PDF《纸机干燥部控制系统流程设计》

纸机干燥部控制系统流程设计 何华英 王海毅牛爱军 陕西科技大学造纸工程学院,陕西西安,710021 摘{gE-一・ 介绍了造纸机干燥部的研究与发展历程以及目前正在使用的几种纸页干燥方式,针对当前造 纸过程中纸张干燥部的若干控制难点,在详细探讨了蒸汽压力、压差和汽水分离器液位等多个典型 回路的控制特点的基础上,建立了干燥部的DCS控制系统.

该系统的控制质量能满足生产的需要. 同时,分析了纸页干燥技术未来的发展方向和研究的课题. 关键词:纸机干燥部三段通汽热泵系统控制系统流程设计 为了生产高档纸和提高纸的产量.目前高速纸机 已成为研究的热点.造纸机干燥部是制约车速上升的 瓶颈之一.因此.为适应高速纸机的运行有必要对纸机 干燥部进行研究.干燥部是造纸过程中主要的耗汽工 段之一.目前,我国造纸工业的能耗占造纸成本的15% 左右,随着能源价格的不断上涨和能源的短缺,该比值 呈上升趋势,因此,对干燥部控制系统进行研究改造, 提高蒸汽的利用效率.降低能耗.就可以节约大量的能 源和资金.同时也可以改善纸张的质量.运行稳定.操 作管理方便,并可以适应产品品种变化.

1 造纸机干燥部的基本原理及发展 纸幅在造纸机的网部成形并在压榨部脱水以 后,尚有60%一80%的水分,然后在造纸机干燥部通 过加热蒸发扩散的方法进一步脱去.使纸幅达到成 品所需的ECD左右的干度.纸页干燥分为接触式干 燥和无接触式干燥.可以采用几种不同方法.即烘缸 接触式干燥法、高速热风干燥、穿透干燥的空汽干燥 ・收稿日期:2008―8―30 法以及红外线或高频电流干燥法等无接触干燥法. 纸幅的接触干燥是将纸幅紧贴在被加热的表面 上进行干燥的.其干燥过程可以分为3个阶段:升温、恒速干燥和降速干燥.升温阶段很短,可以忽略. 恒速干燥阶段大约占总干燥时间的50%~65%.是干 燥的主要阶段.在此阶段中.纸幅表面的温度和蒸发 速度保持不变.圆网造纸机上使用简单的一段通汽 的方法供给烘缸蒸汽.烘缸内的冷凝水是靠烘缸内 蒸汽的压力通过排水装置排出的.一段通汽供热系 统是指纸机干燥部全部使用新蒸汽进行工作的.蒸 汽压力和蒸汽量是由每段或每个烘缸前采用的阀门 进行节流减压来调整蒸汽的.热能没有得到合理充 分的利用.致使吨纸耗汽量增大,生产成本高,容易 造成烘缸内积水. 高速单面光薄页纸机上大烘缸耗用了大量的蒸 汽.同时,为了改善大烘缸内冷凝水的排出和提高其 热效率.尚有一部分蒸汽随同冷凝水排出缸外.为了 充分利用蒸汽.大烘缸一般采用蒸汽再循环的供汽 系统.

13 万方数据 在一般长网造纸机上.根据纸机的生产能力和 生产的纸种.干燥部供汽系统可以采取无蒸汽循环 (一段通汽)或有蒸汽循环(二段或多段通汽)的供汽 系统.对于生产能力在30~40吨/日以下的窄幅低速 造纸机常采用一段通汽的蒸汽管路系统.在较大型 的造纸机上.均装设有蒸汽循环的供汽系统,目前. 国内大多数多缸长网造纸机均采用三段通汽系统. 其中一部分已改造成热泵供热系统.还有相当一部 分未能实施改造.20世纪80年代中期,国外新型纸 机干燥部供热普遍采用热泵技术.时至今日.随着干 燥新技术的开发.国外造纸厂除了普遍使用热泵供 热系统外还采用一些其它的干燥方式. 2纸机干燥部控制系统流程设计分析 目前国内纸机大都采用蒸汽加热旋转烘缸的方 式为纸机干燥纸张提供热能.因此.有效的供汽系统 是纸机整个干燥过程的关键因素.同时.纸机运行是 否安全.耗汽量是否最低也是从事纸机改造和设计的 工程技术人员所关心的问题.本文从纸机干燥部控制 流程的设计人手对这一问题进行了分析. 2.1 造纸机干燥部系统 目前国内仍普遍采用传统的三段通汽.它属于 被动式蒸汽串连供热开式热力系统.见图1所示.传 统的三段供汽与热泵供汽根据纸机的烘缸一温度曲 线可把烘缸群分成3段:高温区,中温区.低温区,并 分别对各段的烘缸表面温度进行控制.由于所用的 调节元件不同.因此.可将对烘缸供热分为传统的三 段通汽法和热泵通汽法.传统的i段通汽法是一种 多段串联逆向通汽的供热系统.新蒸汽首先进入高 温段烘缸.未冷凝的蒸汽及蒸汽冷凝水产生的二次 闪蒸汽.一次作为中温段及低温段烘缸的热源.蒸 汽的能量利用比较充分.但同时也存在一些问题.