透平真空设备在造纸行业应用
透平真空设备在造纸行业应用
透平真空设备在造纸行业应用Prepared on 22 November 2020造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较和风机是现代造纸中最常见的两种真空发生设备，通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点，总结两者的优点和缺点，希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。
1、前言水环是造纸真空系统最普遍使用的设备，为造纸行业技术人员所熟知。
而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚，从2007 年才开始正式有投入使用，造纸行业的相关技术人员了解甚少，常被视为是“新技术”。
事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近，在造纸行业中使用都有较长的历史。
两者各有优劣，不能相互取代，故一直在造纸行业共存，在现有的技术条件下，水环真空泵更具优势，仍占据市场主导地位。
2、发展历史的比较水环真空泵分别于1903 年由人Houis Nash和1905 年由在相互不了解的情况下发明出来。
现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种，其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造，CBF 系列平板泵由于1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。
水环真空泵在造纸真空系统有超过80 年的应用历史，世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。
现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。
透平风机同样出现在20 世纪初，最初作为使用。
1900 年由拉托厂首先制造出第一台。
的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机，是最早生产透平真空风机的厂家之一，2001 年苏尔寿公司并入曼集国，组建成现在的曼透平公司。
曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家，该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60 年的应用历史，主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机。
真空泵在造纸行业应用
真空泵在造纸行业具体应用如下：1 ：黑液蒸发在纸浆厂中的黑液蒸发器，用来浓缩在纸浆清洗工艺中产生的黑液，以便于这些液体可以在回收炉收回化学药剂，在纸浆生产中重新利用。
2 ：粗浆洗浆机在漂白或其它原料准备工作之前，粗浆洗浆机从造纸原料中去除纸浆化学物质（“黑液”）。
粗浆洗浆机为典型的水平转鼓过滤机。
鼓形内腔可以产生真空。
当转鼓在原料浆中旋转时，真空可以使原料黏着在转鼓外表面，并帮助从原料中去除（清洗）黑液。
3 石灰泥浆和过滤器在纸浆厂中的石灰泥浆过滤机，用来回收白水澄清过程中的石灰。
和粗浆洗浆机类似，石灰泥浆过滤器为典型的水平转鼓过滤机。
转鼓内侧可以产生真空。
当转鼓在石灰泥浆中旋转时，转鼓外表面形成一个石灰饼。
然后将其刮去，并在对白水工艺的时候重新利用。
4 沉淀物过滤器在纸浆厂中沉淀物过滤机，用来过滤“绿液”中的不燃烧悬浮颗粒、为充分燃烧的碳颗粒、含铁化合物和难溶性炉体碎片岢化之前进行去除。
沉淀物过滤器为典型的水平转鼓过滤机。
转鼓内侧可以产生真空，用来提取来自于绿液的颗粒。
5 真空脱水机脱水机用来在原料准备阶段进行脱水，以提高原料浓度。
脱水机为典型的水平转鼓过滤机，用来从纸浆中按比例脱水，以增加原料浓度。
6 原料和白水除气系统原料和白水除气系统在原料准备阶段使用，用来在原料进入调浆箱之前去除原料携带空气或来自于稀释水的空气。
原料和白水除气系统是非常重要的，因为从造纸原料中去除空气，而这些空气可以导致纸张上出现针孔，而且极大的影响印刷质量、机械特性和总体质量。
这个除气系统为典型的两级真空系统：一级真空泵进口处原料沸点（27-28 in. HgV），二级真空泵进口压力压缩比4：1。
在除气容器和一级真空泵之间很典型的采用预冷凝器，并且两级真空泵之间要求安装一个小型的级间分离器。
真空泵都采用标准材料。
7 调浆箱压缩机/真空泵调浆箱压缩机/真空泵应用于“加气垫”的调浆箱内，用来在调浆箱原料水平（或“原料池”）以上产生一个压力/真空，最大限度的控制原料排放速度（“喷射” 速度）。
造纸真空系统中两种常见的真空设备
造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较来源:广东省佛山水泵厂有限公司作者:陈首挺水环真空泵和透平风机是现代造纸真空系统中最常见的两种真空发生设备，通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点，总结两者的优点和缺点，希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。
1、前言水环真空泵是造纸真空系统最普遍使用的设备，为造纸行业技术人员所熟知。
而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚，从2007 年才开始正式有投入使用，造纸行业的相关技术人员了解甚少，常被视为是“新技术”。
