特種紙造紙機蒸汽冷凝水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和改造

龔小冬 曾德銀

(民豐特種紙股份有限公司，浙江嘉興，314000)

民豐特種紙股份有限公司投產(chǎn)的幅寬3570 mm，車速700 m/min的特種紙生產(chǎn)線是由德國福伊特公司制造的。由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，工藝控制參數(shù)要求不同，紙張的干燥曲線也在調(diào)整中，蒸汽冷凝水系統(tǒng)在實際生產(chǎn)過程中需不斷進行優(yōu)化改造，使該系統(tǒng)更加適合各紙種的生產(chǎn)。本文介紹了該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并將實際生產(chǎn)中所碰到的問題及優(yōu)化措施進行總結(jié)，以供借鑒。

1 蒸汽冷凝水系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成

該造紙機設(shè)計車速700 m/min，干燥部由24個烘缸 (Φ1808 mm×4050 mm)組成，分前干燥部和后干燥部，詳見圖1。前干燥部采用三段通汽，末端配置了小真空系統(tǒng)和表面冷凝器，各段干燥部配置汽水分離器 (S1～S4)，將各段之間的供汽、壓差的控制、水分的控制、余汽的回收利用等一些關(guān)聯(lián)控制緊密地聯(lián)系在一起。可以說從開機初期，無論是水分控制、紙張勻度、特種器材的使用壽命，還是蒸汽壓力控制、余熱回收利用等方面，該系統(tǒng)運行還是比較穩(wěn)定的。同時，設(shè)計中將造紙機配套的熱風干燥箱、熱風回收系統(tǒng)、硬壓光加熱單元的尾汽和冷凝水全部回用到前干燥部汽水分離器，充分回收了蒸汽余熱，使噸紙耗汽量控制在0.5 t標煤汽左右。

2 生產(chǎn)過程中進汽的操作和過程控制

2.1 兩紙種蒸汽壓力的控制與調(diào)節(jié)

從圖1中可知，干燥部進汽時，前干燥部9#～17#烘缸和后干燥部20#～24#烘缸進汽后，排出的冷凝水和余汽參與到其余烘缸的進汽中，通過壓差控制調(diào)節(jié)閥的開度，使各個烘缸的進汽壓力、烘缸進出口的壓差都得到控制，從而使各段的蒸汽得到充分的利用，紙張整體水分達到工藝控制的要求。

一般情況下，所有烘缸的壓差控制均變化不大，進汽壓力低的如1#～5#烘缸和18#～19#烘缸，壓差控制在30 kPa左右，其余烘缸壓差控制在45～50 kPa。最終使得前干燥部水分控制在3%以下，卷紙缸處水分控制在6%。其余周邊蒸汽加熱設(shè)備如硬壓光加熱單元、熱風干燥箱和熱風回收系統(tǒng)的冷凝水均進入汽水分離器得到進一步的利用。這里需要指出的是這些設(shè)備產(chǎn)生的冷凝水和尾汽均是通過疏水閥后再到各汽水分離器的，一旦疏水閥失效，蒸汽直接進入汽水分離器，將造成烘缸壓差無法正?？刂?，烘缸冷凝水無法排出，進而造成烘缸負荷增大等影響生產(chǎn)的問題，因此需要對這些外圍的設(shè)備進行檢查，防止竄汽［1］。

該生產(chǎn)線從2005年開始生產(chǎn)輕涂紙和超壓格拉辛紙，由于漿種、打漿度、脫水情況、車速的不同，烘缸進汽壓力變化較大，見圖2和圖3。

圖1 蒸汽冷凝水系統(tǒng)流程圖

圖2 生產(chǎn)超壓格拉辛紙時的蒸汽參數(shù)調(diào)節(jié)

圖3 生產(chǎn)輕涂紙時的蒸汽參數(shù)調(diào)節(jié)

