[發明專利]基于尾汽流量控制及熱泵技術的生活用紙單缸紙機

無效

• 申請號: 201210236329.9
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN102787526A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李永華;王子坤
• 申請（專利權）人: 李永華;王子坤
• 主分類號: D21F5/10
• 分類號: D21F5/10;G05D7/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽

技術領域

本發明屬于造紙設備技術領域，具體涉及一種基于尾汽流量控制及熱泵技術的生活用紙單缸紙機。?

背景技術

在造紙領域，低克重生活用紙，主要指的是克重范圍在11-15g/m²的紙張，由于克重很低，所以紙張容易被烘干，所以往往此類紙機僅配置1個直徑在2500mm、幅寬在2000mm左右的烘缸就可以實現對紙張的干燥。?

在我國存在著大量此類單缸紙機車速在300m/min以下的低克重低車速生活用紙紙機，每日單臺機生產生活用紙的產能僅為5-6噸紙/天。?

此類紙機普遍采用疏水閥來排放蒸汽干燥紙張過程當中在烘缸產生的冷凝水，有些甚至是直接排放，造成了巨大的蒸汽資源浪費，使得生產一噸此類低克重生活用紙的蒸汽消耗量在4.8-5.5噸蒸汽/天，夏季稍低冬季較高。?

經過我們利用尾汽流量控制熱泵技術應于實際的單機改造后，將一臺日產量在5噸左右的單缸紙機的噸紙氣耗由5.5噸/天降低至3.5噸/天，相當于每日減少了10噸/天的蒸汽消耗，一噸蒸汽的生產成本以150元/噸計，所以單臺機每日即可減少蒸汽消耗價值1500元，一年如果按照340天生產計算，單臺機就可以節約生產成本51萬元。?

傳統單缸紙機蒸汽系統配置形式如下圖1所示，此類蒸汽系統配置存在如下幾個問題，造成蒸汽消耗很高,總結如下：?

1、此類蒸汽系統往往采用通過觀測蒸汽進氣壓力管路上面設置的壓力表，手動調節進氣閥門來調節進入烘缸的蒸汽的量的多少。造紙廠整體用氣并不是一個穩定的狀況，整廠用氣量低的時候蒸汽來氣壓力較高，整廠用氣量高的時候蒸汽來氣壓力較低，所以用氣壓力始終是處在一個波動的狀態，無法預知也不能控制，所以通過手閥調節進氣壓力顯然無法滿足恒定的干燥能力，造成紙張水分變化過大，有時甚至因為來氣壓力降低過多，沒來得及開大進氣閥門而造成紙張無法烘干而斷紙。

2、采用疏水閥排水無法妥善解決疏水閥泄漏量大、不凝結氣體容易在烘缸內累計的問題。熱動力式的疏水閥不帶排不凝氣裝置，造成不凝結氣體會在烘缸內累計，造成烘缸熱效率的降低，同時會在疏水閥上部聚集形成氣堵現場而無法排水。浮球式的疏水閥內部帶有一個雙金屬的排氣口，使用時間一長發生故障的概率極大，很快就變成常開狀態，增大了蒸汽泄漏量。?

3、對烘缸熱傳遞效率有幾個主要的影響因素：烘缸的壁厚、烘缸表面的清潔程度，還有就是烘缸內的冷凝水的多少等。這幾個主要影響因素當中，影響最大的就是烘缸內的冷凝水的多少，冷凝水越多，烘缸內熱傳遞傳效率就越低。傳統單缸紙機蒸汽系統的設計無法滿足及時暢通的排水要求，導致烘缸內冷凝水過多，而大大降低了熱傳遞效率增加蒸汽的使用量。因為傳統蒸汽系統設計當中是通過疏水閥來排水的，而疏水閥排水能力是固定的無法應對烘缸內冷凝水產生量的變化情況。由于疏水閥的排水能力受到疏水閥尺寸的限制，排水量越大需要的開啟壓差越大，同時排水量越大蒸汽的泄漏量也會越大，所以在在選擇疏水閥的時候不會無限制的放大排水量，選型確定之后，疏水閥的排水量就是一個固定的數值，也就意味著排水能力一定。在紙張干燥過程當中，受到紙張干度變化、蒸汽進氣壓力波動等因素的影響，往往烘缸的進氣壓力是處在一個不斷變化的情況之下。操作壓力變化的時候，烘缸內的冷凝水產生量的變化不是等比例的，而是成倍的增長。?

如圖2所示，當操作壓力從1.7?bar增加到2.1bar的瞬間，烘缸內產生的冷凝水量從0.5m3，瞬間增加到1?m3左右。當操作壓力從1.7?bar增加到2.7bar的瞬間，烘缸內產量的冷凝水量會從0.5m3，瞬間增加到2m3左右。如果這些瞬間增加的冷凝水可以被及時排出的話，大約在4分鐘之后烘缸內在新的操作壓力之下達到一個新的熱平衡狀態的時候，冷凝水的產生量又會趨于穩定，只是比1.7bar時略高。因為當烘缸處于1.7bar進氣壓力之下，烘缸處于一個熱平衡的狀態，當紙張干度不夠，我們要提高烘缸進氣壓力進而提高烘缸表面溫度，我們首先需要通入大量的蒸汽來加熱烘缸這個大鑄鐵，當烘缸的溫度加熱到我們所需要的溫度之后才可以把熱量帶給紙張，烘缸升溫的過程是相對比較快的，所以會瞬間產生數倍的冷凝水，待烘缸表面溫度穩定在新的操作壓力之下的時候，冷凝水的產生才會趨于平穩。?

所以烘缸進氣壓力變化的時候產生的冷凝水成幾何數級變化的，疏水閥固定的排水能力顯然無法應對此種情況，最終會導致冷凝水排放不暢而降低了烘缸內的熱效率，增加了蒸汽的消耗。?