Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Сушильная часть бумагоделательной машины (БДМ) — наиболее энергоёмкий и протяжённый агрегат, обеспечивающий удаление остаточной влаги из бумажного полотна. После прессовой части полотно поступает с сухостью 40–50% (влажностью 50–60%) и высушивается до конечной влажности 5–7%, регламентированной стандартами на готовую продукцию.
На удаление воды путём испарения в сушильной части расходуется примерно в 5 раз больше энергии, чем на удаление такого же количества воды механическим отжимом в прессовой части. Поэтому повышение сухости полотна после прессов на каждый 1% снижает расход пара на сушку на 4–5% и является одним из главных направлений энергосбережения.
Основной элемент сушильной части — сушильный цилиндр (СЦ), представляющий собой полый чугунный или стальной барабан, обогреваемый изнутри насыщенным паром. Полотно прижимается к нагретой шлифованной поверхности цилиндра сушильной сеткой (сукном), охватывая примерно 2/3 окружности.
Цилиндры объединяются в группы по пароснабжению, что позволяет плавно повышать температуру в начальных группах, поддерживать максимальную в средних и снижать в завершающих. Последние 1–2 цилиндра часто выполняют роль холодильных — в них подаётся охлаждённая вода для снижения температуры полотна перед каландрированием.
Наибольшее распространение получила групповая (каскадная) схема пароснабжения с последовательным перепуском пара по группам цилиндров от высокого давления к низкому.
Свежий насыщенный пар от ТЭЦ подаётся в последнюю (досушивающую) группу цилиндров с наибольшим давлением. Паро-конденсатная смесь из этой группы поступает во влагоотделитель, где вторичный (пролётный) пар отделяется от конденсата и направляется в предыдущую группу с более низким давлением. Конденсат из влагоотделителей собирается и возвращается в деаэратор котельной.
Перепад давления между группами: обычно составляет 0,03–0,05 МПа. Поддержание требуемых перепадов обеспечивает устойчивое удаление конденсата из цилиндров и полное использование теплоты пара.
При вращении цилиндра с окружной скоростью менее 300–400 м/мин конденсат собирается в нижней части цилиндра. На скоростных машинах (более 400 м/мин) конденсат под действием центробежных сил прижимается к внутренней стенке цилиндра, образуя равномерное кольцо. Удаление конденсата производится стационарными сифонами или черпаками. Для интенсификации теплоотдачи применяются термопланки (турбуляторы), которые разрушают ламинарный слой конденсата и повышают коэффициент теплопередачи на 15–25%.
Сушильные сукна (на тихоходных машинах) или сушильные сетки (на быстроходных машинах) обеспечивают транспортировку бумажного полотна, плотный контакт с нагретой поверхностью цилиндров и предотвращение коробления.
На современных скоростных БДМ применяется одноярусное расположение сушильных цилиндров с единой верхней сеткой, что позволяет стабилизировать движение полотна, снизить число обрывов и повысить скорость машины.
Сушильная часть БДМ оборудуется закрытым вентиляционным колпаком, который выполняет несколько функций: удаление испарённой влаги из зоны сушки, подача горячего подогретого воздуха для интенсификации конвективного теплообмена и предотвращение конденсации влаги на конструкциях здания.
Отработанный влажный воздух, удаляемый из-под колпака, содержит значительное количество теплоты. Системы рекуперации тепла (теплообменники воздух-воздух или воздух-вода) позволяют утилизировать до 60–70% теплоты отводимого воздуха для нагрева приточного воздуха или технологической воды.
Сушильный цилиндр большого диаметра (от 3 до 6 м) с гладкой полированной поверхностью — основной элемент сушильной части машин для выработки бумаги односторонней гладкости (санитарно-гигиенические, билетные, этикеточные виды). Полотно плотно прилегает к поверхности Янки-цилиндра, снимаясь шабером. В сочетании с высокоскоростным воздушным колпаком (скорость сушки достигает 2000 м/мин) Янки-цилиндр обеспечивает компактную и эффективную сушку тонких видов бумаги.
ИК-излучатели (газовые или электрические) устанавливаются в начальных секциях сушильной части для ускоренного прогрева полотна или перед клеильным прессом для досушки после нанесения покрытия. ИК-сушка обеспечивает быстрый нагрев поверхностного слоя бумаги без непосредственного контакта.
Высокоскоростная обдувка бумажного полотна струями горячего воздуха (температура 200–400 °C, скорость 50–100 м/с) через сопла колпака скоростной сушки. Применяется в сочетании с Янки-цилиндром или как самостоятельный модуль для досушки покрытий и повышения производительности.
