蒸汽及冷凝水系統

　　一 、綜述

　　工業企業節能降耗是國家重要的基本國策，也是企業降低成本的一項關鍵措施。在制漿造紙等企業中，造紙機干燥部的蒸汽消耗占整個紙機運行費用的一半以上，如何降低蒸汽的消耗指標是企業降低成本取得效益的一個重要途徑。高達科技利用自身多年在造紙機干燥部的成功改造和運用，為制漿造紙企業提供多方位的蒸汽和冷凝水解決方案，供各類紙機各種產品使用。

　　二、 解決方案種類

　　高達科技提供的蒸汽及冷凝水解決方案產品種類

　　三、 紙機與蒸汽

　　1) 紙機干燥部 干燥部占造紙機總設備投資和運行費用的一半以上

　　合理設計的重要性（蒸汽和冷凝水系統，通風，干網） 干燥速率和蒸汽消耗量是評價干燥部性能的兩個重要指標保證紙機橫向有均勻一致的蒸發脫除紙頁中的水分，每1噸紙的相對費用為： 成型部： 10% 壓榨部： 12% 干燥部： 78% 從費用上看，壓榨干度提高1%，相當于干燥效率提高5% 。

　　2) 紙機干燥曲線

　　依據所生產紙種的特性來確定，一般開始現逐漸上升，然后平直，最后，稍有下降。 帶表面施膠的烘缸干燥曲線：依據所生產紙種的特性來確定，進表面施膠前一般在80~85℃，進鍍鉻后為防止紙幅粘缸，溫度一般在60~80℃，成紙進卷取前一般在55~70℃。紙幅定量越大，中溫段數量應增大。 總的來說，紙張的干燥都有一個升溫、降溫、再升溫的循環過程。

　　3) 冷缸的作用 為降低紙的溫度（從70～90度降至50～55度），提高紙的含水量（通常可提高1.5%～2.5％),提高紙的塑性 ，通過后續壓光，提高紙的緊度和平滑度，并減少紙的靜電。 當紙頁干燥至含水量4～6％，溫度為70～90度時經過1～2只冷缸。內通冷卻水控制溫度，冷卻水消耗量為3～5kg水/kg紙。

　　4) 烘缸對蒸汽的要求 清潔的干蒸汽進入烘缸，蒸汽釋放的潛熱幾乎全部用于烘缸熱傳遞，這是理想效果。 含水量大的濕蒸汽進入烘缸，蒸汽釋放的潛熱一部分用于烘缸熱傳遞，一部分被水分吸收，對紙機干燥不利。 過熱蒸汽在輸送過程中不產生冷凝水，利于輸送。但其在由過熱轉變成飽和過程中只能產生很少熱能，所以不利于直接進入烘缸。 進入烘缸內部完成熱交換的蒸汽理論上最好是飽和干蒸汽。

　　5) 烘缸與冷凝水排放 烘缸需要排放凝結水,當蒸汽與比蒸汽溫度低的凝結水相遇時，會產生另一種水擊，叫做熱沖擊。蒸汽所占的體積比凝結水要大的多，當蒸汽體積突然減小時，會向整個系統放出沖擊波。這種水擊的形成，能夠損壞管道和烘缸內壁及磨損虹吸管。 另外，冷凝水的存在，會消耗蒸汽凝結時產生的潛熱，降低烘缸表面溫度。

　　四 、熱泵控制系統

　　1) 熱泵機理 蒸汽熱泵是一種沒有運動部件的熱力壓縮器，由噴嘴、接受室、混合室和擴散室組成，高壓蒸汽通過拉伐爾噴嘴后減壓增速形成一股高速低壓氣流，帶動低壓蒸汽運動，進入接受室，混合室和擴散室，兩股共軸蒸汽的速度得到均衡，同時混合蒸汽的速度降低，壓力提高，得到中壓蒸汽,供給造紙烘缸。

　　2) 典型的熱泵控制流程 根據紙機生產能力和產品的差異，熱泵流程設計具備很大的個性化。

　　3) 設計說明 進汽設計一般為雙回路，主要目的是用來適應紙機熱負荷的波動。

排水端設計主要采用差壓孔板方式

　　4) 尾汽處理有3種方式 大型高速紙機采用表面冷凝器、汽水分離器和真空泵方式

中速紙機采用水力噴射器方式

低速紙機直接排入冷凝水箱

高達科技專業的制漿造紙工藝工程師根據紙機的干燥情況和生產產品的品種進行嚴格分組，確保分組合理、實用。 特殊產品紙機分段應充分考慮產品性能要求。如：箱板紙和白板紙分組應考慮上下排烘缸壓力單獨控制，以適應兩面平滑差的調整；大定量紙種應考慮延長中溫段，以避免烘糊現象等。  

　　五 、多段通汽控制系統

　　1) 典型的多段通汽流程

　　第一段：1＃烘缸，共1只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制（與真空泵真空度聯鎖）。本段為進紙后預熱段，主要保證紙幅剛進缸時不粘缸。

