Сушильные цилиндры сушильной части бумагоделательных машин. Бумагоделательная машина

Бумагоделательная машина представляет собой сложный механизм, состоящий из нескольких блоков: сеточной, прессовой и сушильной части, накатчика и продольно-резательного станка (ПРС).

Нижний сеточный стол

Верхний сеточный стол

Пневматический напорный ящик

Пакеты гидропланок

Пресс с расширенной зоной прессования

Сушильные цилиндры

Клеильный пресс

Система контроля качества CS5 с автоматическим регулированием

Накат перифирический

Сеточная часть бумагоделательной машины

Процесс изготовления бумаги начинается в сеточной части, в состав которой входят напорный ящик и сеточный стол.

Существует два вида напорных ящиков:

открытые;
закрытые.

С помощью этих ящиков общая бумажная масса непрерывно и равномерно подается на сетку бумагоделательной машины, распределяясь по всей ее ширине. Выходящая масса, оказавшись на сеточном столе, формуется в бумажное полотно.

Внешне сеточный стол выглядит как горизонтально расположенная плоскость из натянутой сетки. Для поддержки нижней или обратной сеточной ветви предназначены сетковедущие, сеткоправильные и сетконатяжные валики.

Основной элемент сеточного стола бумагоделательной машины – сетка. Она непосредственно участвует в процессе превращения бумажной массы в бумажное полотно.

В процессе формования на сетку оказывается сильное механическое и химическое воздействие. Следствием этого являются определенные характеристики, которыми она должна обладать, чтобы выполнять свою работу качественно и полноценно:

высокая прочность на разрыв, истирание, изгиб;
хорошая водопропускная способность;
высокая плотность;
высокая устойчивость к кислотам.

Хорошие водопропускные параметры необходимы для того, чтобы оборотная вода смывала минимальное количество мелких волокон, а также чтобы на бумаге была как можно менее заметной маркировка. Маркировкой в данном случае является оставленный сеткой оттиск, возникающий на той стороне полотна, которая при формовании соприкасалась с сеткой.

Прессовая часть бумагоделательной машины

Подготовленное на этапе формования бумажное полотно из сеточной части попадает в прессовую часть бумагоделательной машины. В ней происходит дальнейшее обезвоживание и уплотнение бумажного полотна. В результате прохождения полотна между прессовыми валами из него путем механического отжима удаляется вода.

Прессовая часть бумагоделательной машины состоит из следующих элементов:

станина. Именно на нее устанавливаются все механизмы и узлы пресса;
прессовые валы (нижний и верхний). Полотно проходит между ними для удаления воды;
прессовое сукно;
сукноправильный механизм;
сукнонатяжной механизм;
спрысковое устройство;
сукномойка;
ковш - ванна для сбора воды;
шабер верхнего вала;
устройство, осуществляющее прижим-вылегчивание верхнего вала;
сукноведущие (обводные) валы.

Прессовая часть имеет рабочее линейное давление 120-130 кг/см2, формат - 1600 мм. Поставка прессовой части бумагоделательной машины осуществляется с дополнительными крепежами, шинами, площадкой, сукноправкой и пневматическим режимом. Характеристики прессовых валов: нижний - обрезиненный, с коваными цапфами; верхний - обрезиненный, с покрытием «artificial stone».

Сушильная часть бумагоделательной машины

Самой большой по длине является сушильная часть бумагоделательной машины. В ней функционируют расположенные в шахматном порядке в два яруса сушильные цилиндры. Эти цилиндры нагреваются паром. При прохождении по ним бумажное полотно поочередно соприкасается с верхними и нижними цилиндрами обеими своими поверхностями.

Сушильные цилиндры высушивают бумажное полотно до 5-7%. В этой части бумагоделательной машины завершается процесс обезвоживания.

На некоторые модели бумагоделательных машин дополнительно устанавливаются автоматические регуляторы, отслеживающие подачу пара в цилиндры; устройства, автоматически заправляющие бумажное полотно на сушильные цилиндры.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет им. С.М. Кирова

факультет среднего профессионального образования

Колледж автоматизации лесопромышленного производства

Курсовой проект

по дисциплине «Оборудование переработки древесины»

ПРОЕКТ СУШИЛЬНОЙ ЧАСТИ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ РИСОВАЛЬНОЙ БУМАГИ

Исполнитель Т-211 Суханова В.Р.

Руководитель Лоцманова Е. М.

Санкт-Петербург

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Состав сушильной части БДМ

1.2 Принцип работы сушильной части БДМ

2. Расчёт сушильной части БДМ

2.1 Производительность БДМ

Заключение

Введение

Производство бумаги на бумагоделательной машине состоит из нескольких технологических стадий, одна из которых является процесс сушки полотна. После прессов остаточная влага из бумаги может быть удалена только сушкой с применением подогрева. Первые сушильные устройства бумагоделательных машин появились в двадцатых годах XIX столетия. С тех пор они непрерывно видоизменяются и совершенствуются. Не смотря на то, что сушка наиболее энергоемкая часть бумагоделательной машины, от нее зависит один из основных параметров качества бумаги - влажность.

Основу любой бумаги составляют волокна целлюлозы, которые могут быть получены из древесины, соломы, хлопка, тростника, конопли, риса или из макулатуры. Большинство используемой сегодня бумаги содержит смесь лиственных (береза, осина) и хвойных (ель, сосна) пород древесины.

Рисовальная бумага предназначается для выполнения рисунков акварелью, пастелью, карандашом или углем; выпускается по ГОСТ 7277-54 двух марок: марки В - высшего качества, марки О - обыкновенная. В зависимости от вида рисовальной бумаги, ее поверхность может быть гладкой, бархатистой, мелкозернистой, крупнозернистой, или при необходимости специально тисненной. Рисовальная бумага весом 80 г/м2имеет водяные знаки.

Целью курсовой работы является теоретическое и практическое изучение сушильной части бумагоделательной машины.

