烘干机如何排除冷凝水？

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：在缸内装有冷凝水排除装置。（二）烘缸内冷凝水的排除烘缸内冷凝水的连续而均匀地排除是造纸机干燥部正常、高效运转的条件之一。因此，保证烘缸连续地排除冷凝水，避免冷凝水在缸内积聚，是防止达到临界水环厚度的必要措施。不同的车速下，烘缸内冷凝水的存在形态是不同的。缸内应常保持0.2～0.3MPa的压力，以保证冷凝水能通过吸管不断排除。使用旋转吸管，烘缸中冷凝水层的厚度不超过0.8mm。

（一）烘缸与烘毯缸

1.烘缸

普通烘缸的结构如图4-129所示，是由优质铸铁加工而成的薄壁圆筒，表面磨光，有的甚至表面镀铬，像镜面一样光滑。烘缸筒体的两端有两个带轴径的端盖，传动侧的轴是空的，轴头上镶有汽头和排水口。在缸内装有冷凝水排除装置。

图4-129 普通烘缸

1—缸体 2—工作缸盖 3—冷凝水出口 4—固定虹吸管 5—进汽头 6—轴承 7—烘缸支承座 8—齿轮 9—后罩板 10—法兰 11—旋转虹吸管 12—电线插槽 13—冷凝水出口垫圈

材质：HT20—40型号铸铁浇铸，筒体材质为含铬和镍的变性铸铁。

要求：烘缸的铸件不能有穿透的砂眼。筒体内外都要加工，缸壁厚度一致，传热均匀。外表面要磨光，保证纸张与缸壁均匀接触。缸面外径公差为±0.5mm，粗糙度R_a大于0.16～0.32μm以上。形位公差精度等级：缸面椭圆度8级，不精度9级，径向跳动8级。烘缸筒体和缸盖用螺栓紧固。为严格密封，筒体和缸盖的法兰结合面上涂抹铜丹，并铺上石棉板或石棉绳。

常用的直径为1250mm和1500mm，也有用1800mm直径的，而单缸造纸机烘缸直径为2500～6000mm。烘缸的宽度较纸幅净宽多10%～14%。

壁厚决定于烘缸内径、最大工作压力及材料的容许应力。1250mm、1500mm、1800mm直径的烘缸，壁厚分别为22mm、25mm、28mm。

2.烘毯缸

烘毯缸的直径为800mm、1000mm、1250mm和1500mm。干毯与烘缸的包角为300°～320°。

烘毯缸通常没有传动，由干毯拖动。烘毯缸多装在干毯的回程上，通常在每一组烘缸内上下排烘缸各设一个烘毯缸，其位置在烘缸组的第一个烘缸之前。近年多采用热风加热的烘毯缸。它是一个直径为1000～1500mm的中空烘缸，缸壁上有20～25mm的孔。烘缸有一热风室，在3.92～4.90kPa的压力下向室内送入100～120℃的热风，通过孔眼穿透干毯使其干燥。在热风室的下方，设有一块密封弧形板，以挡住圆筒上没有干毯包覆部分的钻孔，使热风只能从包有干毯的部分吹出。

（二）烘缸内冷凝水的排除

烘缸内冷凝水的连续而均匀地排除是造纸机干燥部正常、高效运转的条件之一。当烘缸旋转时，冷凝水在烘缸内受到黏滞力、惯性力、离心力及重力的作用。黏滞力有使冷凝水跟烘缸转动的倾向，惯性力使冷凝水的运动减速，离心力使冷凝水与烘缸内壁紧贴，重力使冷凝水落到烘缸底部。

1.冷凝水的状态

在车速很低时，重力占优势，在烘缸的内壁仅附着很薄的一层润湿水膜，其余的冷凝水皆聚积在缸底。由于烘缸旋转时缸壁和积水间的摩擦作用，积蓄在缸底的冷凝水略为偏斜于转向的一方，如图4-130（a）所示。