事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近，在造纸行业中使用都有较长的历史。
两者各有优劣，不能相互取代，故一直在造纸行业共存，在现有的技术条件下，水环真空泵更具优势，仍占据市场主导地位。
2、发展历史的比较水环真空泵分别于1903 年由美国人Houis Nash和1905 年由西门子公司在相互不了解的情况下发明出来。
现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种，其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造，CBF 系列平板泵由广东省佛山水泵厂有限公司于1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。
水环真空泵在造纸真空系统有超过80 年的应用历史，世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。
现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。
透平风机同样出现在20 世纪初，最初作为压缩机使用。
1900 年由法国拉托厂首先制造出第一台透平压缩机。
瑞士的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机，是最早生产透平真空风机的厂家之一，2001 年苏尔寿公司并入德国曼集国，组建成现在的曼透平公司。
曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家，该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60 年的应用历史，主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机。
透平式真空泵在现代纸机上的应用
透平式真空泵在现代纸机上的应用1工作原理透平式真空泵一般分为多级闭式离心风机和单级开式离心风机，都是利用其装在外壳和扩散系统内的多级叶轮来形成真空。
以MAN公司的透平式真空泵为例，随着叶轮的旋转，空气进入到叶轮中间的孔眼，沿径向外移过程中被加速与增压，然后第二级叶轮又加速第一级来的空气，并接着到第三级和第四级，从而产生真空。
空气从各个不同级吸入，并产生不同真空度，以适应纸机真空系统的需要。
所示是一台多级透平式真空泵的简单原理图。
所示是一台单级透平式真空泵的简单原理图。
多级透平式真空泵原理图无论是多级闭式还是单级开式作为真空泵使用时，都具有抽吸量大、真空度水平稳定等特点。
但是当真空度高、可供抽吸的空气量越来越少时，常会出现空气回流、浪涌现象，这时被加速后的热空气回流到吸气口，进气管会发热，将严重破坏真空度的稳定性，因此每台透平式真空泵的入口都装有防浪涌阀。
当真空度较高、抽吸量不足时，防浪涌阀会根据透平式真空泵的有效功率自动打开，增加空气流量来防止浪涌现象的发生，使得设备功率消耗以及需要的真空度平稳。
单级透平式真空泵原评润滑油系统润滑油系统山油筘、主辅油泵、油冷却器、油过滤器、溢流阀、电加热器和单向阀组成，与润滑油菅道集装在公用底座上。
润滑油主油泵为机械油泵，安装在齿轮箱的输入轴上。
辅助油泵为电动油泵，位于主电机K方，在主机启停和主油泵欠Ik时运行。
主辅油泵以l力联锁，为主机安全运行提供保障。
油冷却器选用列管式水冷，通过调节冷却水量保证轴承进油温度。
3控制系统透平式真空泵转速较高，M于较精密的旋转机械。
为了确保机组安全可靠运行，配备了完善的检测控制系统，包括：气液分离器液位检测、报警、联锁主机；各抽吸点真空度检测、报警、联动防喘旁通阀；各轴承温度点检测、报警；速转子振动检测、报警；润滑油温度、油压检测、报警、联锁主机；主机电流显示报警、联锁主机；叫实现与DCS通讯和交互操作。
对主要的参数还设置了实时肼线和历史曲线、报警记录，以供事后查询及故障诊断。
纸机真空系统现状及磁悬浮透平真空泵的应用
摘要：介绍了造纸生产线真空系统设备的应用现状，分析了磁悬浮透平真空泵这一新设备的磁悬浮轴承技术、工作原理和控制原理。
并通过公司一条生产线的改造实例，从生产相关统计数据分析了磁悬浮透平真空泵的节能情况，总结了纸机真空系统使用磁悬浮透平真空泵的意义。
关键词：真空系统；真空设备；透平真空泵；磁悬浮Abstract: The paper introduces the application st at us of vacuu m system equipment i n paper production line, and analyzes the magnetic bearing technology, working principle and control principle of the magnetic levitation turbine vacuum pump. Through an example of a production line, the paper analyzes the energy-saving situation of the magnetic levitation turbine vacuum pump, and summarizes the significance of using the magnetic levitation turbine vacuum pump in the paper machine.Key words: vacuum system; vacuum equipment; turbine vacuum pump; magnetic levitation纸机真空系统现状及磁悬浮透平真空泵的应用⊙ 戴乐玉（民丰特种纸股份有限公司，浙江嘉兴 314000）The Present Situation of Paper Machine Vacuum System and the Application of Magnetic Levitation Turbine Vacuum Pump⊙ Dai Leyu (Minfeng Special Paper Company Limited, Jiaxing, Zhejiang 314000, China)戴乐玉 先生工程师，海盐分公司副总经理，设备能源部经理；研究方向：自动化控制、设备管理。
