3) Избыточная оборотная вода (со сгустителя, избыточная подсеточная вода, избыточная оборотная вода,) поступает в бассейн избыточной оборотной воды (25). Вода из бассейна избыточной воды перекачивается центробежным насосом во флотационную ловушку F - 49 компании «BEF pls» (9) на осветление.
Для более эффективного осветления воды и отделения годного волокна во флотационную ловушку подается Polymin SK с концентрацией 1,0% и расходом 0,075 кг/т. Осветленная вода поступает в бассейн осветленной воды (27) и расходуется на регуляторы концентрации массы, на регулирование профиля в напорном ящике, на уплотнение вакуум-камер гауч-вала и, на промывку сетки и сукон, на уплотнение сетки, а также в цехе роспуска макулатуры. Образующийся скоп с концентрацией 3,2-3,3% направляется в бассейн оборотного брака (9).
Использование свежей воды
Свежая вода используется на спрыски сгустителей, на отсечки гауч-вала.
4. Расчет материального баланса воды и волокна
Баланс воды и волокна составляется на 1 тонну бумаги нетто при влажности 7%. Составление баланса позволяет определить основные потоки массы, воды, волокна и его безвозвратные потери, расход свежего волокна и воды на 1 тонну бумаги. Исходные данные для расчета представлены в таблице 2.
Таблица 2
Исходные данные для расчета баланса воды и волокна
|
Наименование данных |
Значения |
|
|
1 |
2 |
|
|
1. Композиция бумаги для гофрирования, % |
||
|
Макулатура |
100 |
|
|
2. Сухость бумажного полотна концентрация массы по ходу технологического процесса, % |
||
|
в приемном бассейне макулатурной массы |
4,20 |
|
|
в композиционном бассейне |
4,09 |
|
|
в машинном бассейне |
3,5 |
|
|
в напорном переливном баке |
3,5 |
|
|
на II ступени центриклинеров |
0,7 |
|
|
на III ступени центриклинеров |
0,6 |
|
|
отходов после I ступени центриклинеров |
1,30 |
|
|
отходов после II ступени центриклинеров |
1,35 |
|
|
отходов после III ступени центриклинеров |
1,40 |
|
|
отходов от сортировки №1 |
1,5 |
|
|
отходов от сортировки №2 |
1,5 |
|
|
разбавленные отходы на сортировку №2 |
0,9 |
|
|
отсортированной массы с сортировки №2 в сборник подсеточной воды |
0,70 |
|
|
в напорном ящике |
0,85 |
|
|
после участка предварительного обезвоживания |
9,0 |
|
|
после участка 2-хсеточного формования |
18,0 |
|
|
после гауч-вала |
22,0 |
|
|
отсечек и мокрого брака с гауч-вала |
22,0 |
|
|
после прессовой части |
48,0 |
|
|
брака в прессовой части |
48,0 |
|
|
после сушильной части |
93,0 |
|
|
брака в сушильной части |
93,0 |
|
|
брака в отделке |
93,0 |
|
|
после наката |
93,0 |
|
|
после продольно-резательного станка |
93,0 |
|
|
в гауч-мешалке |
2,7 |
|
|
в гидроразбивателях |
3,20 |
|
|
оборотного брака после сгустителя |
3,50 |
|
|
скопа с флотационной ловушки |
3,3 |
|
|
с регулятора концентрации массы бассейна оборотного брака |
3,00 |
|
|
3. Количество бумажного брака от выработки бумаги, нетто, % |
||
|
на ПРС |
1,5 |
|
|
в отделке |
1,0 |
|
|
в сушильной части |
1,0 |
|
|
в прессовой части |
1,0 |
|
|
отсечки и мокрый брак |
1,2 |
|
|
4. Количество отходов сортирования от поступающей массы, % |
