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　　高速衛生紙機氣罩的節能優(yōu)化設計方案

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　　隨著(zhù)國家對環(huán)保工作的高度重視，很多生活用紙企業(yè)已經(jīng)嚴格禁用燃煤鍋爐，取而代之的是燃氣鍋爐，造成生產(chǎn)成本增加。紙幅經(jīng)過(guò)真空托輥后的干度36%~40%，氣罩和揚克烘缸在衛生紙機中是蒸汽消耗的主要部位（圖1），氣罩和烘缸相比，氣罩系統消耗蒸汽的量比較大，優(yōu)化氣罩及其外循環(huán)是節約蒸汽的關(guān)鍵。

　　氣罩是利用高溫、高速氣流通過(guò)內部吹風(fēng)箱吹到濕紙幅上，屬于射流傳熱。氣流噴射打破了紙幅的空氣分界層，產(chǎn)生了高效熱交換，熱轉移通常由強制對流產(chǎn)生。影響熱交換系數的主要參數是：（1）噴射溫度；（2）噴射速度；（3）噴射孔形狀及布局；（4）噴射濕度。通常使用的是130℃以上的飽和蒸汽，如何使用和發(fā)揮好飽和蒸汽的作用是提升氣罩效率的關(guān)鍵。

　　1　氣罩吹風(fēng)箱的設計

　　吹風(fēng)箱與烘缸間距，一般選取15~20mm，實(shí)踐證明，傳熱系數隨其間距增大而急劇下降。吹汽孔為圓形沖孔，這樣的沖孔風(fēng)阻較小，孔徑大多為5~8mm，沖擊速度為50~90m/s，孔為三角形布局，這種布局傳熱效果比較好（圖2）。為了保持吹風(fēng)箱的剛度，箱板厚度一般在3mm以上。

　　2　氣罩的吹風(fēng)寬度

　　吹風(fēng)寬度太寬，紙幅邊緣干，紙邊太熱，易斷紙，由于受到中高的影響，全幅橫向定量水分會(huì )產(chǎn)生問(wèn)題；吹風(fēng)寬度太窄，紙幅邊緣濕，加劇了刮刀片和揚克缸邊緣的磨損，烘缸邊緣噴涂化學(xué)品控制容易產(chǎn)生問(wèn)題。一般氣罩吹風(fēng)寬度等于揚克缸上的紙幅寬度（圖3）。

　　3　氣罩的外循環(huán)系統

　　氣罩是由并聯(lián)的、相互獨立的、帶有熱回收系統的兩個(gè)高溫高速熱風(fēng)罩組成，是運用了對流干燥的原理，來(lái)強化傳熱效果的高效干燥裝置。根據紙幅的干度情況兩部分壓入的熱空氣溫度不同，后面的部分溫度相對較低。熱風(fēng)罩用管材和型鋼構成骨架，用不銹鋼板和隔熱材料制成外殼。干部和濕部有各自獨立的循環(huán)風(fēng)系統，但相互連接。循環(huán)風(fēng)從氣罩排風(fēng)口排出，經(jīng)風(fēng)機、蒸汽熱交換器后返回氣罩進(jìn)風(fēng)端。循環(huán)風(fēng)機的電機速度控制風(fēng)量和吹風(fēng)速度。熱風(fēng)溫度由進(jìn)入熱交換器的蒸汽流量來(lái)控制。當氣罩張開(kāi)時(shí)，相應降低循環(huán)風(fēng)機轉速。

　　現今氣罩的外循環(huán)完全依賴(lài)乏汽和冷凝水加熱進(jìn)風(fēng)，盡量避免使用新鮮蒸汽加熱（圖4）。另外，如果真空系統使用透平風(fēng)機，透平風(fēng)機能釋放90~110℃熱風(fēng)，這部分熱風(fēng)也進(jìn)入熱回收系統用來(lái)加熱進(jìn)風(fēng)。

　濕端排氣時(shí)，如果濕度大有滴水現象，原則上都排掉；如果干度大一些，可以回流1/4，其余3/4排掉。

　干端、濕端回路上裝有平衡管，平衡管路上設有氣動(dòng)閥門(mén)，有效地控制濕氣排除的量。

　進(jìn)風(fēng)經(jīng)過(guò)熱回收后溫度大約有60~70℃，然后再經(jīng)過(guò)冷凝水加熱器（用最后一個(gè)閃蒸罐出來(lái)的冷凝水），溫度上升至100℃左右，再各自進(jìn)入干、濕端循環(huán)風(fēng)，用從烘缸出來(lái)的乏汽經(jīng)第一個(gè)閃蒸罐分離出的高壓蒸汽進(jìn)入干、濕端加熱器，把進(jìn)風(fēng)加熱到130℃以上，通過(guò)吹風(fēng)箱噴射到紙頁(yè)上（圖5）。

　氣罩的熱風(fēng)系統和烘缸的蒸汽冷凝水系統緊密相連，烘缸用新鮮蒸汽，氣罩利用其乏汽，從而實(shí)現蒸汽及其余熱利用的平衡。

　在引紙和清理缸面時(shí)，氣罩可從缸面縮回大約200mm,且每一部分氣罩都有一個(gè)人孔，工人可進(jìn)入氣罩內部每個(gè)角落進(jìn)行清理及維修工作。氣罩頂部的設計也考慮到了方便維修的問(wèn)題。

　4　結語(yǔ)

　　由于以上特殊的設計已把熱量損失降到了最小限度，所以氣罩里每一處表面都能保持干燥和高溫。氣罩的結構設計也已詳盡地考慮到熱膨脹問(wèn)題。要不斷地優(yōu)化熱風(fēng)系統的設計，減少熱損失，爭取創(chuàng )造最大的節能效果。

　　[ 轉載自《中華紙業(yè)》，2020年7月 ]

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