Бумагоделательная машина

Бумагоделательная машина (БДМ) — многосекционный агрегат непрерывного действия, на котором из сильно разбавленной водой волокнистой суспензии получают бумагу и некоторые виды картона.

История

• 1799 француз Луи-Николя Робер (1761—1828) изобрёл первую бумагоделательную машину непрерывного действия. Этот год считается датой изобретения бумагоделательных машин.
• 1803 — в Англии смонтирована и установлена первая бумагоделательная машина (т. н. Машина Фурдринье), изготовленная по чертежам Робера, но усовершенствованная английским механиком Брайеном Донкиным. Финансировали строительство лондонские издатели братья Фурдринье. На первой бумагоделательной машине бумага формовалась из тряпичной ветоши и хлопка в виде рулона. Она состояла из следующих основных частей: сеточной, прессовой, сушильной, отделочной.
• 1816 — в Петергофе на бумажной фабрике была пущена первая русская бумагоделательная машина, построенная русскими мастеровыми на Петербургском литейном заводе. Строительством руководил англичанин Вестингаузен - представитель фирмы Донкина.

Бумагоделательные машины первого поколения

Для машин первого поколения характерны следующие особенности:

• имеет поточную механизированную линию из машин и агрегатов;
• одна машина вырабатывает широкий ассортимент продукции;
• процессы, протекающие на машине, имеют низкую интенсивность;
• простота конструкции и высокая надежность работы;
• низкий съем воды, объем вырабатываемой бумаги, потребление энергии;
• медленное повышение скорости;
• ручное управление;
• ремонтные работы после отказов непосредственно на машине.

Примером такой машины может служить бумагоделательная машина с гауч-валом Славутской бумажной фабрики, изготовленная в 1864 году и работавшей до конца XX века.

Бумагоделательные машины второго поколения

Для машин второго поколения характерны следующие особенности:

• сохранение основных принципов машин первого поколения;
• рост габаритов, массы, значительное усложнение конструкций;
• система автоматического сбора информации;
• специализация по виду бумаги;
• система специализированного обслуживания и ремонта.

Бумагоделательные машины третьего поколения

Для машин третьего поколения характерны следующие особенности:

• узкая специализация машин;
• закрытая проводка полотна;
• внедрение системы АСУТП;
• научное обоснование системы обслуживания и ремонта.

Бумагоделательные машины четвертого поколения

Для машин четвертого поколения характерны следующие особенности:

• способ производства бумаги на основе двухсеточного формования и автоматической безотрывной проводки бумажного полотна;
• узкая специализация машин;
• автоматическое управление всеми рабочими процессами;
• унификация узловых частей машины;
• сокращение холостого хода и простоя для ремонта.

Технология

Бумагоделательные машины. Финляндия, 1956 год

• Основные компоненты производства бумаги: измельчение материала, варка, откидывание на сетку и прессование.
• Изначально (c 105) бумагу добывали из хлопка и ветоши, с 1857 в основном из древесины, хотя для производства некоторых высококачественных сортов бумаг по прежнему используются травы.
• После того как бумагу стали изготавливать из древесины, основной стадией производства бумаги стала варка в котле, где с помощью термической и химической обработки из измельченной древесины (щепы) удаляется лигнин (компонент, придающий древесине жесткость).
• Волокна получившейся массы тщательно перемешиваются и взмучиваются в тонкую взвесь.
• Для повышения белизны, гладкости бумаги в неё добавляют дополнительные компоненты: каолин, хлор, канифоль, сернокислый барий, тальк, двуокись титана.
• После удаления воды бумажные листы прессуют, подвергают нагреву и сушат. В результате получается бумага в виде рулонов шириной до нескольких десятков метров. Далее эти рулоны режут на рулоны меньшей ширины согласно типографским стандартам. Эти рулоны заправляются в бумагорезательную машину, на выходе которой и получают бумажные листы промышленных или потребительских форматов.
• Если бумагу делают из макулатуры, то её предварительно обесцвечивают, размалывают и смешивают с древесной массой. Также для производства бумаги в качестве сырья может использоваться ветошь — тряпичное сырьё несинтетического происхождения.

Виды бумагоделательных машин

• Плоскосеточные (столовые)
• Круглосеточные (цилиндрические).

Главное различие между ними состоит в том, что на плоскосеточных формование (отлив) бумаги осуществляется на длинной горизонтальной сетке, а на круглосеточных — на сеточном цилиндре.

