真空泵在造纸行业的应用
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。
泵在制浆造纸行业的应用与研究_二_
容积泵的工作原理与离心泵的工作原理不同, 其性能也有自己的特点如图 4: 当泵的转速、输送介
P aper Science & T echno log y 2002 Vo l. 21 No. 1
49
图 4 离心泵与容积泵性能特性曲线
图 3 容积泵的分类图
质与介质温度确定时, 容积泵的流量 Q 随压力 p 的 变化量很小, 在无泄漏的情况下, 其理论流量不随全 压力变化, 因此, 容积泵不能象离心泵一样采用排出 口阀门来调节其流量, 而只能采用旁路回注或调速 法来实现。从容积泵的功率- 压力( 即 P - p) 曲线 可知, 其功率随压力的增大而增大, 因此, 容积泵上 或其装置中必设置安全阀以防压出管路堵塞而损坏 电机, 同时, 也不能象离心泵一样关阀启动, 应打开 安全阀或旁路回注阀。对于某一具体的泵, 容积泵 与离心泵一样具有效率最高点, 泵选型时应注意保 证其在最高效区域运行。
式, 除图 5 卧式结构外, 还可设计成立式结构如井用 单螺杆泵、单螺杆采油泵等。 3. 2 单螺杆泵的性能参数
3. 2. 1 流量: 单螺杆泵的流量应等于衬套与螺
50
造纸科学与技术! 2002 年 第 21 卷 第 1 期
杆啮合断面的过流面积 F 与流体轴向速度 V z 及容
积效率 v 的乘积。Q =
3 螺杆泵
螺杆泵是容积泵中应用最广泛的一种泵, 其象 所有的容积泵一样靠其工作腔容积的变化来输送介 质的, 其依靠螺杆与螺杆或螺杆衬套啮合形成的工 作腔容积变化输送液体介质; 螺杆泵结构紧凑, 流量 与压力脉动小, 噪音低, 效率高, 能自吸, 能输送高粘 度介质, 广泛用 于石油、化工、电力、建筑、陶瓷、轻 工、食品和污泥污水处理等许多工业部门。下面以 单螺杆泵在制浆造纸行业应用为例简述其结构、性 能参数、选型与使用注意事项。 3. 1 单螺杆泵的结构
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。
水环真空泵的用途
水环真空泵的用途一、工业生产领域在工业生产中，水环真空泵被广泛应用于各种工艺过程中的真空抽取。
例如，在石油化工行业中，水环真空泵可用于蒸馏、萃取、干燥等工艺中的真空抽取。
在食品加工行业，水环真空泵可用于真空包装、真空干燥等工艺中。
此外，水环真空泵还可以用于制药、纸浆造纸、电子器件制造等领域的真空抽取过程。
二、实验室研究领域在科学研究和实验室中，水环真空泵也是必备的设备之一。
它可以用于真空干燥、真空冷冻、真空浸渍等实验操作中。
例如，在材料科学研究中，水环真空泵可用于材料表面处理过程中的真空抽取。
在化学实验中，水环真空泵可用于溶剂蒸馏、干燥反应物等操作中的真空抽取。
此外，水环真空泵还可以应用于生物实验、医学研究等领域。
三、医疗设备领域水环真空泵在医疗设备中也发挥着重要的作用。
例如，在医院的负压吸引系统中，水环真空泵被用于抽取产生负压的空气，以吸引和收集病人体内的分泌物和血液。
此外，在一些医疗设备中，如血透机、呼吸机等，水环真空泵也被用于提供所需的负压环境。
四、其他领域的应用除了以上几个领域，水环真空泵还可以在其他一些特殊的领域中发挥作用。
例如，在环境保护领域，水环真空泵可以用于废气处理、废水处理等过程中的真空抽取。
在航天航空领域，水环真空泵可用于模拟真空环境，测试航天器件的性能。
此外，水环真空泵还可以用于电子显微镜、激光器等设备中的真空抽取。
