碎漿機清渣系統(tǒng)設備的改造

周 耘

(廣州造紙集團有限公司，廣東廣州，511462)

廣州造紙集團有限公司 (以下簡稱廣紙)白板紙分廠是生產(chǎn)中、高檔涂布白紙板的企業(yè)，全套引進福伊特公司生產(chǎn)的紙板生產(chǎn)線，纖維原料為混合廢紙漿和OCC漿，制漿過程配備了一條設計能力為200 t/d的混合廢紙漿生產(chǎn)線，包括高濃除砂、兩段渦輪篩的粗篩選、四段低濃除砂、三段精篩、分級篩、螺旋壓榨、熱分散機和盤磨等，是20世紀90年代較為先進的廢紙漿生產(chǎn)線。

但隨著造紙技術和設備的發(fā)展，新的技術不斷被用到實際生產(chǎn)中，過去的設計理念和設備顯得落后，該廢紙漿生產(chǎn)線也存在一定的改造空間，尤其是水力碎漿機的清渣系統(tǒng)。原清渣系統(tǒng)的工作主要是由再碎機來完成，再碎機是福伊特公司較早設計的產(chǎn)品，相當于帶有一定碎解功能的特殊漿泵，其本身設計的局限性已無法滿足現(xiàn)在的生產(chǎn)需要，尤其是當前的廢紙質(zhì)量越來越差、塑料等雜質(zhì)含量越來越多的情況下，更是無法滿足漿料的質(zhì)量要求。清渣機是專門用于清理碎漿機雜質(zhì)的專業(yè)設備，與再碎機相比有非常大的優(yōu)勢。經(jīng)分析研究決定對原清渣系統(tǒng)進行改造，增加清渣機以更好地處理漿渣、排出雜質(zhì)，提高碎漿質(zhì)量。本文就改造過程進行具體介紹，以供同行參考。

1 清渣設備改造方案

1.1 原清渣設備存在的問題

再碎機相當于一臺漿渣泵，葉輪有一定的碎解能力，體積小，有一個輕渣沉渣罐，上面連著管道進入再碎機，在葉輪的作用下，部分廢紙會被碎解，一定時間后，出口閥門自動打開，將碎解好的纖維和未碎解好的廢紙以及塑料等雜質(zhì)一次性排到鼓篩，纖維由鼓篩進入碎漿機，未碎解的廢紙、塑料等雜質(zhì)被排走，然后出口閥門自動關閉，再碎機進行再碎解再排放的循環(huán)。原清渣系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 原清渣系統(tǒng)流程

由于再碎機本身的原因，對生產(chǎn)造成了較多的問題:①由于碎解效果不理想，對OCC尤其是進口OCC碎解能力較差，造成大量未碎解的OCC被排走，浪費纖維;②由于再碎機沒有篩板和洗漿程序，排出的雜質(zhì)帶有很多的漿料，也造成大量纖維的浪費;③由于閥門打開排渣時，進漿管和出漿管也就連通了，這樣出口閥門開關時間的設定就很關鍵，開閥時間長了就會有大量的漿料被直排到了鼓篩而造成跑漿，時間設定短了又影響再碎機的能力，時間很難控制，正常生產(chǎn)時基本都有未碎解的漿渣被排走，浪費纖維，增加廢紙耗;④由于廢紙原料的雜質(zhì)多，再碎機清渣能力有限，碎漿機不能將雜質(zhì)及時排走，造成大量的塑料等非纖維雜質(zhì)長時間不停地在碎漿機里碎解，造成碎漿機能耗高，過漿困難，產(chǎn)量低。更麻煩的是大量的雜質(zhì)長時間在碎漿機里碎解，使大雜質(zhì)變成小雜質(zhì)，小雜質(zhì)變成更小的雜質(zhì)隨漿料到了后面的工序，給后面的篩選除砂帶來了很大負擔，最終造成凈化效果差，嚴重影響漿料的質(zhì)量。

1.2 改造方案

1.2.1 清渣機

清渣機是專門用于清除碎漿機內(nèi)雜質(zhì)的專業(yè)設備(見圖2)，可大量處理漿渣，排出塑料、雜質(zhì)等，且排出的塑料等都是經(jīng)過清洗的，很干凈，基本不帶走纖維。根據(jù)清渣設備目前的發(fā)展情況，在改造過程中選擇了一家制漿造紙設備廠家生產(chǎn)的清渣機來替代目前的再碎機。

清渣機象渦輪篩一樣有篩板和能碎解廢紙的葉輪，有兩個腔體，即碎解腔體和良漿腔體，有進漿管、良漿管、回流管、輕渣管、重渣管和3條沖洗水管等較為復雜的結構，每條管道上均有自動閥門，每個閥門的開關都由設定好的程序控制。

圖2 清渣機主體設備

碎漿機的輕渣經(jīng)過沉砂罐進入清渣機，清渣機就像一個封閉的小型臥式碎漿機一樣運行，輕渣中的漿料經(jīng)過篩板進入到碎漿機的良漿泵前，與碎漿機的良漿一起進入高濃除砂器。一段時間后，進行洗漿，然后進行輕渣的排放，輕渣排到鼓篩，再進行重渣排放，重渣排放到渣池，由人工清走。所有這些程序完成后就進入下一個循環(huán)周期。

碎漿機的體積為40 m3，選擇的清渣機型號為FS4，體積為1.8 m3，篩板孔徑為12 mm，轉速為355 r/min，進漿濃度4.5%左右。

1.2.2 改造后的流程

根據(jù)清渣機設備本身的設計特點和要求，對原清渣系統(tǒng)的流程進行了改造，主要的變化是增加了良漿管、回流漿管、沖洗水管 (3條)和重渣管等，見圖3。

圖3 改造后清渣系統(tǒng)流程

1.2.3 清渣機控制程序

清渣機的控制程序是由DCS系統(tǒng)來完成的，包括設備的自動開停和每個閥門的自動切換。由于清渣機有9個自動閥門，所以控制程序較為復雜，這里只進行簡單描述。其管道、閥門流程圖見圖4。

圖4中各閥門功能為:KV1是進漿閥門，程序開始時會打開，到一定時間后會關閉進行洗渣程序;KV2是良漿閥門，程序開始時會打開，將篩選的良漿送到碎漿機良漿泵前;KV3是輕渣閥門，當洗渣程序完成后，閥門會打開，將干凈的渣排到鼓篩;KV4是重渣上閥門，正常過漿時會打開，到排重渣程序時，會關閉，下閥門會打開排重渣;KV5是重渣下閥門，當KV4關閉后，會打開進行排重渣程序，幾秒后會再關閉;KV6是沖洗水閥門，接水泵，洗渣時會打開，對漿渣進行清洗操作，然后關閉;KV7是排輕渣時沖洗水閥門，KV3打開時，此閥門也打開，將輕渣沖到鼓篩，排完后關閉;KV8是回流閥門，洗漿時，此閥門打開，將洗出來的纖維送回碎漿機，回收纖維;KV9是反沖洗水閥門，開機時基本常開，將重渣管中的纖維反沖洗回清渣機內(nèi)，節(jié)約纖維。

圖4 清渣機控制閥門流程圖

清渣機操作程序簡單描述:啟動設備，KV1、KV2、KV4和KV9打開，一段時間后，KV1和KV2關閉;KV6和KV8打開，一段時間后，關閉的同時KV3和KV7打開，一段時間后關閉;然后KV4關閉，KV5打開，幾秒鐘后，關閉KV5打開KV4，進入下一個循環(huán)周期。

1.2.4 清渣機的優(yōu)點

清渣機的獨特設計和控制程序使其具有很多優(yōu)點:①清渣機能夠及時地將碎漿機里面的雜質(zhì)清走，避免碎漿機里的雜質(zhì)過多而造成產(chǎn)量低、過漿困難和浪費能源等問題，而且避免了塑料等雜質(zhì)在碎漿機里面的過度碎解而影響漿料的質(zhì)量;②由于清渣機具有篩板，故漿渣進入清渣機時，可同時連續(xù)排出纖維，使得清渣機可處理大量漿渣，效率高;③由于通過清渣機的良漿是與碎漿機的良漿一起被泵往后面的工序，這無形中就擴大了碎漿機的產(chǎn)能，只要將漿泵和后面的高濃除砂器能力擴大，就可大幅度地提高碎漿系統(tǒng)的產(chǎn)能;④由于清渣機的篩板孔徑為12 mm，比碎漿機篩板的孔徑18 mm還要小很多，所以通過清渣機的良漿質(zhì)量要比通過碎漿機篩板的漿料質(zhì)量有所提高，這就提高了這條生產(chǎn)線的粗漿質(zhì)量;⑤清渣機是帶有沖洗水功能的，由編寫好的程序控制沖洗水閥門的開關，清渣機在運行一段時間后，塑料等雜質(zhì)會在清渣機內(nèi)部變得越來越多了，積累到一定程度就需要排渣，這時就會關閉進漿閥門，打開沖洗水閥門進行洗渣操作，在洗渣過程中，良漿的濃度會越來越低，為避免對后面工序的影響，這時的良漿會回流到碎漿機，等到清渣機內(nèi)部塑料等雜質(zhì)已清洗干凈了，就會打開輕渣閥，將洗干凈的輕渣排到鼓篩。由于清渣機的洗渣功能，使得排出系統(tǒng)外的雜質(zhì)非常干凈，幾乎沒有纖維，這樣就避免了纖維的浪費，節(jié)約成本，創(chuàng)造了效益。

