高速衛生紙機靴式壓榨系統簡介

朱光云 漯河銀鴿生活紙產有限公司

高速衛生紙機靴式壓榨系統簡介

Tissue Paper Machine Shoe Press System

朱光云 漯河銀鴿生活紙產有限公司

本文從靴式壓榨的概念、NipcoFlex T靴式壓榨的結構、工作流程和生產實踐等方面介紹了高速衛生紙機靴式壓榨系統。

隨著生活用紙行業的快速發展，大型高速衛生紙機越來越受到人們的青睞。衛生紙機車速的提升，對壓榨部脫水效果有著更高的要求。靴式壓榨的應用大大改善了衛生紙機在高速運行條件下的脫水性能[1]。漯河銀鴿生活紙產有限公司引進的福伊特公司高速衛生紙機，該紙機配有最新技術的NipcoFlex T靴式壓榨系統[2]，本文就該靴壓系統的結構、工作流程和生產實踐相關問題進行介紹，以供參考。

1 靴式壓榨

靴式壓榨技術用于生活用紙的生產是最新的發展技術之一[3]。靴式壓榨是將線接觸下的瞬時窄壓區動態脫水，改為面接觸下的長時間寬壓區靜態脫水，其形狀與相對的壓輥(揚克烘缸)配合形成一個很寬的壓區，是一種寬壓區壓榨。與傳統壓榨相比，靴式壓榨的壓區為傳統壓區的數倍，在相同的車速條件下，紙幅在靴式壓區的停留時間為傳統壓區的數倍，允許產生脫水的時間較長，所以出壓榨紙幅的干度得以提高，松厚度得以保持。同時，靴式壓榨可以獲得較高線壓力，大大高于傳統的輥壓線壓力，紙幅脫水均勻一致，生活用紙起皺質量好，紙幅回濕減少。所以，靴式壓榨有助于提高紙幅脫水效率，更有利于紙幅的固化，使紙幅在干燥之前獲得更好的強度和松厚度，從而使壓榨部獲得更好的運行性能，并且紙幅中含水量減少，也大大節省了蒸汽或天然氣消耗。

圖1 NipcoFlex T靴式壓榨結構圖

2 NipcoFlex T靴壓結構

NipcoFlex T靴式壓榨屬于一種單懸掛式靴壓，主要由靴輥、載荷鎖緊及一些輔助元件組成（見圖1）。其中，靴輥主要部件有靴板、旋轉頭、橫梁、軸承座等（見圖2），靴輥外套裝軟性材料為靴套（見圖3）。

圖2 NipcoFlex T靴式壓榨靴輥橫截面

圖3 NipcoFlex T靴式壓榨靴套

圖4 NipcoFlex T 靴式壓榨系統MCS畫面

整個靴輥本身沒有驅動裝置，靴輥的輥芯（靴板）靜止而非旋轉，靴輥外套裝的靴套為旋轉部件，靴套通過壓板安裝在輥芯兩端的特制軸承上。靴板為靴式壓榨的核心部分，固定在靴輥內部的梁上，在油囊的作用下靴板向背壓輥（揚克烘缸）施加壓力。靴套內部的液壓油在靴板和靴套之間產生一層高壓油膜，并在高壓油膜靜力學和流體動力學的作用下，支撐、潤滑及冷卻靴板和靴套。

靴套主要由具有較好抗酸堿性能的聚酰胺和聚亞胺酯組成，靴套表面一般都會設計溝紋形狀。靴套的關鍵指標有靴套厚度、溝紋寬度、溝紋間距、溝紋深度、開孔率和容水空間。當然，靴套材質和制造工藝也是影響靴套使用壽命的主要關鍵指標之一[4]。

2.1 工作流程

NipcoFlex T靴式壓榨系統機械控制系統（MCS）畫面如圖4所示。在該靴式壓榨系統中，通過設定線壓力（Nip）和靴板斜度（Tilt）來控制靴壓進出的線壓力（Inlet／Outlet Force），繼而設定靴壓油囊的壓力（Inlet／Outlet Pressure），向靴壓油路比例閥K36發出執行命令，控制實際靴壓油囊壓力，油囊的形變可通過沖程來體現。該靴式壓榨系統主要有“充油”、“升溫”、“液壓系統開啟”、“鎖緊”、“閉合”和“加載”6個工作流程，具體如下。

