курсач / курсач технология / 3 раздел_печать

3 Описание модернизированной технологии на участке размола цеха ДВП на ОАО «Борисовский ДОК»

На ОАО «Борисовский ДОК» получение волокна осуществляется на рафинере PR-42.

Из установки для промывки щепа ссыпается в бункер-воронку рафинера. Из бункера-воронки щепу набивным шнеком подают в пропарочный котел, где установлен гидравлический редукционный клапан для регулирования усилия прижима контропоры для контроля над потерей давления и лучшей герметизации.

Клапан состоит из корпуса 1 с каналами подачи 2, слива 3, в отверстии которого размещен золотник 6 с центральным каналом 7, свободный торец бурта 8 золотника с расточкой 11 в корпусе образуют редуцируемую полость, соединенную с каналом 12 подачи редуцированного давления рабочей жидкости, золотник 6 поджат пружиной 13, усилие поджатия которой регулируется резьбовой пробкой 14.

1 – корпус; 2 – канал подачи; 3 – канал слива; 4,5 – дросселирующие пазы; 6 – золотник; 7 – центральный канал золотника; 8 – свободный торец бурта; 9 – полость золотника; 10 – бурт золотника; 11 – полость с избыточным редуцированным давлением; 12 – канал подачи редуцированного давления; 13 – пружина; 14 – резьбовая пробка

Рисунок 3.1 (а, б) – Схема клапана в режиме редуцирования и схема клапана в режиме сброса излишнего давления в редуцируемой полости соответственно

Клапан работает следующим образом:

В расточке корпуса гидравлического агрегата клапан устанавливается с возможностью подачи рабочей жидкости в соответствующие каналы подачи и слива и редуцируемая полость соединяется с исполнительным органом. Давление подачи подается в канал 2 и через дросселирующие пазы 5 попадает в редуцируемую по

лость 11, давление начинает перемещать золотник влево по чертежу, сжимая пружину 13. При этом дросселирующие пазы на бурте золотника 6 начинают перекрываться корпусом 1, уменьшая расход рабочей жидкости из канала подачи 2. Золотник 6 остановится, когда усилие от пружины 13 уравновесится усилием от давления рабочей жидкости на торец золотника 6 в редуцируемой полости 11, и в ней установится постоянное давление, соответствующее отрегулированному пробкой 14 усилию пружины 13. Данное положение клапана показано на фигуре 1. При изменении (увеличении) величины редуцируемого давления в полости 11 золотник 6, преодолевая усилие пружины 13, начинает перемещаться влево по чертежу, при этом на бурте 10 золотника 6 дросселирующие пазы 4 соединяются с каналом слива 3, а через центральный канал 7 золотника 6 полость 11 с избыточным редуцированным давлением соединяется с полостью 9 золотника 6, и избыточное давление сбрасывается в сливную полость до тех пор, пока пружина 13 не переместит золотник 6 вправо, перекроет сливную полость и восстановит необходимую величину давления в редуцируемой полости 11. Данное положение клапана показано на фигуре 2. Таким образом осуществляется регулирование давления и сброс излишнего давления в сливную полость.

Гидравлический редукционный клапан, содержащий корпус, размещенный в нем подпружиненный цилиндрический золотник с дросселирующими пазами на буртах золотника, канал слива в подторцевую полость золотника со стороны пружины, канал напора в межбуртовую полость золотника и канал редуцированного давления из полости со стороны свободного торца золотника, отличающийся тем, что в цилиндрическом золотнике выполнено центральное отверстие со стороны свободного торца, соединенное с проточкой на бурте золотника со стороны подпружиненного торца, при этом проточка на бурте имеет возможность соединяться через дросселирующие пазы на бурте со сливным каналом.

Также в корпусе пропарочной камеры имеется форсунка для ввода смеси уксусной и щавелевой кислоты. Ввод данной смеси химических добавок обеспечивает повышение физико-механических свойств готовых плит, а также увеличить выход древесноволокнистой массы за счет пластификации и размягчения межклеточного вещества и снижения таким путем механического повреждения волокон. Схема форсунки представлена рисунке 3.2.