透平真空系统在纸机上的应用
叶轮 时流体 冲击 叶轮 ， 推 动 叶轮 转 动 ， 从 而 驱 动 透
平 轴旋转 ， 输 出机械 功 。 我公 司有 ４条生产线已经成功引进并投入使用
触 摸屏 在生 产现 场 ， 对 透 平 真 空 泵操 作 简单 方 便 ，
监 视直 观 。
图 １ 触 摸 屏 操 作 界 面
以我公 司 Ｐ Ｍ１ ５ 机 为例 ， 两 台真 卒透 平机控 制 系统 使用 ～ 台西 门子 ３ ０ ０ Ｐ Ｉ Ｃ作 为 控 制 器 和 西 门 子 触摸 屏作 为操 作界 面 、 两 台施 耐 德 ＡＴ Ｖ６ １变频 器 来控 制 电机 ， 通过 Ｐ ｒ ｏ ｆ ｉ ｂ ｕ ｓ网络进 行通 信 ， 操 作
透 平 真 空 系 统 在 纸 机 上 的 应 用
・
设 备 使用 ・
透 平 真 空 系统 在 纸 机 上 的 应 用
高 仲 龙
（ ！ Ｈ ： 丹 江 恒 丰纸 业 股 份 有 限 公 司 ． 黑龙汀 牡丹江 １ ５ ７ ０ １ ３ ）
［ 摘 要 ］ 介 绍 了真 空透 平 系统操作 界 面和 参数 画 面， 以及 造成 连锁停 机 的主要 原 因， 通 过在 纸机 上
电流 值超过 额定 电流时 会产 生过 流报 警 ， 操 作 员可
以在 不影 响真 空度 的情 况下适 当地降 低频 率给 定 ， 过 流造 成 的连 锁停 机 延 时 时 间 为 ９ ５秒 ， 所 以在 报 警 时 间超 过 ９ ５秒会 造成 停机 。
３ 节能效 果
该 项 目改 造 利 用 ２台 装 机 功 率 为 ， １ ２ ０ ｋ Ｗ 的 透
收 稿 日期 ： ２ ０ ｌ ７ 一（ ） ４ ０ ８ ３３ —
一
造纸业能耗与当今可推广的先进节能技术与装备(续)
５ ． ２ 蒸汽 分配 系统 可采 用 的有效 节能技 术 （ １ ） 蒸 汽分 配控 制 因制 浆造 纸生 产过程 变 化导致 蒸 汽实 际需量 的 波动 是经 常性 的 。采用 现代 控制 手段 能很好 地控 制
水环式 透平式
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辆 １ Ｏ 静
Ｏ
蒸汽流系统 ， 确保动态供需平衡 ， ． ２ 改善 泵 系统能 效 的有 效技术 方 法 系统 方法 ： 在运 行过程 中 ， 采用较 好 的泵能效 测 量， 千方 百计设 法减 少泵送 阻力 ， 升级 优化 系统 。 减少 泵送 阻力 与检查 ： 主要 包括 泵送 管道尺 寸 、 管道 表 面涂层 、 可调 的流 速流量 与压 力等 。 加 强泵 系 统 维护 ： 包 括 磨损 环 和 叶轮 的及 时 更
依靠可视烟气泄漏探测仪跟踪 ， 控制减少烟气
排量 ， 从 而减少 热 量损失 ， 可 节约 ２— ５ ％ 能源 。
图２ ０ 多 级 透 平 式 真 空泵 工 作 原 理 图
（ ３ ） 隔热保 温 的改进
利 用先 进 有 效 的保 温 材料 和保 温方 式 ， 可节 约
１ ％能 源 。
以 国 内某 大 型造纸 企业 为例 ： 纸 机 车速 ２ ０ ０ ０ ｍ ／
汽 回收器可节能 ， 约１ ０ ％ 以上 ， 同时改善用汽可靠 性。采用超声波探测器和红外温度仪结合进行跟踪
监测 ， 加 强蒸 汽分 配 系统及 回收装置 的维 护 ， 通 常可
ｍ ｉ ｎ 、 幅宽 １ ０ ． ２ ｍ， ３ 台 透 平 式 真 空 泵 功 率 为 ４ ６ ８ ６ ． ２ ｋ Ｗ（ 原水环真空泵设计功率为 ８ ３ ６ ６ ． ２ ｋ Ｗ） ，
２ ７ ０万欧元 ， 产生了 ２ ５ ０万 欧元 的蒸 汽节 能 收 益 ， 蒸 汽节 能项 目实 施 的投资 回收 期为 １ ． ６年 。
透平机及工作原理
透平机及工作原理透平机是一种常见的能量转换装置，广泛应用于工业、航空、能源等领域。
本文将详细介绍透平机的工作原理、结构组成和应用领域。
一、工作原理透平机是通过流体的动力将机械能转化为电能或者其他形式的能量。
其工作原理基于流体动力学和热力学原理。
透平机的工作过程可以分为压缩、燃烧、膨胀和排气四个阶段。
首先，流体（如空气或者气体）被压缩到高压状态，然后在燃烧室中与燃料混合并燃烧，产生高温高压的气体。
接下来，气体通过透平机的透平叶片，气体的压力和温度下降，同时使叶片转动，将气体的动能转化为机械能。
最后，气体被排出系统，完成一个工作循环。
透平机的工作原理可以用热力学循环来描述，常见的有布雷顿循环和卡诺循环。
布雷顿循环是透平机最常用的循环，其基本原理是利用燃料的燃烧产生高温高压气体，驱动透平叶片旋转，然后通过冷却和排气使气体回到低温低压状态，完成一个工作循环。
二、结构组成透平机的主要组成部份包括压气机、燃烧室、透平和排气系统。
1. 压气机：压气机负责将流体压缩到高压状态，通常由多级叶轮组成。
每级叶轮都有一系列的叶片，通过旋转将流体压缩，并将其送入燃烧室。
2. 燃烧室：燃烧室是透平机中的关键部份，用于将燃料与压缩空气混合并燃烧，产生高温高压气体。
燃烧室通常由燃烧器、燃料喷嘴和点火系统组成。
3. 透平：透平是透平机的核心部件，负责将高温高压气体的动能转化为机械能。
透平通常由一系列的透平叶片组成，当气体通过透平叶片时，叶片受到气体的冲击力而转动。
4. 排气系统：排气系统用于将透平工作后的低压气体排出系统。
排气系统通常包括排气管道和排气阀。
三、应用领域透平机广泛应用于各个领域，包括以下几个方面：1. 能源领域：透平机在发电厂中被广泛应用，用于驱动发机电产生电能。
