Van điều khiển lưu lượng nguyên liệu giấy (Ventil Papierstoffmengenregelung): Hướng dẫn lựa chọn
Câu trả lời ngắn gọn: “Van điều chỉnh lượng bột giấy” là loại van được sử dụng để điều chỉnh lượng hoặc lưu lượng bột giấy. Trong hệ thống cấp liệu đầu vào hoặc hệ thống chuẩn bị bột giấy của máy làm giấy, van này giúp ổn định lưu lượng bột giấy, độ đặc và trọng lượng cơ bản. Việc lựa chọn chính xác phụ thuộc vào độ đặc của bột giấy, đặc tính sợi, dải lưu lượng, chênh lệch áp suất, hình dạng van và độ phân giải của bộ truyền động.
“Ventil Papierstoffmengenregelung” có nghĩa là gì?
Cụm từ tiếng Đức này có thể được dịch là van điều khiển lượng giấy tồn kho hoặc van điều khiển lưu lượng giấy. Thuật ngữ này thường dùng để chỉ van điều chỉnh, có chức năng điều chỉnh lượng hỗn hợp bột giấy được đưa vào quy trình sản xuất giấy.
Trong quá trình điều khiển trọng lượng cơ bản, van có thể nhận tín hiệu từ hệ thống kiểm soát chất lượng hoặc hệ thống điều khiển lưu lượng và thực hiện những điều chỉnh vị trí nhỏ. Việc tăng hoặc giảm lưu lượng nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến khối lượng sợi được đưa vào hộp cấp giấy và bộ phận tạo hình. Phản ứng ổn định giúp duy trì trọng lượng cơ bản, hoạt động của máy và chất lượng sản phẩm ở mức nhất quán.
Van điều khiển lưu lượng giấy được lắp đặt ở đâu?
Vị trí cụ thể phụ thuộc vào bố trí của nhà máy giấy. Các nhiệm vụ điển hình bao gồm điều khiển dòng chảy trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu, xả nguyên liệu từ khoang máy, hệ thống trộn và pha loãng, dòng chảy vào trước hộp cấp giấy và các vòng điều khiển trọng lượng cơ bản. Các van liên quan cũng điều tiết nước thải, nước pha loãng, hóa chất, hơi nước và nước thải.
Kỹ sư quy trình cần phân biệt rõ giữa đường ống dẫn nguyên liệu sợi chính và các đường ống phụ trợ sạch. Một van phù hợp với nước pha loãng hoặc hơi nước có thể không phù hợp với nguyên liệu bột giấy chứa sợi dài, vật liệu tái chế hoặc chất độn mài mòn.
Những loại van nào có thể điều khiển lưu lượng giấy?
| Loại van | Các ứng dụng có thể có | Ưu điểm chính | Hãy xem xét kỹ lưỡng |
|---|---|---|---|
| Van bi phân đoạn hoặc van bi phân khu | Điều chỉnh lượng hàng tồn kho và kiểm soát trọng số cơ sở | Đường dẫn dòng chảy mở, phạm vi hoạt động hữu ích và cơ cấu truyền động quay | Hình học phân đoạn, thiết kế ghế ngồi, độ chính xác của bộ truyền động và độ mòn |
| Van bi V-port | Kiểm soát dòng chảy của bột giấy có độ đặc thấp hoặc trung bình | Đặc tính mở được xác định rõ ràng và thiết kế nhỏ gọn | Sự tích tụ sợi, mô-men xoắn cần thiết và khả năng tương thích với đế |
| Van điều khiển hình bướm | Đường kính lớn, độ đặc thấp hoặc công suất xử lý nước | Kích thước nhỏ gọn khi đặt đối diện và trọng lượng nhẹ | Phạm vi điều khiển, nhiễu đĩa, vận tốc và ngắt |
| Van cổng dao | Cách ly dòng cổ phiếu | Cánh van có thể cắt xuyên qua vật liệu xơ trong quá trình đóng van | Thường được lựa chọn để cách ly hơn là để điều chế chính xác |
| Van điều khiển kiểu cầu hoặc kiểu cửa trượt | Hơi nước, nước và một số nhiệm vụ điều khiển quy trình | Đặc tính điều khiển ổn định trong điều kiện vận hành sạch phù hợp | Các đoạn ống hẹp và nguy cơ tắc nghẽn do sợi trong hệ thống cấp nước chăn nuôi |
Không có loại van nào phù hợp với mọi nhà máy giấy. Độ đặc của bột giấy, độ dài sợi, độ tơi xốp, chất độn, tạp chất và độ chính xác cần thiết trong việc điều khiển phải là những yếu tố quyết định thiết kế cuối cùng.
Độ đặc của bột giấy ảnh hưởng như thế nào đến việc xác định kích thước van?
Độ đặc của bột giấy là tỷ lệ phần trăm chất xơ khô trong hỗn hợp bột giấy. Khi độ đặc tăng lên, tính chất của bột giấy có thể khác với các giả định về quá trình phủ keo bằng nước sạch. Mạng lưới sợi ảnh hưởng đến tổn thất áp suất và công suất hiệu dụng của van, đặc biệt là ở mức chênh lệch áp suất thấp.
