造紙車間內(nèi)依靠真空壓差脫水、排水、排氣（汽）的設(shè)備及附屬裝置都可歸類于造紙機(jī)真空系統(tǒng)。除濕部真空系統(tǒng)外，還包括蒸汽冷凝水系統(tǒng)末段的冷凝水排出真空裝置及干部Vac.輥的配套真空裝置等。濕部真空系統(tǒng)主要包括：真空元件、前級氣水分離器、真空泵（或風(fēng)機(jī)）、后級氣水分離器、真空管道等組件。
真空元件
1）成形部真空元件均為紙幅脫水、成形而設(shè)置，真空元件的形式及數(shù)量決定于成形器類型。早期車速低于100m/min的圓網(wǎng)成形器（即圓網(wǎng)網(wǎng)槽成形器）不配置真空脫水元件。由圓網(wǎng)網(wǎng)槽成形器發(fā)展而來的圓網(wǎng)網(wǎng)籠成形器，如真空圓網(wǎng)成形器、Bristol成形器、超級成形器等，配置真空網(wǎng)籠、真空吸水箱等，其工作車速可達(dá)到500m/min甚至更高。
長網(wǎng)成形器一般均配置真空吸水箱、真空伏輥等真空元件。低速造紙機(jī)常配置非真空脫水元件案輥、案板等，但隨著車速的提高，案輥、案板在脫水過程中造成的壓力—真空脈沖的強(qiáng)度急劇增加，嚴(yán)重影響紙幅成形質(zhì)量。在高速造紙機(jī)中案輥、案板逐漸被真空脫水板、真空吸水箱所代替。
夾網(wǎng)成形器亦配置真空吸水箱、真空（伏）輥等真空脫水元件，但因其成形區(qū)短，真空脫水元件數(shù)量比長網(wǎng)成形器少得多。
由此可見，在幾種主要成形器中，真空脫水元件更多地被用于長網(wǎng)成形器。對長網(wǎng)成形器而言，車速越高真空脫水元件越多。真空脫水元件的真空度沿紙幅運(yùn)行方向越來越高。
2）壓榨部真空元件包括用于紙幅轉(zhuǎn)移的真空吸移輥，用于紙幅脫水的真空壓榨輥，用于毛布洗滌及脫水轉(zhuǎn)移的真空吸水箱。壓榨部真空元件的真空度比成形部高。
前級氣水分離器
前級氣水分離器將真空元件排出的氣水混和物盡可能地分離，避免白水進(jìn)入真空管道，從而提高真空系統(tǒng)的工作效率。氣水混和物經(jīng)分離器分離后，白水經(jīng)水封槽溢流或泵至網(wǎng)下白水槽，然后回到車間白水系統(tǒng)內(nèi)，濕空氣經(jīng)真空管道由真空泵排走。
前級氣水分離器的體積決定于真空元件單位時間內(nèi)所排出的氣水混和物的體積。氣水混和物的體積及氣水體積比決定了氣水分離器排水管及排氣管的直徑。在成形部，沿紙幅運(yùn)行方向，氣水體積比隨著紙幅干度提高而增大，可從0.25增大到125。在壓榨部，除毛布真空吸水箱所排出混和物的氣水體積比決定于吸水箱的結(jié)構(gòu)及毛布含水量外，其他真空元件所排出混和物的氣水體積比也與紙幅干度有關(guān)。
真空度相同的真空元件可共用一個氣水分離器。在氣水體積比很小的成形部前段，可將一個氣水分離器用于更多的真空元件。而在氣水體積比較大的成形部后段及壓榨部，不可將一個氣水分離器用于太多的真空元件。
布置分離器時，在分離器進(jìn)口低于真空元件出口的前提下，盡量提高分離器的高度，保證足夠的水腿高度，同時提高水封槽的有效液位、網(wǎng)下白水池的有效容積。若由于空間及造紙機(jī)結(jié)構(gòu)的原因，不能保證足夠的水腿高度，則應(yīng)配置排水泵。一般情況下，用于真空伏輥、壓榨部下毛布真空吸水箱的分離器需要配置排水泵。