Исходя из цели, необходимо решить следующие задачи:

Изучить состав сушильной части бумагоделательной машины;

Изучить принцип работы сушильной части бумагоделательной машины;

Произвести расчёт сушильной части бумагоделательной машины.

1. Теоретическая часть

1.1 Состав сушильной части бумагоделательной машины

Сушильная часть имеет приемный цилиндр, два ряда бумагосушильных цилиндров несколько сукносушителей. В конце сушильной части установлен досушивающий цилиндр. Сушильная часть разбивается на группы. Каждая сушильная группа включает в верхнем и нижнем рядах несколько бумагосушильных цилиндров, не менее чем по одному сукносушильному цилиндру, натяжному, правительному и разгонному валику, несколько сукноведущих и бумаговедущих валиков и одно общее сукно. Каждая группа имеет самостоятельный привод от трансмиссии переменной скорости или от отдельного двигателя, допускающий независимый от остальных частей машины пуск и останов группы, а также самостоятельное регулирование скорости ее движения. Бумага после мокрых прессов заправляется на приемный цилиндр. Этот цилиндр не имеет сукна. Его на значение сводится к небольшому повышению температуры проходящей бумаги. Далее влажная бумага проходит по очереди каждый следующий нижний и каждый следующий верхний бумагосушильные цилиндры.

Основным элементом сушильной части является цилиндр. Он представляет собой пустотелый барабан, вращающийся вокруг горизонтальной оси. Насыщенный пар давлением более 0,07 МПа по трубе поступает внутрь цилиндра и заполняет его. Тепло пара передается стенке цилиндра и через нее -- бумаге, которая плотно охватывает приблизительно две трети поверхности цилиндра. Для повышения теплоотдачи от наружной стенки цилиндра к бумаге боковую поверхность цилиндра шлифуют и полируют. Цилиндры делаются из специального чугуна.

Ещё одним важным элементом многоцилиндровой сушильной части являются сетки и сукна, которые служат для транспортировки бумажного полотна и создания плотного контакта влажного бумажного полотна с нагретой поверхностью цилиндра. Сушильные сукна или сетки плотно прижимают бумажное полотно к нагретой поверхности цилиндров, тем самым обеспечивают хороший контакт между ними. Это предотвращает образование морщин и складок на поверхности бумажного полотна.

1.2 Принцип работы сушильной части

сушильный бумагоделательный машина

В сушильной части бумагоделательной машины бумажное полотно обезвоживается до конечной сухости равной 92 - 95 %. В процессе сушки удаляется 1,5 - 2,5 кг воды на 1 кг бумаги, что примерно в 50 - 100 раз меньше, чем на сеточной и прессовой частях машины. При сушке одновременно происходит дальнейшее уплотнение и сближение волокон. В результате повышается механическая прочность и гладкость бумаги. От режима сушки зависят объемная масса, впитывающая способность, воздухопроницаемость, прозрачность, усадка, влагопрочность, степень проклейки и окраска бумаги.

Сушка бумаги на сушильном цилиндре состоит из двух фаз: на нагретой поверхности цилиндра под сукном и на участке свободного хода, т. е. когда бумажное полотно переходит с одного цилиндра на другой. В первой фазе, под сукном, испаряется основное количество влаги: на тихоходных машинах до 80 - 85 %, на быстроходных до 60 - 75 % всей влаги, испаряемой в сушильной части машины. Во второй фазе, на участках свободного хода влага испаряется с обеих сторон бумаги за счет тепла, поглощенного бумагой в первой фазе сушки. При этом бумага в зависимости от скорости машины претерпевает понижение температуры на 4 - 15ОС. При падении температуры снижается скорость сушки, особенно на тихоходных машинах, так как на них падение температуры полотна бумаги больше, чем на быстроходных машинах. С повышением скорости машины количество испаряемой воды на участке свободного хода бумаги увеличивается. С уменьшением количества воды в бумажном полотне интенсивность сушки на свободном участке понижается.

Температуру сушильных цилиндров повышают постепенно, что способствует улучшению качества бумаги и завершению процесса проклейки. В конце сушильной части температуру поверхности цилиндров снижают, так как высокая температура при небольшой влажности бумаги действует на волокна разрушающе.

Мокрое бумажное полотно, направляемое с прессовой части бумагоделательной машины заправляется между нагретой поверхности первого сушильного цилиндра и сушильной сеткой (сукном). На начальном участке движения сушильная сетка (сукно) сопровождает высушиваемое полотно в свободном участке между верхними сушильными цилиндрами и нижними вакуумными валиками. Это является особенностью данной схемы заправки бумажного полотна. Такая заправка снижает опасность обрыва бумажного полотна.

Сушильные цилиндры герметично закрыты вентиляционным колпаком, из которого производится удаление отработанного влажного воздуха. Часть отработанного воздуха в теплоуловителе смешивается со свежим цеховым воздухом, нагревается в калорифере и по воздуховоду сушильного воздуха подается в сушильную часть БДМ через воздухораспределительные каналы. Отработанный и цеховой воздух, вода из скруббера, направляется на общеобменную вентиляцию цеха. Высушенное до кондиционной влажности бумажное полотно после обработки в каландре наматывается в рулон на накате.

2. Расчетная часть

Расчет сушильной части бумагоделательной машины

Данные для расчета

Бумага -- чертежная

В0 = 4200 мм -- обрезная ширина

V = 500 м/мин -- скорость БДМ

q = 120 г/м2 -- масса 1м2 вырабатываемой бумаги

w = 14 кг/м2*ч -- удельный съем воды с рабочей сушильной поверхности

Тк = 95% - конечная сухость бумаги (после сушильной части)