||
|
от сортировки №1 |
4,0 |
|
|
от сортировки №2 |
4,0 |
|
|
от III ступени центриклинеров |
6,0 |
|
|
от II ступени центриклинеров |
6,0 |
|
|
5. Концентрация оборотных вод, % |
||
|
с прессовой части воды от промывки сукон в сток |
0,01 |
|
|
с прессовой части отжатой воды в сток |
0,08 |
|
|
от гауч-вала |
0,06 |
|
|
с участка 2-хсеточного формования в сборник оборотной воды |
0,08 |
|
|
с участка предварительного обезвоживания в сборник подсеточной воды |
0,27 |
|
|
воды от промывки сетки с участка предварительного обезвоживания в сборник оборотной воды |
0,009 |
|
|
со сгустителя в сборник избыточной оборотной воды |
0,02 |
|
|
6. Перелив массы, % |
||
|
из коллектора напорного ящика |
10,0 |
|
|
из напорного переливного бака |
10,0 |
|
|
7. Степень улавливания волокна на флотационной ловушке, % |
99 |
|
|
8. Расход свежей воды, кг |
||
|
на отсечки |
20,0 |
|
|
на сгуститель брака |
800,00 |
|
|
9. Расход осветленной воды, кг |
||
|
для промывки сукон |
4000,0 |
|
|
на уплотнение вакуум-камер гауч-вала |
2000,0 |
|
|
для промывки сетки |
11000,0 |
|
|
на регулирование профиля в напорном ящике |
400,0 |
|
|
на уплотнение сетки |
1000,00 |
|
|
10. Расход химикатов, кг на 1т готовой продукции: |
||
|
basoplast 270 D |
1,03 |
|
|
polymin SK для повышения улавливания волокна |
0,075 |
|
|
polymin SK |
0,15 |
|
|
крахмалыный клей |
18,2 |
|
|
12. Концентрация химикатов, г/л |
||
|
крахмальный клей |
5,0 |
|
|
polymin SK |
1,0 |
|
|
basoplast 270 D |
1,0 |
Сводный баланс воды и волокна представлен в таблице 3
Таблица 3
Сводный баланс воды и волокна
|
Статьи прихода и расхода |
Приход,кг |
Расход, кг |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Волокна + хим. в-ва (абсолютно - сухое вещество): |
|||
|
Макулатура |
918,5794 |
||
|
Basoplast 270 D |
1,03 |
||
|
Polymin SK |
0,15+0,075 |
||
|
Крахмальный клей |
18,2 |
||
|
Готовая бумага |
930 |
||
|
Волокна с водой от прессов |
1,9224+0,4 |
||
|
Отходы от сортировки №2 |
2,7694 |
||
|
Отходы с III ступени центриклинеров |
2,0 |
||
|
Волокна с осветленной водой |
0,9521 |
||
|
Итого |
938,03 |
938,04 |
|
|
Вода: |
|||
|
с макулатурой |
20952,3592 |
||
|
на сгуститель |
800,00 |
||
|
на отсечки |
20,00 |
||
|
с Basoplast 270 D |
1028,97 |
||
|
с Polymin SK |
149,85+7,42 |
||
|
с крахмальным клеем |
3621,8 |
||
|
в готовой бумаге |
70,00 |
||
|
испаряется при сушке |
970,3125 |
||
|
с прессов |
2401,04 +4000 |
||
|
с отходами сортировки №2 |
181,8572 |
||
|
с отходами от III ступени центриклинеров |
140,8571 |
||
|
осветленная вода |
18816,3179 |
||
|
Итого |
26580,40 |
26580,39 |
Безвозвратные потери (промой) волокна составляют: с прессовой части - 2,3224 кг, с сортировки №2 - 2,7694 кг, с III ступени центриклинеров - 2,0 кг, с осветлен -ной водой - 0,9521 кг, принимаем зольность а.с. веществ, уходящих со сточными водами 1,0 %.
Тогда промой по результатам расчета баланса воды и волокна
2,3224+2,7694+2,0+0,9521 - = 7,9 кг
= 0,8 %
Расход свежего волокна на 1 т бумаги нетто составляет 918,5794 кг абсолютно-сухого или = 1043,84 кг воздушно-сухого волокна.
