造纸设备选型

设备平衡计算概述

设备平衡计算是工艺设计的重要内容之一。其计算的依据是物料平衡。即通过物料平衡计算出通过每一设备的物料量（通过量），然后用此通过量来校核或计算每一段设备所应具有的生产能力，确定同种设备的台数。

制浆造纸厂所用设备的种类多﹑型号多。同一种设备，由于型号不同，生产能力也不同。因此设备平衡计算应遵循以下原则: 1 确定主要设备

确定主要设备的生产能力时，即不能过大的超出设计能力的要求，又要适当的留有余地。因为选择设备的能力过大，不仅使设备的投资费用增加，而且也使日常生产的维持费用增加。 2 确定设备台数

对于需要确定台数的设备，其数量要考虑设备发生事故或检修时仍有其他设备做备用维持生产。 3 确定备品

在确定主机的配套设备时，除要满足主机要求外，还必须有相应的附属设备，如电机等。 4 公式计算法

在利用公式计算设备能力时，公式中的某些系数要选取合理。选取的依据是：所选取设备的成熟程度﹑所用原料的特点，以及操作工人的操作水平和技术素质。

5 避免大的波动

对于蒸煮这样的大量用汽设备，又要考虑间歇蒸煮的周期性，即用汽量将会出现周期性的负荷高峰值，将会导致全厂蒸汽压的大幅度波动。所以，在设备平衡计算及设备台数确定时，应设法避免发生这种现象。

设备台数的确定

通过理论或经验公式计算设备生产能力、根据有关工厂的实际经验确定设备的生产能力、按设备产品目录中查取其生产能力，利用以下公式计算出所需设备的台数。

N?Q G?K式中 N—选用设备的台数，台

Q—生产中需该种设备处理的物料总量，由物料(或浆水)平衡计算得出 G—该设备在生产中单台设备处理的物料，即该设备单台生产能力，t/d K—该设备的利用系数

对于一些大型设备，在间歇使用时会对全厂造成大幅度波动。导致全厂系统不稳定，在设备平衡计算时应避免这种大幅度波动。

专业设备生产能力的计算确定 Ⅰ）蒸煮段

⑴蒸煮锅

已知：装锅量：160㎏/m3锅容 细浆得率：45% 蒸煮周期：4小时 平均每天作业时间：23小时 木浆产量：120t/d 单位锅体装锅量（绝干）?蒸煮得率?时间 每立方锅容产浆量= 蒸煮周期?0.9 =160×0.45×23/(4×0.9) =460㎏/ m3·d

考虑设备的利用系数后，每立方米锅容产浆量为（蒸煮锅的利用系数取0.8） 460×0.8=368 m3

所以，需要蒸煮器的容积为=120×1000÷368=326.0870 m3

为了满足生产，有一定的富裕量，且不要太多的设备及太宽的车间布置，本设计选用110 m3锅容。 蒸煮锅个数:

n=326.0870÷110≈3（台）

由《常用非木材纤维碱法制碱实用手册》——制浆造纸设备（上）查得110 m3立锅型号为：ZJG3 , 其主要技术参数为：

锅容（m3）：110 锅体内径（㎜）：3600

锅体总高（㎜）：13956 上锅口直径（㎜）：770 下锅口直径（㎜）：350 最高工作温度（℃）：175 工作压力（MP）：0.78～0.88 外型尺寸（㎜）：5100×5000×15600 重量（吨）：42.096 喷放口直径（㎜）：200 附属设备：

自动锅盖 ZJC2 气动喷放阀 Dg200 加热器（㎡） 90 循环泵 ZBY22/Ф250

蒸煮锅其他附属配套设备

自动锅盖：由《常用非木材纤维碱法制碱实用手册》查得选用ZJG2自动锅盖。其技术特征为：

锅口直径（㎜）：770 油缸工作压力（Kpa）: 2940～5880 自动开闭盖时间（s）：5～15 油缸活塞行程（㎜）：327 外形尺寸：2250×1780×1039 液压油泵型号： YB－25型叶片式 油泵压力（KPa）: 6174 油泵流量（L/min）:25

加热器：根据本设计要求选用90㎡双程列管式换热器： 其主要技术特征为：

壳体内径（㎜）：800 壳体壁厚（㎜）：10

加热管外径×壁厚（㎜）：Φ38×2.5 长度（㎜）：4520 加热管根数：182 管外工作压力(Kpa)：1176

管内工作压力(Kpa)：784~882 管内开始温度（℃）： 60 管内终期温度（℃）：172 管外温度（℃）：187 碱液入口直径（㎜）：300 碱液出口直径（㎜）：300 蒸汽入口直径（㎜）：200 冷凝水出口直径（㎜）：80 设备重量（㎏）：5750 主要生产厂：天津轻机厂