1 – сопловой канал; 2 – рассекатель

Рисунок 3.2(а, б) – Схема форсунки

Из пропарочного котла щепу разгрузочным шнеком подают в размольную камеру. Диски размольной камеры заменены на диски, состоящие из сегментов, которые имеют каналы для пара. Новые сегменты рафинера были разработаны для увеличения количества пара высокого давления, отводимого от дисков рафинера и, в особенности, от экономичных по энергопотреблению дисков рафинера. Сегменты рафинера включает в себя каналы для пара, которые прорезаны сквозь секцию рафинирования и образуют канал для прохода пара в обратном направлении. К преимуществам сегментов рафинера относится увеличенное количество пара высокого давления, доступного для других целей в установке для рафинирования, и экономичное по энергопотреблению рафинирование, связанное с направленными сегментами.

Подробное описание изобретения:

Был создан канал для пара, предназначенный для использования в плитах рафинера, таких как роторные и статорные плиты при получении механической волокнистой массы. Канал для пара обеспечивает возможность прохода пара высокого давления, образованного во время механического рафинирования целлюлозного материала, например древесной щепы, в обратном направлении через зону рафинирования в плитах и отвода его в виде пара высокого давления.

Сегменты плиты рафинера, раскрытые здесь, главным образом применимы для рафинирования при производстве древесноволокнистых плит среднего давления (MDF) и термомеханической целлюлозы (TMP) и для использования в механическом рафинере, таком как дисковый рафинер для рафинирования древесных волокон. Сегменты плиты могут быть предусмотрены в направленных и экономичных по энергопотреблению плитах. Каналы для пара предусмотрены на сегментах плиты для увеличения объема пара высокого давления, который проходит в обратном направлении через рафинер в направлении потока, противоположном направлению потока щепы между плитами рафинера.

12 – входная секция; 14 – наружная секция; 16 – ножи для предварительной обработки; 18 – прямолинейные ножи; 19 – базовая поверхность; 22 – узкие канавки; 24, 26, 28 – перегораживающие элементы; 34 – каналы для пара; 36 – внутренний конец канала для пара; 38 – наружный конец канала для пара; 40 – периферийный край сегмента плиты

Рисунок 3.3(а, б) – вид спереди сегмента первой направленной экономичной плиты рафинера, при этом сегмент включает в себя канал для пара и вид сбоку сегмента первой плиты соответственно