Hướng dẫn kiểm soát lưu lượng đã được công bố chỉ ra rằng, đối với mục đích tính toán kích thước van, hỗn hợp bột giấy có độ đặc dưới khoảng 2% có thể được coi là gần giống với nước, trong khi độ đặc cao hơn có thể yêu cầu áp dụng hệ số hiệu chỉnh cho hỗn hợp bột giấy. Hệ số hiệu chỉnh chính xác phụ thuộc vào độ đặc, chênh lệch áp suất và thiết kế van. Nhà cung cấp nên tính toán kích thước van dựa trên các điểm vận hành thực tế thay vì áp dụng một hệ số hiệu chỉnh chung cho mọi trường hợp.
Van điều khiển có kích thước quá lớn có thể hoạt động ở vị trí gần mặt đệm, nơi những thay đổi nhỏ về vị trí có thể gây ra dòng chảy không ổn định và khiến sợi vải tích tụ. Ngược lại, van có kích thước quá nhỏ có thể tiêu thụ áp suất quá mức, làm tăng tốc độ dòng chảy và hạn chế sản lượng. Việc lựa chọn kích thước phù hợp cần phải đáp ứng được các điều kiện tối thiểu, bình thường và tối đa.
8 bước kiểm tra để lựa chọn van điều khiển lưu lượng giấy
- Độ đồng nhất của cổ phiếu: Cần đưa ra các mức độ đặc sệt tối thiểu, bình thường và tối đa thay vì chỉ một giá trị thiết kế duy nhất.
- Tính chất của sợi: Xác định nguồn gốc sợi, độ dài, độ tự do, hàm lượng vật liệu tái chế và xu hướng tạo thành bó.
- Chất rắn và phụ gia: Hàm lượng chất độn, các hạt lớp phủ, cát, cặn vôi và các chất mài mòn hoặc gây tắc nghẽn khác.
- Điều kiện dòng chảy: Cung cấp các giá trị lưu lượng tối thiểu, bình thường và tối đa cùng với áp suất ở phía thượng lưu và hạ lưu.
- Mục tiêu kiểm soát: Xác định xem van này điều khiển lưu lượng, độ đặc, tỷ lệ pha trộn hay trọng lượng cơ bản của giấy.
- Đặc tính van: Xác nhận mối quan hệ cần thiết giữa hành trình và lưu lượng, bao gồm cả phạm vi điều khiển có thể sử dụng.
- Hiệu suất của bộ truyền động: Hãy chỉ định loại truyền động (khí nén hoặc điện), tín hiệu bộ định vị, độ phân giải, dải chết, vị trí an toàn khi hỏng hóc và tốc độ hoạt động.
- Các yêu cầu bảo trì: Kiểm tra các điểm tiếp cận để vệ sinh, các bộ phận hao mòn có thể thay thế, việc điều chỉnh lớp đệm và không gian trống cần thiết để tháo dỡ.
Tại sao độ chính xác của bộ truyền động và độ trễ cơ học lại quan trọng?
Một vòng điều khiển trọng lượng cơ bản có thể ra lệnh thực hiện nhiều chuyển động nhỏ của van. Hiện tượng mất chuyển động trong cơ cấu liên kết, hộp số hoặc bộ truyền động có thể khiến bộ phận đóng không đạt được vị trí yêu cầu. Khi đó, bộ điều khiển có thể tiếp tục điều chỉnh, dẫn đến hiện tượng dao động và sự biến động về trọng lượng tấm.
Do đó, toàn bộ cụm lắp ráp cần được đánh giá như một đơn vị điều khiển duy nhất. Cần kiểm tra kích thước bộ truyền động ở mức chênh lệch áp suất tối đa, độ phân giải của bộ định vị, độ cứng của trục và khớp nối, tình trạng ổ trục cũng như phản hồi vị trí van thực tế. Chỉ riêng tốc độ di chuyển nhanh không đảm bảo được sự ổn định trong điều khiển; khả năng định vị lặp lại mới là yếu tố quan trọng hơn.
Lựa chọn vật liệu và phụ kiện trang trí
Vật liệu giấy có thể gây ra mài mòn, ăn mòn và tích tụ sợi. Vật liệu của thân van, bộ phận đóng mở, trục, đế van và lớp phủ cứng phải phù hợp với thành phần hóa học và hàm lượng chất rắn của vật liệu giấy. Có thể xem xét sử dụng các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng làm từ thép không gỉ hoặc hợp kim cao hơn trong trường hợp lo ngại về ăn mòn, trong khi các lớp phủ cứng hoặc các chi tiết chống mài mòn có thể cần thiết đối với các chất độn có tính mài mòn.
Việc lựa chọn vật liệu đàn hồi và vật liệu làm kín cần phải tính đến các hóa chất trong quy trình, nhiệt độ, chất tẩy rửa và điều kiện rửa trôi. Đối với hóa chất tẩy trắng, nước đen hoặc nước trắng, để đảm bảo tính tương thích hóa học hoàn toàn, cần phải tiến hành đánh giá riêng biệt vì các chất này có thể có tính ăn mòn cao hơn so với nguyên liệu giấy thông thường.
