纸机干燥部节能(纸和造纸)

纸机干燥部气罩通风节能
陆山河Lu shanhe 李頔Li di
（牡丹江恒丰纸业，黑龙江牡丹江157100）
摘要：在抄纸中干燥部的气罩通风，具有很高的节能研究价值，通过对纸页干燥过程的分段研究，介绍了气罩通风的零位调节，以及在生产过程中前干气罩出现的前段零位低于后端零位。

生产品种变化时纸页湿空气蒸发量变化的情况下调整气罩通风。

关键词：气罩；气罩零位；露点；
随着低碳节能经济模式的大力推广，在节约能源低碳环保的推动下。

我们重新审视在抄纸设备中能源的消耗，最有节能研究前景的就是干燥部。

其中纸机干燥部的能源消耗主要由以下三部份组成，
1、气罩的通风。

2、烘缸的蒸汽消耗。

3、干燥部各转动辊件。

其中烘缸的蒸汽节能有很大的改善，已经通过采用热泵，多段供汽等方式大大降低了蒸汽消耗，现在有的企业已经能够达到消耗 1.8吨蒸汽/吨纸。

烘缸的传动也有较大的节能研究，变频、导辊直接传动等方试。

有效降低了烘缸启动时需要的较大启动功率，正常运转时较低负荷的高能耗运行特性。

其中气罩的通风具有较大的节能空间。

造纸机干燥部通风系统包括密闭气罩、气罩排风系统、气罩送风系统、热回收系统等设备。

在密闭气罩的有限空间中，干燥部内的空气状态和流通是通过密闭气罩
的排风和送风来进行调整、控制。

因此，在保证气罩密闭的情况下，准确控制气罩内空气系统是保证均匀的水分和节约能源的重要措施。

通过多次的实践，我们对气罩内的纸页通风干燥进行了如下研究，从压榨部出来的纸页在气罩内经过三个阶段的干燥。

1、纸页升温加速干燥阶段，刚进入的纸页在气罩的前部进行温度的快速升温，在这里纸页内的非结合水分被快速蒸发，这个区域在烘缸袋区排出的空气温度低，湿度大。

加速干燥这个阶段主要将纸页由进气罩的43-52%干度提高到60-65%，纸页温度由室温30摄氏度提高到65摄氏度。

在这里纸页水分蒸发较多。

2、纸页恒温恒速干燥阶段，随着纸页温度升高非结合水蒸发完毕，结合水开始蒸发，烘缸袋区带走大量的湿空气，并且温度较高。

在这个阶段纸页干度从60-65%提高到75-85%，纸页温度由65摄氏度提高到92摄氏度。

在这里纸页的水分蒸发最多，温度提升最大，烘缸消耗大量的蒸汽热能，烘缸温度排序升到最高温度。

热空气带走纸页中的大部分水分。

3、纸页降温降速干燥阶段，纸页的非结合水在恒温恒速中蒸发完毕同时结合水已经很难蒸发出来，烘缸的袋区湿空气较少但是空气温度较高。

纸页干度由75-85%提高到90-97%，纸页温度由92摄氏度降低到80摄氏度（因为纸页出气罩后要进入施剂机，较高的温度使纸页强度低）。

纸页中的水分进一步蒸发，接近要求的成品干度，纸页出后干进行施胶，再干燥之后整饰即为成品。

通过以上的研究我们对现有使用的气罩作以下节能控制
一、准确控制干燥部气罩零位减少气罩通风的热空气流量
空气密度由空气温度和湿度决定，温度和湿度或其中之一越高，空气越轻。

由于烘缸加热的原因，在气罩外部低处存在正压（温度低空气重），在气罩内部高处也产生正压（温度高空气向上升）。

使空气从气罩底部向上移动达到一个位置，这时，内外压差逐步减少直至压差为零，这个位置我们称为零位。

也就是说，在这个位置，气罩内外空气是不流通的。

此外，在造纸车间内部因为湿度、温度的存在也总存在一个正压，反之在低位也存在一个负压压差。

因为冬天湿度低温度低，所以冬天比夏天大。

与厂房通风相比较，气罩内部的压差要比厂房的大，从干燥部进出的空气量是通过调节气罩内的零位使其减少到最少。

在我们实际生产过程中，零位调整的高度一般离纸机地面2米（通过打开气罩采用纸条随风摆动测量，如果纸机是坐在二楼楼面，就以二楼楼面为准。

），基本与纸幅进出干燥部的高度差不多，通常情况下，在1.5米到2.3米之间，零位高低的调整我们通常是通过开大送风机风门或关小排风机风门来降低零位，相反操作，可提高零位。

但是，这样调整的调节范围有限，要较大的调整必需通过旧气罩的改造或者改变好各通风设备性能后才能满足。

零位理论是正确的，但是我们在调整的过程中发现，在气罩湿部一端零位偏低，随着进入气罩的纸页湿度的加大在保障出气罩纸页干度的情况下，纸页越湿前干零位越低。

准确的控制调整好气罩通风零位，能够很好的控制送风量，减少蒸汽消耗，节约能源。

二、有效控制影响干燥能源消耗效率的各因素
气罩供风排风的工艺过程如下，干燥部气罩送风主要通过送风机吸入新鲜空气，并通过与气罩排风进行气气交换热量后再进行蒸汽加热器加热到100-120摄氏度，通过气罩送风管道送到袋区和纸机底部的吹风装置。

