Реконструкция сушильной машины ОАО 'Архангельского ЦБК' с целью снижения расхода пара в сушильной части пресспата

Реферат

Суранова О. И. Реконструкция сушильной машины ОАО "Архангельского ЦБК" с целью снижения расхода пара в сушильной части пресспата. Руководитель проекта - Ноговицын А.А.

Дипломный проект. Пояснительная записка объемом 122 с. содержит, 16 рисунков, 15 таблиц, 11 источников, графическую часть на 8 листах.

Ключевые слова: целлюлоза, напорный ящик, сетка, грудной вал, гауч-вал, сушка, пресс, отлив, формование.

Цель работы - произвести реконструкцию сушильной машины с целью увеличения сухости в прессовой части.

На основании выполненного обзора литературы предложена замена обычного III пресса на пресс с расширенной зоной прессования. Выполнены расчеты материального и теплового балансов, произведен выбор и расчет основного и вспомогательного оборудования. Рассчитана потребность в сырье, электроэнергии, воде и паре. Дана оценка экологической безопасности цеха, разработаны мероприятия по охране труда и безопасным методам работы.

Реализация проекта позволит организовать производство продукции, востребованной на отечественном и мировом рынке. При сравнении с действующим производством реконструкция позволит повысить сухость целлюлозного полотна в прессовой части и снизить расход пара в сушильной части пресспата

Оценка экономической эффективности реконструкции показала, что при требуемых капитальных вложениях 138 млн. рублей срок окупаемости составит 4,5 года.

Оглавление

Нормативные ссылки

Определения, обозначения и сокращения

Введение

. Обзор литературы

.1 Процесс обезвоживания полотна на сушильной машине

.1.1 Сушка целлюлозы

.2 Прессование полотна. Современные конструкции прессовых частей машин

.3 Особенности технологии и оборудование для изготовления товарной целлюлозы

. Характеристика сырья, химикатов, вспомогательных материалов, одежды машин и готовой продукции

3. Технологическая часть

3.1 Обоснование предложений по реконструкции прессовой части сушильной машины

3.2 Исходные данные для расчета материального баланса

3.3 Тепловой баланс сушильной части пресспата

.3.1 Расчет теплового баланса и расхода пара на сушку целлюлозы

.3.2 Расчет вентиляции сушильной части и зала

3.4 Расчёт и подбор оборудования

.5 Организация технологического контроля производства и качества готовой продукции

3.5.1 Контроль за производством по всем стадиям процесса

3.5.2 Параметры технологического процесса

3.5.3 Порядок предъявления и приемки готовой продукции (целлюлозы)

4. Автоматизация процесса

.1 Параметры и схема автоматического контроля и регулирования

4.2 Спецификация КИП и А

5. Энергетическая часть

.1 Расчет мощности привода

5.2 Расчет удельного расхода электроэнергии

6. Охрана труда и техника безопасности при обслуживании сушильной машины

. Экологическая безопасность производства, очистка стоков и выбросов

8. Строительная часть

. Экономическая часть

Список использованных источников

Нормативные ссылки

В настоящей пояснительной записке использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.2.062 - 81. ССБТ. Оборудование производственное. Ограждения защитные.

ГОСТ 12.4.026 - 76. ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.

ГОСТ 12523 - 77. Целлюлоза, бумага, картон. Метод определения величины рН водной вытяжки.

ГОСТ 13525.1 - 79. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения прочности на разрыв и удлинение при растяжении.

ГОСТ 13525.2 - 80. Метод определения прочности на излом при многократных перегибах.

ГОСТ 13525.3 - 97.Полуфабрикаты волокнистые и бумага. Метод определения сопротивления раздиранию.

ГОСТ 13199 - 88. Полуфабрикаты волокнистые, бумага и картон. Метод определения массы продукции 1 м².

ГОСТ 14363.3 - 84. Целлюлоза и древесная масса. Метод определения сорности.

ГОСТ 14363.4 - 89. Целлюлоза. Метод подготовки проб к физико - механическим испытаниям. показателей.

ГОСТ 16932 - 93. Целлюлоза. Определение содержания сухого вещества.

ГОСТ 17433 - 80.Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности.

ГОСТ 2263 - 79.Натр едкий технический. Технические условия.

ГОСТ 25166 - 82.Машины для ЦБП. Требования безопасности.

ГОСТ 28172 - 89. Целлюлоза сульфатная беленая из смеси лиственных пород древесины. Технические условия.

ГОСТ 30055 - 93. Канаты из полимерных материалов и комбинирование. Технические условия.

ГОСТ 3282 - 74. Проволока стальная низкоуглеродистая общего назначения. Технические условия.

ГОСТ 50068 - 92. Волокнистые полуфабрикаты. Ускоренный метод определения концентрации массы.

ГОСТ 7004 - 93. Целлюлоза. Отбор проб для испытаний.

ГОСТ 7500 - 85. Бумага и картон. Методы определения состава по волокну.

ГОСТ 7690 - 76. Метод определения белизны.

ГОСТ 9571 - 89. Целлюлоза сульфатная беленая из хвойной древесины. Технические условия.

ТУ 13 - 7308001 - 645 - 83. Целлюлоза сульфатная полубеленая из лиственных пород древесины.

ТУ 14 - 4 - 936 - 78. Проволока стальная оцинкованная термообработанная для увязки целлюлозы. Технические условия.

ТУ 5442 - 021 - 00279195 - 2003. Картон

ТУ 5411 - 022 - 00279195 - 2003. Целлюлоза сульфатная беленая из лиственных пород древесины. Технические условия.

ТУОП 5411 - 011 - 00279195 - 98. Целлюлоза сульфатная беленая из смеси лиственных и хвойных пород древесины. Технические условия.

ИСО 7213 - 81. Целлюлоза. Отбор проб для испытаний.

ИСМ-Ц-02-2004. Отбор проб целлюлозы для проведения лабораторных испытаний.

СНиП 2.09.04-87. Административные и бытовые здания. Нормы проектирования.

Определения, обозначения и сокращения

В настоящей пояснительной записке применяются следующие определения, обозначения и сокращения:

качество - степень соответствия присущих характеристик требованиям;

эффективность - связь между достигнутым результатом и использованными ресурсами;

НТД - нормативно-техническая документация

ОТК - отдел технического контроля

ССБТ - система стандартов безопасности труда

ТЭЦ - теплоэлектроцентраль

ТРА - теплорекуперационный агрегат

ТЭС - теплоэлектро станция

ТУ - технические условия.

Введение

В истории Архангельского ЦБК нашла отражение история всей целлюлозно-бумажной промышленности. Детище первых советских пятилеток, ровесник Соликамского, Кондопожского, Камского комбинатов, он прошел через суровые испытания военных лет, в 60 - 70-е годы продолжал наращивать свои производственные мощности и в конце этого периода стал одним из самых крупных в стране многопрофильных предприятий по химической переработке древесины, уступающим по объемам производимой продукции только Братскому ЛПК и Котласскому ЦБК, которые значительно моложе Архбумкомбината. В 60-70-е годы и отрасль развивалась бурными темпами: производство целлюлозы в стране выросло в 3 раза, бумаги - в 2,5, картона - почти в 4 раза.

К своему пятидесятилетию АЦБК стал крупным лесопромышленным комплексом. О его значении в экономике Архангельской области говорит уже тот факт, что на долю этого предприятия приходится почти 10 процентов производимой здесь продукции. Сегодня комбинат выпускает 10 процентов всей целлюлозы в отрасли и почти 12 процентов высококачественного картона. Он владеет весьма крупными основными фондами. В течение года вырабатывается 940 тысяч тонн целлюлозы по варке, 125 тысяч тонн бумаги, 403 тысячи тонн тарного картона. Из отходов основного производства выпускаются технический спирт, белковые кормовые дрожжи, древесноволокнистые плиты, бумажно-беловые изделия и тетради. Технологическая схема АЦБК в какой-то степени уникальна для отрасли: здесь параллельно действовали три самостоятельных производства - сульфитной целлюлозы, беленой сульфатной и небеленой сульфатной целлюлозы и картона. Внедренная здесь впервые, эта технологическая схема стала своего рода моделью развития предприятия по химической переработке древесины.

Вод в эксплуатацию завода беленой сульфатной целлюлозы был для комбината очень заметным шагом на пути научно-технического прогресса. В строй вошло по существу целое новое предприятие. Оно было укомплектовано оборудованием, по своему техническому уровню соответствующим лучшим мировым достижениям того времени: варочные и промывные установки шведской фирмы "КМВ", отбельная установка и сушильная машина финской фирмы "Раума - Репола", четвертый и пятый содорегенерационные котлы и третья выпарная станция фирмы "Парсон - Витемор" (Франция). Варочная установко оснащена зоной горячей диффузионной промывки. Схема горячего сортирования целлюлозы обеспечивает высокое качество с минимальными затратами энергии. В схему отбелки целлюлозы включена двухступенчатая обработка двуокисью хлора. В сушильном цехе установлены механизированные линии упаковки целлюлозы.

По проекту производство беленой сульфатной целлюлозы должно было использовать в качестве сырья хвойную древесину. Первые три года работы обнаружили возрастающий ее дефицит. И было принято решение о смене сырьевой базы: производство переводится на переработку лиственной древесины. Это означало: необходимы изменения в технологии. С решение этой проблемы успешно справились и буквально в течение полугода не только освоили выработку целлюлозы марки ЛБ - 0, но и стали давать продукцию высшей категории качества.

Целлюлоза - ценнейшее сырье. Трудно перечислить все, что она дает человеку. Здесь бумага и вискозный шелк, штапель и кинопленка, пластмассы и лаки, целлофан и многое другое. Северная целлюлоза идет на многие предприятия нашей Родины. На московских предприятиях ее используют для выработки искусственной кожи. В Рязани из нее изготовляют шелк, штапельное волокно. Целлюлоза высоко ценится на международном рынке.

Архангельский комбинат - это современное предприятие с высоким уровнем механизации, автоматизации технологических процессов. Его история - это стремительная поступь развития химии на Севере.

На комбинате вкладываются значительные средства, направленные на замену устаревшего, изношенного оборудования на новое, соответствующее современному уровню, используются новые технологии. Внедрение нового оборудования, технологий должно давать повышение качества продукции и снижение ее себестоимости.

Снижение себестоимости продукции обеспечивается, например, снижением расхода пара в сушильной части машины, а значит снижением потребляемых энергоресурсов. Это возможно за счет снижения сухости полотна после мокрой части машины. Использование в прессовой части прессов высокой интенсивности позволил достичь этого результата.

1. Обзор литературы

.1 Процесс обезвоживания полотна на сушильной машине, метода их интенсификации

Товарная целлюлоза выпускается в виде воздушносухой папки в листах или рулонах, или в виде спрессованных лепестков. Обезвоживание и сушка целлюлозы производится сушильными машинами различных конструкция.

На сушильной машине последовательно и непрерывно осуществляются технологические процессы: отлив и формование бесконечного целлюлозного полотна, его обезвоживание и сушка.

Скорость современных машин для сушки целлюлозы достигает 200 м/мин, ширина полотна целлюлозы - 6400 мм при поверхностной плотности вырабатываемой папки 600...800 г/м², производительность - 600...750 т/сут.

Длинносеточная сушильная машина состоит из мокрой части, в которую входят напускное устройство, сеточный стол и прессы; сушильной части; наката (при производстве целлюлозы для химической переработки) или саморезки и вспомогательного оборудования (бассейны, насосы, вакуумные насосы, гидроразбиватели)

Целлюлоза после сортирования, очистки, сгущения до концентрации 10...12 %, при которой она хранится в бассейне высокой концентрации, подается в рабочий мешальный бассейн, вместимость которого должна быть достаточной для бесперебойной работы сушильной машины в течение двух часов. Обычно в этот бассейн из гауч-мешалки подается мокрый брак.

Для обеспечения постоянства концентрации поступающей на сушильную машину массы между мешальным бассейном и машиной устанавливают регулятор концентрации и напорный ящик постоянного уровня.

Концентрация массы в мешальном бассейне поддерживается в пределах 2,5...2,6 %. Из рабочего мешального бассейна масса насосом подаётся в напорный ящик постоянного уровня, а из него самотёком в смесительный насос, где разбавляется оборотной водой до концентрации 0,7...1,5 % (в зависимости от технологического режима) поступает в напорный ящик сушильной машины.

Еще недавно на большинстве сушильных машин при скорости движения сетки до 150...200 м/мин применяли напорный ящик открытого типа в котором необходимая скорость подачи массы на сетку обеспечивалась напором, создаваемым регулируемой по высоте перегородкой, или напором массы, подаваемой насосом.

На сушильных машинах устанавливаются закрытые напорные ящики, в которых необходимый напор жидкости складывается из статического уровня массы в ящике и избыточного давления воздуха, который подается в герметично закрытое пространство над слоем массы.

Для равномерного распределения потока массы по всей ширине машины применяют различного типа потокораспределители. Наиболее широкое распространение получил многотрубный потокораспределитель, представляющий собой конический коллектор с рядом параллельных трубок, соединяющих коллектор с уравнительной камерой напорного ящика и расположенный в непосредственной близости с напорным ящиком. Для выравнивания потока массы по концентрации и скорости, а также для поддержания ее во взвешенное состоянии в напорном ящике открытого типа устанавливается один или несколько перфорированных валиков. Масса, пройдя через отверстия валика, равномерным потоком поступает на сетку через напускное устройство, расположенное на передней стенке напорного ящика. Передняя стенка напорного ящика подвижная, её можно перемещать в вертикальном и горизонтальном направлениях и таким образом регулировать ширину напускной щели. От ширины напускной щели зависит скорость выхода и высота слоя массы, поступающей на сетку машины.

Сеточный стол сушильной машины состоит из грудного вала, регистровых валиков и гидропланок, отсасывающих ящиков, отсасывающего гауч-вала, сетковедущих валиков, охваченных бесконечной сеткой.

Бесконечная сетка натянута между двумя валами: грудным, расположенным, у напорного ящика, и гауч-валом - с противоположной стороны. Сетка поддерживается регистровыми валиками, гидропланками, отсасывающими ящиками, проходит над правильным валиком, расположенным перед гауч-валом: Обратная ветвь сетки - через валики, служащие для направления и натяжения сетки.

