周 耘

(广州造纸集团有限公司，广东广州，511462)

广州造纸集团有限公司 (以下简称广纸)白板纸分厂是生产中、高档涂布白纸板的企业，全套引进福伊特公司生产的纸板生产线，纤维原料为混合废纸浆和OCC浆，制浆过程配备了一条设计能力为200 t/d的混合废纸浆生产线，包括高浓除砂、两段涡轮筛的粗筛选、四段低浓除砂、三段精筛、分级筛、螺旋压榨、热分散机和盘磨等，是20世纪90年代较为先进的废纸浆生产线。

但随着造纸技术和设备的发展，新的技术不断被用到实际生产中，过去的设计理念和设备显得落后，该废纸浆生产线也存在一定的改造空间，尤其是水力碎浆机的清渣系统。原清渣系统的工作主要是由再碎机来完成，再碎机是福伊特公司较早设计的产品，相当于带有一定碎解功能的特殊浆泵，其本身设计的局限性已无法满足现在的生产需要，尤其是当前的废纸质量越来越差、塑料等杂质含量越来越多的情况下，更是无法满足浆料的质量要求。清渣机是专门用于清理碎浆机杂质的专业设备，与再碎机相比有非常大的优势。经分析研究决定对原清渣系统进行改造，增加清渣机以更好地处理浆渣、排出杂质，提高碎浆质量。本文就改造过程进行具体介绍，以供同行参考。

1 清渣设备改造方案

1.1 原清渣设备存在的问题

再碎机相当于一台浆渣泵，叶轮有一定的碎解能力，体积小，有一个轻渣沉渣罐，上面连着管道进入再碎机，在叶轮的作用下，部分废纸会被碎解，一定时间后，出口阀门自动打开，将碎解好的纤维和未碎解好的废纸以及塑料等杂质一次性排到鼓筛，纤维由鼓筛进入碎浆机，未碎解的废纸、塑料等杂质被排走，然后出口阀门自动关闭，再碎机进行再碎解再排放的循环。原清渣系统流程见图1。

图1 原清渣系统流程

由于再碎机本身的原因，对生产造成了较多的问题:①由于碎解效果不理想，对OCC尤其是进口OCC碎解能力较差，造成大量未碎解的OCC被排走，浪费纤维;②由于再碎机没有筛板和洗浆程序，排出的杂质带有很多的浆料，也造成大量纤维的浪费;③由于阀门打开排渣时，进浆管和出浆管也就连通了，这样出口阀门开关时间的设定就很关键，开阀时间长了就会有大量的浆料被直排到了鼓筛而造成跑浆，时间设定短了又影响再碎机的能力，时间很难控制，正常生产时基本都有未碎解的浆渣被排走，浪费纤维，增加废纸耗;④由于废纸原料的杂质多，再碎机清渣能力有限，碎浆机不能将杂质及时排走，造成大量的塑料等非纤维杂质长时间不停地在碎浆机里碎解，造成碎浆机能耗高，过浆困难，产量低。更麻烦的是大量的杂质长时间在碎浆机里碎解，使大杂质变成小杂质，小杂质变成更小的杂质随浆料到了后面的工序，给后面的筛选除砂带来了很大负担，最终造成净化效果差，严重影响浆料的质量。

1.2 改造方案

1.2.1 清渣机

清渣机是专门用于清除碎浆机内杂质的专业设备(见图2)，可大量处理浆渣，排出塑料、杂质等，且排出的塑料等都是经过清洗的，很干净，基本不带走纤维。根据清渣设备目前的发展情况，在改造过程中选择了一家制浆造纸设备厂家生产的清渣机来替代目前的再碎机。

清渣机象涡轮筛一样有筛板和能碎解废纸的叶轮，有两个腔体，即碎解腔体和良浆腔体，有进浆管、良浆管、回流管、轻渣管、重渣管和3条冲洗水管等较为复杂的结构，每条管道上均有自动阀门，每个阀门的开关都由设定好的程序控制。

图2 清渣机主体设备

碎浆机的轻渣经过沉砂罐进入清渣机，清渣机就像一个封闭的小型卧式碎浆机一样运行，轻渣中的浆料经过筛板进入到碎浆机的良浆泵前，与碎浆机的良浆一起进入高浓除砂器。一段时间后，进行洗浆，然后进行轻渣的排放，轻渣排到鼓筛，再进行重渣排放，重渣排放到渣池，由人工清走。所有这些程序完成后就进入下一个循环周期。

碎浆机的体积为40 m3，选择的清渣机型号为FS4，体积为1.8 m3，筛板孔径为12 mm，转速为355 r/min，进浆浓度4.5%左右。

1.2.2 改造后的流程

根据清渣机设备本身的设计特点和要求，对原清渣系统的流程进行了改造，主要的变化是增加了良浆管、回流浆管、冲洗水管 (3条)和重渣管等，见图3。

图3 改造后清渣系统流程

1.2.3 清渣机控制程序

清渣机的控制程序是由DCS系统来完成的，包括设备的自动开停和每个阀门的自动切换。由于清渣机有9个自动阀门，所以控制程序较为复杂，这里只进行简单描述。其管道、阀门流程图见图4。