Обозначения к технологической схеме рисунок 1
1 - приемный бассейн макулатуры;
2 - композиционный бассейн;
3 - бассейн оборотного брака;
4 - машинный бассейн;
5 - напорный переливной бак;
6 - регулятор концентрации бассейна оборотного брака;
7 - регулятор концентрации приемного бассейна макулатуры;
8 - сгуститель брака;
9 - флотационная ловушка;
10 - смесительный насос №1;
11 - смесительный насос №2;
12 - смесительный насос №3;
13 - третья ступень УВК;
14 - вторая ступень УВК;
15 - первая ступень УВК;
16 - сортировка №1;
17 - сортировка №2;
18 - напорный ящик;
19 - сеточная часть «SymFormer MB»;
20 - формующий башмак;
21 - участок одностороннего обезвоживания;
22 - гауч-вал;
23 - сукномойка;
24 - сборник подсеточной воды;
25 - сборник избыточной воды;
26 - сборник оборотной воды;
27 - сборник осветленной воды;
28 - прессовая часть;
29 - гауч-мешалка;
30 - гидроразбиватель №1;
31 - бассейн сухого брака;
32 - пульсационная мельница;
33 - сушильная часть;
34 - дутьевые камеры;
35 - гидроразбиватель №2;
36 - накат;
37 - ПРС;
38 - сканер.
5. Расчет и подбор технологического оборудования
Характеристика БДМ:
- обрезная ширина бумажного полотна 6300 мм;
- масса 1 м2 бумаги для гофрирования 125 г/м2;
- максимальная рабочая скорость 900 м/мин;
- коэффициент, учитывающий холостой ход, брак на машине и срывы на ПРС 0,92;
- технологический коэффициент использования максимальной скорости на БДМ 0,90;
- коэффициент использования рабочего времени БДМ 0,917;
При определении производительности БДМ рассчитываем [4]:
1) Максимальная расчетная (теоретическая) часовая производительность машины при безобрывной работе, (кг/ч):
Qч.бр = 0,06* Вн * V * g,
где Вн - ширина полотна на накате, Вн = 6400 мм;
V - максимальная рабочая скорость, м/мин;
g - масса 1 м2 бумаги, г/м2;
0,06 - множитель перевода минутной скорости в часовую и массы бумаги, выраженной в граммах, в килограммы.
Qч.бр = 0,06* 6,40 * 900 * 125 = 43200 кг/ч = 43,200 т/ч.
2) Максимальная расчетная выработка машины при безобрывной работе в течении 24 ч, (т/сут):
Qсут.бр = * 24;
Qсут.бр = * 24 = 1036,8 т/сут.
3) Среднесуточная производительность машины (выработка нетто), (т/сут):
Qсут.н = Qсут.бр * Кэф,
где Кэф - коэффициент эффективности использования БДМ:
Кэф = К1* К2* К3
где К1 - коэффициент использования рабочего времени машины
К1 = 22/24 = 0,917;
К2 - коэффициент, учитывающий брак на машине и холостой ход машины, срывы на продольно-резательном станке и срывы на суперкаландре, К2 = 0,92;
К3 - технологический коэффициент использования максимальной скорости БДМ, учитывающий возможные ее колебания, связанные ее качеством полуфабри- катов и другими технологическими факторами, К3 = 0,9.
Кэф = 0,917* 0,92* 0,9 = 0,76, тогда
Qсут.н = 1036,8 * 0,76 = 787,9 т/сут.
4) Годовая производительность БДМ, (тыс.т/год):
Qгод = * 345,
где 345 - расчетное число дней работы БДМ в году, в соответствии с нормами технологического проектирования.
Qгод = * 345 = 272 тыс.т/год
Расчет расхода полуфабрикатов
По данным расчета баланса воды и волокна расход воздушно-сухого волокна на производства 1т бумаги составляет 1043,84 кг макулатурной массы.
Для обеспечения суточной производительности нетто бумагоделательной машины расход полуфабрикатов составляет:
- макулатурной массы 1,044 * 787,9 = 822,57 т.
Для обеспечения максимальной суточной производительности БДМ расход полуфабрикатов составляет:
- макулатурной массы 1,044 * 1036,8 = 1082 т.
Для обеспечения годовой производительности БДМ расход полуфабрикатов соответственно составляет:
- макулатурной массы 1,044 * 272 = 284 тыс. т.
Расчет оборудования БДМ
Напорный ящик
Величина напора массы в напускном устройстве
Принимаем к установке напорный ящик «SymFlo» фирмы «Valmet».