水环真空泵是一种多功能的真空设备，其用途广泛，涵盖了工业生产、实验室研究、医疗设备等多个领域。
无论是在工业生产过程中的真空抽取，还是在实验室研究中的实验操作，水环真空泵都发挥着重要的作用。
随着科技的进步和应用领域的不断拓展，水环真空泵的用途将会更加广泛，为各行各业的发展做出更大的贡献。
CV3100变频器在纸厂真空泵上的应用0
CV3100变频器在纸厂真空泵上的应用摘要通过对湖北某纸厂真空泵系统的电气控制改造，介绍变频器调速节能的应用；通过实际对比改造前后的运行情况，充分说明了使用变频器对真空泵进行调速控制有很大的节能空间，工艺控制更加方便，经济效益显著。
关键词真空泵变频控制节能改造一、简介在造纸生产过程中，真空技术主要用于上网浆料脱水和白水除气（针对高速纸机）；在网部、压榨部可脱除纸页和毛毯的水份；在纸机蒸汽和冷凝水系统中用真空技术保持烘缸部多段通汽的压差。
因此真空技术在纸机生产过程中的应用十分普遍。
节能降耗和环保一直都是国家推进的方向，造纸企业是高能耗企业，真空系统的能耗在纸机整个流程中所占的比例约为25%左右，甚至更高；目前绝大多数造纸企业的真空系统还是利用调节排空阀来控制真空度，增加了电能损耗。
并且工频控制的电流波动大，缺少过载、过流、欠压等保护；严重影响设备使用寿命，增加设备维修保养成本。
因此，纸厂真空泵的变频控制改造就显得尤为重要。
二、工艺要求真空泵在造纸行业应用广泛，在现代造纸程序的制浆、调制、抄造、加工等主要步骤中，多个工序使用到真空系统。
造纸车间内依靠真空压差脱水、排水、排气（汽）的设备及附属装置都可归类于造纸机真空系统。
根据各个工序工艺不同，需要给定不同的真空度以满足生产需求。
根据客户现场勘查及客户需求对现场真空泵的变频控制主要有以下要求：1、能够实现变频和工频的自由切换，并安全互锁；2、能够实现变频器的本地控制（本机电位器）和远程控制（DCS4~20mA信号控制）切换；3、变频器能够反馈运行信号给到上位机DCS系统；4、变频器提供负载电流对应模拟量（4~20mA）给上位机DCS做负载判断；5、系统提供变频、工频及变频故障等指示；6、实现电机的软起及过流、过载、欠压、过压等多种保护；7、当变频器故障时能够自动切换到工频运行或启动备用泵，以确保生产正常运行；三、系统改造方案及特点客户现场1号车间共有132KW~280KW等不同功率共计8台真空泵，客户原来全部使用软起启动，各工艺环节都使用排空阀来控制各级真空度。
真空泵的用途及使用的工业类型
真空泵的用途及使用的工业类型真空泵的用途：1、主泵：在真空系统中，用来获得所要求的真空度的真空泵。
2、粗抽泵：从大气压开始，降低系统的压力达到另一抽气系统开始工作的真空泵。
3、前级泵：用以使另一个泵的前级压力维持在其最高许可的前级压力以下的真空泵。
前级泵也可以作粗抽泵使用。
4、维持泵：在真空系统中配置一种容量较小的辅助前级泵，维持主泵正常工作或维持已抽空的容器所需之低压的真空泵。
5、粗（低）真空泵：从大气压开始，降低容器压力且工作在低真空范围的真空泵。
6、高真空泵：在高真空范围工作的真空泵。
7、超高真空泵：在超高真空范围内工作的真空泵。
8、增压泵：装在高真空泵和低真空泵之间，用来提高抽气系统在中间压力范围内的抽气量或降低前级泵容量要求的真空泵（如机械增压泵和油增压泵等）。
各种真空泵适用的工艺类型：1、水环真空泵：适用于真空浓缩、真空脱水、真空脱色、真空干燥、真空保鲜、真空储藏、真空输送、真空成型等工艺。
2、往复真空泵：适用于真空蒸馏、真空浓缩、真空浸渍、真空过滤、真空造型、真空干燥、钢液真空处理等工艺。
往复真空泵与水环真空泵的使用工艺基本相同。