為保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，分離器水腿應(yīng)垂直插入水封槽，水封槽內(nèi)設(shè)置溢流隔板以保證液位穩(wěn)定。水腿的傾斜會導(dǎo)致水腿內(nèi)存氣，使真空度產(chǎn)生波動影響紙幅成形。
真空泵及排風(fēng)機(jī)
對位于成形區(qū)的開始段，真空度較低（5-15kPa）的真空元件，應(yīng)選用離心風(fēng)機(jī)或羅茨風(fēng)機(jī)作為真空發(fā)生裝置。對于其他真空元件，根據(jù)真空度要求選用羅茨真空泵或水環(huán)真空泵。羅茨真空泵機(jī)械排氣且噪音大，因存在機(jī)械磨損而導(dǎo)致維修工作量大，但不需要工作液，系統(tǒng)簡單。水環(huán)真空泵維修工作量小、電耗小于前者、單機(jī)能力大，但需要工作液，系統(tǒng)相對復(fù)雜。大型造紙機(jī)的真空系統(tǒng)多選用水環(huán)真空泵，本文以下論述中，真空泵皆指水環(huán)真空泵。
選用水環(huán)真空泵時，可選用帶隔板的一泵雙腔真空泵，2個腔體對應(yīng)不同真空度要求的真空元件，在不同的真空度下工作。真空泵臺數(shù)的減少不但可節(jié)省設(shè)備投資，而且降低電動機(jī)總裝機(jī)容量從而降低能耗及系統(tǒng)運(yùn)行成本。同時減少占地面積，節(jié)省基建投資。
真空泵抽氣速度根據(jù)真空元件的排氣速度、真空度、管道內(nèi)平均壓力、管徑、管道長度確定。布置真空泵時，盡量集中布置在靠近真空元件的區(qū)域，縮短真空管道的長度，降低系統(tǒng)能耗。
后級氣水分離器
后級氣水分離器將真空泵排出的氣水混和物分離，同時具有降低噪音作用。空氣經(jīng)排氣管道排空，工作液（僅對水環(huán)真空泵而言）排出本系統(tǒng)或經(jīng)處理后循環(huán)使用。對規(guī)模較小的真空系統(tǒng)，為每臺真空泵配置鋼制后級氣水分離器或多臺真空泵共用1臺。規(guī)模較大時不配置鋼制后級氣水分離器，而將氣水混和物排入地溝，氣、水在地坑內(nèi)分離。
后級氣水分離器的排水量主要由真空泵工作液用量決定。在沒有前級氣水分離器的系統(tǒng)中，排水也包括真空元件排出的白水，水中纖維含量比前者高。在小型造紙機(jī)中，排水量小，水大多直接排走。而在大型造紙機(jī)中，排水量可達(dá)20m3/t紙甚至更高，無論從節(jié)約利用有限的水資源角度，還是從降低產(chǎn)品成本角度考慮，都應(yīng)該將這部分水循環(huán)使用。
工作液的循環(huán)使用
完整的工作液循環(huán)系統(tǒng)包括：收集槽、循環(huán)泵、過濾器、冷卻塔等。為收集工作液須設(shè)置一收集水槽。收集水槽是地溝的延伸和加深。后級氣水分離器和收集水槽合二為一。選擇合適的介質(zhì)流速設(shè)計(jì)地溝及收集水槽的尺寸尤其重要，各部位的介質(zhì)流速見表2。
1）循環(huán)水泵：安裝在收集水槽（地坑）的蓋板上，泵送工作液至冷卻塔。循環(huán)水泵開機(jī)吸水方式可設(shè)計(jì)為帶底閥吸水管或設(shè)置一自吸罐，自吸罐占地面積大，但比底閥安全可靠。