Рисунки 3.3а и 3.3б оказывают соответственно вид спереди и вид сбоку сегмента 10 статорной или роторной плиты, имеющего входную секцию 12 и наружную секцию 14. Сегменты плиты расположены в определенном порядке по кольцу на диске рафинера для образования кольцевой рафинирующей плиты. Плита смонтирована на диске. В дисковом рафинере роторная плита обращена к неподвижной статорной плите с зазором для размалывания между плитами. Плита образована из сегментов 10 плиты, расположенных в виде кольцевого упорядоченного множества на диске. Сегменты в статорной плите могут иметь аналогичные элементы в виде ножей и канавок, как и в противоположной роторной плите, или статорные и роторные плиты могут иметь различные элементы в виде ножей и канавок. Направление вращения роторной плиты, как правило, представляет собой направление против часовой стрелки. Статорная плита, как правило, является стационарной. Зазор для рафинирования образован между противоположными статорной и роторной плитами. Входная секция 12 представляет собой предназначенную для подачи часть плиты. Входная секция 12 обеспечивает подачу поступающего волокнистого материала к наружной секции 14 для рафинирования, предпочтительно при минимальной энергии фрикционного взаимодействия и минимальной обработке подаваемого материала. Входная секция может включать в себя ножи 16 для предварительной обработки, которые обеспечивают подачу материала в виде щепы в наружную секцию. Между ножами для предварительной обработки имеются широкие зазоры, которые обеспечивают возможность прохода потока пара в обратном направлении. Наружная предназначенная для рафинирования секция 14 сегмента плиты рафинера представляет собой зону, в которой энергия подводится к подаваемому материалу для измельчения древесной щепы в волокнистую древесную массу. В качестве примера наружная секция предпочтительно должна иметь радиальное расстояние от 100 миллиметров (мм) до 200 мм (от 4 до 8 дюймов). В качестве примера наружная предназначенная для рафинирования секция 14 может состоять из прямолинейных ножей 18 и узких канавок 22. Нож 18 представляет собой удлиненный гребень, выступающий от базовой поверхности 19 сегмента плиты. Высота ножа, как правило, по меньшей мере такая же, как ширина ножа. Длина каждого ножа, как правило, существенно превышает его ширину. Ножи вдоль их длины продолжаются в направлении, преимущественно радиальном по отношению к сегменту плиты, но направление ножа также часто включает в себя тангенциальную составляющую, в особенности для направленных экономичных по энергопотреблению плит рафинера. Ножи 18 могут быть прямолинейными, криволинейными или могут иметь неправильную форму. Ножи могут быть сгруппированы при их параллельном размещении в зонах 20, в которых находится, например, двадцать (20) параллельных ножей 18. Ножи расположены так, что они находятся сравнительно близко друг к другу. Зазор между соседними ножами определяет границы канавки 22. Каждая зона 20, состоящая из ножей 18, как правило, включает в себя канавки 22, количество которых равно количеству ножей или на единицу меньше числа ножей. Зоны 20 рафинирования могут перекрывать соседние сегменты плиты. Каждая из канавок 22 ограничена противоположными боковыми стенками соседних ножей 18. Глубина канавок определяется расстоянием от верхней зоны ножей до базовой поверхности плиты. Как правило, плиты для производства древесноволокнистых плит средней плотности (MDF) имеют ширину ножей, составляющую 3-5 мм, ширину канавок, составляющую 5-12 мм, и глубину канавок, составляющую 7-12 мм. Плиты для производства термомеханической целлюлозы (TMP), как правило, имеют ширину ножей, составляющую 1,0-5,0 мм, ширину канавок, составляющую 1,5-5,0 мм, и глубину канавок, составляющую 1,8-8,0 мм (очень широкий диапазон). Рафинирование волокнистого материала, как правило, происходит у верхних уровней ножей и канавок наружной секции 14 для рафинирования. Нижние зоны канавок, то есть зоны рядом с базовой поверхностью 19, как правило, служат для отвода пара, обеспечения возможности прохода подаваемой щепы и других материалов в радиальном направлении наружу через плиту рафинера. Направленные плиты рафинера, в которых осуществляется нагнетание, как правило, имеют ножи, расположенные таким образом, что силы трения, созданные во время пересечения роторной и статорной плит, способствуют образованию результирующей направленной вперед силы, приложенной к подаваемому материалу. Ножи расположены под острыми углами относительно радиуса и под углом в направлении вращения роторной плиты. Направленные плиты обеспечи-

вают уменьшение времени удерживания подаваемого материала между плитами. Рафинер работает при меньшем рабочем зазоре между роторной и статорной плитами/дисками. Уменьшение рабочего зазора обеспечивает тенденцию уменьшения количества энергии, необходимой для достижения заданного качества волокон. Для направленных плит рафинера также характерна тенденция образования меньшего количества пара на количество образованного волокна вследствие меньшей потребляемой энергии. Для углов нагнетания, обеспечиваемых ножами в направленных плитах рафинера, также характерна тенденция обеспечить проход большей доли образованного пара вперед (в том же радиальном направлении, в котором проходит материал в виде щепы) по сравнению с двунаправленными плитами рафинера, имеющими средний угол нагнетания, равный нулю. Количество пара, проходящего в направлении назад в направленных плитах рафинера, существенно уменьшается по сравнению с двунаправленными плитами. Эксплуатация направленных (или экономичных по энергопотреблению) плит рафинера, как правило, обеспечивает уменьшение парообразования на 30-50% и на 10-20% при производстве термомеханической целлюлозы (TMP) по сравнению с двунаправленными плитами. Обычно количество образованного пара при производстве термомеханической целлюлозы (TMP) уменьшается на 10-20% и на 30-50% при производстве древесноволокнистых плит средней плотности (MDF). Уменьшение количества пара, проходящего в обратном направлении, при использовании направленных плит рафинера может составлять от 20 до 90%, по сравнению с двунаправленными плитами, при этом плиты для производства термомеханической целлюлозы (TMP) имеют меньшее уменьшение количества проходящего в обратном направлении пара, и плиты для производства древесноволокнистых плит средней плотности (MDF) имеют большее уменьшение количества проходящего в обратном направлении пара. Перегораживающие элементы 24, 26 могут быть предусмотрены в канавках для замедления потока волокнистых материалов в нижней зоне канавок. Перегораживающие элементы 26, 28 расположены в канавках для предотвращения чрезмерного потока волокон через канавки. Перегораживающие элементы 26 с неполной высотой могут быть расположены в радиально внутренних зонах канавок. Перегораживающие элементы 28 с полной высотой (также названные «поверхностными перегораживающими элементами») могут быть предусмотрены в радиально наружных зонах канавок или могут быть расположены на всей длине канавок. Для сегментов плит рафинеров для производства древесноволокнистых плит средней плотности (MDF) и термомеханической целлюлозы (TMP) характерна тенденция иметь множество перегораживающих элементов, расположенных в их канавках. Перегораживающие элементы усиливают размол, который происходит между плитами, посредством замедления потока волокнистых материалов между плитами. Перегораживающие элементы между канавками плит рафинера также обеспечивают существенное уменьшение потока пара в обратном направлении. Пар может проходить в обратном направлении за счет прохода его через канавки по существу в радиальном направлении внутрь и к входной части плит рафинера. Проходящий в обратном направлении пар проходит радиально внутрь и в направлении противотока по отношению к направлению перемещения щепы и волокнистого материала и значительной части пара, проходящих в основном радиально наружу. Проход пара в обратном направлении имеет место в нижних зонах кана-