但是，往复真空泵不能直接抽水蒸气，需要抽水蒸气时一定要配备冷阱，采用制冷压缩机系统冷却。
3、油封机械真空泵（包括滑阀泵、旋片泵、定片泵）：适用于真空蒸馏、真空干燥、真空浸渍、真空烧结、真空绝热、真空钎焊、真空镀膜、真空热处理等工艺。
当前，油封机械真空泵作为直排大气的真空泵，使用的量大面广。
4、罗茨真空泵（机械增压泵）：适用于真空烧结、真空钎焊、真空浸渍、真空干燥、真空镀膜、真空输送、真空冶炼等工艺。
决大多数罗茨泵都不能用于直排大气，需要配备旋片泵或滑阀泵作为前级泵使用。
湿式罗茨泵可以直排大气，主要用于造纸工业。
5、油增压泵：适用于真空冶炼、真空烧结、真空钎焊、真空热处理等工艺。
它与机械增压泵相类似，不能直排大气，必须用旋片泵或滑阀泵等作为前级泵使用。
6、油扩散泵：适用于真空镀膜、真空热处理、真空冶炼、真空提纯、真空分析仪器、真空检漏仪、生产电真空器件、宇宙空间模拟、加速器真空系统等工艺中使用。
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
水喷射真空泵的主要用途及适用行业
11
真空除气
锅炉给水的真空除氧等
40-160
12
13
真空过滤
1、矿山或煤碳工业洗选。
2、污水净化中的滤清。
3、造纸工业的真空脱水。
160-300
14
真空维持
化工生产中低压气氛的维持
1-20
15
养殖池增氧
利用水喷射泵为养殖池加入空气以增氧
300以上
16
井点系统
在建筑工程中利用水喷射泵设置“井点系统”进行基础施工。
1-300
3
真空浓缩
1、食品工业中制成品的浓缩。
2、化工业中染料、酸、碱及洗涤剂的浓缩。
10-300
4
尾气回收
1、氮氧化合物气体的吸收。
2、氯化物、硫化物气体的吸收。
3、其他气体的吸收
1-300
5
真空除臭
油脂行业中植物油真空除臭。
10-20
6
真空结晶
1、化肥工业中尿素和合成氨的真空结晶。
2、盐化工工业中氯化钾、氯化钠的真空结晶。
水射流真空泵行业应用
序号
用途
适用行业
余压
（mmHg）
备注
1
真空干燥
1、电缆干燥。
2、合成纤维中切片及锦纶丝、维纶丝的干燥。
3、食品、医药、农药、染料等行业制成品的干燥
4、化工产品的干燥
1-10
1-20
2
真空蒸馏
1、石油化工行业中各种有机物的蒸馏。
2、香料行业中各种脂肪酸、醇烷的蒸馏。
3、可塑剂行业、医药、食品工业中各种有机物的蒸馏。
300以上
17
其他
1、植物种子的真空贮存。
2、电瓷、陶瓷及建筑业中的真空炼泥、真空吸附等。
具有优化压力调节功能的PIAB气动真空泵为瓦楞纸板搬运应用提供
具有优化压力调节功能的PIAB气动真空泵，为瓦楞纸板搬运应用提供出色解决方案吸盘和气动真空泵能够为纸箱机械设备（如纸箱成型机和旋转装纸箱机）中的瓦楞纸板及纸箱的抓取和搬运提供出色解决方案。
此外通过吸盘和气动真空泵进行抓取和搬运的典型应用还包括码垛和卸垛等智能机器人应用。
图1——配备瓦楞纸板及纸箱搬运应用的包装过程1. 现有的真空系统并未达到最佳能效1.1 通过使用巨型真空系统解决应用难题瓦楞纸板为多孔材料，无论其材质优劣，穿过纸板的空气流速始终都在不断变化。
吸盘有助于防止空气泄漏，但其作用还取决于吸盘唇边与瓦楞纸板表面的密封程度，并随搬运循环及纸箱变化而变化。
图2——吸盘应用中，瓦楞纸板的多孔特性和皱纹表面会导致真空泄漏。
在设计用于瓦楞纸板搬运的真空系统时需考虑空气泄漏最严重时的应用能耗，以保证每个搬运循环都拥有足够的抓取力，这就是客户采用巨型真空系统的原因。
这样虽然能够为所有搬运循环提供足够的真空流量，但也增加了能源成本。
