造纸机干燥部耗热量与通风量的模拟设计和管理
通风及空气调节设计.
1.设计范围本设计为造纸车间的采暖（包括热风幕）、通风、局部空气调节以及余热的回收利用。
2.设计基础资料2.1设计依据1）可行性研究报告。
2）工艺设计资料。
3）《采暖通风与空气调节规范》（GBJ19-87）。
4）《制浆造纸厂设计规范》（QBJ101-88）。
2.2室外气象参数冬季采暖计算温度：-8℃冬季空调计算相对湿度：61冬季通风计算温度：-3℃夏季通风计算相对湿度：81夏季通风计算温度：30℃夏季空调干球温度：34℃冬季空调计算温度：-11℃夏季空调湿球温度：26.8℃室外风速：冬季3.5m/s 夏季3.2m/s主导风向及频率：冬季s % 夏季s %大气压力：冬季1020.7kPa 夏季999.7kPa3.室内设计温度造纸车间操作区30-32℃夏季仪表室及控制室22-24℃冬季造纸车间：制浆工段℃冬季仪表室及控制室：℃抄纸工段℃夏季办公室及会议室：℃完成工段℃冬季办公室和会议室：℃4.建筑维护结构热工参数（KW/m℃）要求外墙内墙层面门窗5.热、电来源和参数采暖和热风系统加热热源均由工艺蒸汽管道引出。
P=0.3MPa。
通风和空调系统所需电源由车间内变电所供给，电源电压380/220伏。
6.采暖设计车间采暖分层采用上供下回同程式高压蒸汽供暖系统，由工艺管道引出的蒸汽管供给热源，在连接外设置流量调节及减压装置，使其达到要求的流量，压力降至0.2MPa。
蒸汽采暖的凝结水经疏水器后，集中排入凝结水回收罐，由工艺统一处理。
散热器型式选用高频焊翅片管散热器，其具有散热量大，经济适用，样式美观等特点。
车间有个对外开启的大门，为防止大门开启时，有大量冷风侵入，在车间外门两侧设置双侧风幕。
7.通风及空气调节7.1车间内可分为如下系统A造纸机烘缸排气系统B冬季车间送热风系统C干燥部送热风干燥系统D夏季车间排风系统E局部空气调节系统7.2系统的选择与划分A造纸机日产吨，每天工作小时，每公斤成纸产水量 kg，则每小时产水量 kg。
纸机干燥部节能(纸和造纸)
纸机干燥部气罩通风节能陆山河Lu shanhe 李頔Li di（牡丹江恒丰纸业，黑龙江牡丹江157100）摘要：在抄纸中干燥部的气罩通风，具有很高的节能研究价值，通过对纸页干燥过程的分段研究，介绍了气罩通风的零位调节，以及在生产过程中前干气罩出现的前段零位低于后端零位。
生产品种变化时纸页湿空气蒸发量变化的情况下调整气罩通风。
关键词：气罩；气罩零位；露点；随着低碳节能经济模式的大力推广，在节约能源低碳环保的推动下。
我们重新审视在抄纸设备中能源的消耗，最有节能研究前景的就是干燥部。
其中纸机干燥部的能源消耗主要由以下三部份组成，1、气罩的通风。
2、烘缸的蒸汽消耗。
3、干燥部各转动辊件。
其中烘缸的蒸汽节能有很大的改善，已经通过采用热泵，多段供汽等方式大大降低了蒸汽消耗，现在有的企业已经能够达到消耗 1.8吨蒸汽/吨纸。
烘缸的传动也有较大的节能研究，变频、导辊直接传动等方试。
有效降低了烘缸启动时需要的较大启动功率，正常运转时较低负荷的高能耗运行特性。
其中气罩的通风具有较大的节能空间。
造纸机干燥部通风系统包括密闭气罩、气罩排风系统、气罩送风系统、热回收系统等设备。
在密闭气罩的有限空间中，干燥部内的空气状态和流通是通过密闭气罩的排风和送风来进行调整、控制。
因此，在保证气罩密闭的情况下，准确控制气罩内空气系统是保证均匀的水分和节约能源的重要措施。
通过多次的实践，我们对气罩内的纸页通风干燥进行了如下研究，从压榨部出来的纸页在气罩内经过三个阶段的干燥。
