Курсовая работа: Проект бумагоделательной машины, вырабатывающий бумагу для гофрирования

n = = 19,1 * ,

где v - скорость бумаги на накате, м/мин;

g - масса 1 м² вырабатываемой бумаги, кг;

С_к - конечная сухость бумаги ( после сушильной части), %;

С_н - начальная сухость бумаги (перед сушильной части), %;

W₁ - удельный съем воды с рабочей сушильной поверхности, кг/м² * ч;

D - диаметр бумагосушильных цилиндров, м;

б - коэффициент обхвата сушильных цилиндров бумагой.

n = 19,1 * = 99 шт

Определение рабочей площади и боковой поверхности бумагосушильных цилиндров. Рабочая площадь F_p (м²) и боковая поверхность F_о(м²) бумагосушильных цилиндров определяется по формуле

F_p = b * * d * n * б

F_o =

где b - необрезная ширина бумаги на накате, м; К - соотношение между общей рабочей и боковой поверхностью сушильных цилиндров (К = 0,57 - 0,64).

F_p = 6,4 * * 1,5 * 99 * 0,68 = 2029 м².

F_o = = 3382 м².

Длина сушильного цилиндра. Длина сушильного цилиндра В_ц должна быть больше ширины полотна, поступающего в сушильную часть на 70 - 130 мм, т.е.

В_ц = + (0,07 ± 0,13),

где В₀ - обрезная ширина полотна, м;

b - ширина кромок, обрезаемых на продольно резательном станке (0,025 - 0,035 м);

у - величина поперечной усадки полотна, выбирается из справочных данных.

В_ц = + 0,1 = 6,6 м.

Накат

В конце машины установим барабанный накат «OptiReel Pro» фирмы «Valmet», для намотки бумаги на тамбурный вал диаметром до 2400 мм.

Отделка

На продольно-резательном станке «WinDrum» фирмы «Valmet» бумага будет разрезаться на форматы и наматываться в рулоны. Максимальная рабочая скорость ПРС 2500 м/мин, ширина 6300 мм.

Производительность станка определяется по формуле

Q = 0,06 * B * g * v * n

где В - ширина бумаги, м;

v - средняя рабочая скорость, м/мин;

g - масса 1 м² бумаги, г;

n - коэффициент использования рабочего времени, n = 0,4 - 0,5.

Q = 0,06 * 6,3 * 125 * 2500 * 0,5 = 59063 кг/ч,

Потребляемая мощность станка может быть приближённо определено по формуле

N =

где Р - линейное напряжение бумаги, кг/см (0,1 - 0,5);

В - ширина бумаги, см;

v - скорость бумаги, м/мин;

n - коэффициент, учитывающий, какая часть мощности, потребляемой станком, расходуется на создание натяжения полотна бумаги (n = 0,6 - 0,8).

N = = 97 кВт.

Линия упаковки

Транспортировка, взвешивание, упаковка и маркировка рулонов бумаги будет осуществляться на автоматической упаковочной машине «STREAMLINE» фирмы «Valmet».

Расчет оборудования в массоподготовительном отделе

Расчет и выбор пульсационной мельницы

Необходимая производительность пульсационной мельницы рассчитывается по формуле:

Q = , т/сут,

где А - количество абсолютно-сухого волокна, кг;

Q_сут.бр - максимальная расчетная производительность машины при безобрывной работе, т/сут.

Q = = 39 т/сут

Количество пульсационных мельниц рассчитывается по следующей формуле:

n =

где Q_п.м - производительность пульсационной мельницы, т/сут;

n = = 0,9.

Принимаем к установке мельницу OptiFiner Pro фирмы «Valmet» [6] мощностью электродвигателя 1200 кВт и скорость вращения 750 об/мин.

Устанавливаем две мельницы, в т.ч. одна резервная.

Габаритные размеры:

- длина - 2,25 м;

- ширина - 0,61 м;

- высота - 0,83 м.

Расчет и выбор гауч-мешалки и гидроразбивателей

Гауч-мешалка

Для обеспечения нормальной работы БДМ при аварийном режиме, принимаем время хранения массы в гауч-мешалке 3 мин при концентрации массы 3,5%. Гауч-мешалка рассчитывается на производительность БДМ 80%. Необходимый объём гауч-мешалки находится по формуле:

V = , м³,

где в - влажность воздушно-сухого волокнистого материала, %;

t - время хранения массы, ч;

24 - качество рабочих часов в сутки;

С - концентрация волокнистой суспензии, % (при аварийном режиме работы составить 3-3,5%);

К - коэффициент, учитывающий неполноту заполнения, К = 1,2.

V = = 46,22 м³.

Устанавливаем гауч-мешалку емкостью 90 м³ производства фирмы «Valmet», со следующий характеристикой: производительность 200 т/сут, мощность электродвигателя 75 кВт.

Гидроразбиватель №1

Объём гидроразбивателя №1 должен быть рассчитан на случай аварийной ситуации в работе машины (50% или 80% от Q _сут.н ).

Расчет необходимой производительности гидроразбивателя ведётся по формуле:

Q = 0,8 * Q_сут.н [4],

где Q_сут.н - суточная производительность машины (нетто), т/сут,

Q = 0,8 * 787,9 = 630 т/сут.

Устанавливаем гидроразбиватель горизонтального типа фирмы «Valmet» OptiSlush HP-50, со следующий характеристикой: вместимость 50 м³, мощность электродвигателя 400 кВт.

Гидроразбиватель №2

Q = = 11 т/сут.

Устанавливаем гидроразбиватель горизонтального типа OptiSlush HP-24 фирмы «Valmet», со следующий характеристикой: производительность 50 т/сут; вместимость 24 м³, мощность электродвигателя 30 кВт.

Сгуститель брака

Q = = 24,42 т/сут

Устанавливаем сгуститель типа OptiThick GT фирмы «Valmet», со следующий характеристикой: производительность 30-60 т/сут; мощность электродвигателя 22 кВт.

Габаритные размеры:

- длина - 4 м;

- ширина - 2,2 м;

- высота - 2,4 м.

Расчет и подбор оборудования для очистки массы

Установка вихревых конических очистителей

Установка вихревых очистителей собираются из большого числа отдельных трубок, соединенных параллельно. Количество трубок зависит от производительности установок.

Производительность установки определяется по данным расчета баланса воды и волокна и рассчитывается по формуле:

1-я ступень очистки:

Q = = 144369 л/мин

Рассчитаем количество трубок очистителя, если пропускная способность одной трубки 780 л/мин.

n = = 185,1 шт.

Принимаем к установке очистители фирмы «Metso»: 6 блоков очистителей, в каждом блоке 36 очистителей. Размеры каждого блока: длина - 1,98; высота - 1,85; ширина - 0,848 м.

2-я ступень очистки:

Q = = 28403 л/мин

Рассчитаем количество трубок очистителя, если пропускная способность одной трубки 780 л/мин.

n = = 36 шт.

Принимаем к установке очистители фирмы «Metso»: 1 блоков очистителей, в блоке 36 очистителей. Размеры блока: длина - 1,98; высота - 1,85; ширина - 0,848 м.

3-я ступень очистки:

Q = = 3760 л/мин

Рассчитаем количество трубок очистителя, если пропускная способность одной трубки 780 л/мин.

n = = 4,8 шт.

Принимаем к установке очистители фирмы «Metso»: 1 блок очистителей, в блоке 5 очистителей. Размеры блока: длина - 0,68; высота - 1,70; ширина - 0,7 м.

Сортировка №1

Q = = 1923 т/сут

n = = 4,7 шт

Для очистки бумажной массы перед подачей её в напорный ящик устанавливаем сортировку OptiScreen Pro FS фирмы «Valmet» с производительностью 450 т/сут, мощностью электродвигателя 220 кВт; площадь сита 2,5 м².

Устанавливаем шесть сортировок, в т.ч. одна резервная.

Габаритные размеры:

- длина - 2,4 м;

- ширина - 1,66 м;

- высота - 2,18 м.

Сортировка №2

Q = = 78 т/сут

n = = 1,0 шт

Для очистки бумажной массы устанавливаем сортировку OptiScreen Pro FS фирмы «Valmet» с производительностью 80 т/сут, мощностью электродвигателя 90 кВт; площадь сита 0,4 м².

Устанавливаем две сортировки, в т.ч. одна резервная.

Флотационная ловушка

Выработка бумаги в минуту:

Q = 41,143/ 60 = 0,685 м³/ мин.

Объём воды поступающей на очистку:

V_мин = 41,046 * 0,685 = 28,12 м³/ мин или 1687 м³/ час

где 41,046 - объём воды поступающей на осветление, м³/ г.

Для улавливания волокна волокна из оборотной воды устанавливаем флотационную установку OptiBright фирмы «Valmet» со следующей технической характеристикой [6]:

- количество очищаемой воды - 1700 м³/ ч;

- мощность электродвигателя - 4,2 кВт.

Расчета объёма бассейнов

Расчет ёмкости бассейнов проводится исходя из максимального количества массы, подлежащей хранению, и необходимого времени хранения массы в бассейне.

Объём бассейнов (м³) брака рассчитываем по формуле:

V = ,

Расчет объёма бассейнов производится также по формуле:

V = Q_ч.бр * Q_м * t * К,

где Q_ч.бр - часовая производительность БДМ, т/ч;

Q_м - количество волокнистой суспензии в бассейне, м³/т бумаги;

t - время хранения массы, ч;

К - коэффициент, учитывающий неполноту заполнения бассейна (обычно К = 1,2).

Время, на которое рассчитан запас массы в бассейне определенного объёма, рассчитывается по формуле:

t = ,

где Р - количество воздушно-сухого волокнистого материала, т/сут,

V - объём бассейна, м³;

с - влажность воздушно-сухого волокнистого материала, % (в соответствии с ГОСТ для полуфабрикатов с = 12%, для бумаги и картона с = 5-8%);

t - время хранения массы, ч;

z - число рабочих часов в сутки (24ч);

с - концентрация волокнистой суспензии в бассейне, %;

К - коэффициент, учитывающий неполноту заполнения бассейна, (К = 1,2).

Приемный бассейн макулатуры

V = 43,200 * 21,870 * 1,5 * 1,2 = 1701 м³.

Бассейн композиционный

V = 43,200 * 22,409 * 0,4 * 1,2 = 465 м³.

Бассейн машинный

V = 43,200 * 31,061 * 0,4 * 1,2 = 644 м³.

Объёмы бассейнов для брака должны быть рассчитаны на случай аварийной ситуации работы машины (50% или 80% от Q_сут.бр).

Объём бассейна для сухого брака

V = = 1218 м³.

Объём бассейна для оборотного брака

V = = 365 м³.

0,08 - количество оборотного брака при выработке бумаги для гофрирования на бумагоделательной машине (6%) и в отделке (2%) от суточной выработки (Q_сут.бр).

Сборник подсеточной воды

V = 43,200 * 182,607 * 0,03 * 1,2 = 284 м³ (время нахождения воды в сборнике t = 2 мин или 0,03 ч).

Сборник избыточной оборотной воды

V = 43,200 * 41,143 * 0,08 * 1,2 = 171 м³ (время нахождения воды в сборнике t = 5 мин или 0,08 ч).

Сборник оборотной воды

V = 43,200 * 20,567 * 0,08 * 1,2 = 85 м³ (время нахождения воды в сборнике t = 5 мин или 0,08 ч).

Бассейн осветленной воды

V = 43,200 * 38,216 * 0,17 * 1,2 = 337 м³ (время нахождения воды в сборнике t = 10 мин или 0,17 ч).

Результаты унификации представлены в таблице 2.

Таблица 4

Характеристика бассейнов

Расчет и выбор насосов

Расчет насосов ведется по формуле:

Q = M* Q_ч.бр * 1,3, м³/ч,

где М - масса перекачиваемой волокнистой суспензии ( из баланса воды и волокна), м³.

Q_ч.бр - максимальная производительность машины при безобрывной работе машины, т/ч;

1,3 - коэффициент, учитывающий запас производительности насоса.

Смесительные насосы

Смесительный насос №1

Q_м = 200,51* 43,200 * 1,3 = 11261 м³/ч.

Принимаем к установке смесительный насос БС 14000/22 со следующий характеристикой: подача 14000 м³/ч; напор 22 м, мощность электродвигателя 590 кВт; частота вращения 485 об/мин.

Смесительный насос №2

Q_м = 39,4* 43,200 * 1,3 = 2213 м³/ч.

Принимаем к установке смесительный насос БС 2500/50 со следующий характеристикой: подача 2500 м³/ч; напор 50 м, мощность электродвигателя 430 кВт; частота вращения 730 об/мин; к.п.д. 81%.

Смесительный насос №3

Q_м = 5,2* 43,200 * 1,3 = 292 м³/ч.

Принимаем к установке смесительный насос БС 315/50 со следующий характеристикой: подача 315 м³/ч; напор 50 м; мощность электродвигателя 66 кВт. ; частота вращения 1450 об/мин; к.п.д. 68%.

Массные насосы

1. Насос, подающий массу из приемного бассейна макулатуры в композиционный бассейн

Q_м = 22,409 * 43,200 * 1,3 = 1258 м³/ч.

Принимаем к установке насос БМ 1500/45 со следующий характеристикой: подача 1500 м³/ч; напор 45 м; предельная концентрация массы 8%; мощность электродвигателя 264 кВт. ; частота вращения 980 об/мин; к.п.д. 73%.

Устанавливаем 2 насоса, в т.ч. один резервный.

2. Насос, подающий массу из бассейна оборотного брака в композиционный бассейн

Q_м = 5,011 * 43,200 * 1,3 = 281 м³/ч.

Принимаем к установке насос БМ 315/15 со следующий характеристикой: подача 315 м³/ч; напор 15 м; предельная концентрация массы 8%; мощность электродвигателя 19,5 кВт. ; частота вращения 980 об/мин; к.п.д. 70 %.

Устанавливаем 2 насоса, в т.ч. один резервный.

3. Насос, подающий массу из композиционного бассейна в машинный

Q_м = 31,061 * 43,200 * 1,3 = 1744 м³/ч.

Принимаем к установке насос БМ 1500/45 со следующий характеристикой: подача 1500 м³/ч; напор 45 м; предельная концентрация массы 8%; мощность электродвигателя 264 кВт. ; частота вращения 980 об/мин; к.п.д. 73 %.

Устанавливаем 2 насоса, в т.ч. один резервный.

4. Насос, подающий массу из машинного бассейна в БПУ

Q_м = 34,512 * 43,200 * 1,3 = 1938 м³/ч.

Принимаем к установке насос БМ 1500/45 со следующий характеристикой: подача 1500 м³/ч; напор 45 м; предельная концентрация массы 8%; мощность электродвигателя 264 кВт. ; частота вращения 980 об/мин; к.п.д. 73 %.