Оборудование целлюлозно-бумажного производства Том 1. Оборудование дл
.pdf4.8. Рекомендуемое применение дисковых мельниц с усиленной камерой, их производительность и степень обработки массы (размол под давлением 0,8—2,4 МПа)
|
|
|
Степень |
Производительность, т сут |
|||
|
|
|
помола во |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
локнистого |
|
|
|
|
|
Применение |
|
полуфабри- |
|
|
|
|
|
|
ката за один |
|
|
|
|
|
|
|
|
проход через |
МД-2У5 |
МД-ЗУ5 |
МД-ЗУ8 |
МД-ЗУ9 |
|
|
|
мельницу, |
||||
|
|
|
°ШР |
|
|
|
|
Внутрипоточный |
раз |
13—16 |
100—150 |
200—300 |
300—500 |
500—750 |
|
мол, термодисперсионная |
|
|
|
|
|
||
обработка макулатуры |
8—10 |
25—35 |
50—70 |
75—100 |
|
||
Размол щепы при произ |
|
||||||
водстве химической дре |
|
|
|
|
|
||
весной |
массы и |
массы |
|
|
|
|
|
для |
древесноволокнис |
|
|
|
|
|
|
тых плит (на первой сту |
|
|
|
|
|
||
пени) |
|
|
|
|
|
|
|
шенной концентрации и т. п.) |
необходимо руководствоваться |
||||||
ранее приведенными рекомендуемыми удельными затратами энергии в мегаджоулях на тонну (МДж/т).
Для конкретных значений производительности мельницы и степени ее загрузки, отличающихся от номинальных, достигае мые при размоле значения степени помола (° ШР) могут быть определены по графикам (рис. 4.12).
При расчете мощность, затрачиваемая на размол, Nv для каждой мельницы может быть принята различной.
Производительность однодисковых мельниц с закрытой ка
мерой рассчитывают следующим образом: |
|
||
определяют по табл. 4.2 мощность холостого хода Nx.x; |
|
||
находят |
полезную мощность Л^Пол (кВт) по формуле |
|
|
|
Мпол = Np |
NX' х, |
(7) |
определяют |
производительность |
Q по графикам (рис. 4.12, |
а |
и б) для заданной степени помола волокнистого полуфабриката
по рассчитанному значению Nnол. |
мельницы исполнения Ш |
|
Производительность |
однодисковой |
|
определяют также по |
графикам (рис. |
4.12, в и г ) , исходя из |
заданной степени помола волокнистого полуфабриката и зна чения полезной мощности Л^Пол» которая может быть принята равной мощности, затрачиваемой на размол, Np (незначитель ными непроизводительными потерями мощности, как правило,
пренебрегают). |
массы производительность |
мельницы |
При выравнивании |
||
(т/сут) определяют по формуле |
|
|
л |
B SL S86,4- 10s |
/вч |
Q = --------------- |
. |
(») |
где B S — удельная нагрузка на кромку ножа |
(принимается |
Не |
|
более 0,4 кДж/км); |
Ls— секундная режущая длина гарнитуры, |
||
км/с; qe— удельный |
полезный расход энергии |
(36-103 кДж/т). |
|
При выборе конкретного типа гарнитуры |
к мельнице |
(на' |
|
пример, в соответствии с табл. 4.3) секундная режущая д^инз Ls может быть получена по формуле
|
Ь5 = 1гг* |
|
<9) |
|
где п — частота вращения ротора, |
мин |
L0 — режущая длина |
||
за один оборот, км. |
|
|
|
|
°ШР |
Нт |
кВт |
|
ЩР |
Nnn* кВт |
|
|
||
|
35 |
3050 |
25 45 |
|
|
|
|||
40 80 120 160 200 240 280 320 3S0 400 miсит
NnonKBm |
°ШР |
ь |
40 80 120 ISO 200 240 280320 360 'п/сцт
Рис. 4.12. Производительность дисковых мельниц в зависимости от полезной
мощности N пол и требуемой степени |
помола, |
°ШР: |
|
|
||
а — на размоле массы низкой концентрации |
( — сульфатная |
целлюлоза;----- сульфитная |
||||
целлюлоза; —.—.— нейтрально-сульфитная полуцеллюлоза); |
б — на размоле |
отходов сор |
||||
тирования древесной массы при низкой концентрации |
(----------исходная |
степень помола |
||||
15° ШР; |
—35° ШР); в — на размоле отходов |
сортирования древесной массы при высокой |
||||
концентрации и исходной степени помола |