Разбавленная волокнистая суспензия выливается из напорного ящика на бесконечную сетку над осью грудного вала или несколько дальше, для того чтобы грудной вал сам не обезвоживал массу, так как это значительно ухудшает формование.

Регистровая часть сеточного стола начинается от грудного вала и состоит из регистровых гладких валиков и гидропланок. В некоторых случаях сеточный стол имеет механизм поперечной тряски, назначение которой - уменьшить возможное образование хлопьев волокон и вывести их из продольной ориентации, создаваемой напорным ящиком. Особое значение тряска приобретает при увеличении концентрации массы. В результате тряски уплотняется структура целлюлозного волокна и улучшается формование.

Хорошее, обезвоживание на сетке обеспечивается повышенной температурой массы (40...45 °С). После выхода массу на сетку она подогревается горячей, химически очищенной (в случае целлюлозы для химической переработки) водой.

Рабочая ширина сетки от напорного ящика до того участка сетки, где концентрация массы исключает возможность растекания, ограничивается декельными линейками.

Основная масса воды из волокнистой суспензии (до 80 %) удаляется в регистровой части. Отсос воды происходит под действием вакуума, создаваемого вращающимся валиком, а также под действием сил сцепления воды с поверхность регистрового валика. При входе же сетки на регистровый валик возникает зона повышенного давления, вызывающая дефекты формования полотна вследствие всплесков массы на валиках. В большей степени эта особенность работы регистровых валиков проявляется при высокой скорости машины и большом диаметре регистровых валиков. Для устранения этого нежелательного эффекта часть регистровых валиков заменяют гидропланками, над которыми отсутствует высокое давление и имеется небольшой, но относительно длительно действующий вакуум. Количество воды, удаляемое одной гидропланкой, составляет примерно 60 % от количества воды. отсасываемой регистровым валиком. Однако на одной и той же длине сеточного стола можно установить большое количество гидропланок, в результате чего достигается интенсификация процесса обезвоживания.

При достижении сухости 30...40 % обезвоживание полотна в конце регистровой части практически прекращается. Дальнейшее повышение сухости производится на отсасывающих ящиках под действием вакуума, создаваемого вакуум-насосами. Разрежение на первых отсасывающих ящиках для предотвращения сильного уплотнения полотна не должно превышать 2...3 кПа; на следующих ящиках последовательно от 4 до 8 кПа, а на установках Ротабельт, если они расположены за отсасывающими ящиками, разрежение постепенно повышается от первого к последнему ящику от 10 до 18...20 кПа. Чрезмерное разрежение способствует ускоренному износу сетки. Обычно на сушильных машинах работающих на скорости 80...120 м/мин. устанавливают семь - девять отсасывающих ящиков или два - три устройства Ротабельт.

Для уменьшения износа сетки применяют подвижные отсасывающие ящики Ротабельт. Отсасывающий ящик этой конструкции разделен продольными перегородками на три отделения, в которых поддерживается разное разрежение. Сетка движется над отсасывающими камерами ящика на перфорированном резиновом полотне, натянутом между двумя валиками, приводимыми в движение сеткой. Основное усилие от трения воспринимает не сетка, а прочное армированное резиновое полотно.

Для уплотнения целлюлозного полотна между отсасывающими ящиками и отсасывающим устройством Ротабельт устанавливается ровнитель (эгутер) диаметром 600...900 мм изготовленный из кислотоупорных стальных реек и проволоки и обтянутый кислотоупорной стальной сеткой.

Для интенсификации процесса обезвоживания в сеточной части целлюлозное полотно подогревается двумя уплотняющими спрысками с горячей водой перед первым отсасывающим ящиком, перед отсасывающим устройством Ротабельт. В современных конструкциях сушильных машин над последним отсасывающим ящиком или над отсасывающим устройством Ротабельт устанавливается паровой колпак.

После отсасывающих ящиков полотно целлюлозы с сухостью 8...12 % поступает для дальнейшего обезвоживания до сухости 17…22 % на отсасывающий гауч-вал. Гауч-вал камерного типа представляет собой толстостенный (25...50 мм) перфорированный цилиндр, покрытый твердой резиной. Диаметр отверстия 6...8 мм

На сушильная машинах, как правило, устанавливают однокамерные гауч-валы с неподвижной отсасывающей камерой, соединенный с вакуум-насосом, который создает разрежение 40...45 кПа. Камера прижимается к внутренней стенке цилиндра пружинами. Между камерой и цилиндром имеются графитовые уплотнение, прижимаемые пневматически к внутренней стенке цилиндра. Дополнительное обезвоживание обеспечивается прижимным обрезиненным валом диаметром до 700 мм создающим давление 1,0...1,2 МПа.

Сухостью 17…20 % ограничивается возможность дальнейшего обезвоживания целлюлозного полотна за счет отсоса влаги, содержащейся в нем. В прессовой части удаление влаги из целлюлозного полотна производится путем механического отжима при пропуске полотна через несколько вальцовых прессов. Удаление влаги механическим способом более экономично, чем методом испарения. Увеличение сухости полотна перед сушкой на 2 % приводит к уменьшению расхода пара на 0,1 т (из расчета на 1 т целлюлозы). Затраты на удаление 97 % влаги на сеточном столе составляют 10...14 %. на 2 % в прессовой части - 18...25 % и на 0.5...1 % в сушильной части - 71...72 %. В связи с этим экономичнее удалять воду в мокрой части.

1.1.1 Сушка целлюлозы

Существуют несколько способов сушки целлюлозы: сушка целлюлозы на сушильных цилиндрах при атмосферном давлении или под вакуумом; сушка целлюлозы в воздушных сушилках с воздухоопорным движением полотна; аэрофонтанная и парофонтанная сушка.

Сушка включает: влаго- теплообмен между поверхностью высушиваемого материала и окружающей средой; перемещение влаги в виде жидкости или пара (или того и другого одновременно) из внутренних слоев материалов к их поверхности.

Процесс сушки целлюлозы - конвективной или контактной можно разделить на три периода: период нагрева целлюлозной папки до температуры испарения; период испарения влаги при постоянной скорости сушки; период испарения при убывающей скорости сушки. Усадка полотна при сушке составляет 1,5-2,0 % [].

При сушке целлюлозы на сушильных цилиндрах процесс осуществляется последовательно двумя чередующимися циклами: контактной сушкой при соприкосновении целлюлозного полотна с горячей поверхностью сушильных цилиндров и конвективной сушкой во время прохождения полотном участка свободного хода между нижним и верхним сушильными цилиндрами.

В первой фазе каждого цикла сушки целлюлозное полотно получает тепло от нагретой поверхности сушильного цилиндра и расходует его на испарение влаги из целлюлозы и повышение температуры целлюлозы, охладившейся во второй фазе при прохождении между цилиндрами. Во второй фазе влага испаряется с обеих сторон полотна за счет тепла, накопленного в первой фазе процесса. Большая часть влаги испаряется на нагретой поверхности сушильных цилиндров.

Сушильные цилиндры в современных сушильных машинах изготавливают из мелкозернистого чугуна и тщательно шлифуют. Диаметр сушильного цилиндра 1250 мм, 1500 мм и реже - 1800 мм. Расположены цилиндры в два яруса, а в последних конструкциях машин - в пять ярусов.

Сушильная часть разделяется на несколько сушильных групп, что позволяет более рационально осуществлять пароснабжение сушильных цилиндров, использовать тепло горячей паровоздушной смеси, образующейся при сушке, регулировать степень натяжения полотна. В каждой из сушильных групп может быть разное количество цилиндров, всего же, в зависимости от производительности, может быть более ста сушильных цилиндров. Свежий пар под давлением 0,30-0,35 МПа обычно поступает в последнюю по ходу полотна целлюлозы группу цилиндров и распределяется по отдельным цилиндрам. Температура сушильных цилиндров в этой группе 95-100 °С. Между сушильными группами автоматически поддерживается разность давлений. Смесь конденсата и пара из этой группы цилиндров поступает в водоотделитель, откуда конденсат уходит в сборник конденсата, а вторичный пар направляется в среднюю группу цилиндров, где поддерживается температура 115-125 °С. Если этого пара оказывается недостаточно, то из главной магистрали добавляется некоторое количество свежего пара.

В цилиндрах средней группы поддерживается более низкое давление по сравнению с давлением в цилиндрах последней сушильной группы. После отделения пара от конденсата в водоотделителе вторичный пар поступает в первую группу цилиндров, где осуществляется постепенный подъем температуры от 100 до 115 °С. Пар из цилиндров этой группы также отделяется в водоотделителе, проходит теплообменник, в котором он конденсируется, а воздух из системы удаляется вакуум-насосом. Конденсат из всех групп цилиндров направляется на ТЭЦ. Иногда сушильную часть делят не на три, а на четыре или пять групп цилиндров. Преимущество описанной схемы подачи пара заключается в отсутствии накапливания воздуха в системе [1].

Основными мероприятиями по рационализации сушки на цилиндрах являются: повышение температуры стенок цилиндров за счет повышения давления пара в цилиндрах (в пределах, допустимых по качеству вырабатываемой целлюлозы); рациональное устройство вентиляции и в том числе регенерация тепла, закрытый колпак, интенсивная обдувка полотна целлюлозы на цилиндрах и между ними и т. п.; уменьшение потерь тепла торцовыми стенками цилиндров, паропроводами и стенками колпака.

Повышение нагрева воздуха на 5 °С перед подачей его в межцилиндровое пространство увеличивает производительность сушки на 1 %.

Значительное повышение температуры воздуха возможно только при закрытом колпаке во избежание вредных условий в цехе для обслуживающего персонала.

Преимущества цилиндровых сушильных частей, работающих при атмосферном давлении:

1)Надежность конструкции и работы машины.

2)Простота обслуживания и ремонта.

3)Сушильная часть может быть построена с двух-, трех- и многоярусным расположением цилиндров в зависимости от местных условий.

4)Машины цилиндрового типа не имеют очень быстро изнашивающихся частей.

5)На машинах с цилиндровой сушкой в случае надобности можно вырабатывать картон.

6)Цилиндровые сушильные части машин могут быть установлены в одноэтажном помещении (все современные большие цилиндровые сушильные части устанавливают на втором этаже).

7)Цилиндровые машины могут быть построены практически на неограниченную производительность.

8)На цилиндровых машинах легче обеспечить высокий объемный вес целлюлозы.

Недостатки цилиндровой сушильной части:

1)  Сравнительно высокая первоначальная стоимость.

2)  Повышенный расход тепла (при закрытых колпаках расход тепла на сушильной машине с цилиндровой сушкой уменьшается, но все же оказывается большим, чем при камерных сушилках).

3)  Цилиндровая сушка при высокой температуре цилиндров приводит к поверхностной закалке полотна целлюлозы.

4)  При высокой температуре цилиндров может произойти проклеивание целлюлозного полотна естественной смолой, содержащейся в целлюлозе.

5)  При сушке и жестких условиях снижаются механические свойства целлюлозы.

Одной из разновидностей сушки целлюлозы является вакуумная сушка целлюлозы (система Минтона). В вакуум-сушилках процесс поверхностного испарения заменен процессом парообразования. Давление внутри камеры составляет 6 кПа, что соответствует разрежению 710-700 мм рт. ст. При этом влага кипит в полотне целлюлозы при температуре 38-40 °С.

Съем воды при сушке этим способом в 1,5-2 раза выше, чем на открытых цилиндрах. Термический коэффициент полезного действия близок к 100 %. Расход пара близок к теоретическому и равен 1,18 кг/кг испаренной влаги.

Одна из новейших разработок фирмы "Флект" - сушилка Flakt-Compact (FC), которая характеризуется высокой производительностью и занимает минимальную площадь. Компактность достигается благодаря продувке воздуха с обеих сторон полотна. Небольшое расстояние между полотном и нижними дутьевыми ящиками (камерами) обеспечивает эффективную подачу тепла на нижнюю поверхность полотна. Верхние дутьевые камеры обеспечивают передачу дополнительного тепла, сокращая продолжительность сушки.

Сушилку Flakt-Compact можно совмещать с блоком охлаждения, который охлаждает полотно беленой целлюлозы до его ввода в резательную установку. В результате уменьшаются потери белизны и устраняется конденсация влаги при хранении и транспортировке. Кроме того, увеличиваются срок службы режущих ножей и стабильность размеров целлюлозных кип.

Используя сушилки фирмы "Флект", можно выпускать товарную целлюлозу из древесины лиственных пород (береза, осина, бук, эвкалипт) и однолетних растений. Около 3/4 производимых в мире товарных полуфабрикатов сушатся на этих сушилках.

Воздухоопорную сушилку типа FC можно использовать для увеличения производительности действующей сушильной цилиндровой части пресспата путем установки ее в первом этаже здания под сушильной частью. В этом случае целлюлозное или бумажное полотно высушивается в первой половине сушильной части, допустим, до сухости 55-60 %, а затем поступает на заправку в воздушную сушилку, высушивается там до 75-80 %, возвращается на оставшиеся сушильные цилиндры и досушивается на них до окончательной стандартной сухости [2].

Аэрофонтанная сушка целлюлозы.

При аэрофонтанной сушке целлюлоза сначала обезвоживается, затем распушивается и далее впрыскивается в поток горючих газов. Высокая температура газового потока вызывает превращение влаги в пар.

Целлюлоза обезвоживается в двухвальном прессе до концентрации 48 % и поступает в распушитесь. Из распушителя целлюлоза попадает в поток горячих газов (350 °С), получаемых при сжигании мазута. Сушка в две ступени производится в сушильных башнях в токе горячих газов. После охлаждения целлюлоза подается на пресс, где формируется в виде кипы, которая после взвешивания и дополнительного прессования направляется на упаковку.

К основным преимуществам аэрофонтанной сушки относятся низкие капитальные затраты, меньшая потребность в площадях. Однако эксплуатационные затраты могут быть выше. На некоторых заводах, использующих аэрофонтанную сушку, возникли проблемы с качеством целлюлозы в основном из-за снижения белизны и образования твердых шариков или узелков, которые очень трудно распускаются в воде на отдельные волокна. Образование узелков является сложной функцией многих переменных, преимущественно связанных со свойствами и температурой волокна. Их появление свидетельствует о неэффективной работе распушителя. Хорошее разделение и большая площадь поверхности позволяют проводить испарение влаги быстрее и при более низкой температуре.