木片仓放料阀门：选用ZJF3型号放料阀门 其技术特征为：

进出口直径（㎜）：Φ760 出料口直径（㎜）：Φ640

木片规格直径（㎜）：长15～25 厚3～7 宽5～20 重量（㎏）：500

外型尺寸（㎜）：Φ1560×368

循环泵: 循环泵与蒸煮锅配套，110M3的蒸煮锅配用ZBY22型, 械产品目录》 其技术参数为：

进出口直径（㎜）：250

叶轮直径（㎜）：300 流量（m3/h）：366 总扬程（m）：24.8 泵轴转速(r/min)：1470

工作压力（Kpa）：<980（10㎏/cm2） 工作温度0C：<185

冷却水消耗量（l/min）：8~10

外型尺寸（长×宽×高）：2120×850×990

重量（㎏）：1395

电动机型号：JO291—4，70kw

由《轻工机主要生产厂：天津轻机厂

加热器的冷凝水水槽的选型：由《制浆造纸手册》选ZTZ22 其技术特征为：

容积（m2）：10

槽体规格（㎜）：Φ1800×4300 工作压力（Kpa）：392（4㎏/cm2） 重量（㎏）：2240（自重） 主要生产厂：安阳机械厂

⑵喷放锅

喷放锅的总容积，一般为蒸煮锅总容积的1.5～1.8倍，每台喷放锅的容积一般应为每台蒸煮锅锅容的2.5～3倍，所以3个110m3的蒸煮锅要用2个225 m3的喷放锅。选用两台ZJP3225m3的平底喷放锅，它的主要技术参数如下：

型号：ZJP3 容积：225m3

锅体直径（㎜）：5600 锅体高度（㎜）：17044 进浆口直径（㎜）：200 出浆口直径（㎜）：350 设计压力（MPa）：0.11 推进搅拌器直径（㎜）：1000 推进搅拌器转数（r/min）:180 电动机功率（KW）：22

外型尺寸（㎜）：Φ6500×6500×17300 重量：42.9t 喷放锅的附属配套设备：

（1）旋浆分离器：根据ZJP3的配套有ZJF12、ZJF13两种旋浆分离器，根据

产浆质量选用ZJF13，其技术特征： 最高工作压力（Kpa）：常压 最高工作温度（℃）：100 介质名称：微碱性气体 分离器直径（㎜）：2500

设备总重（㎏）：2849 最大外型尺寸（㎜）：3040×3040×4700 器体高度（mm）：4700 器体内径（mm）：2500 进气口直径（mm）：600 出气口直径（mm）：800 出浆口直径（mm）：200

（2）喷射冷凝器：根据ZJP3的配套有ZJF16喷射冷凝器，其技术特征为：

冷凝能力（㎏/min）：1800 进水温度（℃）：90 蒸汽温度（℃）：120

介质：蒸汽、水、废气水含（SO2） 器体内径（mm）：1400 设备重量（㎏）：2699 器体高度（mm）：5450

Ⅱ）漂白段

⑴ClO2漂白塔

已知：m＝944.5055kg

日需要处理量为944.5055×120÷1000＝113.3407t 设备富余量113.3407t×1.2＝136.0088t 塔内贮浆时间2小时，采用升降流式漂白塔 浆塔的贮浆体积：9.4451×120×2÷23＝98.5576t 加上富余量：98.5576×1.2＝118.2691t 进浆浓度 12% 出浆浓度 3% 型号 ZPT22 生产能力/(吨/日) 90–140 底部内径/mm 3200 材质 水泥衬砖或涂树脂 电动机 JQ3–180L–6,22kw

金属件重量(公斤) 2500 ⑵碱处理塔

已知：m＝927.6923kg，浆料漂白时间为1小时。 每天需要处理量为927.6923×120÷1000＝111.3231t 加上富余量111.3231×1.2＝133.5877t 浆塔贮浆体积＝9.2769×120×1÷23＝48.4012t 选用型号 ZPT14 生产能力/(t/d) 100～120 纸浆浓度/% 8～10 电机功率/kw 11 塔底直径/mm 3500 塔体高度mm 11000 容积/m3 70～85 推进器/mm φ750(2台) ⑶氧漂塔