Тн = 42% - начальная сухость бумаги (перед сушильной частью)

tн = 45оС - температура бумаги перед сушильной части

tк = 95оС - температура бумаги после сушильной части

t? = 95оС -- средняя температура полотна бумаги на свободных участках

tв = 85оС -- температура окружающего воздуха

tн1 = 95оС -- температура пара в первой сушильной

tн2 = 123оС -- температура пара в второй сушильной группы

tн3 = 115оС -- температура пара в третьей сушильной группы

вс = 0,6 -- коэффициент обхвата бумагосушильных цилиндров сеткой

вб = 0,63 -- коэффициент обхвата бумагосушильных цилиндров бумагой

д = 0,0275 м - толщина торцевой крышки цилиндра

д1 = 0,00035м -- толщина бумаги

д2 = 0,005м -- толщина сетки

дб = 0,025м - толщина боковой стенки сушильного цилиндра

л1 = 0,0465Вт/(м*град) -- коэффициент теплопроводности бумаги

л2 = 0,058 -- коэффициент теплопроводности сетки

л = 62,8 Вт/м2*град - коэффициент теплопроводности материала стенки, для чугуна

n1 = 15n/100шт -- число сушильных цилиндров в первой группе

n2 = 30n/1000шт -- число сушильных цилиндров во второй группе

n3 = 55n/100шт -- число сушильных цилиндров в третьей группе

2.1 Производительность БДМ.

Qч.брутто=0,06*BnVq, кг/ч

где: 0,06 -- коэффициент, учитывающий перевод граммов в килограммы и минуты в часы;

V -- скорость БДМ, м/мин;

q -- масса 1м2 вырабатываемой бумаги, г/м2

Bn -- не обрезная ширина бумаги, м

Bn=В0+100, мм

Bn=4200+100=4300мм=4,3м

Qч.брутто=0,06*4,3*500*120=15480кг/ч

Qс.брутто=(Qч.брутто/1000)*24, т/сут

Qс.брутто=(15480/1000)*24=371,52т/сут

Qс.н.=Qс.брутто*Кэф, т/сут

Qс.н=371,52*0,86=319,507т/сут

где: Кэф -- общий коэффициент использования БДМ (из таб. =0,86)

Qгод=Qс.н*Z,т/год

Qгод=319,507*345=110229,984т/год

где: Z -- количество дней работы БДМ в году по нормам проектирования, 345дней

2.2 Расчёт количества бумагосушильных цилиндров и теплового баланса процесса сушки

n=19,1*(V*q*(Тк-Тн))/d*б*Tн*w,шт

n=19,1*(500*0,12*(95-42))/1,5*0,65*42*14=106шт

где: б -- коэффициент обхвата сушильных цилиндров бумагой (от 0,60 до 0,67);

d -- диаметр бумагосушильных цилиндров = 1,5м;

q -- масса 1м2 вырабатываемой бумаги, кг;

w -- удельный съем воды с рабочей сушильной поверхности, кг/м2*ч;

Тк -- конечная сухость бумаги, %;

Тн -- начальная сухоть бумаги, %;

w принимаем [№] стр.605, таб.65.

2.3 Расчет тепла и пара на сушку

Общий расход тепла и пара на сушку бумаги

Qобщ.=Qпол.+Qпот., кДж/ч

Полезный расход тепла на сушку бумаги

Qпол.=G*C*(tk-tн)+Wн*Св*(tk-tн)+W*(i-Cв*tс), кДж/ч

где: G- масса абсолютно сухой бумаги, кг/ч;

С -- теплоемкость абсолютно сухой бумаги, кДж/кг*град (в пределах от 1,22 до 1,30);

tн и tk - температура бумаги перед и после сушильной части, оС

Wн -- масса воды в мокром полотне бумаги, поступающем на сушку, кг/ч;

Св -- теплоемкость воды =4,19 кДж/кг*град;

tc -- средняя температура сушки = tк, оС;

G=15480*0,95=14706кг/ч

Поступает на сушку влаги с бумагой:

Wн=G*((100-Тн)/Тн), кг/ч

Wн=14706*((100-42)/42)=20308,286кг/ч

Уходит влага с воздушносухой бумагой:

Wк=G*((100-Тк)/Тк), кг/ч

Wк=14706*((100-95)/95)=774кг/ч

W=Wн-Wк,кг/ч

W=20308,286-774=195304,286кг/ч

Qпол.=14706*1,25*(95-45)+20308,286*4,19*(95-45)+19534,286*(2677,5-95*4,19)=919,125+4254585,917+44527428,223=48782933,265кДж/ч

или 48782933,265/15480=3151,352кДж/кг

Потери тепла

Qпот=q1+q2+q3+q5+q7+q8+q9, кДж/ч

Свободными участками бумажного полотна

q1=3,6*Fб*б*(tб-tв), кДж/ч

где: Fб -- поверхность свободных участков бумажного полотна с двух сторон, м2

б -- коэффициент теплоотдачи бумаги по воздуху, Вт/(м2*град)

tб -- средняя температура полотна бумаги на свободных участках, оС

tв -- температура окружающего воздуха, оС

Fб=2*l*b*n, м2

Fб=2*1,2*4,3*106=1093,92м2

где: l -- длина свободного участка бумаги между цилиндрами (составляет от 1,1 до 1,2м, для сушильного цилиндра диаметром d=1,5м)

b - ширина бумажного полотна (условно принимается равной необрезной ширине бумаги на накате Bn)

Коэффициент теплоотдачи б может быть определен по эмпирической формуле:

б=5,58+3,95*V, Вт/(м2*град)

V=500м/мин=500/60=8,33м/с

б=5,58+3,95*8,33=38,5Вт/(м2*град)

q1=3,6*1093,92*38,5(95-85)=1516173,12кДж/ч

Свободными участками сушильных сеток

q2=3,6*Fс*б*(tб-tв), кДж/ч

Fс=2*Вс*[ Lс-(П*d*n* вб)], м2

Где: Вс-стандартная ширина сетки, м

Где: Lс - сушильная длина сетки, м

n - общее количество бумагосушильных цилиндров

k - опытный коэффициент = 5

Lс=1,5*106*5=795м

Fс=2*4,7*=4660,559м2

Коэффициент теплоотдачи бопределяем по эмпирической формуле для шероховатой поверхности:

б=6,16+4,187*(V/60), Вт/м2*град

б =6,16+4,187*(500/60)=41,052Вт/м2*град

q2=3,6*4660,559*41,052*(95-85)=6887709,65

Днищами бумагосушильных цилиндров

q3=3,6*2*F*K[(tн1- tв)* n1+(tн2- tв)* n2+(tн3- tв)* n3], кДж/ч

где: F - торцевая поверхность одного цилиндра,м2

K - коэффициент теплопередачи пара воздуху через торцевую стенку цилиндра,Вт/м2*град

n1,n2,n3 - число сушильных цилиндров по группам (сушильная часть разбита на три сушильных группы)

n1=(106*15)/100=16шт

n2=(106*30)/100=32шт

n3=(106*55)/100=58шт

tн1,tн2,tн3 - температура пара в сушильных группах, оС

Коэффициент теплопередачи вычисляем по формуле:

K=1/(1/б1+ д/л+1/б2), Вт/м2*град

Где: б1 - коэффициент теплоотдачи от пара стенке сушильного цилиндра, 5815 Вт/м2*град

д - толщина торцевой крышки цилиндра, м

л - коэффициент теплопроводности материала стенки, для чугуна 62,8 Вт/м2*град

б2 - коэффициент теплоотдачи от торцевой стенки цилиндра воздуха, Вт/(м2*град)2

v=500/(60*2)=4,167 - так как две торцевые поверхности

б2=5,58+3,95*4,167=22,05Вт/(м2*град)2

K=1/(1/5815+0,0275/62,8+1/22,05)=21,76Вт/м2*град

F=(3,14*1,52)/2=1,77м2

q3=3,6*2*1,77*21,76*[(95-85)*16+(123-85)*32+(115-85)*58]=864097,96кДж/ч

Открытой боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров:

q5=3,6*К*П*d[(1-вб)*Bn+(1/вс)*(Bc-Bn)*[(tн1-tв)*n1+(tн2-tв)*n2+(tн3-tв)*n3], кДж/ч

Где: вс - коэффициент обхвата бумагосушильных цилиндров сеткой

вб - коэффициент обхвата бумагосушильных цилиндров бумагой

Bn - средняя ширина бумажного полотна, м

Bc - стандартная ширина сетки 4,7м

tв - температура окружающего воздуха, оС

Вычисляем коэффициент теплопередачи по формуле:

К=1/(1/б1+ дб/л+1/б2)

К=1/(1/5815+0,025/62,8+1/22,05)=21,77

q5=3,6*3,14*1,5*21,77*[(1-0,63)*4,3+(1-0,6)*(4,7-4,3)]*[(95-85)*16+(123-85)*32+(115-85)*58]=2014027,011кДж/ч

Боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров, покрытой бумагой и сеткой:

q7=3,6*К*П*d*Bn*вб*[(tн1-tв)*n1+(tн2-tв)*n2+(tн3-tв)*n3], кДж/ч

К=1/(1/б1+дб/л+д1/л1+д2/л2+1/б2),Вт/м2*град

Где: д1 - толщина бумаги, м

л1 - коэффициент теплопроводности бумаги

д2 - толщина сетки, м

л2-коэффициент теплопроводности сетки

К=1/(1/5815+0,025/62,8+0,00035/0,0465+0,005/0,058+1/22,05)

q7=3,6*7,02*3,14*1,5*4,3*0,63*[(95-85)*16+(123-85)*32+(115-85)*58]=1004769,78кДж/ч

Боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров, покрытой сеткой, но не покрытой бумагой:

q8=3,6*К*П*d*Bn*(дб-дс)*[(tн1- tв)* n1+(tн2- tв)* n2+(tн3- tв)* n3], кДж/ч

К=1/(1/б1+ дб/л+д1/л1+1/б2),Вт/м2*град

К=1/(1/5815+0,025/62,8+0,00035/0,0465+1/22,05)=18,7кДж/ч

q8=3,6*18,7*3,14*1,5*4,3*(0,63-0,6)*[(95-85)*16+(123-85)*32+(115-85)*58]=127453,437кДж/ч

Боковой поверхностью бумагосушильных цилиндров, окрытой сеткой, но не покрытой бумагой:

q9=3,6*К*П*d*(Bc- Bn)*вс*[(tн1- tв)* n1+(tн2- tв)* n2+(tн3- tв)* n3], кДж/ч

К=1/(1/б1+ дб/л+д2/л2+1/б2),Вт/м2*град

К=1/(1/5815+0,025/62,8+0,005/0,058+1/22,05)=7,43Вт/м2*град

q9=3,6*7,43*3,14*1,5*(4,7-4,3)*0,6*[(95-85)*16+(123-85)*32+(115-85)*58]=94215,376кДж/ч

Общие потери при сушки составляют:

Qпот=q1+q2+q3+q5+q7+q8+q9,кДж/ч

Qпот=1516173,12+6887709,65+864097,96+2014027,011+1004769,78+127453,437+94215,376=12508446,334кДж/ч

12508446,334/15480=808,039кДж/кг

Qобщ.=Qпол.+Qпот., кДж/ч

Qобщ.=48782933,265+12508446,334=61291379,599кДж/ч

Или Qуд=61291379,599/15480=3959,391кДж/кг

Термическмй коэффициент полезного действия сушильной части машины? равен:

?=(Qпол/Qобщ)*100%

?=(48782933,265/61291379,599)*100%=79%

Удельный расход пара:

Dуд=Qуд/(Iп-Ik),кг/кг бумаги

Где:Iп -энтальпия пара = 2708,44кДж

Ik - энтальпия конденсата = 502,42 кДж/кг

Dуд=3959,391/(2708,44-502,42)=1,8кг/кг бумаги

Заключение

В курсовой работе была изучена сушильная часть БДМ.

Также были решены поставленные задачи:

Изучен состав сушильной части бумагоделательной машины;

Изучен принцип работы сушильной части бумагоделательной машины;

Произведён расчёт сушильной части бумагоделательной машины.