Сушильная часть потребляет 50–70% всей тепловой энергии БДМ. Основной показатель энергоэффективности — удельный расход пара на испарение 1 кг воды:
Исходные данные: производительность БДМ по воздушно-сухой бумаге Gб = 200 т/сут; влажность после прессов W1 = 55%; влажность готовой бумаги W2 = 6%.
Количество испаряемой воды:
Gисп = Gб × (W1 − W2) / (100 − W1) = 200 × (55 − 6) / (100 − 55) = 200 × 49 / 45 = 217,8 т/сут = 9,07 т/ч
Расход пара (при удельном расходе 1,5 кг/кг):
D = 1,5 × Gисп = 1,5 × 9,07 = 13,6 т/ч
Двухъярусное шахматное расположение обеспечивает поочерёдный контакт верхней и нижней стороны бумажного полотна с нагретой поверхностью, что способствует равномерной сушке обеих сторон листа и уменьшает скручиваемость готовой бумаги. Кроме того, такая компоновка позволяет разместить большое количество цилиндров в ограниченном пространстве машинного зала.
Каскадная (групповая) схема подразумевает последовательный перепуск пара от группы цилиндров с высоким давлением к группе с более низким давлением. Свежий пар подаётся в досушивающую группу, а вторичный (пролётный) пар, образующийся при дросселировании паро-конденсатной смеси во влагоотделителях, направляется в предыдущие группы. Это обеспечивает полное использование теплоты пара и снижение удельного расхода энергии.
Термопланки (турбулизаторы конденсата) — это продольные планки, закреплённые на внутренней поверхности сушильного цилиндра. При вращении цилиндра они разрушают ламинарный слой конденсата на стенке, создавая турбулентное течение. Это повышает коэффициент теплопередачи от пара к стенке на 15–25%, поскольку именно слой конденсата является основным термическим сопротивлением при передаче тепла от пара к бумажному полотну.
Закрытый вентиляционный колпак сушильной части выполняет несколько функций: удаление испарённой влаги из зоны сушки, подача горячего сухого воздуха для интенсификации конвективной сушки на участках свободного хода полотна между цилиндрами, поддержание стабильного температурно-влажностного режима и предотвращение конденсации влаги на конструкциях здания. Организованная подача горячего воздуха через колпак может повысить производительность сушильной части на 10%.
Янки-цилиндр — сушильный цилиндр большого диаметра (3–6 м), с гладкой полированной поверхностью, применяемый для производства бумаги односторонней гладкости (санитарно-гигиенические, тиссью-бумага). Бумажное полотно подаётся непосредственно с прессовой части на Янки-цилиндр, плотно прилегает к его поверхности и снимается крепированным шабером. В сочетании с высокоскоростным воздушным колпаком (Air Impingement) Янки-цилиндр обеспечивает скорость сушки до 2000 м/мин.
Последние 1–2 цилиндра сушильной части работают на охлаждённой воде и служат для снижения температуры бумажного полотна перед каландрированием и намоткой. Это необходимо для стабилизации влажности полотна: при высокой температуре бумага продолжает терять влагу, что может привести к пересушиванию и хрупкости. Охлаждение также способствует частичному поглощению влаги из окружающего воздуха, доводя влажность полотна до регламентированных 5–7%.
Удельный расход пара на испарение 1 кг воды из бумажного полотна составляет 1,5–2,5 кг пара без системы рекуперации тепла и 1,1–1,5 кг пара при наличии эффективной рекуперации тепла отводимого воздуха. Теоретический минимум — 1,0 кг пара на 1 кг испарённой воды (определяется теплотой парообразования). На практике расход пара на 1 тонну готовой бумаги составляет 1,5–3,0 т пара в зависимости от вида продукции, влажности после прессов и эффективности теплоутилизации.
1. Фляте Д. М. «Технология бумаги». М.: Лесная промышленность, 1988.
2. Шульман Г. З., Тверитина А. В. «Теория и конструкция бумагоделательных машин».
3. Иванов С. Н. «Технология бумаги». М.: Школа бумаги, 2006.
4. Смолин А. С. «Технология формования бумаги и картона». СПб.: СПбГТУРП.
5. Карлсон Г. и др. «Справочник бумажника». Пер. с фин. Т. 1–2.
6. Biermann C. J. «Handbook of Pulping and Papermaking». 2nd ed. Academic Press, 1996.
7. TAPPI Technical Information Sheets (TIS) — серия публикаций по сушке бумаги.
8. Техническая документация Valmet (OptiDry, OptiRun) по сушильным частям БДМ.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.