造纸设备选型

设备平衡计算概述
设备平衡计算是工艺设计的重要内容之一。

其计算的依据是物料平衡。

即通过物料平衡计算出通过每一设备的物料量（通过量），然后用此通过量来校核或计算每一段设备所应具有的生产能力，确定同种设备的台数。

制浆造纸厂所用设备的种类多﹑型号多。

同一种设备，由于型号不同，生产能力也不同。

因此设备平衡计算应遵循以下原则:
1 确定主要设备
确定主要设备的生产能力时，即不能过大的超出设计能力的要求，又要适当的留有余地。

因为选择设备的能力过大，不仅使设备的投资费用增加，而且也使日常生产的维持费用增加。

2 确定设备台数
对于需要确定台数的设备，其数量要考虑设备发生事故或检修时仍有其他设备做备用维持生产。

3 确定备品
在确定主机的配套设备时，除要满足主机要求外，还必须有相应的附属设备，如电机等。

4 公式计算法
在利用公式计算设备能力时，公式中的某些系数要选取合理。

选取的依据是：所选取设备的成熟程度﹑所用原料的特点，以及操作工人的操作水平和技术素质。

5避免大的波动
对于蒸煮这样的大量用汽设备，又要考虑间歇蒸煮的周期性，即用汽量将会出现周期性的负荷高峰值，将会导致全厂蒸汽压的大幅度波动。

所以，在设备平衡计算及设备台数确定时，应设法避免发生这种现象。

设备台数的确定
通过理论或经验公式计算设备生产能力、根据有关工厂的实际经验确定设备的生产能力、按设备产品目录中查取其生产能力，利用以下公式计算出所需设备的台数。

K
G Q N ⨯= 式中 N —选用设备的台数，台
Q —生产中需该种设备处理的物料总量，由物料(或浆水)平衡计算得出
G —该设备在生产中单台设备处理的物料，即该设备单台生产能力，t/d K —该设备的利用系数
对于一些大型设备，在间歇使用时会对全厂造成大幅度波动。

导致全厂系统不稳定，在设备平衡计算时应避免这种大幅度波动。

专业设备生产能力的计算确定
Ⅰ）蒸煮段
⑴蒸煮锅
已知：装锅量：160㎏/m 3锅容 细浆得率：45%
蒸煮周期：4小时 平均每天作业时间：23小时 木浆产量：
每立方锅容产浆量 =460㎏/ m 3·d
考虑设备的利用系数后，每立方米锅容产浆量为（蒸煮锅的利用系数取0.8） 460×0.8=368 m 3
所以，需要蒸煮器的容积为=120×1000÷368=326.0870 m 3
为了满足生产，有一定的富裕量，且不要太多的设备及太宽的车间布置，本设计选用110 m 3锅容。

蒸煮锅个数:
n =326.0870÷110≈3（台）
由《常用非木材纤维碱法制碱实用手册》——制浆造纸设备（上）查得110 m 3立锅型号为：ZJG3 , 其主要技术参数为：
锅容（m 3）：110
锅体内径（㎜）：3600
锅体总高（㎜）：13956
上锅口直径（㎜）：770
下锅口直径（㎜）：350
最高工作温度（℃）：175
工作压力（MP）：0.78～0.88
外型尺寸（㎜）：5100×5000×15600
重量（吨）：42.096
喷放口直径（㎜）：200
附属设备：
自动锅盖 ZJC2
气动喷放阀 Dg200
加热器（㎡） 90
循环泵 ZBY22/Ф250
蒸煮锅其他附属配套设备
自动锅盖：由《常用非木材纤维碱法制碱实用手册》查得选用ZJG2自动锅盖。

