造紙網毯高壓洗滌設備的特點與選用

盛海鵬　李長國　張金亮

(1.河南大指造紙裝備集成工程有限公司，河南焦作，454950；

2.河南江河紙業股份有限公司，河南焦作，454950)

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造紙網毯高壓洗滌設備的特點與選用

盛海鵬1李長國1張金亮2

(1.河南大指造紙裝備集成工程有限公司，河南焦作，454950；

2.河南江河紙業股份有限公司，河南焦作，454950)

摘要：介紹了造紙網毯清潔的重要性及網毯洗滌原則,常用網毯高壓洗滌設備的特點,并對各設備的洗滌參數進行了對比。合理使用網毯高壓洗滌設備,可顯著提高網毯使用壽命、生產效率和降低成本,從而可提高經濟效益。

關鍵詞：膠黏物；洗滌原則；網毯洗滌設備；行走速度；有效洗滌

The Characteristics and Selection of Commonly Used High Pressure

隨著造紙工業發展進步，造紙機向著幅寬更寬、車速更快、能耗更低、對環境更加友好的方向發展,造紙的清潔生產尤為重要,其中網毯的清潔是影響紙張橫幅定量差、成紙品質的重要因素之一,因此,網毯的在線清潔是紙機清潔生產的重中之重。某些中小型紙機由于設備落后、清洗方法不當、清洗水水質差、水壓過高過低等原因,導致紙機的網毯清潔工作成為各紙機生產線最為頭痛的環節之一。

1膠黏物對網毯的影響

造紙生產向著降低成本、低新鮮水用量的方向發展,隨著回用漿的使用及白水的封閉循環程度提高,使得膠黏物在造紙系統中的影響越來越嚴重,漿料中的膠黏物對造紙過程及產品質量造成危害,如膠黏物沉積到成形網、壓榨毛布、烘缸、壓光機等部位,造成紙張塵埃、黑斑、孔洞等紙病,甚至造成斷紙,影響正常生產運行，因此,需要定期清洗造紙網毯,去除膠黏物[1-3]。

2網毯洗滌原則

網毯每運行一周,噴水管移動的距離等于噴嘴所清洗的直徑,噴水管移動到相臨噴嘴初始位置時,網毯被全面清洗一次。

由網毯洗滌原則可以看出洗滌設備的行走速度是清洗效果的關鍵因素之一。洗滌設備的行走速度由紙機車速、噴嘴孔徑(洗滌范圍)和網毯長度所決定,行走速度隨紙機車速的變化而變化。當紙機車速變化較大時,有必要調整行走速度,使之與車速匹配。一般來說,如果車速變化范圍超過20%,就必須調整行走速度[4]。

圖1　往復式噴水管

圖2　往復式噴水管在成形網上的使用效果

圖3　往復式噴水管在毛毯上的使用效果

例如，網毯寬4200 mm，長32000 mm；車速800 m/min；噴嘴清洗區域寬度2 mm;則網毯運行一周的時間：32000÷1000÷800=0.04 min；清洗裝置行走速度：2÷0.04=50 mm/min。

3常用高壓洗滌設備的結構與特點

3.1往復式噴水管

造紙機較為普遍使用的洗滌設備是電動往復式噴水管(見圖1),又稱步進式往復噴水管。在紙機橫幅方向,噴嘴間隔約100 mm,若網毯寬4200 mm,共需要43個高壓噴嘴,通常紙機生產線為保證清洗均勻,將噴水管的行程設置為噴嘴間距的兩倍,這樣可以形成雙重覆蓋,如其中一個噴嘴堵塞,仍可保證完全覆蓋[4]。該洗滌方式實際是對網毯進行“分段”洗滌,但網毯操作側和傳動側兩側在100 mm區域范圍的清洗與其他區域相比是不均勻的。當有兩個或兩個以上噴嘴發生堵塞、散花時,網毯洗滌將出現嚴重不均勻現象。因此該洗滌設備缺點明顯，無法保證每一個噴嘴的絕對一致性,即無法保證相臨噴嘴間距洗滌效果的一致；無法做到行程絕對等于相臨噴嘴間距,即行程大于相臨噴嘴間距時有重復洗滌部分,行程小于相臨噴嘴間距時有未洗滌部分；噴嘴發生堵塞的幾率較大,無法對堵塞噴嘴進行在線疏通或更換。該洗滌設備清洗網毯可能會產生縱向條紋印跡，導致網毯在橫向產生脫水不均勻,造成紙張橫向定量、水分偏差。圖2為該洗滌設備在成形網上的使用效果，圖3為該洗滌設備在毛毯上的使用效果。