В первой главе были изучены состав и принцип работы сушильной части бумагоделательной машины

Во второй главе удалось произвести расчёт сушильной части бумагоделательной машины, и оказалось, что исходя из высокого термического коэффициента полезного действия, который равен 79%, работа сушильной машины выгодна. Сушильная часть производит большое количество бумаги, её производительность составила 110229,984т/год. А удельный расход пара мал, он равен 1,8 кг пара/кг бумаги.

Список использованной литературы

1. Иванов С.Н. Технология бумаги. Издание 2-ое, перераб. Издательство «Лесная промышленность», 1970, 696 с.

2. Мазарский С.М., Малинский И.З., Эпштейн К.Ю. Оборудование целлюлозно-бумажного производства.М. - Лесная пром-сть,-1969. 452 с.

3. Соколова Л.М., Овдейчук В.П., Самсон М.В. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию технологических процессов целлюлозно-бумажного производства: Учебное пособие для техникумов. - М. «Лесная промышленность» - 1982, 160 с.

4. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. Санкт-Петербург. Изд-во СПбЛТА. Том 1. часть 1. 2002г.420 с.

5. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. Санкт-Петербург. Изд-во СПбЛТА. Том 1. Часть 2. 2003г.. 632 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Процесс обезвоживания полотна на сушильной машине. Современные конструкции прессовых частей машин. Технология и оборудование для изготовления товарной целлюлозы. Расчет теплового баланса сушильной части пресспата и расхода пара на сушку целлюлозы.

дипломная работа , добавлен 02.02.2013

Анализ базовой конструкции бумагоделательной машины БДМ-10. Разработка технологического процесса изготовления корпуса. Процесс узловой сборки и монтажа пресса. Расчет режимов резания. Расчет вентиляции, для создания благоприятных условий труда персонала.

дипломная работа , добавлен 09.11.2016

Технологический процесс производства бумаги; подготовка исходных материалов. Аналитический обзор конструкции бумагоделательной машины: формующие и обезвоживающие устройства сеточной части: расчёт производительности сетконатяжного вала, выбор подшипников.

курсовая работа , добавлен 06.05.2012

Композиция и показатели для офсетной бумаги. Пути интенсификации обезвоживания в прессовой части. Выбор чистообрезной ширины бумагоделательной машины. Расчет мощности, потребляемой нагруженным прессом. Выбор и проверка подшипников отсасывающего вала.

курсовая работа , добавлен 17.11.2009

Выбор и расчет влаготеплообработок в сушильной камере. Определение параметров агента сушки на входе в штабель. Расчет расходов тепла на сушку. Подготовка сушильной камеры к работе. Погрузочно-разгрузочные работы. Планировка сушильного цеха, охрана труда.

курсовая работа , добавлен 28.05.2013

Описание технологической схемы сеточного стола. Расчет возможной производительности бумагоделательной машины (БДМ). Монтаж и техническая эксплуатация сеточной части БДМ. Расчет конструктивных параметров ящика с гидропланками и мокрого отсасывающего ящика.

дипломная работа , добавлен 06.06.2010

Автоматизация электропривода (АЭП) прессовой секции бумагоделательной машины. Технологический процесс: выбор и расчет АЭП, подбор комплекса технических и программных средств. Разработка схемы человеко-машинного интерфейса; математическое описание.

курсовая работа , добавлен 10.04.2011

Назначение и конструкция электропривода прессовой части бумагоделательной машины. Расчет мощностей двигателей пересасывающего, отсасывающего и центрального валов. Структурная и принципиальная схемы пресса, разработка алгоритма управления аппарата.

курсовая работа , добавлен 01.07.2011

Характеристика технологического процесса подготовки целлюлозы в производстве газетной бумаги. Параметры бумагоделательной машины. Основные решения по автоматизации. Алгоритмическое обеспечение. Имитационное моделирование. Проектирование интерфейса.

курсовая работа , добавлен 16.10.2012

Устройство и принцип действия сушильной камеры. Выбор режимов сушки и влаготеплообработки. Расчет требуемого количества камер. Определение массы испаряемой влаги, параметров агентов сушки, расходов теплоты на сушку. Разработка технологического процесса.

Бумагоделательная машина представляет собой объединение производственных секций непрерывного действия, в результате работы которых из волокнистой суспензии получается бумага и картон. Различают два вида этого...

Бумагоделательная машина представляет собой объединение производственных секций непрерывного действия, в результате работы которых из волокнистой суспензии получается бумага и картон. Различают два вида этого агрегата: столовые (с плоской сеткой) и цилиндровые (с круглой сеткой).

Более распространена столовая бумагоделательная машина , с помощью которой изготавливаются основные виды бумаги.

Основными секциями этой конструкции являются: сеточная, прессовая, сушильная и отделочная части.

Сеточная часть

Сеточная часть представляет собой бесконечную сетку, изготовленную из синтетических материалов или различных медных сплавов. В этой секции формуется бумажное полотно из сильно разбавленной суспензии и устраняется первая часть излишней воды. Эти этапы происходят вследствие свободного стекания взвеси и отсасывающего воздействия регистровых валиков. В дальнейшем обезвоживание осуществляется с помощью специальных вакуумных насосов.

403 Forbidden

nginx

Прессовая часть

После прохождения сеточной секции бумажное полотно с процентом сухости приблизительно 18–22% попадает в прессовую секцию. Здесь происходит удаление лишней воды механическим отжимом. Бумага пропускается через последовательно расположенные 2–3 вальцовых пресса под одновременным воздействием вакуума и давления. При этом увеличивается ее объемная масса и прочность, а впитывающая способность и пористость, наоборот, снижаются. Процесс прессования происходит между сукнами из шерсти, которые впитывают влагу и транспортируют полотно, а также выполняют немаловажную функцию защиты слабого бумажного полотна от разрушения. Для того чтобы добиться увеличения плотности и гладкости бумаги часто устанавливают дополнительные сглаживающие прессы.

Сушильная часть

В сушильную часть полотно бумаги поступает с сухостью около 45%. Эта секция бумагоделательной машины состоит из вращающихся цилиндров, расположенных в шахматном порядке и обогреваемых паром. На этом этапе производства бумажное полотно с помощью сукон придавливается к разогретым цилиндрам, что предотвращает его сморщивание и коробление. Движение его происходит с нижнего цилиндра на верхний, затем снова на нижний, расположенный рядом и т. д. Бумага в сушильной части высушивается до влажности 5–7%.

