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1、第四届中华纸业浆纸技术论坛 交流论文 废纸处理系统低能耗L P 筛浆机新技术 日本I H I - V O I T H 造纸技术株式会社 1 L P 筛浆机的开发 1 1 f H | 福伊特公司开发筛浆机的历史 日本原石J I I 岛播磨重工业株式会社与当时技术领先的B l a c kC l a w s o n 公司技术合作从19 6 1 年至2 0 0 0 年4 0 年问，以日本国内为中心生产出约18 0 0 台筛浆机，其中筛选浓度高、结构紧凑 的P H P S 筛浆机因在当时具有优越的性能，每年可销售出1 0 0 台以上。 当年，石川岛播磨重工业株式会社承担B l a c kC l a w
2、s o n 公司所设计的筛浆机在日本国产化的 任务，结合日本国内特有的原料状况、作业特点积累了精细的设计经验，在生产可适用于多 种需求的机种中也开发出了上述筛浆机。进入上世纪九十年代之后，利用这些技术继续自主研 发出M F 筛浆机系列，该机种具有筛浆机前所未有的功能，筛渣率可降至以往机型的一半以下， 并使筛浆机大幅度地节能。从而。在后来年度设计中获得了“佐佐木奖”和“通产大臣奖”。 2 0 0 1 年石川岛播磨重工业株式会社变成| H | 和德国福伊特公司合并的的企业( 以下略称该公 司) 得到了拥有世界标准系统服务技术的福伊特公司协助，不断地捕捉时代需求的信息，从而 持续开发出适用的设备。下
3、面介绍该公司独自研发出的最新机种L P 筛浆机。 1 2 由经验萌发出的设想出发点 从2 0 0 0 年左右开始，该公司以C 一棒筛框产品为代表，开始使用所谓棒型缝式筛浆机筛框。 其浆料通过性能得到了大幅度提高，即使降低转子的转数，也仍能保持较大的处理量，从而单 位动力消耗一下子降到了以往一半的水平。随着时代对节能标准的提高，该公司又开发出了效 率更高的筛浆机。如前所述，该公司在过去的5 0 年间作为日本国内领先企业对造纸工业作出了 较大贡献并以此自豪；而与此同时，该公司对其产品在应用范围的使用状况经常从不同视 角进行分析力求掌握更确切的的状况。于是首先对以往筛浆机的筛缝开E l 部是否真正1
4、 有效的使用了，进行了尝试验证。实际上，运行中的筛浆机其内部状况是不可能观察到的，但 是对生产使用后的筛框能够观察到其任何部位及其磨损状况。观察结果发现，在大多数情况 下，在筛框的浆料入口侧约1 3 部位，特别是在出E l 管嘴侧的一部分筛缝的开度明显变大。 另外在尾浆( 尾渣以下省略) 侧几乎看不到筛缝辐向原始开度状态，通常认为是称为筛 框侧向剖面的筛板表面上的突起状形态被严重磨损所致。 这些情况说明什么呢7 一方面，通常认为，在浆料浓度低、杂质混入率较低的入口侧由 1 6 2 第四届中华纸业浆纸技术论坛 于通过筛缝的浆料流速特别快，所以该部分的筛缝辐向特别是在早期就受到磨损并且持续发展；
5、而在出口管嘴附近，筛缝磨损特别严重，这说明在该处浆料通过速度最快。而另一方面，在尾 浆部位，伴随着杂质的积累，尾浆开始浓缩，从而在该处筛框的侧剖面上，在早期就发生了磨 损这种情况本身并不难以想象。但是如果某些部位筛缝辐向完全看不出发生什么变化的情 况，只能推测认为在该部位几乎没有浆料通过。 以前的筛浆机的实际情况据称是，进入筛浆机的浆料在筛框某些部位是以极快的速度通过 筛缝而在另外的地方又几乎没有浆料通过筛缝。但是，通常我们在给定的处理条件下选择筛 浆机时是根据通过流量和筛框的开1 ：3 面积大小来计算通过速度并据该速度所在范围来选定 筛浆机和筛框规格。而该通过速度仅是由上述推测确定的所谓平均