透平机可以使用不同的能源，如燃气、蒸汽和水力等。
2. 航空领域：透平机是喷气发动机的核心部件，用于提供推力以推动飞机。
透平机在航空领域的应用使得飞机具有更高的速度和更大的载荷能力。
磁悬浮透平真空泵在造纸厂纸机真空系统的应用
磁悬浮透平真空泵在造纸厂纸机真空系统的应用摘要：真空泵作为造纸厂中纸机真空系统中的关键设备，本文通过比较水环真空泵、透平真空泵和磁悬浮透平真空泵的工作原理、运行特点，结合工程案例，介绍了磁悬浮透平真空泵在造纸厂中的应用前景。
关键词：磁悬浮透平真空泵造纸应用前景引言：造纸是我国的传统工业，也是能耗和污染排放的重点监控行业。
造纸生产过程的本质是对纸张进行大量脱水的操作过程，主要分为网部、压榨部、干燥部三个操作单元，纸页中98~99%的水分经过网部和压榨部的机械作用被脱除掉，其余通过干燥部脱除到纸页所需的含水量。
为网部和压榨部脱水提供真空负压环境的真空泵系统，其电耗约占纸机总能耗（电耗、蒸汽消耗）的12%~20%左右，占总生产成本的3%~6%，因此，纸机真空泵系统的节能改造对降低单位产品的能耗具有重要意义。
1.造纸厂常用真空泵的工作原理分析1.1 水环真空泵在过去很长时间内，水环泵都是纸机配备真空系统的主要选择。
现在世界上仍有90%以上的纸机使用水环泵。
水环泵是一种正排气式泵。
它通过在一个圆筒形壳体内不停地回转偏心叶轮的方式压缩空气。
液体（通常为水）被灌入泵内，经离心加速，在壳体内侧形成一个移动的圆柱环。
此液环在叶轮与叶片之间构成一系列密封空间，形成压缩腔。
介于叶轮旋转轴和壳体几何轴之间的偏心距，使得压缩腔体积循环变化。
气体，常常为空气，通过壳体末端的一个入口被抽进泵中。
这些气体被液环与叶片间形成的压缩腔捕获。
由于叶轮旋转，压缩腔体积减小，气体被压缩，并最终从壳体另一端的出口排出。
气体不停地从入口抽入，经出口排出，这就构成了对连接入口那端的空间/介质进行抽真空的过程。
1.2单/多级透平真空泵透平机（turbine）就是涡轮机的音译，具有叶片的动力式流体机械。
透平机的最大特点就是装有叶片的转子做高速旋转运动，叶片与空气之间产生互相作用，达到抽取空气形成真空的目的。
1.3磁悬浮透平真空泵磁悬浮透平真空泵是将磁悬浮轴承技术、高速电机技术、变频控制技术融入传统透平真空泵中形成的一种高效、节能、环保的新型透平真空泵。
制浆造纸第三代真空系统技术—芬兰兰泰克Ecopump 变速透平机
简单说来，造纸就是一个脱水过程，因为从纸浆到最终的纸或纸板，含水量从99％减少到约10％。
真空系统在造纸脱水中扮演着重要角色，如排水、纸幅处理、毛布洗涤等。
正因如此，真空的产生和供给在纸浆、纸和纸板生产中都非常关键。
纸机上与真空相关的设备，如吸水箱、抽吸辊等，均需要不同的真空度和流量。
另外，同一台纸机在所生产的纸张定量或是纸机织物类型、使用天数等工艺状况发生变化时，真空度和抽气量都会随之发生变化。
一台现代化的纸机，抽真空所需电耗占整台纸机全部电耗的15％～30％。
一个高效的纸机真空系统需要达到以下要求：● 能够适应生产状况的变化；● 能够灵活工作，并能随时达到供需平衡；制浆造纸第三代真空系统技术—芬兰兰泰克Ecopump变速透平机2016年4月19-21日，“中芬纸机真空系统节能与优化论坛”在江苏常熟理文铂尔曼酒店及上海国际会议中心成功举办。
芬兰兰泰克系统有限公司CEO Jukka Lehto先生和中国总裁杨凤辉先生在论坛上介绍了Ecopump真空系统节能与优化技术的优势和成功案例。
Ecopump变速透平机技术可比水环泵和定速透平机技术节能30％～70％，与水环泵相比无需水环。
纸机真空系统发展历程new Products/technology新产品 新技术54NO.5 2016CHINA PAPER NEWSLETTERS . All Rights Reserved.new Products/technology新产品 新技术●低故障，可信赖，改造及维护停机时间尽可能短纸机真空系统技术发展历程（1）纸机第一代真空系统技术——水环泵技术水环泵技术发明于120多年前，现在全球仍有90％以上的纸机使用该技术。
（2）纸机第二代真空系统技术——透平机技术透平机技术发明于20世纪40年代，与水环泵技术相比，透平机技术汽水分离充分，无需水环，抽真空效率要高20％～30％。
依据抽真空级数，市场上的第二代真空系统技术又可分为单级透平机和多级透平机。
造纸厂设备
造纸厂设备
在当今社会，纸张作为一个重要的生产物品广泛应用于日常生活和商业领域。
而造纸厂是制造纸张的工厂，其设备是保证生产效率和纸张质量的关键。
本文将介绍造纸厂中常见的设备并探讨其功能和重要性。
1. 张浆系统
张浆系统是造纸厂的重要组成部分，它主要负责将纤维原料制成浆料。
这个过程包括打浆、筛选、清洁、分散等步骤。
张浆系统的设计和运行直接影响着后续纸张的质量和生产效率。
2. 真空吸附机
真空吸附机是用来除去浆料中的水分，使纤维在网纸机上形成纸张。
它通过产生负压来吸附水分，加速纸张的形成和固化过程。
真空吸附机在造纸过程中发挥着关键作用。
3. 网纸机
网纸机是用来形成和压制纸张的设备，其原理是在网纸机上产生质量均匀的纸浆薄片，通过挤压、加热、烘干等过程形成最终的纸张。
网纸机的性能直接决定着纸张的质量和生产速度。
4. 压光机
压光机是用来提高纸张光泽度和表面平整度的设备。
它通过在纸张表面施加压力和热压处理，使纸张表面更加光滑细腻，提高印刷效果和品质。
5. 切纸机
切纸机是将成卷的纸张切割成适合市场销售和使用的规格和尺寸的设备。
切纸机在造纸厂最后一道工序，负责将纸张成品分切成不同规格的纸张，以满足不同客户的需求。
结论
造纸厂设备是保障纸张生产的关键，不同设备在整个造纸生产链中扮演着重要角色。
只有优质的设备和精准的操作，才能生产出高质量的纸张产品，满足社会各方面的需求。
制造纸张是一项复杂的工艺，需要不同设备各司其职，共同努力实现高效生产和优质产品。
透平机在造纸真空系统中的运用思考