1、纸页升温加速干燥阶段，刚进入的纸页在气罩的前部进行温度的快速升温，在这里纸页内的非结合水分被快速蒸发，这个区域在烘缸袋区排出的空气温度低，湿度大。
加速干燥这个阶段主要将纸页由进气罩的43-52%干度提高到60-65%，纸页温度由室温30摄氏度提高到65摄氏度。
在这里纸页水分蒸发较多。
2、纸页恒温恒速干燥阶段，随着纸页温度升高非结合水蒸发完毕，结合水开始蒸发，烘缸袋区带走大量的湿空气，并且温度较高。
自动化技术在造纸工业中的节能减排研究
自动化技术在造纸工业中的节能减排研究造纸工业作为重要的基础原材料产业，在国民经济中占据着重要地位。
然而，传统的造纸生产过程往往伴随着高能耗和高污染，给环境带来了巨大压力。
随着科技的不断进步，自动化技术的应用为造纸工业的节能减排带来了新的机遇和挑战。
一、造纸工业的能耗与污染现状造纸工业的生产流程包括制浆、造纸和后处理等环节，每个环节都需要消耗大量的能源和资源。
在制浆过程中，化学法制浆需要消耗大量的化学品和热能，机械法制浆则需要消耗大量的电能。
造纸过程中，干燥环节需要消耗大量的蒸汽，而纸机的运行也需要消耗大量的电能。
此外，造纸工业还会产生大量的废水、废气和废渣，对环境造成严重污染。
据统计，造纸工业的能耗约占全国工业总能耗的 2%左右，废水排放量约占全国工业废水总排放量的 10%左右。
这些数据表明，造纸工业的节能减排任务十分艰巨。
二、自动化技术在造纸工业中的应用1、过程控制系统过程控制系统是自动化技术在造纸工业中的重要应用之一。
通过传感器和变送器，实时采集生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、浓度等，并将这些参数传输到控制器中。
控制器根据预设的控制算法，对生产过程进行实时控制，使生产过程保持在最佳状态，从而达到节能减排的目的。
例如，在纸机的干燥过程中，通过控制蒸汽的流量和压力，可以使干燥效率最大化，同时减少蒸汽的消耗。
在制浆过程中，通过控制化学品的添加量和反应时间，可以提高制浆效率，减少化学品的浪费。
2、优化控制系统优化控制系统是在过程控制系统的基础上，进一步对生产过程进行优化。
通过建立数学模型，对生产过程进行模拟和分析，找出最佳的生产工艺参数和操作条件。
优化控制系统可以根据市场需求、原材料价格、能源价格等因素，实时调整生产计划和工艺参数，使企业在保证产品质量的前提下，最大限度地降低成本和减少能耗。
例如，通过优化纸机的车速、网宽、压榨压力等参数，可以提高纸机的生产效率，降低能耗。
通过优化制浆过程中的蒸煮工艺参数，可以提高纸浆的质量和得率，减少能源和化学品的消耗。
降低纸机干燥能源成本
降低纸机干燥能源成本降低纸机能源费用需要掌握热风系统操作参数。
热风罩之间的连接应该选用并联而不是串联。
随着能源价格持续攀高，降低能耗是每一个造纸商最优先考虑的事项。
纸厂中能量消耗最密集的地方之一是纸机的干燥部，仔细研究烘缸的运行是值得的一一这样能帮你节约金钱。
热力学的第一定律(又称能量守恒定律)认为，在一个热力学系统中蒸发过程前后的湿热风的热函是相同的。
因此，从系统排出的湿热风中含有的能量(以单位热函表示)应该等于来自热风罩燃烧炉的湿热风中含有的能量。
并联／串联对于并联的热风罩来说，每一个运行中的热风罩既可以产生湿度比相同的废气，也可以产生湿度比不同的废气。
当热风罩被串联时，则不会出现这种情况。
将从前半罩(又称干端罩)排出的湿度高的热风送到后半罩(又称湿端罩)就可限制后半罩热风湿度的增加。
