金陵機械-造紙機的真空系統(tǒng)
造紙機的輔助系統(tǒng)中,真空系統(tǒng)的能耗占了整個系統(tǒng)的30%~40%,有的甚至更高。
真空系統(tǒng)面臨的問題
造紙機輔助系統(tǒng)中,真空系統(tǒng)無論是在能源消耗,還是在設(shè)備投資方面都占據(jù)著極其重要的地位。
現(xiàn)代紙機其車速、定量變化范圍越來越大,紙種也是隨著市場變化而改變,真空系統(tǒng)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn):
?。?)真空系統(tǒng)必須精細化工作,以適應(yīng)紙張定量和車速的變化;
?。?)真空系統(tǒng)必須適應(yīng)造紙機成形網(wǎng)和毛毯的不同使用階段;
真空系統(tǒng)必須提供優(yōu)化的水電消耗,節(jié)約能源。
兩種真空系統(tǒng)的對比
水環(huán)真空泵真空系統(tǒng)
水環(huán)真空泵的原理這里不再贅述,很多資料都有介紹。造紙機真空系統(tǒng)如圖1 所示,在實際的設(shè)計過程中也由此衍生出其他一些真空系統(tǒng),但是其基本的核心沒有改變,主要包括汽水分離器、水環(huán)真空泵、真空泵水環(huán)水系統(tǒng)(真空泵水集池、自吸罐、冷卻塔等設(shè)備)。
變頻透平真空系統(tǒng)
透平真空泵工作原理:造紙機各真空抽吸點來的汽水混合物進入特殊的汽水分離器,液體以及流失的細小纖維通過氣水分離器下部安裝的泵抽出,氣體經(jīng)過濾器后進入透平式真空泵。氣體伴隨著透平式真空泵葉輪的旋轉(zhuǎn),進入到葉輪中間的孔眼,經(jīng)葉輪徑向旋轉(zhuǎn)加速和增壓。透平真空泵一般采用一臺多級透平真空泵和兩臺單級透平真空泵聯(lián)合使用,以滿足造紙機不同抽吸點的真空度需求。
透平真空泵應(yīng)用案例
選用透平真空泵總裝機容量1315kW,水環(huán)真空泵總裝機容量1830 kW,透平真空泵系統(tǒng)節(jié)約28%左右的裝機容量。究其原因主要在于透平真空泵有80%的超高效率,而傳統(tǒng)的水環(huán)真空泵只有40%~50%,甚至更低。
在造紙機運行階段,由于透平真空泵使用靈活,尤其是在生產(chǎn)低定量產(chǎn)品時,節(jié)能效果將更加明顯。另外一方面,透平真空泵系統(tǒng)無水環(huán)真空泵水環(huán)水系統(tǒng),進一步節(jié)省循環(huán)水泵和冷卻塔的電耗,本項目中水環(huán)水系統(tǒng)共計67.5kW。
水耗對比
水環(huán)真空泵的水環(huán)水循環(huán)使用,僅考慮電耗,不考慮補水;本項目改造之前水環(huán)真空泵均為皮帶傳動,填料密封水40 L·min-1 左右,透平真空泵潤滑油站冷卻水共計30~40 L·min-1,大型造紙機真空系統(tǒng)中,水環(huán)真空泵一般采用聯(lián)軸器傳動,也會需要潤滑油冷卻水,透平真空泵節(jié)水有優(yōu)勢。
設(shè)備布置以及土建費用
常規(guī)造紙機廠房設(shè)計中,濕部傳動側(cè)通常布置流送系統(tǒng)、真空系統(tǒng),管道密集,設(shè)備多,空間有限,尤其是采用復(fù)合壓榨的紙機,濕部傳動側(cè)空間進一
步被壓縮,設(shè)備布置非常緊湊,管道彎頭多,壓降損失大。透平真空泵系統(tǒng)采用一帶多的流程設(shè)計,減少管路長度,其設(shè)備數(shù)量較水環(huán)真空泵少50%,甚
至更多,布置靈活,可以布置到一樓,也可以布置到二樓樓面,大大減少真空系統(tǒng)占地空間。
(1) 這里僅考慮泵房的占地面積,不考慮水環(huán)真空泵系統(tǒng)前置分離器的占地面積,水環(huán)真空泵原來占地6.5 m×36 m,透平真空泵占地僅6.5 m×18 m,占地面積節(jié)約50%。
(2) 透平真空泵系統(tǒng)沒有水環(huán)水系統(tǒng),不需要水環(huán)真空泵系統(tǒng)的水環(huán)水收集池,僅設(shè)計施工透平真空泵和汽水分離器的設(shè)備基礎(chǔ),較水環(huán)真空泵系統(tǒng)減少約90% 的土建費用。
熱能回收
水環(huán)真空泵排氣由于品位低,基本沒有什么可以回收利用價值,大部分直接排空;而透平真空泵排氣溫度高(140℃左右),含濕量低,可以用于加熱濕
部吊頂送風(fēng),也可以加熱氣罩送風(fēng),電能轉(zhuǎn)化成熱能,提高電能利用效率,以達到節(jié)能降耗的目的。
透平真空系統(tǒng)具有節(jié)水、節(jié)電、節(jié)地的特點。
在項目改造過程中,部分企業(yè)主懷疑其實際使用效果,建議壓榨部先采用透平風(fēng)機,因為壓榨部脫水遠遠小于網(wǎng)部脫水。長期以來,水環(huán)真空泵以成熟
可靠作為造紙真空系統(tǒng)的選擇,然而在國家大力推進節(jié)能減排的國家戰(zhàn)略面前,企業(yè)也必須做出改變,透平真空泵價格和維護費用使很多企業(yè)望而卻