Новым многообещающим направлением развития аэрофонтанной сушки является так называемая паровая сушилка, в которой целлюлоза высушивается в среде перегретого пара высокого давления. Вода, испаренная из целлюлозы, удаляется из системы в виде пара низкого давления, который может быть использован при производстве целлюлозы. Сушка паром позволяет на четверть сократить расход тепла по сравнению с обычными способами [1].

Сушка целлюлозы инфракрасными лучами.

Эта сушка - один из новых методов сушки, при котором тепло передается высушенному материалу в виде лучистой энергии. В качестве сушильных устройств применяют мощные кварцевые лампы, которые по сравнению с другими типами излучателей (например, электрическими проводниками из тугоплавких материалов) менее чувствительны к водяным парам. Такие излучатели можно легко вмонтировать в любую сушильную часть машины для увеличения её производительности. Замена существующих сушильных устройств сушкой инфракрасными лучами пока ещё не рентабельна, а интенсивное облучение влажного полотна целлюлозы с целью его прогрева перед сушкой вполне целесообразно.

Сушка целлюлозы в поле высокой частоты.

В этой сушке влажный материал (диэлектрик), проходя между двумя пластинками, являющимися электродами конденсатора колебательного контура генератора высокой частоты, высушивается за счет диэлектрических потерь, приводящих к нагреву материала. Чем выше влажность материала, тем выше диэлектрические потери, тем интенсивнее происходит процесс.

Недостатки сушки в поле высокой частоты следующие: трудность получения однородной влажности, повышенный расход энергии, сложность эксплуатации, высокая стоимость сушки.

Процесс сушки может быть рентабельным в случае, когда будет найден такой режим, при котором количество влаги, удаляемой в жидком состоянии, будет велико по сравнению с влагой в виде пара, а также в случае разработки комбинированного метода сушки.

.2 Прессование полотна. Современные конструкции прессовых частей машин

Современные сушильные машины имеют три - четыре двухвальных пресса. По конструкции они могут быть обычными (с гладкими валами), отсасывающими, желобчатыми, с расширенной зоной прессования.

При прессовании применяют прессовые сукна, которые предохраняют слабое целлюлозное полотно от разрушения, пропускают отжатую влагу и одновременно транспортируют целлюлозу от пресса к прессу.

Вода, отжимаемая из полотна между двумя гладкими, валами пресса, перейдя в сукно, движется навстречу целлюлозному полотну, увлажняя его, и стекает под влиянием силы тяжести пои выходе из зазора между валами. В отсасывающем прессе вода, выжимаемая из целлюлозного полотна, движется вниз через толщу сукна в отверстия отсасывающего вала.

Обычный мокрый пресс состоит из двух массивных гладких валов и сукна, движущегося по сукноведущим валикам. Нижний вал неотсасывающий, металлический обрезиненный или с полиуретановым покрытием, верхний - гранитный или металлический, покрытый слоем твердой резины (стонитом). Верхний вал пресса располагается над нижним и по отношению к нижнему смещен в сторону противоположную ходу полотна на 50 - 120 мм. Верхний вал может перемещаться относительно нижнего и прижиматься к нему при помощи пневматического или гидравлического присадочного устройства. По обезвоживающей способности обычные мокрые прессы уступают другим конструкциям прессов. Однако с учетом простота конструкции их используют в качестве последнего пресса.

На современных сушильных машинах применяют отсасывающие прессовые валы, которые устанавливают на первом и втором прессах.

Отсасывающий вал по конструкции аналогичен отсасывающему гауч-валу, но имеет меньшую ширину камеры (110 - 150 мм). Разрежение в камере 45...56 кПа обеспечивается работой вакуум-насоса. На первом прессе создается обычно линейная нагрузка 60...85 кН/м.

Второй пресс, как правило, с отсасывающим, нижним валом, в котором поддерживается разрежение 48...55 кПа, линейная нагрузка 70…90 кН/м, Однако отсасывающие прессы довольно сложны по конструкции и дороги при эксплуатации. При использовании желобчатых валов Вента-Нип линейная нагрузка на втором прессе составляет 130, а на третьем - 210 кН/м,.

Для обеспечения беспрепятственного перемещения воды, отжатой из целлюлозной папки и сукна, у пресса Вента-Нип на нижнем обычном вале с твердой резиновой облицовкой нанесены спиральные канавки. Канавки сообщаются с атмосферой и служат для приема отжимаемой из целлюлозного полотна и сукна воды которая в дальнейшем выбрасывается центробежной силой. Для очистки канавок устанавливается специальный шабер. Эта конструкция, по сравнению с отсасывающим валом, дает повышение сухости полотна на 2...4 %, при этом значительно снижается расход энергии вакуум-насосами.

Эффективность прессования может быть увеличена путем расширения зоны прессования за счет снижения твердости облицовки валов. При уменьшении твердости облицовки желобчатого вала Вента-Нип желобки в зоне контакта перекрываются в результате деформации облицовки, желобчатый пресс превращается в обычный пресс.

Уменьшение твердости облицовки возможно на прессах с глухими отверстиями, которые не перекрываются при любом давлении прессования. В настоящее время такие прессы устанавливаются на машинах для выработки целлюлозной папки. Их изготовляют фирмы "Фойнт" и "Тампелла".

Наибольшее распространение получили такие валы на прессах с валами большого диаметра (до 1,8 м). Эти прессы оборудуются глухосверлеными (верхним и нижним) валами. Площадь живого сечения такого вала достигает 20...30 %. Мягкая облицовка позволяет увеличить зону прессования. Этому способствует также установка двух прессовых сукон. Пресс может работать при высоком давлении прессования, которое определяется степенью прочности вала и облицовки. Сухость целлюлозного полотна возрастает на 2...3 %, срок службы прессовых сукон на 30…100 %, так как в отличие от желобков у глухосверленых отверстий нет острых кромок.

Сухость полотна целлюлозы после первого пресса обычно достигает 26..32 %, после второго - 32...38 %, третьего - 37...42 %, четвертого - 45...50 %. С повышением сухости целлюлозного полотна возрастает линейная нагрузка прессования, которая на третьем прессе достигает 80...100 кН/м.

Повышения эффективности удаления воды при прессовании добиваются путем нагрева полотна. После первого пресса размещают два подогревательных цилиндра, после второго - группу из пяти - семи подогревательных цилиндров. С увеличением температуры снижаются вязкость и поверхностное натяжение воды, что в конечном итоге приводит к повышению эффективности работы пресса.

Комбинирование прессования в прессе с расширенной зоной прессования с повышенной температурой позволит получить сухость полотна после прессовой части не менее 55 %.

Прессовое сукно является важным элементом в конструкции пресса, так как воспринимает отжимаемую из целлюлозной папки воду и служит транспортером для перемещения целлюлозного полотна в прессовой части. Прессовые сукна должны обладать высокой пористостью, низкой сжимаемостью при высоких давлениях большой прочностью. До недавнего времени прессовые сукна для сушильных машин изготавливались из шерсти, так как волокна шерсти, имея чешуйчатое строение, самоочищаются при работе, и такие сукна удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к ним. Для повышения прочности в ткань сукна добавляют 10 - 20 % синтетических волокон, хотя при этом снижается упругость сукна.

Для поддержания сукна в рабочем состоянии на машине устанавливают сукномоечные устройства различной конструкции. Чаще всего используют щелевые вакуумные сукномойки представляющие собой трубу диаметром 100 - 150 мм со щелью шириной 15 - 26 мм. Разрежение создается вакуум-насосом сукно перед сукномойкой промывается из водяного спрыска высокого давления [1].

.3 Особенности технологии и оборудование для изготовления товарной целлюлозы

Товарная целлюлоза выпускается в виде воздушносухой папки в листах или рулонах и является сырьем для производства различных видов бумаги и картона и подвергается роспуску на фабриках потребителей.

Производство товарной целлюлозы осуществляется на сушильных машинах (пресспатах) по конструкции принципиально не отличающихся от бумаго- и картоноделательной машин и технологические процессы при получении полотна остаются такими же отлив, формование, обезвоживание в сеточной, прессовой частях и сушке или контактно - конвективным способом на сушильных цилиндрах или конвективным способом.

Отличительными особенностями товарной целлюлозы по отношению к производству бумаги и картона является значительно большая масса 1 м² полотна (до 1000 г/м²), не высокие требования по гладкости и в какой - то мере по равномерности к толщине полотна, по ширине и длине.

Обезвоживание на сеточном столе осуществляется с использованием регистровых валиков, которые для рабочих скоростей сушильной машины успешно осуществляют процесс удаления воды.

Для повышения сухости полотна в сеточной части осуществляется подогрев полотна горячей водой, подаваемой спрысками.

Для повышения сухости полотна, передаваемой в прессовую часть, и выравнивание полотна по толщине, над отсасывающей камерой гауч - вала установлен равнительный валик, имеющий сукно. В этом случае валик выполняет отжим воды с небольшим линейным давлением.

Учитывая значительную толщину полотна, в прессовой части осуществляется подогрев полотна между 1 и 2 прессами и 2 и 3 прессами. Подогрев полотна снижает вязкость воды и полотна, что делает ее более "текучей" и это способствует лучшему обезвоживанию.

Сухость полотна после прессовой части 52 % , в этом случае полотно достаточно прочное, и сушильная часть работает без сукон.

Целлюлозное полотно охлаждается на барабанном охладителе, где в качестве охлаждающей среды является воздух.

2. Характеристика сырья, химикатов, вспомогательных материалов, одежды машин и готовой продукции

Характеристика сырья, химикатов, вспомогательных материалов, одежды машин приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Характеристика сырья, химикатов, вспомогательных материалов, одежды машин

Характеристика готовой продукции

Сульфатная белёная целлюлоза из смеси лиственных пород древесины вырабатывается согласно ГОСТ 28172-89 с изм.1 и предназначена для производства различных видов бумаги и картона.

В зависимости от назначения и показателей качества, целлюлоза изготовляется следующих марок: ЛС-0, ЛС-1, ЛС-2, ЛС-3, ЛС-4.

Показатели качества целлюлозы должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2.1.

Сульфатная белёная целлюлоза из хвойных пород древесины вырабатывается согласно ГОСТ 9571-89 и предназначена для производства различных видов бумаги.

В зависимости от назначения и показателей качества, целлюлоза изготовляется следующих марок: ХБ-0, ХБ-1, ХБ-2, ХБ-4, ХБ-5, ХБ-6, ХБ-7.

Показатели качества целлюлозы должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2.2.

Сульфатная полубелёная целлюлоза из лиственных пород древесины вырабатывается согласно ТУ 13-7308001-645-83 с изм. 1, 2, 3 и предназначена для выработки различных видов упаковочной бумаги и картона.

Сульфатная беленая целлюлоза из смеси лиственных и хвойных пород древесины вырабатывается согласно ТУОП 5411-011-00279195-98 и предназначена для производства различных видов бумаги и картона.

В зависимости от назначения и показателей качества, целлюлоза изготовляется следующих марок: ЛХ-1, ЛХ-2.

Показатели качества целлюлозы должны соответствовать нормам, указанным в таблице 2.3.

Расчетная влажность для определения массы партии целлюлозы составляет 12%. Допускается, при производстве продукции на экспорт, расчетная влажность для определения массы партии целлюлозы 10 % в соответствии с контрактом.

Упаковка.

Вырабатываемая целлюлоза должна выпускаться в листах размером 600х800 мм и укладываться в кипы массой 200±2,5 кг или 150±1,5 кг.

Каждая кипа должна быть обёрнута в два слоя упаковочного картона: ТУ ОП 5442-004-00279195-97 или другие виды белого картона (масса картона площадью 1 м² - 150¸200 г) и обтянута стальной проволокой ТУ 14-4-936 в четыре пояса.

Таблица 2.2 - Характеристика сульфатной беленой целлюлозы из смеси лиственных пород древесины ГОСТ 28172, сульфатной полубеленой из лиственных пород древесины ТУ 13-7308001-645

Таблица 2.3 - Характеристика сульфатной беленой целлюлозы из хвойной древесины ГОСТ 9571-89

Таблица 2.4 - Характеристика сульфатной беленой целлюлозы

Таблица 2.5 - Качество упаковки и размеры кип

3. Технологическая часть

.1 Обоснование предложений по реконструкции прессовой части сушильной машины

Процесс получения целлюлозы, как бумаги и картона связан с удалением воды методами фильтрации, отжима и сушки.

Из перечисленных выше процессов самым затратным, энергоемким является сушка. Поэтому, учитывая постоянно растущие цены на топливо (мазут, уголь, газ), необходимо стремиться к повышению сухости полотна в мокрой части машины, т.е. перед процессом сушки.

В настоящее время все резервы сеточной части исчерпаны и являются очень дорогостоящими. Поэтому необходимо стремиться к повышению сухости в прессовой части.

Основным оборудованием прессовой части машины являются отсасывающие прессы, не смотря на их достаточно сложную конфигурацию, эксплуатацию и ремонт. Эти прессы обеспечивают быстрый отвод отжатой воды из зоны прессования (зоны отжима).

Появление прессов высокой интенсивности, позволяющих работать с высоким линейным давлением без опасности раздавливания полотна, позволило повысить сухость полотна после отжима. Важным фактором является время прессования. Использование валов увеличенного диаметра (1810 мм) с мягкой резиновой облицовкой 15 P&J (Пусей - Джонса), наличие двух прессовых сукон и высокого линейного давления до 350 кН/м обеспечило значительную площадку деформирования (прессования), что увеличило время непосредственного отжима. Эти обстоятельства позволяют повысить сухость полотна после прессования.

Поэтому принимаем к установке в замен III обычного пресса пресс с расширенной зоной прессования. Для отвода воды, отжатой в зоне прессования на поверхности вала расположены глухосверленные отверстия диаметром 2,5 мм с шагом 5 мм. Отжатая в них вода удаляется за счет действия центробежных сил.

Использование такого пресса позволит повысить сухость полотна после прессования. По данным [1] достигаемая сухость не менее 55 %.

