造纸过程中纸张纵向定量变化的原因分析

造纸过程中纸张纵向定量变化的原因 造纸过程中纸张纵向定量变化的原因分析 王松锋宋海农陈思益吴守耀蒙广全 (1.广西大学造纸科学研究所,南宁,530004;2.南宁糖业股份有限公司蒲庙造纸厂, 南宁,530200) 摘要:在造纸企业的生产过程中,纸张的纵向定量可谓是最难控制的对象之一,它 也是造纸过程中最重要的控制 因素.本文通过对影响纵向定量的各方面因素进行较为系统的和分析,藉此为 解决定量不稳定的问题提供参 考,有助于稳定生产过程中的纸张定量. 关键词:造纸;纵向定量;控制 纸张的定量(baseweight)是单位面积纸张的质 量,它是造纸过程中最主要的控制对象.国内从二 十世纪六十年代就开始引进定量的计算机控制系 统,从"定量水分计算机控制系统"(BMS)发展为 "抄纸定量控制系统"(QCS),再发展到多层神经网 络PID控制系统,控制系统逐渐向现场总线(FCS) 过渡.然而,至今大多造纸企业在现场控制纸张 定量方面仍具有相当的困难.这是由于造纸过程相 当复杂,影响纸张定量分布的因素很多,不是任何一 套计算机控制系统所能全面调整的. 一 般来说,纸张的定量分布有三种变化成分:纵 向分布(沿纸机纵向,随时间变化),横向分布(沿机 器横向,随横向位置变化)和随机分布.而纸张定 量的纵向分布不但是最主要的控制对象,而且也是 最难控制的对象之一.本文对不同的生产系统中, 可能影响纸张定量纵向分布的相关因素进行了简单 而系统的初步总结,并对其中一些重要的影响因素 进行了剖析,希望能为解决实际生产中类似的问题 提供参考. 影响纸张定量纵向分布的因素主要有以下几 种: 1.网下白水的浓度变化.一般来说,造纸车间 的浆料稀释用水,浆板和损纸碎解用水,浓度调节用 水使用的几乎都是白水,网下白水浓度的波动将会 导致这些浆浓的改变,从而影响纸张纵向定量的稳 定性. 2.成浆池的液位不稳定.成浆池的液位不稳 定时,会引起抽浆泵的人口处压力上下波动和搅拌 不均匀等问题,引起浆泵泵出的浆量不稳定,从而导 致成纸纵向定量的变化. 3.浓度调节器的稀释水阀未能正常工作.对 装有纸浆浓度调节器的生产系统而言,稀释水阀可 能会由于开机和停机而被浆料完全或部分堵塞,所 以当频繁开机和停机时,有必要检查稀释水阀是否 完全畅通.如果稀释水阀不完全畅通,会导致稀释 水流的压力和流量不稳定,以至于影响最后的成纸 的纵向定量. 4.浓度调节器工作不稳定.浓度调节器工作 不稳定导致供浆箱压头不稳定,从而产生不稳定的 浆流进而影响纸张的纵向定量.导致浓度调节器工 作不正常的原因常常是浆泵不同程度的被堵塞,通 常在开机停机时要检查泵的部件,另外排出浆泵中 的空气也非常重要.影响浓度调节器正常工作的另 一 个潜在因素是,当各个浓度调节器使用的时间长 了以后会逐渐变得不准确,这时候各个部分的浓度 调节器工作状态不一致,以至于纸料的浓度被错误 的指示和调节,而不能正确地指导和控制生产,这时 就需要对浓度调节器进行校准. 5.定量阀工作不正常.定量阀不能正常工作, 导致纸机的浆流间歇流动.定量阀是调节定量的核 心部位,因此,特别注意的是定量阀在每次开机之前 都要确认没有问题,否则生产出来的成纸定量就一 定不合格. 6.高位箱的管路不合理.有些造纸企业 生产流程中,高位箱向下通向往混合池的管路很长 或者过于弯曲,每次停机后,管路里会存有大量空 气,开机时,这些空气压入混合池内,使浆料内混入 空气,造成流量波动,从而使纸张的纵向定量经常发 生较大幅度的变化. 7.冲浆泵送浆不稳定.导致冲浆泵送浆不稳 定的原因通常有两种:一种可能是冲浆泵里有空气 或者是冲浆泵有泄漏现象,另外则可能是泵的驱动 作者简介:王松锋,男,硕士研究生,主要从事光电协同漂白方向的研究. PaperScience&Technology2005Vo1.24No.341 问题.冲浆泵是用来使成浆池来的浆料和白水进行 混合的,并将稀释的浆料送向流浆箱.一般来说,冲 浆泵的压头比供浆系统所需的最大压头高50%.因 此,冲浆泵的稳定与否对成纸纵向定量的影响非常 大. 8.纸机成形部低真空脱水元件下的白水池液 位不稳定.这个因素对纸张纵向定量的影响非常 大,因为成形部低真空脱水元件使用的真空度相对 真空吸水箱来说很低,但是脱水量却是很 于后面的 大的,因此真空度微小的变化对纵向定量的影响也 就很大,液位的不稳定会迅速导致真空度的改变,从 而影响了纵向定量的变化.