一般长网造纸机的干燥部,其烘缸是分成上下两列错开安装的。但是,薄页纸机的烘缸排列则要求前面两个烘缸(有时还多一些)同时装在下列,其余烘缸仍然分为上下两列。其目的在于便于引过强度还不够大的湿纸,避免断头。但也有成排排列的,即一二两个烘缸排在下列,三四两个烘缸排在上列……纸板机的烘缸数很多,有采取多列(5~6列)排列的,其目的是缩短干操部的长度,减少厂房的占地面积,但存在增加高度和生产上引纸不便的缺点。
双排多烘缸系统是最常见的传统干燥部。纸机的主要要求是提高纸机的速度、蒸发效率、降低能耗。双排烘缸的排放可以有效地减少干燥部的长度,降低生产成本。双排烘缸系统中的烘缸一般交错上下排放,上下排烘缸分别使用不同的干毯。近年来也有开始使用单网作为干毯以提高干燥效率的。双排烘缸系统的优点是操作方便、引纸简单、干燥效率较高。传统多缸纸机示意图见图6-72。
图6-72 传统多缸纸机
1—机架 2—下排烘缸 3—上排烘缸 4—烘毯缸 5—导毯辊 6—自动张紧器7—自动校正器 8—刮刀 9—引纸辊 10—下帆毯 11—上帆毯 12—引纸绳13—引纸绳自动张紧器 14—裸露(不包毯)烘缸
单排烘缸系统的优点是纸幅在整个干燥部被支撑、断头时落到传送带上直接送到水力碎浆机中去,由于干燥部的开始和末尾部分的烘缸数量较少,纸页在纸机方向上的伸长和皱折能够得到充分地补偿和消除。无绳尾部传送系统可以确保纸页安全可靠地传过干燥部。单排烘缸系统的清洁器可保证干毯干净以确保纸页水分的高速蒸发和纸页洁净。
在烘缸部的发展过程中,干燥部的下部烘缸被开槽辊所取代。这是单排烘缸的开始。在开槽辊运转的头部需要安装一个稳定器以防止纸幅由于陷入空气而分离。但在纸幅的边缘部分,由于流入的空气阻碍纸幅被固定在干毯上,这个问题仍然存在。操作速度较高时,开槽辊被吸入空气辊所取代。这些装置将纸幅在全幅宽范围内整体固定在干毯上并抵消离心力。抽吸空气的辊取代纸幅稳定器。
单排烘缸既可单独使用,亦可与双排烘缸组合使用。对文化用纸的生产,单排烘缸纸机的车速可达2000m/min。
图6-73是一个典型的单排烘缸工作示意图。该干燥系统是由顶毯单排烘缸组构成。烘缸的下面是带有稳定器的开槽辊。紧密排列的短干燥组安装在干燥部的前部和尾部。顶毯干燥组的底部有空间,可用于其他目的。
图6-73 单排烘缸工作示意图
1—上干毯 2—烘缸 3—真空辊 4—SymRun HS型吹风箱
单排烘缸中所有的烘缸都装备有方便抬升并可清洁烘缸表面的刮刀。操作时,第一组烘缸的干毯能使用清洁器连续清洁。所有的烘缸都可以通过静态虹吸装置除去冷凝水。这种虹吸装置由于工作时不受纸机速度的影响而特别适应于高速纸机。
图6-74的清洁器是个用水在高压下运行的干毯清洁装置。粉尘被机械除去,围绕水嘴的真空带除去水和再聚集在干毯上的粉尘颗粒。单排烘缸的优点如下:
图6-74 干毯清洁装置
①运行稳定。离开最后一道压区之后,纸幅被转移到第一组烘缸的干毯上,并被干毯支持通过整个烘干区。这保证纸机的稳定运转,将断头减少至最少。稳定器和干毯钻孔辊的结合将纸幅稳定而可靠地从一个烘缸传递到另一个烘缸。在纸幅离开干燥器的部位,稳定器通过真空将纸幅固定到干毯上。真空起着平衡围绕钻孔辊的离心力的作用并保持纸幅紧贴在干毯上。
②高的蒸发速率、干燥部较短、投资较低。为了增加热在纸幅中的传递,所有的烘缸均被安装了挡流棒。热空气吹管能够吹到纸机的中心、使湿空气相等地朝着机器的驱动侧和操作侧流动,两面脱水以保证均匀的横向水分分布。
③本系统可保证稳定的运转特性,最大幅度地减少纸幅的断头。这种烘缸排布的另一个显著优点是减少处理断头的时间。损纸直接落到下面的传送带上并自动被送到水力碎浆机。
④稳定器通过真空将离开烘缸的纸幅固定在干毯上,仅需要很小的力以将纸幅从烘缸表面移走,因此纵向伸长和横向皱折都很低。单排烘缸干燥时,湿纸幅的伸长能够被速度调节所补偿,从而防止皱折现象。(www.xing528.com)
⑤单面烘缸可以减少纸页的卷曲趋势。