随着车速的提高，黏滞力对缸底积水有拖动作用，冷凝水沿缸壁有些上升，并在缸底翻滚如图4-130（b）所示。

当继续提高车速时，冷凝水被抛到较高的缸壁位置上，但是重力仍占优势，使冷凝水发生突变，从缸壁开始溃散返回缸底如图4-130（c）所示。

在更高的车速下，离心力超过重力时，沿烘缸的内圆周产生均匀的水环如图4-130（d）所示。

图4-130 烘缸内冷凝水的状态

2.水环与冷凝水量、车速的关系

烘缸内冷凝水环的形成，还和冷凝水量有关。缸内冷凝水量增加，开始形成水环所要求的车速也相应提高。如果水环开始形成之后，保持车速不变，继续增加烘缸内的冷凝水量，水环厚度会不断增加，当超过了可以保持成环状的水量时，水环达到了临界厚度，此时水环就会发生破坏。如冷凝水量不变，降低车速也有相同的水环破坏现象发生。

3.水环及崩溃对抄纸的影响

图4-130为车速与冷凝水环形成及崩溃速度的关系。当水环崩溃时，大量的冷凝水崩落在烘缸的下部，并沿烘缸转动方向移动，占去了烘缸的大部分有效面积，特别是下排烘缸毛毯包绕的部分传热不良。

而在相当的车速下还可能有过渡状态，此时冷凝水环的形成和破坏交替发生，这将导致干燥部需用功率发生剧烈波动。如果波动的幅度影响纸机车速的变动，就会引起纸页断头。

因此，保证烘缸连续地排除冷凝水，避免冷凝水在缸内积聚，是防止达到临界水环厚度的必要措施。不同的车速下，烘缸内冷凝水的存在形态是不同的。当车速在400m/min以下时，形成的水环厚度很薄，约在3mm以下（见图4-131），大量的水仍积蓄缸底；当车速在400m/min以上，最初形成的水环厚度及临界厚度都很大，冷凝水基本上成水环状态存在于烘缸中。因此必须根据不同的车速条件采用不同形式的冷凝水排除装置，才能有效地排除缸内的冷凝水。

图4-131 冷凝水环的形成及崩溃速度

4.冷凝水的排除装置

（1）固定吸管式排水装置

固定吸管式排水装置（图4-132）用在车速较高的造纸机上，通常是在车速大于250～300m/min的情况下采用。直径35～60mm的固定吸管安装在传动侧距缸盖约300mm处，吸管的管间距烘缸内壁2～3mm或稍远一些。固定吸管沿烘缸转动方向15°～20°安装。缸内应常保持0.2～0.3MPa的压力，以保证冷凝水能通过吸管不断排除。

图4-132 固定虹吸装置

冷凝水的吸管悬臂装在进汽壳体上（有时还在轴头内的进汽管端设置辅助支承点），如图4-133所示。固定吸管的末端是经过缸盖上的人孔进入缸内装配的。由于固定吸管的悬臂较长，容易挠曲变形，或是由于缸内冷凝水环破坏时产生的冲击作用，可能引起吸水管头与缸壁发生碰撞，导致固定吸管的损坏，应注意检查。

（2）旋转吸管式排水装置

当造纸机的车速达到400m/min以上，冷凝水环的临界厚度有了很大的增加，固定吸管已不能保证经常排除冷凝水，此时必须采用旋转式吸管（图4-134）。旋转吸管固定在烘缸传动侧缸盖上。每根管端上装有吸水头，吸水头距烘缸内壁只有1.25～2mm。吸水头带有可调节长度的支杆，把吸管稳定在相应的位置上。旋转吸管使用在高速造纸机上，可以排除成水环状的以及积聚在烘缸下部的冷凝水，如图4-135所示。使用旋转吸管，烘缸中冷凝水层的厚度不超过0.8mm。