透平机在造纸真空系统中的运用思考摘要：透平机指的是把流体工质内包含的能量转变成机器功的一项机器，被称之为涡轮机。
该项机器设备工作条件与所用工质有着诸多的差别存在，结构形式呈现出了多样化特征，不过操作原理相同。
转子是透平机的一项基本部件，通常被装设到透平轴内，有着均匀排列的叶片，流体所具能量在流动内发挥出转换效果，流经叶轮以后对叶轮产生一定的冲击力，促使叶轮良好运行，加快透平机旋转进程。
在本篇文章中，主要论述了透平机在造纸真空系统内的具体应用情况，进而实现节能目标。
关键词：透平机；造纸真空系统；应用思考透平机是一种特殊的离心抽风机，包含了多级闭式离心机和单机开式离心机。
主要是根据装设在外壳和扩散系统中的多级叶轮形成真空。
在叶轮断旋转的过程中，空气进入了叶轮内的孔眼，逐渐朝着外部移动，然后加快速度，第二级别叶轮又加速第一轮来的空气，紧接着第三极和第四级，最终形成了真空空气在各项不同级吸入，产生不同真空度，进而满足造纸真空系统的运行需求。
不管是多级闭机还是单机开式机，当成真空泵应用期间都有着水平稳定和抽吸量大的特征，不过在真空高、可以供抽吸的空气量非常少时，经常发生浪涌现象，被加速以后的热空气回流到吸气口，进气管逐渐发热，对真空度的稳定性产生了不良的影响。
所以必须将防浪涌阀安装到透平机入口。
该项设备结合透屏机的功率自动开启，通过增加气流量的方式，避免产生不良的浪涌现象，减少设备功率消耗，确保真空度的稳定性。
1、透平机概念透平机称之为涡轮风机。
通常情况下，主要是以离心风机为主，透平机是利用输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械，它是一种从动的流体机械。
离心机在工厂、排尘和冷却等环节中得到了普遍应用。
比如锅炉和工业炉窑的通风和引风、空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风、谷物的烘干和选送、风洞风游和气垫船的充气和推进等，特别是在造纸行业中应用极为广泛。
可调节导叶角度的悬臂式高速离心风机主要包含了蜗壳、叶轮和由电机带动旋转的传动轴，将叶轮安装在蜗壳内，叶轮与传动轴连接并由传动轴带动旋转，蜗壳上安装有可调节角度的预旋器，预旋器涉及到了驱动装置、旋转座、内圈和可旋转的外圈，驱动装置连接有安装在外圈上的第一杆件，外圈上安装有与旋转座连接的第二杆件，内圈与外圈均与叶轮同轴，内圈与外圈全部安装在叶轮前方的进风口处，旋转座上连接有导叶并带动导叶旋转，旋转座和导叶均安装在内圈上。
造纸企业的节约用能与降低碳排放的措施
造纸企业的节约用能与降低碳排放的措施摘要：通过对我国造纸行业的纸张与纸板生产以及市场消费情况进行分析，对行业的发展情况以及我国当前对于节能减排的政策、战略布局进行了全面研究后，结合我国造纸企业当前的生产实际情况，就能够相对全面地了解当前我国造纸企业在企业碳排放控制上的情况、需要克服的问题以及存在的不足等等，并提出针对性的技术方向建议，试图帮助我国造纸企业在未来艰巨的碳减排任务面前，依然保留足够的市场竞争力，甚至还能够以此作为实现新发展的跳板。
关键词：能源节约;碳排放降低;造纸企业1.造纸行业的碳排放优化路径1.1 废纸制浆技术利用废纸制浆既能解决木材原料匮乏的问题，还能有效减少生产成本，保障企业经济效益。
相对于传统的碱法制浆，废纸制浆的工艺较为简单，设备投资费用低，排放的污染物较少。
随着废纸制浆造纸技术的不断发展，废纸浆的使用范围不断扩大，需求量也不断增加，提高废纸回收率对我国造纸行业节能减排具有重大意义。
1.2 制浆造纸中的余热回收利用制浆造纸工艺中的蒸煮、碱炉焚烧、干燥等流程会产生大量余热，可以通过余热回收利用技术对产生的热量进行回收利用[1]。
常用的余热回收技术包括热泵干燥技术、预热机械浆的热能回收技术、间歇蒸煮喷放热能回收技术、纸机干燥部废气热回收技术、烟道气热回收技术等1.3碱回收技术碱回收是制浆厂用于处理黑液的方法。
碱回收过程可以进一步处理黑液，减少污染物排放量，还能回收生产过程中使用的碱，从而节约制碱所需的能源，减少投入成本。
但是制浆工艺和碱回收系统对碱回收率的影响较大，企业要结合自身实际情况选择合理的碱回收系统，提高碱回收效率。
1.4 中浓制浆技术中浓制浆指的是制浆 (蒸煮或磨浆) 之后在7%~15%的中浓条件下对纸浆进行泵送、储存、洗涤、筛选、漂白和打浆等。
中浓制浆技术的使用提高了纸浆浓度，减少了不必要的稀释和浓缩，有效减少了水电、废液的排放量，及热能消耗量，同时也在很大程度上减轻了对环境的污染程度[2]。
透平真空设备在造纸行业应用
造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较水环真空泵和透平风机是现代造纸真空系统中最常见的两种真空发生设备，通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点，总结两者的优点和缺点，希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。
1、前言水环真空泵是造纸真空系统最普遍使用的设备，为造纸行业技术人员所熟知。
而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚，从2007 年才开始正式有投入使用，造纸行业的相关技术人员了解甚少，常被视为是新技术”。
事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近，在造纸行业中使用都有较长的历史。
两者各有优劣，不能相互取代，故一直在造纸行业共存，在现有的技术条件下，水环真空泵更具优势，仍占据市场主导地位。
2、发展历史的比较水环真空泵分别于1903 年由美国人Houis Nash 和1905 年由西门子公司在相互不了解的情况下发明出来。