由浆水平衡计算可知，每生产1t风干浆，氧脱反应塔需处理989.0110kg绝干浆，故，

氧脱反应塔的日处理量=120×989.0110÷1000=118.6813t 已知：氧脱反应的反应浓度为20%，反应时间60min

则，氧反应塔的体积V= (118.6813)/( 23×20%) =25.8003 m^3 设定反应塔内径为1.5m，则，

反应塔高度h=(4×25.8003)/(3.14×(1.5)^2 ) =14.6074 m 所以，反应管的规格可以设定为：ф 1500mm×15000mm ⑷混合器

已知：m＝944.5055kg

需要处理量944.5055×120÷1000＝113.4066t

型号 MXT–30/20 生产能力/(t/d) 600–800

转速/(r/min) 980 配用电动功率/kw 110 材料 钛 进浆管/mm φ300 出浆管/mm φ200

质量/kg 500 ⑸高浓浆泵的选择

已知：V＝4945.0550L

泵送流量：4945.0550×120÷1000÷23＝25.8003 m3 选用型号 ISO80–65–125 电机功率/kw 5.5 必需气蚀余量： 3.0

Ⅲ）洗涤工段

⑴压力洗浆机

根据工艺条件，本设计选用2台压力洗浆机串联逆流洗涤

由浆水平衡可得，所需要的生产能力：m=1051.2447×120÷1000=126.1494t/d

ZNY3压力洗浆机组技术特征 公称过滤面积（m2）： 25 进浆/出浆浓度（%）： 1-1.2/12 生产能力（t/d）： 80～100

转鼓规格（㎜）： φ2500×3200 转鼓转速（r/min）： 1～3r/min

电动机： 洗浆机用(1台) Z1-51 出料螺旋用(1台) JO3-132S-6 外形尺寸（㎜） 5200×4830×3520 已知: m=1051.2447kg 设备利用系数为:0.8

计算: m=1051.2447×120/(1000×0.8)=157.6867t/d ⑵压力洗浆机黑液槽的确定

由设备选型原则知，应有一定时间的贮存量，另外还应有1/3的空间用于消泡，由浆水平衡计算知，每吨漂白风干浆流出黑液量为89.0189m3,设贮存18min为准，则：

V=89.0189×120/23×18/60=139.3339m3 139.3339÷2/3=209.0009m3 选黑液槽型号为：ZTZ17

其规格为： 容积（m3）：137

槽体规格(mm)：Φ5000×7000 重量：11600公斤

设备外廓尺寸（㎜）：1275×1030×2004 设备总重（㎏）：845 ⑶高浓浆池

已知：V＝35041.4900L

生产定额：120t/d，为保证生产的连续性，贮浆时间约为2.5小时。 计算：需要的贮浆容积为

＝35041.4900×120÷1000÷23×2.5＝457.0629m3

选型：

型号 ZPT34 配套生产能力/(t/d) 100～120 纸浆浓度/% 8～12 容积/m3 ≥ 3500 塔底内径/mm φ4000

材质 钢筋混凝土衬砖或涂树脂 螺旋桨直径/mm 750 螺旋桨推进器功率/kw 37 螺旋桨推进器配用台数 2

Ⅳ）筛选工段

⑴圆网脱水机

根据物料平衡计算，因为圆网浓缩机的利用系数为0.8 所以要选用的设备的日处理量为：

989.0110÷1000×120÷0.8=148.3517t/d

所以选用日处理量为80～100吨的ZNW32型圆网浓缩机2台 选择圆网浓缩机，其工艺特征：

型号：ZNW32 形式：有刮刀 圆网面积：40㎡

圆网尺寸：?1250～2000㎜ 圆网转速：0.6～6.8r/min 压辊尺寸：?400×2030㎜ 压辊线压：0.8kg/cm 进浆口：?250㎜ 出浆口：?250㎜ 功率：5.5KW

外形尺寸：4600×3000×2200㎜ 重量：4700KG 进浆浓度：0.2～1.0% 出浆浓度：3～6% 生产能力：80～100t/d

圆网浓缩机的特点是利用液体的重力，即滤网内外液体的液位差进行过滤脱水，主要用于纸浆的浓缩。

⑵CX离心筛

.1949?120/1000?121.1034t Q?1009 选用ZSL4型

生产能力：100--150t/d 筛选面积：2.4m2

mm 转子转数：450r/min 筛鼓规格：?743?1065 叶片数：10/片 进浆浓度：0.8-3.0％ 出浆浓度：0.6-1.5％ 电机功率：75Kw 转子规格：?718?1130mm 设备台数： 1台 ⑶双网挤浆机

又称双网式压滤机，夹网式压滤机 此处采用国产双网挤浆机 进浆浓度：1.5%～4% 出浆浓度：15%～30% 产量：15～120t/d ⑷双盘磨

已知：m=20.1839kg

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