因此，干燥部必须在较低的湿度比条件下运行。
换句话说，干燥部的运行不是最佳的，热风罩串联运行要以此为代价。
根据将要被蒸发的液态水的量我们可以预先确定干燥一张给定的卫生纸纸页所需要的热风能量。
热风罩的干燥能量被用于三个目的：一是蒸发水；二是排出水蒸气，其中的一些水蒸气必须连续地被排出；三是加热热风罩中的补充空气。
我们必须遵守物理学的定律。
它们是定律，不是理论，因为它们经受了历史的考验，并被证明是正确的。
图1中，纸机干燥系统的文字说明描述了干燥过程。
请注意图中的几条输送管道没有连接起来。
能量利用率的分析结果可用于决定这些管道的连接是选用并联，还是串联。
应该说明的是，对热风罩后半罩的渗透和在前半罩出口处的泄漏、隔热过程的热量损失、热风系统的效率等都未加以考虑，因为这些因素与热风罩之间的连接方式没有关系。
理论表明，如果已知纸页宽度、绝干量、烘缸表面速度、经过压力托辊后的纸页水分含量和所要求的纸页最终干度(例如94％)，那么就有可能计算出必须蒸发的液态水的量(热量传递)。
在图1的A和B两处之间的绝大多数水将被蒸发，各个热风罩将接收并传递水蒸气(质量传递)。
023纸机烘干部出力计算方式
纸机烘干部出力计算方式一．蒸发水量以及烘缸出力计算1. 蒸发水量计算计算公式：R=GW=0.06qvb(C2-C1)/C1式1-1其中：R蒸发水量，kg水/h ；G纸机每小时生产能力，kg纸/h W 每生产1 公斤纸所蒸发的水量，kg 水/kg 纸q 纸页定量，g/cm2 ；v 纸机运行车速，m/minb 卷纸机上未切边的纸宽，mC1 进烘缸纸页的干度，% ；C2 出烘干纸页的干度，%2. 烘缸出力计算计算公式：（造纸原理）式1-2其中：Ev 烘缸出力，kg水m2⋅hn烘干个数(若有真空缸，则一个真空缸换算成0.7个烘缸)D烘缸直径，mα烘缸的包角，°二、前烘1.蒸发水量：已知：C2=90% C1=45%b=5.32m v=831m/min纸张最终定量q′为80g/m2 施胶量q〞为0.85g/m2计算：q 取施胶前的定量，即q= q′− q〞=80 − 0.85=79.15(g/m2) 2.烘缸出力已知：C2=90% C1=45%v=831m/min q=q′−q〞=80−0.85=79.15 (g/m2)α=230° D=1.8m π=3.1416前烘烘缸个数是46 个计算：n=46(个)三、后烘1.蒸发水量：已知：C2=95% C1=70%b=5.32m v=831m/minq=q′=80 g/m2计算：2.烘缸出力：已知：C2=95% C1=70%v=831m/min q=q′=80g/m2α=230° D=1.8m π=3.1416后烘烘缸个数是18个计算：前、后烘干部单位出力分别为23.74，21.90(kg 水/m2 ⋅h)。
小于设定的烘缸单位出力25.0(kg 水/m2 ⋅h)，故在烘缸设计范围之内。
四、蒸汽热量计算表1—5 烘缸部参数2 计算过程：(烘缸效率η=70%)计算公式(1) 前干燥部：①第一组烘缸 (1#—9#)已知：进缸干度C1=45% 出缸干度C2=57%进缸温度t1=45°C 出缸温度t2=70°C在70°C时排出水蒸气的热焓值i=2630.5kJ/kg在本段烘缸通汽压力为120kPa下水蒸气的热焓值i1=2684.3kJ/kg 在本段烘缸通汽压力为120kPa下冷凝水的热焓值i2=437.51kJ/kg 计算：②第二组烘缸 (10#—34#)已知：进缸干度C1=57% 出缸干度C2=80%进缸温度t1=70°C 