Необходимый напор массы в напускном устройстве рассчитывается по формуле [4]:
2
h = * ,
V - скорость бумажного полотна на накате (средняя расчетная скорость машины), м/мин V = 900 м/мин;
Км - коэффициент отставания скорости массы от скорости сетки (Км = 0,9 - 1,0);
Кс - коэффициент отставания скорости сетки от скорости бумаги на накате
(Кс = 0,85 - 0,95);
- коэффициент истечения массы (0,90 - 0,95);
g - ускорение силы тяжести, м/с2 (g = 9,81 м/с2).
2
h = * = 10,35 м.
Высота открытия щели напускного устройства
Высота открытия щели напускного устройства рассчитывается на основании следующих выражений:
P = 1* h * Vм * ?? = 1* h *??2 * 60 = 1* h *?? * Кс * Км * V,
откуда
h = = , м,
P = , м3/мин,
l = * 100 + 2 * a,
где Pi - количество массы, вытекающий из щели напускного устройства для выработки 1 т бумаги (по данным баланса и волокна), м3/мин;
l - длина выпускной щели, м;
Е - усадка бумаги в сушильной части, зависящая от вырабатываемого вида бумаги, %;
а - ширина кромок бумаги, отсекаемых на гауч-прессе (а = 25-50 мм), м.
P = = 119,62 м3/мин.
l = * 100 + 2 * 0,05 = 6,7 м.
h = = 0,023 м.
Сеточная часть
Принимаем к установке сеточную часть «SymFormer MB» фирмы «Valmet», на которой вначале идет обезвоживание на плоской сетке (бумажное полотно проходит грудной вал, грудную доску, шесть пакетов с гидропланками и два мокрых отсасывающих ящика), а затем двухстороннее обезвоживание. При двухстороннем обезвоживании масса обезвоживается, проходя постепенно участок обезвоживания с формующим башмаком и гауч-вал.
Ширина сетки бумагоделательной машины рассчитывается по формуле [4]:
Вс = * 100 + 2 * (a + e),
где B0 - обрезная ширина бумаги, м;
с - ширина кромок бумаги, обрезанных на продольно-резательном станке, (с = 25-50 мм), м;
Е - усадка бумаги в сушильной части, зависящая от вида вырабатываемой бумаги, %;
е - ширина свободных кромок сетки (е = 20 - 50 мм), м.
Вс = * 100 + 2 * (0,05 + 0,05) = 6,75 м = 6750 мм.
Принимаем стандартную ширину сетки 6900 мм.
Диаметр формующего вала и гауч-вала
Dф.в = 0,08 * Вс + 0,5 = 0,08 * 6,9 + 0,5 = 1,05 м.
Принимаем диаметр валов 1,1 м.
Гауч-вал с двумя зонами отсоса.
Прессовая часть
К установке принимаем «SymPress B» фирмы «Valmet», это четырехвальный пресс с тремя зонами прессования. Для передачи полотна бумаги и третьей зоны прессования на первый сушильный цилиндр имеется транспортирующая лента и пересасывающее устройство. Конструкция «SymPress B» позволяет регулировать линейное усилие и, следовательно, интенсивность обезвоживания и маркировки в широких пределах. Давление может достигать 1200 кН/м:
- нижний вал желобчатый из чугуна с резиновым покрытием d = 840 мм;
- второй отсасывающий двухкамерный вал, с резиновым покрытием d = 1000 мм;
- третий вал с твердым станитовым покрытием d = 1250 мм;
- четвертый с удлиненной зоной прессования d = 1290 мм.
Сушильная часть
Принимаем к установке в сушильной части первую группу сушильных цилиндров фирмы «Valmet» с безобрывной проводкой бумажного полотна, оснащенную дуть- евыми ящиками. Заправка осуществляется одной верхней сеткой. Остальные груп- пы сушильных цилиндров выполним по традиционной схеме. Сушильная установка состоит из 99 сушильных цилиндров, разбитых на 9 групп по приводу.
Определение числа сушильных цилиндров и сушильной поверхности.
Для определения необходимой поверхности сушильных цилиндров пользуются методом удельных съемов воды W1 в сушильной части ( кг/ч), испаренной с 1 м2 поверхности контакта бумаги с сушильными цилиндрами ( рабочей поверхности сушильной части). Число бумагосушильных цилиндров: