Привод сушильной части бумагоделательной машины. Бумагоделательная машина

Бумагоделательная машина БДМ-10 предназначена для выработки различных видов бумаги: обойной, печатной, для упаковки пищевых продуктов. При производстве бумаги бумагоделательная машина - самостоятельный агрегат, основные узлы которого установлены строго последовательно вдоль монтажной оси.

Техническая характеристика бумагоделательной машины

Техническая характеристика бумагоделательной машины БДМ-10 приведена в таблице 2.1. Общая схема БДМ-10 приведена на рисунке 2.1

Таблица 2.1 - Техническая характеристика БДМ-10

Рисунок 2.1 - Схема бумагоделательной машины БДМ-10:

1 - напорный ящик; 2 - сеточная часть; 3 - прессовая часть; 4 - сушильная часть; 5 - каландр; 6 - накат

Состав бумагоделательной машины

БДМ включает: напорный ящик, сеточную, прессовую и сушильную части, каландр и накат. Так же к ней относится машинный бассейн для массы, оборудование для ее очистки, насосы для подачи воды и массы, вакуумные насосы, устройства для переработки брака, оборудование для циркуляционной смазки, приточно-вытяжная вентиляционная система, регулирующие и контрольно-измерительные приборы и др. 1. Схема напорного ящика закрытого типа представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Напорный ящик:

1 - коллектор-потокораспределитель; 2 - перфорированная плита; 3- перфорированные валы; 4 - корпус ящика; 5 - передняя стенка; 6 - механизмы регулирования щели; 7 - пеногаситель; 8 - воздушная подушка

Напорный ящик предназначен:

Распределять поток суспензии при напуске на сетку машины с одинаковым расходом и скоростью по ширине отливаемого полотна;

Передавать суспензию к выпускной щели без выпадения волокон и без появления поперечных струй;

Выпускать на сетку машины струю волокнистой суспензии с определенной скоростью при высокоинтенсивной турбулентности и малом ее масштабе.

Сеточная часть предназначена для формования бумажного полотна с концентрации суспензии составляет 0,1 - 1,3 %. Процесс фильтрации волокна из суспензии и формования полотна на сеточной части происходит на сравнительно коротком участке стола и является определяющим в получении качественных показателей бумаги. Основным элементом сеточной части является одна бесконечная сетка, натянутая между валами. Сеточная часть БДМ приведена на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Сеточная часть:

1 - напорный ящик; 2 - грудной вал; 3 - формующий ящик; 4 - ящик гидропланок; 5 - мокрый отсасывающий ящик; 6 - регистровый вал; 7 - отсасывающий ящик; 8 - отсасывающий вал; 9 - ведущий вал; 10 - сеткоправка; 11 - сетковедущий вал; 12 - сетконатяжка; 13 - сетка

Прессовый механизм определяется по количеству удаляемой воды и равномерности влажности полотна бумаги. Обезвоживающая способность зависит от зоны контакта валов и от количества этих зон. При прессовании так же изменяется и структура полотна, увеличится прочность бумаги, изменится ее толщина, плотность, воздухопроницаемость, непрозрачность и других свойства. В прессовой части должно обеспечиваться: 1) максимальное обезвоживание полотна бумаги с получением заданных физико-механических свойств; 2) равномерная влажность полотна по ширине; 3) безобрывная проводка полотна с минимальными участками свободного хода.

Прессовая часть бумагоделательной машины приведена на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Прессовая часть бумагоделательной машины:

1 - желобчатый вал; 2 - отсасывающий вал; 3 - вал обрезиненный; 4 - гладкий вал; 5 - ведущий вал; 6 - отсасывающий вал; 7 - прижимной вал; 8 - сукноведущий вал; 9 - сукноправка; 10 - сукнонатяжка; 11 - сукно

Сушильная часть предназначена для обезвоживания (сушки) бумажного полотна. Сушильная часть состоит из сушильных цилиндров, нагреваемых паром. Они размещены в шахматном порядке в два яруса. По сушильным цилиндрам проходит бумажное полотно, поочередно соприкасаясь с нижними и верхними цилиндрами то одной, то другой поверхностью. Натяжение сукон и их правка осуществляются сукноведущими, сукнонатяжными и сукноправильными валиками, оснащенными необходимыми механизмами. Подсушивание сукон обеспечивается сукносушильными цилиндрами и сукнопродувными валиками.