15° ШР; |
г — па размоле шепы |
при произ |
|||
водстве |
древесной массы (— одноступенчатый размол или первая ступень |
при |
двухступен |
|||
чатом |
разм оле;----------вторая ступень при |
двухступенчатом размоле |
и исходной сте |
|||
пени помола 30° ШР)
Порядок выбора дисковых мельниц для технологических по токов при многоступенчатом размоле по заданной производи тельности потока Qn, виду массы, определяющему удельную
нагрузку на кромку ножа В8% и изменению степени |
помола |
|
(2 Д°ШР) следующий: |
|
|
1 . |
Выбирают количество мельниц на одной ступени ти ис |
|
ходя из^ следующих рекомендаций. При использовании |
мельниц |
|
большой мощности, например по одной на ступень, а при од |
||
ноступенчатом размоле, следовательно, по одной на поток, воз |
||
никает |
проблема нестабильности качества продукции |
в пери- |
оды первоначальной приработки гарнитуры и завершающего этапа работы гарнитуры перед ее снятием. Кроме того, произ водительность мельницы в зависимости от состояния гарнитуры меняется, уменьшаясь по мере ее износа. Наступает такой пе риод работы, когда необходимые показатели массы еще могут быть достигнуты, но производительность окажется недостаточ ной и гарнитуру, которая еще может работать, потребуется за менить. При работе нескольких мельниц параллельно при до работке подношенной гарнитуры на одной из них другие ком пенсируют недостаточную производительность.
На каждой ступени размола желательно устанавливать дветри работающие мельницы и одну резервную. При очень ма ленькой производительности потока (3—50 т/сут), сопоставимой с производительностью мельниц небольшой мощности, на каж дой ступени размола, естественно, может быть установлена только одна работающая мельница.
2 . Определяют требуемую производительность Q одной мельницы:
Q = QJmv
3.Определяют количество ступеней размола т 2:
т2 - У Д° ШР/Д° ШР,
где Д°ШР — рекомендуемый прирост степени помола за один проход массы.
В некоторых случаях можно (например, при размоле от на чальной степени помола до 30—40° ШР) ограничиться одной ступенью размола. Но при таком решении будет происходить слишком большой прирост степени помола массы в одной мель нице, что может неблагоприятно отразиться на самом качестве размолотой массы и на сроках службы гарнитуры.
По производительности Q выбирают конкретную марку мель ницы, а по произведению /пь т2— количество мельниц в тех нологическом потоке.
4.1.7. Некоторые дополнительные рекомендации по выбору, установке и эксплуатации дисковых мельниц
Массу на дисковые мельницы, работающие при низкой кон центрации, рекомендуется подавать насосом при давлении 0,1 — 0,2 МПа. Большее давление приводит к повышению нагрузок на механизм присадки, подшипники и т. д.
Для сокращения затрат энергии на перекачивание целесо образно повышение концентрации массы. Кроме того, что при более высокой концентрации между дисками находится больше волокна, это способствует лучшему фибриллированию и мень шему укорочению волокон. Размол в дисковых мельницах при концентрации ниже 2,5% нежелателен, так как из-за малого
7 Заказ 2176 |
193 |
количества волокна в рабочей зоне возможен прямой контакт ножей гарнитуры ротора и статора и их интенсивный износ.
Последовательная установка дисковых мельниц без проме жуточных бассейнов нежелательна, так как значительно увели чивается давление массы в системе. Кроме того, при разном износе гарнитуры мельниц затрудняется регулировка системы. Допустима последовательная работа дисковых мельниц без промежуточных бассейнов не более чем в две ступени.