.2 Исходные данные для расчета материального баланса

Для расчета материального баланса необходимы исходные данные, которые сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Исходные данные для расчета материального баланса

Часовая выработка целлюлозы

m_ч =  (3.1)_ч = = 31,522 т/ч = 31522 кг/ч

Минутная выработка

m_м =  (3.2)= = 525,37 кг/мин

Определим, за какое время вырабатывается одна тонна целлюлозы по формуле:

 _т = (3.3)

 _т == 1,9 мин

.2.1 Материальный баланс

Методика составления баланса

Для определения количества веществ, поступающих на данную стадию производства, используем систему уравнений с двумя неизвестными. Одно уравнение составляется по массе, второе - по сухому веществу.

Рисунок 3.1 - Схема расчета стадии I производства

На данной стадии (рисунок 3.1) производства удаляется оборотная вода, содержащая волокно, то уравнение приобретает вид:

 (3.4)

m₁ = m₂ (3,5)

m₃ = m₂ (3,6)

где m - поток массы;

m_B - поток воды;

m_A - абсолютно сухое вещество;

с - концентрация.

Рисунок 3.2 - Схема расчета стадии II производства

Если на данную стадию (рисунок 3.2) поступает поток массы и оборотная вода, то уравнение приобретает вид:

 (3.7)

m₁ = m₂ (3.8)

m₃ = m₂ [4] (3.9)

Рисунок 3.3 - Схема расчета листорезки

Если брак при отделки 1,5 %, то на листорезку должно прийти 1015 кг целлюлозы, брак составит 15 кг.

Состав брака:

_A3 = m₃ ·  (3. 10)_B3 = m_B3 - m_A3 (3.11)_B1 = m_B3 + m_B2 (3.12)_A1 = m₁ - m_B1 (3.13)

2) Сушильная часть

Рисунок 3.4 - Схема расчета сушильной части

_A1= m_A2 (3.14)₁ =  (3.15)_B1 = m₁ - m_A1 (3.16)_B3 = m_B1 - m_B2 (3.17)

Рисунок 3.5 - Схема расчета промывки сукон

Сукна промываются путем подачи свежей воды на спрыски.

Расход составит:

V₁ = П ·  _т · В_обр (3.18)

V₁ = 150 · 1.9 · 6.4 = 1824 л

Потери с промывными водами, концентрация которых равна 0,007 %, составят:

Рисунок 3.6 - Схема расчета прессовой части

Для определения количества состава отходящей на прессах воды составляем систему уравнений:

 (3.19)

m₂ =  (3.20)

m₂ =  = 1564,360 кг_A1 = m_A2 + m_A3 + m_A4 (3.21)_A1 = 0,547 + 0,329 + 812,000 = 812,876 кг

m₁ =  (3.22)

m₁ = = 3126,446 кг

4) Гауч-мешалка

Рисунок 3.7 - Схема расчета гауч-мешалки

В гауч-мешалку поступает:

) с обрывами (1 % от выработки)

_Aоб =  (3.23)

m_Aоб = =10,15 кг

2) с отсечками, принимая, что усадка в сушильной части составит 3,5 %, ширина полотна на гауч-вале будет 6.60 м. Ширина отсечки с каждой стороны - по 40 мм. Отсюда отсечки составят 1,216 % ширины полотна.

Масса абсолютно сухого вещества, поступающего с отсечками, составит

m_Aот =  (3.24)

m_Aот = = 10,006 кг

Всего в гауч-мешалку поступает абсолютно сухого вещества:

_A3 = m_Aоб + m_Aот (3.25)

m_A3 =10,15 + 10,006 = 20,156 кг

m_A3 = m_A4

Поступление воды в гауч-мешалку:

) с отсечками и обрывами

_Bо = m_A3 (3.26)

m_Bо = 20,156  = 57,368 л;

2) со спрысками отсечек (расход воды 450 л/мин)

_Bсп = 450 ·  _т (3.27)

m_Bсп = 450 · 1,9 = 855 л на 1 тонну целлюлозы;

3) с краевыми спрысками и подсеточным спрыском, работающим при обрывах под сетку (принимаем расход воды (V₂) 250 л/мин)

_Bс = V₂ ·  _т +100 (3.28)

m_Bс = 250 · 3,92 + 100 = 575 л

Всего воды:

_B4 = m_Bо + m_Bсп + m_Bс (3.29)

m_B4 = 57,368 + 855 + 575 = 1487,368 л

Общая масса, поступающая в гауч-мешалку:

₄ = m_B4 + m_A3 (3.30)

1487,368 + 20,156 = 1507,524 кг

Таким образом, с гауч-вала должно сходить:

_A1 = m_A2 + m_A3 (3.31)_B1 = m_B3 + m_B2 (3.32)₁ = m_A1 + m_B1 (3.33)_A1 = 812,876 + 20,156 = 833,032 кг_B1 = 57,368 + 2313,570 = 2370,938 кг

5) Отсасывающий гауч-вал

Рисунок 3.8 - Схема расчета отсасывающего гауч-вала

На гидравлический затвор вакуум-насоса поступает (V₃) 400 л/мин воды. Из них 50 % засасывается внутрь, а остальная половина сбрасывается в сток:

_B1 =  (3.34)

m_B1 = = 380 л

Для определения количества и состава отходящей на гауч-вале воды составляем систему уравнений:

 (3.35)

m₃ =  (3,36)

m₃ =  = 2740,173 кг

m_A3 = m₃ · с₃ (3.37)

m_A3 = 2740,173 · 0,00058 = 1,589 кг

m_B3 = m₃ - m_A3 (3.38)

В₁₅ = 2740,173 - 1,589 = 2738,584 кг

6) Отсасывающие ящики

Рисунок 3.9 - Схема расчета отсасывающих ящиков

На гидравлический затвор отсасывающих ящиков поступает (М₁₉) 500 л воды

Для определения количества отходящей воды составляем систему уравнений:

 (3.39)

m₃ =  (3,40)

m₃ =  = 24382,040 кг

m_A3 = с₃ · m₃ (3.41)

m_A3 = 0,002 · 24382,040 = 48,764 кг

На отсасывающие ящики должно поступать:

_A2 = m_A3 + m_A4; (3.42)_B2 = m_B3 + m_B4 - m_B1 (3.43)

7) Регистровая часть

Рисунок 3.10 - Схема расчета регистровой части

На спрыск грудного вала поступает m₂ = 2000 л воды.

Потери после промывки сетки с водами, концентрация которых составляет 0,01 %, составят:

Для определения количества массы, поступающей на регистровую часть, составляем систему уравнений:

 (3.45)

m₄ =  (3,46)

m₄ = = 49502,369 кг

m_A4 = m₄ · с₄ (3.47)

m_A4 = 49502,369 · 0,0008 = 923,387 кг

Вода с регистровой части уходит:

_B4 = m _В2 + m_В3 - m_B5 (3.48)_A4 = m_A3 - m_A5 - m_A6 (3.49)

8) Напорный ящик

Рисунок 3.11 - Схема расчета напорного ящика

_A1 = m_A3 (3.50)_В3 = m_В1+ m_В2 (3.51)₃ = m_A3 + m_В3 (3.52)

9) Радиклоны

Очистка ведется в три ступени.

Хорошее волокно с последующих ступеней очистки возвращается на предыдущую. Отходы с III ступени очистки (3 кг/т) составят:

m_A1 = 2,4 кг

с ними уходит воды

m_В1 = 98,8/1,2 · m_A1 (3.53)

Отходы I и II очистки разбавляются оборотной водой. Отходы с III ступени очистки составляют 2,4 кг, т.е. 1,3 % от массы хорошего волокна этой ступени очистки. Следовательно хорошего волокна с III ступени очистки уходит:

_А2 = m_A1 · 98,7 / 1,3 (3.54)

m_В2 = 99,1 / 0,9 · m_А2 (3.55)

Составим уравнение баланса III ступени очистки:

 (3.56)

Решив которое получим:

_А4 = 163,291,

m_А3 = 21,324

m_В4 = 98 / 2 · m_А4 (3.57)

m_В3 = 99,8 / 0,2 · m_А3 (3.58)

Отхода с I ступени очистки (20 %) составят

_А7 = m_А8 · 20 / 80 (3.59)

m_В7 = 98 / 2 · m_А7 (3.60)

Составим уравнение баланса II ступени очистки:

 (3.61)

Решив которое получим:

_А6 = 260,632,

m_А5 = 10,861,

m_В5 = 99,8 / 0,2 · m_А5 (3.62)

m_В6 = 99,05 / 0,95 · m_А6 (3.63)

На I ступень очистки поступит волокна:

_А9 = m_А8 + m_А7 - m_А6 (3.64)

m_В9 = m_В8 + m_В7 - m_В6 (3.65)

Рисунок 3.12 - Схема расчета III ступени очистки

Рисунок 3.13 - Схема расчета II ступени очистки

Рисунок 3.14 - Схема расчета I ступени очистки

10) Смесительный насос

На смесительный насос поступает масса из рабочего бассейна. Массовая доля волокна с ней С = 2,5 %. Разбавляется масса оборотной водой.

Уравнение баланса воды и волокна имеет вид:       

 (3.66)

Решив которое получим:

_А1 = 839,097,

m_А2 = 54,505,

m_В1 = 97,5 / 2,5 · m_А1 (3.67)

m_В2 = 99,8 / 0,2 · m_А2 (3.78)

Рисунок 3.15 - Схема расчета смесительного насоса

11) машинный бассейн

В машинный бассейн из гауч-мешалки поступает брак:

волокна 20,156 кг,

воды 1487,368 кг.

Следовательно за вычетом этого брака из массоподготовительного бассейна должно поступать:

_А1 = m_А3 - 20,156 (3.79)

m_В1 = m_А3 - 1487,368 (3.80)

из массоподготовительного отдела оборотная вода

Рисунок 3.16 - Схема расчета машинного бассейна

Результаты расчета приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Сводная таблица материального баланса

3.3 Тепловой баланс сушильной части пресспата

.3.1 Расчет теплового баланса и расхода пара на сушку целлюлозы

Исходные данные для расчета представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Исходные данные для расчета теплового баланса

Определим количество теплоты, передаваемой влажному потоку в период прогрева с учетом испарения влаги.

Q_пр = 1/ φ _пр· G_м [(С_с.п + С_wU₀) · (t_п1 - t_п0) + (U₀ - U₁) r₁], (3.1)

где φ _пр - коэффициент использования теплоты, воспринимаемой полотном в период сушки, φ _пр = 0,9 [6]

G_м - производительность машины по абсолютно сухой массе, G_{м =} 17226,77 кг/ч

С_с.п - удельная теплоемкость сухого полотна, С_с.п = 1,46 кДж/кг · К

С_w - удельная теплоемкость воды, С_w = 4,19 кДж/кг · К

U₀ - начальное влагосодержание полотна

₀ = (100-С)/С

где С - сухость полотна после прессовой части, U₀ = 0,92

U₁ - влагосодержание полотна в конце периода прогрева, U₁ = 0,89 кг влаги / кг полотна

t_п0 - температура полотна в начале сушки, t_п0 = 40 °С

t_п1 - температура полотна в первый период, t_п1 = 96 °С

r₁ - удельная теплота парообразования в первый период сушки, r₁ = 2267,8 кДж/кг [5]

_пр = 6695237,75 кДж / час

1)      Определяем количество теплоты, передаваемой влажному полотну в первый период сушки

Q₁ = 1/ φ₁ · G_м (U₁ - U_к) · r₁, (3.2)

где φ₁ - коэффициент использования теплоты, воспринимаемой полотном в первый период сушки, φ₁ = 0,81 [6]

U_к - критическое влагосодержание, U_к = 0,8 [6]

₁ = 4439416,93 кДж / час

2)  Определяем количество теплоты, передаваемой влажному полотну во второй период сушки

Q₂ = 1/ φ₂ · G_м · [(U_к - U₂) · (С_с.п + С_wU₂) · (t_п2 - t_п1)], (3.3)

где φ₂ - коэффициент использования теплоты, воспринимаемой полотном во второй период сушки, φ₂ = 0,85 [6]

U₂ - конечное влагосодержание полотна, U₂ = 0,25

₂ = 100-С_к / С_к (3.4)

где С_к - конечная сухость полотна

r₂ - удельная теплота парообразования во второй период сушки, r₂ = 2262,6 кДж/кг [5]

t_п2 - температура полотна в конце сушки, t_п2 = 98 °С

₂ = 26904877,05 кДж / час

) Определяем коэффициент теплопередачи

К^* = (1-а/ φ_Ц) · [1/(1/ α₁ + δ_ст / λ_ст + (1- а / φ_Ц · α₂))], (3.5)

где а - доля теплоты отдаваемой наружной боковой поверхностью воздуху, а = 0,045 [6]

φ_Ц - доля обхвата цилиндра полотном, φ_Ц = 0,64 [6]

α₁ - коэффициент теплоотдачи при конденсации пара на внутренней поверхности, α₁ = 3750 Вт / м² · °С [6]

α₂ - коэффициент контактной теплоотдачи между стенкой цилиндра и влажным полотном, α₂ = 800 Вт / м² · °С [6]

λ_ст - коэффициент теплопроводности стенки цилиндра, λ_ст = 50 Вт / м² · °С [5]

δ_ст - толщина стенки цилиндра, δ_ст = 25 мм = 0,25 м

Принимаем цилиндр диаметром 1500 мм

К^* = 558,052 Вт / м² · °С

) Определяем теплопроводности теплового потока на активной поверхности сушильных цилиндров в отдельные периоды сушки

В период прогрева

_пр = К^*· (t^Р3_Н.П - t^пр_п), (3.6)

где t^пр_п - средняя температура полотна в период прогрева, t^пр_п = 83 °С

^пр_п = (t_п0 + t_п1) / 2 (3.7)

обезвоживание сушильный пресспат целлюлоза

где t^Р3_Н.П - температура насыщенного греющего пара подогреваемого в цилиндры группы прогрева

В первый период сушки

q₁ = К^*· (t^Р2_Н.П - t_п1), (3.8)

где t^Р2_Н.П - температура насыщенного греющего пара подогреваемого в цилиндры постоянной скорости сушки

Во второй период сушки

₂ = К^*· (t^Р1_Н.П - t_п1) · Z₂ · m_r, (3.9)