其技术特征为：
锅口直径（㎜）：770
油缸工作压力（Kpa）: 2940～5880
自动开闭盖时间（s）：5～15
油缸活塞行程（㎜）：327
外形尺寸：2250×1780×1039
液压油泵型号： YB－25型叶片式
油泵压力（KPa）: 6174
油泵流量（L/min）:25
加热器：根据本设计要求选用90㎡双程列管式换热器：
其主要技术特征为：
壳体内径（㎜）：800
壳体壁厚（㎜）：10
加热管外径×壁厚（㎜）：Φ38×2.5 长度（㎜）：4520
加热管根数：182 管外工作压力(Kpa)：1176
管内工作压力(Kpa)：784~882
管内开始温度（℃）： 60
管内终期温度（℃）：172
管外温度（℃）：187
碱液入口直径（㎜）：300
碱液出口直径（㎜）：300
蒸汽入口直径（㎜）：200
冷凝水出口直径（㎜）：80
设备重量（㎏）：5750
主要生产厂：天津轻机厂
木片仓放料阀门：选用ZJF3型号放料阀门
其技术特征为：
进出口直径（㎜）：Φ760
出料口直径（㎜）：Φ640
木片规格直径（㎜）：长15～25 厚3～7 宽5～20
重量（㎏）：500
外型尺寸（㎜）：Φ1560×368
循环泵: 循环泵与蒸煮锅配套，110M3的蒸煮锅配用ZBY22型, 由《轻工机械产品目录》
其技术参数为：
进出口直径（㎜）：250
叶轮直径（㎜）：300
流量（m3/h）：366
总扬程（m）：24.8
泵轴转速(r/min)：1470
工作压力（Kpa）：<980（10㎏/cm2）
工作温度0C：<185
冷却水消耗量（l/min）：8~10
外型尺寸（长×宽×高）：2120×850×990
重量（㎏）：1395
电动机型号：JO291—4，70kw
主要生产厂：天津轻机厂
加热器的冷凝水水槽的选型：由《制浆造纸手册》选ZTZ22 其技术特征为：
容积（m2）：10
槽体规格（㎜）：Φ1800×4300
工作压力（Kpa）：392（4㎏/cm2）
重量（㎏）：2240（自重）
主要生产厂：安阳机械厂
⑵喷放锅
喷放锅的总容积，一般为蒸煮锅总容积的1.5～1.8倍，每台喷放锅的容积一般应为每台蒸煮锅锅容的2.5～3倍，所以3个110m3的蒸煮锅要用2个225 m3的喷放锅。

选用两台ZJP3225m3的平底喷放锅，它的主要技术参数如下：型号：ZJP3
容积：225m3
锅体直径（㎜）：5600
锅体高度（㎜）：17044
进浆口直径（㎜）：200
出浆口直径（㎜）：350
）：0.11
设计压力（MP
a
推进搅拌器直径（㎜）：1000
推进搅拌器转数（r/min）:180
电动机功率（KW）：22
外型尺寸（㎜）：Φ6500×6500×17300
重量：42.9t
喷放锅的附属配套设备：
（1）旋浆分离器：根据ZJP3的配套有ZJF12、ZJF13两种旋浆分离器，根据产浆质量选用ZJF13，其技术特征：
最高工作压力（Kpa）：常压
最高工作温度（℃）：100
介质名称：微碱性气体
分离器直径（㎜）：2500
设备总重（㎏）：2849
最大外型尺寸（㎜）：3040×3040×4700
器体高度（mm）：4700
器体内径（mm）：2500
进气口直径（mm）：600
出气口直径（mm）：800
出浆口直径（mm）：200
的配套有ZJF16喷射冷凝器，其技术特征为：（2）喷射冷凝器：根据ZJP
3
冷凝能力（㎏/min）：1800
进水温度（℃）：90
蒸汽温度（℃）：120
介质：蒸汽、水、废气水含（SO2）
器体内径（mm）：1400
设备重量（㎏）：2699
器体高度（mm）：5450
Ⅱ）漂白段
⑴ClO2漂白塔
已知：m＝944.5055kg
日需要处理量为944.5055×120÷1000＝113.3407t
设备富余量113.3407t×1.2＝136.0088t
塔内贮浆时间2小时，采用升降流式漂白塔
浆塔的贮浆体积：9.4451×120×2÷23＝98.5576t
加上富余量：98.5576×1.2＝118.2691t
进浆浓度 12% 出浆浓度 3%
型号 ZPT22
生产能力/(吨/日) 90–140
底部内径/mm 3200
材质水泥衬砖或涂树脂
–180L–6,22kw
电动机 JQ
3
金属件重量(公斤) 2500
⑵碱处理塔
已知：m＝927.6923kg，浆料漂白时间为1小时。