вок, при этом указанные зоны находятся рядом с базовой поверхностью плиты. Скорее всего, проход пара в обратном направлении будет иметь место в канавках, которые не имеют перегораживающих элементов. Перегораживающие элементы блокируют поток проходящего в обратном направлении пара. Высокое давление проходящего в обратном направлении пара может быть полезным для других применений в плите рафинера. Для того чтобы способствовать проходу пара в обратном направлении, каналы 34 предпочтительно предусмотрены в сегменте статорной плиты. Каналы 34 образуют проточный канал, предназначенный для обеспечения возможности прохода пара в обратном направлении радиально внутрь к центральной входной части рафинера. Каналы 34 образуют проход для пара, проходящего в обратном направлении через зону рафинирования. Каналы для пара облегчают проход пара в направлении противотока по отношению к имеющему сравнительно большой объем потоку (по сравнению с проходящим в обратном направлении паром) волокнистого материала, подаваемому к центральной входной части плит и движущемуся радиально наружу к наружной окружной периферийной выходной части плит. Каналы 34 для пара могут быть расположены в роторных плитах. Эффект нагнетания в роторе (обусловленный центробежной силой) может привести к уменьшению количества пара, проходящего в обратном направлении, в канале для пара в роторной плите. Эффект нагнетания также предпочтительно обеспечивает уменьшение количества волокон, проходящих в обратном направлении в каналах 34 ротора по сравнению с каналами для пара в статорной плите. Статорные каналы для пара обеспечивают более высокую эффективность отвода пара, но создают возможность прохода большего количества волокон в обратном направлении по сравнению с каналами для пара в роторной плите. Каналы 34 для пара расположены в сегментах статорной плиты вследствие того, что центробежные силы в статорной плите, действующие на поток пара в каналах и канавках, являются небольшими по сравнению с центробежными силами, действующими на пар, проходящий в канавках во вращающейся роторной плите. Каналы 34 для перемещения пара предпочтительно имеют ширину, составляющую по меньшей мере полдюйма (1,3 сантиметра (см)), и длину, составляющую от двух дюймов (5,1 см) до восьми дюймов (20,3 см). Канал 34 для пара может иметь находящийся радиально внутри выпуск 36 для выхода пара, расположенный рядом с входной секцией 12, у или около входной секции 12 сегмента статорной плиты. Радиально внутренний конец 36 канала предпочтительно открывается в секцию, в которой ножи расположены на расстоянии друг от друга, составляющем по меньшей мере три четверти дюйма (1,8 см). Входная секция 12 ножей, как правило, имеет ножи, расположенные на достаточно большом расстоянии друг от друга, и создает возможность прохода пара в обратном направлении. Секция, в которой ножи расположены на расстоянии друг от друга, составляющем по меньшей мере три четверти дюйма, на статорной плите, обеспечивает возможность прохода пара в обратном направлении через канавки данной секции. Каналы для потока пара, проходящего в обратном направлении, могут не потребоваться в зонах плиты рафинера, имеющих ножи, расположенные на расстоянии друг друга, составляющем по меньшей мере три четверти дюйма. Радиально наружный конец 38 каналов 34 для пара может не доходить до наружного окружного периферийного края 40 сегмента плиты. Наружный конец 38 канала может находиться в радиальном направлении внутри