Практика показывает, что в параллельно включенных и нор мально работающих мельницах при одинаковой нагрузке и про изводительности получается одинаковая по качеству масса.
Для придания процессу размола большей гибкости и обес печения возможности изменять производительность потока и связанную с этим степень обработки массы в широком диапа зоне целесообразна организация рециркуляции массы — ее ча стичный возврат после мельницы в бассейн исходной массы или во входной патрубок мельницы. Рециркуляция всегда полезна, но особенно необходима в тех случаях, когда требуемая про изводительность потока меньше рекомендуемой минимальной пропускной способности мельницы. Как известно, производи тельность мельниц регулируется степенью открытия выпускной задвижки. При значительном дросселировании потока может произойти ее забивание, кроме того, давление массы на выходе значительно возрастает, а это, как указывалось выше, увели чивает нагрузку на узлы и детали мельниц.
Давление массы на выходе из мельницы, работающёй наниз кой концентрации, зависит от давления на входе и от произво дительности мельницы (регулируется задвижкой на выходе). При минимальной производительности для данной мельницы будет наблюдаться на выходе прирост давления, при макси мальной— незначительное уменьшение. Для определения дав ления на выходе из мельницы можно руководствоваться графи ком, приведенным на рис. 4.13. График выведен на основании данных по испытанию и эксплуатации большого количества ди сковых мельниц. Qmm и Qmax — минимальная и максимальная производительность конкретной мельницы, рекомендуемая для нее на размоле и выравнивании массы.
В композиции бумаги часто применяются несколько видов полуфабрикатов. Раздельный размол в этих случаях, как пра вило, предпочтительнее совместного, поскольку позволяет ор ганизовать процесс с учетом специфических свойств каждого компонента, входящего в композицию конечного продукта. Од нако при этом значительно увеличивается набор размалываю щего и вспомогательного оборудования, усложняются техноло гические схемы, затрудняются организация и управление про цессом размола.
При совместном размоле различных полуфабрикатов затра чивается значительно меньше электроэнергии (иногда на 25%).
м и ш п п ц а л 11 p n p u w w х V, x x « ----------------
концентрации в зависимости от произ водительности
Рис. 4.14. Мельницы конические:
а — с |
литой |
металлической |
гарнитурой; |
б — |
|
с |
базальтовой |
гарнитурой; 1 — муфта зубча |
|||
тая; 2, |
7 — задний и передний подшипники; |
||||
3, |
5 — сальники; 4 — статор; |
5 — ротор; |
8 — |
||
механизм присадки |
|
|
|||
Это объясняется возможностью применения более мощных мельниц и меньшими непроизводительными затратами.
Результаты размола зависят в большей мере от однородно сти подаваемой на размол массы и равномерности ее подачи. Это относится к размолу массы как при низкой, так и при вы сокой концентрации.
При монтаже мельниц для размола массы высокой кон центрации, имеющих выход через нижний проем размольной
камеры, необходимо обеспечить свободную разгрузку MaQCbI Это может быть достигнуто установкой мельниц над бассейцом за счет смыва массы водой, удаления ее с помощью транспор тирующих устройств.
4.2. МЕЛЬНИЦЫ КОНИЧЕСКИЕ
До недавнего времени конические мельницы были одним из основных видов размалывающего оборудования, применяемого на целлюлозно-бумажных предприятиях при непрерывном Про цессе размола волокнистых материалов.
В мировой практике встречаются различные по конструкции конические мельницы, отличающие друг от друга расположе нием вала, углом конуса, направлением движения массы, При садкой ротора или статора и другими признаками. Наибольшее распространение получили конические мельницы с горизонталь ным расположением вала, малым углом конуса (16—22°), при садкой ротора и направлением движения массы от малого диа метра ротора к большому.