3.2循環式高壓洗滌器

圖4　循環式高壓洗滌器

循環式高壓洗滌器(專利技術：自動全幅循環式高壓洗滌器ZL200620029891.4,見圖4)分為兩組清洗裝置,每組清洗裝置安裝有3個噴嘴，孔徑為0.8 mm,正常工作時,一組清洗裝置由網毯操作側向傳動側運行,另一組由傳動側向操作側運行,進行全幅洗滌。行走速度可通過洗滌原則計算出來,通過變頻器與紙機控制系統相連,可根據車速變化實現自動控制。

完成整個幅面一次有效洗滌周期的時間為：4200÷50÷2=42 min。

與往復式噴水管相比，循環式高壓洗滌器有以下優點：①由PLC和變頻器控制,滿足洗滌原則；②將傳統的“分段”洗滌改進為全幅的循環洗滌,保證洗滌橫幅效果的一致性；③改善紙幅橫向定量、水分；④網毯使用壽命延長15%以上；⑤降低水的消耗；⑥降低能耗,水量的減少使得高壓泵的負荷和使用數量減少,可以大幅降低電能消耗；⑦可在線疏通或更換噴嘴。

在壓榨部使用循環式高壓洗滌器應注意的是在高壓水之后必須有低壓噴水,以整理、潤滑毛毯表面,消除高壓水痕,減少毛布真空箱對毛毯的損傷,延長毛毯使用壽命[5]。

循環式高壓洗滌器最大的缺點是每清洗一遍間隔時間較長,在一定程度上降低了網毯清潔度的均勻性。另外由于采用開放式的鏈條傳動結構,在漿的清潔度不高時容易產生傳動故障。

3.3S-Cleaner-Ⅰ循環式高壓洗滌器

S-Cleaner-Ⅰ循環式高壓洗滌器是3.2介紹的循環式高壓洗滌器的升級版(見圖5),除具有原循環高壓洗滌器的優點外,設備上蓋采用密封設計,可將兩組清洗裝置在設備兩側伸出,并將噴嘴安裝在折彎管上,這樣不但防止漿團等雜物掉落到設備內部,而且可以根據現場網毯走向改變折彎管的角度和長度,以適應實際的安裝位置,確保了行走鏈條的垂直安裝,并設計安裝有摩擦式扭力限制器,從而降低了設備故障率。

圖5　S-Cleaner-Ⅰ循環式高壓洗滌器

3.4S-Cleaner-Ⅱ循環式高壓洗滌器

由上文舉例計算可以得知,當網毯長度、紙機運行車速、噴嘴清洗區域寬度這3個因素確定后,上述3種網毯洗滌器清洗裝置的行走速度都是相同的。在網毯長度、紙機運行車速不能改變的情況下,既能滿足洗滌原則,又能加快清洗裝置行走速度,縮短單次有效洗滌周期是提高洗滌器洗滌效果的關鍵。

S-Cleaner-Ⅱ循環式高壓洗滌器(見圖6),清洗裝置采用6個高壓噴嘴特殊排列,使其在網毯橫向形成12 mm 的清洗區域。清洗裝置可以在鏈條的驅動下從操作側到傳動側全幅移動,然后返回操作側,如此循環往復。該設備本體采用密封設計,單側清洗,既節省空間,又保證了傳動系統的清潔；清洗裝置可通過旋轉角度,以達到最佳清洗位置；清洗裝置設計有防刮網護罩,防止在換網毯或突發事件中,噴嘴頭刮傷網毯；在設備進水口前設計安裝水過濾器,可確保在水質較差時,避免堵塞噴嘴。

圖6　S-Cleaner-Ⅱ循環式高壓洗滌器

S-Cleaner-Ⅱ循環式高壓洗滌器清洗裝置行走速度計算：12÷0.04=300 mm/min。

S-Cleaner-Ⅱ循環式高壓洗滌器完成單次有效洗滌周期計算：4200÷300=14 min。

而S-Cleaner-Ⅰ循環高壓洗滌器、完成單次有效洗滌周期計算為：4200÷2÷50=42 min。

S-Cleaner-Ⅱ高壓洗滌器清洗裝置行走速度是前3種洗滌器的6倍；S-Cleaner-Ⅱ高壓洗滌器完成單次有效洗滌周期是循環高壓洗滌器、S-Cleaner-Ⅰ高壓洗滌器的1/3；與S-Cleaner-Ⅰ高壓洗滌器相比在耗水量同樣的情況下,S-Cleaner-Ⅱ高壓洗滌器的洗滌效果更佳。