где t^Р1_Н.П - температура насыщенного греющего пара подогреваемого в сушильные цилиндры падающей скорости сушки

Z₂ - среднеинтегральное значение коэффициента сушки во второй период

Коэффициент m_r учитывает увеличение действительного расхода теплоты на испарение влаги во второй период сушки вследствие затрат части теплоты на прогрев материала

Z₂ = 0,30

m_r = 1,10

Принимаем, что давление греющего пара:

Р₁ = 0,361 МПа t^Р1_Н.П = 140 °С

Р₂ = 0,199 МПа t^Р2_Н.П = 120 °С

Р₃ = 0,1013 МПа t^Р3_Н.П = 100 °С [5]

Тогда

_пр = 9487,7 Вт / м²

q₁ = 10603,9 Вт / м²

q₂ = 6261,34 Вт / м²

6) Определяем число основных цилиндров в отдельных периодах сушки

В период прогрева

^пр_Ц = Q_пр / (3,6 · q_пр · h_а.с), (3.10)

где h_а.с - активная поверхность сушильных цилиндров, h_а.с = 19,29

_а.с = π · d_Ц · В_обр · φ_Ц, (3.11)

где d_Ц - диаметр цилиндра, d_Ц = 1,5 м, n^пр_Ц = 10,2

Принимаем в период прогрева 11 цилиндров

В первый период сушки

_Ц1 = Q₁ / (3,6 · q₁ · h_а.с), (3.12)

n_Ц1 = 6,9

Принимаем в первый период сушки 7 цилиндров

Во второй период сушки

_Ц2 = Q₁ / (3,6 · q₂ · h_а.с), (3.13)

n_Ц2 = 61,8

Принимаем во второй период сушки 62 цилиндров

) Определяем расход конденсирующего пара в цилиндрах, соответствующее отдельным периодам сушки

D_К = Q_i / [(i_п1 - i_кнд) · ξ_Ц], (3.14)

где Q_i - расход теплоты в отдельные периоды сушки

i_п - удельная энтальпия греющего пара на входе в цилиндры

i_кнд - удельная энтальпия конденсата, выходящнго из цилиндров

^Р1_п1 = 2732,7 кДж/кг i^Р1_кнд = 584,8 кДж/кг

i^Р2_п2 = 2706,6 кДж/кг i^Р2_кнд = 503,7 кДж/кг

i^Р3_п3 = 2676,3 кДж/кг i^Р3_кнд = 419,06 кДж/кг [5]

ξ_Ц - коэффициент сохранения теплоты, учитывающий теплопотери открытых поверхностей цилиндров

ξ_Цпр = 0,95

ξ_Ц1 = 0,94

ξ_Ц2 = 0,85 [6]

Для периода прогрева

_Кпр = Q_i / [(i^Р3_п3 - i^Р3_кнд) · ξ_Цпр] (3.15)

D_Кпр = 4269,87 кг/час

Для периода постоянной скорости сушки

_К1 = Q_i / [(i^Р2_п2 - i^Р2_кнд) · ξ_Ц1] (3.16)

D_К1 = 2487,86 кг/час

Для периода падающей скорости сушки

_К2 = Q_i / [(i^Р1_п1 - i^Р1_кнд) · ξ_Ц2] (3.17)

D_К2 = 13869,76 кг/час

3.3.3 Определяем общий расход пара в сушильных цилиндрах

∆ = [Q_пр/ ξ_Цпр + Q₁/ξ_Ц1 + Q₂/ ξ_Ц2] · (1/ (i^Р1_п - i^Р3_кнд)), (3.18)

где i^Р1_п - удельная энтальпия насыщенного пара при давлении Р₁

i^Р3_кнд - удельная энтальпия конденсата при давлении Р₃, ∆ = 19400,9 кг/час

) Определяем удельный расход пара

На 1 кг испаряемой влаги

_вл = ∆/Р = ∆/ G_м (U₀ - U₂) (3.19)

d_вл = 1,68 кг/кг

на 1 кг абсолютно сухого полотна

_б = ∆/ G_м (3.20)

d_б = 1,126 кг/кг

Коэффициент полезного действия контактной сушки

η _с = η _t · η _Ц · φ, (3.21)

где η _t - термический КПД сушильных цилиндров

η _t = (i^Р1_п - i^Р3_кнд)/ i^Р1_п (3.22)

η _t = 0,85

η _с = 0,495

3.3.2 Расчет вентиляции сушильной части и зала

Исходные данные представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Исходные данные для расчета вентиляции

Определим количество воздуха для вентиляции по формуле:

 =  (3.23)

где d_у - содержание влаги в 1 кг уходящего воздуха, г;

φ_у - влажность уходящего воздуха, %;

d_н - содержание влаги в 1 кг поступающего воздуха, г;

φ_н - влажность поступающего воздуха, %;

,1 - коэффициент учитывающий количество воды, испаряемой в мокрой части машины.

Зимой:

_З = = 458935,5 кг/ч

Летом:

_Л = = 596832,98 кг/ч

Таким образом, количество требующегося воздуха составит:

Зимой:

_З = = 334989,41 кг/ч

Летом:

L_Л = = 497360,8 кг/ч

где 1,37 и 1,2 - вес 1 м³ сухого воздуха при температурах равных -15 °С и 20 °С.

Баланс тепла в зале

Приход тепла:

Тепло отдаваемое паром

₁ = D_ч · (I_п - I_к) (3.24)

Q₁ = 12813,82 · (2750 - 270) = 31778273,6 кДж/ч

Тепло приносимое массой

₂ = (G · с_м + 4,19 · W_в) · t_м (3.25)

где G - вес абсолютно сухого волокна в массе, кг/ч;

W_в - вес воды в массе, кг/ч;

с_м - теплоемкость массы, кДж/(кг · с);

t_м - температура массы, °С;

,19 - теплоемкость воды, кДж/(кг · с)

Зимой:

₂ = (25595,86 · 1,46 + 4,19 · 23626,94) · 10 = 1363668,342 кДж/ч

Летом:

₂ = (25595,86 · 1,34 + 4,19 · 23626,94) · 20 = 2727336,684 кДж/ч

Тепло, приносимое свежей водой

₃ = m · t_св · с_в (3.26)

где m - количество свежей воды, поступающей в зал, кг/час;

t_св - температура свежей воды, °С;

с_в - теплоемкость воды, кДж/(кг · с)

Зимой:

₃ = 17226,77 · 4,19 · 3 = 216540,499 кДж/ч

Летом:

₃ = 17226,77 · 4,19 · 18 = 18973542,95 кДж/ч

4. Тепло, приносимое в зал наружным воздухом

₄ = L · I (3.27)

Зимой:

_з = (0,24 + 0,46 · d_н ) · t_н + 595 · d_н (3.28)

где I_з - теплосодержание наружного воздуха при t_н = -15 °С, φ_н = 0,8 и влагосодержании d_н = 0,00096 кг/кг [4]

_з = (0,24 + 0,46 · 0,00096) · (-15) + 595 · 0,00096 = -3,04 ккал/кг = -12,72 кДж/ч

Q₄ = 458935,5 · (-12,72) = -5837659,56 кДж/ч

Летом:

_л = (0,24 + 0,46 · d_н ) · t_н + 595 · d_н

где I_л - теплосодержание наружного воздуха при t_н = 20 °С, φ_н = 0,7 и влагосодержании d_н = 0,0105 кг/кг [4]

_л = (0,24 + 0,46 · 0,0105) · 20 + 595 · 0,0105 = 11,14 ккал/кг = 46,68 кДж/ч

Q₄ = 596832,98 · 46,68 = 27860163,51 кДж/ч

Тепло, выделяющееся в результате трения частей механизмов

₅ = 3600 · к · N (3.29)

где к - коэффициент, указывающий какое количество механической энергии переходит в тепло;

N - суммарная мощность электродвигателей обслуживающих сушильную машину, кВт

₅ = 3600 · 0,15 · (175 · 5,6 + 300) = 691200 кДж/ч

Общий приход тепла составит:

_прих = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ (3.30)

Зимой:

Q_прих = 31778273,6 + 1363668,342 + 216540,499 + (-5837659,56) + 691200 = 28212022,88 кДж/ч

Летом:

_прих = 31778273,6 + 2727336,684 + 18973542,95 + 27860163,51 + 691200 = 92030516,75 кДж/ч

Расход тепла

Тепло, уносимое высушенной целлюлозой

₆ = (G · с_м + W_в · 4,19) · t_ц (3.31)

где W_в - вес воды в массе

₆ = (25595,86 · 1,46 + 23626,94 · 4,19) · 70 = 136366,84 кДж/ч

Тепло, уносимое влажным воздухом

₇ = L · I_y (3.32)

где I_y - теплосодержание воздуха, кДж/кг

Зимой:

₇ = 458935,5 · 153,4 = 70400629 кДж/ч

Летом:

₇ = 596832,98 · 153,4 = 87554279,15 кДж/ч

Тепло, уносимое сточными водами

₈ = W · t_ст · с_в (3.33)

Зимой:

₈ = 17226,77 · 8 · 4,19 = 577441,33 кДж/ч

Летом:

₈ = 17226,77 · 20 · 4,19 = 1443603,33 кДж/ч

Тепло, теряемое зданием

Удельные потери зданием составят: 0,5 ккал / м³·ч·°С = 2,1 кДж/ м³·ч·°С

₉ = V_здания · 2,1 · (t_{нар. воз.} - t_з/л) (3.34)

_здания - объем здания, м³

Зимой:

₉ = 38400 · 2,1 · (20 + 15) = 2822400 кДж/ч

Летом:

₉ = 38400 · 2,1 · (25 - 20) = 403200 кДж/ч

Общий расход тепла составит:

_расх = Q₆ + Q₇ + Q₈ + Q₉ (3.35)

Зимой:

_расх = 136366,84 + 70400629 + 577441,33 + 2822400 = 73936837,17 кДж/ч

Летом:

_расх = 136366,84 + 87554279,15 + 1443603,33 + 403200 = 89537449,32 кДж/ч

Недостаток тепла зимой:

₁₀ = Q_расх - Q_прих (3.36)

Q₁₀ = 73936837,17 - 28212022,88 = 45724814,29 кДж/ч

В летнее время наоборот избыток тепла:

₁₀ = Q_прих - Q_расх (3.37)

Q₁₀ = 92030516,75 - 89537449,32 = 2493067,43 кДж/час

Баланс тепла в зале сушильной машины приведен в таблице 3.5.

Таблица 3.5 - Баланс тепла в зале

.4 Расчёт и подбор оборудования

) Выбор и расчет напорного ящика

Определяем величину напора массы в напорном ящике

 = ((К_с· К_м) / (60 · μ))²/ υ²/(2 · q), (3.38)

где К_с - коэффициент отстаивания скорости сетки от скорости полотна на холодильном цилиндре, К_с = 0,9

К_м - коэффициент соотношения между скоростью массы и скоростью сетки, К_м = 0,9

μ - коэффициент вытеснения массы, μ = 0,96

υ - скорость машины, υ = 97 м/мин

q - ускорение свободного падения, h = 0,096

Для данных условий подходит ящик открытого типа, но принимаем к установке ящик закрытого типа ЯЗ - 08:

Максимальный расход суспензии на 1 м ширины, м³/(с · м) - 0,333

Обрезная ширина, мм - 6400

Максимальная скорость, м/мин - 750

Размеры, мм

D - 630 H - 570

L - 1000 H₁ - 550

L₁ - 1200 R - 200

) Выбор и расчет сетки

Ширину сетки определяем по формуле:

Вс = Вн + (250…500) мм (3.39)

где Вн - ширина целлюлозного полотна, Вн = 6400 мм

Вс = 6400 + 400 = 6800

Принимаем ширину сетки 6800 мм

) Расчет длины сеточного стола

Длину сеточного стола определяем по формуле:

ст = F / Вс (3.40)= Рч / S (3.41)

где F - площадь сеточного стола, м²

Рч - часовая выработка машины, м

S - съем целлюлозного полотна с 1 м² сеточного стола, кг/час

 = 119,9 м²

Lст = 17,63 м

Принимаем длину сеточного стола 18600 мм

) Расчет длины сетки

Длина сетки определяем по формуле:

с = К · Lст (3.42)

где К - коэффициент равный 2,16 - 2,2

с = 40,5 м

Принимаем длину сетки 42000 мм

) Выбор и расчет диаметра и длины грудного вала

Диаметр грудного вала определяем ориентировочно по формуле:

г.в. = 0,08 · Вс + 270 (3.43)

Dг.в. = 814 мм

Принимаем диаметр грудного вала 815 мм

Длине грудного вала определяем по формуле:

г.в. = Вс + (80…100) мм (3.44)

Lг.в. = 6900 мм

Принимаем длину грудного вала 6900 мм

) Выбор и расчет диаметра и длины регистрового валика

Определяем ориентировочно диаметр регистрового валика по формуле:

р.в. = К · Вс (3.45)

где Dр.в - диаметр валика, мм

К - коэффициент, равный 0,047

Dр.в = 319,60 мм

Принимаем диаметр регистрового валика 251 мм

Длину регистрового валика определяем по формуле:

р.в. = Вс + (100…140) мм (3.46)

где Lр.в. - длину регистрового валика, мм

р.в. = 6900 мм

Принимаем длину регистрового валика 6900 мм

7) Выбор нового пресса

Выбираем к установке в качестве III пресса пресс с расширенной зоной прессования.

Валы увеличенного диаметра (1810 мм) с мягкой резиновой облицовкой 15 P&J (Пусей - Джонса), наличие двух прессовых сукон и высокого линейного давления до 350 кН/м обеспечивает значительную площадку деформирования (прессования), что увеличивает время отжима. Это позволяет повысить сухость полотна после прессования.

Для отвода воды, отжатой в зоне прессования на поверхности вала расположены глухосверленные отверстия диаметром 2,5 мм с шагом 5 мм. Отжатая в них вода удаляется за счет действия центробежных сил.

8) Выбор гидроразбивателя

Принимаем гидроразбиватель с мешальным устройством типа "Груббенс"

9) Теплорекуперационный агрегат

Для удаления паровоздушной смеси из-под колпака, для подогрева наружного и сушильного воздуха применяем теплорекуперационные агрегаты.