Thông tin cần thiết để xác định kích thước van và yêu cầu báo giá (RFQ)
| Mục trong yêu cầu báo giá (RFQ) | Thông tin cần cung cấp |
|---|---|
| Trung bình | Loại bột giấy, độ đặc, độ dài sợi, độ tự do, chất độn và hóa chất |
| Dữ liệu vận hành | Lưu lượng, áp suất và nhiệt độ tối thiểu, bình thường và tối đa |
| Đường ống | Kích thước danh nghĩa, tiêu chuẩn, kiểu kết nối đầu ống và hướng lắp đặt |
| Nhiệm vụ kiểm soát | Yêu cầu về Cv hoặc Kv, dải điều khiển, đường đặc tính và tổn thất áp suất cho phép |
| Kích hoạt | Nguồn điện, tín hiệu điều khiển, vị trí an toàn, tín hiệu phản hồi và thời gian hoạt động |
| Vật liệu | Các yêu cầu về thân xe, chi tiết trang trí, ghế ngồi, vật liệu đệm, lớp phủ và chống ăn mòn |
| Tài liệu hướng dẫn | Các tiêu chuẩn áp dụng, thử nghiệm, chứng chỉ, bản vẽ và yêu cầu kiểm tra |
Những sai sót thường gặp trong bản vẽ kỹ thuật
- Chọn van chỉ dựa trên đường kính ống
- Sử dụng các phép tính Cv hoặc Kv dựa trên nước mà không kiểm tra độ đặc của dung dịch gốc
- Bỏ qua chế độ vận hành lưu lượng tối thiểu và phạm vi điều khiển
- Sử dụng van cách ly để điều chỉnh lưu lượng liên tục và chính xác
- Bỏ qua độ trễ của bộ truyền động và độ phân giải của bộ định vị
- Lựa chọn vật liệu mà không tính đến các chất độn, hóa chất và chất tẩy rửa
- Không bố trí không gian để kiểm tra và thay thế các chi tiết trang trí
Các câu hỏi thường gặp
Thuật ngữ tiếng Anh của cụm từ “Ventil Papierstoffmengenregelung” là gì?
Các thuật ngữ tiếng Anh hữu ích nhất là “van điều khiển lưu lượng bột giấy”, “van điều khiển lượng bột giấy” và, đối với một vòng điều khiển cụ thể của máy làm giấy, “van điều khiển trọng lượng cơ bản”.”
Van nào thường được sử dụng để điều chỉnh trọng lượng cơ bản của giấy?
Van điều khiển bi phân đoạn hoặc van điều khiển bi phân khu thường được xem xét vì thiết kế quay của chúng có thể tạo ra đường dẫn dòng chảy mở và khả năng điều chỉnh chính xác. Lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào dữ liệu kỹ thuật và dữ liệu vận hành.
Van cổng dao có thể điều tiết lượng nguyên liệu giấy được không?
Van cổng dao thường được sử dụng để cách ly trong các ứng dụng xử lý bùn sợi. Loại van này thường không phải là lựa chọn hàng đầu cho việc điều khiển chính xác liên tục, trừ khi thiết kế cụ thể của nó đã được tính toán kỹ thuật và phê duyệt cho nhiệm vụ đó.
Van này có thể được thiết kế với kích thước giống như van nước không?
Khi độ đặc của bột giấy thấp, việc sử dụng chất làm đặc gốc nước có thể là một phương án khởi đầu hữu ích. Khi độ đặc cao hơn, công suất van có thể đòi hỏi phải điều chỉnh thành phần bột giấy dựa trên chênh lệch áp suất, độ đặc và hình dạng van.
Thông tin nào là quan trọng nhất khi lập báo giá?
Cung cấp các thông tin về độ đồng nhất của chất lỏng, tính chất của sợi, dải lưu lượng, áp suất đầu vào và đầu ra, nhiệt độ, kích thước ống, độ chính xác điều khiển yêu cầu, vật liệu và thông tin chi tiết về bộ truyền động.
Thảo luận về các yêu cầu của quý vị đối với van dùng trong ngành giấy và bột giấy
WDL Valve cung cấp các giải pháp van công nghiệp bao gồm van bi, van bướm, van cổng, van cầu, van một chiều và van điều khiển cho các ngành công nghiệp bột giấy, giấy, nước, hơi nước và hóa chất. Cấu hình cuối cùng của van phụ thuộc vào đặc tính của nguyên liệu và nhiệm vụ điều khiển. Xem lại Các ứng dụng của van WDL hoặc gửi dữ liệu quy trình của bạn qua Trang liên hệ của WDL Valve.
Để tìm hiểu thêm về nền tảng kỹ thuật, vui lòng tham khảo tài liệu của Valmet Hướng dẫn kiểm soát dòng nguyên liệu bột giấy.
Tác giả: Wong WP, Giám đốc Kinh doanh, Công ty TNHH Van WDL Hạ Môn.
