纸机高温封闭通风气罩工作原理及运行课件.ppt
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- 高温 封闭 通风 工作 原理 运行 课件
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1、1.湿空气:是指干空气和水蒸气的混合物,其特点在 于其中的一种组元蒸汽在一定条件下将发生集态的变化,即蒸汽凝结或蒸发。2.道尔顿分压定律:当混合气体中某一组元单独占有与混合物相同的容积,并处于与混合物相同的温度时,所呈现的气体压力称为该组元的分压力Pi;各组元分压力的和等于混合物气体压力P;组元组元1T,V,n1,P1组元组元2T,V,n2,P2组元组元3T,V,n3,P3混合物混合物T,V,n,P3.湿空气的参数湿空气的参数3.1绝对湿度v:指单位体积的湿空气中包含的水蒸气质量,即水蒸气的密度,其大小与湿空气的温度T和其中的水蒸气分压Pv相关。vv=f=f(T,PvT,Pv)3.2饱和空气:
2、在一定温度下,湿空气中水蒸气的分压力愈高,其绝对湿度愈大。但一定温度下水蒸气的分压力不可能超过某一值-Ps。当水蒸汽分压力达到Ps时,空气中的水蒸汽开始凝结,我们称Ps为该温度下的的饱和压力,此时的湿空气称为饱和空气。饱和空气具有该温度下最大的绝对湿度s。3.湿空气的参数湿空气的参数3.33.3相对湿度:相对湿度:u 定义:定义:湿空气的绝对湿度与该温度下饱和空气的绝对湿度比值称湿空气的绝对湿度与该温度下饱和空气的绝对湿度比值称为相对湿度,用符号为相对湿度,用符号表示,可以衡量空气的潮湿程度;表示,可以衡量空气的潮湿程度;=Pv=Pv/Ps/Ps。u 相对湿度的意义:相对湿度的意义:相对湿度值
3、在相对湿度值在0100%0100%的范围内。相对湿度越小,表示空气的范围内。相对湿度越小,表示空气中水蒸气距离饱和状态越远,空气吸收水分的能力越大,中水蒸气距离饱和状态越远,空气吸收水分的能力越大,即越干燥;相对湿度越大,表示空气中水蒸气距离饱和状即越干燥;相对湿度越大,表示空气中水蒸气距离饱和状态越近,空气吸收水分的能力越小,即空气越潮湿。饱和态越近,空气吸收水分的能力越小,即空气越潮湿。饱和空气的相对湿度为空气的相对湿度为100%100%,除非提高空气的温度,否则它不,除非提高空气的温度,否则它不能再吸收水分。能再吸收水分。3.湿空气的参数湿空气的参数3.4含湿量:湿空气中包含的水蒸气质量
4、mv与干空气 的质量ma之比称为含湿量,用符合d表示。含湿量表示单位质量的干空气中所携带的水蒸气质量。3.5露点温度:水蒸气分压力为Pv的未饱和湿空气,保持水蒸气分压力Pv不变,降低湿空气温度,当温度降低至Td时,水蒸气开始凝结,空气达到饱和状态,我们称Td为对应水蒸汽分压力为Pv的湿空气的露点温度。3.6干球温度和湿球温度 u 定义:如图,干球温度计为普通温度计,而湿球温度计的感测件被尾端浸入水中的洗液芯包裹。当湿空气流过干球温度计和湿球温度计时,干球温度计指示的是空气温度T,称为干球温度。湿球温度计指示的是洗液芯中水温度,称为湿球温度,用tw表示。3.6干球温度和湿球温度:干球温度和湿球温
5、度:u 含义:如果空气是未饱和空气,则洗液芯中的水将向空气中蒸发而使水温下降,空气与水出现温差导致空气向洗液芯中的水传热,从而阻止水温不断下降。如此,达到平衡时,湿球温度总是低于干球温度,但高于空气的露点温度。(为什么?)。如果空气是饱和的,那么水蒸发过程不会发生,从而传热过程也不会发生,这时干球温度等于湿球温度。因此,湿球温度总是不高于干球温度,且不低于露点温度。干球温度与湿球温度差越大,表示空气的不饱和程度越高,空气越干燥。通过测量湿空气的干湿球温度,可以计算其相对湿度和含湿量。概概 论论 纸机在运行过程中,于干燥部纸页中大量的水分被蒸发,散至环境空气中。如这部分水蒸气不能及时排出,则干燥