Принимаем для установки теплорекуперационный агрегат с четырьмя ступенями регенерации тепла марки ТРА-1, имеющий следующие характеристики[7]:

система вентиляции - закрытая;

вытяжка - 88000м³/ч;

приток наружного воздуха в помещении - 96000 м³/ч;

подача воздуха на сушку - 66000 м³/ч;

термический КПД - 0,77;

Масса - 40 кг;

Рассчитаем количество теплорекуперационных агрегатов (для летнего периода):

 = 497360,8 / 88000 = 5,7

Принимаем 6 теплорекуперационных агрегата марки ТРА-1.

10) Выбор валов и цилиндров

Выбранные валы и цилиндры представлены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Характеристика выбранных валов и цилиндров

3.5 Организация технологического контроля производства и качества готовой продукции

Текущий производственный контроль в сушильном отделе ведут обслуживающий персонал, лаборанты и отдел технического контроля, который ведет учет готовой продукции и проверяет соответствие качества продукции стандартным показателям. Лаборатория отбирает пробы на влажность массы, поступающей после регистровой части, после отсасывающих ящиков, после гауч-пресса и после каждого из мокрых прессов. Пробы весьма целесообразно отбирать по крайней мере в трех точках по ширине полотна: посередине и обоим краям полотна. Одновременно отбирают и пробы сточных и оборотных вод для определения в них содержания волокна.

В производственный журнал сеточник заносит показания вакуумметров на отсасывающих ящиках и гауче, амперметров у электродвигателей соответствующих вакуум-насосов, манометра на паровой магистрали, термометров и другие показания, которыми он руководствуется в работе. В журнале отмечаются все случаи простоев, их причины регистрируется смена одежды машины и записывается выработка за смену по числу кип. При возможных колебаниях влажности выходящей с сушильной части целлюлозы количество и масса полученных за смену кип дает лишь приблизительное представление о выработке, вследствие чего особенно тщательно должен быть организован контроль конечной влажности. С этой целью в течение всей смены дежурный лаборант отбирает контрольные пробы готовой целлюлозы на влажность. По этим определениям составляется спецификация отправляемой заказчику партии целлюлозы и производятся с ним все расчеты. Для определения качества данной партии целлюлозы отбираются пробы, которые направляют на анализ. Определяются сорность, белизна, жесткость, физико-механические свойства, вязкость, содержание альфа-целлюлозы, лигнина, смолы, золы и т. п. в зависимости от требований ГОСТа.

Рабочая бригада по обслуживанию сушильной машины или пресспата состоит в каждой смене из старшего рабочего (сеточника или машиниста), прессовщика, сушильщика, накатчика и резчика. Сеточник полностью отвечает за всю работу машины и за выполнение плана выработки, а также за качество вырабатываемой целлюлозы, производственные потери и технологический режим. Прессовщик следит за работой мокрых прессов, предупреждает возникновение брака в мокрой части машины, участвует в смене сетки и прессовых сукон. Сушильщик отвечает за режим сушки целлюлозы, распределение пара и вентиляционного воздуха, заправляет целлюлозное полотно в сушильную часть. Накатчик следит за работой наката, производит смену тамбуров, отбирает пробы целлюлозы для анализа. Резчик регулирует работу саморезки, производит смену и подточку ножей, предупреждает образование брака при резке, следит за работой упаковочной линии.

При обслуживании сушильных машин совершенно обязательно строжайшее выполнение всех правил техники безопасности, так как большое количество открытых движущихся частей создает повышенную опасность для обслуживающего персонала. Обслуживание сушильной машины сильно облегчается при оборудовании ее системами автоматического контроля и регулирования. В частности, для регулирования процесса сушки целлюлозы имеются достаточно надежные конструкции автоматических устройств, датчиком в которых являются влагомеры целлюлозного полотна, устанавливаемые непосредственно на машине [8].

3.5.1 Контроль за производством по всем стадиям процесса

Контролируемые параметры технологического процесса представлены в таблице 3.6

^* -контроль при необходимости.

.5.2 Порядок предъявления и приемки готовой продукции (целлюлозы)

Предъявление продукции

По мере формирования партии целлюлозы (максимально 324 кипы, но по заказу потребителя допускается иное, меньшее количество кип в партии), согласно ГОСТ 7004-93 "Целлюлоза. Отбор проб для испытаний" и инструкции И ИСМ-Ц-02-2004 "ИСМ. Отбор проб целлюлозы для проведения лабораторных испытаний" от партии целлюлозы (из расчета 324…312 кип) отбирается 20 проб целлюлозы для испытания по качественным показателям. Пробы отбираются лаборантами по физико-механическим испытаниям лаборатории по контролю производства равномерно, из каждого третьего выката целлюлозы (выкат составляет 8 кип).

Нарезанная в листы 600х800мм и уложенная в кипы массой около 200 кг целлюлоза передается на упаковку. Кипа целлюлозы взвешивается, при этом масса ее доводится до 200 ± 2,5 кг или 150 ± 1,5кг, далее прессуется и обертывается в два слоя упаковочного картона по ТУ 5442-021-00279195-2003 или в другие виды белого картона (масса картона площадью 1 м² - 150 ÷ 200г). Сформированная кипа целлюлозы обтягивается стальной проволокой диаметром 2,2 мм по ТУ 14-4-936 в четыре пояса.

Машинист расфасовочно-упаковочной машины (РУМ), занятый на маркировке продукции, по указанию мастера контрольного лаборатории по контролю производства наносит на этикетки номер партии и номер кипы целлюлозы. Количество кип целлюлозы в партии продукции должно соответствовать плану отгрузки.

Машинист РУМ, занятый на маркировке продукции, осуществляет непрерывный первичный контроль качества упаковки кип.

На каждую кипу машинист РУМ, занятый на маркировке продукции, наклеивает этикетку (марку), при согласовании со сменным контрольным мастером лаборатории по контролю и в соответствии с цеховой инструкцией "Основные требования к упаковке и формированию партий целлюлозы", формирует партию продукции.

Выработанная целлюлоза спускается в склад готовой продукции столбиками по 3 или 4 кипы (по указанию мастера контрольного) и устанавливается на складе по партиям. Партии, находящиеся в стадии контроля качества, идентифицируются с помощью табличек "Контроль качества".

Мастер смены цеха целлюлозы производства целлюлозы предъявляет продукцию для контроля в лабораторию по контролю, фиксируя предъявление в журнале предъявлений готовой продукции на контроль. Работник лаборатории по контролю производства целлюлозы расписывается в журнале о приеме продукции на проведение анализов по качеству.

Партии целлюлозы размещаются в складе согласно схеме разметки склада готовой продукции.

Кладовщик склада готовой продукции при приеме продукции на склад из сушильного участка цеха целлюлозы после окончания каждой партии считает количество принятых кип и производит соответствующую запись в журнале приема продукции.

После принятия решения о качестве партии целлюлозы и присвоения марки и сорта продукции, мастер контрольный производит соответствующую запись в журнале качества целлюлозы и вводит данные о качестве партии в систему SAP R/3.

Принятие продукции на склад считается завершенным по документам после вывода из системы SAP R/3 и подписания следующих документов:

- приемо-сдаточной накладной, в которой расписываются мастер смены, кладовщик и мастер контрольный;

качественного удостоверения на продукцию, в котором расписывается контрольный мастер.

Кладовщик склада готовой продукции сообщает мастеру контрольному о всех повреждениях упаковки во время транспортировки на спускниках и транспортере при передаче из сушильного участка цеха целлюлозы в склад, а также при хранении на складе.

При отгрузке продукции потребителю кладовщик производит соответствующую запись в журнале отгрузки готовой продукции и вводит необходимые данные в систему SAP R/3.

Продукция считается отгруженной по документам после вывода из системы SAP R/3 и подписания следующих документов:

- акт приема-передачи готовой продукции;

товарно-сопроводительный документ,

в которых расписывается кладовщик, мастер или водитель автопогрузчика погрузочно-разгрузочного цеха ОАО "Архбум" и контрольный мастер.

Мониторинг и измерение производства целлюлозы

Соответствие качества целлюлозы требованиям ГОСТ 28172, ГОСТ 9571, ТУ13-7308001-645-83, ТУ ОП 5411-022-00279195-2003 определяют лаборанты по физико-механическим испытаниям.

При выработке партии определяются масса 1 м² целлюлозы и массовая доля влаги.

После формирования всей партии целлюлозы определяется белизна, сорность, рН, механические показатели.

Все результаты испытаний регистрируются в рабочих журналах, в журнале готовой продукции и компьютерной программе АРМ "Лаборатория".

Присвоение марки и сорта целлюлозы производится сменным контрольным мастером на основании результатов произведенных анализов по всем показателям ГОСТов (ТУ).

Сменный мастер контрольный контролирует качество упаковки целлюлозы в сушильном участке цеха целлюлозы и на складе готовой продукции, принимает решение о формировании партии продукции, в том числе имеющей отклонения по упаковке.

На каждой кипе целлюлозы сбоку должна быть приклеена этикетка, содержащая следующую информацию: наименование предприятия, наименование продукции, номер партии, номер кипы, масса нетто, масса брутто, специальные знаки.

Внешний вид, содержание и размеры этикетки разрабатываются начальником сушильного участка цеха целлюлозы совместно с заместителем начальника ОТК- начальником лаборатории и согласовываются с начальником ОТК, начальником ОМК (отдел менеджмента качества) и директором по качеству.

Партия с присвоенной маркой и сортом включается в накладную по выработке за те сутки, когда была выработана. Принятая партия может быть отгружена потребителю.

Учет количества выработанных кип целлюлозы ведется в журнале машинистов РУМ по сменам. Учет выработки целлюлозы в килограммах в пересчете на 12 % влажность ведет сменный мастер контрольный в журнале выработки целлюлозы за смену, за сутки, нарастающую. Данные заносятся в компьютерную программу АРМ "Готовая продукция", а также в систему SAP R/3, передаются диспетчеру производства.

Ответственность

Руководители, специалисты, служащие и технологический персонал цеха целлюлозы производства целлюлозы несут ответственность за изготовление и предъявление для контроля продукции, не соответствующей установленным требованиям.

Ответственность за обеспечение своевременного измерения или испытания предъявленной продукции несут работники лаборатории по контролю производства целлюлозы.

Отбор проб целлюлозы для проведения лабораторных испытаний

Партия - количество целлюлозы одного сорта о которой требуется сделать заключение. Количество кип, составляющих партию, должно быть установлено заинтересованными сторонами согласно ИСО 7213-81.

Вырабатываемая на сушильной машине целлюлоза подается на листорезку, где разрезается на листы форматом 600х800 мм и укладывается в кипы (с одного выката одновременно выходит восемь кип целлюлозы).

Лаборант по физико-механическим испытаниям отбирает листы целлюлозы, согласно технологическому регламенту сушильного цеха, с каждого третьего выката с четырех кип, чередуя отбор с четных и нечетных кип, чтобы охватить ширину всего полотна.

В сушильном цехе на столе для отбора проб лаборант отрывает одновременно с четырех отобранных листов целлюлозы:

образцы на определение массы 1 м² (шаблоном 250х250 мм) по ГОСТ 13199-88,

полосу ~ 50 г на определение влажности по ГОСТ 16932-93.

Все это укладывается в полиэтиленовый пакет.

С двух листов целлюлозы отрывается полоса шириной ~ 270 мм для дальнейших испытаний в лаборатории готовой продукции.

Для партии из 312 кип (ИСО 7213-81) должно быть отобрано не менее 20 проб целлюлозы, которые забирает лаборант готовой продукции для дальнейших испытаний в соответствии с требованиями нормативной и технической документации (НДиТД).

Лаборант по физико-механическим испытаниям лаборатории готовой продукции из проб нарезает листы:

270х250 - 20 шт для подсчета сорности по ГОСТ 14363.3-84;

100х250 - 20 шт для определения:

белизны по ГОСТ 7690-76,

рН по ГОСТ 12523-77,

механических показателей по ГОСТ 14363.4-89;

270х250 - 20 шт для контрольной пробы.

листов контрольной пробы обклеивают полосой бумаги, на которой указывают № партии и дату изготовления. Контрольные образцы хранятся 6 месяцев.

Ответственность

Работники лаборатории по контролю производства целлюлозы несут ответственность за правильность отбора проб готовой продукции для проведения лабораторных испытаний в соответствии с настоящей инструкцией.

4. Автоматизация процесса

.1 Параметры и схема автоматического контроля и регулирования

Основным регулируемым параметром прессовой части является влажность целлюлозы на входе в сушильную часть.

Для стабилизации сухости полотна после пресса необходима стабилизация поверхностной плотности полотна, степени помола массы и вакуума в отсасывающих валах. Эти параметры являются возмущающими воздействиями. Регулирующим воздействием, по существу, является только один параметр - линейное давление между валами.

) Вспомогательные механизмы мокрой части условно можно разбить на две группы: в первую входят механизмы, работающие на действующей машине периодически (по вызову оператора или в результате действия технологических блокировок) или непрерывно (по заданной программе); во вторую - механизмы, облегчающие разборку и сборку узлов мокрой части при неработающей машине.

Главным образом используются пневматические и гидравлические механизмы с ручным и (или) дистанционным управлением по вызову оператора и (или) управлением по цепям внешних блокировок.

) Механизм заправочной отсечки устанавливается над сеткой до гауч-вала и служит для перемещения поперек полотна гидроножа, с помощью которого отсекает часть полотна при подаче заправочной полосы в прессовую часть. Перемещение гидроножа осушествляется с помощью непрерывной передачи, приводимой в движение от реверсивного пневмодвигателя.

Схема управления содержит пусковые кнопки, включающие электромагниты воздухораспределителей, через которые воздух, проходя через конечные пневмовыключатели, подается на пневмодвигатели. При достижении гидроножом одного из крайних положений срабатывает одно из реле давления, контакты которых используются в схеме сигнализации. Вращение двигателя в крайних положениях гидроножа прекращается.

) Механизм перемещения губы напорного ящика служит для установки величины открытия губы и обеспечивает смещение губы вниз - вверх и назад - вперед. В состав механизма входят два пневмодвигателя поршневого типа. Управление каждым из них осуществляется с помощью пневматического крана управления, имеющего три фиксированных положения (нейтральное и два крайних, соответствующих подъему или опусканию губы). Вращение пневмодвигателя в ту или иную сторону зависит от срабатывания одного из двух воздухораспределителей, запитываемых по цепям управления через два дополнительных воздухораспределителя, играющих роль концевых пневмовыключателей, срабатывающих при достижении губой крайних положений.