Отделочная часть

В отделочной секции находятся 5–10 чугунных отбеленных валов, расположенных друг над другом. Предварительно увлажненная холодной водой бумага движется сверху вниз между валами. После прохождения этого этапа бумажное полотно приобретает ровную, гладкую поверхность и равномерную толщину. Для предотвращения смятия полотно на накате наматывается в рулоны. При необходимости выпуска бумаги повышенной гладкости над накатом устанавливают дополнительное увлажняющее оборудование. Полученные рулоны далее поступают на продольно-разрезной станок, где разрезаются на части с необходимыми параметрами.

Специальное оборудование

Бумагоделательная машина также снабжена большим количеством автоматических приборов, обеспечивающих ее непрерывную работу. Задача этого дополнительного оборудования регулировать технологические параметры всего процесса. Для изготовления различных видов бумажного полотна устанавливаются свои технически обоснованные параметры, а именно рабочая скорость и ширина машины. Бумагоделательная машина может быть узкой и широкой.

Узкие машины с шириной полотна от 1,6 до 4,2 м в основном предназначаются для изготовления специальных технических, высококачественных документных бумаг. Широкие машины с шириной полотна более 6 м используются для производства мешочной и газетной бумаги. Рабочая скорость бумажной машины при производстве газетных и санитарно-гигиенических бумаг значительно превышает скорость при изготовлении высококачественных видов бумаг. Наличие специального оборудования и автоматических приборов способствует точности работы бумагоделательной машины и позволяет сократить количество обслуживающих ее рабочих до 3–8 человек.

Усовершенствование процесса производства

Для дальнейшего усовершенствования процесса производства бумаги необходимо изменение технологии выработки, увеличение производительности машины за счет ширины и скорости, модернизация устройства машины и ее узлов.

Увеличить производительность бумагоделательной машины за счет скорости и ширины помогут:

специальные скоростные потокораспределители, выпускающие волокнистую суспензию на сетку с той скоростью, которая необходима при возросшей скорости движения сетки;
гидропланки и регистровые валики, увеличивающие удаление влаги;
различные виды прессов, такие как горячие и многовальные прессы, прессы с широкими отсасывающими камерами;
закрепленные посередине отсасывающие валы, желобчатые рифленые валы, отсасывающие вакуумные сукномойки;
накаты периферического типа с пневматическим прижимом бумажного полотна, используемые для намотки рулона 2200–2500 мм в диаметре.

403 Forbidden

nginx

Для сушильной секции бумагоделательной машины также успешно могут применяться: сифонное устранение конденсата, новые схемы расположения парораспределителей, более высокое паровое давление, замена сушильных сукон на сушильные сетки. В настоящее время идет активный поиск новых видов сушки, с целью замены традиционного вида на более усовершенствованный, который позволил бы повысить равномерность сушильного процесса и значительно уменьшить рабочую площадь сушильной секции. Такие новые виды сушки, как инфракрасное облучение, обдув горячим воздухом, диэлектрическая сушка и сушка под вакуумом имеют хорошие перспективы в будущем.

Принцип действия бумагоделательной машины

Бумагоделательная машина служит для изготовления бумаги из волокнистой массы путем отлива слоя волокон с последующим обезвоживанием, прессованием и намоткой в рулон. В царской России такие агрегаты начали использоваться со второй половины ХIX века. Они отличались низкой производительностью, слабым водоотделением, ручным управлением. Для ремонта требовалась остановка машин, но они обладали высокой надежностью и простотой конструкции. На Славутской бумажной фабрике такой агрегат был установлен в 1864 году и проработал до конца ХХ века.

403 Forbidden

nginx

Принцип действия машины

Существует 2 вида бумагоделательной машины: столовая — волокнистая масса распределяется на плоской бесконечной сетке и цилиндровая — с круглой сеткой. В основном используются столовые агрегаты, на цилиндровых изготавливается картон и некоторые виды бумаги. Машина выполнена по принципу последовательно установленных непрерывно действующих секций:

сеточной;
прессовой;
сушильной;
отделочной.

403 Forbidden

nginx

Кроме этого, имеется много вспомогательных систем и механизмов, обеспечивающих и контролирующих непрерывный цикл изготовления бумаги. Скорость движения бумажного полотна изменяется от 40 м/мин при производстве тонкой конденсаторной бумаги, до 1000 м/мин — газетной. Это очень энергоемкий агрегат, который потребляет до 30 МВт электроэнергии и 45 т пара. Для управления технологическим процессом используется АСУТП. При таких скоростях производить ручной контроль и регулировку параметров невозможно.

Процесс изготовления бумаги начинается с этапа подготовки сырья. Для этого используется смесительная камера, в которую поступают измельченные и предварительно очищенные от посторонних предметов, не участвующих в процессе (металл, камни, скотч и т. д.) компоненты бумаги — макулатура, ветошь. Если используется дерево, то предварительно подготовленную щепу варят в растворе едких веществ до полного растворения.

Готовая масса перекачивается насосами из смесительной части в бассейн бумагоделательной машины. Концентрация поступившей среды составляет 3-4 %. В емкости происходит постоянное перемешивание раствора для поддержания однородного состояния бумажной массы по всему объему. Подачей оборотной воды, содержащей включения целлюлозы, доводят концентрацию подготавливаемого раствора до 0,15-1.5 %, он направляется на очистную аппаратуру. Для этого используются узлоуловители, центрискрины и другие. После этого бумажная масса через напускное устройство поступает на сетку.

Качество изготавливаемого материала зависит от синхронности скоростей движения сетки и истечения суспензии. Отставание перемещения массы от сетки не должно превышать 5-10 %. Отклонение параметров в ту или другую сторону приводит к неравномерному распределению волокон по площади сетки и их ориентации в сторону движения полотна. Это отражается на плотности, однородности и прочности изготавливаемой продукции.

