锥底混合区_中浓贮浆塔的设计和推进器的配置.docx

“锥底混合区”中浓贮浆塔的设计和推进器的配置●赵黎1，陈安江2[1.山东水利职业学院，山东日照276826；2.汶瑞机械（山东）有限公司，山东潍坊262100]摘要：描述“锥底混合区”中浓贮浆塔几何尺寸设计的有关参数，并介绍配套推进器的结构特点。根据浆塔的相关参数设计浆塔的几何尺寸和选择推进器规格。关键词：中浓贮浆塔；设计参数；几何尺寸；推进器；系列化中图分类号：TS73文献标识码：B文章编号：1001-6309(2010)05-0009-03中浓贮浆塔多用于浆料洗后或漂前、漂后的浆料贮存，是制浆造纸过程贮存、混合和系统衔接缓冲的重要装置。常用的立式贮浆塔有两种形状：一种为上下直径相等的圆柱形塔，底部有坡度；另一种为有圆柱形本体，底部有锥形过渡区及直径较小的混合区，可称为“锥底混合区”浆塔[1]。“锥底混合区”中浓贮浆塔适合于规模较大和低浓浆泵输送来的浆料贮存和稀释混合，塔体材料通常有钢筋混凝土内贴瓷砖或耐腐蚀的金属材料。浆塔结构的几何尺寸设计和搅拌器的配置是否合理，直接影响着浆料的搅拌混合效果、单位电耗和建设投资等。国外公司已根据制浆造纸工艺特点和搅拌器结构性能研究设计了规范的系列浆塔。因此，本文借鉴国外经验，根据国内浆塔的生产实际描述了“锥底混合区”中浓贮浆塔（以下简称浆塔）结构设计的有关参数，并初步设计了部分浆塔的几何尺寸和配置搅拌器，希望能对我国工程设计的浆塔选型以及对浆塔的规范系列化起到一定的作用。为贮存区、过渡区和稀释混合区。其中上部贮存区和中部过渡区的浆料均为中浓浆料，下部混合区为低浓浆料，它的侧面装有搅拌器，并配有稀释浆料的稀释装置。搅拌器高速旋转时自桨叶排出高速液流，使低速或静止的液体被携带进入高速液流区，从而起到混合作用。同时由于螺旋桨搅拌过程除产生轴向推动力形成轴向力以外，还产生法向推动力形成非轴向流，以利用器壁和塔底的反作用力增加不规则的液体循环量（见图1），将从上部落入的中浓浆料与加入的稀释水在较短的时间里充分混合到工艺要求的输送浓度，继而由低浓浆泵输送到下一工序。在低浓浆料用浆泵连续稳定的输出时，塔顶的中浓浆料就像“塞子”一样，基本上没有交混状态地向下连续稳定的移动。1浆塔的基本结构及工作原理浆塔主要由塔体和搅拌器组成（见图1），塔体从上到下分图1浆塔结构作者简介：赵黎先生，硕士研究生，副教授，主要从事机电一体化及制浆造纸设备的教学、研究和开发工作。PaperandPaperMakingVol.29No.5May20109装备器材象，也会使浆塔的有效容积降低。过去为解决此问题，一般采用的结构有：（1）在后墙采用一个与垂直面角度为45°的大圆角，（2）在后墙采用3个较大圆弧的与垂直面角度为30°的大圆角；（3）在后墙采用一个“人”字状的两个大圆弧（称分流锥）。根据这几种结构的特点，借鉴国外目前的设计经验，在搅拌器叶轮对面的后墙设置一个与塔体垂直面呈45°的斜板，塔底较平部分的倾斜角度为10°左右（见图2），这一结构不但片，比轴流式推进器消耗功率小。但螺旋桨推进器的结构性能对浆料的混合效率和混合质量影响较大，因此，汶瑞机械（山东）有限公司在对老式推进器结构改进的基础上，开发制造从推进器中心轴加入稀释水和桨叶角度可调节的新型推进器（结构见图3）。该推2浆塔结构尺寸的设计参数混合区浆位高度和筒体内2.1径的比值（H1/D1）混合区的浆料搅拌混合过程中呈低浓状态，其几何尺寸不但要满足低能耗下的良好混合，而且还要尽量缩小体积而提高浆塔的有效利用率。因此筒体内的浆位高度与筒体内径比值（H1/D1）是比较关键的一个参数。根据圆筒型和方形浆池的设计理论、实践经验和借鉴国外浆塔的结构特点，混合区的H1/D1比值应在0.6~0.8这一范围内[2,3]。2.2贮存区圆柱体和过渡区圆台的结构根据设计经验，贮存区圆柱直径一般为混合区圆柱体直径的1.5~1.6倍[4]，贮存区的圆柱体高度可按工艺要求的贮存容积或工艺设备的安装特点进行合理确定。过渡区圆台锥面与水平面的夹角一般为60°。2.3混合区底部结构尺寸混合区底部斜度结构设计对浆料的搅拌混合很重要。由于叶片的推动，浆料呈扩散开来的流动状态，在叶片对面的“后墙”处总是形成流量最大而流速最低的一股浆流，如果浆塔底部基本是平状或斜度不足，就会造成底部浆料循环不良，只要浆料浓度稍稍增加或者通过量稍稍加大，经过一段时间后，浆塔底部和圆角处的“死浆”就会逐渐增加，不时地会有局部腐烂的浆料脱落进入下一道工序；如只是加大底部倾斜角度，不但不能根治“死浆”现图3新型推进器结构进器具有以下特点：（1）采用鱼类鳍形叶片，可减少阻力和有效地避免由固有频率及其形变和振动所引起的叶片变形，并可减轻磨损等现象[5]，比老式推进器效率高，消耗功率低；（2）采用中心轴稀释装置，不但可提高浆料的稀释效率，而且运