现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种，其中2BE1系列和2BE3系列平板泵分别于上世纪70年代末和80年代由西门子公司设计制造，CBF系列平板泵由广东省佛山水泵厂有限公司于1999 年设计制造;CL系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。
水环真空泵在造纸真空系统有超过80年的应用历史，世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。
现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。
透平风机同样出现在20世纪初，最初作为压缩机使用。
1900年由法国拉托厂首先制造出第一台透平压缩机。
瑞士的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机，是最早生产透平真空风机的厂家之一，2001 年苏尔寿公司并入德国曼集国，组建成现在的曼透平公司。
曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统用透平真空风机的主流厂家，该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60年的应用历史，主要有RC、RCL和RT三个系列的透平真空风机。
飞旋(亿升)科技有限公司自主研发的“磁悬浮透平真空泵系统”通过
Enterprises Report ■ 企业报道672019年第10期 《造纸信息》本刊讯 2019年9月7日，由轻工业联合会组织的亿昇（天津）有限公司和天津飞旋科技有限公司（以下简称飞旋（亿昇）科技）共同完成的“磁悬浮透平真空泵系统”项目鉴定会在浙江富阳举行。
鉴定会由轻工业联合会有关领导主持，飞旋（亿昇）科技董事长洪申平致辞。
他首先表达了对鉴定组专家、参会的有关领导的衷心感谢，并介绍了飞旋（亿昇）科技的磁悬浮透平真空泵项目团队，他们最初是由十几名清华学霸组成的创业团队，学历背景强大，团队自主研发的多项核心技术都处于世界先进水平。
中国造纸装备领域知名专家胡楠教授担任本次鉴定委员会主任委员，鉴定委员会成员由来自国内磁悬浮领域的顶级专家、真空泵系统设备专家、造纸行业及造纸装备制造行业的多位专家学者组成。
飞旋（亿昇）科技总工程师沙宏磊向鉴定委员会做了项目汇报。
他详细介绍了由飞旋（亿昇）科技自主研发的高效智能磁悬浮透平真空泵系统的项目研究工作报告、技术报告、技术性能检测报告、用户使用情况、查新报告以及该项目的经济、社会效益。
随后，鉴定委员会进行了热烈讨论和详细的专家质询。
最终，鉴定委员会认为：该项目综合采用高速大承载磁悬浮轴承技术、大功率高防护等级高速永磁电机技术、大功率高速无传感变频控制技术、高效率耐腐蚀三元流叶轮技术、透平真空泵智能控制技术等自主技术，在全球范围内首次集成创新完成了75～1000 kW 系列“高效智能磁悬浮透平真空泵”产品设计和制造，成功应用于造纸行业。
产品具有效率高、噪音低、节能节水、维护简便等优点，节能效率为目前世界最高水平。
鉴定委员会认为项目总体技术达到国际领先水平，一致同意通过鉴定。
并建议进一步加强推广，扩大应用范围。
飞旋（亿昇）科技有限公司起步于2003年，是国内第一家从事磁悬浮轴承技术研究和应用的高科技企业，也是全球唯一一家全部拥有磁悬浮轴承及控制、高速永磁电机、高效率耐腐蚀三元流叶轮技术、高频变速四大核心技术的磁悬浮透平机装备企业，2017年被正式授牌为中国首家也是唯一一家“磁悬浮旋转机械工程技术中心”。
纸机真空系统改造经验
1 改造内容 山东江河纸 业有限责任公司4 4 0 0 m m 纸 机，设 计
车速8 4 0 m /m i n，定量4 0～10 0 g /m 2。该纸 机投 产 较 早，真空系统依靠8台水环式真空泵提 供，其中2#真空 泵控制网部吸水箱真空度，1#、3#、4 #、5#、8#真空泵控 制伏辊、吸移辊和真空压榨 辊真空度，6 #、7#真空泵控 制 毛 布 抽 水 真空 度，且出风 直 接 外 排。长 期 运行发 现 ， 真空 泵 能 耗 大、维 修费用高、调 整 繁 琐、真空 度 不 稳定 等问题日益 突出，制 约了公司成 本 的 控 制 与产品 质 量 的 稳定。从 图1可以 看出，正常 情况下8台真空 泵 满 负荷 运 行，如发 生 意外 损坏，则由备用泵 代替。网部、毛 布的真 空 度 通 过 调 节 网 部 吸 水 箱、毛 布 吸 水 箱 的 真空 度 进 行 调 节，伏 辊、吸 移 辊、压榨 辊 则 通 过 调 节真空 泵 开启个 数 进行 调 节，调 节 能 力有限。8台真空 泵为 水 环式，密 封 水循环系统的供水由图1所 示Ⅰ号75 k W电机 提 供，密 封水储水池外排水由Ⅱ号45k W电机提供。改造前，8个
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图2 真空系统改造后流程
图3 大气水分离器结构简图
图4 气气热交换器示意图
59 China Pulp & Paper Industry
May, 2021 Vol.42, No.10
生产实践 PRODUCTION
水滴都会 进一步凝聚成 大 水滴，最后在 重力作用下落 到 分离器 的底 部斜面，通 过 疏 水阀 排出。而 干 燥 的 气体 则可以轻松绕过折流板继续向前，由出风口排出。
透平真空泵工作原理
透平真空泵工作原理透平真空泵是一种常用的真空设备，广泛应用于各种工业领域，如化工、医药、食品等。
它的工作原理是通过旋转叶轮产生离心力，将气体抽入并排出真空泵，从而实现对气体的抽真空作用。
下面将详细介绍透平真空泵的工作原理。
首先，透平真空泵由主轴、叶轮、壳体和驱动装置等部分组成。
主轴安装在壳体内，叶轮则安装在主轴上。
当驱动装置启动时，主轴开始旋转，叶轮也随之旋转。
叶轮的旋转产生了离心力，这种离心力将气体抽入到真空泵内部。