по отношению к наружному окружному периферийному наружному краю 40 плиты на расстоянии от указанного края, составляющем один дюйм (2,54 см). Альтернативно, наружный конец канала для пара может находиться на расстоянии, составляющем приблизительно половину радиального размера зоны рафинирования. Выбор места расположения конца канала для пара в радиальном направлении зависит от конкретного рафинера и плит, желательного количества пара, проходящего в обратном направлении, и процесса рафинирования. То обстоятельство, что конец 38 канала находится на некотором расстоянии от наружного окружного периферийного наружного края 40 плиты, предотвращает проход пара и материала в виде щепы, находящегося в канале, в радиальном направлении из выходной зоны плит. Поверхностный перегораживающий элемент может быть размещен у радиально наружного конца 38 канала для пара, особенно в том случае, если этот конец находится рядом с краем 40 плиты. Каналы 34 предпочтительно перекрывают по меньшей мере внутреннюю радиальную половину зоны 14 рафинирования и максимум 85% радиальной длины зоны 14 рафинирования. Пар в секции рафинирования, предусмотренной в плите рафинера, может проходить в обратном направлении по каналу 34 к центру и/или входу рафинера. Каналы 34 для пара предпочтительно расположены под острым углом относительно радиальной линии статорной плиты. Угол, под которым расположены каналы, может быть образован в противоположном направлении по отношению к углу наклона ножей в зоне (зонах), примыкающей к каналу 34. Угол наклона каналов может составлять от 0 градусов до 60 градусов к радиальной линии. Расположенный под углом канал обеспечивает ослабление тенденции выталкивания материала в виде щепы по каналу 34 в направлении, противоположном пару, проходящему в обратном направлении. Материал в виде щепы стремится проходить над каналом в направлении, по существу поперечном к каналу. Материал в виде щепы не стремится проходить в направлении, параллельном каналу. Пар, проходящий в обратном направлении в канале 34 статорной плиты, имеет тенденцию проходить в нижних зонах канала рядом с базовой поверхностью 19 и проходить параллельно каналу. Соответственно, материал в виде щепы не будет проходить в направлении, непосредственно противоположном направлению пара, проходящего в обратном направлении в канале 34. Тем не менее, направление канала может быть радиальным, или направление может соответствовать углу наклона ножа. Каналы 34 для пара могут иметь такую же глубину, как канавки между ножами. Альтернативно, каналы могут иметь меньшую или большую глубину, чем канавки, в зависимости от конструкции плиты рафинера и желательного потока пара, проходящего в обратном направлении. В плитах с несколькими зонами рафинирования, состоящими из ножей и канавок, широкие каналы могут разделять зоны. Каналы могут проходить в тангенциальном направлении в случае разделения зон рафинирования, которые расположены рядом друг с другом в радиальном направлении. Кольцевые каналы между зонами рафинирования могут проходить от участка канала 34 для пара. Канал 34 для пара может быть прерывистым (см. фиг.3) вдоль радиального направления плиты при условии, что имеется канал для проходящего в обратном направлении пара между участками канала. Пар может проходить между прерывистыми каналами за счет прохода его в направлении, по существу перпендикулярном к радиусу плиты, и между соседними зонами, состоящими из ножей и канавок. Более одного канала 34 для пара

может быть использовано на каждом сегменте плиты рафинера. Канал для пара необязательно должен быть предусмотрен в каждом сегменте плиты рафинера из множества упорядоченных сегментов плиты. Геометрия канала 34 может быть выбрана на основе заданного потока проходящего в обратном направлении пара, процесса рафинирования, рабочего режима и других особенностей конструкции плиты. Канал для пара может быть прямолинейным, криволинейным, зигзагообразным и прерывистым.