图4中各阀门功能为:KV1是进浆阀门，程序开始时会打开，到一定时间后会关闭进行洗渣程序;KV2是良浆阀门，程序开始时会打开，将筛选的良浆送到碎浆机良浆泵前;KV3是轻渣阀门，当洗渣程序完成后，阀门会打开，将干净的渣排到鼓筛;KV4是重渣上阀门，正常过浆时会打开，到排重渣程序时，会关闭，下阀门会打开排重渣;KV5是重渣下阀门，当KV4关闭后，会打开进行排重渣程序，几秒后会再关闭;KV6是冲洗水阀门，接水泵，洗渣时会打开，对浆渣进行清洗操作，然后关闭;KV7是排轻渣时冲洗水阀门，KV3打开时，此阀门也打开，将轻渣冲到鼓筛，排完后关闭;KV8是回流阀门，洗浆时，此阀门打开，将洗出来的纤维送回碎浆机，回收纤维;KV9是反冲洗水阀门，开机时基本常开，将重渣管中的纤维反冲洗回清渣机内，节约纤维。

图4 清渣机控制阀门流程图

清渣机操作程序简单描述:启动设备，KV1、KV2、KV4和KV9打开，一段时间后，KV1和KV2关闭;KV6和KV8打开，一段时间后，关闭的同时KV3和KV7打开，一段时间后关闭;然后KV4关闭，KV5打开，几秒钟后，关闭KV5打开KV4，进入下一个循环周期。

1.2.4 清渣机的优点

清渣机的独特设计和控制程序使其具有很多优点:①清渣机能够及时地将碎浆机里面的杂质清走，避免碎浆机里的杂质过多而造成产量低、过浆困难和浪费能源等问题，而且避免了塑料等杂质在碎浆机里面的过度碎解而影响浆料的质量;②由于清渣机具有筛板，故浆渣进入清渣机时，可同时连续排出纤维，使得清渣机可处理大量浆渣，效率高;③由于通过清渣机的良浆是与碎浆机的良浆一起被泵往后面的工序，这无形中就扩大了碎浆机的产能，只要将浆泵和后面的高浓除砂器能力扩大，就可大幅度地提高碎浆系统的产能;④由于清渣机的筛板孔径为12 mm，比碎浆机筛板的孔径18 mm还要小很多，所以通过清渣机的良浆质量要比通过碎浆机筛板的浆料质量有所提高，这就提高了这条生产线的粗浆质量;⑤清渣机是带有冲洗水功能的，由编写好的程序控制冲洗水阀门的开关，清渣机在运行一段时间后，塑料等杂质会在清渣机内部变得越来越多了，积累到一定程度就需要排渣，这时就会关闭进浆阀门，打开冲洗水阀门进行洗渣操作，在洗渣过程中，良浆的浓度会越来越低，为避免对后面工序的影响，这时的良浆会回流到碎浆机，等到清渣机内部塑料等杂质已清洗干净了，就会打开轻渣阀，将洗干净的轻渣排到鼓筛。由于清渣机的洗渣功能，使得排出系统外的杂质非常干净，几乎没有纤维，这样就避免了纤维的浪费，节约成本，创造了效益。

2 改造后效果

清渣机系统经过设备改造后，无论在提高浆料质量还是节约成本方面都取得了较大成功，创造了可观的效益。

2.1 碎浆机杂质减少

清渣系统设备改造后，使得碎浆机内部的杂质急剧地减少到了很低的水平。在改造前，由于碎浆机内部杂质过多，不仅能耗高，且一段时间后根本无法过浆，只得每班要清空两次碎浆机来排出杂质，而每次排渣时都会装满渣池，需要人工用8～10辆拖拉机运走，劳动强度大。而改造后，每班只清空一次碎浆机，且杂质只占有约1/3左右的渣池，2～3辆拖拉机就可运走。这说明新的清渣机能够把碎浆机内部的杂质及时清理出系统外，避免在碎浆机内部的积累。

2.2 浆料产量和质量的提高

使用清渣机后，由于良浆直接向后面工序运行，相当于增加了1台小型碎浆机，使得碎浆系统的能力提高了20%～30%，并且由于避免了杂质在碎浆机里面的过度碎解，提高了浆料质量，而且由于粗浆中杂质含量减少，对后面的除砂器和压力筛等筛选设备起到了保护作用，降低了磨损消耗。

2.3 节约纤维

清渣设备改造后，由于具有冲洗功能，排出系统的杂质均经过了冲洗，塑料等杂质上面基本不再带有纤维，这样就避免了以前纤维随杂质的排出而被带走的状况出现。具体节约的纤维量可根据改造前后车间机尾杂质质量的变化来计算，在产量和废纸投入量换算成一致的情况下，机尾杂质减少的量基本就是节约的纤维量，由此可换算出每月获得的效益，表1所列是碎浆机清渣系统设备改造前后三个月运行的月度平均值。

表1 碎浆机清渣系统设备改造前后运行情况

由表1可以看出，经过碎浆机清渣系统设备的改造，每月节约的废纸量达到157.1 t，每月创造效益达到了23.6万元，年创造效益超过280万元。

3 结论

水力碎浆机清渣系统设备经过改造后，碎浆机的产能、浆料品质都有了提高，同时也节约了大量的纤维，经济效益显著。

3.1 碎浆系统的产能提高了20%～30%，解决了以前产能不足的问题，为整条生产线产量的提高奠定了基础。

3.2 碎浆机里的杂质含量有了大幅度的下降，浆料品质有了一定的提高，并且也降低了除砂器和压力筛等后工序设备的磨损。

3.3 解决了设备改造前排渣带走大量纤维的状况，节约了纤维，降低了废纸消耗量，每年创造效益超过280万元。

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