我国进口多层压机MDF生产线的技改设计【批木网】

发布时间: 2015年11月13日 09:34:00 已收藏 收藏

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  上世纪90年代末,全套引进多层压机中密度纤维板(MDF)生产线的热潮在国内迅速蔓延。全国各大省市也相继引进多层压机MDF生产线。然而,随着时代的变迁,技术的发展,如今这一批MDF生产线又面临着能耗高、生产效率低等重重问题。

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  近年来,为有效解决这批进口MDF生产线日益突出的问题,笔者与业内专家一起,先后为几家企业提供了技术改造和革新的设计方案,有的已付诸实施,取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。笔者以改造过的山东某企业一条年产50000m3纤维板生产线为例,就已采取的有效技术改造设计方案,开展初步的探讨,以期对促进我国进口多层压机MDF生产线的全面技术改造与革新,起到一定的理论和实践方面的指导作用。

  1我国进口多层压机MDF生产线存在的问题

  1.1水洗工段

  目前,我国进口多层压机MDF生产线的水洗工段,主要采用两种工艺流程。一种工艺流程(如图1)是经过筛选机筛选出的合格木片进入水洗机,而后通过木片泵将水洗木片输送至脱水螺旋。这种工艺采用木片泵输送水洗木片,电耗较大;并且北方的生产线在冬季使用时,由于木片被冰冻会导致木片泵输送困难甚至失效。另一种木片水洗工艺流程(如图2)是经过水洗机水洗后的清洁木片,通过皮带运输机输送至脱水螺旋。这种工艺的缺点:在我国北方生产线冬季生产过程中,时常造成冰冻木片在皮带运输机上打滑,降低皮带运输机的输送效率,甚至导致其失效,进而造成停产事故。

 1.2纤维干燥工段

  如图3所示,改造前MDF生产线采用正压一级干燥系统,蒸汽作为热介质。该系统主要由供热系统(蒸汽炉)、风机、空气热交换器、干燥管道、旋风分离器、监控系统和火花探测与自动灭火装置等构成。首先,供热系统产生热介质(蒸汽),而后热介质通过热交换器将冷空气加热到120一180℃,这导致热能多次转换,大幅降低热效率,进而造成能源浪费。施胶后的湿纤维进人干燥管道,加热后的空气将湿纤维中的水分蒸发出来,纤维干燥好后被热风输送至旋风分离器,在分离器中把湿空气和干纤维分离,湿热空气经分离器顶部的排气口排人大气。为避免火灾,必须在干燥管道和干燥分离器的人口处安装火花探测和自动灭火装置。

  另外,供热系统(蒸汽炉)运行时产生的大量烟气不经过处理就排人大气,烟气的温度高达2506500~2},其中含有二氧化硫、氧化氮等有害气体,直接排放不仅污染环境,而且造成能源浪费。

  现在我国MDF生产企业都面临原料成本和人工成本上涨的双重压力,节能降耗日益成为工作重点,能否有效降低生产成本直接关系企业的经济效益。

  1:3热压机压板

  改造前热压机热压板采用饱和蒸汽加热。虽然蒸汽潜能较大,对金属腐蚀性较小,但蒸汽加热存在如下问题:

  1)饱和蒸汽压力须在1.0}1.4MPa的压力下才能满足热压温度要求,该压力对系统的密封性能要求较高。在温度控制上,蒸汽加热只能以控制蒸汽的流量来调节温度。在加热压板的同时,蒸汽因放热失去热量而变成冷凝水。由于冷凝水会妨碍蒸汽流通,影响压板加热,所以热压过程中必须设置效能可靠的疏水系统来排除生成的冷凝水,以保证热交换顺利进行。

  2)当蒸汽加热温度达到2000C,此时压力约1.6MPa,而蒸汽锅炉压力则高达2.5MPa。由于蒸汽温度与压力成正比,所以蒸汽温度不能太高,否则配套锅炉设备和管道系统的投资成本将大幅提高。

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  3)蒸汽锅炉将水加热到100℃之前所产生的热量和蒸汽冷凝成水后的热量都无法被利用。蒸汽加热后部分变成热水,这些汽、水混合物一般均被排放,蒸汽的汽化潜热不能被完全利用。蒸汽在输送过程中热量损失也大,二次回收非常困难,且蒸汽的跑、冒、滴、漏情况严重,蒸汽加热系统热能综合利用效率仅为30%~40%。

  4)饱和蒸汽在加热过程中的流速较大(20}30m/s),蒸汽温度的波动性大,不能满足加热温差小的要求。

  如图4所示,改造前热压板汽道内蒸汽按图中箭头方向流动,对热压板进行加热[3]。该管路形式造成蒸汽从板的一侧辗转流向另一侧,在流动中温度越来越低,温度降低方向如图中箭头所示,这样导致热压板进汽侧温度高、出汽侧温度低的现象。在不连续生产(如一日两班)时,两侧温差尤为明显,这对MDF产品产量和质量影响很大。

