蒸汽及冷凝水系統(tǒng)

　　一 、綜述

　　工業(yè)企業(yè)節(jié)能降耗是國(guó)家重要的基本國(guó)策，也是企業(yè)降低成本的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。在制漿造紙等企業(yè)中，造紙機(jī)干燥部的蒸汽消耗占整個(gè)紙機(jī)運(yùn)行費(fèi)用的一半以上，如何降低蒸汽的消耗指標(biāo)是企業(yè)降低成本取得效益的一個(gè)重要途徑。高達(dá)科技利用自身多年在造紙機(jī)干燥部的成功改造和運(yùn)用，為制漿造紙企業(yè)提供多方位的蒸汽和冷凝水解決方案，供各類紙機(jī)各種產(chǎn)品使用。

　　二、 解決方案種類

　　高達(dá)科技提供的蒸汽及冷凝水解決方案產(chǎn)品種類

　　三、 紙機(jī)與蒸汽

　　1) 紙機(jī)干燥部 干燥部占造紙機(jī)總設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用的一半以上

　　合理設(shè)計(jì)的重要性（蒸汽和冷凝水系統(tǒng)，通風(fēng)，干網(wǎng)） 干燥速率和蒸汽消耗量是評(píng)價(jià)干燥部性能的兩個(gè)重要指標(biāo)保證紙機(jī)橫向有均勻一致的蒸發(fā)脫除紙頁(yè)中的水分，每1噸紙的相對(duì)費(fèi)用為： 成型部： 10% 壓榨部： 12% 干燥部： 78% 從費(fèi)用上看，壓榨干度提高1%，相當(dāng)于干燥效率提高5% 。

　　2) 紙機(jī)干燥曲線

　　依據(jù)所生產(chǎn)紙種的特性來(lái)確定，一般開始現(xiàn)逐漸上升，然后平直，最后，稍有下降。 帶表面施膠的烘缸干燥曲線：依據(jù)所生產(chǎn)紙種的特性來(lái)確定，進(jìn)表面施膠前一般在80~85℃，進(jìn)鍍鉻后為防止紙幅粘缸，溫度一般在60~80℃，成紙進(jìn)卷取前一般在55~70℃。紙幅定量越大，中溫段數(shù)量應(yīng)增大。 總的來(lái)說(shuō)，紙張的干燥都有一個(gè)升溫、降溫、再升溫的循環(huán)過程。

　　3) 冷缸的作用 為降低紙的溫度（從70～90度降至50～55度），提高紙的含水量（通?？商岣?.5%～2.5％),提高紙的塑性 ，通過后續(xù)壓光，提高紙的緊度和平滑度，并減少紙的靜電。 當(dāng)紙頁(yè)干燥至含水量4～6％，溫度為70～90度時(shí)經(jīng)過1～2只冷缸。內(nèi)通冷卻水控制溫度，冷卻水消耗量為3～5kg水/kg紙。

　　4) 烘缸對(duì)蒸汽的要求 清潔的干蒸汽進(jìn)入烘缸，蒸汽釋放的潛熱幾乎全部用于烘缸熱傳遞，這是理想效果。 含水量大的濕蒸汽進(jìn)入烘缸，蒸汽釋放的潛熱一部分用于烘缸熱傳遞，一部分被水分吸收，對(duì)紙機(jī)干燥不利。 過熱蒸汽在輸送過程中不產(chǎn)生冷凝水，利于輸送。但其在由過熱轉(zhuǎn)變成飽和過程中只能產(chǎn)生很少熱能，所以不利于直接進(jìn)入烘缸。 進(jìn)入烘缸內(nèi)部完成熱交換的蒸汽理論上最好是飽和干蒸汽。

　　5) 烘缸與冷凝水排放 烘缸需要排放凝結(jié)水,當(dāng)蒸汽與比蒸汽溫度低的凝結(jié)水相遇時(shí)，會(huì)產(chǎn)生另一種水擊，叫做熱沖擊。蒸汽所占的體積比凝結(jié)水要大的多，當(dāng)蒸汽體積突然減小時(shí)，會(huì)向整個(gè)系統(tǒng)放出沖擊波。這種水擊的形成，能夠損壞管道和烘缸內(nèi)壁及磨損虹吸管。 另外，冷凝水的存在，會(huì)消耗蒸汽凝結(jié)時(shí)產(chǎn)生的潛熱，降低烘缸表面溫度。

　　四 、熱泵控制系統(tǒng)

　　1) 熱泵機(jī)理 蒸汽熱泵是一種沒有運(yùn)動(dòng)部件的熱力壓縮器，由噴嘴、接受室、混合室和擴(kuò)散室組成，高壓蒸汽通過拉伐爾噴嘴后減壓增速形成一股高速低壓氣流，帶動(dòng)低壓蒸汽運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入接受室，混合室和擴(kuò)散室，兩股共軸蒸汽的速度得到均衡，同時(shí)混合蒸汽的速度降低，壓力提高，得到中壓蒸汽,供給造紙烘缸。

　　2) 典型的熱泵控制流程 根據(jù)紙機(jī)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品的差異，熱泵流程設(shè)計(jì)具備很大的個(gè)性化。

　　3) 設(shè)計(jì)說(shuō)明 進(jìn)汽設(shè)計(jì)一般為雙回路，主要目的是用來(lái)適應(yīng)紙機(jī)熱負(fù)荷的波動(dòng)。

排水端設(shè)計(jì)主要采用差壓孔板方式

　　4) 尾汽處理有3種方式 大型高速紙機(jī)采用表面冷凝器、汽水分離器和真空泵方式

中速紙機(jī)采用水力噴射器方式

低速紙機(jī)直接排入冷凝水箱

高達(dá)科技專業(yè)的制漿造紙工藝工程師根據(jù)紙機(jī)的干燥情況和生產(chǎn)產(chǎn)品的品種進(jìn)行嚴(yán)格分組，確保分組合理、實(shí)用。 特殊產(chǎn)品紙機(jī)分段應(yīng)充分考慮產(chǎn)品性能要求。如：箱板紙和白板紙分組應(yīng)考慮上下排烘缸壓力單獨(dú)控制，以適應(yīng)兩面平滑差的調(diào)整；大定量紙種應(yīng)考慮延長(zhǎng)中溫段，以避免烘糊現(xiàn)象等。  

　　五 、多段通汽控制系統(tǒng)

　　1) 典型的多段通汽流程

　　第一段：1＃烘缸，共1只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制（與真空泵真空度聯(lián)鎖）。本段為進(jìn)紙后預(yù)熱段，主要保證紙幅剛進(jìn)缸時(shí)不粘缸。

　　第二段：2?！?＃烘缸，共2只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為低溫段。

　　第三段：4＃～8＃烘缸，共5只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為低溫段。本段進(jìn)汽使用三種汽源：新蒸汽、中溫段閃蒸汽和冷凝水匯總閃蒸汽。

　　第四段：9?！?6＃烘缸，共8只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為中溫段。本段進(jìn)汽使用兩種汽源：新蒸汽、高溫段閃蒸汽。

　　第五段：17?！?4＃烘缸，共18只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為高溫段。本段進(jìn)汽使用一種汽源：新蒸汽。

　　第六段：35?！?6＃烘缸，共2只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為施膠后預(yù)熱段。本段進(jìn)汽全部采用調(diào)態(tài)段上排烘缸閃蒸汽。

　　第七段：37?！?8＃烘缸，共2只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為低溫段。本段進(jìn)汽全部采用調(diào)態(tài)段下排烘缸閃蒸汽。

　　an style="font-size:16px;"> 第八段：39?！?7＃下排烘缸，共5只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為調(diào)態(tài)段。本段進(jìn)汽使用一種汽源：新蒸汽。

　　第九段：40?！?8＃上排烘缸，共5只烘缸，單獨(dú)壓力自動(dòng)控制進(jìn)汽，排水采用壓差控制。本段壓力為調(diào)態(tài)段。本段進(jìn)汽使用一種汽源：新蒸汽。

　　第十段：49?！?0＃烘缸，冷缸。目的是為降低紙的溫度（從70～90度降至50～55度），提高紙的含水量（通常可提高1.5%～2.5％),提高紙的塑性 ，通過后續(xù)壓光，提高紙的緊度和平滑度，并減少紙的靜電。

　　2) 功能描述

　　為了充分保證用戶的使用，高達(dá)科技在多段供汽系統(tǒng)軟件組態(tài)過程中采用了以下方便操作的功能： 暖缸功能：紙機(jī)剛開機(jī)時(shí)，由于工藝需要，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入暖缸程序（可選測(cè)是否暖缸），此時(shí)各段蒸汽壓力維持在0.1Mpa左右（可修改暖缸設(shè)定值），暖缸時(shí)間一般10～15分鐘。

　　自動(dòng)排空功能：在紙機(jī)未進(jìn)汽之前，烘缸中充滿空氣，當(dāng)蒸汽過來(lái)后，由蒸汽趕著空氣直至排空，這一過程在有些紙機(jī)上時(shí)間太長(zhǎng)。為了使暖缸迅速，軟件上設(shè)計(jì)自動(dòng)排空功能，在自動(dòng)排空期間，所有排水閥門全開，真空泵提前啟動(dòng)，變被動(dòng)排空為主動(dòng)排空。

　　斷紙降溫功能：紙機(jī)斷紙時(shí)，點(diǎn)擊斷紙命令（或引入斷紙信號(hào)），系統(tǒng)進(jìn)入斷紙?zhí)幚沓绦?。此時(shí)，各干燥段壓力調(diào)節(jié)閥全關(guān)，待各干燥段壓力低于斷紙?jiān)O(shè)定值后，壓力調(diào)節(jié)控制壓力之穩(wěn)定在對(duì)應(yīng)的斷紙?jiān)O(shè)定值。此程序可有效避免因斷紙發(fā)生后冷凝率忽然降低造成的烘缸壓力及缸表面溫度躍變，避免設(shè)備及干毯不必要的損失。該功能可分前后斷紙方式，處理方法不一樣。

　　六、 輔助措施及相關(guān)設(shè)備

　　1) 減溫減壓裝置及工作原理

　　減壓調(diào)節(jié)裝置：蒸汽減壓靠減壓閥和節(jié)流孔板實(shí)現(xiàn)，根據(jù)參數(shù)不同可串接二塊節(jié)流孔板。

　　減溫調(diào)節(jié)裝置：減溫水經(jīng)過噴嘴霧化后，與高溫過熱蒸汽接觸，得到溫度平衡。霧化效果是減溫器使用的關(guān)鍵。

　　安全保護(hù)裝置：當(dāng)二次蒸汽壓力超過規(guī)定值時(shí)，裝置上的安全閥自動(dòng)打開，將部分蒸汽排向大氣，保護(hù)裝置根據(jù)參數(shù)不同可選沖量安全閥、彈簧安全閥、杠桿安全閥。

　　2) 高效閃蒸罐 當(dāng)水和氣通過分離器中部的進(jìn)口進(jìn)入閃蒸罐后，根據(jù)比重的不同，重的水通過分離器的下部排水孔排處，輕的氣，則通過分離器的頂部排氣孔排出。

　　3) 水力噴射器

　　水力噴射器是一種具有抽真空、冷凝、排水等三種有效能的機(jī)械裝置。 它是利用一定壓力的水流通過對(duì)稱均布成一定傾斜度的噴咀噴出，聚合在一個(gè)焦點(diǎn)上。由于噴射水流速度很高，于是周圍形成負(fù)壓使器室內(nèi)產(chǎn)生真空， 另外由于二次蒸汽與噴射水流直接接觸，進(jìn)行熱交換，絕大部分的蒸汽冷凝成水,小量未被凝的蒸汽與不疑結(jié)的氣體亦由于與高速噴射的水流互相摩擦， 混合與擠壓，通過擴(kuò)壓管被排除，使器室內(nèi)形成更高的真空。

　　4) 表面冷凝器

　　表面冷凝器的工作原理：真空狀態(tài)下的二次蒸汽進(jìn)入冷凝器板或管片內(nèi)腔，在板或管片內(nèi)經(jīng)過數(shù)次迂回被冷凝成水，未凝結(jié)的不凝性氣體在上部被真空泵抽出，冷卻水通過分配器，在板或管片上形成液膜，沿板片自由降落到底部。

　　5) 其他

七、 產(chǎn)品特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)

　　產(chǎn)品特點(diǎn)： 充分排出冷凝水，熱能利用提高，成本下降 烘缸溫度曲線合理，產(chǎn)品質(zhì)量提高 由于冷凝水充分排出，烘缸傳動(dòng)電流負(fù)荷降低 具備不凝氣體排放通道 ，烘缸熱效應(yīng)提高 制漿造紙工藝、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制與熱工技術(shù)結(jié)合，使用功能齊備，操作簡(jiǎn)單、方便 技術(shù)指標(biāo)： 蒸汽消耗降低15~20％； 紙機(jī)產(chǎn)量相對(duì)提高10~15％； 成紙質(zhì)量大幅度改善； 紙機(jī)傳動(dòng)電耗得到降低； 紙機(jī)干燥部操作水平得到提高。