透平机作为造纸行业一种更加节能的真空设备,已经逐步取代了水环真空泵的地位。目前新上马的纸机系统大部分采用了这种新型真空设备。然而对于很多造纸从业者来说,透平机设备仍然比较陌生,今天我们就来聊一聊透平机。
造纸用透平机通常分为两种:网部透平机(包含压榨部吸移辊处真空)和压榨部透平机。网部常选用多级透平机以获得不同的真空梯度,满足网布真空需求;而压榨部通常选用单级透平机,主要为压榨毛布吸水箱服务。
透平机工作原理:
透平风机是一种特别的离心风机,一般分为多级闭式离心风机和单级开式离心风机,都是利用其装在外壳和扩散系统内的多级叶轮来形成真空。随着叶轮的旋转,空气进入到叶轮中间的孔眼,沿径向外移过程中被加速与增压,然后第二级叶轮又加速第一级来的空气,并接着送到第三级和第四级,从而产生真空。空气从各个不同级吸入,因此产生不同真空度,以适应纸机真空系统的需要。
透平机的优势:
1、 透平机效率(约75%)明显高于水环真空泵效率(约35%),使用透平机真空能耗大幅下降;
2、透平机设备集成化程度高,占地面积小,安装工作量低;
3、透平机不需要使用水作为介质,使用透平机后能够大量节约真空系统用水量;
4、透平机设备吸气量大,正常工况下真空数值稳定、波动小;
5、合理的进行透平机及辅助设备布置,能够最大限度降低类似水环真空泵叶轮结垢的问题。
透平机的劣势:
1、 透平机(特别是多级式)通常很少配备叶轮和电机备件,因此发生故障后很难迅速恢复生产;
2、 透平机中空气在被压缩和释放过程中会产生较大的噪音,因此通常透平机需要独立安装在一个密闭房间中,防止噪音向外传播;
3、 透平机单台设备功率较大,因此开/停时容易对电网造成冲击。
4、 透平机属于干式真空设备,其内部叶片工作温度非常高,因此对于真空倒吸白水的问题一旦发生,很可能会造成透平机叶轮变形、损坏、动平衡破坏等问题。
5、 吸入流量小于透平风机的设计值时,气流可能脱离风机叶片,出现旋转失速的现象。随着失速的产生和发展,风机的气体流量和排气压力周期性地低频率、大振幅波动,引起机器的强烈振动,这种现象称为透平风机的喘振。
6、 透平风机结构复杂,各零件的强度和加工精度都要求较高且生产成本大,可产生故障点多,使用和维护比较困难。
透平机使用注意事项:
1、 网部透平机由于各个不同真空度之间的并流设计,导致容易出现不同真空度之间的串真空干扰问题,特别是高真空区一旦不稳定,会直接导致后续各段真空度都发生与高真空波动频率相同的波动,使得纸张MD方向定量、厚度、水份波动或出现运行质量异常等问题。
2、 透平机的吸气量过低时(生产高克重纸种,网部被浆料充分封闭,容易建立真空,故吸气量降低),会造成气流脱离风机叶片旋转失速的现象。随着失速的产生和发展,风机的气体流量和排气压力周期性地低频率、大振幅波动,引起机器的强烈振动、真空度周期性跳动及透平机功率大幅波动等问题。因此日常对于空气调节阀动作可靠性的点检就显得非常重要。
3、 当透平机实际运行功率低于最低设定功率时,会出现真空波动问题,在满足透平机正常运行的情况下,适当降低最低设定功率可以解决这个问题。
4、 如一楼的水泥池内的排水不畅,可能会导致透平机倒吸白水,由于透平机内部运行温度超过160℃,过热叶轮遇到白水很可能造成叶轮变形、龟裂等问题,是非常危险的。因此每次开机前需要重点检查水泥池的液位变送器、抽水泵、抽水管道阀门等关键工艺点。
5、 透平机前汽水分离器需保障充分的气、液分离,降低通过透平机空气中的含水量。因为造纸白水中含有大量的钙、镁、钠、铝等盐类物质,在透平机内高温反应下非常容易在叶片表面形成结垢问题。如透平机前的气水分离器布置良好、距离及高度充足、且具备滴水分离器等设备,通常是能够更好的降低叶片结垢概率的。
透平机的优化及使用还有很多的注意事项,欢迎有经验的造纸工作者提出宝贵意见,您可以将您的想法写在公众号文章下面,也可以扫描文章最上方二维码加入我们的纸圈微信群参与讨论。
责任编辑:葛