בהשוואה למכונות מסורתיות לייצור לוחות נייר, אילו חידושים טכנולוגיים יש למהירות - הגבוהה?

בתהליך התפתחותה של תעשיית ייצור הנייר להיות אינטליגנטית וירוקה,מכונת נייר-מהירההפך לכוח המניע המרכזי של שדרוג תעשייתי. בהשוואה למכונת נייר מסורתית, מכונת נייר מודרנית-מהירה השיגה-פריצת דרך בכל התחומים בתכנון התהליך, מבנה הציוד, טכנולוגיית הבקרה וביצועי הגנת הסביבה. החדשנות הטכנולוגית שלהם לא רק משקפת את הצמיחה האקספוננציאלית של יעילות הייצור, אלא גם משנה באופן עמוק את ההיגיון הבסיסי של ייצור נייר. מאמר זה ינתח את נתיבי החדשנות הטכנולוגית של מכונת נייר-מהירה מחמישה מימדים: אופטימיזציה של מערכות קצרות-, חדשנות במערכת ואקום, שדרוג טכנולוגיית ייבוש, מערכת בקרה חכמה ופריצות דרך בטכנולוגיה להגנת הסביבה.
מערכות קצרות-: קפיצה מ"שליטה אמפירית" ל"וויסות דיוק"
ישנן שלוש נקודות כאב עיקריות במערכת המעגלים הקצרים- של מכונת הנייר המסורתית: עיסת הנייר מעורבת בצורה לא אחידה, מה שמוביל למשקל משתנה של בסיס הנייר, תכולת אוויר גבוהה, פגמים בנייר, צריכת אנרגיה גבוהה של ציוד ועלות תחזוקה גבוהה. על ידי בנייה מחדש של הארכיטקטורה של מערכת-קצר, מכונת הנייר המהירה- השיגה קפיצת מדרגה מ"שליטה חווייתית" ל"ויסות מדויק".
1.1 עיצוב משופר של רכיבי טיפול בעיסה
מכונת נייר-מהירה מאמצת מערכת של חמישה-שלבים להסרת חול, כל שלבי מסיר חול באמצעות דילול מדורג, כדי להשיג הפרדה יעילה של בוצה ועיסה באיכות גבוהה-. לדוגמה, מלטשת השלב הראשון מחולקת לשלוש קבוצות מקבילות. הרחצה הטובה נכנסת ישירות למסיר החמצון, והבוצה מועברת לכניסה של חומר הניקוי המשני באמצעות משאבת תמיסות, ויוצרת שרשרת טיפול בלולאה סגורה. מכונת השיוף לכיתה ד' וה' משתמשת במים הלבנים במערכת הוואקום של מכונת השיוף כדי לדלל ולהפחית את השימוש במים מתוקים ואת תכולת האוויר בעיסה. ה-Andritz deaerator יוצר סרט נוזלי על ידי סיבוב מהיר של זרמי נוזל, מה שמאפשר לבועות בעיסה להתרחב ולהתפוגג במהירות בוואקום. יעילות ההתאוורור שלו גבוהה במעל 40% מזו של ציוד מסורתי, אשר פותר למעשה פגמים של חור נייר וסרט הנגרמים מהקצף של מכונת נייר מסורתית.
1.2 מהפכת החלל במערכות מיחזור וייטמים
מכונת ייצור נייר מסורתית מאמצת את המבנה של בור תיל. כיוון זרימת המים הלבנים הפוך לכיוון בריחת הבועות, מה שמקשה על בריחת הבועות ומשפיע על אחידות הנייר. מכונת נייר-מהירה מאמצת באופן חדשני את סיר המים הלבנים הפתוח-, ששטחו פי שלושה משטח הפנים וגודלו של בור התיל המסורתי הוא רק שליש. כאשר מים לבנים זורמים אופקית, בועות יכולות להיפלט במהירות מעל פני המים, עם יותר מ-60 אחוז פחות תכולת בועות בפתחי האוורור מאשר במכשירים רגילים. עיצוב מסוג זה לא רק משפר את איכות הנייר, אלא גם מקטין את השטח הנדרש למערכת הטיפול במים הלבנים, דבר המועיל לאופטימיזציה של פריסת בית המלאכה.
1.3 חיבורים חכמים למערכות משאבות.
משאבת משאבת המלאי, משאבת קופסת הראש ומשאבת מי הדילול של-מכונת הנייר המהירה כולן נשלטות על ידי מנוע מהפך והשתלבות בלחץ הכולל של התיבה. כאשר לחץ תיבת הראש משתנה, המערכת יכולה לכוונן את מהירות המשאבה ואת קצב הזרימה תוך 0.1 שניות כדי להבטיח שלחץ העיסה היציב של התרחיץ יהיה יציב במהלך ההובלה. לדוגמה, במכונת הנייר 7360 מ"מ ברוחב 7360 מ"מ-של Guangxi Xianhe New Materials, בע"מ, מערכת המעגל הקצר מפחיתה את שינוי משקל הבסיס הרוחבי של הנייר מ-±3% ל-±1.5% מהציוד הרגיל, ומשפרת מאוד את עקביות המוצר.