充油（Oil Filling up）：當新靴套裝進靴輥后，靴壓內沒有油，需要對靴壓系統進行充油操作。充油過程在給定指令后可自動完成，顯示“充油完成”。

升溫（Oil Warming up）：液壓油的溫度對靴壓系統至關重要，系統設置有溫度保護，系統開啟前要經過液壓油升溫過程，達到設定條件后，方可開啟液壓系統。

液壓系統開啟（Hydraulic System Start）：升溫完畢后，需開啟“鼓風機”、“液壓油泵”，開啟液壓系統，K48閥門打開。

鎖緊（Lock）：在懸臂液壓缸的作用下，靴壓輥向烘缸方向提升，固定在機架上的鎖緊結構將靴壓輥鎖住。此時靴壓輥與烘缸有一定間隙，并未接觸。

閉合（Close）：當車速達到500m／min以后，其他運行條件滿足后可進行“靴壓閉合”操作，K54-Y01和K54-Y02閥門打開，K59閥門打開，開始少量進油。此時靴壓輥已緊緊地壓在烘缸上。

加載（Load）：加載條件滿足后(靴壓進出口壓力差控制)，可進行“靴壓加載”操作，K15-Y01閥門打開，K54-Y01閥門關閉；K15-Y02／Y03閥門打開，K54-Y02閥門關閉；K59閥門關閉，K36比例閥打開，根據線壓力設定值調節進油流量，實現靴壓加載。

2.2 生產實踐相關問題

液壓油溫：液壓油溫對靴壓系統至關重要，靴壓系統設置有溫度連鎖保護，一般油槽溫度和靴壓輥進口溫度分別控制在35～65℃和30～45℃之間。油路上裝備有冷卻器，可通過調整冷卻水溫度和壓力控制液壓油溫度實現。

液壓油壓：油壓直接影響靴壓油囊的變形，間接影響靴壓與烘缸接觸面的壓力穩定。液壓油泵出口的壓力保持在1.8 MPa左右，通過進口液壓油流量比例閥自動調整，控制靴壓系統紙幅進出口方向的油囊壓力。在實際操作中，油泵出口的過濾器對油壓穩定有較大影響，需要定期對過濾器進行清理，確保油壓穩定。

加載壓力：靴壓加載的壓力可通過懸臂上的張力傳感器進行測量，其壓力一般在140kN/m左右，加載的壓力可通過設定靴壓線壓力值（70～90kN/m）和靴板斜度值（1～5）來調整。在實際生產中，線壓力值和靴板斜度值對紙張的松厚度和干燥能耗有重大影響，即可通過設定不同的設定值，調整加載壓力，來均衡紙張的松厚度和干燥能耗。

油囊沖程：油囊沖程數據直接體現油囊自身變形情況，系統檢測點有傳動側、操作側和中間三個位置點，一般在19～21mm。油囊的變形，即沖程數據的變化主要與靴板、烘缸初始位置、烘缸圓度相關。在實際操作中，需要根據毛毯厚度，調整靴壓墊塊的厚度；要通過穩定烘缸壓力、保持烘缸圓度等減少沖程數據的變化對紙張干燥帶來的影響。

3 結語

在能源集約型行業，高速衛生紙機面臨著能源競爭的壓力，高效、節能的機型是發展的趨勢，具有創新性、高效性的新技術應用將會實現能源消耗的最小化，有利于提高企業綜合競爭能力。因此，對高速衛生紙機NipcoFlex T靴式壓榨系統內部結構、工作原理和控制邏輯的研究非常必要；同時，如何優化其操作，最大限度地發揮靴壓系統的效能，降低生產成本，提高生活用紙原紙質量需要每一位生產技術人員不懈摸索和實踐。

[1] KONG Ling-bo．Potential Analysis and Application Techniques of Energy Effciency in Papermaking Process [J]．China Pulp＆Paper，2011，30(8)：55．

孔令波．造紙過程節能潛力分析與節能技術應用[J]．中國造紙，2011，30(8)：55．

[2] Zhu Guang-yun．Brief Equipment Introduction of 60,000t／a High-grade Tissue Paper Project[J]．China Pulp＆Paper Industry, 2013，34(8)：58.

朱光云．年產6萬噸高檔生活用紙項目的設備簡介[J]．中華紙業，2013，34(8)：58．

[3] Gunter Offenbacher．Energy Saving is the Key[R]. CIHPEC 2011 Andredz Speech．

Gunter Offenbacher．節能是衛生紙機的關鍵[R]．CIHPEC 2011 Andredz Speech．

[4] Wang Qi-feng．Factors Infuencing the Service Life of Boot Set[J]．Paper and Paper Making，2014，33(11)：18．

王奇峰．影響靴套使用壽命的因素[J]．紙和造紙，2014，33(11)：18．

（轉載自《中國造紙》，2016年No.10）