图4-133 固定吸管式冷凝水排出装置

1—固定吸管 2—吸头 3—进气通道 4—凝结水管 5—进汽管 6—凝结水排出管 7—汽头 8—凸缘支架 9—伸缩管 10—烘缸轴头 11—烘缸盖

图4-134 旋转虹吸管

（三）烘缸刮刀

1.刮刀的作用

清除黏附在烘缸表面上的细小纤维及胶料，保持烘缸表面的清洁，并在断纸和引纸时防止纸幅缠绕烘缸。

图4-135 旋转吸管式冷凝水排出装置

1—支杆 2—旋转吸管 3—吸头 4—烘缸筒体 5—传动侧端盖 6—蒸汽进入 7—凝结水排出 8—汽头

2.安装位置

在干燥部第一组烘缸上，施胶压榨后最初两三个烘缸上，其余各组的第一个及最后一个烘缸上装设刮刀。

3.布置

烘缸刮刀为弹性刮刀。线压力为0.15～0.3kN/m，刮刀片为软钢（布氏硬度1200～1300）。

刮刀平面与烘缸切线之间的角度为20°～25°。

刮刀应该能垂直及水平移动。

有的刮刀处设有抽吸纸尘的装置，不断地吸出刮下来的纸屑。

4.大直径的烘缸（2500mm以上）刮刀

有三把刮刀。第一把防止纸幅缠绕烘缸；第二及第三把刮刀清洁缸面。有的在第三把刮刀上装设带有毛毯衬垫的刮刀，或采用回转式的结构，并配有单独的传动以加强对烘缸的清洁效果。

（四）烘缸传动

（1）传动组

烘缸的传组是以两个干毯组（上下烘缸）结合的。

（2）传动方式

传动方式有单缸传动和分组传动。

①单缸传动。a.每个烘缸装一台电机，通过减速器来驱动烘缸。b.单缸传动独立地调节各烘缸的速度。c.传动点过多，构造复杂，造价昂贵。d.目前仅限于生产电容器纸和某些用黏状纸料抄薄纸的纸机。

②分组传动。有棋盘式和椭轮式两种。

a.棋盘式传动：在每个烘缸传动侧的轴承装置铸铁齿轮，各齿轮互相啮合，由一个主动轮带动。结构简单，造价低廉。但是不便润滑而易磨损。

b.椭轮式传动：在烘缸传动侧装置直径较小的齿轮。下排各个烘缸的齿轮利用椭轮彼此啮合，上排烘缸的齿轮由下排椭齿轮和一个中间齿轮啮合传动。齿轮应以铸钢或铸铁制成。齿轮应具有斜齿或“人”字齿，齿轮被封闭在齿轮箱中，以利循环润滑。齿轮润滑较好，传动效率高；损纸利用压缩空气吹送到传动侧去，易清除。

（五）冷缸

1.作用

①干燥部的末端设冷缸，使纸幅冷却至50～55℃，同时空气中的蒸汽凝结在冷缸表面上，使纸幅的湿度增加1.5%～2%。

②纸幅具有较大的弹性和柔软性，有利于在压光机上提高纸的平滑度。

③可减小压光时产生的静电，克服纸在印刷中的困难。

2.布置

①通常装设两个冷缸，一个在上排，另一个在下排。

②有时只在上排装设一个冷缸，润湿平滑度较差的网面，减小纸页平滑度的两面差。

③在现代纸机上，当装设一个冷缸时，纸页的正面就利用弹簧辊来冷却。

3.传动

①纸页在冷却润湿时伸长。

②生产高级纸时，每个冷缸有单独的干毯及传动机构。

③低速薄页纸机采用没有干毯的上排冷缸。

④在新闻纸、印刷纸机上，冷缸烘缸共用一条干毯，使冷却不良。

⑤有时用喷水管润湿冷缸的干毯，并用双辊压榨干毯的使其水分均匀一致。

4.结构

①冷缸和烘缸的缸体是相同的，冷却水的装置是冷缸特有的。

②冷却水流入缸内一直径为35～40mm的管中。该管开有喷水小孔。普通冷缸运转中充满半缸水，水是从冷缸的一侧或两侧自流出缸外。

③现代化造纸机上，缸内设有喷头和吸管式排水装置。向冷缸内通入300～500kPa的压缩空气后，冷却水便连续排出缸外。

烘干机如何排除冷凝水？

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