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未来纸机高车速下的干燥三

2021年08月17日 泰安机械设备网

未来纸机:高车速下的干燥(三)

Valmet答:由于能源费用的缘故,微波技术是不可行的。低成本的蒸汽成为廉价的干燥能源。将来,我们认为冲击干燥和CondebeltTM干燥会具有潜力。

在改建项目中,纸机长度常常受到限制,在原位置传统烘缸干燥不可能提高车速。使用JetRunTM组件的冲击干燥是一种有潜力的选择。这种观点是:高温热风以高速吹到烘缸承载的湿纸幅上。值得一提的是:它能在不影响纸页性能的情况下获得较高的干燥速率。

已表明另一新型干燥技术--用于纸板干燥的CondebeltTM干燥能大大提高纸幅强度。尽管传统的烘缸干燥仍将占主流,但这些技术有望占有部分市场。

TAPPI杂志问:目前烘缸宽度的限制因素是什么?烘缸厚度是否会使热传导受到限制?我们能否继续铸造精度足够高的烘缸并使它们在高速纸机上保持平衡?

Beloit答:烘缸的压力容器章程要求烘缸外壳厚度随烘缸直径和汽压的提高而增加。章程不要求宽幅纸机增加外壳厚度。几年前纸机幅宽已达到了巅峰时期(Beloit在1975年制造了10.2m宽的纸机,现在最大纸机幅宽仍未超过11m)。幅宽的限制因素是一个经济因素而非技术原因。纸机横向构件的横截面积随纸机宽度的增加而指数增大。这些纸机横向构件包括:弧面成形板、压榨辊、横轴、心轴、横向拉杆、纸辊、网辊、毛布辊和汽缸辊。也就是说,所有昂贵的纸机构件变得更加昂贵。

铸铁烘缸有一个额外的局限性。高速纸机运行需要更大的烘缸直径、更高的纤维张力、增高的汽压。结果使烘缸的外壳较厚,热传递速率较低。但是,烘缸仍能提供较高的热效率。大部分烘缸的外壳内外完全都是机械铸造的,机器公差而非铸造公差,决定着最后烘缸外壳的精度。若铸造能力不足以满足尺寸的要求,也可用钢板制造烘缸。目前的杨克和MG烘缸铸造成直径6.7m以上,并且能在2100m/min以上速度下运行。造纸用的蒸汽加热烘缸的干燥能力尚未达到极限。

Deublin答:这是结构问题。我们认为烘缸壁变得太厚确实会影响热传递。我们认为铸造至高精度公差的烘缸并不能在高速纸机上保持平衡。我们认为内外直径必须机械加工。

Gardner答:铸铁的导电率是死水的70倍。目前烘缸外壳的热传递阻力占总阻力的20%。冷凝膜厚度及其静态是车速提高时的主要问题。

GL&V答:纸机运转幅宽范围为10m,如果纸机太宽,那么需要设计厚壁烘缸,从而使热传递时损失热量。但是有迹象表明未来纸机不会变得太宽。由于高车速,宽烘缸内外均为机械加工的,因此平衡问题与铸造过程无关。铸造应考虑铸件和模型装置的浇铸能力。

JHK答:如果仍想使用现有的传统烘缸,实际宽度会受到限制;不过,对纸机来说烘缸宽度不是一个限制因素,而湿部和压榨部将是纸机的限制因素。未来的烘缸可能要追溯到20世纪的辐条式烘缸。

Johnson答:未来,烘缸直径很少能有超过2m的。同时经过干燥部的纸会发生收缩,这主要是因为在干燥时压得较紧的结果,正如用延展压区压榨提高压榨作用一样。纸页水分在它进入干燥部时将降低。蒸汽冲击干燥意味着用少量烘缸。非开式引纸引起的收缩最小,为提高纸页性质和提高产量开辟了道路。

ThermoWisconsin答:是的,我们能继续浇铸烘缸并保持其公差。目前的纸机宽度极限约为9~10m,并且最大宽度似乎不会提高太多。我认为发展趋势很快,但一般来说不会很宽。

Valmet答:烘缸壁厚不是问题,因为热传递的主要障碍是在烘缸内部和烘缸与湿纸幅之间,高速下烘缸干燥的主要问题是运转性能。纸幅沿烘缸的光滑表面和烘缸及纸之间的开压区移动,为使纸幅沿干燥毛毯运行又不产生气泡需很大的作用力。

TAPPI杂志问:高速下,烘缸排除冷凝水的问题是什么?

Beloit答:在烘缸的整个内表面,冷凝水蒸汽形成一层薄膜,它在“边缘”速度上运行。高车速下,在这冷凝水薄膜中实际上没有湍流运动,冷凝水的这一静态层形成了蒸汽向烘缸外壳热传递的主要障碍。利用冷凝水排除系统使此层保持很薄或用其它系统使冷凝水产生湍动,改进热传递,这对高干燥速度至关重要。

Deublin答:现有的许多烘缸,虹吸管一般是旋转式的。随着车速提高,为抽空冷凝水的压差将升高。提高压差的直接结果是通风速率(blowthroughrates)也将提高,这将需要更大的管道系统和更换或改变热压机的尺寸。

小型管道系统能造成管道磨损高、漏汽、浪费能量和/或浪费基本投资。换句话说,在运行车速超过750m/min时,旋转虹吸管系统能造成过量和不必要的能量浪费,不断地影响纸机的运转性能。

解决这一历史性问题的选择方案是采用固定虹吸管系统,这已经在全世界200多台高速纸机设备上得到验证。这种组合可以安全、高效、低维护的方式排空冷凝水,并使烘缸排放系统最佳化。(待续)

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