Схема сушильной части приведена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Сушильная часть:

Каландр предназначен для достижения требуемых показателей гладкости, плотности и равномерности толщины полотна при соблюдении прочих показателей качества в заданных пределах. Каландр состоит из: металлических валов; станины, в которых размещены корпуса подшипников и рычаги валов; привод для вращения нижнего вала; механизм подъема и устройства дополнительного прижима валов. Приводной вал передает вращательное движение смежным валам благодаря силам трения.

Ниже приведена схема каландра на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - Каландр:

1 - механизм прижима и подъёма валов; 2 - станина; 3 - промежуточные валы; 4 - нижний (коренной) вал

Рисунок 2.7 - Накат:

1 - наматываемый рулон; 2 - станина; 3 - цилиндр наката; 4 - тамбурный валик; 5 - приемные рычаги; 6 - пневмоцилиндр прижима тамбура: 7 - расправочный валик; 8 - канатик заправочный; 9 - цилиндр привода поворота приемных рычагов; 10 - цилиндр привода основных рычагов; 11 - основные рычаги; 12- тормозное устройство рулона; 13 - демпфер

Накат предназначен для равномерной и плотной намотки бумажного полотна в рулоны. Чем выше качество и равномерная плотность намотки рулонов, тем лучше процесс резки на продольно-резательных станках. Схема наката приведена на рисунке 2.7.

Накат входит: цилиндр наката; тамбурные валы; приемные рычаги; рабочие рычаги, держащий тамбурный вал намотки полотна, и механизмы привода поворота приемных и рабочих рычагов.

Описание работы бумагоделательной машины

Основные операции: аккумулирование бумажной массы; напуск массы на сетку; формование бумажного полотна на сетке; прессование; сушку; машинную отделку и намотку бумаги в рулон 3.

Подготовленная бумажная масса с концентрации 2,5 - 3,5 % подается в машинный бассейн с циркуляционным устройством. Для лучшей концентрации ее дополнительно измельчают коническими и дисковыми мельницами. Далее масса концентрацией 0,1 - 1,3 % подается в напорный ящик.

Сеточной часть служит для отлива и формования бумажного полотна, чтобы удалить излишки влаги из бумажной массы. При прохождении сетки по поддерживающим ее регистровым валикам и гидропланкам, бумажная масса обезвоживается до концентрации 2 - 4 %. Дальнейшее обезвоживание происходит на отсасывающих ящиках под действием вакуума до концентрации 8 - 1,2%. Также обезвоживание происходит на гауч-вале под действием вакуума в отсасывающей камере. Сухость бумажного полотна после сеточной части составляет 12 - 22 %.

Дальше бумажное полотно поступает в прессовую часть, где обезвоживается до сухости 30 - 42 %. Пресс состоит из двух валов, из которых нижний - отсасывающий. Между прессовыми валами проходит бесконечное, поддерживаемое сукноведущими валиками сукно, которое транспортирует бумажное полотно. Сформованное полотно автоматически вакуум-пересасывающим устройством передается на сукно прессовой части. Прессовая часть позволяет обеспечить прохождение бумаги, где сукно постоянно поддерживается, следовательно, позволяет осуществить безобрывную проводку бумаги в прессовую часть.

Сушильная часть БДМ состоит из сушильных цилиндров, нагреваемых паром. Их располагают в шахматном порядке, в два яруса. При прохождении сушильной части бумажное полотно, соприкасаясь сначала с нижними цилиндром, а затем с верхним то одной, то другой поверхностью. Натяжение сукон и их правка осуществляются за счет сукноведущих, сукнонатяжных и сукноправильных валиков. Сухость после сушильной части составляет 92 - 95%, а температура 70 - 90 °С. В конце сушки установлены холодильные цилиндры. При охлаждении бумага впитывает в себя влагу и увлажняется на 1 - 2 %. Дальше бумажное полотно проходит через машинный каландр для уплотнения и повышения гладкости, состоящий из восьми валов. Каландр машины снабжён прижимным, подъемным и вылегчивающим механизмом. Дальше при прохождении каландра, бумага наматывается на тамбурные валы в рулон диаметром до 2500 мм. Перезаправка производится при помощи специальных механизмов и устройств. В дальнейшем бумага режется на специализированных станках и уаковывается.

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

403 Forbidden

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

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

403 Forbidden

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

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

403 Forbidden

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

403 Forbidden

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

403 Forbidden

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.

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.