然而出现这种问题的原 因也非常多,通常可以从以下几个方面着手:(1)网 下白水池液位不稳定,(2)二段离心除渣器泵压不 稳定,(3)一段除渣器顶部真空的泄漏,(4)一段除 渣器喷淋水及其排渣部的问题. 9.喷淋系统的白水浓度不稳定.造纸厂所用 的喷淋水通常是纤维回收装置处理过的低浓澄清造 纸白水.纸机的喷淋装置很多,各个部分喷淋水的 用量很大,在使用澄清白水时,特别注意的是澄清白 水的悬浮物含量要符合不同喷淋位置的用水要求, 并且要控制这些位置的白水浓度处于一种稳定的状 态.才能保证纸张纵向定量处于一种稳定状态.l0.流浆箱压头不稳定.不论是开放式流浆箱 还是封闭式流浆箱,流浆箱的压头都与其液面高低 和气垫压力有直接的关系,而压头必须使堰口喷出 的浆流的速度与网速保持一定的比值,因此,压头的 不稳定会导致浆速与网速的比值的变化即喷浆量的 波动,纵向定量也就会随之波动.尤其是在生产特 种纸或由于其它原因车速需要降低时,喷浆速度也 同样要变小,流浆箱压头的不稳定影响喷射纸料速 度的比例就变大,就更容易引起纸页出现厚薄不一, 定量分布不均匀的现象.影响流浆箱压头不稳定的 因素有很多,如果其它外部条件工作正常的情况下 就应当检查一下是否是液位控制器发生了故障. 11.压力筛的工作能力不够.一般来说,相对 冲浆泵的工作能力而言,压力筛的工作能力较弱时, 压力筛因过快的运转而发生振动,这种振动产生的 弹性波(压力波)传递给供浆系统,通过供浆系统可 以一直传到流浆箱的喷El还不减弱,由压力变化转 换为流速波动时,网上的纵向定量就会随之发生变 动. 2.匀浆辊或者流浆箱的其它整流元件的速度 l 起伏.匀浆辊或者其它整流元件是靠浆流通过时产 42 生强烈的小涡流和引起压头损失形成微湍流状态来 控制浆流的.整流元件的速度过低,可能会导致纤 维重新絮聚和沉积;相反,过高的速度会产生横流, 偏流,交错流,严重时会产生大湍动度漩涡.这些都 可能是导致纵向定量不均匀的因素J. l3.真空吸水箱吸水不均匀导致水线变化.如 果个别吸水箱的工作不稳定,出现不平衡情况,引起 真空吸水箱的真空度发生变动,会造成纸幅纵向定 量不均匀和断纸的情况.众所周知.竖管下面的白 水池,有时也叫封闭坑,阻隔了空气的流人,根据管 内保持真空度的水柱高度(H)的稳定与否可以知道 真空吸水箱的工作是否正常.如果真空度不稳定 时,首先需要调整的是真空泵的真空度.如果不能 奏效,真空度过低时可用总管的阀门调节吸引的风 量.如果真空度过高引起真空泵过载时,可以适当 地调整总管后的抽气阀.如果其它一切外部条件都 正常,真空吸水箱仍然不能正常工作,这就是真空吸 水箱箱体本身的毛病了. l4.伏辊的牵引力变化.由于牵引力的变化会 导致网速的变化,因此纵向定量也随着变化.引起 这种变化的一般原因通常是由网子太松或者真空吸 水箱的高真空度引起的,采取的措施一般是紧网防 滑,并减少真空吸水箱的真空度.然而,如果这一切 都不能起到明显的作用时,就要考虑真空伏辊内部 的吸引作用了.有时为了避免真空伏辊在纸页上留 下孔痕,所开的孔眼会少一些,有效面积也就小了, 壳外表面的螺旋形孔开孔率过低,开孔面积过小时, 真空吸引的面积也减少,在牵引造纸网时就难以得 到所需的张力.另外,还有可能是真空箱与辊壳之 间的封闭不充分时,也得不到所需要的真空度,从而 得不到所需要的牵引力. 15.网下白水池的液位变化.当定量稳定时, 液位应该是稳定的,白水回流或者流人的速度应为 一 个固定的某个数值范围,在这个范围内能够防止 沉降或者混入空气.冲浆泵人VI处白水槽的下降速 度也要控制在一个很小的范围内,就不至于阻碍气 泡的上升.然而当流速过快时,引起剧烈的湍流,白 水池液面会发生波动,这些负面因素都会影响纸张 纵向定量的稳定. l6.压榨部真空度,牵引力的变化有时也会间 接地导致成纸纵向定量的变化. l7.纸机传动部位的皮带打滑导致成纸纵向定 量的波动.