Для очистки массы от загрязнений волокнистого происхож­ дения (костры, узелков, сгустков волокон) применяются узло­ ловители закрытого типа, которые устанавливаются и в откры­ тых системах разбавления, очистки и подачи массы на машину. В потоке устанавливаются узлоловители одного типоразмера.

Вид и размеры перфорации сит, а также тип узлоловителя (подвод массы на очистку с внутренней или наружной сто­ роны сита) определяются видом вырабатываемой продукции. Узлоловители в потоке работают параллельно.

Легкие отходы и пена, скапливающаяся под крышкой узло­ ловителя, под действием остаточного давления направляются для дополнительной очистки на плоскую вибрационную сорти­ ровку или узлоловитель закрытого типа меньшего размера. И в первом и во втором случае легкие отходы сначала посту­ пают в сборник отходов, где разбавляются оборотной водой, и самотеком поступают на плоскую вибрационную сортировку, а в узлоловитель подаются насосом.

Легкие отходы и пена отводятся в сборник отходов раз­ дельно от каждого узлоловителя, поэтому они не влияют на работу друг друга. Со второй ступени очищенная масса подается в сборник регистровой воды в зону всасывания смесительного насоса или в установку для переработки мокрого брака. Тяже­ лые отходы от узлоловителей (кусочки керамики, остатки сварки и т. п.) периодически сбрасываются в канализацию че­ рез шлюзовое устройство у каждого узлоловителя.

Диаметр отверстий сит оборудования второй ступени очистки должен быть в 1,2—1,5 раза больше диаметра отвер­ стия сит узлоловителей первой ступени.

Обычно узлоловители устанавливаются в потоке после кони­ ческих очистителей непосредственно перед подачей массы в на­ пускное устройство машины. Однако иногда они устанавлива­ ются и перед очистителями.

В период работы узлоловители должны быть полностью за­

полнены'массой и иметь постоянное противодавление в трубо­ проводе очищенной массы.

Воздух из массы удаляется ее вакуумированием (деаэра­ цией). Для этой цели применяют трехступенчатые установки вихревых конических очистителей типа УВК-500-04 и УВК-700-04, обеспечивающих на первой ступени деаэрацию массы и очистку ее от загрязнений минерального и металличе­ ского происхождения. Для случаев несоответствия производи­ тельности установок гидравлическому потоку машины разраба­ тывается оригинальная трехступенчатая установка, комплек­ туемая очистителями, входящими в установки типа УВК-500-04 или УВК-700-04.

Частичная деаэрация массы осуществляется также и при удалении отходов от очистителей под вакуумом. При этом масса очищается от мелких частиц коры, луба, костры, исклю­ чается возможность забивания у очистителей отверстий для отходов [71].

Отходы от очистителей первой ступени собирают в закры­ тый коллектор, соединенный с баком-деаэратором. Коллектор и бак-деаэратор находятся под разрежением 45—60 кПа, со­ здаваемым вакуумным насосом. Для разбавления отходов и смыва их в бак-деаэратор в коллектор подается оборотная вода. Коллектор располагают наклонно в сторону бака-деаэратора. Размеры сечения коллектора должны быть такими, чтобы он заполнялся до половины. Бак-деаэратор связан с насосом, по­ дающим отходы на вторую ступень очистителей либо непосред­ ственно, либо через сборник отходов. В этом случае отходы из бака-деэратора отводятся через барометрическую трубу в гид­ розатвор сборника отходов. В первом случае вакуумметрическая высота всасывания насоса не должна быть меньше макси­ мального разрежения в баке-деаэраторе.

Наиболее полное удаление воздуха из массы достигается в декулаторе. Декулатор представляет собой горизонтально расположенный бак диаметром 1,8—2,1 м, разделенный внутри до половины вертикальной перегородкой. При помощи системы паровой эжектор — конденсатор — вакуумный насос в декула­ торе создается вакуум 85—100 кПа. При таком разрежении происходит «холодное» кйпение массы [90].

Масса подается в декулатор насосом через специальные на­ садки. При выходе из насадок масса приобретает вращательное движение и, отражаясь от верхней части бака, разбивается на капли, что способствует интенсивному выделению из нее воз­ духа. Из декулатора масса насосом подается на узлоловители. Благодаря переливу избытка массы через вертикальную пере­ городку уровень массы в баке, поступающей на узлоловители, поддерживается постоянным. Перелив из декулатора самотеком поступает во всасывающую линию насоса, подающего массу в декулатор.