Формирование бумаги

Отлив листа — это процесс фильтрации, при котором по мере удаления воды, образуется волокнистый слой. После прохождения регистровой части сеточного стола образуется полотно с концентрацией массы около 3 %. При достижении таких значений заканчивается «зеркало залива» и вводятся понятия «бумага, бумажное полотно» и его сухость. Процесс отлива наиболее интенсивно проходит в регистровой части, расположенной в первой трети стола. Погрешности, допущенные на этой стадии, уже не смогут быть исправленными во время изготовления бумаги и будут являться дефектом продукции.

403 Forbidden

nginx

Качество отлива бумаги и положение волокон относительно направления движения потока зависят от характера и концентрации массы, скорости движения сетки и истекания коллоидного раствора, интенсивности фильтрации воды. В свою очередь, эти параметры зависят и определяются назначением изготавливаемой продукции.

В некоторых случаях возникает необходимость увеличить скорость обезвоживания полотна, например, для предотвращения флокуляции, то есть образования сгустков волокон. На протекание этого процесса в значительной мере влияет концентрация массы. При низких значениях происходит активная фильтрация воды, что в значительной степени снижает вероятность возникновения флокуляции.

С другой стороны, слишком обильное водоотделение приводит к вымыванию волокон, особенно мелких фракций. Интенсивно этот процесс происходит в начальной стадии листообразования. В конечном счете это приводит к уменьшению содержания наполнителя в нижней (сеточной) стороне листа. Этот дефект устраняется уменьшением скорости фильтрации.

Изменение интенсивности водоотделения происходит с увеличением толщины листа и сопротивления фильтрации. Это приводит к необходимости применения принудительных методов обезвоживания волокнистого слоя. Для этого применяются отсасывающие ящики. В них специальными насосами создается вакуум, позволяющий удалять влагу, которая не успела стечь в начальной стадии бумагообразования.

Сеточный стол заканчивается устройством, которое называется отсасывающим гауч-валом. В его камере поддерживается вакуум 30-70 кПа, что дает возможность эффективно отсасывать влагу. Под гауч-валом расположена ванна, в которую идет слив воды и сброс так называемого мокрого брака. Это — отсеченные кромки бумажного полотна, срывы с прессовой части, содержимое сеточного стола при обрыве бумаги. Мешалка, расположенная в ванне, передает смесь на перекачивающие насосы, которые возвращают раствор в приемный бак на повторную переработку.

Прессовая часть

После гауч-вала бумажное полотно с сухостью 15-20 %, вакуум-пересасывающим устройством передается в прессовую часть бумагоделательной машины для дальнейшего механического обезвоживания. Она обычно состоит из 2-3 двухвальных прессов. Верхний вал выполнен из гранита, нижний — металлический, облицованный резиной. Между ними, вместе с бумажным полотном, движется сукно, защищающее поверхность мокрой бумаги от повреждений.

403 Forbidden

nginx

Конструкция прессового механизма позволяет использовать последовательное прохождение разных сторон полотна между валами. Это обеспечивает равномерное сглаживание обеих сторон бумаги. Для удаления прилипших к полотну волокон применяется сукномойка. После последовательного прохождения прессовой части, сухость бумаги составляет 30-40%.

В этой секции машины происходит не только обезвоживание, но и уплотнение полотна. При этом увеличивается площадь соприкосновения и сцепление между волокнами. Кроме того, изменяются свойства бумаги: увеличивается прочность, уменьшается пористость, повышается прозрачность и т.д. Прессовая часть должна работать с полной нагрузкой, так как увеличение сухости на 1 % позволяет уменьшить расход пара на обогрев сушильного цилиндра на 5 %. Интенсификация этих процессов позволяет значительно снизить общее энергопотребление, что в конечном счете сказывается на стоимости выпускаемой продукции.

Сушка бумажного полотна в прессовой части в 10 раз дешевле, чем в сушильной. Из общего объема удаленной воды около 95 % приходится на сеточную часть, 3-4 % на прессовую, а остальное — на сушильную. Поэтому первые 2 части называются мокрыми. Чтобы удалить оставшиеся 1-2 % влаги, затрачивается большая часть энергии, предназначенной для обезвоживания бумажного полотна.

Сушильная часть

Эта секция машины состоит из 2 рядов последовательно разложенных в шахматном порядке цилиндров, охватываемых сушильным сукном. Устройство сушильного цилиндра представляет собой полую цилиндрическую емкость, обогреваемую изнутри паром. Давление рабочей среды — 0,35 МПа. Диаметр сушильного цилиндра составляет 1500 или 1800 мм и зависит от вида изготавливаемой бумаги.

403 Forbidden

nginx

Количество цилиндров зависит от вида выпускаемой продукции и скорости машины. Для изготовления конденсаторной бумаги устанавливают 5-8 барабанов, а для газетной и мешочной — 50-80. Сушильные цилиндры объединяются в 3-5 самостоятельных групп, что позволяет осуществлять раздельное регулирование и поддержание температуры в отдельных блоках. Схема движения бумаги и сукон обеспечивает нагрев и испарение влаги не только при ее контакте с греющей поверхностью сушильного цилиндра, но и во время свободного хода. Использование индивидуального привода для каждой из групп, позволяет синхронизировать скорости соседних блоков для обеспечения безобрывного движения бумажного полотна.

В каждой группе предусмотрена установка сушильного цилиндра для сукон, предназначенных не только для впитывания влаги, но и транспортировки бумажного полотна по этой части агрегата. В машинах с большой скоростью движения бумаги, сушильная часть полностью накрыта колпаком, позволяющим сохранять тепло без дополнительного использования энергии. Он оборудован системой принудительной вентиляции и теплообменниками-рекуператорами. Нагретый влажный воздух, прежде чем будет выброшен в атмосферу, своим теплом нагревает подаваемую среду, которая догревается на теплообменнике и поступает на обдув полотна.