2）過濾器：從真空泵（或經(jīng)后級氣水分離器）排出的工作液含有少量纖維、填料等（懸?。┕绦挝?，會導(dǎo)致真空泵轉(zhuǎn)子及冷卻塔結(jié)垢，故需在冷卻塔前設(shè)置過濾器。由于纖維短、填料粒度小，造紙行業(yè)廣泛使用的壓力篩、多圓盤過濾機(jī)在此并不適用，可根據(jù)水質(zhì)選用斜篩、管道過濾器等設(shè)備。一般設(shè)有前級氣水分離器的系統(tǒng)，可選用管道過濾器。在沒有前級氣水分離器的系統(tǒng)中應(yīng)選用斜篩。
3）冷卻塔：為改善紙幅在網(wǎng)部脫水成形而提高紙機(jī)流送系統(tǒng)及網(wǎng)部漿水的溫度，會導(dǎo)致進(jìn)入真空泵的空氣及飽和蒸汽混和物的溫度升高，從而使工作液溫度升高。真空泵工作過程中產(chǎn)生的熱能也被工作液吸收。
工作液溫度的升高會導(dǎo)致真空泵工作效率的降低。只有工作液溫度低于吸入空氣及飽和蒸汽混和物的溫度時，真空泵才會正常工作。可選用風(fēng)冷卻塔降低工作液的溫度以循環(huán)使用，比較合適的工作液溫度為20~30℃。
4）內(nèi)部及外部循環(huán)：在某些真空系統(tǒng)中，根據(jù)真空度要求將真空泵分為2組，收集高真空組排出的工作液不經(jīng)冷卻直接用作低真空組的工作液，稱之為工作液內(nèi)循環(huán)。內(nèi)循環(huán)會使系統(tǒng)變得過于復(fù)雜，不易控制及改變系統(tǒng)參數(shù)，故一般只設(shè)置外循環(huán)。
真空系統(tǒng)管道
造紙機(jī)真空元件所要求的真空度屬于低真空度范圍。低真空下，理論上真空管道管徑是通導(dǎo)率、管內(nèi)平均壓力、管道長度的函數(shù)，真空管道愈短愈粗愈好。
為保證系統(tǒng)的密閉性，真空管道的聯(lián)接盡量用焊接方式。如需法蘭聯(lián)接，進(jìn)氣端選用凹槽法蘭或肩環(huán)和松套法蘭，出氣端選用平焊法蘭，選用配套的橡膠材料法蘭密封圈。系統(tǒng)內(nèi)手動閥可選用普通截止閥、閘板閥、蝶閥。
真空管道布置的主要區(qū)別在于有無真空總管。無總管的布置方案適用于規(guī)模小，生產(chǎn)紙種、定量、車速變化不大的造紙機(jī)真空系統(tǒng)。大型復(fù)雜造紙機(jī)的真空系統(tǒng)應(yīng)選擇總管布置方案，以利于操作參數(shù)的變化。總管可調(diào)隔板及旁路的設(shè)置可調(diào)節(jié)各真空泵的負(fù)荷，使系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。
排氣管道
排氣管道的布置決定于真空泵的排氣方式。氣水混和物不經(jīng)分離直接排入地坑（地坑作為后級氣水分離器）時，設(shè)置一條或幾條排氣管道將氣體從地坑引至室外，排氣管道也可用混凝土或磚制做?？諝饨?jīng)后級氣水分離器排出時，將排氣管匯總成一條或幾條排氣總管引至室外。室外排氣總管的高度可至屋頂，將安裝于排氣總管末端的消音器布置在屋頂上。
噪音防治
真空系統(tǒng)是造紙車間主要的噪音源之一。噪音主要來自造紙機(jī)本體的真空元件、真空泵轉(zhuǎn)子、真空泵電機(jī)、共振。為減少噪音污染，將真空泵布置于單獨(dú)的房間內(nèi)，其房間門、窗、墻體均需隔音處理；在真空泵與管道之間設(shè)置撓性短接防止噪音傳遞；合理設(shè)計(jì)后級氣水分離器、選用合理的介質(zhì)流速防止共振；在真空泵排到室外的排氣管道上裝消音器，以降低噪音對室外環(huán)境的污染。
系統(tǒng)自動控制
