Оборудование предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. Методические указания к практическим работам

Размалывающая гарнитура – основной рабочий орган мельницы, осуществляющий непосредственное воздействие на волокна. Рабочая поверхность гарнитуры характеризуется числом и размерами ножей и канавок, а также их расположением на поверхности. Совместно с частотой вращения роторного диска и потребляемой мощностью параметры гарнитуры определяют качество размола массы, транспортирующую способность мельницы, ее технико-экономические показатели. Несмотря на накопленный опыт, выбор оптимального варианта гарнитуры для данного процесса (на практике применяется большое число различных типов гарнитуры) осуществляется обычно эмпирическим путем.

Технические характеристики дисковых мельниц и применяемых видов гарнитуры приведены соответственно в таблице

4.1-4.2.

Расчет производительности и мощности привода машин для размола массы

К основным параметрам дисковых мельниц относятся диаметр дисков размалывающей гарнитуры, частою вращения ротора, мощность электродвигателя, производительность мельницы, степень обработки полуфабриката, масса мельницы, Мощность на валу мельниц с ножевой гарнитурой, работающих с бумажной массой при концентрации до 6%, равна

где N – полная мощность, расходуемая на размол, кВт; Nр – полезная мощность размола, кВт; Nн – мощность, затрачиваемая на создание напора (насосный эффект), кВт; Nг.п. – мощность гидравлических потерь, расходуемая преимущественно на трение ротора о массу, являющаяся,основной непроизводительной составляющей, кВт; Nм п –мощность, затрачиваемая на преодоление механических потерь в сальниках и подшипниках, кВт (Nм п = 0,05- 0,07) N).

Полезная мощность размола определяется по формуле

31

Секундная режущая длина гарнитуры зависит от конструктивного исполнения ее рабочей поверхности и скорости вращения ротора. Ориентировочно секундная режущая длина может быть рассчитана по следующей формуле:

где D – диаметр размалывающей гарнитуры, м; n – частота вращения ротора, мин-1.

В случае, если шаг ножей ротора и статора постоянен, секундная режущая длина гарнитуры определяется как

где k – коэффициент, характеризующий отношение малого диаметра размалывающей зоны гарнитуры к большому (для конической мельницы k = 0,55-0,65, для дисковой мельницы k = 0,35-0,60); tр, tc – соответственно средний шаг между ножами гирнитуры ротора и статора, м; – угол конусности мельниц (для дисковых мельниц =

90°), град.

Определенные затруднения представляег выбор частоты вращения ротора мельницы. В принципе можно задаться любым стандартным значением частоты вращения в пределах от 250 до 3000 мин -1. Однако стремление к выбору большого числа оборотов хотя и приводит к некоторому уменьшению диаметра гарнитуры, но вместе с тем вызывает резкое возрастание непроизводительной мощности и снижает коэффициент эффективности мельницы. Опыт эксплуатации мельниц свидетельствует о том, что при размоле бумажной массы концентрацией до 6% необходимо выбирать такую частоту вращения ротора мельницы, чтобы окружная скорость на большем диаметре не превышала для конической мельницы 18-21 м/с, для конической быстроходной мельницы (гидрофайнер) – 30-35 м/с; для дисковой 25-

30 м/с .

При этом частота вращения ротора мельницы определяется по формуле

где – окружная скорость на большем диаметре, м/с.

33

мощность рассчитывается по следующим эмпирическим

зависимостям:

- для конических мельниц Nг = 1,4 • 10-4 • 602,33 • n2,33 • D3,66;

-для дисковых мельниц Nг = • 602,57 • n2 , 5 1 • D4 ,

где n – частота вращения ротора, с-1; D – большой диаметр ротора, м;– коэффициент, равный для однодисковой мельницы 12,5 • 10-6, для сдвоенной – 23 • 10-6.