2012年，一家生产巧克力的全球食品公司对纸箱成型机进行了现场测试，测试结果表明为应对纸板搬运中最严重的空气泄漏，巨型真空系统的能耗超出实际需要高达43%。
如果在每个循环中或搬运每个样品时都根据纸板质量自动调节气动真空泵的流量，从而优化能耗，结果又会如何呢？1.2 高真空压力下吸盘会损伤纸板表面相比其它方法，吸盘解决方案的抓取力更加柔和，只要使用得当，就能保证纸板表面不受损伤，并能为大多数纸板搬运应用提供足够的抓取力和提升力。
吸盘抓取力可通过控制吸盘尺寸及真空压力进行调节。
吸盘是否会对纸板表面造成损伤取决于真空压力的大小，所以对于每个循环或样品操作人员都需要对提升力及抓取力进行微调以达到适中力度，以避免损伤纸板表面——这通常很难操作。
大多数情况下，足够大的吸力更多是通过采用合适尺寸的吸盘而非施加真空高压来实现。
如果吸盘中的真空压力升高而空气泄漏却远远低于预期/平均值，那么纸板表面则更加容易受损。
造纸车间有关真空系统的问题，搞它
造纸车间有关真空系统的问题，搞它智桥导读：之前一直有粉丝问关于真空系统的问题，终于可以有一编文章全面的介绍一个湿部真空系统的知识了，工艺、设备、操作与维护应用尽有。
造纸车间内依靠真空压差脱水、排水、排气（汽）的设备及附属装置都可归类于造纸机真空系统。
除湿部真空系统外，还包括蒸汽冷凝水系统末段的冷凝水排出真空装置及干部Vac.辊的配套真空装置等。
湿部真空系统主要包括：真空元件、前级气水分离器、真空泵（或风机）、后级气水分离器、真空管道等组件。
真空元件1）成形部真空元件均为纸幅脱水、成形而设置，真空元件的形式及数量决定于成形器类型。
早期车速低于100m/min的圆网成形器（即圆网网槽成形器）不配置真空脱水元件。
由圆网网槽成形器发展而来的圆网网笼成形器，如真空圆网成形器、Bristol成形器、超级成形器等，配置真空网笼、真空吸水箱等，其工作车速可达到500m/min甚至更高。
长网成形器一般均配置真空吸水箱、真空伏辊等真空元件。
低速造纸机常配置非真空脱水元件案辊、案板等，但随着车速的提高，案辊、案板在脱水过程中造成的压力—真空脉冲的强度急剧增加，严重影响纸幅成形质量。
在高速造纸机中案辊、案板逐渐被真空脱水板、真空吸水箱所代替。
夹网成形器亦配置真空吸水箱、真空（伏）辊等真空脱水元件，但因其成形区短，真空脱水元件数量比长网成形器少得多。
由此可见，在几种主要成形器中，真空脱水元件更多地被用于长网成形器。
对长网成形器而言，车速越高真空脱水元件越多。
脱水元件的真空度沿纸幅运行方向越来越高。
2）压榨部真空元件包括用于纸幅转移的真空吸移辊，用于纸幅脱水的真空压榨辊，用于毛布洗涤及脱水转移的真空吸水箱。
压榨部真空元件的真空度比成形部高。
前级气水分离器前级气水分离器将真空元件排出的气水混合物尽可能地分离，避免白水进入真空管道，从而提高真空系统的工作效率。
气水混合物经分离器分离后，白水经水封槽溢流或泵至网下白水槽，然后回到车间白水系统内，湿空气经真空管道由真空泵排走。
透平真空泵的应用
精品课件
22
BCEL
中国中轻国际工程有限公司 （中国轻工国际工程设计院）
八 结束语
• 透平式真空泵应用于纸机真空系统，替代原有的
水环式真空泵，配套功率低，节能效果显著。
• 目前我国大型纸机仍采用进口透平设备，国产透
平设备仍处于起步阶段，适用规模较小。
• 在一次性投资上较水环式真空泵大，但回收成本
快，持续经济效益明显。
9
BCEL
中国中轻国际工程有限公司 （中国轻工国际工程设计院）
精品课件
10
BCEL
中国中轻国际工程有限公司 （中国轻工国际工程设计院）
精品课件
11
BCEL
中国中轻国际工程有限公司 （中国轻工国际工程设计院）
