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(shù)據(jù),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(shù)都位于濕端,緊靠涂料機和精壓后,這些數(shù)據(jù)對(計算)確定凝聚率是非常重要的。
在第一節(jié)中已經(jīng)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(fā)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(fā)的過程便終止。因此,有效的通風系統(tǒng)是整個烘干過程的關鍵因素之一。干燥部通風系統(tǒng)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(qū)見下圖19)為了使袋區(qū)空氣流動提高,烘干機毛毯輥由傳統(tǒng)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(qū),以吹除被蒸發(fā)的水分,并降低溫度,以提高干燥效率。E、穩(wěn)定紙幅的設施;f、熱回收設備,還有紅外加熱等。
根據(jù)這些設備不同和數(shù)量不一,在干燥效率方面干燥變數(shù)的影響(詳見表3)采用了小于10%系數(shù),減去烘干機處理的蒸發(fā)量。
3~6m大直徑的楊克(yankee)烘缸,多用于軟抄紙造紙機(如衛(wèi)生紙、面巾紙、各種餐巾、毛巾紙、醫(yī)藥衛(wèi)生用襯墊以及其他特種產(chǎn)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(fā)過程的作用的比例數(shù)字,顯然要從總數(shù)中扣除這個數(shù)字。通過PST高速紙機旋轉接頭進口管的蒸汽必須包括循環(huán)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(guī)格,以便達到一定百分比的循環(huán)蒸汽。循環(huán)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(huán))蒸汽的百分比(見表8)上面的值是大概數(shù)值,根據(jù)虹吸器的不同規(guī)格、凝聚率、壓差和蒸汽壓,循環(huán)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(shù)量的蒸汽。對如下兩種直徑的烘缸,從兩端散發(fā)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(guī)格的計算沒有確切的公式,用下列參考數(shù)據(jù)以確定虹吸管規(guī)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)K值是提高干燥速率的重要途徑。
傳熱系數(shù)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(nèi),溫差為1℃時的傳熱量。是紙頁烘干過程熱阻的總和的倒數(shù)(參見圖1)即:
式中:
α1 —— 蒸汽對烘缸內(nèi)壁的給熱系數(shù)(千卡/米2·小時·度)
α2 —— 凝液(水)對烘缸內(nèi)壁的給熱系數(shù)(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(shù)(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(shù)(千卡/米2·小時·度)
L4 —— 紙頁厚度(米)
α4 —— 紙頁的導熱系數(shù)(千卡/米2·小時·度)
L5 —— 毯的厚度(米)
α5 —— 毯的給熱系數(shù)(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(shù)和因素的影響,很難確切的用公式計算除傳熱系數(shù)K值,只能根據(jù)參數(shù)經(jīng)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(shù)值比較保守。隨著傳熱系數(shù)的增加,計算得到的平均蒸汽壓力比列舉的數(shù)字要低。
系數(shù)K數(shù)值主要是為了測定和選用適當?shù)脑旒垯C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(shù)值區(qū)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(fā)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(shù),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。