出缸温度t2=95°C在95°C时排出水蒸气的热焓值i=2668.4kJ/kg在本段烘缸通汽压力为200kPa下水蒸气的热焓值i1=2709.2kJ/kg 在本段烘缸通汽压力为200kPa下冷凝水的热焓值i2=493.71kJ/kg 计算：③第三组烘缸 (35#—46#)已知：进缸干度C1=80% 出缸干度C2=90%进缸温度t1=95°C 出缸温度t2=110°C在110°C时排出水蒸气的热焓值i=2693.7kJ/kg在本段烘缸通汽压力为200kPa下水蒸气的热焓值i1=2736.1kJ/kg 在本段烘缸通汽压力为200kPa下冷凝水的热焓值i2=583.76kJ/kg 计算：(2) 后干燥部：⑥第四组烘缸 (47#—55#)已知：进缸干度C1=70% 出缸干度C2=82%进缸温度t1=75°C 出缸温度t2=95°C在95°C时排出水蒸气的热焓值i=2668.4kJ/kg在本段烘缸通汽压力为200kPa下水蒸气的热焓值i1=2709.2kJ/kg 在本段烘缸通汽压力为200kPa下冷凝水的热焓值i2=493.71kJ/kg 计算：⑦第五组烘缸 (56#—64#)已知：进缸干度C1=82% 出缸干度C2=95%进缸温度t1=95°C 出缸温度t2=110°C在110°C时排出水蒸气的热焓值i=2693.7kJ/kg在本段烘缸通汽压力为360kPa下水蒸气的热焓值i1=2736.1kJ/kg 在本段烘缸通汽压力为360kPa下冷凝水的热焓值i2=583.76kJ/kg 计算：(3) 总结：由上述七组通汽的蒸汽用量可知，生产1kg 纸的实际耗气量为：D=D①+D②+D③+D④+D⑤=0.456+0.650+0.215+0.293+0.260=1.874 (kg蒸汽/kg纸)五．烘干部热损失计算前干燥段1.烘缸对流散热系数的计算：烘缸散热系数Ka的计算：烘缸散热面积Fa的计算：Fa=3.14N[(1-θ/360).d.B+0.5d²]=3.14x46x[(1-230/360)x1.8x5.4+0.5x1.8²] =507.04m²烘缸散热损失Q4的计算：Q4= Ka.Fa/Gp(ta-t0)=140.42(KJ/Kg)⑤干毯散热损失Q5 的计算：干毯对流散热系数ab的计算：干毯散热系数kb的计算；干毯散热面积Fb的计算:Fb=2A1B2-θ/360π. d. B1. N=2x3.14x1.8x46x5.8-230/360x3.14x1.8x5.4x46=2119.03m2干毯散热损失Q5的计算：Q5= Kb. Fb/Gp(tb-t0)=279.33(KJ/Kg)⑥管道散热损失Q6 的计算：Q6=2737.3x0.06=164.238(KJ/Kg)前干燥热损失耗蒸汽量：Q=Q4+Q5+Q6=(140.42+279.33+164.238)KJ/Kg=583.988KJ/KgD⑥=583.988 /[（2738.1-583.76）x0.7]=0. 387(kg 蒸汽/kg纸）后干燥段④烘缸对流散热系数的计算：烘缸散热系数Ka的计算：烘缸散热面积Fa的计算：Fa=3.14N[(1-θ/360).d.B+0.5d²]=3.14x18x[(1-230/360)x1.8x5.4+0.5x1.8²]=199.49m2烘缸散热损失Q4的计算：Q4= Ka. Fa/Gp(ta-t0)=59.56(KJ/Kg)⑤干毯散热损失Q5的计算：干毯对流散热系数ab的计算：干毯散热系数kb的计算；干毯散热面积Fb的计算:Fb=2A.B2-θπ.d.B1.N=2x3.14x1.8x18x5.8-230/360x3.14x1.8x5.4x18=829.15m2干毯散热损失Q5的计算：Q5= Kb. Fb/Gp(tb-t0)=106.05(KJ/Kg)⑥管道散热损失Q6的计算：Q6=2737.3x0.06=164.238(KJ/Kg)Q=Q4+Q5+Q6=(59.56+106.05+164.238) KJ/Kg=329.85KJ/KgD⑥=329.85 /[（2738.1-583.76）x0.7]=0.24(kg 蒸汽/kg纸冷凝水管道热损失六、前干燥段冷凝水散热损失Q7 的计算：Q7=Dw/Gp(i`-i0)=240.82(KJ/Kg)后干燥段冷凝水散热损失Q7的计算：Q7=Dw/Gp(i`-i0)=89.24(KJ/Kg)冷凝水耗蒸汽量：D⑦=.330.06/[（2737.3-417.68）x0.7]=0.22(kg蒸汽/kg纸(3) 总结：由上述几组通汽的蒸汽用量可知，生产1kg 纸的实际耗气量为：D=D①+D②+D③+D④+D⑤+D⑥+D⑦=1.874 + 0.38 + 0.24 + 0.22=2.714(kg 蒸汽/kg 纸)考虑损纸率，抄造率为97%，成品率为97%，则耗气量D`=D[(1+F1)/(1-F2)]=2.714x[(1+3%)/(1-3%)]=2.882kg 蒸汽/kg 纸（由于本篇文章有多处是专业符号无法显示出，PMMCN用图片形式展示，感谢专业人士给予我们更专业的意见，感谢阅览！）。
干燥部的设计和结构
干燥过程的原理
从干燥部的各个烘缸来看，纸的干燥都有一个升 温、降温、再升温的循环过程。 纸在干燥部有两种干燥方式：对流干燥和接触干 燥。主要干燥方式是接触干燥。
烘缸个数的计算
纸机干燥部排列之前往往要进行烘缸个数的计算： 注意烘缸的出力： 一般扬克纸机大径烘缸干燥出力可达50～60kg水/ （m2.h），一般薄页纸机烘缸干燥出力在10～40kg水/ （m2.h）间。 VAC辊的出力据vaahto设计人员讲两个VAC辊相当于0.6 个1.8m的烘缸。 UNO缸只车沟纹不通蒸汽，所以对干燥效果不大
干燥与纸张性质的关系
有人对亚硫酸浆进行研究，发现在纸的干度达到 55％左右时，纸的收缩迅速产生，等干度为80 ％时，收缩大体完成；强度从干度55％左右开 始迅速上升，等纸达到80％～ 90％，强度几乎 不再增加。 干燥时，纵向牵引力愈大，成纸的纵向伸长率愈 小，但纸的横向伸长率有所提高。 所以生产中要特别注意调整各组烘缸之间的 速度差和干网的松紧。
干燥部主要零部件的设计
传动侧机架：有碳钢焊接，有铸造的，齿箱为HT200、 端盖为HT150（上面布有视孔） 、大齿轮为球铁,高速 纸机小齿轮为合金铸铁42CrMo, 齿轮设计请参照设计手侧。 另外大部分操作侧和传动侧基础高矮不一致，传动侧要 矮一些，下层腿要高一些。 轴承壳和轴承座为一体的。 纸尾割刀的设计应注意：原为手动的，后来又做了两次 改进。
湿纸从压榨部到干燥部的传递
湿纸从网部到压榨可以用吸移，压榨有复合压榨和直通 压榨都可以实现封闭引纸，湿纸经过主压后强度有所增 强，但向干燥部的引纸非常关键，而且，往往又是开放 引纸，处理不好往往影响纸机的速度，出现断头。 1.手工引纸开放的距离比较大有１米多，湿纸在这一地 段完全是毫无支承的开放引纸，特别容易断头，湿纸的 定量和横幅水分稍有变化，都会带来从压辊上揭纸的不 稳定性，使湿纸产生过大的应力和颤动，造成断头，这 类纸机往往速度比较低。
纸机干燥部的最优化方案
纸机干燥部的最优化方案为有效提高纸机干燥部的工作性能并使其达到最优化，必须对最优化过程进行系统研究。
