Федеральное агентство по образованию (Рособразование)

Архангельский государственный технический университет

Кафедра теоретической и прикладной химии

Куваева Марина Александровна

Заочный факультет, Vl курс, спец. 2603

Шифр 92-ц-35

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине Технология бумаги и картона

На тему Проект бумажной фабрики производительностью 50000 т/год туалетной бумаги с разработкой сушильной части БДМ.

Руководитель проекта _______________ _____________ ___________

(должность) (подпись) (и.,о.,фамилия)

Проект допущен к защите ___________________________________________

(подпись руководителя) (дата)

Решением комиссии от «___» _____________ 200 г.

признать, что проект

выполнен и защищён с оценкой _____________________________________

Члены комиссии

__________________ ___________________ ____________________

(должность) (подпись) (и.,о.,фамилия)

Архангельск

2006 г.

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

РЕФЕРАТ

Куваева М.А. Проект бумажной фабрики производительностью 50000 т/год туалетной бумаги (с разработкой сушильной части).

Курсовой проект, Архангельск, АГТУ, 2006 г. Руководитель проекта – Зеленова С.В.

Пояснительная записка курсового проекта содержит 45 с., 6 табл.,6 использованных источников литературы, 1 лист графического материала формата А1, 9 частей пояснительной записки.

Цель работы: проект бумажной фабрики для производства туалетной бумаги с разработкой сушильной части.

В процессе проектирования приведена характеристика готовой продукции, требования к ней, на основе расчета материального и теплового баланса проводился подбор основного и вспомогательного оборудования. Рассмотрены технико-экономические показатели, технологический контроль.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Введение …........................................................................................

2 Характеристика сырья и продукции ………………………

3 Обзор литературы …….. ……………………………………………..

4. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ……..…..........................

5 Основные технологические расчеты……………………….

6. ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ……………………………………………..

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ………………………

8.Автоматический контроль и регулирование

. процесса сушки бумаги…………………………………………...

9 Основные правила безопасной эксплуатации

производства ………………………………………………………….

10 Список литературы ……………………………………………….

1 введение

Производство изделий санитарно-бытового назначения на основе полуфабрикатов целлюлозно-бумажной промышленности развивается в нашей стране в последние годы опережающими темпами. При этом имеется в виду не только увеличение масштабов производства этих изделий, но и улучшение их качества, расширение ассортимента. Изделия санитарно-бытового назначения на основе целлюлозы и древесной массы не только не уступают по потребительским свойствам аналогичным изделиям из текстильных материалов и хлопка, но иногда и превосходят их (речь идет об изделиях разового и кратковременного пользования). В то же время эти изделия значительно дешевле, их производство требует меньших капитальных и энергетических затрат.

Ассортимент изделий санитарно-бытового назначения на основе целлюлозы и древесной массы весьма разнообразен — салфетки (столовые, косметические, для ухода за кожей — освежающие, гигиенические, антисептические и т.п., сервировочные), хозяйственные (кухонные) полотенца, туалетная бумага, детские пеленки и подгузники, женские гигиенические пакеты, носовые платки. Особую группу составляют специальные предметы для медицинской практики — впитывающие салфетки и тампоны для обработки ран, адсорбирующие подстилки для хирургических и родовспомогательных отделений больниц, салфетки, пропитанные специальными биологически активными препаратами (антимикробными, гемостатическими, анестезирующими и т.п.).

В зависимости от вида исходных полуфабрикатов, используемых для производства изделий санитарно-бытового назначения, они могут быть разделены на две основные группы:

1) изделия из тонкой (крепированной или гладкой) бумаги;

2) комбинированные изделия с адсорбирующими слоями из распушенного волокнистого полуфабриката. Изделия из бумаги или с ее применением позволяют экономить в масштабах страны большое количество текстильных материалов и хлопка.

несмотря на индивидуальные особенности использования изделий санитарно-бытового назначения, они имеют важные общие характеристики, определяющие их потребительскую ценность.

Во-первых, они характеризуются относительно низким, по сравнению с другими бытовыми товарами, уровнем осведомленности потребителей о производителе и качестве товара.

Во-вторых, изделия санитарно-бытового назначения будучи общедоступным с точки зрения цены продуктом, часто не рассматриваются потребителем как товар, при выборе которого необходим серьезный поиск либо тщательное изучение его свойств. Это определяет, в частности, приоритет качественных и эстетических характеристик товара при принятии решения о покупке.

В-третьих, вследствие низкой относительной цены на изделия санитарно-бытового назначения по сравнению с другими товарами массового спроса, высший ценовой сегмент для данных изделий имеет больший потенциал для покупателей и потенциально более высокие темпы роста.

В-четвертых, функциональные характеристики изделий санитарно-бытового назначения, в отличие от большинства продуктов массового спроса, выявляются достаточно явно и сразу после использования, что во многом может определить дальнейший выбор потребителя.

Наконец, последний аспект, характеризующий изделия санитарно-бытового назначения и относящийся к отечественному рынку. Рассматриваемые изделия в массовом и ассортиментном количестве появились на рынке России, в отличие от развитых стран, относительно недавно, и, соответственно, культура и практика их использования во многом находится в стадии внедрения и развития. Этот фактор требует определенной коррекции в выводах и рассуждениях, основанных на данных общемировой практики.

Производство изделий санитарно-бытового назначения уже долгое время во всем мире развивается быстрыми темпами, мало подвержено резким колебаниям объемов производства и потребления.

2 ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ И ПРОДУКЦИИ

2.1 Характеристика сырья

Основная доля санитарно-бытовых изделий на основе целлюлозы и древесной массы производится из бумаги, получаемой из коротких растительных волокон на специальном бумагоделательном оборудовании. К этим видам относятся тонкие впитывающие бумаги крепированные или гладкие, однослойные или многослойные, которым путем обработки могут быть приданы свойства влагопрочности, гидрофобности, бактерицидности и т. п. Санитарно-бытовые виды бумаги должны удовлетворять эстетическим, гигиеническим и физико-механическим показателям, соответствующим условиям эксплуатации изделий на их основе.

В зависимости от вида изделия, области его использования, технических характеристик перерабатывающего оборудования используют бумагу-основу с соответствующими физико-механическими свойствами. При этом не существует каких-либо единых норм этих показателей, как и единых рекомендаций по выбору волокнистого сырья. Бумага-основа должна обеспечивать получение изделий с необходимым комплексом свойств — иметь достаточную прочность в сухом и влажном состояниях, хорошую впитываемость, мягкость и т. п.

Туалетная бумага изготовляется из крепированной одно- или двухслойной бумаги. В зависимости от требуемого качества она изготовляется из различных видов сырья — беленых и небеленых видов целлюлозы, смеси последних с древесной массой, макулатуры. Массовые виды туалетной бумаги изготавливаются, как правило, из 100 % макулатуры. А так как при производстве туалетной бумаги используют обычно низкосортное сырье, то она выпускается подкрашенной в слабые тона.

Для производства туалетной бумаги используем: ХТММ из хвойной древесины для изготовления бумаги туалетной ТУ 5437-852-00248645-2000. ХТММ из хвойной древесины выпускается согласно данного технологического регламента с показателями качества, установленными СТП 242.2.28 – 00. Характеристика бумаги-основы приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика исходного сырья

№№	Наименование показателя	Единица измерения	Значение показателя	Метод определения
	Степень помола	⁰ШР	70 ± 3	ГОСТ 14363.4-89
	Разрывная длина	м, не менее		ГОСТ 13525.1-79
	Белизна	%	60…65	ГОСТ 30437-96
	Сорность пл. 0,1…0,5 мм²	сор/м², не более		ГОСТ 14363.3-84
	Содержание костры при ширине шлица 0,15 мм	%, не более	0,065	ГОСТ 15815-83
	Сопротивление раздиранию	гс, не менее		Гост 13525.8

2.2 Характеристика продукции

Общим требованием, предъявляемым к санитарно-бытовым изделиям на основе растительных древесных волокон, является их нетоксичность. Выполнение этого требования ставит некоторые ограничения на выбор волокнистого сырья и химических вспомогательных веществ, используемых для придания специальных свойств бумаге и устранения технологических затруднений на различных стадиях технологического процесса получения волокнистых полуфабрикатов, бумаги и изделий. В производстве санитарно-бытовых видов бумаги к таким химическим вспомогательным веществам относятся влагопрочные добавки, поверхностно-активные вещества и другие химикаты для повышения впитывающей способности и мягкости, уменьшения пылимости, снижения смоляных затруднений, регулирования адгезии бумажного полотна к поверхности сушильного цилиндра, а также химикаты для придания специальных свойств — бактерицидности, гидрофобности, крашения и т. п. Большое влияние на качество санитарно-бытовых видов бумаги помимо свойств исходных волокнистых полуфабрикатов оказывают также режимы их подготовки. В то же время технология выработки мягких, пухлых, впитывающих видов бумаги накладывает определенные ограничения на процессы отлива бумажного полотна, его обезвоживания, прессования и сушки. Бумага санитарно-бытового назначения имеет низкую массу 1 м² (10…50 г), что в совокупности с условиями ведения процессов отлива, обезвоживания, прессования и сушки при высоких скоростях (до 2500 м/мин) требует применения специальных бумагоделательных машин. Другой отличительной особенностью производства многих санитарно-бытовых видов бумаги является наличие операции крепирования, способствующей увеличению ее мягкости, пухлости, растяжимости.

Изделия санитарно-бытового назначения получают из бумаги, вырабатываемой мокрым или сухим способами формования на специальном оборудовании. Основную долю бумаги получают на бумагоделательном оборудовании мокрым способом формования. Сухой способ (аэродинамический) формования начал развиваться лишь в последние годы. Получение бумаги этим способом из древесных целлюлозных волокон является перспективным.

Специальные требования к бумагоделательному оборудованию для производства санитарно-бытовых видов бумаги. Специальные требования, предъявляемые к бумаге санитарно-бытового назначения, — повышенная мягкость, впитывающая способность, пухлость при относительно невысокой механической прочности и низкой массе 1 м² (в основном 10—30 г/м²) диктует жесткие условия ведения процессов отлива, обезвоживания и сушки. При этом, учитывая экономические аспекты, стремятся достичь максимальных скоростей работы бумагоделательных машин (более 1000 м/мин). В связи с этим производство санитарно-бытовых видов бумаги осуществляется на специальном бумагоделательном оборудовании.

Производство санитарно-бытовых видов бумаги, отличающихся низкой объемной массой, из слаборазмолотых волокон, склонных к хлопьеобразованию, требует при отливе высокой степени разбавления суспензии. Хлопьеобразование связано с действием различных поверхностных сил, способствующих сцеплению волокон: разности электрических зарядов, химических факторов, вызывающих коагуляцию в волокнистой суспензии, и факторов механического характера — состояния поверхности волокон, их длины и т.д. Чем короче волокна, тем лучше обезвоживается бумажное полотно, особенно в случае использования садкой массы. В то же время чрезмерное укорочение волокон нежелательно, так как приводит к снижению пухлости, мягкости и впитывающей способности. Наличие значительного количества мелких волокон в бумажной массе приводит также к увеличению его провала в процессе отлива, возрастанию пылимости бумаги.

Для повышения мягкости и пухлости бумага в процессе сушки на сушильном цилиндре обычно подвергается крепированию, операции, изменяющей макроструктуру бумаги. Качество крепирования (высота и форма складок) зависит от многих переменных факторов — величины адгезии бумажного полотна к поверхности сушильного цилиндра, характера заточки крепирующего шабера, угла его наклона к поверхности цилиндра и влажности бумажного полотна в момент крепирования. В зависимости от назначения бумаги степень крепирования может составлять 5…100%. Крепирование осуществляется с помощью лезвия крепирующего шабера в процессе отделения бумажного полотна от сушильного цилиндра.

Различают сухое, полусухое и влажное крепирование. Сухое крепирование осуществляется при сходе бумажного полотна с поверхности сушильного цилиндра при влажности 3…10%. Влажное крепирование осуществляется на специальных станках за пределами бумагоделательной машины, на последнем прессе или па первом сушильном цилиндре обычной многоцилиндровой машины при скоростях, не превышающих 250…300 м/мин.

В таблице 2 показана характеристика готовой продукции

Таблица 2 – Характеристика готовой продукции

Наименование показателя	Ед. изм.	Значение
Масса 1 м²	гр/м²	30 ± 3
Крепирование, не менее	%
Разрушающее усилие в среднем по двум направлениям, не менее	кгс	0,31
Каппилярная впитываемость в машинном направлении, не менее	мм
Влажность	%	6 ± 2

3. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Специальные требования к бумагоделательному оборудованию для производства санитарно-бытовых видов бумаги. Специальные требования, предъявляемые к бумаге санитарно-бытового назначения, — повышенная мягкость, впитывающая способность, пухлость при относительно невысокой механической прочности и низкой массе 1 м² (в основном 10…30 г/м²) диктует жесткие условия ведения процессов отлива, обезвоживания и сушки. При этом, учитывая экономические аспекты, стремятся достичь максимальных скоростей работы бумагоделательных машин (более 1000 м/мин). В связи с этим производство санитарно-бытовых видов бумаги осуществляется на специальном бумагоделательном оборудовании.

В зоне формирования предопределяются основные свойства бумажного полотна, профиль массы вдоль и поперек полотна, его анизотропия. Быстрое обезвоживание массы садкого помола, используемой для получения санитарно-бытовых видов бумаги, достигается применением специальных формующих устройств. Производство этих видов бумаги, отличающихся низкой объемной массой, из слаборазмолотых волокон, склонных к хлопьеобразованию, требует при отливе высокой степени разбавления суспензии. Хлопьеобразование связано с действием различных поверхностных сил, способствующих сцеплению волокон: разности электрических зарядов, химических факторов, вызывающих коагуляцию в волокнистой суспензии, и факторов механического характера — состояния поверхности волокон, их длины и т.д. Чем короче волокна, тем лучше обезвоживается бумажное полотно, особенно в случае использования садкой массы. В то же время чрезмерное укорочение волокон нежелательно, так как приводит к снижению пухлости, мягкости и впитывающей способности. Наличие значительного количества мелких волокон в бумажной массе приводит также к увеличению его провала в процессе отлива, возрастанию пылимости бумаги.

Большое значение имеет выбор концентрации суспензии волокон при напуске на сетку, от чего в значительной степени зависит однородность бумажного полотна, а следовательно, и его физико-механические свойства. Особое значение имеет выбор концентрации массы при напуске, при этом должна учитываться ее степень помола. Садкая бумажная масса, легко отдающая воду, при выработке тонких видов бумаги с равномерной структурой требует большего разбавления, чем при производстве более толстой бумаги. При получении санитарно-бытовых видов бумаги, в зависимости от массы 1 м², применяемых волокнистых полуфабрикатов и конструкции формующих устройств, концентрация волокнистой суспензии при напуске на формующий элемент составляет 0,1…0,4%. Конструкция напускных устройств (особенно при работе на больших скоростях) должна обеспечивать равномерное распределение суспензии по всей рабочей ширине бумагоделательной машины и создание больших турбулентных срезающих усилий, необходимых для разрыва волокнистых сеток. При этом необходимо достижение гидродинамической стабильности потока волокнистой суспензии во всех координатах его движения и во времени. Разные виды формующих устройств обеспечивают различную анизотропию бумаги. В настоящее время известны формующие устройства, обеспечивающие получение бумаги с соотношением прочности в машинном и поперечном направлениях 1:1.

Впитывающая способность, мягкость, пухлость бумаги санитарно-бытового назначения в немалой степени зависят от режима сушки. Основное обезвоживание при производстве этих видов бумаги осуществляется на поверхности сушильных цилиндров большого диаметра, оборудованных колпаками скоростной сушки. Бумажное полотно после обезвоживания в формующей части бумагоделательной машины при влажности 75…80 % из-за низкой степени помола имеет низкую механическую прочность. При таких условиях съем полотна с сетки при высоких скоростях может быть осуществлен лишь с помощью специальных устройств (объемных сукон). Бумажное полотно после одного или двух прижимных валов, передающих его на поверхность сушильного цилиндра, при влажности 55…65 % интенсивно высыхает за счет тепла, передаваемого от цилиндра, и потоков горячего воздуха в колпаке скоростной сушки. Имеется оборудование, в котором процессы формования и сушки бумаги санитарно-бытового назначения совмещены в одном узле, например на цилиндре.

Различают сухое, полусухое и влажное крепирование. Сухое крепирование осуществляется при сходе бумажного полотна с поверхности сушильного цилиндра при влажности 3…10%. При полусухом крепировании лезвие шабера устанавливается в середине сушильной части бумагоделательной машины, где влажность бумажного полотна составляет 15…25 %. В этом случае достигается минимальная степень крепирования. Влажное крепирование осуществляется на специальных станках за пределами бумагоделательной машины, на последнем прессе или па первом сушильном цилиндре обычной многоцилиндровой машины при скоростях, не превышающих 250…300 м/мин. Высушенное бумажное полотно увлажняют водой до 40…50 %, а затем прикрепляют к поверхности горячего сушильного цилиндра и подвергают крепированию. При влажном крепировании достигают более высокого качества крепа. Креп получается с маленьким шагом, а бумага приобретает более высокую мягкость и растяжимость. Однако на практике чаще применяется полусухое и сухое крепирование. Известны процессы получения, мягкой, впитывающей бумаги, где крепирование осуществляется в две стадии — при влажности 15…25 % (полусухое крепирование) и при влажности менее 10 % (сухое). На второй ступени крепирования бумажное полотно прикрепляется к поверхности сушильного цилиндра с помощью специальных адгезивов, наносимых на него распылением.

Качество крепирования зависит от адгезии бумажного полотна к поверхности сушильного цилиндра. При слабом прилипании полотна бумага получается с неравномерным грубым крепом или вообще не крепируется и, наоборот, если полотно прилипает к поверхности цилиндра очень сильно, то бумага при крепировании рвется, на ее поверхности образуются дыры. В последнем случае увеличивают давление прижима крепирующего шабера к цилиндру, что может явиться причиной прерывистого крепирования и быстрого износа поверхности сушильного цилиндра. При большой величине адгезии к поверхности сушильного цилиндра крепирующий шабер выщипывает волокна с поверхности бумажного полотна, что становится причиной образования дыр, скопления пыли, а иногда и обрыва полотна. Силы адгезии бумажного полотна к поверхности сушильного цилиндра зависят от распределения тепловой нагрузки между цилиндром и колпаком скоростной сушки, а также от величины и состава клейкого адгезивного слоя на поверхности цилиндра, обусловленной характеристикой производственной воды и видом волокнистого полуфабриката.

Чем большая тепловая нагрузка при сушке бумаги приходится на сушильный цилиндр, тем больше прилипание бумажного полотна к его поверхности. в этом случае вода перемещается преимущественно к поверхности сушильного цилиндра, где и происходит ее испарение с отложением осадка из органических и неорганических веществ, являющихся в свою очередь компонентами адгезивного слоя. С другой стороны, если большая доля тепловой нагрузки при сушке бумажного полотна приходится на колпак скоростной сушки, прилипание бумаги к поверхности сушильного цилиндра снижается. Это связано с тем, что вода с содержащимися в ней веществами в процессе сушки перемещается в основном к поверхности бумажного полотна.

Установлено, что адгезивный слой на поверхности сушильного цилиндра образуется в течение 15 мин с момента пуска бумагоделательной машины. Образованию адгезивного слоя способствуют наличие растворенной гемицеллюлозы в оборотной воде, выщипывание волокон из бумажного полотна, а также (в случае сухого крепирования) перенос тонкого слоя гемицеллюлозы с волокон на горячую поверхность сушильного цилиндра в результате термопластической трансформации волокон. Всё это является одной из особенностей эксплуатации бумагоделательных машин для производства санитарно-бытовых видов бумаги.

Большая часть промышленных волокнистых полуфабрикатов содержит три основных вида гемицеллюлозных полимеров: ксиланы, галактоглюкоминнаты и глюкоманнаны. Эти гемицеллюлозы относятся к группе сахаров с высокой молекулярной массой и нормальной или разветвленной цепью, которые легко гидролизуются до более простых сахаров и уроновых кислот. Доля каждого вида гемицеллюлозы зависит от породы древесины. Ксилановая гемицеллюлоза, присутствующая обычно в большем количестве, является наиболее важным компонентом для образования клейкого слоя. Содержание гемицеллюлозы в оборотной воде, а соответственно и силы адгезии между бумажным полотном и сушильным цилиндром возрастают при переходе от древесной массы и сульфатной целлюлозы к сульфитной целлюлозе и полуцеллюлозе. Установлено, что увеличение продолжительности варки и сокращение времени размола сульфитной целлюлозы приводит к снижению адгезии бумажного полотна к поверхности сушильного цилиндра. Одновременно отмечено, что использование массы в виде суспензии (т.е. при ее подаче жидким потоком с целлюлозного завода) обеспечивает более высокую адгезию, чем при использовании сухих полуфабрикатов. В последнем случае во время сушки на пресспате гемицеллюлозы осаждаются на волокнах и становятся нерастворимыми. Растворимость и концентрация гемицеллюлоз в оборотной воде в значительной степени зависит от жесткости и рН производственной воды, доли кислотных групп в гемицеллюлозе, содержания лигнина, вида массы и ее предварительной обработки. Для большинства используемых в производстве санитарно-бытовых видов бумаги волокнистых полуфабрикатов содержание растворенной гемицеллюлозы в оборотной воде колеблется от 30 до 70 мг/л оборотной воды. Благоприятным для создания необходимой адгезии бумажного полотна к поверхности сушильного цилиндра является рН производственной воды 5,0…6,5, содержание соли углекислого кальция 90…125 мг/л.

Образование адгезивного слоя зависит от состояния поверхности сушильного цилиндра. Даже хорошо отшлифованный цилиндр имеет микроскопические неровности порядка 0,1…0,2 мкм, что влияет на распределение жидкости по поверхности цилиндра и его смачиваемость. Поэтому смачиваемость сушильного цилиндра при соприкосновении с бумажным полотном может значительно изменяться в зависимости от характера неровностей его поверхности. Это оказывает большое влияние на образование адгезивного слоя, в частности на его равномерность. Покрытие поверхности чугунного сушильного цилиндра слоем нержавеющей стали благоприятно влияет на однородность адгезивного слоя.

Эффективным способом регулирования сцепления бумажного полотна с сушильной поверхностью является применение специальных адгезивных или антиадгезивных химических вспомогательных веществ, наносимых на поверхность сушильного цилиндра или вводимых в бумажную массу. Эти вещества повышают однородность адгезивного слоя, улучшают условия отделения полотна. Для этих целей используются животный клей, крахмал, эмульгированные минеральные масла и жирные кислоты, парафиновые и кремневые эмульсии, сульфированное касторовое масло, влагопрочные смолы, полимерные вещества для удержания наполнителей и т.п. Многие из этих веществ могут иметь и другое функциональное назначение, например, придавать влагопрочность, гладкость. При избыточной адгезии в бумажную массу добавляют квасцы. По мере увеличения количества квасцов уменьшается рН системы и концентрация растворенной гемицеллюлозы. Таким образом, квасцы снижают адгезию, сводя до минимума количество гемицеллюлоз, осаждающихся на сушильном цилиндре. Применение квасцов, однако, имеет тот недостаток, что при их использовании происходит более быстрое разрушение поверхности сушильного цилиндра за счет межкристаллической коррозии. Для регулирования адгезии бумажного полотна к поверхности сушильного цилиндра нашли широкое применение специальные катионактивные препараты «Крепетрол-190», «Крепетрол-247» фирмы «Геркулес» (США).

Бумагоделательные машины для производства санитарно-бытовых видов бумаги. Эти машины условно можно разделить на три типа:

1. Самосъемочные бумагоделательные машины с плоской или наклонной сеткой и отсасывающим грудным валом.

2. Бумагоделательные машины, в которых формование бумажного полотна происходит на грудном отсасывающем валу большого диаметра.

3. Бумагоделательные машины, в которых формование осуществляется между двумя формующими элементами, движущимися с одинаковой скоростью.

Рис. 1 - Схема самосъемочной машины для производства санитарно-бытовых видов бумаги:

1 — сеточный стол; 2 — гауч-пресс; 3 — съемное сукно; 4 — колпак скоростной сушки; 5 — сушильный цилиндр; 6 — накат; 7 — мокрый пресс; 8 — гладильный пресс; 9 — вальцовая сукномойка

Два последних типа бумагоделательных машин нашли свое развитие в основном в последние годы. Многие современные бумагоделательные машины для получения тонких санитарно-бытовых видов бумаги работают при скоростях 1700…2100 м/мин, имеют ширину бумажного полотна от 2,5 до 6 м, суточную производительность до 300 т. Ведутся работы по дальнейшему совершенствованию конструкций бумагоделательных машин для выпуска этих видов бумаги. Так фирма «Эр-Ве-Па» (ФРГ) изготовила бумагоделательную машину для выработки санитарно-бытовых видов бумаги при скорости 2500 м/мин и ширине полотна 6,7 м.

Самосъемочные бумагоделательные машины с плоской сеткой и закрытой сушильной частью являются наиболее распространенными при производстве санитарно-бытовых видов бумаги (рис. 1). Эти машины отличаются от других типов бумагоделательных машин, однако решение ряда их узлов имеет принципиальное сходство.

При выработке санитарно-бытовых видов бумаги используются волокнистыеполуфабрикаты садкого помола (20…25° ШР), способствующие быстрому обезвоживанию бумажного полотна. С учетом этого формующая часть бумагоделательной машины делается минимальной длины при минимальном количестве отсасывающих ящиков и регистровых валиков. Процесс обезвоживания массы на самосъемочных машинах с плоской сеткой для выработки тонких видов бумаги начинается на полом грудном валу, обтянутом по наружному каркасу сеткой и снабженном двумя-тремя зонами отсоса (вакуум-камерами). Использование отсасывающего грудного вала с тремя зонами эффективно ввиду более умеренного обезвоживания по его периметру. В этом случае также увеличивается удержание мелкой фракции волокон, достигается меньшая маркировка бумажного полотна от сетки. Первые две отсасывающие зоны служат для обезвоживания полотна, последняя— для удаления воды из ячеек сетки. Грудной вал и напускное устройство вместе образуют зону формования. Особенности последней и определяют в итоге структуры, профиль массы вдоль и поперек полотна, его анизотропию.

Для напуска массы на сетку применяют различные конструкции напорных ящиков: открытого типа (при скоростях до 400 м/мин), закрытого типа с воздушной подушкой и перфорированными валиками (при скоростях до 1000 м/мин), с сопловым напускным устройством (при скоростях более 1000 м/мин). На современных бумагоделательных машинах наиболее широко используются два последних типа напорных ящиков. Конструкция напорных устройств с воздушной подушкой и перфорированными валиками обеспечивает стабильную работу при скоростях до 1000 м/мин. При большей скорости необходимо увеличивать высоту напора, вследствие чего усложняется конструкция напорного устройства, возрастают их масса и стоимость.

Скоростной напор массы и вакуум в отсасывающих зонах грудного вала способствуют быстрому обезвоживанию и образованию волокнистого слоя на сетке. Дальнейшее обезвоживание волокнистого слоя ведут в более умеренном режиме на сеточном столе длиной 6…8 м, на котором установлено четыре-пять регистровых валиков большого диаметра и два-три отсасывающих ящика. Последние при производстве бумаги с низкой массой (17…14 г/м²) не требуются.

Съем полотна с сетки на этих машинах осуществляется с помощью сукна, надетого па вакуум-пересасывающий вал или верхний вал гауча

Основная нагрузка по обезвоживанию бумажного полотна на самосъемочных машинах с плоской сеткой приходится на прессовую и сушильную части. Прессовая часть имеет один, реже два пресса. Особое внимание при работе самосъемочных машин с плоской сеткой уделяется состоянию верхнего сукна прессовой части, которое должно быть пухлым (мягким). Уменьшение пухлости верхнего сукна (его забивание) приводит к уменьшению мягкости и впитывающей способности получаемой бумаги (бумага получается более плотной). Этому же способствует увеличение давления прессовых и прижимных валов.

Сушка бумажного полотна осуществляется на поверхности сушильного цилиндра, диаметр которого может достигать 6,5 м. Сушильный цилиндр самосъемочной бумагоделательной машины выполняет четыре основные функции:

1) вместе с прессовыми валами образует одну или две зоны прессования;

2) служит несущей поверхностью бумажного полотна при его сушке;

3) передает большую часть тепловой нагрузки, необходимой для испарения воды из бумажного полотна;

4) служит опорной поверхностью листа при его крепировании.

Учитывая выполняемые сушильным цилиндром функции, а также его размеры (массу) и высокие скорости вращения, для их изготовления используют специальные сорта металлов. Обычно сушильный цилиндр изготовляют из высокопрочного модифицированного чугуна (реже стали). Современные сушильные цилиндры с целью снижения отрицательного влияния на процессы сушки и крепирования быстрой коррозии чугуна, а также увеличения срока их службы покрывают способом пламенного напыления слоем нержавеющей стали (1,5…2,5 мм). Рабочее давление пара достигает 1 МПа. Сушильный цилиндр с целью интенсификации процесса сушки оборудуют колпаком скоростной сушки.

Бумага при влажности 65…68 % прижимается к поверхности сушильного цилиндра через съемное сукно одним или двумя прижимными валиками. Прижимные валы, гумированные слоем твердой резины, прижимаются к поверхности сушильного цилиндра с давлением 8…10 МПа. Часто они бывают снабжены отсасывающей камерой. Влажность полотна после прижимных валов снижается до 50…60 %. Влажное бумажное полотно, входя в контакт с горячей поверхностью сушильного цилиндра, прилипает к его поверхности и сушится контактно-конвективным способом. Нижний слой бумажного полотна нагревается от стенки сушильного цилиндра, верхний — горячим воздухом через систему воздушных сопл колпака скоростной сушки. Современные конструкции сушильного цилиндра характеризуются часовым расходом тепла 315…357 МДж на 1 м² сушильной поверхности. Наиболее часто сушильные цилиндры самосъемочных бумагоделательных машин оборудуются колпаками скоростной сушки с подогревом воздуха в паровых или газовых калориферах. Паровые калориферы применяются при низкотемпературном нагреве (до 150…180°С), а газовые, обогреваемые продуктами сгорания жидкого или газообразного топлива, при высокотемпературном нагреве (до 300 °С и выше).

4. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

Для изготовления разных видов бумаги односторонней гладкости (билетной, афишной, этикетной и др.) с массой 30…55г/м² в сушильной части бумагоделательной машины применяется сушильный цилиндр большого диаметра (Янки-цилиндр) с гладкой полированной поверхностью. Формование и прессование полотна на таких машинах является обычным для столовых бумагоделательных машин и осуществляется при скорости машины до 600 м/мин.

При выработке более тонких видов бумаги санитарно-гигиенического назначения с массой 8…28 г/м³ используют так называемые самосъемочные машины, скорость работы которых в настоящее время достигает 2000 м/мин (обычно 1200…1400 м/мин). Первоначально формование бумаги проводилось непосредственно на грудном валу отсасывающего типа. Затем для этой цели стали использоваться разного типа конструкции вакуум-формующих валов большого диаметра, что существенно увеличило зону обезвоживания (в некоторых случаях в 3 раза) и обеспечило повышенную скорость работы бумагоделательной машины.

Известна конструкция бумагоделательной машины для выработки крепированных видов санитарно-гигиенической бумаги (туалетной с массой 16…30 г/см², для носовых платков — 21…26 г/м², полотенечной — 20…48 г/м², крепированной целлюлозной ваты—16…28 г/м²), в которой формование бумажного полотна осуществляется между сеткой и сукном (рис.2). При этом сформованное полотно по нижней стороне сукна входит в пресс и, пройдя последовательно под двумя прижимными валами, огибает горячую поверхность Янки-цилиндра, на которой с помощью шабера крепируется с целью улучшения важных для указанных видов бумаги свойств: мягкости и впитывающей способности. Янки-цилиндр питается паром высокого давления 980…1078 кПа и снабжен колпаком скоростной сушки, из которого на бумажное полотно поступает горячий воздух с температурой до 400°С.

Рисунок 2- Самосъёмочная машина с формованием полотна между сеткой и сукном:

1 — напуск бумажной массы; 2 — сетки; 3 — самосъемное сукно;

4 — вакуум-формующий цилиндр; 5 — прессовое сукно; 6 — Янки-цилиндр с вентиляционным колпаком; 7 — шабер.

Иногда на машинах, вырабатывающих тонкие виды бумаги, кроме Янки-цилиндра вслед за ним помещают досушивающую часть машины, состоящую из нескольких обычных бумагосушильных цилиндров диаметром по 1,5 м. После досушивающих цилиндров часто при выработке крепированной бумаги устанавливают двухвальный каландр для фиксации крепа и затем уже бумажное полотно наматывается в рулон на накате.

Быстрое и энергичное обезвоживание на бумагоделательной, машине сильно разбавленной бумажной массы садкого помола дает возможность получить полотно тонкой бумаги с равномерным распределением волокон даже при относительно большой их длине. Поэтому такой метод формования бумаги получил применение не только при изготовлении санитарно-гигиенических видов бумаги, но и при выработке бумаги-шелковки, состоящей из длинных слабофибриллированных волокон.

Подобная бумага служит основой для ротаторной пленки, используемой в технике размножения документов. Применяется она в качестве тонкой, эластичной специальной упаковочной бумаги и для других целей. Этим методом можно изготовлять бумагу из различных волокнистых материалов: разных видов, целлюлозы, макулатуры, древесной массы и синтетических волокон.

После "горячих" отсасывающих прессов бумажное полотно поступает в сушильную часть, состоящую из: сушильного цилиндра "Янки", колпака скоростной сушки, оборудованного циркуляционными вентиляторами и калориферами. Перегретый пар с ТЭС t⁰220-250 ⁰С и давлением 78,48-88,29 кПа (8,0-9,0 кгс/см²) через главную паровую задвижку и регулирующий клапан подается в холодильник горячего пара. Пар охлаждается до температуры 140…180 ⁰С и давлением не более 68,67 кПа (7,0 кгс/см²) поступает в лощильный цилиндр. Температура поверхности лощильного цилиндра 80…98 ⁰С. Из лощильного цилиндра пароконденсатная смесь с температурой 135…175 ⁰С поступает в сепаратор. Из сепаратора пары вскипания и пролетный пар, через пневмоклапан подается в калориферы теплоцентра, а конденсат поступает в сборник конденсата.

Предусматривается подпитка свежим паром калориферов колпака скоростной сушки. Из сборника конденсата пары вскипания поступают в парогаситель, где происходит конденсация и конденсат возвращается обратно в сборник конденсата. В парогаситель поступает свежая вода, где она нагревается до температуры 40 ⁰С, и теплая вода поступает в бак теплой воды. Конденсат из сборника конденсата насосами, через пневмоклапана подается в холодильник горячего пара, а также конденсатными насосами перекачивается в ТЭС.

Возврат конденсата в ТЭС не менее 80 % и температурой не более 80 ⁰С. Паро-воздушная смесь из-под колпака скоростной сушки, центробежным вентилятором подается на ВРА, где происходит отдача тепла от ПВС к свежему воздуху, забираемого с улицы, и далее выбрасывается в атмосферу. Свежий воздух, пройдя через ВРА, центробежным вентилятором подается в подвесной потолок.

Воздух из помещения бум. цеха центробежным вентилятором подается на теплоцентр, где подогревается до температуры 120 ⁰С и подается в колпак скоростной сушки. В колпаке скоростной сушки, воздух, проходя через калориферы, где он нагревается до температуры 145 ⁰С осевыми вентиляторами, подается на бумажное полотно. Высушенное бумажное полотно сухостью 92 %, в зависимости от вида выпускаемой бумаги, поступает на накат, где бумажное полотно наматывается на тамбурный валик. Максимальный диаметр наматываемого рулона 2000 мм. Тамбурный валик с бумагой устанавливается на продольно-резательный станок, где разрезается на рулоны определенного формата и диаметра согласно нормативной документации на готовую продукцию. Готовые рулоны с ПРС поступают на рулоно-упаковочный станок, где маркируются и упаковываются в упаковочный картон. Упакованные рулоны опускаются в склад готовой продукции на спускнике рулонов.

5.Основные технологические расчеты

Задание: Проект бумажной фабрики производительностью 50000 тонн в год туалетной бумаги (с разработкой сушильной части БДМ).

Исходные данные:

Масса 1 м² …………………………………………………………………….30 г

Сухость после прессов ………………………………………………………45%

Начальная температура сушки………………………………………………35⁰С

Конечная температура сушки ……………………………………………..120⁰С

Производительность……………………………………………………..145т/сут

Длина сушильного цилиндра …………………………………………….1900 мм

Диаметр сушильного цилиндра ………………………………………….2000 мм

5.1 Предварительный расчет

Рассчитаем часовую выработку бумаги:

Минутная выработка:

Одна тонна бумаги вырабатывается за: 1000*60/6301=9,52 мин

Рабочая скорость машины: υ =

Где в -рабочая ширина машины, м; М -масса 1 м² бумаги, г/м²; К₁ -коэффициент, учитывающий машинный брак; К₂– коэффициент, учитывающий выход продукции из бумаги брутто с учётом брака в отделке.

υ =

5.2 расчет материального баланса

Расчет баланса воды, волокна и наполнителя ведём на 1 тонну абсолютно сухой бумаги.

5.2.1 Продольно-резательный станок

Выработано 1000 кг бумаги влажностью 7%. Брак при отделке 1,0%. Отсюда на ПРС должно прийти 1010 кг бумаги, брак составит 10 кг. Состав брака: 10*0,93=9,3 кг абсолютно сухого вещества. Воды: 10-9,3=0,7 кг.

5.2.2 Накат

Нами принято, что сухой брак составляет 1,5%. Отсюда на данный узел должно поступить1010*1,5=1025,15 кг бумаги, брак составит 15,15 кг.

5.2.3 Сушильная часть

В сушильной части изменяется сухость бумажного полотна с 43 до 94 %. Отсюда масса удаляемой воды составит1264,065 кг.

Все результаты заносим в сводную таблицу 3.

Таблица 3 – Сводный материальный баланс

Приход	Расход
Поток	Масса	Волокно	Вода	Поток	Масса	Волокно	Вода
Продольно-резательный станок
Полотно с наката		939,3	70,7	Бумага на склад Брак		9,3	0,7
Итого		939,3	70,7	Итого		939,3	70,7
Накат
Полотно с сушильной части	1025,15	949,544	75,606	Полотно на ПРС Брак	10,244	939,3 15,15	70,7 4,906
Итого	1025,15	949,544	75,606	Итого	1025,15	949,544	75,606
Сушильная часть
Полотно с пресса	2289,215	949,544	1339,671	Полотно на накат Испарённая вода	1025,15 1264,065	949,544	75,606 1264,065
Итого	2289,215	949,544	1339,671	Итого	2289,215	949,544	1339,671

5.3 Тепловой баланс

Общий расход теплоты на сушку бумаги складывается из полезного расхода теплоты Q_пол и тепловых потерь Q_пот за счет конвекции и излучения поверхностью цилиндра и бумагой:

Q_общ =Q_пол +Q_пот

Полезный расход теплоты определяется как сумма затрат: на нагрев абсолютно сухого волокна в воздушносухой бумаге, на нагрев воды в мокром полотне, поступающем на сушку и на испарение воды:

Q_пол =Q₁ +Q₂ +Q₃

5.3.1 Расход теплоты на нагрев абсолютно сухого волокна в воздушносухой бумаге, кДж/ч:

Q₁= Gc_б(t_к-t_н)

Где G – масса а.с. волокна, кг/ч; G =5978,7 кг/ч; c_б – теплоёмкость а.с. бумаги, кДж/кг⁰С; c_б =1,26 кДж/кг⁰С.

Q₁ = 5978,7*1,26*(120-35) = 640318,77 кДж/ч.

5.3.2 Расход тепла на нагрев воды в мокром полотне, поступающем на сушку, кДж/ч:

Q₂= W_нc_в(t_к-t_н)

Где W_н – масса воды в полотне, поступающем на сушку кг/ч; W_н = 8439,93 кг/ч; c_б – теплоёмкость воды, кДж/кг⁰С; c_в = 4,19 кДж/кг⁰С.

Q₂ = 8439,93*4,19*(120-35) = 3005881,07 кДж/ч.

5.3.3 Расход теплоты на испарение воды, кДж/ч:

Q₃= W (j-c_вt_c)

Где W – количество воды, испаряющейся из бумаги, кг/ч; W = 7963,61 кг/ч; c_б – теплоёмкость воды, кДж/кг⁰С; c_в = 4,19 кДж/кг⁰С; t_к= t_с - средняя температура сушки, t_с = 120⁰С.

Q₃ = 7963,61*(2709,78-4,19*120) = 17575528 кДж/ч.

Q_пол = 640318,77+3005881,07+17575528=21221727,84 кДж/ч

Потери тепла при сушке бумаги на цилиндре достигают 12…20% от общего количества тепла отданного паром цилиндру.

Потери представляют собой сумму затрат тепла:

Q_пот = q₁+q₂+q₃

5.3.4 Потери теплоты боковой поверхностью бумагосушильного цилиндра, покрытого бумагой, кДж/ч:

q₁= 3,6 К₁πd_бlk₂(t-t_в)

где К₁– коэффициент теплопередачи, Вт/м²⁰С, d_б -диаметр сушильного цилиндра, м; l -длина сушильного цилиндра, м.

где α₁-коэффициент теплоотдачи от пара стенке сушильного цилиндра, Вт/м²⁰С, α₁=5815 Вт/м²⁰С, α₂- коэффициент теплоотдачи от торцевой стенки цилиндра воздуху, Вт/м²⁰С, λ-коэффициент теплопроводности материала цилиндра, Вт/м²⁰С, λ=62,8 Вт/м²⁰С, λ_в– коэффициент теплопроводности бумаги, Вт/м²⁰С, λ_в=0,0465 Вт/м²⁰С

α₂= 5,58+3,95*υ

где υ-рабочая скорость машины, м/с, υ = 592 м/мин = 9,87 м/с;.

α₂= 5,58+3,95*9,87 = 44,57 Вт/м²⁰С

. Вт/м²⁰С

q₁ = 3,6*42,34*3,14*2,0*1,7*0,67*(120-60) = 65416,60 кДж/ч

5.3.5 Потери теплоты открытой боковой поверхностью бумагосушильного цилиндра, кДж/ч.

q₂= 3,6 К₂πd_бl_б(1-k₂)(t-t_в)

где К₂ -коэффициент теплопередачи пара воздуху через боковую поверхность сушильного цилиндра, Вт/м²⁰С.

Вт/м²⁰С

q₂ =3,6*42,72*3,14*2,0*1,9*(1-0,67)(120-60)=36333,91 кДж/ч

5.3.6 Потери теплоты днищем бумагосушильного цилиндра, кДж/ч

q₃ =

где К₃-коэффициент теплопередачи пара воздуху через торцевую стенку цилиндра, Вт/м²⁰С.

Вт/м²⁰С

q₃ = кДж/ч

Общие потери в среднегодовой период:

Q_пот = q₁+q₂+q₃ = 65416,60+36333,91+56795,82 = 158546,33 кДж/ч

Общий расход теплоты в среднегодовой период:

Q_общ =Q_пол +Q_пот = 158546,33+21221727,84 = 21380273,84 кДж/ч

5.3.7 Термический КПД сушильной части:

Q_общ = Q_пол /η

Где η – термический КПД сушильной части.

η = Q_общ / Q_пол = 21221727,84/21380273,84*100%=99,2%

5.3.8 Удельный расход теплоты, кДж/кг бумаги:

Q_уд = Q_общ / Q_час

Где Q_час– часовая производительность, кг/ч.

Q_уд =21380273,84/6301 = 3393,15 кДж/кг

5.3.9 Удельный расход пара на 1 кг бумаги, кг/кг:

D_уд = Q_уд/r

D_уд = 3393,15/2167,5 = 0,64 кг/кг

5.3.10 Рассчитаем фактический расход пара на 1 кг бумаги с учётом потерь в трубопроводе, кг/кг:

D =

Где е₁ – потери пара в трубопроводе.

D = кг/кг

Расчет общей вентиляции зала сушильных машин.

Расчет количества подаваемого воздуха ведут на летний период, на самый жаркий месяц в году. Расчет количества теплоты, необходимого для нагрева поступающего воздуха, ведут на часовую выработку сушильной машины для зимних условий, когда потребляется наибольшее количество тепла для вентиляции.

5.3.11 Расход сухого воздуха (кг/ч) для удаления испаряющейся влаги определяют по формуле:

где W -количество влаги, испаряющейся в сушильной части машины, кг/ч; d_y, d_п - содержание влаги в 1кг уходящего и поступающего воздуха при полном насыщении, г; φ_у,φ_п -относительная влажность поступающего и отходящего воздуха; d_y = 158,5 г/кг; d_n^л = 15,19 г/кг; d_n³= 1,05 г/кг.

Расход сухого воздуха:

Зимой: L_з =7963,61*1000*1,1/(158,5*0,65-1,05*0,88) = 85797,11 кг/ч

Летом: L_л =7963,61*1000*1,1/(158,5*0,65-15,19*0,88) = 96237,081 кг/ч

5.3.12 Объем воздуха, подаваемого в зал сушильной машины (м /ч):

где у_t - плотность воздуха при температуре t, кг/м³.

Плотность воздуха при температуре t можно определить из формул:

где у₀ - плотность воздуха при абсолютном нуле, кг/м; у₀ = 1,293 кг/м³; Т_о - температура абсолютного нуля;

Т_о = 273К; Т_t =273+t°C.

Отсюда имеем:

Объем воздуха, подаваемого в зал сушильной машины (м³/ч):

Зимой: L’_з= 85797,11*(273+(-15))/1,293*273 = 62709,19 м³/ч

летом: L’_л= 96237,08*(273+20)/1,293*273 = 79881,99 м³/ч

Расход теплоты для подогрева поступающего воздуха определяют из теплового баланса как разницу между расходом теплоты в зале бумагоделательных машин и приходом теплоты в зал для создания нормальных условий работы в зале и нормального процесса сушки бумаги.

Приход теплоты складывается из теплоты, отдаваемой паром Q₁; теплоты поступающего (наружного) воздуха Q₂; теплоты бумажной массы Q₃; теплота, приносимая свежей воды Q₄; теплоты, выделяющейся в результате трения частей механизмов, работающих в помещении сушильной машины Q₅.

Q_прих=Q₁+Q₂ +Q₃ +Q₄ +Q₅

5.3.13 Теплота, отдаваемая паром, кДж/ч;

Q₁=D(I_п – I_к)

Где D –часовой расход пара на сушку бумаги, кг/ч

D = D’Q_час

где D’- фактический удельный расход пара, кг/кг, D’= 0,67 кг/кг; Q_час - часовая производительность машины кг/ч.

D = 0,67*6301 = 4221,67кг/ч.

Q₁= 4221,67*(2709,78-506,49) = 9301563,29 кДж/ч

5.3.14 Теплота поступающего наружного воздуха, кДж/ч:

Q₂=L_iI_п

где I_п - энтальпия наружного воздуха, кДж/кг; зимой I₃ ⁼ -12,74 кДж/кг;летом I_л -58,57 кДж/кг [22].

Зимой: Q₂ = 85797,11*(-12,74) = -1093055,18 кДж/ч

летом: Q₂ = 96237,08*58,57 = 5636601,09 кДж/ч.

5.3.15 Теплота поступающей на сушильную машину бумажной массы, кДж/ч. Температура массы и оборотной воды, t_м1: зимой 8°С; летом 20°С.

Расчет ведем без учета потерь волокна в мокрой и прессовой части.

Концентрация массы в машинном бассейне - 3%.

Q₃=(G_бc_б + Wc_в)t_м1

где G_б - количество абсолютно сухого волокна в массе, кг/ч, G_б= 5978,70 кг/ч; W - количество воды в массе, кг/ч; W = 8439,93кг/ч; с_б - теплоемкость бумаги, кДж/кг°С; с_в - теплоемкость воды, кДж/кг°С.

Теплота поступающей на сушильную машинубумажной массы:

Зимой: Q₃ = (5978,7* 1,26 + 8439,93*4,19)*8 = 343171,75 кДж/ч

летом: Q₃ = (5978,7* 1,26 + 8439,93*4,19)*20 = 857929,37 кДж/ч

5.3.16 Теплота, приносимая свежей водой, кДж/ч:

Температура свежей воды, t_B: зимой 3°С; летом 18°С.

Q₄ = W*c_вt_в

где W - часовой расход воды, кг/час; t_в - температура свежей воды, ⁰С.

Зимой: Q₄ = 7963,61*4,19*3 = 100102,58 кДж/ч

Летом: Q₄ = 7963,61*4,19*18 = 600615,47 кДж/ч

5.3.17 Теплота, выделяющаяся в результате трения частей механизмов, работающих в помещении сушильной машины, кДж/ч:

Q₅=3600kN

где k - коэффициент, учитывающий потери энергии на трение, k=0,15; N- суммарнаямощность электродвигателей, обслуживающих бумагоделательную машину, кВт. Принимаем N= 250 кВт.

Q₅ = 3600*0,15*250 = 140400,00 кДж/ч

Расход теплоты, уходящей из помещения складывается из теплоты, уносимой бумагой, Q₆: теплоты, уносимой влажным воздухом, Q ₇; тепловых потерь зданием, Q₈; теплоты, уносимой сточными водами, Q₉.

5.3.18 Теплота, уносимая высушенной бумагой, кДж/ч:

Q₆=(G_кc_б + W_кc_в)t_б

где G_K - выработка абсолютно сухой бумаги, кг/ч, G_K = 5887,85 кг/ч; W_K - количество воды в бумаге, кг/ч, W_K = 412,15 кг/ч.

Q₆ = (5887,85*1,26 + 412,15*4,19)*80 = 731647,96кДж/ч.

5.3.19 Теплота, уносимая влажным воздухом, кДж/ч:

Q₇=L_iI_у

где Li - расход уходящего воздуха, кг/ч; I _у- энтальпия уходящего воздуха, кДж/кг, зимой, летом I _у = 473,81 кДж/ч

зимой: Q₇ = 85797,11*473,81 = 40651528,69 кДж/ч

летом: Q₇ = 96237,08*473,81 = 45598090,87 кДж/ч

5.3.20 Тепловые потери здания, кДж/ч:

Примем кубатуру здания 15 600 м³. Примем удельные потери тепла зданием равными 0,5 ккал/м³*ч*°С.

Тогда общие потери тепла зданием составят:

Зимой: Q₈ = 15600*0,5(22+ 15) = 288600,00 кДж/ч

Летом: Q₈ = 15600*0,5(22 - 20) = 15600,00 кДж/ч.

5.3.21 Теплота, уносимая сточными и оборотными водами. кДж/ч:

Q₉=( 0,5 W_час t_м1 + 0,5 W_час t_м1) 2

где t_м1 -температура оборотной воды, °С; температура сточной воды, t_с: зимой 8 ⁰С, летом 20 ⁰С.

Зимой: Q₉= 0,5*7963,61*10+0,5*7963,61*8 = 71672,49 кДж/ч

Летом: Q₉= 0,5*7963,61*20+0,5*7963,61*20 = 159272,20 кДж/ч

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.

Таблица 4 - Баланс тепла в зале сушильной машины

Статьи прихода и расхода

Зимой, кДж/ч

Летом, кДж/ч

Приход теплоты

Теплота, отдаваемая паром

9301563,29

Теплота, приносимая свежим воздухом

-109055,18

5636601,09

Теплота, приносимая массой

343171,75

857929,37

Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 138 | Нарушение авторских прав

<== предыдущая лекция	\|	следующая лекция ==>
Министерство образования и науки	\|	1 Компоновка конструктивной схемы каркаса здания

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.174 сек.)