实际应用中的优势
• 透平式真空泵抽吸量较大，将真空度要求相近的多个 使用点集中在一起，结构组成紧凑，在设备布置上较 传统的水环真空泵可节省空间。
中国中轻国际工程有限公司 （中国轻工国际工程设计院）
• 该台纸机测定时车速1505m/min，幅宽10.2m，3台 透平式真空泵功率为3526.38kW，如达到 2000m/min时其功率为4686.2kW。使用水环式真空 泵的设计功率为8366.2kW。
• 年节约能量：(8366.2-4686.2)×24X340=3003万 kWh，折算为节标准煤量约10511t标煤。
• 回收有效热Qe=Q3=3125.37kW，年回收有效热量 QY=2550万kWh，折3132.7t标煤
精品课件
21
BCEL
中国中轻国际工程有限公司 （中国轻工国际工程设计院）
3、节水效果
年节约用水量17万m3
系统循环用水的补水量每年可节约17万m3X3%~5%=0.51万m3~0.85万m3，折 437kg~728kg标煤。
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。
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。
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）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
二、纸机真空泵工作原理
泵盖内视图
所有连接口都已加工， 可以随时连接使用
观察窗 (封闭)
观察窗 (开启) 工作液内通道 内循环水调整孔 总排空
18
二、纸机真空泵工作原理
柔性排出阀特点： • 能自动调节排气出口压力 • 能自动维持所需进口压力 • 保证随时处在最佳工作点 • 提高节能性 • 提高泵工作效率
12
二、纸机真空泵工作原理
第一代，水环泵， 1900年
第二代，定速透 平机，1945年
第三代，变速透 平机，1999年
纸机真空泵的发展史
13
二、纸机真空泵工作原理
液环式真空泵
上排或侧排 连接
可安装 上置分离器
上吸或侧吸 连接
接消音池 或分离器
冲洗 + 排空口
工作液入口
安装简单,空间紧凑和谐, 优势明显。
4
5
9
二、纸机真空泵工作原理 油封机械泵
油封式真空泵：它是利用油类密封各运动部 件之间的间隙，减少有害空间的一种旋转变 容真空泵。这种泵通常带有气镇装置，故又 称气镇式真空泵。 在泵壳内装有一个与泵内表面靠近的偏心转 子，泵壳上装有一个始终与转子表面接触的 径向滑片，当转子旋转时，滑片能上下滑动 将泵腔分成两个可变容积。
不能调节转速
设备需放在2楼，非 常重，基础抗震投资 高，改造停机时间长 真空度恒定，抽气量 可调
4-6台EP500，有备份
无需齿轮箱，无级调速
变频控制转速，无级调速， 相比前2种技术显著节能
就地改造前2种技术，轻而 紧凑。现有基础，改造基 本不需停机 真空度及抽气量均可调， 满足纸机不同工况下变化 的真空度及抽气量
4
一、真空泵基础知识及分类
2、按其工作原理基本上分为气体输送泵和气体捕集泵两种 类型。 气体输送泵包括：1、液环真空泵；2、往复式真空泵；3、 油封机械泵；4、罗茨真空泵；5、干式真空泵等。 气体捕集泵包括：1、低温泵；2、离子溅射泵；3、分子筛 吸附泵；4、钛升华泵；5、电离升华泵；6、锆铝合金吸气 泵等
14
二、纸机真空泵工作原理
水环式真空泵内部结构图
15
二、纸机真空泵工作原理
柔性排气口
泵盖 圆盘
泵体
吸气口 工作液入口
清洗口
叶 轮
16
二、纸机真空泵工作原理
用于优化密封间隙的水槽
不锈钢轴套
锥形轮毂 加强筋
锥形轮毂和加强筋极大地 增强了叶轮强调，坚固耐用
可以轻松处理过多的水量 和背压
由于增加叶轮加强筋，在苛 刻工况下也运行可靠，减少 了停机间隔 由于优化了密封间隙，大大 提高了产品效率
缺点： • 功率大，效率低； • 极限压力高； • 叶轮圆周速度不高，结构尺寸大；
21
二、纸机真空泵工作原理 变速透平机，速度控制的真空系统
单叶轮，-46kpa
双叶轮, -68kpa
22
二、纸机真空泵工作原理
纸机动态的真空度及抽气量需求
不同真空抽吸点所需真空度和流量不同 真空度及抽气量随毛布种类、寿命及生产状况而变化 产生真空占纸机总电耗的15-30%
真空度控制点设定值可调 适合抽气量大的流量范围
的变化
38
二、纸机真空泵工作原理
单级透平真空机工作原理
39
二、纸机真空泵工作原理
单级透平真空机的特性
40
二、纸机真空泵工作原理
单级透平真空机的铸件和叶轮
• 开启机壳后显露出的叶轮和可调的导流板叶片 • 叶轮为不锈钢，由实心不锈钢加工而成
41
二、纸机真空泵工作原理
abs.) ND
E
大气压 力
中间隔 板
大气压 力
20
二、纸机真空泵工作原理
优点： • 结构简单，制造精度要求不高，容易加工； • 结构紧凑，可以和驱动电机直联 • 接近等温压缩过程，抽排过程中，气体温度变化
小，因此可以处理易燃易爆气体； • 泵腔内无金属摩擦表面，无需润滑，因此可抽排
含有灰尘、可凝性气体或汽水混合物； • 吸气均匀，工作平稳可靠，操作简单，维修方便；
23
二、纸机真空泵工作原理
怎样才是高效的纸机真空系统？
适应不同生产状况 保持动态的供需平衡的能力 低故障，可信赖，安装、改造
及维护停机时间尽可能短
24
二、纸机真空泵工作原理 Ecopump 变速透平机特点
兰泰克专利技术，世界首创的速度及功率可调透平机
单叶根轮据车，速-、46纸k种p、a毛布寿命自动调节双转叶速轮和,功-率68，k动p态a 供需平衡
47
二、纸机真空泵工作原理
水环泵
定速透平机
变速透平机
台数 齿轮箱 变频控制 改造 真空及抽气量
8-15台，有备份
需要，损失效率，同时 导致转速控制范围小 可变频，但必须保证最 低转速，变频控制范围 很小，节能不显著 可改造，拆旧置新
抽气量恒定，真空度变 化
1-2台，无备份，停 机风险高 需要，损失效率
50.0
40.0
50.1
850.1
50.0
1
5
7
2
50.12 50.14 / 50.18
50.07
50.10
50.05 50.11
50.28
50.13
10 mm [0.394"]
10 m[0m.394"]
40.01
50.09 50.0
9
50.29
50.2
50.03
9 50.0
4
50.1 6
50.1
50.1
10
二、纸机真空泵工作原理 罗茨真空泵
罗茨泵的结构如图所示： 在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地 安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮 带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间， 转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可 以实现高转速运行。由于罗茨泵是一种无内压 缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空 泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于泵 本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极 限真空。为了提高泵的极限真空度，可将罗茨 泵串联使用。