В СССР конические мельницы изготовляются трех типов: с литой (МКЛ), наборной (МКН) и базальтовой (МКБ) Гар нитурой. Основные параметры конических мельниц, изготовля емых в СССР, приведены в табл. 4.9. Конические мельницы с литой гарнитурой изготовляются четырех типоразмеров. Мель ницы первого и второго типоразмеров имеют одинаковое кон структивное устройство и отличаются лишь размерами* деталей. Конструкция мельниц показана на рис. 4.14, а. Корпус мель ницы (статор) отлит из чугуна заодно с опорой подшипника приводной стороны. Ножевая рубашка статора устанавлива ется в корпус, к нему же в передней части крепится крышка, являющаяся одновременно опорой переднего подшипника.
Вал ротора установлен на двух подшипниковых опорах. Но жевая рубашка ротора закрепляется на дисках, установленных на вал, в зонах контакта с сальниками вал облицован защит ными втулками. Корпусы подшипников могут перемещаться в осевом направлении для того, чтобы обеспечить изменение зазора между гарнитурой ротора и статора. Осевое перемеще ние ротора осуществляется с помощью механизма присадки, винт которого через гайку соединен с крышкой переднего под шипника. Вращение от приводного двигателя на вал мельницы передается через зубчатую муфту, закрытую кожухом.
Мельница МКЛ-01М вместе с двигателем установлена на общей фундаментной плите, что значительно упрощает монтаж ные работы.
Мельницы третьего и четвертого типоразмеров не имеют единого корпуса. Ножевая рубашка статора выполняет функ ции корпусной детали, соединяя остальные узлы в единое целое.
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
2 |
|
02 |
|
Н аи м ен ов ан и е |
о |
о |
2 |
О |
2 |
о |
||||
|
о |
||||||||||
|
|
|
|
|
см |
|
Tt« |
|
|
ж |
Н - |
|
парам етров |
|
£ |
£ |
П |
п |
п |
||||
|
|
|
|
* |
|
* |
X |
X |
х |
* |
К |
|
|
|
|
|
М |
||||||
|
|
|
|
|
2 |
2 |
2 |
2 |
£ |
:> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Производительность |
До 15 |
20—30 |
30—50 |
40—80 |
4—16 |
10—70 |
До 5 |
6 — 10 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
по |
воздушносухому |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
волокну, т/сут |
1500 |
1500 |
750 |
500 |
|
600 |
750 |
750 |
|||
Частота |
вращения |
1 0 0 0 |
|||||||||
ротора, мин- 1 |
|
16 |
16 |
|
|
16 |
|
16 |
16 |
||
Угол |
конуса, ° |
2 2 |
2 2 |
2 2 |
|||||||
Площадь |
поверхно |
0,40 |
0,70 |
1 ,1 0 |
1,80 |
0,40 |
0,70 |
0,45 |
0,77 |
||
сти соприкосновения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
гарнитуры |
м2 |
ротора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
и статора, |
привод |
ПО |
|
|
250 |
75 |
|
30 |
75 |
||
Мощность |
|
2 0 0 |
2 0 0 |
2 0 0 |
|||||||
ного |
электродвига |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
теля, |
кВт |
|
пита |
380 |
380 |
380 |
6000 |
380 |
380 |
380 |
380 |
Напряжение |
|||||||||||
ния, |
В |
|
|
52 |
|
87 |
166 |
26 |
73 |
19 |
35 |
Затраты энергии на |
100 |
||||||||||
холостой ход, |
кВт |
15,3 |
|
16,8 |
19,6 |
17,7 |
48,0 |
|
28,4 |
||
Секундная |
режущая, |
2 1 ,8 |
1 2 ,0 |
||||||||
длина, км/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Габаритные размеры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
