در مقایسه با ماشین‌های تولید بشقاب کاغذی سنتی، سرعت - بالا چه نوآوری‌های تکنولوژیکی دارد؟

در فرآیند توسعه صنعت کاغذ سازی برای هوشمند و سبز بودن،دستگاه کاغذ پر سرعت-به نیروی محرکه اصلی ارتقاء صنعتی تبدیل شده است. در مقایسه با دستگاه کاغذ سنتی، دستگاه کاغذی با سرعت بالا-به همه پیشرفت‌های-در طراحی فرآیند، ساختار تجهیزات، فناوری کنترل و عملکرد حفاظت از محیط زیست دست یافته است. نوآوری تکنولوژیکی آنها نه تنها منعکس کننده رشد تصاعدی بهره وری تولید است، بلکه منطق اساسی تولید کاغذ را نیز عمیقاً تغییر می دهد. این مقاله مسیرهای نوآوری تکنولوژیکی-دستگاه کاغذ پرسرعت را از پنج بعد تحلیل می‌کند: بهینه‌سازی سیستم مدار کوتاه-، نوآوری سیستم خلاء، ارتقاء فناوری خشک کردن، سیستم کنترل هوشمند و پیشرفت‌های فناوری حفاظت از محیط زیست.
سیستم‌های{0}مدار کوتاه: جهشی از «کنترل تجربی» به «تنظیم دقیق»
سه نقطه درد اصلی در سیستم مدار{0}}مدار کوتاه دستگاه کاغذ سنتی وجود دارد: خمیر کاغذ به‌طور ناهموار مخلوط می‌شود که منجر به نوسان وزن پایه کاغذ، محتوای هوای بالا، نقص کاغذ، مصرف انرژی بالای تجهیزات و هزینه نگهداری بالا می‌شود. با بازسازی معماری سیستم مدار کوتاه-، دستگاه کاغذ پر سرعت-به جهشی از "کنترل تجربی" به "تنظیم دقیق" دست یافته است.
1.1 طراحی بهبود یافته اجزای Pulp Treatment
دستگاه کاغذ با سرعت بالا از سیستم حذف شن و ماسه پنج مرحله‌ای استفاده می‌کند، هر مرحله ماسه پاک‌کننده از طریق رقیق‌سازی درجه‌بندی شده، برای دستیابی به جداسازی کارآمد لجن و خمیر با کیفیت-. به عنوان مثال سنباده مرحله اول به سه گروه موازی تقسیم می شود. دوغاب خوب مستقیماً وارد اکسید زدا می شود و لجن از طریق پمپ دوغاب به ورودی ضد عفونی کننده ثانویه می رسد و یک زنجیره تصفیه حلقه بسته تشکیل می دهد. دستگاه سمباده درجه چهارم و پنجم از آب سفید موجود در سیستم وکیوم دستگاه سنباده برای رقیق کردن و کاهش مصرف آب شیرین و هوای خمیر کاغذ استفاده می کند. هواگیر Andritz با چرخش سریع جریان‌های مایع، یک لایه مایع ایجاد می‌کند و به حباب‌های موجود در پالپ اجازه می‌دهد به سرعت در خلاء منبسط و متلاشی شوند. راندمان هوازدایی آن بیش از 40٪ بیشتر از تجهیزات سنتی است که به طور موثر عیوب سوراخ و نوار کاغذ ناشی از کف کردن دستگاه کاغذ سنتی را برطرف می کند.
1.2 انقلاب فضایی در سیستم های بازیافت آب سفید
دستگاه تولید کاغذ سنتی ساختار گودال سیمی را اتخاذ می کند. جهت جریان آب سفید برخلاف جهت خروج حباب است که خروج حباب ها را دشوار می کند و بر یکنواختی کاغذ تأثیر می گذارد. دستگاه کاغذ پر سرعت-به شکلی نوآورانه از گلدان آب سفید خط باز استفاده می‌کند که سه برابر سطح آن است و تنها یک سوم اندازه گودال سیمی سنتی است. هنگامی که آب سفید به صورت افقی جریان می یابد، حباب ها را می توان به سرعت از سطح آب خارج کرد، با بیش از 60 درصد محتوای حباب کمتر در دریچه ها نسبت به دستگاه های معمولی. این نوع طراحی نه تنها کیفیت کاغذ را بهبود می بخشد، بلکه سطح مورد نیاز برای سیستم تصفیه آب سفید را کاهش می دهد که برای بهینه سازی چیدمان کارگاه مفید است.
