在造纸工业生产流程中,纸浆泵承担着输送纸浆的关键任务,其流量的稳定直接关系到造纸生产线的速率与产品质量。然而,在实际运行过程中,纸浆泵常常出现实际流量低于设计流量的情况,这不仅会导致生产速率下降,增加生产成本,还可能影响纸张的质量和生产的连续性。深入分析造成纸浆泵实际流量不足的原因,并探寻解决方案,对确定造纸工业的稳定运行重要。
一、纸浆泵实际流量低于设计流量的原因分析
(一)泵自身性能问题
叶轮磨损:纸浆泵在输送纸浆时,叶轮是直接与纸浆接触并对其做功的核心部件。由于纸浆中含有纤维、砂石等固体颗粒,在长期运行过程中,叶轮会受到强烈的冲刷和磨损。叶轮叶片磨损后,其形状和尺寸发生改变,导致叶片对纸浆的推动能力下降,从而使泵的实际流量降低。例如,叶片边缘磨损变薄,会减少叶片与纸浆的接触面积,降低能量传递速率,使得纸浆无法获得足够的动力被输送出去。
泵体间隙过大:纸浆泵的泵体与叶轮之间存在相应的间隙,这个间隙大小对泵的流量有着重要影响。随着泵的长期使用,泵体和叶轮会因磨损、腐蚀等原因,导致两者之间的间隙增大。当间隙过大时,泵在运行过程中,高压区的纸浆会大量回流到低压区,造成严重的内泄漏,使得实际排出的纸浆量减少,流量无法达到设计要求。此外,泵轴与密封装置之间的间隙增大,也可能导致纸浆泄漏,影响流量。
密封失效:纸浆泵的密封装置用于防止纸浆泄漏,确定泵的正常运行。如果密封装置出现故障,如机械密封的动静环磨损、填料密封的填料老化等,会导致密封性能下降,纸浆泄漏。一旦纸浆泄漏,一方面会造成流量损失,另一方面可能会对周围环境和设备造成污染和损坏。例如,机械密封的动静环密封面若存在划痕或磨损,会使密封面无法紧密贴合,纸浆会从缝隙中泄漏出去,降低泵的流量。
(二)纸浆特性影响
纸浆浓度过高:纸浆浓度是影响纸浆泵流量的重要因素之一。当纸浆浓度过高时,其粘度会明显增加,流动性变差。纸浆泵在输送高浓度纸浆时,需要克服愈大的阻力,这会导致泵的转速下降,或者泵内的纸浆无法顺畅流动,从而使实际流量降低。例如,在一些生产特种纸的企业,由于纸浆浓度较不错,纸浆泵在运行过程中经常出现流量不足的问题。
纸浆中杂质过多:纸浆中除了纤维外,还可能含有砂石、金属碎屑、塑料片等杂质。这些杂质不仅会加剧叶轮和泵体的磨损,还可能堵塞泵的流道。当杂质堵塞叶轮叶片间的通道或泵的进出入口管路时,纸浆的流动会受到阻碍,导致流量下降。此外,杂质的存在还可能使泵在运行过程中产生振动和噪音,进一步影响泵的性能和寿命。
(三)管路系统问题
管路堵塞:纸浆泵的进出入口管路在长期使用过程中,容易出现堵塞现象。管路内壁可能会附着纸浆纤维、杂质等物质,逐渐形成堵塞物,减小管路的通流面积。当管路堵塞严重时,纸浆的流动阻力大幅增加,泵需要消耗愈多的能量来输送纸浆,导致实际流量降低。例如,在纸浆输送管路的弯头、阀门等部位,由于流体流动方向改变或流速变化,愈容易发生堵塞。
管路泄漏:进出入口管路的连接部位如果密封不严,或者管路出现破损、裂缝等情况,会导致纸浆泄漏。纸浆泄漏会使泵的输送量减少,实际流量下降。此外,管路泄漏还可能引发稳定隐患,如纸浆泄漏到地面可能导致人员滑倒,或者泄漏的纸浆对环境造成污染。
管路布置不正确:管路的布置方式对纸浆泵的流量也有影响。如果管路过长、弯头过多、管径过小,会增加纸浆在管路中的流动阻力。过大的阻力会使泵的出入口压力升高,导致泵的实际流量降低。例如,不正确的管路布置可能使纸浆在流动过程中产生涡流,增加能量损耗,影响泵的输送速率。
(四)运行参数异常
转速不足:纸浆泵的流量与转速密切相关,在一定范围内,流量与转速成正比。如果泵的实际转速低于设计转速,那么单位时间内泵所输送的纸浆量也会相应减少。造成转速不足的原因可能有电机故障、变频器参数设置不当、传动皮带打滑等。例如,电机出现绕组短路、轴承损坏等故障时,会导致电机输出功率下降,从而使泵的转速降低。
进出入口压力异常:纸浆泵的进出入口压力对其流量有重要影响。当进入口压力过低时,纸浆无法顺利进入泵腔,会导致泵的吸液能力下降,流量不足;而出入口压力过高,会增加泵的工作负荷,使泵的实际流量降低。进出入口压力异常可能是由于管路堵塞、阀门未全部打开、系统背压过高等原因引起的。
二、纸浆泵实际流量低于设计流量的解决方案
(一)泵自身性能优化
修理或替换磨损部件:对于叶轮磨损的情况,若磨损程度较轻,可以采用修理的方法,如堆焊、喷涂材料等,恢复叶轮的形状和尺寸。若磨损严重,则需要及时替换新的叶轮,选择质量、不怕磨性不错的叶轮产品,并安装精度。对于泵体间隙过大的问题,可根据实际情况对泵体进行修理或替换,调整泵体与叶轮的配合间隙至正确范围。同时,定期检查密封装置,及时替换磨损或老化的密封件,确定密封性能良好。
选择适当的泵型:在选型阶段,应根据纸浆的特性(如浓度、杂质含量等)和实际生产需求,选择适当的纸浆泵类型和规格。对于高浓度、高粘度纸浆,可选用具有大过流通道、性能不错的纸浆泵;对于含有多杂质的纸浆,应选择抗堵塞能力不错的泵型,以提升泵的适应性和工作速率。
(二)纸浆特性控制
调整纸浆浓度:正确控制纸浆浓度,确定其在纸浆泵能够适应的范围内。可通过增加稀释水的用量、优化制浆工艺等方式,降低纸浆浓度,改进纸浆的流动性。在调整纸浆浓度时,要注意平衡纸浆浓度与纸张质量的关系,避免因浓度过低影响纸张的强度等性能。
增加纸浆筛选:在纸浆进入纸浆泵之前,增加筛选和除杂工作,去掉纸浆中的砂石、金属碎屑等杂质。可采用振动筛、压力筛等筛选设备,提升纸浆的净度,减少杂质对泵的磨损和堵塞,确定泵的正常运行和流量稳定。
(三)管路系统改进
清理与维护管路:定期对进出入口管路进行清理,清理管路内壁的附着物和堵塞物,可采用高压水冲洗、化学清洗等方法。同时,检查管路的连接部位,密封良好,及时修理或替换破损、泄漏的管路。此外,正确优化管路布置,减少不需要的弯头和长度,增大管径,降低纸浆在管路中的流动阻力。
安装监测装置:在管路系统中安装压力传感器、流量传感器等监测装置,实时监测进出入口压力和流量变化。通过监测数据,及时发现管路堵塞、泄漏等问题,并采取相应的措施进行处理,确定管路系统的正常运行。
(四)运行参数调整
确定转速正常:检查电机和传动系统,排除故障,确定电机正常运行,转速达到设计要求。对于采用变频调速的纸浆泵,正确设置变频器参数,使泵在较佳转速下运行。定期检查传动皮带的张紧度,防止皮带打滑影响转速。
调节进出入口压力:根据纸浆泵的性能参数和实际运行情况,调节进出入口阀门的开度,控制进出入口压力在正确范围内。当进入口压力过低时,可检查进入口管路是否堵塞、液位是否过低等,并采取相应措施解决;当出入口压力过高时,检查出入口管路是否堵塞、系统背压是否过大,及时进行调整,泵的稳定运行和流量达标。
纸浆泵实际流量低于设计流量是由多种因素共同作用导致的复杂问题。在实际生产中,需要从泵自身性能、纸浆特性、管路系统和运行参数等多个方面进行全部分析和排查,找到问题根源,并采取针对性的解决方案。通过维护、正确的选型和的运行管理,能够提升纸浆泵的流量和工作速率,确定造纸生产的顺利进行,降低生产成本,提升企业的经济效益。