带有纸页蒸发水蒸气的湿空气通过气罩的排风系统从气罩顶部经过汇风管道从气罩排出，通过排风管道上的气气换热器的热回收系统进行热量回收，经过回收后的废气排至室外。

通过以上工艺流程，可以看出影响通风系统干燥热效率的因素主要需要控制以下三个方面：
1，送风和排风必须保持足够平衡。

通常送风和排风之间存在一个温度差，作为常规送风的空气温度如果较低，就会降低干燥部的热效率。

送风机吸入的新鲜空气温度越高或者是经过气罩排风气气换热器后的温度越高，气罩通风消耗的蒸汽能量就越少，本着这个思路，我们在气罩排风气气换热（通常只有45摄氏度）之后新增一道以蒸汽冷凝系统的冷凝水为热煤的空气换热器，对从气罩排风气气换热器后的初次加热空气再次加热（效果能够达到60-75摄氏度）。

这样能够有效提高进入供风机的新鲜空气温度，有利于减少气罩新风加热到100-120摄氏度的蒸汽消耗。

2，袋区排出的湿空气与气罩内存在的温度差的湿空气混合，将会使空气温度降到它的露点以下，部分水蒸气就会在气罩的表面冷凝，导致滴水。

（气罩前部空气含水量能达到0.25---0.3千克水／千克干空
气，气罩后部能达到0.02---0.04千克水／千克干空气）这就是为什么压榨部隔层会有结露现象的原因，我们是这样组织的罩内通风，在气罩内透过送风支管和排风风门调节。

实现后端的低湿含量热空气由气罩后端向前端流通，与前端的低温高湿含量空气通过混合一同排出气罩。

3，气罩送风速度相对高于排风速度，气罩内产生正压，热空气将会从气罩有出口的地方流出，热的湿空气在气罩外与室内的冷空气相遇会在机架、气罩外部表面发生冷凝。

气罩送风速度相对低于排风速度，气罩内产生负压，导致干燥部热效率低，气罩内将产生冷凝水。

气罩内出现冷凝水会严重影响产品质量，所以一定要气罩内供风大于排风风量形成气罩内热空气外泄。

三、气罩通风系统在生产品种变化时（蒸发量变化）的调节
首先保证所有的气罩门、窗关闭的情况进行以下调整；
3.1 调节气罩内产品增大蒸发量时的空气平衡。

3.1.1 因为生产品种或者生产车速的变化，气罩内蒸发量增大。

这个时候我们相应提高恒温恒速干燥的供、排风量。

因为这个区段纸页已经成型相对产品的质量影响最小。

调整的关键是气罩内湿空气的排出，通过汇风管道上的调节风门进行调节，通常在传动侧和操作侧相对应的同一位置的风门分别进行调整，以确保纸机横向水平位的零位。

3.2 调节气罩内产品减少蒸发量时的空气平衡
3.2.1 因为生产品种或者生产车速的变化，气罩内纸页蒸发量降低。

这个时候我们相应降低排风量（在降低蒸发量不多的情况下）。

为了节约加热新风所消耗的能量，需要进行排风速度的调节。

排风速度的调节要根据具体情况而定，在蒸发量降低不多的情况下，仅需通过调节排风速度来抽出干燥部蒸发水分。

3.3 局部冷凝水的调节
3.3.1 从气罩送风的能量处理和解决冷凝水问题观点出发，气罩送风必须加热到温度不低于排风温度。

而在实际生产实践中，由于空气的渗透和维持袋区通风装置的控制，将气罩的送风温度加热到一个更高的温度则更经济，正常情况下，一般应控制在100℃到120℃；同时，为了避免干燥部蒸发出的水分冷凝滴水，排风温度不宜设置的过低，一般在75℃到85℃之间。

（特殊纸穿透缸除外）
3.3.2 气罩的排风湿度控制：空气含水量约为0.16千克水／千克干空气。

露点在55℃到60℃，露点高节约能源，露点低出现冷凝水的风险大。

我们在生产中严禁出现冷凝水现象，一般采用偏高露点。

3.3.3 如果气罩排出的湿状态空气与冷却表面（温度低于60℃）相接触，排风中蒸发出的水分将在其表面冷凝。

因此，如果排出的湿空气含湿量低了，则排风速度需要降低，这样既可以节约能源还可以提高排出空气的湿含量。

3.3.4 气罩送风和排风速度局部调整非常重要。

如果发生局部冷凝、滴水，通过调节送风终端（吹风箱）或者调节汇风管道风门来完成。

冷凝水问题解决后，送风和排风速度相应进行调节。

为了减少在气罩末端形成冷凝水的可能，气罩末端一般安置有热风幕装置，阻止湿空气外渗。

例如纸页从压榨部进入气罩前，从气罩后去施剂机的开口处。

总之，纸机干燥部气罩内空气系统调整是保证纸机正常抄造和纸幅水分均匀稳定的关键所在，在调节好的情况下一般不再随意调节，但随着纸机车速和生产能力的提高，要求相应对纸机气罩内空气系统进行调整以适应新的生产工况，从而达到平衡。

日益严格的节能减排政策、激烈的市场竞争和严峻的资源短缺,促使我们造纸行业必须精致生产，实现节约，高效，环保。

作者简介：
陆山河牡丹江恒丰纸业股份有限公司工程部机械副主任，国家一级注册机电建造师。

工作方向，造纸机械设计，工程项目现场管理。