6、部环境空气湿度将逐渐增大,乃至饱和结露,因此,纸机干燥通风系统最初也是最基本的功能即是:及时排除干燥部的湿热空气,保证纸机正常干燥能力。随着造纸工艺的发展,纸机车速的不断提高以及纸页品质要求的不断提高,从纸机效率、生产能耗、产品质量等方面均对干燥部通风提出更高的要求。干燥部通风对整个纸机运行也具有越来越重要的作用。干燥部通风设施的发展干燥部通风设施的发展 1、最初的通风设施:利用厂房环境的自然通风,即纸页散发出的水蒸气直接进入厂房空间,通过厂房自然排风排至室外。湿空气湿空气 湿空气湿空气 水蒸气水蒸气烘烘 缸缸2、开放式顶盖气罩:最简单的一种气罩形式,即在干燥部上方安装一个顶盖和不封闭的侧板,
7、将纸机与厂房简单分隔,干燥部散发的水蒸气被集中在气罩内通过风机排出。特点:A.因为不封闭,泄露是主要问题-干燥部湿热空气可散发至厂房内,同时厂房内冷空气可进入气罩内。B.为捕集水汽和防止冷凝,排气量大。一般此类气罩排气含湿量在0.040.07kg.H2o/kg.d.a,每蒸发1kg水约需13kg干空气;C.排气温度低,热回收经济性差,一般不做热回收装置。厂厂 房房排风机 湿空气 气罩气罩 水蒸气 冷空气 冷空气运行层 纸机支架烘烘 缸缸开放式顶盖气罩图开放式顶盖气罩图3、封闭式顶盖气罩:气罩由操作层以上的一个保温密闭罩和干燥部下部不保温的密封底板组成。操作层保温密闭罩前侧采用提升屏,后侧采用移
8、动屏作为干燥部进出口。气罩将纸机和厂房分隔开来,理论上厂房内空气无法进入纸机内部,因此,气罩内除配置排风装置外,还需要专门的送风装置。特点:A.纸机排气湿度0.10.17kg.H2O/kg.d.a,干球温度8085C,湿球温度5962C。每蒸发1kg水约排出干空气710kg,比开放式气罩降低约3045%;B流经气罩的空气流量降低,从而减小空气流动对纸页运行的影响;C因排气温度高,可设置经济的热回收装置,其回收热量一般用于预热气罩供风、加热生产用水和加热建筑物补充空气;封闭式顶盖气罩封闭式顶盖气罩排 风 管 道热 回 收 装 置排 风 机纸 机 机 架传 动 侧 移 动 门气 罩 供 风 管底
9、层 封 闭 墙操 作 侧 提 升 门上 部 气 罩集 气 箱烘 缸不同气罩纸机能耗对比不同气罩纸机能耗对比 能耗消耗项能耗消耗项开放式气罩开放式气罩一般封闭气罩一般封闭气罩高湿度封闭气罩高湿度封闭气罩烘缸加热273626752688袋通风和通风527435314室内空气加热579170100无热回收能耗384232803102热回收热量39518992048有热回收能耗344713811054与开放式气罩相比,封闭式气罩具有更低的能耗。能耗最大的差别来自室内空气加热和热回收部分。如果热回收装置不能正常投用,则封闭气罩的绝大部分优势则无法发挥。1 气罩气罩1.11.1组成与结构组成与结构n操作层
10、以上保温密闭罩,配置上部集气箱、操作操作层以上保温密闭罩,配置上部集气箱、操作侧提升屏、传动侧滑动屏、换辊活动门和照明、侧提升屏、传动侧滑动屏、换辊活动门和照明、消防设施;消防设施;n下部不保温密闭板,配置相应的进出门;下部不保温密闭板,配置相应的进出门;1.21.2功能功能n捕集干燥部水汽并将其排出纸机和厂房;n避免气罩上部湿热空气散发至厂房内、下部厂房内冷空气进入气罩;n减少气罩上部向室内的散热量,保证气罩内较高的环境温度;n保证气罩内不结露滴水;n合理组织气罩内空气流动,特别是纸机纵向空气调节,保证纸机各部位干燥需求;n保证纸机正常操作调整和维修便捷;1.31.3结构要求结构要求n整个气