1.3 اتصالات هوشمند به سیستم های پمپ.
پمپ استوک پمپ، پمپ هدباکس و پمپ آب رقیق‌سازی-دستگاه کاغذ پرسرعت، همگی توسط موتور اینورتر کنترل می‌شوند و با فشار کل هدباکس قفل می‌شوند. هنگامی که فشار هدباکس نوسان می کند، سیستم می تواند سرعت پمپ و سرعت جریان را در 0.1 ثانیه تنظیم کند تا از پایداری فشار پالپ دوغاب در طول حمل و نقل اطمینان حاصل کند. برای مثال، در دستگاه کاغذی با عرض 7360 میلی‌متر-گوانگشی شیانه نیو، دستگاه کاغذسازی با عرض 7360 میلی‌متر Ltd.، سیستم مدار کوتاه، تغییر وزن پایه عرضی کاغذ را از 3±% به ± 1.5% از تجهیزات معمولی کاهش می‌دهد و قوام محصول را بسیار بهبود می‌بخشد.
2. سیستم خلاء: از "انتقال مکانیکی" تا "فناوری شناور مغناطیسی" براندازی
سیستم خلاء جزء اصلی دستگاه کاغذ سازی است. عملکرد آن به طور مستقیم بر راندمان خشک کردن کاغذ و مصرف انرژی تأثیر می گذارد. دستگاه کاغذ سنتی از پمپ خلاء حلقه آب یا پمپ خلاء رودز استفاده می کند که دارای مشکلات مصرف انرژی بالا، سر و صدا و نگهداری مکرر است. دستگاه کاغذ با سرعت بالا از سیستم‌های خلاء توربوی شناور مغناطیسی استفاده می‌کند و به نوآوری مخرب فناوری خلاء پی می‌برد.
2.1 پیشرفت های بهره وری انرژی در فناوری شناور مغناطیسی
سیستم خلاء توربو شناور مغناطیسی که توسط صنعت سنگین Tianrui توسعه یافته است را به عنوان مثال در نظر بگیرید. با جایگزینی یاتاقان های مکانیکی سنتی با یاتاقان های شناور مغناطیسی، تلفات اصطکاک حذف می شود و نرخ صرفه جویی در انرژی یک یاتاقان منفرد بیش از 30٪ است. در دستگاه کاغذ 7360 میلی‌متری Xianhe، سیستم خلاء شناور مغناطیسی با ظرفیت کلی نصب شده 3632 کیلووات، در مقایسه با تجهیزات معمولی، سالانه بیش از 5 میلیون کیلووات ساعت در مصرف برق صرفه‌جویی می‌کند که معادل کاهش انتشار دی اکسید کربن تا بیش از 3000 تن است. علاوه بر این، صدای عملکرد سیستم شناور مغناطیسی کمتر از 80 دسی بل، 20 دسی بل کمتر از تجهیزات معمولی است که محیط کار کارگاه را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
2.2 کنترل هوشمند و طراحی افزونگی
سیستم خلاء ماشین کاغذ با سرعت بالا از فناوری کنترل یکپارچه ابعاد حمل و نقل از راه دور داده های بزرگ استفاده می کند که می تواند درجه خلاء، دما، ارتعاش و غیره را در زمان واقعی نظارت کند و خرابی تجهیزات را با الگوریتم های یادگیری ماشین پیش بینی کند. به عنوان مثال، این سیستم می تواند خطر سایش یاتاقان را از 48 ساعت قبل پیش بینی کند و زمان خرابی برنامه ریزی نشده را تا 50٪ یا بیشتر کاهش دهد. در عین حال، طراحی افزونگی تضمین می‌کند که وقتی یک پمپ خلاء تکی از کار می‌افتد، سیستم می‌تواند به طور خودکار به پمپ پشتیبان تبدیل شود و تولید مداوم را تضمین کند. عمل پایونیر نشان می دهد که سیستم خلاء شناور مغناطیسی 80٪ پایدارتر از تجهیزات سنتی است و 60٪ در هزینه نگهداری سالانه کمتر است.