每天需要处理量为927.6923×120÷1000＝111.3231t
加上富余量111.3231×1.2＝133.5877t
浆塔贮浆体积＝9.2769×120×1÷23＝48.4012t
选用型号ZPT14
生产能力/(t/d) 100～120
纸浆浓度/% 8～10
电机功率/kw 11
塔底直径/mm 3500
塔体高度mm 11000
容积/m370～85
推进器/mm φ750(2台)
⑶氧漂塔
由浆水平衡计算可知，每生产1t风干浆，氧脱反应塔需处理989.0110kg 绝干浆，故，
氧脱反应塔的日处理量=120×989.0110÷1000=118.6813t
已知：氧脱反应的反应浓度为20%，反应时间60min
则，氧反应塔的体积V= (118.6813)/( 23×20%) =25.8003 m^3
设定反应塔内径为1.5m，则，
反应塔高度h=(4×25.8003)/(3.14×(1.5)^2 ) =14.6074 m 所以，反应管的规格可以设定为：ф 1500mm×15000mm
⑷混合器
已知：m＝944.5055kg
需要处理量944.5055×120÷1000＝113.4066t
型号 MXT–30/20
生产能力/(t/d) 600–800
转速/(r/min) 980
配用电动功率/kw 110
材料钛
进浆管/mm φ300
出浆管/mm φ200
质量/kg 500
⑸高浓浆泵的选择
已知：V＝4945.0550L
泵送流量：4945.0550×120÷1000÷23＝25.8003 m3
选用型号IS O80–65–125
电机功率/kw 5.5
必需气蚀余量： 3.0
Ⅲ）洗涤工段
⑴压力洗浆机
根据工艺条件，本设计选用2台压力洗浆机串联逆流洗涤
由浆水平衡可得，所需要的生产能力：m=1051.2447×120÷1000=126.1494t/d
ZNY3压力洗浆机组技术特征
公称过滤面积（m2）： 25
进浆/出浆浓度（%）：1-1.2/12
生产能力（t/d）：80～100
转鼓规格（㎜）：φ2500×3200
转鼓转速（r/min）： 1～3r/min
电动机：洗浆机用(1台) Z1-51
出料螺旋用(1台) JO3-132S-6
外形尺寸（㎜）5200×4830×3520
已知: m=1051.2447kg
设备利用系数为:0.8
计算: m=1051.2447×120/(1000×0.8)=157.6867t/d
⑵压力洗浆机黑液槽的确定
由设备选型原则知，应有一定时间的贮存量，另外还应有1/3的空间用于消泡，由浆水平衡计算知，每吨漂白风干浆流出黑液量为89.0189m3,设贮存18min 为准，则：
V=89.0189×120/23×18/60=139.3339m3
139.3339÷2/3=209.0009m3
选黑液槽型号为：ZTZ17
其规格为：
容积（m3）：137
槽体规格(mm)：Φ5000×7000
重量：11600公斤
设备外廓尺寸（㎜）：1275×1030×2004
设备总重（㎏）：845
⑶高浓浆池
已知：V＝35041.4900L
生产定额：120t/d，为保证生产的连续性，贮浆时间约为2.5小时。