В зависимости от типа производимой бумаги, температура цилиндров 80-115 °С. В процессе сушки из 1 кг бумаги удаляется до 2,5 л влаги, что в 60-80 раз меньше, чем на сеточной и прессовой частях машины. Увеличение показателя нагрева барабанов ускоряет процесс сушки, поэтому его надо проводить при максимальных значениях данного параметра, не влияющего на качество готовой продукции. В сушильных колпаках высокоскоростных машин применяется сопловой обдув полотна нагретым воздухом. Это ускоряет процесс обезвоживания и уменьшает затраты энергии.

Отделочная часть состоит из каландра и наката.Установлен он между сушильной частью и накатом и состоит из 5-8 горизонтально расположенных валов. Нижние являются приводными и обеспечивают проход бумаги между ними. При этом она дополнительно уплотняется и разглаживается. На накате бумага формируется в рулоны по весу или диаметру и в дальнейшем отправляется на резку.

На этом процесс производства бумаги заканчивается. Применение передовых технологий и автоматизация процесса изготовления, при скоростях движения полотна 1000 м/мин и более, позволило сократить обслуживание агрегата до 5-8 человек.

сушильный бумагоделательный машина

НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО СУШИЛЬНОЙ ЧАСТИ БДМ И КДМ

ПРОЦЕСС СУШКИ БУМАГИ И КАРТОНА. МЕТОДИКА РАСЧЕТА

ЧИСЛА СУШИЛЬНЫХ ЦИЛИНДРОВ, ИХ КОМПОНОВКА В

СУШИЛЬНОЙ ЧАСТИ

План лекции

Характеристика сушильной части, ее роль в общем процессе производства бумаги. Возможные методы сушки бумаги, их преимущества, недостатки. Механизм контактной сушки бумаги на цилиндрах, факторы контактной сушки. Методика расчета числа сушильных цилиндров в период прогрева, в первый период, во второй период.

Возможности устранения усадки бумажного полотна и компоновки сушильных цилиндров по длине сушильной части.

Сушильная часть машин, вырабатывающих санитарные виды бумаги.

После прессовой части сухость бумаги обычно составляет от 28 до 45%. Дальнейшее обезвоживание до конечной сухости 92 – 95% происходит на сушильной части бумагоделательной машины. Количество испаряемой здесь воды определяется сухостью бумаги, поступающей на сушильную часть и уходящей с нее. Оно колеблется в пределах от 1,3 до 2,5 кг воды на 1 кг бумаги, что примерно в 50 – 100 раз меньше количества воды, удаляемой на мокрой части машины.

Из всех частей бумагоделательной машины сушильная часть – наибольшая по длине. Количество сушильных цилиндров, в зависимости от скорости машины, веса 1 м 2 и вида бумаги, может быть от 60 до 80 (диаметром 1500 мм). Вес сушильной части без учета вспомогательного оборудования составляет примерно 60 – 70% веса быстроходной машины, а стоимость доходит до 50% стоимости всей машины. Эксплуатационные расходы, связанные с работой сушильной части, также значительны: стоимость пара на сушку и вентиляцию составляет 5 – 15% стоимости бумаги; мощность, потребляемая сушильной частью, равна примерно половине всей мощности, потребляемой машиной (без мощности, расходуемой вакуумными насосами). Удаление воды на сушильной части значительно дороже, чем на мокрой части. В связи с этим очевидна целесообразность максимально возможного повышения сухости бумаги, поступающей на сушильную часть, так как при этом снижается расход пара и уменьшается необходимое число сушильных цилиндров.

В настоящее время основным методом сушки бумаги на бумагоделательной машине является контактный метод. Во избежание образования морщин (коробления) бумага при сушке должна быть прижата сукнами к цилиндрам.

Нагревание цилиндров осуществляется водяным паром. Имеются конструкции сушильных цилиндров, нагреваемых органическими теплоносителями, газовыми горелками и электронагревателями, однако они пока не нашли широкого применения.

Контактная сушка бумаги по сравнению с другими методами обладает рядом существенных достоинств, к основным из которых следует отнести высокие экономические показатели и высокое качество сушимого полотна, в частности, высокую двустороннюю гладкость. На сушильной части заканчивается проклейка бумажного полотна. Для хорошей проклейки бумаги температура ее должна быть доведена до 70 – 80°C, прежде чем сухость бумаги достигнет 50%.

К недостаткам многоцилиндровой сушки следует отнести высокую металлоемкость (около двух третей от массы всей машины) и недостаточную интенсивность процесса

Параллельно с контактной сушкой в бумаго- и картоноделательных машинах используется конвективная сушка нагретым воздухом. Несмотря на то, что при конвективной сушке энергетические затраты, как правило, выше, чем при контактной, она находит применение на всех современных бумаго- и картоноделательных машинах.

К достоинствам конвективного метода сушки следует отнести простоту конструктивного исполнения, широкие возможности регулирования влажности по ширине бумажного полотна, а также в ряде случаев большую интенсивность процесса по сравнению с контактной сушкой. Наиболее высокая интенсивность сушки достигается при применении колпаков скоростной сушки с сопловым обдувом движущегося полотна.

Наряду с контактной и конвективной сушкой движущихся полотен известны также комбинации двух первых с сушкой в энергетических полях, вакуумной сушкой и сушкой с тепломеханическим выносом влаги.

В последнее время широкое применение за рубежом для сушки бумаги и картона нашли устройства с тепломеханическим выносом влаги. При этом методе сушки происходит не только испарение влаги за счет подвода тепла, но и механическое вытеснение и замещение ее в порах материала газообразным агентом. Сушка с прососом воздуха или газа обладает весьма значительной интенсивностью. Достигнута интенсивность сушки около 140 кг/(м 2 ×ч), что примерно в 10 раз выше средней интенсивности сушки в многоцилиндровой сушильной части.

В процессе контактной сушки при соприкосновении влажного полотна бумаги или картона с горячей поверхностью сушильного цилиндра начинается контактный теплообмен. Некоторое количество тепла передается также радиацией, поскольку абсолютно полного контакта между бумагой и поверхностью цилиндра нет.

КАТЕГОРИИ