其次，透平真空泵的工作原理是基于离心力的作用。
当叶轮开始旋转时，气体被抽入叶轮的中心部分。
随着叶轮的旋转速度增加，气体被迫向外部移动，并且受到离心力的作用。
这种离心力将气体推向真空泵的出口，从而实现了对气体的排出。
另外，透平真空泵的工作原理还涉及到密封性能。
在叶轮旋转的过程中，需要保证真空泵内部的密封性能良好，以防止气体泄漏。
因此，透平真空泵通常采用密封装置来保证其内部的密封性能，从而确保气体能够被有效地抽入和排出。
最后，透平真空泵的工作原理还包括对气体的排除和处理。
在真空泵内部，气体被抽入后，需要进行排除和处理，以确保真空泵的正常工作。
通常情况下，透平真空泵会配备排气装置，用于将排出的气体送至其他设备进行处理，如冷凝器或吸收器等。
总的来说，透平真空泵的工作原理是基于离心力的作用，通过叶轮的旋转产生离心力，将气体抽入并排出真空泵，从而实现对气体的抽真空作用。
同时，透平真空泵还需要保证其内部的密封性能良好，以及对排出的气体进行处理，以确保其正常工作。
这些都是透平真空泵工作原理的重要组成部分。
透平真空泵装置
透平真空泵装置
透平真空泵装置是一种用于产生真空的设备，由透平真空泵、抽气管道、阀门、控制系统等组成。
其工作原理是通过高速旋转的叶轮将气体加速，然后通过扩压器将气体减速，将动能转化为压能，从而实现抽气的目的。
透平真空泵装置的特点是抽气量大、真空度高、结构紧凑、运转可靠等，因此在许多领域都有广泛的应用，如化工、石油、食品、医药等。
具体来说，透平真空泵装置的组成和特点如下：
1.透平真空泵：透平真空泵是整个装置的核心部分，其工作原理
与离心式鼓风机相似，通过高速旋转的叶轮将气体加速，然后通过扩压器将气体减速，实现抽气的目的。
透平真空泵的优点是抽气量大、真空度高、运转可靠等。
2.抽气管道：抽气管道是连接透平真空泵和被抽气体的管道，其
长度和直径需要根据具体情况进行设计。
在选择抽气管道时需要考虑管道的材料、长度、直径、弯曲半径等因素，以保证抽气的效果和可靠
性。
3.阀门：阀门是透平真空泵装置中的重要组成部分，主要用于控
制气体的流动和管道的密封。
根据需要选择合适的阀门类型和规格，如止回阀、调节阀、截止阀等。
4.控制系统：控制系统是透平真空泵装置中的重要组成部分，主
要用于控制泵的转速、流量、压力等参数，保证抽气的效果和可靠性。
控制系统可以采用自动化控制或手动控制，根据需要进行选择。
总之，透平真空泵装置是一种广泛应用于各个领域的抽气设备，其特点包括抽气量大、真空度高、结构紧凑、运转可靠等。
在选择和使用透平真空泵装置时，需要根据具体情况进行设计和选择合适的规格和型号。
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透平真空设备在造纸行业应用
造纸真空系统中两种常见的真空发生设备-水环真空泵和透平风机的综合比较
水环真空泵和透平风机是现代造纸真空系统中最常见的两种真空发生设备，通过比较两者的发展历史、工作原理、结构特征和在造纸真空系统的应用特点，总结两者的优点和缺点，希望能给造纸行业的相关技术人员选用真空发生设备时提供参考。
1、前言
水环真空泵是造纸真空系统最普遍使用的设备，为造纸行业技术人员所熟知。
而透平风机在中国的造纸行业应用引入比较晚，从2007 年才开始正式有投入使用，造纸行业的相关技术人员了解甚少，常被视为是“新技术”。
事实上这两种真空发生设备发明的时间非常接近，在造纸行业中使用都有较长的历史。
两者各有优劣，不能相互取代，故一直在造纸行业共存，在现有的技术条件下，水环真空泵更具优势，仍占据市场主导地位。
2、发展历史的比较
水环真空泵分别于1903 年由美国人Houis Nash和1905 年由西门子公司在相互不了解的情况下发明出来。
现时在中国造纸行业中常见的水环真空泵有几种，其中2BE1 系列和2BE3 系列平板泵分别于上世纪70 年代末和80 年代由西门子公司设计制造，CBF 系列平板泵由广东省佛山水泵厂有限公司于
1999 年设计制造;CL 系列和904 系列锥体泵分别于1962 年和1984 年由纳氏公司研制。
水环真空泵在造纸真空系统有超过80 年的应用历史，世界上90%的造纸厂均采用水环真空泵组建真空系统。
现时国内外都有大量生产用于造纸真空系统水环真空泵的厂家。
透平风机同样出现在20 世纪初，最初作为压缩机使用。
1900 年由法国拉托厂首先制造出第一台透平压缩机。
瑞士的苏尔寿公司从1903 年开始研制透平压缩机，是最早生产透平真空风机的厂家之一，2001 年苏尔寿公司并入德国曼集国，组建成现在的曼透平公司。
曼透平公司是现时在中国能提供造纸真空泵系统
用透平真空风机的主流厂家，该公司生产的透平风机在造纸真空系统有超过60 年的应用历史，
主要有RC、RCL 和RT 三个系列的透平真空风机。
根据国外的造纸工艺教材介绍，美国德莱赛公司原来也生产用于造纸真空系统的透平风机，但现在该公司已经不涉足该类应用。
我国现有陕西鼓风机厂、沈阳鼓风机厂和上海鼓风机厂等多家生产透平风机的厂家，均不涉足造纸行业。
可见水环真空泵和透平风机起源于同一时期，在造纸真空系统中的应用都有较长的历史，但水环真空泵在该领域得到蓬勃的发展，而透平风机在该领域发展滞缓。
3、工作原理的比较
水环真空泵的工作原理是：叶轮与泵体呈偏心配置，当叶轮旋转时，水在离心力的作用下沿泵体内壁形成近乎等厚的旋转水环，水环内表面与叶轮轮毂外表面构成月牙形的工作腔，并被叶轮叶片分割成大小不等的空腔。
前半转空腔的容积逐渐扩大，气体从外界吸入;后半转空腔的容积逐渐缩小，气体被压缩后排出外界。
从而完成吸气、压缩、排气三个工作阶段。
通常在纸厂中
使用的是单级水环真空泵，它可以提供全范围的真空容量。
透平风机的工作原理是利用叶片和气体的
相互作用，叶轮高速转动，提高气体压力和动能，并利用相继的通流元件使气流减速，将动能转变为压力的提高。
通常使用多级组合压缩获得最终需要的压力。
