烘缸介绍与学习资料

烘缸介绍与学习资料烘缸凝结水的排除装置一.凝结水在烘缸内的运动状态凝结水在烘缸内的运动状态如图6-12所示。当车速在200m/min一下时，凝结水受重力作用而聚集于烘缸的底部，略偏向于旋转一侧，如图中（1）所示；当车速在200-300m/min时，随着车速的提高，由于凝结水和缸壁之间的摩擦力增大，使聚集于下方的凝结水被带起，呈图中（2）所示的月牙状翻动；当车速接近于300m/min时，摩擦力进一步增大，使凝结水被扬起，但这时还不能形成足够的离心力，所以被提升到45°--90°时又降下来，如图(3)所示；当车速达到300m/min以上时，凝结水会受到足够大的离心力作用，而在缸壁形成一个完整的水环，并随烘缸一起旋转，但转速略低于缸速，如图（4）所示。（二）烘缸内凝结水的危害（1）凝结水的导热系数是2.6KJ/(m2.h.℃)，只有铸铁的导热系数的1/88，如果烘缸内因凝结水积累，则会大大增加烘缸的热阻，极大的降低干燥效率。（2）凝结水在烘缸内因随烘缸旋转而呈游动状态，车速高时会形成瀑布状态，这就极大增加纸机的功率消耗。如果达到形成水环的车速时，烘缸内凝结水环的形成和破坏，不仅导致功率消耗大大增加，而且使传动功率剧烈波动，极大影响纸机的正常运行。（3）烘缸内凝结水的存在会出现不规则的温差，这种温差可达几度甚至几十度，从而使产品造成干燥不匀，纸层卷面等纸病。这类干燥不匀等问常见于干燥部湿端。如果在这里发生了干燥不匀，则就很难在后工序予以校正。烘缸表面温差应控制在3℃以内为佳。（三）烘缸凝结水的排除装置烘缸内凝结水的有效排除是提高纸机的干燥能力和降低蒸汽消耗的重要因素之一。凝结水排除装置是利用蒸汽和排水管端的压差排走凝结水的机械装置。凝结水的排除装置有下面几种：1.戽斗式排水装置戽斗式排水装置如图6-13所示。戽斗是固定在烘缸内传动侧缸盖上，烘缸转动时，戽斗便在烘缸底部戽进凝结水，然后流入轴头内壁与供气管之间的环形空间排出。戽斗是用钢板焊接的，整体类似阿基米德螺线形，截面为方形。为了提高排水能力和排水的均匀性，一般多采用两个戽斗。在同一传动组的烘缸内，各缸内的戽斗在一瞬间所在位置应相互错开，使它们不同时戽斗，以减少传动功率的波动。戽斗式排水装置只能用于车速在300m/min以下的低速纸机上。当车速超过300m/min后，由于离心力作用，使凝结水抛离蜗形管，从而起不到排水作用。2.固定虹吸管式排水装置固定虹吸管式排水装置如图6-14所示。虹吸管的一端固定在蒸汽接头的壳体上，管口装有平头管帽，管帽与缸壁距离为2-3mm。虹吸管位置偏向烘缸转动方向一边约15°-20°角，偏角大小决定于缸内凝结水的数量。虹吸管直径为35-60mm。要得到排放凝结水的最好效能，必须把虹吸管的汲入端放置在凝结水最深部位，并尽可能接近烘缸的中心。固定虹吸管排水压差一般为19.6-29.4KPa.当车速较高、凝结水在缸内已形成水环时，凝结水的线速（Vk）接近于烘缸线速，因而凝结水产生速度压头，通过固定虹吸管压出到烘缸之外，所以车速越高，需要的排水压差越小。固定虹吸管式排水装置一般适应车速为300-550m/min。3.对固定式虹吸管式排水装置的改进一般固定式虹吸管常采用一根带圆弧的钢管，从烘缸一端侧端盖插入体内，一端与汽头相连，另一端悬在缸体内。运转时由于缸体与虹吸管有相对运动，往往因虹吸管圆弧尺寸加工精度不够而与端盖接触发生摩擦，时间长后把虹吸管磨破、磨断、破坏虹吸作用，使凝结水排不出去，影响传热和增加动耗。为了解决这一问题可采用下列两种方法：1.在虹吸管拐弯处采用钢丝软管结构，当虹吸管伸进缸体内后即靠自身重力自动向下弯曲。不仅解决了虹吸管磨损问题，且拆装方便。如图6-17所示。2.将虹吸管的弯管弯曲成60°角，在水平管和弯管之间增设一个垂直加强筋，如图6-17所示。这种加强筋可使垂直虹吸管的吸水端得到固定和稳定，使其挠曲和震动减小到最低值，使虹吸管与缸壁的间隙可以精确调节，从而增加纸机的干燥能力。4固定虹吸管和破坏凝结水水环形成装置结合使用。目前在车速超过400m/min以上纸机的烘缸中一般都采用典型的旋转虹吸管式排水装置排出凝结水。