Декулатор устанавливается на машине с таким расчетом, чтобы уровень массы в нем был на 10,5—11,5 м выше уровня воды в сборнике регистровой воды.

11.2. СИСТЕМА ПРИЕМА, ПЕРЕРАБОТКИ И УДАЛЕНИЯ БРАКА

При нормальной безобрывной работе машины брак пред­ ставляет собой кромки полотна, отсекаемые на гауч-вале. Для переработки и удаления брака применяются системы, произво­ дительность которых соответствует 100 % производительности машины, что позволяет избежать простоя машины при дли­ тельных неполадках и обрывах бумажного полотна. Система приема, переработки и удаления брака состоит минимум из двух автономно работающих установок. Одна установка (гаучмешалка), расположенная под сеточной и прессовой частями машины, перерабатывает мокрый брак, другая (гидроразбиватель), расположенная в конце сушильной части машины, под каландром и накатом,— сухой брак. В зависимости от кон­ струкции бумагоделательной машины дополнительно применя­ ются установки для сбора, переработки и удаления брака, об­ разующегося в районе клеильного пресса или полусухого ка­ ландра.

Система приема, переработки и удаления брака включает следующее оборудование: механические устройства, встроенные в ванны и обеспечивающие переработку брака; массные цен­ тробежные насосы; конвейеры ленточные или винтовые (необ­ ходимость установки определяется конструкцией бумагодела­ тельной машины); направляющие лотки и гидролотки; спрыски; массопроводы и трубопроводы оборотной воды; запорно-регу- лирующую арматуру ручного, автоматического или дистанци­ онного управления; приборы КИП и А.

Гауч-мешалки устанавливаются на 1-м этаже машинного зала под гауч-валом машины. В ванне гауч-мешалки разме­ щают один, два или четыре горизонтальных вала с рабочими органами в виде пропеллеров или лопастей. Вал опирается на два подшипника, которые располагаются за пределами ванны. В местах прохода валов через стенки ванны имеются сальни­ ковые устройства. Привод мешальных устройств осуществля­ ется от электродвигателя через редуктор либо через клиноре­ менную передачу.

В качестве рабочего органа гауч-мешалок все большее при­ менение находят циркуляционные пропеллерные устройства. Иногда, особенно на широких сушильных машинах, в гауч-ме- шалках применяют рабочие органы однотипные с гидроразбивателями, устанавливаемыми на машине для переработки су­ хого брака. Так как расход энергии на роспуск мокрого брака значительно меньше, чем на роспуск сухого брака, рабочие ор­

ганы гауч-мешалки имеют меньшую частоту вращения й для привода их необходим электродвигатель меньшей мощности.

Работа гауч-мешалок автоматизирована с целью обеспече­ ния наиболее оптимального режима работы метальных устройств, сохранения заданной концентрации массы, исключе­ ния переливов массы, обеспечения оптимального режима ра­ боты массных насосов, откачивающих массу, а также облегче­ ния труда обслуживающего персонала.

Рис. 11.4. Схема системы переработки мокрого брака с одним насосом:

Гауч-мешалки рассчитаны на работу в двух режимах. При безобрывной работе машины они используются для перера­ ботки кромок; при обрыве в сеточной или прессовой части — для переработки полотна. Для машин небольшой производи­ тельности объемы массы, поступающей в гауч-мешалку при обоих режимах, отличаются незначительно, в этих случаях для удаления переработанного брака устанавливается один насос.

На рис. 11.4 показан один из вариантов работы системы приема, переработки и удаления мокрого брака с одним насо­ сом. Насос и метальное устройство работают непрерывно. С помощью регулятора уровня в ванне поддерживается посто­ янный уровень при всех режимах. Гауч-мешалка снабжена сиг­ нализацией максимального уровня.

Врежиме переработки кромок в ванну гауч-мешалки посту­ пают отсекаемые кромки полотна, вода от смыва кромок, 1-го спрыска сетки, отжатая на гауч-вале. В этом случае концен­ трация массы в ванне низкая (не превышает 0,5—0,7%) и по­ этому перед введением этой массы в систему подготовки массы подготовительного отдела она насосом подается на сгуститель.