1）系統(tǒng)真空度的調(diào)節(jié)：真空元件真空度除通過其本身配備的可調(diào)進(jìn)氣裝置調(diào)節(jié)外，還可調(diào)節(jié)真空管道上的閥門。如果真空泵配置變速驅(qū)動系統(tǒng)，將可通過調(diào)節(jié)真空泵的轉(zhuǎn)速更經(jīng)濟(jì)地調(diào)節(jié)系統(tǒng)真空度。
2）系統(tǒng)開停與造紙機(jī)的聯(lián)鎖：真空泵只能在相應(yīng)的造紙機(jī)主傳動點(diǎn)閉合并正常運(yùn)行，與真空元件相關(guān)的噴水管正常噴水時才能被啟動。與真空元件相關(guān)的造紙機(jī)主傳動點(diǎn)停止運(yùn)行時，真空泵聯(lián)鎖停機(jī)。減少成形網(wǎng)、毛布的非正常磨損，延長其使用壽命。
3）液位控制：前級氣水分離器液位控制：帶排水泵的分離器的液位與排水泵電機(jī)聯(lián)鎖，并通過調(diào)節(jié)排水泵出口管上的調(diào)節(jié)閥使液位穩(wěn)定。其他分離器通過使帶隔板溢流的水封槽液位穩(wěn)定而使其狀態(tài)穩(wěn)定。收集水槽的液位與循環(huán)水泵電機(jī)聯(lián)鎖，調(diào)節(jié)循環(huán)水泵出口管上的調(diào)節(jié)閥使其液位穩(wěn)定。
4）溫度控制：循環(huán)水的溫度控制通過調(diào)節(jié)冷卻塔電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。
5）組啟動：DCS已成為現(xiàn)代化造紙車間的普遍選擇，甚至成為生產(chǎn)正常運(yùn)行的必要條件。應(yīng)將本系統(tǒng)的控制納入DCS，作為單獨(dú)的一個組自動開停。
在影響造紙機(jī)濕部真空系統(tǒng)配置的主要因素中，造紙機(jī)濕部結(jié)構(gòu)、真空元件組成及其要求是輸入條件，是基本依據(jù)；造紙機(jī)布置形式（單層或雙層）決定了設(shè)備布置的空間；保證濕部成紙質(zhì)量是目的；經(jīng)濟(jì)效益是檢驗(yàn)系統(tǒng)合理與否的標(biāo)準(zhǔn)之一。單層布置且產(chǎn)量低的造紙機(jī)，因空間的局限可不設(shè)前級氣水分離器，但隨著產(chǎn)量的提高，真空泵的電耗會顯著提高。大規(guī)模真空系統(tǒng)中，氣水混和物排入地溝，氣在地坑內(nèi)被分離、排出。
工作液的循環(huán)使用與否，與系統(tǒng)穩(wěn)定性無關(guān)，也不會影響濕部成紙質(zhì)量，只影響固定投資、產(chǎn)品成本。
對大規(guī)模真空系統(tǒng)而言，工作液的循環(huán)使用雖增加部分固定投資、電耗，但因用水量的降低而降低最終產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
對小規(guī)模真空系統(tǒng)而言，可比較工作液循環(huán)使用后所增費(fèi)用與取水費(fèi)用對最終產(chǎn)品成本的影響后，確定是否回用工作液。但是，面對水資源嚴(yán)重匱乏的現(xiàn)狀，工作液循環(huán)使用是發(fā)展趨勢。
（原載《中國造紙》，文章有刪減）
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