с электродвигателем, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
м: |
|
|
|
3,45 |
4,00 |
3,95 |
5,16 |
3,22 |
4.17 |
3,12 |
3,89 |
длина |
|
|
|||||||||
ширина |
|
|
1 ,0 0 |
0,97 |
1,13 |
1,51 |
0,76 |
1.17 |
0,63 |
0,97 |
|
высота |
|
|
0,90 |
0,92 |
1,09 |
1,40 |
0,83 |
1,16 |
0,63 |
0,92 |
|
Масса, т |
|
|
2,31 |
2,81 |
4,20 |
8,30 |
2,78 |
7,40 |
1,37 |
2,87 |
|
СО |
Tt* |
о |
Lо |
о |
О |
||
ж |
Ж |
РЭ |
' РЭ |
* |
|
* |
|
|
2 |
2> |
к |
15—30 |
40—70 1,5-5,0 2,5—7,5 |
||
750 |
500 |
750 |
750 |
16 |
2 2 |
16 |
16 |
1 ,0 2 |
1,73 |
0,40 |
0,63 |
132 |
250 |
30 |
55 |
380 |
6000 |
380 |
380 |
6 8 |
130 |
|
|
34,5 |
35,2 |
|
|
4 |
5,16 |
3,08 |
3,78 |
0,97 |
1,51 |
0,63 |
0,73 |
0,98 |
1,40 |
0,63 |
0,79 |
3,45 |
8,40 |
1,64 |
2,90 |
Мельницы могут быть снабжены автоматами присадки, ц0зволяющими изменять зазор в зоне размола дистанционно цли автоматически, с поддержанием постоянной загрузки мельнцЦЬ1 по мощности.
Конические мельницы с наборной гарнитурой изготовляются также четырех типоразмеров. Устройство их за исключенцем размалывающей гарнитуры аналогично устройству мельниц с литой гарнитурой, большое количество узлов и деталей уни фицировано. В ножевую рубашку статора набираются ножи с деревянными клиньями и прокладками, набор крепится Спо собом запрессовки. Ротор также имеет набор вставных но>кей ножи устанавливаются в пазы корпуса и раскрепляются дере вянными клиньями и прокладками.
Конические мельницы с базальтовой гарнитурой (рис. 4.14, б) изготовляются только первого и второго типоразмеров. Основ ное отличие этих мельниц состоит в том, что ротор и статор снабжаются гарнитурой из природного базальтового камня. Гарнитура статора набирается из шести конусных сегментов, крепление их осуществляется с помощью цементного' раствора или эпоксидного клея. Гарнитура ротора изготовляется из цель ного камня, базальтовый конус устанавливается между днуХ конусных шайб и зажимается с торцов.
В последнее время интерес к коническим мельницам значи тельно уменьшился. Практически во всех мощных новых техно логических потоках устанавливаются только дисковые мельницы, которые, как было указано выше, имеют ряд существенных преимуществ перед коническими. Однако конические мельницы все еще находят применение на целлюлозно-бумажных пред приятиях, особенно в потоках небольшой производительности (2—30 т/сут).
Мельницы с базальтовой гарнитурой используются в основ ном в тех случаях, когда требуется достижение высокой степени помола при незначительном укорочении волокна, базальтовая гарнитура также не загрязняет обрабатываемый полуфабри кат металлическими продуктами износа, что имеет большое значение в производстве бумаги для электротехнических из делий. Имеется также положительный опыт использования конических и дисковых мельниц, оснащенных металлической гарнитурой, в производстве конденсаторной бумаги. Примене ние мельниц с металлической гарнитурой, особенно дисковых, взамен мельниц с базальтовой гарнитурой позволяет умень шить число ступеней размола, снизить затраты электроэнергии на размол, упростить обслуживание оборудования. Поэтому ко нические мельницы с базальтовой гарнитурой будут иметь ми нимальное применение.