Врежиме переработки полотна в ванну гауч-мешалки по­

ступает с гауч-вала все полотно сухостью до 22 %, либо по­ лотно после 1-го пресса сухостью до 28%, поэтому необходима подача оборотной воды для смыва полотна с сетки (отбойный спрыск) и для разбавления его до концентрации массы 3%. Обрыв полотна в мокрой части машины фиксируется фотоэлек­ трическим датчиком. По импульсу от датчика обрыва автома­ тически открывается задвижка, установленная на трубопроводе подачи оборотной воды в отбойный спрыск, и задвижка, уста­ новленная на трубопроводе подачи оборотной воды для разбав­ ления массы в гауч-мешалке. Количество оборотной воды, по­ даваемой для разбавления массы, регулируется дистанционно с помощью клапана. Масса, минуя сгуститель, перекачивается насосом в бассейн брака.

Мешальное устройство работает эффективно, если уровень массы поддерживается постоянным и находится на расстоянии 0,5—0,6 м от лопастей метальных устройств.

Гидроразбиватели, применяемые в целлюлозно-бумажной промышленности, могут быть разделены на три основных типа: вертикальные, горизонтальные и комбинированные. Классифи­ кация гидроразбивателей, применяемых для бумагоделатель­

'Для легкораспускаемых материалов, когда необходимо преоб­ ладание гидравлического воздействия на распускаемый мате­ риал по сравнению с механическим, используется ротор без применения сил трения. Для влагопрочных материалов и кар­ тона, а также в том случае, когда гидроразбиватель предназна­ чен для полного роспуска волокнистых материалов, использу­ ется ротор с применением сил трения.

При проектировании отечественных бумаго-, картоноделательных и сушильных машин применяются современные гидроразбиватели в основном горизонтального типа, которые свое­ временно и полностью перерабатывают брак, поступающий от машины. Гидроразбиватели оснащаются роторными арегатами, у которых ротор закреплен консольно. Роторные агрегаты из­

лотна бумаги в зону действия ротора. С увеличением ширины и скорости машин в гидроразбивателях стали устанавливать перпендикулярно к роторному агрегату дополнительный ротор, вал которого проходит через всю ванну. На этом валу у стенок

При переработке кромок работает один насос в режиме ре­ циркуляции массы, все клапаны закрыты. При достижении заданной концентрации массы по импульсу от регулятора кон­ центрации автоматически открываются клапаны, установлен­ ные на линии подачи оборотной воды для регулирования кон­ центрации массы в гидроразбивателе. Как только уровень массы в ванне достигнет максимального, включается насос, который будет перекачивать массу в бассейн брака до тех пор, пока в ванне не установится рабочий уровень.

При обрыве полотна автоматически открывается клапан, обеспечивающий дополнительную подачу воды, необходимой для разбавления брака до концентрации несколько выше за­ данной для того, чтобы окончательное регулирование ее про­ водилось регулятором концентрации. После роспуска брака, связанного с обрывом, система автоматически перестраивается на операцию роспуска кромок.

Окружная скорость ротора обычно составляет 5—9 м/с для гауч-мешалок и 12—20 м/с — для гидроразбивателей.

Геометрические размеры ванны и диаметр ротора связаны

гидроразбивателей должна быть равна или несколько больше производительности машины.

Распускается брак в водно-волокнистую суспензию, во-пер­ вых, вследствие разрыва механических связей между волок­ нами материала в результате непосредственного воздействия ротора, ударов о неподвижные планки и подвижные лопасти, ножи и, во-вторых, за счет сдвигающих сил, возникающих вследствие разности скоростей потока суспензии.

Мощность (N кВт), затрачиваемую на роспуск брака, можно приблизительно определить по формуле

N = 0y0lkQ,

где k —удельный расход энергии на роспуск, кДж/100 кг; Q — производительность установки, кг/с.

Мощность (N кВт) приводного электродвигателя ротора оп­ ределяется по формуле

N = 0,001 £n3d5p,

где £ — коэффициент мощности; п — частота вращения ротора, с”1; d —диаметр ротора, м; р — плотность среды, кг/м3.