فناوری خشک کردن: حلقه بسته از "پس از گرما" تا "بازیافت پس از گرما"
خشک کردن پر انرژی ترین-پیوند تولید کاغذ است. دستگاه کاغذ سنتی از خشک کن بخار برای خشک کردن استفاده می کند، راندمان حرارتی تنها حدود 60٪، اتلاف مقدار زیادی از گرمای زباله. دستگاه کاغذی با سرعت بالا-از طریق فناوری خشک کردن نوآورانه، ساخت حلقه بسته «تولید گرما{5}}استفاده-بازیافت».
3.1 فناوری چرخش هوای داغ در رول شفت
Jiangsu Taidelong Intelligent Equipment. اولین فن خشک کن هوای گرم را به داخل محور رول وارد می کند و سطح روی کاغذ را خشک می کند. پس از گردش در محور رول، هوای گرم از طریق لوله بازیابی حرارت هدر رفته برای استفاده از گرمای ثانویه به دم فن منتقل می شود. این فناوری بازده حرارتی را تا بیش از 85 درصد بهبود می بخشد و مصرف بخار تجهیزات سنتی را از 3 تن به کمتر از 2 تن در هر تن کاغذ کاهش می دهد.
3.2 خشک کن های چند مرحله ای-کنترل کنید.
دستگاه کاغذ با سرعت بالا دو یا سه فن خشک کن روی کارتن نصب می کند و خشک شدن همزمان داخل و خارج کارتن را از طریق اثر هم افزایی داخل، بیرون و جعبه های خشک کن متوجه می شود. به عنوان مثال، در کاغذساز پایونیر، سیستم خشک کردن سه مرحله‌ای{2}}می‌تواند به طور خودکار سرعت باد و دما را با توجه به وزن پایه کاغذ تنظیم کند، یکنواختی خشک شدن را تا 30 درصد افزایش داده و از مشکلات تاب برداشتن کاغذ ناشی از خشک شدن ناهموار کاغذساز سنتی جلوگیری کند.
سیستم های کنترل هوشمند: از «مداخله مصنوعی» تا «تصمیم مستقل»
کارکرد ماشین‌های کاغذی با سرعت بالا شامل هزاران پارامتر است. روش‌های کنترل سنتی بر تجربیات انسانی تکیه می‌کنند و مقابله با محیط‌های عملیاتی پیچیده دشوار است. دستگاه کاغذسازی مدرن{3}}سرعت بالا از طریق استقرار سیستم کنترل هوشمند، از «مداخله انسانی» تا «تصمیم گیری خودکار-».
4.1 سیستم کنترل توزیع شده DCS پوشش کامل فرآیند
دستگاه کاغذ پر سرعت-از سیستم DCS برای نظارت بر کل فرآیند آماده سازی خمیر کاغذ، هدباکس، سیم، پرس و خشک کردن بخش استفاده می کند. این سیستم می تواند دما، فشار، جریان و سایر پارامترها را در زمان واقعی جمع آوری کند و وضعیت عملکرد تجهیزات را به طور خودکار از طریق الگوریتم های کنترل PID تنظیم کند. به عنوان مثال، هنگامی که قوام هدباکس نوسان می کند، سیستم می تواند سرعت پمپ شاسی را در 5 ثانیه تنظیم کند تا ثبات هدباکس را تضمین کند.
