七、操作蒸汽壓力
實際操作蒸汽壓力也必須索取到。最好按不同烘干部分列出數據,標明最高和最低壓力,必須確定是否有被低溫單獨控制的烘干機,這種烘干機多數都位于濕端,緊靠涂料機和精壓后,這些數據對(計算)確定凝聚率是非常重要的。
在第一節中已經談到干燥過程分兩個部分,前面較詳細分析了(1)蒸汽傳熱給烘缸同時,傳熱給紙頁,(2)從紙頁蒸發出來的水分,在上、下烘缸之間帶紙時進入大氣中,一定溫度下空氣只能含有一定量的水蒸汽。一旦空氣達到飽和,蒸發的過程便終止。因此,有效的通風系統是整個烘干過程的關鍵因素之一。干燥部通風系統包括a、汽罩(一般有高、中、低三種);b、汽罩排風機;c、汽罩供風裝置;d、袋通風裝置(袋區見下圖19)為了使袋區空氣流動提高,烘干機毛毯輥由傳統的滾筒烘干,近年采用了袋通風噴咀或小口徑打孔或開槽的毛毯輸送輥(毯輥)將空氣引入烘缸袋區,以吹除被蒸發的水分,并降低溫度,以提高干燥效率。E、穩定紙幅的設施;f、熱回收設備,還有紅外加熱等。
根據這些設備不同和數量不一,在干燥效率方面干燥變數的影響(詳見表3)采用了小于10%系數,減去烘干機處理的蒸發量。
3~6m大直徑的楊克(yankee)烘缸,多用于軟抄紙造紙機(如衛生紙、面巾紙、各種餐巾、毛巾紙、醫藥衛生用襯墊以及其他特種產品)。這類抄紙機高溫操作,使用高速氣罩。
弄清此類設備的潛力,并取得在一定條件下烘干對整個蒸發過程的作用的比例數字,顯然要從總數中扣除這個數字。通過PST高速紙機旋轉接頭進口管的蒸汽必須包括循環蒸汽,確定了凝聚率后,再確定虹吸器尺寸,還要考慮使用單獨還是復合虹吸器。為了將凝結水逐出烘缸,要用蒸汽噴吹,噴吹蒸汽帶著凝結水,將其逐出烘缸,這就必須由足夠的差壓和虹吸器規格,以便達到一定百分比的循環蒸汽。循環蒸汽的百分比隨速度提高而增加,這將影響烘缸橫幅表面溫度的一致性。技術部測定了虹吸器不同車速所需噴吹(循環)蒸汽的百分比(見表8)上面的值是大概數值,根據虹吸器的不同規格、凝聚率、壓差和蒸汽壓,循環蒸汽由于不同壓力。所有建議和計算的差壓都是從PST高速紙機旋轉接頭進口(蒸汽進口)到凝液出口計算,要把輸送流體的阻力損失加到上述壓差里,這時因為控制閥差定位總是橫跨控制盤。
另外,由于PST高速紙機旋轉接頭再傳遞蒸汽、凝液過程中,其本體也被加熱,溫度高于周邊空氣,由于熱幅射和冷、熱空氣對流亦損失一部分熱量,耗損一定數量的蒸汽。對如下兩種直徑的烘缸,從兩端散發的熱量折算呈蒸汽約為:
Φ1520mm烘干機 ——25kg/h
Φ1220mm烘干機 ——15kg/h
由于車速和壓力的不同對虹吸器規格的計算沒有確切的公式,用下列參考數據以確定虹吸管規格:
1/2英寸 ——275kg/h
3/4英寸 ——15kg/h
1英寸 ——900kg/h
由于不同等級的紙張和不同烘干部蒸汽壓力,從烘干部濕端至干燥端有不同的凝聚率。測定烘干機各部的濕端,和干燥端所需的烘干機數臺和凝聚率及其平均值。然由于變量太多,沒有固定公式能精確地計算凝聚率或受其影響的烘干機的數量,每臺抄紙機都要單獨評價。
從前面1種公式(1)及其分析中知對一臺抄紙機在其他參數已知或不易提高的情況下,用蒸汽加熱烘缸以干燥紙頁傳熱過程中,提高傳熱系數K值是提高干燥速率的重要途徑。
傳熱系數K的量綱是“kcal/h·m2·℃”,正確的應該理解為指1m2烘干(有效)面積在單位小時內,溫差為1℃時的傳熱量。是紙頁烘干過程熱阻的總和的倒數(參見圖1)即:
式中:
α1 —— 蒸汽對烘缸內壁的給熱系數(千卡/米2·小時·度)
α2 —— 凝液(水)對烘缸內壁的給熱系數(千卡/米2·小時·度)
L2 —— 凝液的厚度(米)
δ —— 烘缸壁厚(米)
λ —— 烘缸壁的導熱系數(千卡/米2·小時·度)
L3 —— 空氣膜和污垢厚度(米)
α3 —— 空氣膜和污垢的給熱系數(千卡/米2·小時·度)
L4 —— 紙頁厚度(米)
α4 —— 紙頁的導熱系數(千卡/米2·小時·度)
L5 —— 毯的厚度(米)
α5 —— 毯的給熱系數(千卡/米2·小時·度)
從前面分析和公式可以看出,由于受諸多變數和因素的影響,很難確切的用公式計算除傳熱系數K值,只能根據參數經驗計算,為了便于計算和評估,下表列出了不同紙種和不同條件下的K值,此數值比較保守。隨著傳熱系數的增加,計算得到的平均蒸汽壓力比列舉的數字要低。
系數K數值主要是為了測定和選用適當的造紙機烘缸配用旋轉接頭及其虹吸器和其他輔助件而計算的。
亦可用此數值區評價紙張烘干部分的熱效應。K的計算會確定一個效應值,用以比較同類機器的干燥率(導熱率)。
為了便于計算,由的資料介紹烘干部采用單位有效面積,每小時平均蒸發水量,即脫水強度m(公斤水/米2·小時)進行對比分析,它同時也包含了烘缸壁傳熱系數,即K等相關因素的影響,用于共同綜合評估烘缸壁的熱阻及傳熱效果。