2. מערכת ואקום: מ"תמסורת מכנית" לחתרנות "טכנולוגיית ריחוף מגנטית".
מערכת ואקום היא מרכיב הליבה של מכונת ייצור נייר. הביצועים שלו משפיעים ישירות על יעילות ייבוש הנייר וצריכת האנרגיה. מכונת נייר מסורתית מאמצת משאבת ואקום טבעת מים או משאבות ואקום של רודוס, שיש לה בעיות של צריכת אנרגיה גבוהה, רעש ותחזוקה תכופה. מכונת נייר במהירות גבוהה- מאמצת מערכות ואקום טורבו ריחוף מגנטי ומממשת את החדשנות המשבשת של טכנולוגיית ואקום.
2.1 פריצות דרך ליעילות אנרגטית בטכנולוגיית ריחוף מגנטי
קחו לדוגמה את מערכת שואב הטורבו ריחוף מגנטי שפותחה על ידי Tianrui Heavy Industry. על ידי החלפת מיסבים מכניים מסורתיים במיסבי ריחוף מגנטיים, הפסדי החיכוך מתבטלים ושיעור החיסכון באנרגיה של מיסב בודד מעל 30%. במכונת הנייר 7360 מ"מ של Xianhe מערכת ואקום הריחוף המגנטי, עם קיבולת מותקנת כוללת של 3632kW, חוסכת למעלה מ-5 מיליון קילוואט חשמל בשנה בהשוואה לציוד רגיל, שווה ערך להפחתת פליטת פחמן דו חמצני ביותר מ-3000 טון. בנוסף, רעש ההפעלה של מערכת הריחוף המגנטי נמוך מ-80 דציבלים, נמוך ב-20 דציבלים מזה של ציוד קונבנציונלי, מה שמשפר מאוד את סביבת העבודה בסדנה.
2.2 בקרה חכמה ותכנון יתירות
מערכת הוואקום של מכונת הנייר המהירה מאמצת את טכנולוגיית הבקרה המשולבת של מימד הובלה מרחוק של נתונים גדולים, שיכולה לנטר את דרגת הוואקום, הטמפרטורה, הרטט וכן הלאה בזמן אמת, ולחזות כשלים בציוד על ידי אלגוריתמים של למידת מכונה. לדוגמה, המערכת יכולה לחזות את הסיכון לבלאי מיסבים 48 שעות מראש, ולצמצם זמן השבתה לא מתוכנן ב-50% או יותר. יחד עם זאת, תכנון יתירות מבטיח שכאשר משאבת ואקום בודדת נכשלת, המערכת יכולה לעבור אוטומטית למשאבת גיבוי, מה שמבטיח ייצור רציף. התרגול של פיוניר מראה שמערכת ואקום הריחוף המגנטי יציבה יותר ב-80% מציוד מסורתי ונמוכה ב-60% בעלות התחזוקה השנתית.
טכנולוגיית ייבוש: לולאה סגורה מ"חימום לאחר" ל"מיחזור לאחר חום"
ייבוש הוא הקישור הצורך ביותר-אנרגיה של ייצור נייר. מכונת נייר מסורתית משתמשת במייבש אדים לייבוש, יעילות החום רק כ-60%, מבזבזת הרבה פסולת חום. מכונת נייר-מהירה באמצעות טכנולוגיית ייבוש חדשנית, בניית לולאה סגורה של ``יצירת-ניצול-מיחזור של חום.
3.1 טכנולוגיית רכיבה על אופניים באוויר חם בפיר הרול
Jiangsu Taidelong Intelligent Equipment Co. Ltd. פיתחה מכונת נייר-במהירות גבוהה לייבוש תיבת ייבוש עם פיר גליל מבנה חלול. מאוורר הייבוש הראשון מזין אוויר חם לתוך החלק הפנימי של גל הגליל ומייבש את פני השטח על נייר. לאחר מחזור בפיר הגלגול, האוויר החם מועבר לזנב המאוורר דרך צינור שחזור חום הפסולת לניצול חום משני. הטכנולוגיה משפרת את היעילות התרמית ליותר מ-85% ומפחיתה את צריכת הקיטור של ציוד מסורתי מ-3 טון לפחות מ-2 טון לטון נייר.
3.2 קו-מייבשים מרובי-שלבי שליטה.
מכונת נייר-מהירה מתקינה שניים או שלושה מאווררי ייבוש על הקרטון, ומיישמת את הייבוש בו-זמנית של החלק הפנימי והחיצוני של הקרטון באמצעות האפקט הסינרגטי של הקופסאות הפנימיות, החיצוניות והייבוש. לדוגמה, ב- Pioneer Paper Maker, מערכת הייבוש בשלושת- השלבים יכולה להתאים אוטומטית את מהירות הרוח והטמפרטורה בהתאם למשקל בסיס הנייר, להגביר את אחידות הייבוש ב-30% ולמעשה למנוע בעיות של עיוות נייר הנגרמות על ידי ייבוש לא אחיד של יצרן הנייר המסורתי.