42 – сегмент рафинера; 44 – наружная секция рафинирования; 46 – внутренняя секция рафинера; 48 – секция подачи; 50 – канал для пара; 56 – поверхностные перегораживающие элементы; 58 – канал для пара; 60 – зазор между каналами

Рисунок 3.4(а, б) – Вид спереди сегмента второй направленной экономичной плиты рафинера, при этом сегмент включает в себя канал для пара и вид сбоку сегмента второй плиты

Рисунки 3.4а и 3.4б представляют собой соответственно вид спереди и вид сбоку сегмента 42 плиты рафинера, имеющего наружную секцию 44 рафинирования, внутреннюю секцию 46 рафинирования и секцию 48 подачи с ножами для предварительной обработки. Канал 50 для пара проходит частично через наружную секцию рафинирования. Канал пересекает сравнительно узкие канавки 52 между расположенными на малом расстоянии друг от друга ножами 54 в наружной секции 44 рафинирования. Поверхностные перегораживающие элементы 56 имеются во всех канавках наружной секции. Расположенная радиально внутри секция 46 рафинирования имеет канал 58 для пара, который является прерывистым по отношению к каналу 50 в наружной секции 44 рафинирования. Проходящий в обратном направлении пар проходит из наружного канала 50, через зазор 60 между каналами, находящийся между секциями 44, 46 рафинирования, и во внутренний канал 58. Пар, проходящий в обратном направлении по внутреннему каналу 58 для пара, выходит в секцию 48 подачи, которая имеет ножи, расположенные на значи-

тельном расстоянии друг от друга и обеспечивающие возможность прохода пара в обратном направлении к выходу для пара высокого давления.

70 – сегмент статорной плиты; 72 – канал для пара; 74 – внутренняя зона рафинера; 76 – ножи, примыкающие к нижней стороне канала; 77 – ножи, примыкающие к наружной стороне канала; 78 – наружная зона рафинирования

Рисунок 3.5 – Вид спереди сегмента плиты рафинера для термомеханической целлюлозы (TMP)

Рисунок 3.5 представляет собой вид спереди сегмента 70 статорной плиты, для производства термомеханической целлюлозы. Канал 72 для пара пересекает внутреннюю зону 74 рафинера. Ножи внутренней зоны рафинера расположены близко друг к другу, что является типичным. Существует только небольшой острый угол между ножами и радиусом, что характерно для применений при рафинировании термомеханической целлюлозы. Канал 72 для пара является прямолинейным и проходит под углом, составляющим приблизительно 45 градусов относительно радиуса, и под противоположным углом по отношению к углу, образуемому ножами. Ножи, находящиеся с противоположных сторон канала, наклонены в сторону канала. Ножи, примыкающие к нижней стороне канала, имеют большой наклон 76, и ножи, примыкающие к наружной стороне канала, имеют малый наклон 77. Плита имеет наружную зону 78 рафинирования без канала для пара. Пар, образующийся во внутренней зоне 74 рафинирования, который проходит в канал, может проходить радиально внутрь к выходу для пара, расположенному рядом с входом в плиту, который может находиться рядом с центром плиты.

80 – сегмент двунаправленной статорной плиты; 82 – широкий канал для пара; 84 – внутренняя зона рафинирования; 86 – наружная зона рафинирования

Рисунок 3.6 – Вид спереди сегмента ненаправленной плиты рафинера

Рисунок 3.6 представляет собой вид спереди сегмента 80 двунаправленной статорной плиты для производства древесноволокнистых плит средней плотности. Широкий канал 82 для пара проходит полностью через внутреннюю зону 84 рафинирования и частично через наружную зону 86 рафинирования. Канал для пара проходит в радиальном направлении и параллелен выровненным в радиальном направлении ножам внутренней и наружной зон 84, 86 рафинирования. Канал 82 для пара в двунаправленной плите 80 для производства древесноволокнистых плит средней плотности создает возможность прохода пара, образующегося в зонах 84, 86 рафинирования, в радиальном направлении внутрь к каналу для выхода пара высокого давления, расположенному рядом с находящейся радиально внутри зоной плиты рафинера. Радиальная ориентация ножей обеспечивает возможность вращения статорной и соответствующей роторной плиты в направлении по часовой стрелке или против часовой стрелки во время рафинирования. В отличие от двунаправленной плиты для производства древесноволокнистых плит средней плотности, показанной на фиг.6, плиты для производства древесноволокнистых плит средней плотности, показанные на фиг.1 и 3, являются направленными вследствие угла, который их ножи образуют относительно радиального направления.