这需要对决定干燥部运转性能的变量进行持续不断的监控和测定，如毛布的透气性、毛布的结构和张力、袋式通风设备、气罩通风系统、烘缸表面氧化皮及冷凝水排放等。
优化干燥部的运行性能和效率需要将整个干燥部看作一个整体。
干燥部的冷凝水排放系统和通风系统包含影响干燥部总体运行性能的65％以上的变量，对干燥部的影响很大。
本文采用基本的烘缸工作特性测量四步法优化干燥部。
并特别介绍了虹吸器的选择方式，以及虹吸器与造纸机运行性能及最佳系统灵活性之间的关系。
1干燥部的优化方案优化干燥部的四步法包括：①Can-By-Can蒸汽流量分析；②虹吸器的选择和设计；③蒸汽冷凝水系统分析；④能量守恒分析。
1.1Can-By-Can分析将造纸机的工作状态如烘缸转速、蒸汽压力、纸张湿度、烘缸尺寸和纸张等级等数据用键盘输入Can-By-Can进行蒸汽和冷凝水流量分析。
这套程序可产生3个测量数据来分析现有的工作状态并估计干燥部的运转性能，包括干燥速度、热量传递系数、烘缸表面温度。
1.1.1干燥速度干燥速度指单位面积每小时蒸发的水量，用于确定实际的干燥部性能。
对于一定的纸张，冷凝速度越高，干燥部的性能就越好。
如果干燥速度相对较低，则必须重新确定并解决对其产生影响的干燥部工作参数如冷凝水排放、蒸汽压力、纸张湿度、袋通风系统和干毯结构。
1.1.2热量传递系数热量传递系数用于考核干燥部热效率，包括热量的流动。
热量传递系数（U）可用于比较生产类似等级纸张的纸机性能。
热量传递的最大阻力是烘缸内冷凝水层的热阻，还包括造纸干毯的结构和张力、烘缸氧化皮、烘缸壁的厚度、烘缸内的不凝气体以及干燥部的通风。
最佳冷凝水排放工艺会促进干燥部的高效运行。
较高的U值表明干燥部具有较好的热量传递和有效的冷凝水排放。
1.1.3烘缸表面温度烘缸表面温度也用于优化干燥部性能。
烘缸内蒸汽温度和烘缸表面温度之间的温差高，表明烘缸的冷凝水排放较差。
《造纸设备3干燥部》课件
根据纸张速度传感器的反馈，调节干
燥速度，使之与纸张速度保持一致。
3
自动调节装置
根据设定的目标速度，自动调节干燥 速度，并保持恒定。
干燥能耗的分析与计算
能源利用率
通过分析能源的消耗和化学品的使用量，计算干燥过程的能耗。
优化措施
通过改进设备和工艺，减少能耗和资源的浪费。
节能技术
采用先进的节能技术，如余热回收和蒸汽再利用，降低能耗。
干燥部安全操作规程
1 戴好防护装备
2 定期检查设备
操作人员应佩戴安全帽、 防护眼镜和耳塞等防护 装备。
定期检查干燥设备和防 护装置，确保其正常运 行。
3 注意事项
操作过程中应注意火源 和防火措施，严禁吸烟 等违规行为。
干燥部定期维护与保养
1 清洁干燥缸
定期清洁干燥缸内的污物，保持其表面的光滑度。
《造纸设备3干燥部》 PPT课件
这是一个关于《造纸设备3干燥部》的PPT课件，通过本课件您将了解到干燥 部的作用以及干燥部的组成和基本原理。
概述干燥部的作用
干燥部在造纸过程中起着至关重要的作用，它将湿纸张中的水分蒸发，使纸 张达到所需的干燥程度。
干燥部的组成部分及其用
干燥缸
通过提供热量和空气流动，加速湿纸张中水 分的蒸发。
2 润滑设备
定期给干燥设备的滚轴和传动装置加油润滑，确保其正常运转。
3 更换磨损零件
定期更换磨损的零件，保持设备的性能和可靠性。
干燥部的环境保护与节能技术
环境保护
采用低排放的干燥设备和控制污染物排放的技 术，保护环境。
节能技术
采用节能型设备和优化工艺，降低能源的消耗 和浪费。
间歇式干燥设备
适用于小批量的纸张生产，具有灵活性和低能 耗的特点。