 2技术改造方案

  2.1水洗工段改造方案

  改造后木片水洗工段工艺流程如图5,筛选合格木片经皮带运输机输送至水洗机,经水洗机水洗后的清洁木片直接进入脱水螺旋。该工艺水洗机出料口正对脱水螺旋进料口,而且脱水螺旋机外壳内所设的滤水筛网上的滤水孔为柱形孔。该工艺与木片泵输送工艺相比,省去了将木片送人泵前面仓的工序,节省了能源,总装机容量减少了近50%,电耗降低近50,还可减少木片损耗量10%以上。可同时将皮带运输机放置在水洗机工序前,可有效防止冬季由于木片水洗后在皮带运输机上打滑问题,使故障率下降75%。

 2.2纤维干燥工段改造方案

  针对现有生产线蒸汽干燥热能利用率低、能源浪费严重的特点,改造采用先进的烟气干燥技术,为此新建一个热能中心该技术可以将十燥热能循环利用,热能利用效率可达900~0~95%。烟气干燥技术的能源中心在正常一1一作时,烟囱几乎不排气,主要排放点是干燥机的出口,而排出的一氧化碳和氮氧化合物的浓度完全可以达到锅炉大气污染物排放标准(CR13271-2014)要求另外,热能中心利用MDF生产过程中产生的树皮、砂光粉、锯屑、废纤维等为燃料,有效利用了生产废料,节约能源,减少环境污染,且大大降低生产成本。

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中密度纤维板【批木网】

  生产实践证明:当空气中含氧量不超过17%时干纤维就不易着火,如果空气中含氧量降到安全值l3.3%以下,则纤维基本上不能燃烧。由于烟气中含氧量一般不超过12%,可有效避免引起火灾实际生产时,为一r调节纤维喷放管处温度,会通过烟气混合室补充大量新鲜空气,从而增加含氧量。纤维干燥管道中的火灾是由于干燥气流中含氧量高、干燥温度高一卜燥管壁上粘挂纤维、纤维过分干燥,以及金属异物进入干燥系统撞击产生火花引起的。因此要有效控制十燥管道内氧气含量和纤维喷放管的进日温度,杜绝外界金属等进人干燥管道产生火花。

  改造后的纤维干燥工艺流程如图6,施胶后的湿纤维进人干燥管道,干燥介质为热烟y,干燥系统设有温控装置、含水率检测仪和火花探测与自动灭火装置,确保纤维干燥质量和生产安全。

  2.3热压机压板改造方案

  改造后的热压板蒸汽加热管路如图7所示m。该热压板两端温度高中间温度较低,但由于生产过程中中间部分的保温性能优于两端,故热压板温度基本平衡。虽然进汽口需使用两个接头,制造较为麻烦,但实践证明其能较好提高MDF产品的产量、质量,建议在现有同类型的MDh企业技术改造中子以推广使用。

  另外,笔者建议也可采用将蒸汽改为导热油的方案导热油加热具有以下3个优点:

  1)导热油是以连续强制循环方一式传递热量,可循环利用热能,且无滴漏现象,有效避免了热能损失,导热油加热系统热能综合利用率高达60%以上。

  2)导热油加热采用封闭式加热循环系统,传热均匀,加热设备上的温差可控制在±2℃相邻压板温差低于3℃,同一压板温差低于1.50C。导热油加热可大大降低热压机的进出日温差,改变蒸汽加热进出日温差大(一般为10~30℃)的弊端。

  3)导热油热稳定性良好,不腐蚀加热系统及用热装置,且不会产生结垢,可长期在运行温度内使用。其运行和维修费用比蒸汽加热节约70%以上[[4],可大大降低生产成本。

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  如果采用导热油加热的方案,应主要注意以下3点:

  1)应选择导热系数大、比热高、闪点和燃点高的导热油,且严禁在导热油中混人水分及其他低沸点易挥发物,不同品种的导热油禁止混合使用。导热油在高温时易氧化,因此必须在额定温度下使用。为避免加速氧化而缩短其使用寿命,禁止高温导热油长期接触空气。

  2)导热油流速应大于2m/s,因为热压板中的导热油流速越小,油膜温度越高,越易造成结焦。导热油加热循环系统必须采用防爆电机,必须按大于等于1.6倍工作压力来选型导热油管及阀门。

  3)只有当热压板温度低于80℃时,热油循环泵才能停机。

  综上所述,导热油加热具有蒸汽不可比拟的优越性,且目前导热油加热技术在我国MDF生产中的应用已十分成熟,建议在企业技术改造中推广使用,从而降低企业能耗。

 3结语

  通过对我国山东某企业20世纪90年代进口多层压机MDF生产线的技术改造,5年多的生产实践证明:单位产品施胶量比改造前减少20%以上,设备开机率提高25%以上,工艺技术更加完善,MDF产品的物理力学性能指标达到中密度纤维板国家标准(GB11718-2009)一等品要求,一次砂光和检验合格率均达到了90%以上。MDF产品质量稳定,市场竞争力大大增强,经济效益显著提高。

  综上所述,建议尽快对我国上世纪90年代进口的多层压机MDF生产线全面进行技术改造。对于资金相对短缺的企业,建议通过调整其水洗工段设备配置、改变干燥介质以及改进热压板加热工艺或加热介质,可实现以增加较少改造投资,提高产品质量,实现节能降耗的目标,取得明显的经济效益。对原材料充足、资金较充裕的企业,还可在此基础上再对调施胶工段、热磨机和热压机及一些辅助设备作相应地调整,只需增加少量的投资,且无需增加场地,便可将企业MDF年产量提高30%以上,经济效益更加显著。
    

来源:批木网整理

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