由圖2和圖3中可知，蒸汽參數(shù)主要表現(xiàn)在6#～17#烘缸和20#～24#烘缸的進汽量、壓力的變化較大。生產(chǎn)超壓格拉辛紙時，由于打漿度高，前干燥部烘缸數(shù)量少，較難達到干燥能力的要求，為保證出前干燥部水分控制在3%以下，6#～19#烘缸進汽壓力需達到500 kPa左右。又由于超壓原紙水分需達到10%以上，后干燥部20#～24#烘缸的壓差低至20 kPa左右甚至更低，這樣烘缸進出口壓差就很難得到滿足，導致烘缸冷凝水排出困難，烘缸負荷增大。而生產(chǎn)輕涂紙時由于打漿度低、定量輕、脫水和干燥能力均有富余，各烘缸進汽壓力均能滿足壓差控制的要求。

2.2 末端真空泵的配置和使用

系統(tǒng)末端配置的真空泵采用11 kW、400 m3/h流量的水環(huán)泵，確保長期運行中末端真空度及冷凝水的排放，對整個系統(tǒng)的壓差控制起到了至關(guān)重要的作用。真空度一般控制在45 kPa，開車時需要對該真空泵補加一定量的清水，但開車后應停止補水，使用其自帶的冷卻后的冷凝水作為工作液參與工作，以防止結(jié)垢卡死現(xiàn)象的發(fā)生。

3 實際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的問題和改造

3.1 導毯輥的銹蝕及前干燥部烘干能力低的原因查找和改進

生產(chǎn)超壓格拉辛紙時 (車速420 m/min)，由于6#～17#烘缸的進汽壓力快速提高，強干燥使水分在該部位快速蒸發(fā)，導致干毯導輥表面銹蝕嚴重，干毯磨損快，壽命只有4個月左右。檢查發(fā)現(xiàn)上下排烘缸之間FR12、FR20(見圖4)的導輥表面均銹蝕嚴重，表面坑洼嚴重。通過進一步的分析，主要原因是送入袋區(qū)通風的熱風流量和壓力不足，導致無法將強干燥后從紙張蒸發(fā)出來的濕氣吹到烘缸兩側(cè)并抽到汽罩外，長期運行，輥面銹蝕［2］。

圖4 上下排烘缸袋區(qū)通風輥布置示例

根據(jù)這一思路，排查了熱回收系統(tǒng)送熱風的管路，發(fā)現(xiàn):①部分耐溫軟管接頭處漏風;②測量送風風速6 m/s(圖5改造前所示)。并通過計算得出送風風量只有16000 m3/h，回風溫度為75℃，回風濕度118 g/kg。原因應該為送風量過小引起一系列的問題。通過檢查入口汽-氣換熱器發(fā)現(xiàn)進風面積累的雜質(zhì)堵塞了進風面。通過清潔并加裝進風過濾裝置后再次檢查上述數(shù)據(jù) (見圖5改造后)，情況大有改觀。通過實際運行中發(fā)現(xiàn)汽罩內(nèi)變得更加干燥，送風風速提高至14 m/s，回風溫度提高到90℃，回風濕度提高到156 g/kg，汽罩能力得到很大提高，車速最終提高至480 m/min，還能滿足水分的要求，導毯輥表面也不像以前那樣產(chǎn)生銹蝕，干毯的壽命也提高至1年以上。

圖5 汽罩送風、回風參數(shù)改造前后的比較

3.2 后干燥部烘缸負荷大的排查和改造

實際運行過程中，后干燥部20#～24#烘缸經(jīng)常出現(xiàn)傳動負荷過大并跳停而造成的斷紙現(xiàn)象、烘缸傳動背包齒箱軸承損壞頻繁等故障，對生產(chǎn)運行極為不利。當遇到負荷大的情況時，檢查冷凝水視鏡孔，只有少量冷凝水被排出，有時還出現(xiàn)倒吸冷凝水現(xiàn)象。停車打開烘缸倒門檢查發(fā)現(xiàn)半缸冷凝水及虹吸管斷裂。通過上述現(xiàn)象并結(jié)合圖2分析可知，當生產(chǎn)超壓格拉辛紙時，由于20#～24#烘缸進汽壓力過低，導致壓差無法滿足冷凝水排出的要求。同時進汽閥門雖已自動關(guān)閉，但還有泄漏進烘缸的可能，因此連續(xù)生產(chǎn)時冷凝水越積越多，且無法排出，引起傳動負荷增大等一系列問題。