计算：需要的贮浆容积为
＝35041.4900×120÷1000÷23×2.5＝457.0629m3
选型：
型号 ZPT34
配套生产能力/(t/d) 100～120
纸浆浓度/% 8～12
容积/m3≥3500
塔底内径/mm φ4000
材质钢筋混凝土衬砖或涂树脂
螺旋桨直径/mm 750
螺旋桨推进器功率/kw 37
螺旋桨推进器配用台数 2
Ⅳ）筛选工段
⑴圆网脱水机
根据物料平衡计算，因为圆网浓缩机的利用系数为0.8
所以要选用的设备的日处理量为：
989.0110÷1000×120÷0.8=148.3517t/d
所以选用日处理量为80～100吨的ZNW32型圆网浓缩机2台
选择圆网浓缩机，其工艺特征：
型号：ZNW
32
形式：有刮刀
圆网面积：40㎡
圆网尺寸：Φ1250～2000㎜
圆网转速：0.6～6.8r/min
压辊尺寸：Φ400×2030㎜
压辊线压：0.8kg/cm
进浆口：Φ250㎜
出浆口：Φ250㎜
功率：5.5KW
外形尺寸：4600×3000×2200㎜
重量：4700KG
进浆浓度：0.2～1.0%
出浆浓度：3～6%
生产能力：80～100t/d
圆网浓缩机的特点是利用液体的重力，即滤网内外液体的液位差进行过滤
脱水，主要用于纸浆的浓缩。

⑵CX离心筛
1949
120
1009=
⨯
=
.
Q1034
t
.
121
1000
/
选用ZSL4型
生产能力：100--150t/d 筛选面积：2.4m2
φ转子转数：450r/min
筛鼓规格：mm
1065
743⨯
叶片数：10/片进浆浓度：0.8-3.0％
出浆浓度：0.6-1.5％电机功率：75Kw
φ
转子规格：mm
718⨯
1130
设备台数：1台
⑶双网挤浆机
又称双网式压滤机，夹网式压滤机
此处采用国产双网挤浆机
进浆浓度：1.5%～4%
出浆浓度：15%～30%
产量：15～120t/d
⑷双盘磨
已知：m=20.1839kg
设备利用系数：0.8
计算：m=20.1839×120/（1000×0.8）=3.0276t/d 选型：
型号：ZDP1
生产能力：2～12t/d
磨盘直径：400㎜
磨盘转速：1470r/min
进浆口尺寸：4100㎜
出浆口尺寸：4100㎜
电动机：JQ3-225-M
重量：1200kg
⑸606型锥型除砂器
（1）.一段除砂器
已知：V=220901.5500L
设备利用系数为0.8
浆料流速：500L/min
计算：V=220901.5500×120/（23×60×0.8）=24011.0380L/min 则除砂器个数：24011.0380/500≈48
取两个备用，即三段除砂器用50个
（2）二段除砂器
已知：V=72195.0685L
计算：V=72195.0685×120/（23×60×0.8）=7847.2901L/min
则除砂器个数：77847.2901/500≈16
取两个备用，即三段除砂器用18个
（3）三段除砂器
已知：V=19492.6667L
计算：V=19492.6667×120/（23×60×0.8）=2118.7681L/min 则除砂器个数：2118.7681/500≈5
取两个备用，即三段除砂器用7个
型号：606型
规格效能：400～600 L/min
进浆压力：3㎏/㎝2
进浆浓度：0.3～0.7%
进浆口：φ50㎜
出浆口：φ50㎜
外形尺寸： 220×360×1515㎜
Ⅴ）水池
⑴白水池的选择
已知：V＝209790.7537L,水封池的水送中段水处理，贮存时间为25分钟，则：所需水封池体积209790.7537×120÷1000÷23×25/60＝456.0669 m3 ⑵2#水封池
已知：V＝87472.5283 L,本段水多半回用，贮存时间为25分钟
则：所需水封池体积87472.5283×120÷1000÷23×25/60＝190.1577 m3
⑶1#水封池
已知：V＝80837.9125L,贮存时间为25分钟
则：所需水封池体积80837.9125×120÷1000÷23×25/60＝175.7346 m3
⑷0#水封池
已知：V＝79807.6953L,贮存时间为25分钟
计算：所需水封池体积79807.6953×120÷1000÷23×25/60＝173.4950 m3。