　　第二段：2＃～3＃烘缸，共2只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為低溫段。

　　第三段：4＃～8＃烘缸，共5只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為低溫段。本段進汽使用三種汽源：新蒸汽、中溫段閃蒸汽和冷凝水匯總閃蒸汽。

　　第四段：9＃～16＃烘缸，共8只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為中溫段。本段進汽使用兩種汽源：新蒸汽、高溫段閃蒸汽。

　　第五段：17＃～34＃烘缸，共18只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為高溫段。本段進汽使用一種汽源：新蒸汽。

　　第六段：35＃～36＃烘缸，共2只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為施膠后預熱段。本段進汽全部采用調態段上排烘缸閃蒸汽。

　　第七段：37＃～38＃烘缸，共2只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為低溫段。本段進汽全部采用調態段下排烘缸閃蒸汽。

　　an style="font-size:16px;"> 第八段：39＃～47＃下排烘缸，共5只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為調態段。本段進汽使用一種汽源：新蒸汽。

　　第九段：40＃～48＃上排烘缸，共5只烘缸，單獨壓力自動控制進汽，排水采用壓差控制。本段壓力為調態段。本段進汽使用一種汽源：新蒸汽。

　　第十段：49＃～50＃烘缸，冷缸。目的是為降低紙的溫度（從70～90度降至50～55度），提高紙的含水量（通常可提高1.5%～2.5％),提高紙的塑性 ，通過后續壓光，提高紙的緊度和平滑度，并減少紙的靜電。

　　2) 功能描述

　　為了充分保證用戶的使用，高達科技在多段供汽系統軟件組態過程中采用了以下方便操作的功能： 暖缸功能：紙機剛開機時，由于工藝需要，系統會自動進入暖缸程序（可選測是否暖缸），此時各段蒸汽壓力維持在0.1Mpa左右（可修改暖缸設定值），暖缸時間一般10～15分鐘。

　　自動排空功能：在紙機未進汽之前，烘缸中充滿空氣，當蒸汽過來后，由蒸汽趕著空氣直至排空，這一過程在有些紙機上時間太長。為了使暖缸迅速，軟件上設計自動排空功能，在自動排空期間，所有排水閥門全開，真空泵提前啟動，變被動排空為主動排空。

　　斷紙降溫功能：紙機斷紙時，點擊斷紙命令（或引入斷紙信號），系統進入斷紙處理程序。此時，各干燥段壓力調節閥全關，待各干燥段壓力低于斷紙設定值后，壓力調節控制壓力之穩定在對應的斷紙設定值。此程序可有效避免因斷紙發生后冷凝率忽然降低造成的烘缸壓力及缸表面溫度躍變，避免設備及干毯不必要的損失。該功能可分前后斷紙方式，處理方法不一樣。

　　六、 輔助措施及相關設備

　　1) 減溫減壓裝置及工作原理

　　減壓調節裝置：蒸汽減壓靠減壓閥和節流孔板實現，根據參數不同可串接二塊節流孔板。

　　減溫調節裝置：減溫水經過噴嘴霧化后，與高溫過熱蒸汽接觸，得到溫度平衡。霧化效果是減溫器使用的關鍵。

　　安全保護裝置：當二次蒸汽壓力超過規定值時，裝置上的安全閥自動打開，將部分蒸汽排向大氣，保護裝置根據參數不同可選沖量安全閥、彈簧安全閥、杠桿安全閥。

　　2) 高效閃蒸罐 當水和氣通過分離器中部的進口進入閃蒸罐后，根據比重的不同，重的水通過分離器的下部排水孔排處，輕的氣，則通過分離器的頂部排氣孔排出。

　　3) 水力噴射器

　　水力噴射器是一種具有抽真空、冷凝、排水等三種有效能的機械裝置。 它是利用一定壓力的水流通過對稱均布成一定傾斜度的噴咀噴出，聚合在一個焦點上。由于噴射水流速度很高，于是周圍形成負壓使器室內產生真空， 另外由于二次蒸汽與噴射水流直接接觸，進行熱交換，絕大部分的蒸汽冷凝成水,小量未被凝的蒸汽與不疑結的氣體亦由于與高速噴射的水流互相摩擦， 混合與擠壓，通過擴壓管被排除，使器室內形成更高的真空。

　　4) 表面冷凝器

　　表面冷凝器的工作原理：真空狀態下的二次蒸汽進入冷凝器板或管片內腔，在板或管片內經過數次迂回被冷凝成水，未凝結的不凝性氣體在上部被真空泵抽出，冷卻水通過分配器，在板或管片上形成液膜，沿板片自由降落到底部。

　　5) 其他

七、 產品特點及技術指標

　　產品特點： 充分排出冷凝水，熱能利用提高，成本下降 烘缸溫度曲線合理，產品質量提高 由于冷凝水充分排出，烘缸傳動電流負荷降低 具備不凝氣體排放通道 ，烘缸熱效應提高 制漿造紙工藝、計算機自動控制與熱工技術結合，使用功能齊備，操作簡單、方便 技術指標： 蒸汽消耗降低15~20％； 紙機產量相對提高10~15％； 成紙質量大幅度改善； 紙機傳動電耗得到降低； 紙機干燥部操作水平得到提高。