作为真空发生器使用时，排出的最终压力为大气压，吸入压力则为负压。
通常在纸厂中使用较多的是多级离心式透平风机，压力逐级升高，各级均有吸入口，每个吸入口有不同的真空度。
若使用单级的透平风机，则只能在单个较小的真空范围内工作。
由于工作原理上不相同，要求有不相同的转速，水环真空泵要求的工作转速较低，一般的叶轮线速度为14~24m/s ，透平风机要求的工作转速较高，一般叶轮线速度为
300~500m/s，是水环真空泵的二十倍以上。
由于气体在水环真空泵内的流速较低，并且会被水环泵内的水冷却，因此吸入与排出的气体温度近乎不变。
而气体在透平风机内的流速很高，由于摩擦和压缩均产生热量会让气体温度急剧升
高，往往需要在中间级增加冷却装置。
透平风机为干式真空发生设备，相比需要带动水环工作的水环真空泵，效率会更高一些，但是这样的干式真空设备对于水比较敏感，较多水进入到透平风机内可能会直接导致其损坏。
此外，当吸入流量小于透平风机的设计值时，气流可能脱离风机的叶片，出现旋转失速的现象。
随着失速的产生和发展，可能出现另一种不稳定工况现象，风机的气体流量和排气压力周期性地低频率、大振幅波动，引起机器的强烈振动，这种现象称为透平风机的喘振。
4、结构特征的比较
水环真空泵一般为单级叶片，如图1 所示，结构简单，叶轮与泵体之间通过工作水密封，没有刚性机械接触，可抽吸含水份或粉尘的气体。
由于工作转速较低，工作负荷不大，只需使用最简单的滚子轴承结构。
图1 单级平板水环真空泵剖面图
1- 叶轮2- 主轴3- 泵体
图2 多级透平风机剖面图
1- 机壳2- 叶轮3- 隔板4- 主轴
透平风机常采用多级叶轮的结构，如图2 所示，结构比较复杂，叶轮的前后需带隔板，叶轮与隔板之间需加装特殊的密封装置。
为了防止失速和喘振，还需设有回流的导叶和防喘装置。
由于高速运转，对轴承的要求较高，一般采用油膜滑动轴承，有时会采用磁悬浮或气体轴承。
相比水环真空泵，透平风机虽然显得比较高级，但结构复杂，各零件的强度和加工精度都要求较高，生产成本大，可产生故障点多，使用和
维护都比较困难。
此外，在运行过程中，由于透平机内温度较高，各零件容易变形造成设备卡死或振动加大的现象。
5、造纸真空系统的应用特点比较
现代的纸机都是利用真空帮助纸页脱水的，因此真空系统是一台纸机的重要组成部分。
一台纸机上有多个真空度要求不相同的真空元件需要连接到真空系统。
如果选用水环真空泵组建真空系统，往往把一些真空度相近点合并后，根据不同的真空度选用多台水环真空泵来组建真空系统。
如果选用透平风机组建真空系统，则只需一台或两三台透平风机，则可以组建较大型纸机的真空系统。
两者相比，用透平风机的集成度较高，比较节省安装空间;而使用水环真空泵的独立性较好，不同的真空泵之间不会产生相互干扰或连锁反应。
若选用透平风机，当局部真空元件实际运行的通气流量偏小时，透平风机可能出现失速或喘振的现象，而当局部真空元件实际运行的通气流量偏大时，多级透平风机又会因为各级之间相联，会出现整机真空度偏低的现象，严重时还会造成透平风机性能急剧下降，出现“阻塞”工况。
因此，透平风机在真空系统工作的稳定性较差，往往会造成产纸质量的下降或断纸等不良现象。
此外，集成度高会造成单台透平风机的功率过大，给工厂电网和起动设备带来不小困难。
若使用水环真空泵，即使某些纸机真空元件实际运行参数出现偏小或偏大的情况，只会成相应水环真空泵真空度出现相应偏移的现象，不会造成整体较大的负面影响。
若个别真空泵出现问题，需要维修或更换也比较容易操作。
由于气体挟带的水份或其他异物进入高速
运动的透平风机可能会对其造成致命的损害，因此透平风机吸入口前必须有大型的水泥或全不
锈钢结构气水分离室，把气流速度控制在3m/s 以内，为防止水泥脱落，以用全不锈钢结构的气水分离室为佳，这种分离室的制造成本较大。
此外，高速运转透平风机噪音较大，还需要建造消
音的机房隔音。
故透平风机投入使用需要的辅助设备成本较大。
如果使用水环真空泵，也需要在水环真空泵前安装小型的前置气水分离器，其作用是防止纤维含量较多的水串入水环真空泵的
循环水系统中影响水质，同时防止过多的水流入水环真空泵造成轴功率过大的现象，要求并不严格，制造成本较低。
透平风机的优点是机械效率较高，可节约设备能耗。
可以看一下实例，比如广州纸业2007 年投产40万吨新闻纸项目，真空系统要求总气量约为6800m/min，采用了三台透平风机，总装机功率为6550kW。
如果选用最新的CBF 系列水环真空泵，需要13 台真空泵，总装机功率为7005kW，总装机功率相差7%左右。
如果是加大真空泵的气量余量或者是选一些性能相对差一点的真空泵，总装机功率相差会在10%~25%左右，有一定的节能效果。
此外，透平风机的排气温度较高，一般为
120~180℃，热量可回收用于纸机白水和空气系统的加热。
而且透平风机不需要使用水作为工作液，可以节约用水。
值得注意的是两者能耗差并非两者的设计机械效率差，那是因为造纸真空系统抽吸的是湿空气，如果选用水环真空泵，由于温度较高的湿空气进入到水环真空泵内会被泵内的水冷凝而体积减小，水环真空泵的性能相当于得到提高;如果选用透平风机，温度较高的湿空气进入到透平风机温度会进一步升高，气体膨胀而会对透平风机的性能造成负面影响。
透平风机获得热回收的同时，也造成了其内部的高温工作环境，会增加透平风机零件变形而产生故障的风险。
水环真空泵虽然要以水为工作液，但一般都是循环使用的，水的实际损耗量不会很大。
此外由于透平风机工作的不稳定，容易造成产品质量不稳定而需重复生产，造成其他能源的浪费。
6、总结
尽管透平风机在设备能耗、热回收和节约水方面相比水环真空泵更具优势，但结构复杂、故障率高、投产成本大，在使用维护的可操作性、工作的可靠性和组建真空系统的稳定性方面远不及水环真空泵。
如果使用透平风机，出现产纸质量下降或者损纸较多的现象，顾此失彼，事实
上是更大的能源浪费。
因此，在现有的技术条件下，水环真空泵的综合使用性能更胜一筹，故在造纸行业中占据主导地位。