11、罩应具有良好的密封性;n上部气罩具有良好的保温性能;n气罩集气箱必须沿纸机纵向具有空气调整能力;n有合理的操作和维修空间、进出通道;2.气罩排风装置气罩排风装置2.12.1组成和结构:组成和结构:排风机和风道;2.22.2功能:功能:为气罩内湿热空气排出提高流动通道和驱动力;2.32.3结构要求:结构要求:u 风机性能应满足纸机排出湿热空气量和流动阻力值;u 风道具有良好的密封性和保温性;u 耐腐蚀性;3.气罩送风装置气罩送风装置3.13.1组成与结构:组成与结构:由送风机、加热器、风道等组成;3.23.2功能:功能:向干燥部送入热风以平衡气罩排出的风量或满足纸机工艺用风量,避免气罩内产生结露
12、冷凝现象和纸机抄造性能;3.33.3结构要求:结构要求:u 风机性能必须满足平衡气罩排风所需风量或纸机工艺用风量,并克服风道及补风设施阻力;u 加热器换热面积及换热系数满足气罩所需送风温度;u 设置合理的空气净化设施,以保证纸机内部清洁;u 风道具有良好的密封性、保温性和调节性;4.袋通风装置袋通风装置 4.1 毯辊:自然袋通风毯辊:自然袋通风 毯 辊烘 缸烘 缸烘 缸袋 区u自然袋通风装置工作原理自然袋通风装置工作原理 如上图,随着干毯的移动,干毯挾着大量附着在其界面层上的空气,在毯辊与干毯汇聚区形成一个正压区,该正压区气流强制穿过干毯并进入袋区。在毯辊的出口侧,随着干毯离开毯辊而形成一个负
13、压区,以及随着干毯接触到下一个烘缸而形成一个正压区,空气在压差作用下被驱除袋区。这是一种由毯辊几何布置所形成的自然形态的袋通风,其空气流通量受纸机车速、干毯透气度和毯辊位置影响。u自然袋通风装置功能与特点自然袋通风装置功能与特点功能:能够提高干燥能力-与无袋通风相比提高约20%,并使横幅水分更为均一;特点:这种袋通风抽吸入袋区的空气是气罩内的湿空气,流通空气量运行中无法控制,受干毯透气度影响,干毯透气度过高则将过量空气抽吸入袋区,使袋区产生“过压”,空气自纸机两端逸出,使纸页产生抖动;干毯透气度过低则袋区空气流动量不足,造成袋区中心部位空气湿度过高,降 低了干燥能力;因此,自然袋通风系统必须与
14、干毯协调运作;4.2 袋通风箱和喷嘴:强制袋通风袋通风箱和喷嘴:强制袋通风 毯辊袋区送风箱烘缸烘缸控制界面层气流的逆向空气u强制袋通风装置工作原理强制袋通风装置工作原理 如上图,风箱上面的喷嘴用来阻挡干毯界面层带来的湿热空气,下面的喷嘴则阻挡被毯辊吸引过来的空气。在风嘴之间形成一个正压区,该压力区在受控的情况下将准确数量的干热空气送入袋区,湿空气则通过自然抽吸作用从袋区排出。送入袋区的是干热空气而非气罩内湿热空气;u强制袋通风装置功能强制袋通风装置功能n 平衡和控制进出袋区的空气流量:平衡和控制进出袋区的空气流量:袋区要求吸入和压出的空气量相等,如果不等,则袋区将产生轴向空气流。轴向空气流使纸
15、页产生抖动,易断纸和产生纸病;另外,当吸入空气量低于压出空气量时,由于边缘部位进口空气流动,导致边部纸页水分偏低,中心部位的湿度则较高;高速袋通风装置可准确的控制袋区送风量,保证袋区的平衡,尽量避免袋区的轴向空气流动,从而保证最低的纸页抖动。n使袋区湿度低而均一:使袋区湿度低而均一:强制袋通风送入袋区的是干空气而非气罩内湿空气,能够控制低而均一的袋区湿度;低而均一的袋区湿度可大大提高纸机的干燥速率,且有助于获得均一的横幅水分分布。一般在烘缸压力低于2bar时,袋区湿度控制在0.18kg.H2O/kg.d.a,在较高压力时可为0.20 kg.H2O/kg.d.a,且横向波动不超过10%;该数值与
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