这时一般要张紧皮带,如果张紧皮带也 未能达到所需的要求,则需要对皮(下转第48页) 《造纸科学与技术》2005年第24卷第3期 ProgressinGraftModificationofLigninandtheApplication XuQinglin (TianjinUniversityofScienceandTechnology,Tianjin,300222) Abstract:Graftmodificationofligninswasintroduced,statusoftheirapplicationwasfocused oninthispaper.The modifiedproductsareusedextensivelyasflocculants,dispersant,sandysoilstabilizers,oildi splacementagent, surfactantanddrillingfluidadditives. Keywords:lignins;grmodification;flocculants;dispersant;sandysoilstabilizers;oildisplac ementagent;sur- factant;drillingfluidadditives (上接第42页) 带进行刻石. 18.助留剂在纸料中的分布不均匀也是导致纸 张纵向定量变化的因素,应该根据实际情况调整助 留剂的加入量,加入点以及加入状态,以便在保证成 纸质量的前提下获得最好的助留助滤效果. 19.填料加入量的波动必然会引起纸张纵向定 操作人员需要控制三个方面的因素: 量的变化. (1)在除渣器后面连续加入填料时,填料加入量及 流速不稳定,或加填料的设备出了故障,都会直接影 响定量的波动.(2)损纸浆含有较多的细小纤维或 填料,如果损纸加入的配比发生变化,对成纸定量也 会产生不利的影响.(3)填料如果长时间在同一循 环中,其浓度会逐渐增加,出现沉积,必然会导致纵 向定量的变化. 2O.损纸对定量变化的影响.纸机运转正常的 情况下,损纸经过充分的离解,按一定的浓度和游离 度,以稳定的流量向成浆池流送.然而,通常情况 下,损纸经过水力碎解机和高速精浆机连续疏解后 进行调浆,其浓度不仅不稳定而且通常情况下会 偏低.如果纸张频繁断头或者其它原因引起损纸过 多,都会引起成浆池浓度过低,从而导致成纸纵向定 量必然偏低,并且这是个恶性循环,纵向定量会越来 越低.补救的措施是添设浓缩设备,在操作上尽可 能提高损纸浆的浓度,使其接近成浆的浓度,严格控 制洗网水进入损纸池中. 需要指出的是,在上述影响纸张纵向定量分布 的因素中,有些也是影响纸张定量横向分布和随机 分布的因素.在实际生产中,通过对以上因素进行 良好的分析和适当的控制,可以有效地稳定纸张定 量,提高产品质量,降低能源和原料消耗,从而获得 明显的经济效益. 参考文献 [1】郑小霞,常易康,张志秀.论纸张定量水分控制的发展.湖北 造纸.2002,3:21—22 [2】任利宏,朱博.高位箱管路结构对成纸定量波动的影响.西南 造纸,2002,3:33—34 [3】[日本]纸浆造纸技术协会.纸的抄造.北京:中国轻工业出版 社.1989.100—110 AnalysisofVariationofMDBasisWeightinPapermakingProcess WangSongfengSongHainongChenSiyiWuShouyaoMengGuangquan (1.PulpandPaperInstituteofScience,GuangxiUniversity,Nanning,530004; (2.PumiaoPaperMillofNanningSugarManufacturingCo.Ltd,Nanning,530200) Abstract::MDbasisweightisoneofthemostimportantcontrollableobjectsanditisalsothem ostdifficultfactors tocontro1.Inthispaper,thefactorsofaffectingMDbasisweightandthereasonsofcausingitsv ariationaresum' marizedandanalysedSOastoprouidereferenceofMDbasisweightcontro1. Keywords:papermaking;MDbaseweight;control 48《造纸科学与技术》2005年第24卷第3期