6、通过速度。为此，福伊特公 司曾实际在筛浆机的多个部位同时测定了浆料通过筛缝的速度，指出般的筛浆机其通过速 度事实上存在着5 2 0 倍的波动状况。 众所周知，浆料通过速度，是影响筛浆机的处理能力和杂质除去率的重要因素。若通过速 度增大至两倍，则处理量便随之增大至两倍，同时，杂质特别是胶黏物的除去效果降低了。假 如，通过速度不波动、确实处处均一，那么，即使提高平均通过速度，既不会降低除去杂质的 效果，同时还能提高处理量这不能实现吗7 这就是作者们的初步设想。 1 3 设想的具体化 如前所述为能在以往不能1 有效地使用筛框的全部面积上以完全相同条件供给浆料， 所实施的具体构思是本开发的主题。 筛浆
7、机是带有圆盘状或圆筒状筛板并利用在其上面设置的孔式或缝式开口进行分离的装 置。为使浆料通过筛板，需有一定的压力，浆料中比开口尺寸大的成分有可能贴附在筛板的开 口部位而使之堵塞。为防止该现象发生无论哪种筛浆机都需配置称为转子的回转体。筛浆机 分为持有圆盘状筛板的圆盘形和持有圆筒状筛板( 筛框) 的圆柱形。以前圆柱形中又有浆料 从筛框内侧通向外侧的外流式，和与之相反从外侧通向内侧的内流式。但是，由于外流式效 率高、占绝对优势所以现在一提到筛浆机几乎都是指外流式筛浆机。 出于对圆柱形筛浆机维护等方面的要求往往把圆筒状机身纵向配置将人口、出口、尾 浆管嘴都相对于转子水平方向连接。因此，浆料相对于圆筒形
8、筛板是从侧向供给、侧向排出； 另外，还可以说，浆料是从筛板的一个端面侧供给，而没有通过筛板的成分，徐徐地朝向相对 的端面一侧流动并最终排出。正是限于这样的结构，发生如前项所述的筛框偏位磨损等现象是 不可避免的。 若对于筛框不论在什么部位都能均匀地并在同一条件下均等地供给浆料可能会使通过筛 板的浆流速度均一化；而且对于圆筒形筛板，浆料若不是从横向而是由端面方向供给；又假 若浆料的排出通过合理定位排出管嘴位置，可能会防止其造成偏流的影响。从这些思路出发开 始研究筛浆机的结构。 由设想形成的构思将筛浆机设计成：首先从徐徐变狭窄的锥形状流路供给浆料，又从徐徐 1 6 3 第四届中华纸业浆纸技术论坛 开
9、阔的的锥形状流路排出浆料其结果，对筛框任何部位都均等地供给浆料，而且在任何部位 浆料都受到相同的通过阻力。另外在筛框的浆料入口端面的开口部和出口端面一侧的开1 3 部 安置迷宫板( 1 a b y r i n t h ) ，使浆料从筛框的全圆周方向均一地流入的同时，通过筛框的浆科也从 全圆周聚集到浆室经其配装的出E l 管嘴流出。该迷宫板部分的开口面积设定为与0 2 5 m m 筛缝 c 一棒筛框的开1 ：3 面积相等。 即使这样在入口一侧未能通过筛框的成分沿筛框内侧朝向尾浆端侧移动，随着浆料中 杂质的逐渐积累浆料浓度变大。这种情况容易促使筛框侧面发生磨损。但是，由于尾浆是在 徐徐变狭窄的锥形
10、状流路中流动，会迅速地从尾浆区排出，从而筛框侧面的磨损可抑制在最小 限度内。虽然那么说，严格地讲入1 3 部位浆料和尾浆部位的浆料的性质会不同，二者通过筛 框的性能会有差异。为此，在上述筛浆机结构中增加功能使尾浆部位的浆料再循环到人口部 位，从而伎筛浆机筛框内部的浆料性质在筛浆机内任何部位都是均一的。 此外，筛板的形状、尾浆管嘴的连接方法等都设计成与以往的筛浆机不相同的新式紧凑型。 L P 筛浆机就是这样按上述构思设计而成。 2 L P 筛浆机节能实绩 2 1 以往类型筛浆机和L P 筛浆机的比较 如前所述，L P 筛浆机是该公司拥有多方面技术诀窍的的筛浆机。除结构有优良效果之外， 并由于由开
11、口面积大的新型筛框、C 一棒Q 筛框、C 一棒R 筛框组合而成所以筛选作业所需的单 位动力消耗可减少至以往棒形筛框筛浆机动力消耗的1 3 。以处理J O C C 系统的筛选作业为例， 生产流程通常是在圆孔粗筛选之后使用0 2 5 r a m 筛缝的缝式筛浆机进行第一段精选，其人口处 理量6 5 0 B D t d 出E l 处理量5 0 0 B D t d ，对此，以往需采用2 台配备1 1 0 k W 电机、持有内径1 0 m 、 高度1 0 m 、C 一棒s 筛框的M S S l 0 1 0 筛浆机；而若采用L P 筛浆机只需一台配备7 5 k W 的电 机、持有内径0 8 m 、高度0