מערכות בקרה חכמות: מ"התערבות מלאכותית" ל"החלטה אוטונומית"
פעולתן של מכונות נייר מהירות-כרוכה באלפי פרמטרים. שיטות בקרה מסורתיות מסתמכות על ניסיון אנושי וקשה להתמודד עם סביבות הפעלה מורכבות. מכונת נייר מודרנית-מהירה באמצעות הקמת מערכת בקרה חכמה, החל מ``התערבות אנושית" ועד ``קבלת החלטות-אוטונומית".
4.1 מערכת הבקרה המבוזרת של DCS כיסוי תהליך מלא
מכונת נייר-מהירה מאמצת מערכת DCS כדי לנטר את כל התהליך של הכנת עיסת, תיבת ראש, חוט, כבישה וקטע ייבוש. המערכת יכולה לאסוף טמפרטורה, לחץ, זרימה ופרמטרים אחרים בזמן אמת, ולהתאים את מצב הפעולה של הציוד באופן אוטומטי באמצעות אלגוריתמי בקרת PID. לדוגמה, כאשר עקביות תיבת הראש משתנה, המערכת יכולה להתאים את מהירות משאבת השלדה תוך 5 שניות כדי להבטיח עקביות יציבה של תיבת הראש.
4.2 ראיית מכונה וזיהוי פגמים בינה מלאכותית
איתור פגמי נייר על ידי מכונת נייר מסורתית מסתמך בעיקר על זיהוי ידני, שאינו יעיל ובעל שיעור דליפה גבוה. מכונות נייר במהירות-משלבות מערכות ראיית מכונה המשתמשות במצלמות-מהירות כדי לאסוף תמונות בזמן אמת של משטחי נייר- ומשתמשות באלגוריתמי למידה עמוקה כדי לזהות פגמים כגון לכלוך, חורים וקמטים. לדוגמה, במכונת נייר ברוחב 10 מ'- בעסק אחד, מערכת זיהוי הפגמים שלה יכולה לעבד 100 מ"ר של תמונות נייר בשנייה, עם קצב דיוק של 99.5%, גבוה פי 100 מזיהוי ידני.
פריצות דרך טכנולוגיות להגנת הסביבה: מעבר מ"סוף ממשל" ל"הפחתת פליטות מקור"
תאימות סביבתית היא השורה התחתונה עבור מפעלי ייצור נייר. באמצעות חדשנות טכנולוגית, מכונת הנייר המהירה- השתנתה מ"עיבוד מסוף" ל"הפחתת פליטת מקור ".
5.1 יישום מערכות מחזור מים סגורות
מכונת נייר-מהירה מאמצת פילטר-ריבוי פרוסות וממברנות אולטרה סינון כדי לבנות מערכות סגורות למחזור מים ולממש את שיעור השימוש החוזר במים של מים לבנים מעל 95%. לדוגמה, במכונת הנייר של Xianhe, מערכת זרימת המים הסגורה מפחיתה את צריכת מי הנייר מ-100 טון לטון של ציוד רגיל לפחות מ-30 טון לטון, ומפחיתה את הזרמת שפכים ביותר מ-2 מיליון טון בשנה.
5.2 שחזור אלקלי וניצול אנרגיית ביומסה
מכונת נייר במהירות גבוהה- מצוידת במערכות שחזור אלקליות, המשפרות את קצב מיצוי האלכוהול של נוזל שחור מ-80% ליותר מ-95% מהציוד המסורתי באמצעות מקטעי אידוי אלקלי ואנרגיית חום יעילים של תנורי בעירה. במקביל, גז הפסולת של מכונות לייצור נייר וחום הפסולת של דודי ביומסה משמשים להפחתת צריכת דלק מאובנים. לדוגמה, ארגון אחד שיחליף אנרגיית ביומסה פחם יכול להפחית את פליטת הפחמן הדו-חמצני ב-100,000 טון בשנה ולנטוע 5 ​​מיליון עצים.
אפילוג: מדע, טכנולוגיה וחדשנות מובילים לפיתוח איכותי-של תעשיית הניירהחידוש הטכנולוגי של מכונת נייר-מהירה היא לא רק שיפור ביצועי הציוד, אלא גם שינוי מודל הייצור של תעשיית ייצור הנייר. מהוויסות המדויק של מערכות קצרות- ועד פריצת הדרך של ריחוף מגנטי במערכת ואקום, החל משחזור חום פסולת של טכנולוגיית ייבוש ועד קבלת החלטות- אוטונומיות של מערכת בקרה חכמה, והפחתת פליטות ממקור טכנולוגיות סביבתיות, כל חידוש מגלם את השאיפה האולטימטיבית של התעשייה ליעילות, איכות והגנה על הסביבה. בעתיד, עם שילוב עמוק של 5G, אינטרנט תעשייתי וטכנולוגיות תאומים דיגיטליים, מכונות נייר מהירות-יעברו ל"מפעלים שחורים", ויזרימו מומנטום חדש לקיימות של תעשיית הנייר העולמית.