Исследование процесса размола древесноволокнистой массы на промышленных установках при производстве древесноволокнистых плит

1

• Авторы
• Файлы

Чистова Н.Г. Петрушева Н.А Статья в формате PDF 128 KB

Одним из путей комплексного использования древесины является производство древесноволокнистых плит (ДВП). Важной технологической операцией производства ДВП является разделение древесины на волокна – размол. От качества и степени размола за- висят процессы отлива и обезвоживания ковра, про- цессы прессования и термовлагообработки плит и, соответственно, прочностные показатели готовых плит.

На основании анализа литературных источников и анализа работы действующего предприятия, (на примере ООО «Лесосибирский ЛДК-1») выяснилось, что в сложном процессе производства ДВП не уделяется должного внимания отдельным технологическим операциям. В частности, процесс размола древесно- волокнистой массы и щепы до настоящего времени оценивается только качественно на уровне «хорошо» или «плохо» и пpaктически не дается количественной оценки этого процесса.

Как следствие выявляется факт интуитивного регулирования технологического процесса для получения плиты с определенными качественными хаpaктеристиками, без учета количественных показателей процесса размола.

В связи с этим в работе поставлена задача выделения процесса размола как одного из основных технологических процессов при получении ДВП и изучение этого процесса с целью определения влияния основных технологических конструктивных и энерго-силовых параметров работы размалывающих машин на процесс размола и в целом влияние данного процесса размола на качественные и количественные показатели ДВП.

По результатам работы выяснено, что действительно процесс размола оказывает существенное влияние на производство древесноволокнистых плит, причем этот процесс зависит от конструктивных, технологических и энергосиловых параметров размалывающих машин.

Правильный выбор и регулирование этих параметров позволяют влиять на весь технологический процесс получения ДВП. Добиться вышеизложенных результатов работы оказалось возможным с использованием объемного многофакторного экспериментального материала, проведенного в промышленных условиях на действующих установках. Вместе с тем для решения поставленной задачи использован статистическо-математический, Квази-Ньютоновский метод обработки экспериментальных данных, с моделированием по В-плану второго порядка для одно и многофакторных экспериментов.

Установлено, что основными факторами, влияющими на эффективность данного процесса в размольной камере дефибратора являются: зазор между дисками, степень износа сегментов и обороты нижнего шнека, на второй ступени размола такими факторами являются: степень износа рабочей поверхности дисков, рабочий зазора между ними и концентрация древесноволокнистой массы перед рафинатором.

Определено, что как на дефибраторе (первая ступень размола) так и на рафинаторе (вторая ступень размола), после определенного промежутка времени работы размалывающих сегментов, ротор истирается интенсивнее статора, поэтому предпочтительно ротор изготовлять из более прочного материала, чем статор.

Получены уравнения регрессии, устанавливающие зависимости степени помола и удельного расхода электроэнергии от основных конструктивных параметров размалывающих машин:

• износа дисков, рабочего зазора между размалывающими сегментами, и скорости вращения нижнего шнека – для дефибратора;
• износа дисков, рабочего зазора между размалывающими сегментами, и концентрации древесново- локнистой массы перед рафинатором.

Математически установлена зависимость физико-механических свойств готовой плиты от степени помола, которая позволяет влиять на основные прочностные показатели плиты не зависимо от типоразмера дисковых мельниц. Получены математические модели, которые устанавливают зависимости прочности, плотности, водопоглощения и толщины готовых древесноволокнистых плит от основных конструктивных параметров дисковых мельниц. В работе предложено математическое описание влияния степени помола древесноволокнистой массы на удельный расход электроэнергии, что позволяет, варьируя данным показателем, знать расход электроэнергии и влиять на него.

На основании результатов решения задач с по- мощью регрессионного анализа были получены мате- матические модели, описывающие следующие зависимости: ДС, Е, Pr, Pl, S, Tl = f (L/h, δ, n, с); Е, Pr, Pl, S, Tl = f (ДС).

В частности для дефибратора:

для рафинатора:

Предложено, так же, решение совместной задачи обобщения конструктивных и технологических параметров размалывающих машин, качественных показателей размола, физико-механических и геометрических параметров готовой древесно-волокнистой плиты с учётом энергозатрат с целью осмысленного и

целенаправленного регулирования процесса получения ДВП, а так же прогнозирования определённых показателей готового изделия при проектировании конструктивных и энергосиловых параметров новых размалывающих машин. Получены режимные параметры размалывающих машин с учетом критерия оптимизации (минимизация удельного расхода электроэнергии).

Итогом работы явилась возможность решения задач обобщения основных конструктивных и технологических параметров размалывающих машин, качественных показателей размола, физико - механических и геометрических свойств древесноволокнистой плиты с учетом энергозатрат на размол, с целью осмысленного и целенаправленного регулирования процесса получения ДВП и прогнозирования основных показателей при проектировании новых размольных машин с учетом заданных хаpaктеристик древесноволокнистой плиты.

На основании результатов исследований в промышленных условиях оказалось возможным за счет снижения энергозатрат получить годовой экономический эффект в сумме 8874200,439 рублей.

Результаты исследований уже находят применение на пpaктике завода ДВП ЗАО "Лесосибирский ЛДК 1" при оптимизации процесса размола щепы и древесно-волокнистой массы а также при корректировке его режима работы, исходя из затрат на электроэнергию.

---