12、8 m 、C 一棒Q 筛框的L P 0 8 0 8 筛浆机进行处理就可以了。 前者使用两台筛浆机并耗用18 0 k W 左右的动力；而采用L P 筛浆机，一台即可满足，而且动 力消耗仅仅是6 0 k W 左右，单位动力消耗极低，为3 0 k W h B D t ；与棒筛问世之前，筛浆机的单 位的动力消耗是2 0 - - 2 5 k W h B D t 相比较，真是令人不敢相信的数据。 以往类型筛浆机和L P 筛浆机的浆料动态等有关情况比较见图1 图6 。 第四届中华纸业浆纸技术论坛 图1以往类型筛浆机筛框的磨损状况 通过速度 不均一 人口部位 。 1 1 V 阿 j 8 毒毒 牟 k 日砸 尾
13、袋部位 糕浓缩情况 图2 浆料通过筛缝的速度波动和浓度梯度状况 ( 降流，外流式筛浆机) 图3以往类型筛浆机内部的浆料动态 1 6 5 第四届中华纸业浆纸技术论坛 通过速| 度均匀 一致 I 图4 L P 筛浆机的外形 尾浆端位 人口皤位 筛选浓度 图5L P 筛浆机内部的浆料动态( L P 筛浆机升流，外流式) 图6L P 筛浆机内部的浆料动态( 2 ) 2 2 采用L P 筛浆机的优势 动力消耗减少的优势不只限于筛浆机本身动力消耗的降低。L P 筛浆机与以往的棒式筛框的 筛浆机相比还可采用较高的浓度进行筛选。因此筛浆机的供浆泵的流量可减少，从而也可 取得节能效果。 棒式筛框在结构强度方面存
14、在一定问题由于不能采用给予筛框过度压力的高转数转子， 所以尾浆有较大的浓缩趋势通常不能用较高浆料浓度筛选。例如，用0 2 5 m m 筛缝的筛框进 第四届中华纸业浆纸技术论坛 行J O C C 筛选时入1 ：3 浆料的浓度需在2 0 以下否则筛选作业难以稳定进行。这是由于尾浆 的浓缩系数为2 0 2 5 ，入1 3 浓度若在2 O 以上则尾浆浓度将会上升至近5 ，而导致尾浆 管线堵塞。L P 筛浆机内部结构优良，尽管以低圆周速率运行，尾浆的浓缩系数还低至1 3 1 8 ， 即便以较高的进1 3 浓度供浆，尾浆浓度也不至于过高：而且尾浆出1 3 管嘴又与转子回转方向逆 向设置、阀门尺寸也比较大，
15、其常用开度又大至5 0 左右所以尾浆阀不易被堵塞。因此使 用0 2 5 m m 筛缝筛选J O C C ，即使进1 ：3 浓度高至3 5 仍可正常运行。 又当处理6 5 0 B D t d 浆料量时以2 0 浓度供浆所需浆泵的流量是2 2 6 m 。m i n ，而当 以3 5 浓度供浆时，所需浆泵的流量是12 9 m 3 m i n 。比较动力消耗，前者是12 0 k W 左右，而 后者是6 5 k W 左右即浆泵的动力消耗约可减半。当然若将这些浆料浓缩时，不仅浓缩机的能 力可以减小而且白水泵的流量也由13 6 m 3 r a i n 降至3 9 m 3 r a i n ，显示出较大的差值，
16、这也产 生了不可忽视的动力消耗差别。仅从这些泵类消耗动力的差别就可得到约8 0 k W 的节能效果。 再试算筛浆机最重要的易耗品筛框的费用假如是在前例条件下：入1 3 量6 5 0 B D t d 、出口 量5 0 0 B D t d 。若使用以往的外流式M S S 筛浆机则需用2 套内径为1 O m 、高度为1 O m 的筛框； 若使用内流式筛浆机，则需要4 套；而使用L P 筛浆机，仅用1 套内径0 8 m 高度O 8 m 的筛框 就足够。易耗品费用在运行成本方面也表现出极大的差异。 0 C C。叠5 1 “ 1 钮t 锄- 卜 l 醇n 一懿 址霸曩 连I J l | l | - | 固淹芒 鼻，三I 。p 确= ；乏 图7同一规格筛板动力消耗及处理量的比较 o C C 鬟tjG2 5 甲r r 事嘎巧西用 霉o i