3.5國內外其他先進網毯洗滌設備

在解決網毯洗滌問題上,國內外有許多在線洗滌的先進設備,結構不同,各有優缺點。圖7是旋轉式超高壓洗滌器,其工作壓力為10～15 MPa；噴嘴孔徑為0.2 mm。其優點是：結構合理,洗滌效果好。缺點是：對清洗水的水質、水壓要求非常高； 需要有專用的超高壓水保障系統,因此設備投資費用大,綜合能耗高；此外,超高壓力會造成網毯使用壽命縮短。

圖7　旋轉式超高壓洗滌器

4常用網毯洗滌設備對比

常用網毯洗滌設備對比見表1。

5結語

紙機在線清洗系統的網毯高壓洗滌設備雖屬于紙機的附屬部件,但卻是紙機正常運行和保證產品質量必不可少的組成部分,可顯著提高網毯的使用壽命、生產效率和降低生產成本,從而可提高企業經濟效益。

表1　常用網毯洗滌設備對比

無論選擇何種洗滌設備,都應該遵循以下原則：①洗滌設備滿足洗滌原則,達到均勻的洗滌效果；②洗滌時注意洗滌壓力的控制，新網毯使用初期,洗滌壓力一般為正常工作壓力的60%～70%；洗滌壓力控制的目的是既要達到理想的洗滌效果,又要避免對網毯的傷害,尤其是對毛布的傷害；③耗水量低,對水質要求不能太苛刻,最好能使用二次水洗滌；④洗滌設備的噴嘴能夠在線進行疏通或更換；⑤洗滌設備及其配套設備綜合的耗電量低；⑥可以接受的綜合投資。

參考文獻

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Lascar A, Peter Ma, Pat Mc Enroe. 膠黏物去除的新挑戰[J]. 中國造紙, 2010, 29(增刊)： 166.

[2]WANG Hai-yi, LI Hong-bin, SHEN Zhao-bang, et al. The Detrimental Effect and Solution Methods of Stickies in Deinking[J]. China Pulp & Paper, 2004, 23(10): 58.

王海毅, 李紅斌, 沈兆邦, 等. 脫墨漿中膠黏物的危害及解決方法[J]. 中國造紙, 2004, 23(10)： 58.

[3]LIN Yue-chun. Hazards of stickies and the new technology for its removing and controlling[J]. China Pulp & Paper Industry, 2001, 22(8): 24.

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[4]SUN Lai-hong.On-line Cleaning Technologies for Modern High Speed Paper Machines[J].China Pulp & Paper, 2010, 29(Supplement): 57.

孫來鴻. 現代化高速紙機的在線清潔[J]. 中國造紙, 2010, 29(增刊)： 57.

[5]YANG Jin-gang, Wang Du-ze, SUN Ke. Cleaning of Felts for Paper Machines[J]. North Pulp & Paper, 1996(4): 53.

(責任編輯：董鳳霞)

Washing Equipment for Fabrics and Felts

SHENG Hai-peng1,*LI Chang-guo1ZHANG Jin-liang2

(1.He’nanDazhiPapermakingEquipmentandEngineeringCo.,Ltd.,Jiaozuo,He’nanProvince, 454950;

2.He’nanJianghePaperCo.,Ltd.,Jiaozuo,He’nanProvince, 454950)

(*E-mail: shpeng6711@163.com)

Abstract：The importance of cleaning the fabrics and felts, the law of cleaning and the characteristics of commonly used cleaning equipment for fabrics and felts in the papermaking industry were introduced. Then the parameters of different cleaning equipment were compared. Rational use of the cleaning equipment could significantly improve the service life of fabrics and felts, production efficiency and reduce production costs, thereby enhance the economic benefits.

Key words：stickies； the law of cleaning； cleaner for fabrics and felts； movement speed； effective cleaning

收稿日期：2015- 06-19(修改稿)

中圖分類號：TS734+.8

文獻標識碼：ADOI：10.11980/j.issn.0254- 508X.2015.12.010

作者簡介：盛海鵬先生，助理工程師；主要從事制漿造紙生產工藝研究、節能技術改進及造紙設備研發。