4.2 بینایی ماشین و تشخیص نقص هوش مصنوعی
تشخیص عیوب کاغذ توسط دستگاه کاغذ سنتی عمدتاً به تشخیص دستی متکی است که ناکارآمد است و میزان نشتی بالایی دارد. ماشین‌های کاغذی با سرعت بالا سیستم‌های بینایی ماشین را با هم ترکیب می‌کنند که از دوربین‌های با سرعت بالا برای جمع‌آوری تصاویر{3} زمان واقعی از سطوح کاغذ استفاده می‌کنند و از الگوریتم‌های یادگیری عمیق برای شناسایی عیوب مانند کثیفی، سوراخ‌ها و چروک‌ها استفاده می‌کنند. برای مثال، در یک دستگاه کاغذ با عرض 10 متر{6}}در یک کسب و کار، سیستم تشخیص عیب آن می‌تواند 100 متر مربع تصویر کاغذ در هر ثانیه را با دقت 99.5 درصد، 100 برابر بیشتر از تشخیص دستی پردازش کند.
پیشرفت‌های فناوری حفاظت از محیط زیست: حرکت از «حکومت نهایی» به «کاهش انتشار منابع»
انطباق با محیط زیست نکته نهایی برای شرکت های کاغذسازی است. از طریق نوآوری فن‌آوری، دستگاه کاغذ پر سرعت- از «پردازش پایانه» به «کاهش انتشار منبع» تغییر کرده است.
5.1 کاربرد سیستم های گردش آب بسته
دستگاه کاغذ پر سرعت- از فیلترهای چند برش و غشاهای اولترافیلتراسیون استفاده می کند تا سیستم های گردش آب بسته را بسازد و میزان استفاده مجدد آب از آب سفید را بیش از 95٪ درک کند. به عنوان مثال، در دستگاه کاغذ Xianhe، سیستم گردش آب بسته، مصرف آب کاغذی را از 100 تن در هر تن تجهیزات معمولی به کمتر از 30 تن در تن کاهش می‌دهد و میزان تخلیه فاضلاب را بیش از 2 میلیون تن در سال کاهش می‌دهد.
5.2 بازیابی قلیایی و استفاده از انرژی زیست توده
دستگاه کاغذ پر سرعت- مجهز به سیستم‌های بازیابی قلیایی است که از طریق کوره‌های احتراق کارآمد قلیایی و بخش‌های تبخیر انرژی گرمایی، نرخ استخراج مشروب مایع سیاه را از ۸۰٪ به بیش از ۹۵٪ تجهیزات سنتی بهبود می‌بخشد. در عین حال از گازهای زائد دستگاه کاغذسازی و گرمای ضایعاتی بویلرهای زیست توده برای کاهش مصرف سوخت فسیلی استفاده می شود. به عنوان مثال، یک شرکت جایگزین انرژی زیست توده زغال سنگ می تواند انتشار دی اکسید کربن را 100000 تن در سال کاهش دهد و 5 میلیون درخت بکارد.
نتیجه: علم، فناوری و نوآوری باعث توسعه کیفیت بالا-صنعت کاغذ می‌شودنوآوری فناورانه دستگاه کاغذسازی با سرعت-نه تنها بهبود عملکرد تجهیزات است، بلکه تغییر مدل تولید صنعت کاغذسازی است. از تنظیم دقیق-سیستم‌های مدار کوتاه تا پیشرفت معلق مغناطیسی در سیستم خلاء، از بازیابی گرمای اتلاف فن‌آوری خشک‌کن تا تصمیم‌گیری خودکار-سیستم کنترل هوشمند، و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای از منبع فن‌آوری‌های زیست‌محیطی، هر نوآوری مظهر کیفیت و کارایی نهایی صنعت در حفاظت از محیط‌زیست است. در آینده، با ادغام عمیق 5G، اینترنت صنعتی و فناوری‌های دوقلو دیجیتال، ماشین‌های کاغذ پرسرعت-به سمت «کارخانه‌های سیاه» حرکت خواهند کرد و شتاب جدیدی را به پایداری صنعت جهانی کاغذ تزریق خواهند کرد.