) Устройство управления движением шаберов предназначены для обеспечения их возвратно-поступательного (колебательного) движения. Шаберы используются в мокрой и сушильной частях сушильной машины для очистки поверхности вращающихся валов (цилиндров) от загрязнений. Устройства подобного рода состоят из генератора периодических колебаний, частота которых может настраиваться, и преобразовательно-усилительной аппаратуры, связывающей генератор колебаний с приводом шабера. В качестве привода шаберов используются главным образом пневматические, реже - гидравлические и электрические механизмы. Генератор периодических колебаний может быть пневматическим или электрическим.

) Спрыски сеток и сукон предназначены для их очистки от частиц массы, а также для отделения слоя влажной массы от сетки. Спрыски могут быть установлены неподвижно относительно движущейся сетки (сукна) или осциллировать аналогично шаберам. Осциллирующие спрыски используют для промывки сеток и сукон; неподвижные спрыски - для промывки поверхностей валов сеточной и прессовой частей.

Включение спрыска в работу осуществляется подачей напряжения на электромагнит пневматического воздухораспределителя, который, переключаясь, подает воздух в сосуде. Регулировочным вентилем устанавливается скорость перетекания жидкости в полость гидроцилиндра. В конце перемещения штока цилиндра выступ перекрывает концевое сопло, в которое через дроссельную шайбу подается воздух, давление которого стабилизируется регулятором. При перекрытии сопла давление воздуха в линии возрастает, и воздухораспределитель переключается. При механических повреждениях спрысковой трубы, препятствующих ее перемещению, нагнетание воздуха в сосуды прекратится, так как сработает реле давления, отключив электромагнит воздухораспределителя. Использование гидропривода в данной конструкции обеспечивает равномерность перемещения спрыска при большом ходе штока цилиндра и достаточно большой диапазон регулировки скорости его перемещения.

) Управление натяжением прессовых сукон производится с помощью систем дистанционного и (или) автоматического управления. Система дистанционного управления натяжением сукна предусматривает управление перемещением тележки или с пульта прессовой части, или по месту. Каждый из пневматических кранов имеет три положения: "ослабить сукно - стоп - натянуть сукно". Для автоматического регулирования натяжения сукна в целом могут использоваться те же технические средства, что и для системы натяжения сетки.

) Управление правкой сукон в прессовой части осуществляется с помощью автоматических пневматических сукноправок, принцип работы которых аналогичен принципу работы автоматических сеткоправок. Отличие заключается главным образом в конструкции используемых датчиков положения кромки сукна, смещение которой обычно больше, чем у кромки сетки. В системе управления используются путевые и конечные выключатели, включаемые в систему предупредительной сигнализации об опасных отклонениях кромки (или правильного вала).

) Система управления прижимным валом пресса служит для дистанционного управления положением вала с панели оператора. Оператор может поднять, опустить прижимный вал, а также нагрузить его или разгрузить. Кроме того, в случае обрывов по сигналам блокировок при обрыве прижимный вал автоматически опускается. В качестве привода прижимного вала используются пневмоцилиндры, один из которых устанавливается на приводной стороне, а другой - на лицевой.

При обрыве полотна по сигналу блокировки или по усмотрению оператора, когда требуется быстро опустить прижимный вал, срабатывает электромагнит воздухораспределителя, линия подачи воздуха на регулятор давления сообщается с атмосферой, давление в линиях подачи воздуха на дроссели с обратными клапанами падает и под действием силы тяжести вала воздух из полостей пневмоцилиндров через сбросные клапаны стравливается в атмосферу. Те же операции по опусканию прижимного вала производятся в случаях опасного превышения давления в полостях пневмоцилиндров, когда срабатывают реле давления [9].

4.2 Спецификация КИП и А

Теплотехнические средства измерений производства целлюлозы представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1 - Средства автоматизации отдела сушки целлюлозы в сушильной части пресспата

5. Энергетическая часть

.1 Расчет мощности привода

Существует два метода определения мощности: поэлементный (во всех местах, где она фактически потребляется) и по удельным показателям (статистический) на основании замеров фактически потребляемой мощности на ряде идентичных машин и отнесения ее к 1 м ширины и 1 м/мин ее скорости. При определении мощности по методу удельных показателей остается неизвестным распределение мощности по отдельным видам ее затрат, что не позволяет их оценивать и принимать меры для их уменьшения. Метод поэлементного определения мощности в местах ее фактического потребления дает возможность учесть особенности конструкции и работы рассматриваемой секции. Однако поэлементный метод весьма трудоемок и требует большого количества исходных данных поэтому в инженерной практике преимущественное распространение получил метод удельных показателей.

Для более удобного сравнения показателей удельной мощности с данными поэлементного метода расчета удельные показатели приводят к так называемым тяговым усилиям [7].

Для расчета используем метод удельных показателей.

) Определим мощность привода сеточной части машины

Р_С.С = 1,67 ·10^-5· f ·В_С ·υ (5.1)

где В_С - ширина сетки, В_С = 6800 мм

υ - скорость машины, υ = 97 м/мин

f - тяговое усилие отнесенное к 1 м ширины сетки

f₁ - тяговое усилие сетковедущего вала, f_ср1 = 3930 Н/м, f_макс1 = 4910 Н/м

f₂ - тяговое усилие отсасывающего гауч - вала, f_ср2 = 3090 Н/м, f_макс2 = 4910 Н/м

f₃ - тяговое усилие сетковедущего вала, f_ср3 = 440 Н/м, f_макс3 = 550 Н/м

Определяем среднюю мощность привода сеточной части машины

Р_С.С = 1,67 ·10^-5 · (3930 +3090 + 440) · 6,8 · 97 = 82,17

Р_С.С = 82,17 кВт

Определяем максимальную мощность привода сеточной части машины

Р_С.С = 1,67 ·10^-5 · (4910 + 4910 + 550) · 6,8 · 97 = 114,23

Р_С.С = 114,23 кВт

) Определим мощность привода прессовой части машины

Р_п.ч = 1,67 ·10^-5· f ·В_С ·υ (5.2)

₁ - тяговое усилие отсасывающего обрезиненного вала, f_ср1 = 2190 Н/м, f_макс1 = 3070 Н/м

f₂ - тяговое усилие нижнего и верхнего глухосверленного отверстия, f₂ = 900 Н/м, f_макс2 = 1260 Н/м

f₃ - тяговое усилие сукноведущего вала , f₃ = 36 Н/м, f_макс3 = 50 Н/м

f₄ - тяговое усилие щелевой сукномойки, f₄ = 80 Н/м, f_макс4 = 110 Н/м

f₅ - тяговое усилие гранитного вала, f₅ = 470 Н/м, f_макс5 = 660 Н/м

Определяем среднюю мощность привода прессовой части машины

Р_п.ч = 1,67 ·10^-5 · (2 · 2190 + 2 · 470 + 2 · 900 + 20 · 36 + 4 · 80) · 6,8 · 97 = 90,42

Р_п.ч = 90,42 кВт

Определяем максимальную мощность привода прессовой части машины

Р_п.ч = 1,67 ·10^-5 · (2 · 3070 + 2 · 660 + 2 · 1260 + 20 · 50 + 4 · 110) · 6,8 · 97 = 125,79

Р_п.ч = 125,79 кВт

) Определим мощность привода сушильной части машины

Р_с.ч = 1,67 ·10^-5· f ·В_С ·υ (5.3)

₁ - тяговое усилие сушильных цилиндров в группе, f_ср1 = 110 Н/м, f_макс1 = 220 Н/м,

f₂ - тяговое усилие приводного сушильного цилиндра, f_ср2 = 130 Н/м, f_макс2 = 165 Н/м,

f₃ - тяговое усилие холодильного цилиндра, f_ср3 = 200 Н/м, f_макс3 = 300 Н/м

Определяем среднюю мощность привода сушильной части машины

Р_с.ч = 1,67 ·10^-5·(110 · 11 + 130 · 64 + 200 · 1) · 97 · 6,8 = 107,1 кВт

Определяем максимальную мощность привода сушильной части машины

Р_с.ч = 1,67 ·10^-5·(220 · 11 + 165 · 64 + 300 · 1) · 97 · 6,8 = 146,3 кВт

) Определим мощность необходимую для продолжения трения шабера

Принимаем, что каждый второй цилиндр имеет шабер, тогда число шаберов

Р_с.ч = 1,67 ·10^-5· f ·В_С ·υ (5.4)

 - тяговое усилие шабера, f = 80 Н/м, f_макс= 110

Определяем среднюю мощность для преодоления трения шаберов

Р_с.ч = 1,67 ·10^-5·80 · 6,8 · 97 · 38 = 33,47 кВт

Определяем максимальную мощность для преодоления трения шаберов

Р_с.ч = 1,67 ·10^-5 · 110 · 6,8 · 97 · 38 = 46,02 кВт

5.2 Расчет удельного расхода электроэнергии

Расчет удельного расхода электроэнергии представлен в таблице 5.1

Таблица 5.1 - Энергетические показатели пресспата.

Итого 604,25 кВт

Удельный расход электроэнергии:

З_уд = (24 · Рс) / Q_сут, (5.5)

где Q_сут - суточная производительность сушильной машины, Q_сут = 725 т / сут

З_уд = (24 · 604,25) / 725 = 20,002 кВт·ч

6. Охрана труда и техника безопасности при обслуживании сушильной машины

Управление сушильной машиной должно быть дистанционным. Элементы управления должны находиться на лицевой стороне у станины машины или в непосредственной близости к сеточной и сушильной частям машины и на накате.

Пуск сушильной машины должен производиться только под руководством машиниста (сеточника) с разрешения начальника смены в соответствии с утвержденным технологическим регламентом. Скорость поднятия давления пара в сушильных цилиндрах и температуры корпусов цилиндров должны соответствовать режиму утвержденного регламента. Пусковые устройства машин должны быть оснащены автоматической или автономной звуковой сигнализацией, слышимой на первом и втором этажах машины.

Автоматическая сигнализация должна быть сблокирована с системой пуска машины так, чтобы длительность сигнала составляла 5-8 с, по истечении которых схема управления приходит в состояние готовности к пуску и сохраняет его в течение 10-15 с, после чего включаются двигатели. Система сигнализации на машине должна быть сблокирована с автоматическими пускателями систем пожаротушения и кнопкой "Стоп" приточно-вытяжной вентиляции.

Сушильная машина с лицевой стороны должны иметь на постах управления аварийные кнопки "Стоп"; на приводной стороне машин эти кнопки должны быть продублированы.

Разрешается при работе машин на ходу производить следующие операции:

заправку полотна целлюлозы на скорости, безопасной для обслуживающего персонала;

удаление массы с сетковедущих валиков водой из шланга;

освобождение валов прессовой части от брака сжатым воздухом, специальными скребками или пылесосом;

удаление массы и обрывков полотна с оборудования (сукноведущих валиков, шаберов сушильных цилиндров и др.) сжатым воздухом из шланга.

Расправка кромок и складок сукна разрешается на вспомогательной скорости, до этого натяжение сукна должно быть ослаблено при остановленном прессе. Расправка сукна не должна производиться в непосредственной близости у сукноведущего валика.

Обрывание кромки и ниток сукна разрешается только на вспомогательной скорости прессовой части или сушильной группы машины.

При работающей машине операции по контролю и уходу за оборудованием на площадках обслуживания, расположенных под колпаком вдоль верхнего яруса сушильных цилиндров, должны выполнять два человека.

Ремонт сушильной машины должен выполняться в соответствии с графиком планово-предупредительного ремонта, составленным на основе "Системы технического обслуживания и ремонта оборудования технологических линий по производству целлюлозы" и утвержденным главным инженером предприятия.

Ремонт сушильных частей и теплорегенерационных агрегатов должен производиться только после доведения воздушной среды в зоне ремонта до температуры, не превышающей +30 °С.

При работах по ремонту, очистке и при замене одежды машины ремонтируемая и соседние с ней группы машины должны быть остановлены, электроприводы обесточены, пусковые устройства заблокированы, установлены переносные знаки безопасности и временные ограждения, окрашенные лакокрасочными материалами сигнальных цветов в соответствии с ГОСТ 12.4.026-76.

При использовании воды с давлением более 0,8 МПа для промывки сеток и другого оборудования необходимо применять специальные устройства, а операцию промывки следует производить в соответствии с правилами эксплуатации.

Очистка оборудования сушильной части должна производиться только во время останова машины пылеуборочными установками, имеющими взрывобезопасное исполнение, при помощи вакуума или скребками с использованием негорючих моющих растворов.

Удаление обрывков целлюлозы должно производиться сжатым воздухом при отсутствии вблизи сушильной части огневых работ.

При проведении работ внутри сушильных камер необходимо применять душирующие установки.

Удаление пыли с сушильных машин должно осуществляться только во время останова машины.

Приборы измерения температуры в камерной сушилке должны быть сблокированы с системой пожаротушения. При температуре в сушилке выше установленной технологическим регламентом система должна включаться автоматически.

Пуск установок для сушки бумаги, картона или целлюлозы с применением высокочастотного инфракрасного излучения должен производиться только после приведения машины в действие. Отключение установок должно производиться при еще работающей машине.

До начала работ внутри камерной сушилки она должна быть подготовлена в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

При возникновении пожара в сушильной части сушильной машин необходимо проветрить и перевести машину в режим работы на вспомогательной скорости.

Проемы в стенах, через которые осуществляется транспортирование сырья и готовой продукции, должны быть оборудованы приспособлениями и устройствами, исключающими сквозняки (коридорами, тамбурами, подвесными щитами, завесами и т. п.), а также возможность распространения пожара (автоматически закрывающиеся двери, шаберы, задвижки и т. п.).

Для хранения и сушки сукон, хранения запасного оборудования должны быть специальные помещения.

Пульт дистанционного управления оборудованием должен размещаться так, чтобы органы управления находились в удобном и безопасном месте, а оператор мог наблюдать за ходом технологического процесса визуально или по показаниям приборов на пульте.