Глава 10 СУШКА БУМАГИ

НАЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА СУШКИ БУМАГИ И УСТРОЙСТВО СУШИЛЬНОЙ ЧАСТИ БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ - ЧАСТЬ 1

Процесс сушки бумаги имеет своим назначением не только дальнейшее обезвоживание бумажного полотна путем испарения из него влаги, но и сближение волокон после прессования под влиянием происходящей при сушке усадки бумаги с установлением между волокнами связей, определяющих основные свойства бумажного полотна: механическую прочность, впитывающую способность, воздухопроницаемость и др. Кроме того, соответствующим технологическим режимом сушки бумаге могут быть приданы специальные свойства, связанные с завершением проклейки, окраски, приданием влагопрочности и пр. Таким образом, сушкой бумаги заканчивается процесс ее обезвоживания на бумагоделательной машине с одновременным приданием ей необходимых свойств, которые могут быть достигнуты сразу же после сушки или же после завершающего процесса отделки бумаги.

Если принять за 100% общее количество воды, удаляемой на бумагоделательной машине, то на сеточном столе из этого количества обычно удаляется 96-97,5%, на сушильной части машины примерно 1,5%. Эти 1,5% на сушильной части современной быстроходной бумагоделательной машины, вырабатывающей газетную бумагу, выражаются в виде 250-300 т и более воды в сутки. Обезвоживание сушкой обходится в 10- 12 раз дороже, чем удаление влаги на прессах, и в 60-70 раз дороже, чем удаление воды на" сеточном столе бумагоделательной машины.

Хотя широко применяемый в настоящее время способ удаления воды из бумажного полотна путем его контактной сушки является дорогостоящим и сушильная часть современной бумагоделательной машины существенно дороже других ее частей, тем не менее существующий способ сушки бумаги остается наиболее эффективным по сравнению с другими известными способами сушки материалов.

Сушильная часть бумагоделательной машины (рис. 72) обычно состоит из двух рядов обогреваемых паром бумагосушильных цилиндров 2, расположенных в шахматном порядке. Общее число бумагосушильных цилиндров зависит от скорости машины и вида изготовляемой бумаги. Оно обычно составляет 6-7 цилиндров при выработке конденсаторной бумаги, 50-70 цилиндров при выработке газетной и мешочной бумаги и достигает 100 и более цилиндров при выработке некоторых видов картона. Бумажное полотно последовательно огибает боковую поверхность вращающихся цилиндров и проходит по ним от нижнего к верхнему, вновь к нижнему и.т. д. При этом на участке соприкосновения с цилиндрами полотно прижимается сушильным сукном 4, обеспечивающим плотный контакт между бумагой и горячей поверхностью цилиндров. Сукно, увлажненное от бумаги, высушивается на сукносушильном цилиндре 3. Все бумагосушильные цилиндры разбиты на группы, состоящие каждая из нескольких цилиндров, охватываемых одним сукном. На приведенной схеме группа состоит из пяти бумагосушильных цилиндров и одного сукносушильного.

Каждые две расположенные рядом группы цилиндров (нижняя и верхняя) представляют собой сушильную секцию, имеющую самостоятельный привод. Бумагосушильные цилиндры в каждой группе с приводной стороны машины сцеплены между собой зубчатыми колесами, насаженными на цапфы цилиндров

и приводимыми в движение от общего привода для каждой секции. Сукносушильные же цилиндры и сукноведущие валики приводятся в движение от сушильных сукон.

Наличие сушильных секций, имеющих каждая самостоятельный привод, дает возможность в определенных пределах регулировать скорость цилиндров каждой секции и, следовательно, регулировать натяжение бумажного полотна между секциями. Очевидно, что чем больше усадка бумаги, тем больше должно быть число приводных секций и меньше бумагосушильных цилиндров в каждой секции. Благодаря этому будет обеспечено более плавное регулирование натяжения полотна в сушильной части бумагоделательной машины, не будет морщин у бумаги и обрывов полотна. Так, при выработке конденсаторной и чертежной прозрачной бумаги, изготовляемых из массы жирного помола и имеющих усадку до 9-12 % и выше, каждый цилиндр (иногда 2 цилиндра) представляет собой самостоятельную приводную секцию. При выработке же бумаги с усадкой 2,5-3,5 % и с содержанием значительного количества древесной массы (газетная, типографская и др.) привод, ная секция может состоять из 8-16 цилиндров. Для сушки сушильных сукон в каждой группе бумагосушильных цилиндров устанавливается один и обычно не более двух сукносушильных цилиндров.

Для надлежащей работы сушильных сукон в каждой группе цилиндров имеются механизмы автоматической правки и натяжения сукна.