Таблица 4.4 Среднее значение удельных расходов энергии при размоле некоторых

видов волокнистых полуфабрикатов

Обработка массы при высокой концентрации осуществляется в основном за счет трения волокон друг о друга. Ножи лишь предотвращают проскальзывание волокон относительно поверхности дисков. Поэтому при размоле массы высокой концентрации расчет мощности ведется не по удельной нагрузке на кромку ножа, а по среднему давлению между дисками.

35

В общем случае мощность, затрачиваемая на размол массы высокой концентрации, может быть определена по формуле

где Ср – коэффициент размола (при давлении 200-300 кПа находится в пределах 5,0-7,5); P – давление между дисками, составляющее 200-300 кПа; k – коэффициент, характеризующий отношение малого диаметра размалывающей зоны гарнитуры к большому.

Коэффициент размола зависит от типа гарнитуры и имеет большие значения в пределах 6,5-7,5 для мельниц первой ступени размола щепы, а также для мельниц, используемых для размола грубых отходов (щепы после молотковых мельниц, сучков непровара и т. д.), и массы при очень высокой концентрации (25% и выше). В остальных случаях Ср = 5,0-6,5.

Часто возникает задача определить производительность существующей мельницы и рассчитать число таких мельниц для обеспечения производительности данного потока. Производительность одной мельницы с известной секундной режущей длиной гарнитуры находится из соотношения

Порядок расчёта основных параметров машин для размола массы

1.Вначале осуществляется расчёт секундной режущей длины, которая соответствует заданным условиям.

2.Определяем полезную мощность размола.

3.Определяем гидравлическую мощность размола.

4.Определяем мощность, потребляемую мельницей.

Задачи для самостоятельного решения

1. Определить мощность, потребляемую сдвоенной дисковой мельницей марки МДС-24, которая оснащена размольной гарнитурой Р-800.003, при размоле сульфатной беленой хвойной целлюлозы с концентрацией 5%.

36

2. Определить производительность дисковой мельницы марки МДС-24, оснащенной размольной гарнитурой Р-800.011, при домалывании с укорочением волокон сульфатной хвойной небелёной целлюлозы от степени помола 30 до 35 °ШР.

37

Библиографический список

1. Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. / под ред. П. С. Осипова. - Т. 1: Сырье и производство полуфабрикатов. - Ч. 1: Производство полуфабрикатов. - СПб.: Политехника, 2003.

-633 с.

2.Курсовое и дипломное проектирование оборудования предприятий целлюлозно-бумажной промышленности: учеб. пособие / под ред. А. Д. Зубец [и др.]. - М.: Лесная промышленность,

1989. -175 с.

3.Оборудование целлюлозно-бумажного производства: в 2 т./ под ред. В. А. Чичаева [и др.].-М.: Лесная промышленность, 1981 – 1982. – Т.1: Оборудование для производства волокнистых полуфабрикатов.- 1981. -368 с.

4.Гаузе, А. А. Оборудование для подготовки бумажной массы: учеб. для вузов / А. А. Гаузе, В. Н. Гончаров, И. Д. Кугушев. - М.:

Экология, 1992. — 352 с.

5.Лаптев, В. Н. Практикум по технологии и оборудованию целлюлозно-бумажного производства: учеб. пособие / В. Н. Лаптев, М. В. Ванчаков. ~ М.: Экология, 1991. - 208 с.

6.Кугушев, И. Д. Сортирование бумажной массы / И. Д. Кугушев, К. А. Смирнов. - М.: Лесная промышленность, 1971. - 200 с.

7.Технология целлюлозно-бумажного производства: в 3 т. / под ред. П. С. Осипова. - Т. 1: Сырье и производство полуфабрикатов. - Ч. 1: Производство полуфабрикатов. - СПб.: Политехника,

2003. - 633 с.

38

39

ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Составители:

Алена Валентиновна Князева Лариса Николаевна Герке

Гузелия Мансуровна Файзрахманова

Ответственный за выпуск В. Н. Башкиров

Издательство Казанского национального исследовательского технологического университета

Офсетная лаборатория Казанского национального исследовательского технологического университета

420015, Казань, К. Маркса, 68

40