Приборы регулирования и контроля отлива и сушки полотна должны быть вынесены на пульт управления с лицевой стороны машины или на другое место, удобное для наблюдения с рабочего места машиниста.

Устройство сушильных цилиндров, подъемнотранспортного оборудования должно соответствовать требованиям "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", "Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов" и "Правил устройства и безопасной эксплуатации лифтов".

Для обслуживания машин, а также для безопасного прохода к местам работы должны быть предусмотрены мостики, проходы, лестницы или площадки по ГОСТ 25166-82.

Подвижные щиты и двери в колпаке закрытого типа и в ограждении сушильной части машины на первом этаже во время работы машины должны находиться в закрытом (рабочем) положении. В нерабочем положении указанные щиты и двери могут находиться лишь кратковременно при обрыве полотна, осмотре машины и др.

Подъемные щиты колпаков закрытого типа в сушильной части машины следует оснащать устройствами, исключающими возможность падения щитов при обрыве тросов подъема-опускания щитов и возможность опускания вручную, дистанционно или автоматически при нахождении под ними персонала.

Подающие валики, ролики и другие устройства, вращающиеся в "захват", должны быть снабжены предохранительными приспособлениями, препятствующими захвату одежды и рук работающих.

Рычаги подъема шаберов сушильных цилиндров должны быть оборудованы фиксаторами для надежной фиксации шаберов в верхнем положении.

В местах перехода заправочных канатиков между группами сушильных цилиндров должны быть установлены ограждения заправочных роликов и канатиков.

Устройства для смазки движущихся механизмов в труднодоступных местах машин должны быть вынесены в безопасное место или машины должны быть оборудованы системой централизованной смазки. Система централизованной смазки на машинах должна иметь сигнализацию, предупреждающую о нарушениях режима эксплуатации.

При эксплуатации сушильной машины необходимо соблюдать "Правила защиты от статического электричества на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности".

Убирать брак из-под сушильной части во время работы машины разрешается только с принятием необходимых мер безопасности, исключающих несчастные случаи. Эти меры должны быть указаны в правилах эксплуатации каждой машины и инструкции по безопасному ведению работ.

Проем для сброса брака в бракомолку или гидроразбиватель должен иметь ограждение согласно ГОСТ 12.2.062-81.

Багры около сушильной части машины должны укладываться только в стеллажи. Для хранения тамбурных валов следует устанавливать стеллажи, исключающие их раскатывание. Стеллажи должны быть установлены в специально отведенных и обозначенных местах.

Границы проездов и укладочных площадок должны быть обозначены на полу помещения хорошо видимыми белыми линиями, шириной не менее 0,05 м.

Пол у мокрой части машин должен иметь уклон для стока воды в сторону канализационных трапов, каналов.

Рельсовые пути внутри производственных помещений должны быть уложены заподлицо с полом.

Для безрельсового транспорта должны быть предусмотрены главные (служащие для перемещения материалов и готовой продукции из одного помещения цеха в другое) и второстепенные (служащие для перемещения материалов и готовой продукции в пределах отдельных участков цеха) внутри-цеховые проезды.

В соответствии с санитарной характеристикой в производстве целлюлозы должны быть предусмотрены следующие вспомогательные и санитарно-бытовые помещения и оборудование: гардеробные, умывальные и душевые; ножные ванны, туалеты, курительные; помещения и устройства для сушки рабочей одежды, оборудованные вытяжной вентиляцией; помещение для личной гигиены женщин в цехах, где число работающих женщин в наиболее многочисленной смене 15 и более чел.; устройства питьевого водоснабжения; уголки по технике безопасности в цехах и на участках; здравпункты и помещения общественного питания.

Размеры, устройства, расположение и освещение вспомогательных помещений должны соответствовать требованиям главы СНиП 2.09.04-87. "Административные и бытовые здания. Нормы проектирования".

При аэрофонтанном способе сушки и способе сушки в шкафах типа "Флект" должны соблюдаться следующие требования:

запрещается зацеплять раму сушильного шкафа за движущуюся галерку;

запрещается заправка полотна целлюлозы руками в тяговые валики сушильного шкафа;

заправочная щель разрывателя при аэрофонтанной сушке должна иметь приспособление, исключающее попадание рук в опасную зону разрывателя;

запрещается доступ обслуживающего персонала внутрь сушильного шкафа при работе последнего;

съем нагревательных элементов необходимо производить с помощью грузоподъемного устройства.

При эксплуатации оборудования для резки целлюлозы необходимо соблюдать следующие требования:

при передвижении тележки необходимо предупреждать работающих звуковым сигналом;

при закатывании и выкатывании тележки из-под подъемного стола самоклада рабочие должны находиться сбоку от тележки с внешней стороны самоклада;

запрещается заходить под самоклад во время работы;

при забивании самоклада листами целлюлозы следует выключить резку и только тогда освободить самоклад от листов;

штопку сукна самоклада разрешается производить при выключенной резке, при разъединении муфты сцепления редуктора с резкой и при выбитых пальцах муфты.

При эксплуатации саморезок запрещается заправка полотна целлюлозы с вводом рук в зону протягивания валов и ножей саморезок.

Чистку и обтирку гидропрессов следует производить только при останове и снятии напряжения с электродвигателя насоса.

При эксплуатации ошиновочных и проволокообвязывающих станков запрещается заправлять шинку или проволоку при работающих электродвигателях, поправлять положение кипы во время ее обвязки [10].

7. Экологическая безопасность производства, очистка стоков и выбросов

Отходы производств

После сортирования целлюлозы отходы сортирования собираются в баке отходов, откуда насосом откачиваются в варочно-промывной цех и далее на картонную фабрику.

Среднее количество отходов сортирования 0,15 %.

После упаковки белёной сульфатной целлюлозы имеются отходы упаковочного картона, которые периодически размалываются в гидроразбивателе "Груббенс", и при концентрации 0,5 % откачиваются насосом в варочно-промывной цех и на картонную фабрику.

Среднее количество отходов - 12 кг картона в смену при влажности 8 ± 2 %.

Выбросы в атмосферу

В сушильном цехе единственным выбросом в атмосферу является паровоздушная смесь из-под колпака сушильной части, а также из-под открытого колпака промежуточных подогревателей.

Количество выбрасываемой в атмосферу паровоздушной смеси при проектной производительности пресспата:

Паровоздушная смесь из-под колпака сушильной части - 382800 м³/час.

Паровоздушная смесь из-под открытого колпака подогревателей - 45000 м³/час.

Всего: 427800 м³/час.

Эти выбросы вредных токсических примесей не содержит и очистка их не предусмотрена, но предусматривается теплота паровоздушной смеси.

Сточные воды

В канализацию волокносодержащих сточных вод сбрасываются:

Отсасываемая и уплотняющая вода гауч-вала - 1390 л/мин.

Отсасываемая и уплотнительная вода 1 и 2 прессов - 810 л/мин.

Вода от сукномоек - 320 л/мин.

Вода от системы "Зульцер" - 1240 л/мин.

Всего: 3760 л/мин.

Эти воды содержат небольшое количество волокна (5 ±10 мг/л).

Нормативные показатели сброса сточных вод для сушильного цеха:

взвешенные вещества, мг/л, не более 80 [3].

8. Строительная часть

Характеристика производственного помещения

Промышленные здания классифицируют по функциональному назначению, отношению к пожарной безопасности, этажности, методу застройки, количеству пролетов, способу освещенности естественным светом, соответственно климатическим условиям, форме здания в плане и наличию внутрицехового подъемно-транспортного оборудования.

Из-за неблагоприятных геологических и гидрологических условий в основном все здания и сооружения проектируются на сваях.

Наружные стены выполняются из панелей в сочетании с кирпичной кладкой.

Все здания решаются с унифицированными пролетами от 6 до 30 м с продольным шагом 6м.

По функциональному назначению сушильный цех относится к производственным зданиям, так как этот цех выпускает готовую продукцию.

По взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии со СНиП Д.09.02.85 сушильный цех подразделяется на категории В и Д.

Наиболее распространены в ЦБП одноэтажные здания павильонного типа, которые могут иметь встроенный этаж. Сушильный цех одноэтажные здания павильонного типа, имеет встроенный этаж.

По методу застройки для предприятий целлюлозно-бумажной промышленности принцип блокировки цехов является обязательным, поскольку, таким образом, достигается экономичность строительных решений. Здание варочного цеха сблокировано с сушильным цехом[11].

Здание имеет так называемый внутрицеховой транспорт: мостовой кран и тельфер. Мостовой кран перемещается вдоль пролета на бегунках по рельсам, уложенным на подкрановые балки, а по мосту крана поперек пролета передвигаются два тележки с подъемными механизмами. Грузоподъемность крана 30 т. Тельфер установлен в зоне упаковки и предназначен для замены проволоки для проволоко-обвязочных машинок. Грузоподъемность тельфера 1 т.

Конструктивные решения здания

Здание сушильного цеха сблокировано с варочно - промывным, отбельным цехами и складом готовой продукции.

Сушильный цех расположен в осях

Здание павильенного типа, основные отметки 0.00, 7.20, 10.80. Высота здания сушильного цеха 24,5 м, пролет 30 м, шаг колон 6 м.

Колонны основного корпуса марки КП высота 21.0 м, дополнительные колонны зала пресспата К - 7.2.здание оборудовано мостовым краном грузоподъемностью 30 т и тельфером грузоподъемностью 1 т.

Привязка колонны "0".

Стены - для помещений с высокими тепловыделениями и высокой влажностью, чтобы избежать конденсации влаги на стенах, применяют трехслойные панели в сочетании с кирпичной кладкой.

Конструкции покрытия - для зданий с пролетом более 24 м используют стальные фермы. В сушильном цехе ферма марки ФС30-2,50.

Имеются два эвакуационных выхода, три транспортных и два запасных.

9. Экономическая часть

При сравнении реконструкции с базовым вариантом экономический эффект может возникать в результате экономии по текущим затратам, в связи с получением дополнительной прибыли и (или) от ликвидации излишних потерь.

Экономический эффект может быть выражен экономией снижения себестоимости (валовая или чистая прибыль).

Для того чтобы рассчитать срок окупаемости реконструкции, необходимо произвести расчеты капитальных вложений и указать снижение себестоимости продукции (до и после реконструкции).

Сумма капитальных вложений сведена в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 - Капитальные вложения

Увеличение сухости полотна на 1 % приводит к уменьшению расхода пара на сушку на 3-5 %. В связи с этим расход пара в нашем случае уменьшается на 30 %. Расход пара до реконструкции 1,25 Гкал

Рассчитаем расход пара после реконструкции

Р_{пара после} = 1,25 ∙ 30 / 100 = 0,38 Гкал

Э_пара = (Р_{пара до} - Р_{пара после} ) ∙ Ц_пара, (9.1)

где Р_{пара до} - расход пара до реконструкции, Р_{пара до} = 1,25 Гкал

Р_{пара после} - расход пара после реконструкции, Р_{пара после} = 0,38 Гкал

Ц_пара - цена пара, Ц_пара = 368 руб/Гкал

Э_пара = (1,25 - 0,38) ∙ 368 = 320,16 руб/т

Определим годовой экономический эффект полученный за счет снижения затрат по пару

Эф = (Р_{пара до} - Р_{пара после} ) ∙ Э_пара ∙ Q_год, (9.2)

где Q_год - годовой объем производства, Q_год = 250125 т

Эф = (1,25 - 0,38) ∙ 320,16 ∙ 250125 = 30430407,6 руб/год

Срок окупаемость модернизации:

Т =  (9.3)

где КВ - капитальные вложения, млн. руб.;

Э_Г - годовой экономический эффект, млн. руб.;

Т - срок окупаемости, лет.

Т = 138 / 30,43 = 4,5года.

Список использованных источников

Комарова, Г.В., Сортирование, обезвоживание и сушка целлюлозы [Текст]: учебное пособие / Г.В. Комарова - Архангельск: РИО АГТУ, 1996.- 76 с.

2. Технология целлюлозно-бумажного производства [Текст]. В 3-х т. Т.1. Сырье и производство полуфабрикатов. Ч 2. Производство полуфабрикатов. - СПб.: Политехника, 2003. - 633с.

3. Технологический регламент по производству беленой сульфатной целлюлозы в сушильном цехе

. Комаров, В. И. Технология бумаги [Текст]: методические указания к курсовому проектированию / В. И. Комаров. - Архангельск: АГТУ, 1977 - 33 с.

. Павлов, К. Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии [Текст]: учебное пособие для вузов / Под ред. чл.-коор АН СССр П. Г. Романкова. - 10-е изд., перераб. и доп. / К. Ф. Павлов, П. Г. Романков, А. А. Носков - Л. : Химия, 1987. - 576 с., ил.

6. Комаров, В.И. Расчет материальных и тепловых балансов бумаго- и картоноделательных машин с помощью персональной ЭВМ. Учебное пособие / В.И. Комаров, В.Б. Гоголев - Архангельск: АГТУ, 1996. - 172 с.

7. Чичаев, В.А. Оборудование целлюлозно-бумажного производства. Т.2. Бумагоделательные машины [Текст]./ В.А. Чичаев, М.Л. Глезин, В.А. Екимова и др. - М.: Лесн. пром-сть, 1981.- 264 с.

. Технология целлюлозы [Текст]. В 3-х т. Т. III. / Н. Н. Непенин, Ю. Н. Непенин. Очистка, сушка и отбелка целлюлозы. Прочие получения целлюлозы: Учебное пособие для вузов - 2-е изд., перераб. - М.: Экология, 1994. - 592 с.

. Кондрашкова, Г. А. Автоматизация технологических процессов производства бумаги [Текст]. / Г. А. Кондрашкова, В. Н. Леонтьев, О. М. Шарапов - М.: Лесн. пром-ть, 1989. - 328 с.

. Правила по охране труда в целлюлозно - бумажной промышленности / Минлеспром СССР. - 2-е изд., перераб. - М.: Лесн. пром-ть, 1989. - 240 с.

. Миловидова, Л. А. Основы проектирования предприятий ЦБП [Текст]: методические указания по выполнению контрольной работы / Л. А. Миловидова, Я. В. Казаков. - Архангельск: изд-во АГТУ, 2005. - 59 с.