2 改造后效果

清渣機系統(tǒng)經(jīng)過設備改造后，無論在提高漿料質(zhì)量還是節(jié)約成本方面都取得了較大成功，創(chuàng)造了可觀的效益。

2.1 碎漿機雜質(zhì)減少

清渣系統(tǒng)設備改造后，使得碎漿機內(nèi)部的雜質(zhì)急劇地減少到了很低的水平。在改造前，由于碎漿機內(nèi)部雜質(zhì)過多，不僅能耗高，且一段時間后根本無法過漿，只得每班要清空兩次碎漿機來排出雜質(zhì)，而每次排渣時都會裝滿渣池，需要人工用8～10輛拖拉機運走，勞動強度大。而改造后，每班只清空一次碎漿機，且雜質(zhì)只占有約1/3左右的渣池，2～3輛拖拉機就可運走。這說明新的清渣機能夠把碎漿機內(nèi)部的雜質(zhì)及時清理出系統(tǒng)外，避免在碎漿機內(nèi)部的積累。

2.2 漿料產(chǎn)量和質(zhì)量的提高

使用清渣機后，由于良漿直接向后面工序運行，相當于增加了1臺小型碎漿機，使得碎漿系統(tǒng)的能力提高了20%～30%，并且由于避免了雜質(zhì)在碎漿機里面的過度碎解，提高了漿料質(zhì)量，而且由于粗漿中雜質(zhì)含量減少，對后面的除砂器和壓力篩等篩選設備起到了保護作用，降低了磨損消耗。

2.3 節(jié)約纖維

清渣設備改造后，由于具有沖洗功能，排出系統(tǒng)的雜質(zhì)均經(jīng)過了沖洗，塑料等雜質(zhì)上面基本不再帶有纖維，這樣就避免了以前纖維隨雜質(zhì)的排出而被帶走的狀況出現(xiàn)。具體節(jié)約的纖維量可根據(jù)改造前后車間機尾雜質(zhì)質(zhì)量的變化來計算，在產(chǎn)量和廢紙投入量換算成一致的情況下，機尾雜質(zhì)減少的量基本就是節(jié)約的纖維量，由此可換算出每月獲得的效益，表1所列是碎漿機清渣系統(tǒng)設備改造前后三個月運行的月度平均值。

表1 碎漿機清渣系統(tǒng)設備改造前后運行情況

由表1可以看出，經(jīng)過碎漿機清渣系統(tǒng)設備的改造，每月節(jié)約的廢紙量達到157.1 t，每月創(chuàng)造效益達到了23.6萬元，年創(chuàng)造效益超過280萬元。

3 結論

水力碎漿機清渣系統(tǒng)設備經(jīng)過改造后，碎漿機的產(chǎn)能、漿料品質(zhì)都有了提高，同時也節(jié)約了大量的纖維，經(jīng)濟效益顯著。

3.1 碎漿系統(tǒng)的產(chǎn)能提高了20%～30%，解決了以前產(chǎn)能不足的問題，為整條生產(chǎn)線產(chǎn)量的提高奠定了基礎。

3.2 碎漿機里的雜質(zhì)含量有了大幅度的下降，漿料品質(zhì)有了一定的提高，并且也降低了除砂器和壓力篩等后工序設備的磨損。

3.3 解決了設備改造前排渣帶走大量纖維的狀況，節(jié)約了纖維，降低了廢紙消耗量，每年創(chuàng)造效益超過280萬元。

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