解決的關(guān)鍵是如何在不增大進汽壓力的前提下，滿足壓差的要求。通過分析討論，生產(chǎn)超壓格拉辛紙時這幾只烘缸的進汽壓力要求極低，類似于18#～19#烘缸，而18#～19#烘缸的冷凝水是接至S1分離器的，真空泵產(chǎn)生的真空保證了這兩個缸的壓差要求。因此對后干燥部5個烘缸也進行了相應的管路改造，將這幾只烘缸的冷凝水管也接至S1上，并在冷凝水管上加裝手閥以方便生產(chǎn)輕涂紙時切換回去［3］。通過這樣的改造，滿足了烘缸壓差的要求。從2010年改造后的3年里未出現(xiàn)烘缸背包齒箱損壞的故障，而在2007年到2010年卻有5個背包齒箱損壞。同時，運行過程中時常出現(xiàn)的負荷增大的問題也得到了有效的解決。

4 總結(jié)

通過實際操作、現(xiàn)場分析相結(jié)合研究了蒸汽冷凝水系統(tǒng)，對該造紙機蒸汽冷凝水系統(tǒng)的設(shè)計和使用略有心得。現(xiàn)將日常的維護運行保養(yǎng)過程中積累的經(jīng)驗和體會總結(jié)如下，以資借鑒。

(1)造紙機蒸汽冷凝水系統(tǒng)的使用必須科學、認真地去分析相應的參數(shù)控制，并找到問題的關(guān)鍵加以控制解決。針對現(xiàn)在的特種紙造紙機，由于市場的因素，多品種生產(chǎn)會對系統(tǒng)原設(shè)計帶來問題。通過認真仔細的分析，并進行有效的改造，可以提高不同紙種在同一臺造紙機生產(chǎn)的適應性。

(2)熱回收系統(tǒng)中送風的管路入口必須增加進風過濾紗網(wǎng)，并定期對換熱器迎風面和過濾紗網(wǎng)水洗清潔，以防止長期使用后臟物積聚引起送風風壓、風量降低，進而影響干燥部的蒸發(fā)能力，對車速和紙張水分控制產(chǎn)生影響。經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，送風風量是回風風量的60%～70%為最佳。

(3)該系統(tǒng)配置的真空泵對整個冷凝水系統(tǒng)的排放和負荷的控制起到關(guān)鍵作用，因此在真空泵的選型方面需做到選型能穩(wěn)定使用并采用變頻電機控制。真空泵的工作液必須使用冷卻后的冷凝水，以防止長期使用的結(jié)垢卡死問題。

(4)蒸汽、冷凝水管在長期使用后，由于沖刷嚴重引起漏汽，因此如果是新項目時，應考慮使用耐磨的碳鋼管道以提高蒸汽冷凝水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(5)烘缸內(nèi)的擾流棒安裝必須牢固，如遇烘缸內(nèi)冷凝水排不出而引起負荷大時，擾流棒受冷凝水沖擊而脫落，會造成虹吸裝置的進一步破壞。特別是車速在700 m/min以上時，擾流棒必須保持良好狀態(tài)，以確保烘缸內(nèi)冷凝水環(huán)的形成，提高熱傳導和干燥的均勻性。

［1］ ZHANG Xiu-wen．Technology and Equipment of Waste Heat Recovery in Dryer Section of Paper Machine［J］．China Pulp ＆ Paper，2012，31(5):56．張秀文．紙機干燥部余熱回收技術(shù)與設(shè)備［J］．中國造紙，2012，31(5):56．

［2］ Chen Dao-zhang．The Innovation Strategy of Accelerating the Speed of the Dry End of Paper Machine［J］．China Pulp and Paper Industry，2001，22(1):18．陳道彰．紙機干燥部提速改造策略［J］．中華紙業(yè)，2001，22(1):18．

［3］ KE Xiao-jun．The Ooptimization Scheme for PM Dryer Section［J］．China Pulp ＆ Paper，2007，26(2):41．柯曉軍．紙機干燥部的最優(yōu)化方案［J］．中國造紙，2007，26(2):41．CPP