除了烘缸干燥部之外,还有其他的干燥系统,如红外干燥系统、微波干燥系统等。气浮干燥系统也是一种广泛使用的干燥系统。气浮干燥系统主要用在涂布加工纸、浆板和纸板的生产上。作为代表,下面介绍一种由瑞典Flakt公司引进的FCLC型气垫干燥器,该系统主要用于干燥浆板。
1. 系统的结构
气垫干燥器主要由机架、循环风机、加热蛇管、吹箱、传动及引绳系统、真空清洗系统、热回收系统、蒸汽及冷凝水系统组成。其主体结构如图6-75所示。
图6-75 气垫干燥主体结构
机架由91台风机塔架组成。风机塔架分段装在基础上,其纵向间隔为1500mm,风机塔架与纵梁和横梁相接,整个机架包在干燥器罩里,其间有一层厚100mm的非吸湿性隔热层。风机塔架上专门设计了91台循环风机,以硅铝合金铸造而成。风机安装在干燥部两侧的垂直塔架上,在干燥部隔热墙外,由电机直接耦合。每台风机设计成一个独立整体,并成为整个干燥部的一部分,必要时可以拆卸下来。
钢质加热蛇管,铝质翅片,钢质蒸汽箱,不锈钢冷凝水箱用以传热和散热。蛇管沿干燥部两侧垂直放置于每组风机的两侧,每台加热蛇管前有一个过滤网,以滤去空气中的纸毛、灰尘等杂质。吹箱是干燥室内的布气通道。用镀锌钢板制造,下吹箱面上有开孔,浆幅能在下吹箱上方定位。上吹箱在运行时位于下吹箱上方,清扫上下吹箱形成的“气垫悬浮区”。上吹箱的一端可提升,提升装置由一系列气压缸组成,每段一个。每次检查时,可把吹箱提升后锁定。整个干燥器共有23层吹箱,每层吹箱均由上、下吹箱组成。
蒸汽及冷凝水系统由蒸汽、冷凝水管道和一根位于干燥部顶端的蒸汽总管构成。干燥部的蒸汽、冷凝水管和置于干燥部两侧底部的冷凝水总管均为普通钢管。约占总蛇管数1/3的蒸汽蛇管与冷凝水总管间装有截止阀。送往108个型号为QLBF蒸汽蛇管内的蒸汽保持一定的剩余量,以获得最大的热效率。蛇管分成几部分,以保证良好的加热效果。冷凝水收集后,经水封送往冷凝水槽。系统还配有张力控制及设备。在浆幅进入端装有1根张力感应辊,该辊两端各有一个测力元件,以控制浆糊的张力。系统还设有2台空气热交换机,OGB型管式,铝质热交换表面,铝质外壳。1台水加热器。
2. 气垫干燥器的主要技术参数
生产能力:540 t/d;进干燥部干度:44%;出干燥部干度:90%;蒸发水量:23523kg/h;生产车速:50~150m,min;蒸汽压力:0.26MPa;干燥器净长30.3m,净高11.63m,净宽8.8m;循环风机段数为17段,共91台。
3. 气垫干燥层的工作原理及特点
热交换机预热的空气送入干燥层底层,经加热蛇管加热后由循环风机送入各吹箱的开口端,并经吹箱的面孔吹向浆幅,再进入上层循环风机的各压力室,依次循环逐级向上通过干燥层。在这些热空气到达干燥层的顶部时已是湿热空气,由顶棚开孔抽出,进入热回收系统。下吹箱将浆板吹悬浮起来,水分蒸发靠热空气通过吹箱面上孔眼吹向浆幅底部来完成。上吹箱把热空气吹向浆幅上部,使水分蒸发的效果更好。上、下吹箱的作用不同,因此它的开孔方式也不一样。上吹箱面上的开孔方式是圆形,而下吹箱面上的开孔方式是中间一线为三角形,而其两侧则是圆形。其工作原理如图6-76所示。
图6-76 气垫干燥层工作原理图
循环空气干燥浆幅消耗了部分热能后,由加热蛇管再次进行加热,继而由循环风机吸入后转向吹箱。这样不断循环,确保空气的干燥温度达到工艺要求。浆幅通过干燥室时,吹进的热空气使之烘干,空气流把浆幅保留在下吹箱上的几毫米处,即浆幅通过干燥器时悬在气垫层之上,浆幅由上而下运行,牵引浆幅的拉力由曳拉辊及夹持辊提供。
生产操作时,干燥机室内温度一般是恒定的,但在开始引纸阶段要注意控制好干燥机内的温度,使其随浆幅逐层进入和扩宽而逐渐提高,直至引出全幅后逐渐调温至正常。过高的温度会造成浆幅急剧干燥,导致浆幅急剧收缩,使浆幅断头。但干燥机室内的温度也不宜过低,过低会造成浆幅干燥速率低,浆幅的湿强度不能满足引纸要求,也易产生断头。因此,在引纸时,干燥室内温度一般控制在80~90℃左右。
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