尽管经过仔细调整虹吸管与缸壁间隙，使其达到很小程度，能够有效的排出凝结水，但缸壁上仍有一层很薄的滞留层水环，产生相当大的热阻。另外，由于虹吸管随烘缸一起旋转，车速越高，凝结水受的离心力越大，从而造成排凝结水的压差迅速增加，如图6-18所示，当车速由600m/min提高到1200m/min时，排液压差则由45KPa提高到70KPa，不仅会造成大量的能量浪费，影响纸机的运行性能，甚至无法正常操作。所以在高速纸机上安装固定虹吸管与破坏凝结水环形成装置结合使用，来克服高速纸机凝结水在烘缸内形成水环而影响固定式虹吸管排水效果。（1）在烘缸内设置扰流棒（如图6-19）。扰流棒可使凝结水环产生振荡，棒的间距合适可以产生共振，从而可获得很强的湍动;同时，扰流棒还会将缸内壁分隔成许多开敞的格仓，凝结水被扰流棒导向成轴向流动进入缸端的环形槽内被固定虹吸管排出，不会连接成随缸旋转的水环。使用扰流棒和固定虹吸管排水装置与无扰流棒的旋转虹吸管排水装置相比，干燥能量可提高30%左右，在车速达到1270m/min时，排水压差不超过27.6kpa。所以在很多的高速纸机的烘缸中都设有扰流棒。扰流棒的规格为：高约60mm，宽约50mm，可用磁力固定在缸壁内。也可用弹性夹紧环固定。（2）在烘缸内壁上沿圆周加工出轴向的三角形沟槽，如图6-20所示。沟槽与轴向有一定倾斜角度，凝结水在表面张力作用下集中到沟槽里，沟槽的顶部便成为干燥传热面。当烘缸旋转时产生的离心力在沟槽与轴向斜面上的分力，使凝结水聚集在沟槽里。由于沿锥度斜面的轴向分力有使凝结水排出速度增大的效果。流到烘缸中间的沟槽中的凝结水可用固定虹吸管顺利排出。可提高干燥能力15%左右。5 用喷吹蒸汽和热泵配合使用使用旋转虹吸管式排水装置在车速比较高时，由于离心力的作用使排水的压差很大，造成排水困难。但是，如果允许蒸汽夹带凝结水从虹吸管中排出，就会大大降低排水的有效密度，使排水压差降低很多。这就是所谓的“喷吹蒸汽”。喷吹蒸汽还具有抽吸作用，对于排除凝结水仿佛提供了一个“运输机”。这时因为喷吹蒸汽在进入吸入端时有一个从零到很大数值的急剧加速，这种加速有助于把凝结水粉碎成小微粒，以雾状完全混合排出。另外，由于蒸汽不断的以雾状从烘缸内排出，会将烘缸中的不凝结气体、空气混同蒸汽以稀释状态被除掉，空气倾向于集聚在烘缸壁上，那正是虹吸管吸嘴的位置，当喷吹蒸汽通入虹吸管时，它随着气体迅速地从烘缸中排出掉。喷吹蒸汽在虹吸管内的最佳流速为23-46m/s，流速过高，会对虹吸管和轴颈产生汽蚀作用。喷吹蒸汽率（随凝结水排出未冷凝的蒸汽与进入烘缸蒸汽总流量的质量百分比）与纸机的车速、排水压差有关，如表6-1所示。车速越高，排水压差越高，需喷吹蒸汽率就越高，以保证凝结水适当排出。为了使喷吹蒸汽顺利通入虹吸管中，在虹吸管时可采用下述两种方法：（1）在虹吸管上开一个直径为6mm左右的气孔，如图：6-21使一部分蒸汽自该孔进入，蒸汽在虹吸管内加速流动，形成降压，吸引并带动管内凝结水迅速排出。（2）把虹吸管的吸水头的形状设计成喇叭状，使吸水口表面积大于水平管截面积的3.5倍左右，吸水口与缸壁间隙控制在2mm左右，吸口部流体通过量略小于水平管通过量，以增强吸水口蒸汽进入量和使凝结水雾化能力，降低混合物密度，从而达到提高排水能力。采用喷吹蒸汽法中有16%-27%的未凝结蒸汽进入汽水分离器中。这部分蒸汽必须充分利用，目前利用方法有两种：一是将从凝结水中分离出来的蒸汽用于低压区烘缸作为加热蒸汽，这就是多段通气。这种方法的主要缺点是各段烘缸相互依赖性大，不利于调节。第二种方法是目前高速纸机上广泛使用的方法—热泵法。热泵的结构如图6-22所示。其工作原理：高压蒸汽通过热泵内的喷嘴时，通过射流产生负压作用，把汽水分离器内的闪蒸汽抽吸上来，与高压蒸汽混合而“增压”后进入同一烘缸区，分离器的凝结水则通过管道排走。由于热泵对汽水分离器的负压作用，使烘缸排水压差增大，减少了烘缸排水阻力。由于烘缸排水较畅，提高了传热效率，降低汽耗25%左右，降低纸机动耗20%左右。另外，采用热泵后各段闪蒸汽各自回用，各段烘缸的进出汽压力可以完全独立控制，并可自由分配烘缸数，操作管理方便。完了!谢谢!