布置的空间 4种不同真空度的透平
机组 便利的机械维护 高效率
34
二、纸机真空泵工作原理
多级透平真空机的工作原理
35
二、纸机真空泵工作原理
多级透平真空机的内部结构
36
二、纸机真空泵工作原理
多级透平真空机特性曲线
37
二、纸机真空泵工作原理
单级透平真空机
专为毛布真空吸水箱设计 极高的效率 从最大负荷到部分负荷的
5
一、真空泵基础知识及分类
6
1 真空泵基础知识及分类 2 纸机真空泵工作原理 3 纸机真空泵日常维护
7
二、纸机真空泵工作原理
液环式真空泵
在泵体中装有适量的水作为工作液。当叶轮按图中顺 时针方向旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的 作用，水形成了一个决定于泵腔形状的近似于等厚度 的封闭圆环。水环的下部分内表面恰好与叶轮轮毂相 切，水环的上部内表面刚好与叶片顶端接触（实际上 叶片在水环内有一定的插入深度）。此时叶轮轮毂与 水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮 分成和叶片数目相等的若干个小腔。如果以叶轮的下 部0°为起点，那么叶轮在旋转前180°时小腔的容积由 小变大，且与端面上的吸气口相通，此时气体被吸入， 当吸气终了时小腔则与吸气口隔绝；当叶轮继续旋转 时，小腔由大变小，使气体被压缩；当小腔与排气口 相通时，气体便被排出泵外。
3
1
50.12 50.14 / 50.18 50.07
真空泵在造纸行业的应用
目录
1 真空泵基础知识及分类 2 纸机真空泵工作原理 3 纸机真空泵日常维护
2
1 真空泵基础知识及分类 2 纸机真空泵工作原理 3 纸机真空泵日常维护
3
一、真空泵基础知识及分类
真空泵的定义：真空泵是根据一定的工作原理，用来 、 和 真空环境的装置； 真空泵的工作目的： 气体， 真空； 真空泵的定位：系统中完成真空获得功能的单元。
26
二、纸机真空泵工作原理 Ecopump变速透平机运行原理
45kPa
35kPa
30kPa
PI
PI
PI
C
C
C
30 kPa
35kPa
40 kPa
PIC
PI
PI
PI
CCC4源自 kPa40 kPa27
二、纸机真空泵工作原理 Ecopump与水环泵及定速透平机对比
定速透平机运行曲线 水环泵运行曲线 Ecopump变速透平机运行区间
工作液的要求： 如果用水作为工作液，要尽可能的保证水： 清洁（没有固体颗粒，无腐蚀物质） 硬度低（防止结垢） 温度低 （保证吸气能力，防止气蚀,结垢）。
51
三、纸机真空泵日常维护 表面的清理禁止使用水直接冲洗泵体。
50.01
50.08 50.17
50.15
50.12 50.14 / 50.18
50.07
10 mm [0.394"]
50.10
50.05 50.11
50.09 50.29 50.03
50.28
50.13
40.01
52
三、纸机真空泵日常维护
连续运转六个月后的维护：
在通常运行条件下，环境温度小于40C时，泵两端轴承润滑脂的润滑 周期为6个月。
50.01
50.08 50.17
50.15
28
二、纸机真空泵工作原理
透平机尾气余热回收
直接用于前气罩加热
热交换器塔
29
二、纸机真空泵工作原理
30
二、纸机真空泵工作原理