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文章来源: 大指装备       发布时间:2019-05-17

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江河纸业PM2纸机是上世纪五六十年代原产于欧洲的一台纸机生产线,上世纪九十年代由天津某造纸厂从国外引进。该纸机幅宽3270mm,原设计车速300-350m/min,2006年,这台旧生产线被拆除运到江河纸业后,经过江河人的检修和改进又重新焕发了青春。该纸机在生产38-80g/㎡无碳复写纸原纸,运行车速达到800m/min,各项性能指标和原纸机相比都上升了一个新的台阶。当年这台旧纸机升级改造成功的案例曾引起了业内同行的广泛关注。


1、改造原因


经过十多年的运行,这台纸机的部分零部件出现老化。另外,随着时代的变迁,设计理念也在不断地进步,虽然车速和成纸质量仍然非常稳定,但能耗和经济指标越来越受到关注。2017年底,江河纸业委托其全资子公司河南大指造纸装备集成工程有限公司(以下简称“大指公司”)对这台纸机进行全面升级,升级的核心是:节能改造。升级改造主要包含以下内容。


2、升级改造内容

?江河纸业全资子公司全面升级PM2纸机,核心是节能改造


图1 改造示意图


2.1、网部改造


网部改造主要内容有两方面,一是流浆箱升级改造。将旧的流浆箱更换为大指公司全新理念设计制造的Integra-Jet系列的稀释水流浆箱。二是顶网升级改造,将原来带倒挂箱的Bel Bond顶网成形器改进为大指Integra-Form型顶网成形器,这两项改造在先前已经完成。经过改造,纸的匀度得到了进一步提高,能耗也有了大幅度降低。


2.2、Integra-Mini Shoe应用于压榨改造


压榨部原设计的结构是真空吸移,三辊两压加正压,压榨辊传动总装机功率790kW,纸页出压榨干度一般是43-46%。此次升级改造压榨部的重点项目是采用靴式压榨。


靴式压榨由于线压高,压区宽,纸页干度高,是当今世界上公认的效率最高、最先进的压榨方式,且比压小,因此使湿纸页出压榨干度高的同时,可以有较好的松厚度指标。通常靴压设计线压力为800-1300KN/M,而靴板宽度为200-280mm,我们称这样的靴压为“标准靴压”。但标准靴压多数随成套纸机配置,又由于受辊重量、压榨空间、设备成本等因素的限制,标准靴压并不适用于本次压榨部改造。


为克服上述受限因素,在标准靴压研发及使用经验基础上(大指公司自2012年为江河纸业PM6机提供了国内首台幅宽5600mm,设计车速1400m/min靴式压榨成功运行后,一直致力于靴式压榨的研究和推广工作),推出Integra-MiniShoe系列,即“迷你靴压”。迷你靴压设计线压力为300-700KN/M,而靴板宽度为80-180mm,靴辊直径1250mm、1100mm、750mm 。

?江河纸业全资子公司全面升级PM2纸机,核心是节能改造

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基于PM2纸机实际情况,降低改造成本和运行费用,大指公司此次为PM2纸机设计的靴压结构参数为:设计线压650kN/m,压宽150mm,最大设计比压比压4.3MPa,改造后设计车速为900m/min。靴辊直径为1250mm,配对背辊为直径1500mm的普通压榨辊。用这种普通结构的压榨辊作配对背辊,与辊筒内带液压加载单的配对背辊相比,在保证使用性能的前提下成本能降低80%以上。由于迷你靴压设计线压低于标准靴压,所以,与常规靴式压榨相比,靴套、毛布、密封等易损件的使用寿命大幅度延长,使得运行成本大大降低。改造后压榨部的结构为真空吸移,三辊两压区,即真空预压加靴式压榨的方式,压榨辊传动总装机功率为650kW,比改造前降低18%。

