龔小冬 曾德銀

(民豐特種紙股份有限公司，浙江嘉興，314000)

民豐特種紙股份有限公司投產(chǎn)的幅寬3570 mm，車速700 m/min的特種紙生產(chǎn)線是由德國(guó)福伊特公司制造的。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，工藝控制參數(shù)要求不同，紙張的干燥曲線也在調(diào)整中，蒸汽冷凝水系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需不斷進(jìn)行優(yōu)化改造，使該系統(tǒng)更加適合各紙種的生產(chǎn)。本文介紹了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并將實(shí)際生產(chǎn)中所碰到的問(wèn)題及優(yōu)化措施進(jìn)行總結(jié)，以供借鑒。

1 蒸汽冷凝水系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

該造紙機(jī)設(shè)計(jì)車速700 m/min，干燥部由24個(gè)烘缸 (Φ1808 mm×4050 mm)組成，分前干燥部和后干燥部，詳見圖1。前干燥部采用三段通汽，末端配置了小真空系統(tǒng)和表面冷凝器，各段干燥部配置汽水分離器 (S1～S4)，將各段之間的供汽、壓差的控制、水分的控制、余汽的回收利用等一些關(guān)聯(lián)控制緊密地聯(lián)系在一起?？梢哉f(shuō)從開機(jī)初期，無(wú)論是水分控制、紙張勻度、特種器材的使用壽命，還是蒸汽壓力控制、余熱回收利用等方面，該系統(tǒng)運(yùn)行還是比較穩(wěn)定的。同時(shí)，設(shè)計(jì)中將造紙機(jī)配套的熱風(fēng)干燥箱、熱風(fēng)回收系統(tǒng)、硬壓光加熱單元的尾汽和冷凝水全部回用到前干燥部汽水分離器，充分回收了蒸汽余熱，使噸紙耗汽量控制在0.5 t標(biāo)煤汽左右。

2 生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)汽的操作和過(guò)程控制

2.1 兩紙種蒸汽壓力的控制與調(diào)節(jié)

從圖1中可知，干燥部進(jìn)汽時(shí)，前干燥部9#～17#烘缸和后干燥部20#～24#烘缸進(jìn)汽后，排出的冷凝水和余汽參與到其余烘缸的進(jìn)汽中，通過(guò)壓差控制調(diào)節(jié)閥的開度，使各個(gè)烘缸的進(jìn)汽壓力、烘缸進(jìn)出口的壓差都得到控制，從而使各段的蒸汽得到充分的利用，紙張整體水分達(dá)到工藝控制的要求。

一般情況下，所有烘缸的壓差控制均變化不大，進(jìn)汽壓力低的如1#～5#烘缸和18#～19#烘缸，壓差控制在30 kPa左右，其余烘缸壓差控制在45～50 kPa。最終使得前干燥部水分控制在3%以下，卷紙缸處水分控制在6%。其余周邊蒸汽加熱設(shè)備如硬壓光加熱單元、熱風(fēng)干燥箱和熱風(fēng)回收系統(tǒng)的冷凝水均進(jìn)入汽水分離器得到進(jìn)一步的利用。這里需要指出的是這些設(shè)備產(chǎn)生的冷凝水和尾汽均是通過(guò)疏水閥后再到各汽水分離器的，一旦疏水閥失效，蒸汽直接進(jìn)入汽水分離器，將造成烘缸壓差無(wú)法正?？刂?，烘缸冷凝水無(wú)法排出，進(jìn)而造成烘缸負(fù)荷增大等影響生產(chǎn)的問(wèn)題，因此需要對(duì)這些外圍的設(shè)備進(jìn)行檢查，防止竄汽［1］。

該生產(chǎn)線從2005年開始生產(chǎn)輕涂紙和超壓格拉辛紙，由于漿種、打漿度、脫水情況、車速的不同，烘缸進(jìn)汽壓力變化較大，見圖2和圖3。

圖1 蒸汽冷凝水系統(tǒng)流程圖

圖2 生產(chǎn)超壓格拉辛紙時(shí)的蒸汽參數(shù)調(diào)節(jié)

圖3 生產(chǎn)輕涂紙時(shí)的蒸汽參數(shù)調(diào)節(jié)

由圖2和圖3中可知，蒸汽參數(shù)主要表現(xiàn)在6#～17#烘缸和20#～24#烘缸的進(jìn)汽量、壓力的變化較大。生產(chǎn)超壓格拉辛紙時(shí)，由于打漿度高，前干燥部烘缸數(shù)量少，較難達(dá)到干燥能力的要求，為保證出前干燥部水分控制在3%以下，6#～19#烘缸進(jìn)汽壓力需達(dá)到500 kPa左右。又由于超壓原紙水分需達(dá)到10%以上，后干燥部20#～24#烘缸的壓差低至20 kPa左右甚至更低，這樣烘缸進(jìn)出口壓差就很難得到滿足，導(dǎo)致烘缸冷凝水排出困難，烘缸負(fù)荷增大。而生產(chǎn)輕涂紙時(shí)由于打漿度低、定量輕、脫水和干燥能力均有富余，各烘缸進(jìn)汽壓力均能滿足壓差控制的要求。

2.2 末端真空泵的配置和使用

系統(tǒng)末端配置的真空泵采用11 kW、400 m3/h流量的水環(huán)泵，確保長(zhǎng)期運(yùn)行中末端真空度及冷凝水的排放，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的壓差控制起到了至關(guān)重要的作用。真空度一般控制在45 kPa，開車時(shí)需要對(duì)該真空泵補(bǔ)加一定量的清水，但開車后應(yīng)停止補(bǔ)水，使用其自帶的冷卻后的冷凝水作為工作液參與工作，以防止結(jié)垢卡死現(xiàn)象的發(fā)生。

3 實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題和改造

3.1 導(dǎo)毯輥的銹蝕及前干燥部烘干能力低的原因查找和改進(jìn)

生產(chǎn)超壓格拉辛紙時(shí) (車速420 m/min)，由于6#～17#烘缸的進(jìn)汽壓力快速提高，強(qiáng)干燥使水分在該部位快速蒸發(fā)，導(dǎo)致干毯導(dǎo)輥表面銹蝕嚴(yán)重，干毯磨損快，壽命只有4個(gè)月左右。檢查發(fā)現(xiàn)上下排烘缸之間FR12、FR20(見圖4)的導(dǎo)輥表面均銹蝕嚴(yán)重，表面坑洼嚴(yán)重。通過(guò)進(jìn)一步的分析，主要原因是送入袋區(qū)通風(fēng)的熱風(fēng)流量和壓力不足，導(dǎo)致無(wú)法將強(qiáng)干燥后從紙張蒸發(fā)出來(lái)的濕氣吹到烘缸兩側(cè)并抽到汽罩外，長(zhǎng)期運(yùn)行，輥面銹蝕［2］。

圖4 上下排烘缸袋區(qū)通風(fēng)輥布置示例

根據(jù)這一思路，排查了熱回收系統(tǒng)送熱風(fēng)的管路，發(fā)現(xiàn):①部分耐溫軟管接頭處漏風(fēng);②測(cè)量送風(fēng)風(fēng)速6 m/s(圖5改造前所示)。并通過(guò)計(jì)算得出送風(fēng)風(fēng)量只有16000 m3/h，回風(fēng)溫度為75℃，回風(fēng)濕度118 g/kg。原因應(yīng)該為送風(fēng)量過(guò)小引起一系列的問(wèn)題。通過(guò)檢查入口汽-氣換熱器發(fā)現(xiàn)進(jìn)風(fēng)面積累的雜質(zhì)堵塞了進(jìn)風(fēng)面。通過(guò)清潔并加裝進(jìn)風(fēng)過(guò)濾裝置后再次檢查上述數(shù)據(jù) (見圖5改造后)，情況大有改觀。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)汽罩內(nèi)變得更加干燥，送風(fēng)風(fēng)速提高至14 m/s，回風(fēng)溫度提高到90℃，回風(fēng)濕度提高到156 g/kg，汽罩能力得到很大提高，車速最終提高至480 m/min，還能滿足水分的要求，導(dǎo)毯輥表面也不像以前那樣產(chǎn)生銹蝕，干毯的壽命也提高至1年以上。

圖5 汽罩送風(fēng)、回風(fēng)參數(shù)改造前后的比較

3.2 后干燥部烘缸負(fù)荷大的排查和改造

實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，后干燥部20#～24#烘缸經(jīng)常出現(xiàn)傳動(dòng)負(fù)荷過(guò)大并跳停而造成的斷紙現(xiàn)象、烘缸傳動(dòng)背包齒箱軸承損壞頻繁等故障，對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行極為不利。當(dāng)遇到負(fù)荷大的情況時(shí)，檢查冷凝水視鏡孔，只有少量冷凝水被排出，有時(shí)還出現(xiàn)倒吸冷凝水現(xiàn)象。停車打開烘缸倒門檢查發(fā)現(xiàn)半缸冷凝水及虹吸管斷裂。通過(guò)上述現(xiàn)象并結(jié)合圖2分析可知，當(dāng)生產(chǎn)超壓格拉辛紙時(shí)，由于20#～24#烘缸進(jìn)汽壓力過(guò)低，導(dǎo)致壓差無(wú)法滿足冷凝水排出的要求。同時(shí)進(jìn)汽閥門雖已自動(dòng)關(guān)閉，但還有泄漏進(jìn)烘缸的可能，因此連續(xù)生產(chǎn)時(shí)冷凝水越積越多，且無(wú)法排出，引起傳動(dòng)負(fù)荷增大等一系列問(wèn)題。

解決的關(guān)鍵是如何在不增大進(jìn)汽壓力的前提下，滿足壓差的要求。通過(guò)分析討論，生產(chǎn)超壓格拉辛紙時(shí)這幾只烘缸的進(jìn)汽壓力要求極低，類似于18#～19#烘缸，而18#～19#烘缸的冷凝水是接至S1分離器的，真空泵產(chǎn)生的真空保證了這兩個(gè)缸的壓差要求。因此對(duì)后干燥部5個(gè)烘缸也進(jìn)行了相應(yīng)的管路改造，將這幾只烘缸的冷凝水管也接至S1上，并在冷凝水管上加裝手閥以方便生產(chǎn)輕涂紙時(shí)切換回去［3］。通過(guò)這樣的改造，滿足了烘缸壓差的要求。從2010年改造后的3年里未出現(xiàn)烘缸背包齒箱損壞的故障，而在2007年到2010年卻有5個(gè)背包齒箱損壞。同時(shí)，運(yùn)行過(guò)程中時(shí)常出現(xiàn)的負(fù)荷增大的問(wèn)題也得到了有效的解決。

4 總結(jié)

通過(guò)實(shí)際操作、現(xiàn)場(chǎng)分析相結(jié)合研究了蒸汽冷凝水系統(tǒng)，對(duì)該造紙機(jī)蒸汽冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用略有心得?，F(xiàn)將日常的維護(hù)運(yùn)行保養(yǎng)過(guò)程中積累的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)總結(jié)如下，以資借鑒。

(1)造紙機(jī)蒸汽冷凝水系統(tǒng)的使用必須科學(xué)、認(rèn)真地去分析相應(yīng)的參數(shù)控制，并找到問(wèn)題的關(guān)鍵加以控制解決。針對(duì)現(xiàn)在的特種紙?jiān)旒垯C(jī)，由于市場(chǎng)的因素，多品種生產(chǎn)會(huì)對(duì)系統(tǒng)原設(shè)計(jì)帶來(lái)問(wèn)題。通過(guò)認(rèn)真仔細(xì)的分析，并進(jìn)行有效的改造，可以提高不同紙種在同一臺(tái)造紙機(jī)生產(chǎn)的適應(yīng)性。

(2)熱回收系統(tǒng)中送風(fēng)的管路入口必須增加進(jìn)風(fēng)過(guò)濾紗網(wǎng)，并定期對(duì)換熱器迎風(fēng)面和過(guò)濾紗網(wǎng)水洗清潔，以防止長(zhǎng)期使用后臟物積聚引起送風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)量降低，進(jìn)而影響干燥部的蒸發(fā)能力，對(duì)車速和紙張水分控制產(chǎn)生影響。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，送風(fēng)風(fēng)量是回風(fēng)風(fēng)量的60%～70%為最佳。

(3)該系統(tǒng)配置的真空泵對(duì)整個(gè)冷凝水系統(tǒng)的排放和負(fù)荷的控制起到關(guān)鍵作用，因此在真空泵的選型方面需做到選型能穩(wěn)定使用并采用變頻電機(jī)控制。真空泵的工作液必須使用冷卻后的冷凝水，以防止長(zhǎng)期使用的結(jié)垢卡死問(wèn)題。

(4)蒸汽、冷凝水管在長(zhǎng)期使用后，由于沖刷嚴(yán)重引起漏汽，因此如果是新項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)考慮使用耐磨的碳鋼管道以提高蒸汽冷凝水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(5)烘缸內(nèi)的擾流棒安裝必須牢固，如遇烘缸內(nèi)冷凝水排不出而引起負(fù)荷大時(shí)，擾流棒受冷凝水沖擊而脫落，會(huì)造成虹吸裝置的進(jìn)一步破壞。特別是車速在700 m/min以上時(shí)，擾流棒必須保持良好狀態(tài)，以確保烘缸內(nèi)冷凝水環(huán)的形成，提高熱傳導(dǎo)和干燥的均勻性。

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［2］ Chen Dao-zhang．The Innovation Strategy of Accelerating the Speed of the Dry End of Paper Machine［J］．China Pulp and Paper Industry，2001，22(1):18．陳道彰．紙機(jī)干燥部提速改造策略［J］．中華紙業(yè)，2001，22(1):18．

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