Поскольку способ образования рабочей поверхности метал лической гарнитуры (литье, набор из пластин) не оказывает влияния на ход и результаты процесса размола, параллельное
существование мельниц с наборной и литой гарнитурой не оп равдано. Поэтому мельницы целесообразно оснащать одним ти пом ножевой гарнитуры — литой, применение которой предпоч тительнее по следующим причинам: имеется возможность раз личного расположения ножей на поверхности конуса; методом литья можно получать гарнитуру с большим числом ножей при тех же размерах конуса; известные способы крепления набор ных ножей не позволяют устанавливать их близко друг к другу; литая гарнитура не имеет практически ограничений по скоро сти вращения; недостаточная надежность крепления ножей на борной гарнитуры не позволяет использовать ее при высоких окружных скоростях вращения ротора; установка в мельницу
изамена литой гарнитуры значительно проще, чем наборной. Модернизированные конические мельницы с литой гарниту
рой первого и третьего типоразмеров (МКЛ-01М и МКЛ-ОЗМ) оптимизированы по их основным параметрам (мощности при вода, частоте вращения ротора), ножи гарнитуры уменьшены по ширине, количество их увеличено и они расположены спи рально. Это позволяет значительно уменьшить расход энергии на размол по сравнению с расходом на старых конических мель ницах. Кроме того, существенно снижен шум. издаваемый мель ницей под нагрузкой.
Конические мельницы могут применяться на размоле волок нистых полуфабрикатов только при низкой концентрации. При сущие им конструктивные особенности не позволяют вести раз мол при концентрации более 4—5% или применять их на горячем размоле .под давлением и в других специфических ус ловиях. Они могут применяться на массном размоле, размоле отходов сортирования, при выравнивании массы перед бумаго- и картоноделательными машинами, часто используются на дороспуске и размоле макулатурной массы, сухого и мокрого брака.
Диапазоны значений производительности конических мель ниц приведены в табл. 4.9. В тех случаях, когда требуется оп ределить степень размола при промежуточных значениях про изводительности мельницы и степени ее загрузки (или решить обратную задачу), можно воспользоваться методами расчета, изложенными для дисковых мельниц, используя те же фор мулы и исходные данные графиков. Затраты энергии на холос той ход в конических мельницах приведены также в табл. 4.9, здесь же даны параметры, характеризующие размалывающую гарнитуру.
4.3. РОЛЛЫ
Роллы применяются главным образом при производстве не которых тонких видов бумаги, требующих длительного размола, а также для размола тряпья и тряпичной полумассы. Кроме
того, роллы применяются в тех случаях, когда требуется вы рабатывать разнообразный ассортимент бумаги и производи тельность потоков очень мала (иногда лишь сотни килограммов
в сутки).
Отечественным машиностроением выпускаются роллы масс ные с вместимостью ванны 5 м3 марок РМВ-5, РМВЦ-5 и поду. массные РПВ-5 и РПВЦ-5, а также с базальтовой гарнитурой рМБ-5 и массные роллы с вместимостью ванны 8 м3 марки рМВ-8.
/ — планка; 2 — пневмокамеры; 3 — ванна; 4 — механизм перемещения барабана; 5 — ши
бер |
с приводом; 6 — барабан; 7 — щит-фракционатор; 8 — колпак; 9 — валик-очиститель; |
||
10 — задвижка; 11 — лоток |
|
|
|
и |
Конструкция этих |
роллов общеизвестна. Роллы |
РМВЦ-5 |
РПВЦ-5 выполнены из нержавеющих и цветных |
металлов |
||
и |
применяются при |
производстве специальных видов |
бумаги, |
в которых не допускается присутствие окислов железа. Роллы РМБ-5, имеющие базальтовую гарнитуру барабана и планки, используются для получения массы жирного помола, идущей на изготовление специальных видов бумаги — папиросной, элек троизоляционной, конденсаторной и др.
Роллы РМВ-8 широко применяются в установках непрерыв ного действия при размоле тряпья в производстве картона, толя и других подобных материалов на заводах Министерства стро ительных материалов. Установка представляет из себя линию, состоящую из пяти-шести роллов, соединенных лотками для передачи массы от ролла к роллу. В связи с тем, что тряпье содержит большое количество инородных включений (металли ческие пуговицы, гайки, болты, гвозди, монеты, песок и т. д.), размол его в других аппаратах без хорошей очистки невозмо