?江河纸业全资子公司全面升级PM2纸机,核心是节能改造

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2.3、干燥部改造


干燥部原来采用的是铸铁机架,传动侧机架为齿箱结构,里面装有齿轮,用于烘缸的传动。改造时更换了所有的机架,传动改进为大指最新设计理念的导辊传动。传统的齿箱传动每组烘缸有一个动力输入点,电机通过减速机、传动轴将动力输送给齿箱传动的主动轴,主动轴通过齿箱中的齿轮带动四个烘缸转动,这四个烘缸被称为主动烘缸,四个主动烘缸通过干网再带动整个烘缸组的所有烘缸和导辊转动。由于四个主动烘缸由一组齿数相同的齿轮传动,所以转速相同。而四个烘缸由于加工误差,直径不完全相同,会存在一定的误差。转速相同,直径不同使得四个主动烘缸的表面线速度会有一定的差别。这样干网在四个表面线速度不同的主动烘缸牵引下就会产生内耗,使传动输入功率增高,能耗增加。另外,由于齿轮之间存在有间隙,纸机在高速运转时会产生较高的噪音。并且由于传动装置零部件太多,结构紧凑,造成维修的难度增加,检测维护的工作量非常大。


大指公司之前在其它低速纸机项目上,在干燥部采用导辊传动的方法,解决上述传统传动的缺陷取得了一定的经验。为了降低能耗,经研究决定在本次改造项目上,继续采用导辊传动,尝试导辊传动在高速纸机上的应用,以便于积累更多的数据,总结经验教训,为导辊传动这种创新结构的推广奠定基础。


导辊传动一般是在一条干网设置两到三个传动点,也就是有两三根干网导辊作为传动导辊。一般一个双排烘缸组如果有8-10 个烘缸,上下排各有4-5个烘缸,一般每排有两根传动导辊就可以了。传动导辊使用交流变频电机驱动。车速较低时电机通过减速机和传动轴驱动导辊传动,车速较高时可以不使用减速机,电机通过传动轴直接驱动导辊转动。当一组干网中有多根传动导辊时,其中一根导辊的电机采用速度控制,其它电机按照负荷分配进行控制,这样就解决了各传动导辊之间的内耗问题,使传动更加稳定,有效地提高了传动效率,并且减少了振动和噪音。另外,由于取消了传动齿箱,简化了传动配置,传动部件的故障明显减少,维修维护费用和工时大幅度降低。


江河PM2纸机改造后,前干燥烘缸共分为四组,其中第一组为单挂布置,共有三个传动点,分别设置在最后一根导网辊和第三第五个下排沟纹缸位置,三个传动点均为单点传动。第二、三、四组烘缸为双排布置,共有六组干网,每组干网各有两个传动点,均采用交流变频电机通过万向传动轴直接驱动干网导辊转动,即所述的导辊传动方式。总装机容量与改造前相比降低了40%。


2.4、其他部分改造


对膜转移施胶机、气浮干燥箱、可控中高软压光机等单体设备,按照最新的设计理念进行了相应的优化改进。


3、改造结果


本次是江河二号机自2006年安装运行以来规模最大的一次改造,本次改造的主要目的是节能降耗,同时更新年久失修,老化变形的旧的部件。


本次纸机升级改造自2017年3月份停机开始,历时五个月,于2017年8月20号开始联机调试,到8月28号车速稳定达到800m/min。靴压线压在600kN/m时纸页出压榨部干度达到49%;与改造前相比,综合蒸汽消耗降低20%,相同车速下,纸机噪音与改造前相比,降低了20-30%,纸页的松厚度也有了明显的提高。


至2018年8月份,通过对江河PM2改造后投入运行10个月来的能耗监测进行计算显示,将消耗的电力、蒸汽、清水等按照当量值折标准煤,生产无碳复写纸的吨纸综合能耗为254.3kgce/t。而同等幅宽、车速的其它纸机,生产相同纸种时吨纸综合能耗一般为300-330kgce/t。所以,改造后的江河PM2纸机,与常规配置的纸机相比综合能耗降低约20%。


经过一年的实际运行证明,升级改造后的纸机运行稳定,节能效果明显,达到了改造的预期目标。同时大指公司在靴式压榨、干燥部导辊传动等方面也积累了更多的经验,为将这两项技术推向市场奠定了更加坚实的基础。

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