В бумажной промышленности наиболее распространены плоскосеточные машины, которые производят почти весь объем бумаги. Цилиндрические машины (с несколькими цилиндрами)применяются в основном для изготовления многослойной бумаги и картона. На бумажных фабриках Гознака денежные и ценные бумаги делаются как на столовых, так и на цилиндрических машинах. Однако бумаги с локальным водяным знаком изготовляются на цилиндрических машинах.

Вентиляция

Сушильная часть

Сушильная часть машины закрывается колпаком. Воздух, нагретый в теплообменниках до 80...100°, нагнетают снизу под колпак. Воздух в восходящих потоках поднимается наверх, поглощает пары и вытяжкой удаляется из-под колпака. Паровоздушная смесь температурой 60...70° поступает в теплообменник, отдаёт своё тепло свежему воздуху и выбрасывается в атмосферу. При обрыве бумажного полотна в сушильной части машины, оборудованной колпаком закрытого типа, подача горячего воздуха должна автоматически прекращаться.

Пожары на бумагоделательных машинах

Бумагоделательные машины имеют две части: мокрую и сухую, которые по пожарной опасности резко отличаются.

Пожарная опасность цехов, где расположены бумагоделательные машины связана с наличием большого количества бумажной пыли, которая выделяется в процессе производства бумаги и оседает на конструкциях машины и коммуникациях. Наблюдения показывают, что наибольшее количество пыли оседает в первой сушильной группе со стороны привода. Бумажная пыль состоит из волокон древесной костры мелкой фракции. Температура самовоспламенения для отложившейся бумажной пыли составляет 333 °C.

Исследования пожаров и загораний на бумагоделательных машинах показывают, что во многих случаях при пожаре система вентиляции работала, что способствовало развитию пожара. При включенной вентиляции огонь по сушильным сукнам и промасленым станинам может распространятся с большой скоростью, достигая более 10 м/с.

При пожарах на бумагоделательной машине возможно интенсивное распространение огня по всей сушильной части картонно-бумагоделательных машин. При ликвидации горения необходимо:

• принимать меры по прекращению подачи массы на картонно- и бумагоделательных машинах одновременно с введением водяных стволов и пены;
• машины при пожаре не останавливать.

При пожаре в сушильной части машины необходимо выключить вентиляцию и поступление пара в сушильные цилиндры. Перевести машину в режим работы на вспомогательной скорости. Машину останавливать не следует, потому что мокрое полотно бумаги, поступая в сушильную часть машины, довольно быстро понизит там температуру и предотвратит загорание сушильных сукон.

Бумаго- и картоноделательные и сушильные машины должны быть оборудованы системами автоматического пожаротушения в сушильной части. В качестве огнетушащего вещества применяют воду или пену. В составе системы монтируют узлы трубопроводов, равномерно распределенные в два яруса под колпаком и перекрытием второго этажа сушильной части машины, с оросителями и датчиками. Систему подключают к действующей системе противопожарного водопровода.

В 1975 году на De Eendracht Karton (en:Appingedam, Голландия) произошел пожар, в результате которого сгорели 8 бумагоделательных и картоноделательных машин (PM 1-8). Число персонала было сокращено с 450 до 250 человек.

12 марта 2004 года на БДМ-1 Котласского ЦБК произошел пожар. Пожару был присвоен второй номер сложности. В тушении участвовали четыре автомобиля трех пожарных частей. От пожара серьёзно пострадали одежда и колпак машины, частично — оборудование КИПиА и централизованная система смазки. Сгорело имущество на сумму около 2 млн. рублей. Возгорание произошло по причине плохой уборки машины. Мусор копился на протяжении долгого времени. Пыль и масляные утечки привели к возгоранию.

12 января 2005 в 4 часа на КДМ-3 Котласского ЦБК отключили подачу пара, а через 50 минут машину остановили для планово-предупредительного ремонта. Проводилась убирока брака, обрезок и накруток бумажного полотна. К проведению обдувки пыли не приступали, так как ждали диагностов для проверки состояния подшипников. Как только они пришли, была включена машина на рабочую скорость. Около 5 часов 30 минут, после запуска машины, диагност, проходя под колпаком со стороны привода между 1 и 2 сушильными группами, почувствовал запах гари, а затем увидел пламя. Об этом он сообщил специалистам смены. Сушильщик открыл главную задвижку системы пожаротушения, а мастер смены включила систему пожаротушения КДМ, сообщив о происшествии на пульт объектовой пожарной части. Остальные приступили к тушению. К моменту прибытия дежурной смены пожарной части загорание на машине было ликвидировано. КДМ до запуска для диагностирования работала на вспомогательной скорости с поднятыми шторками колпака, при высокой температуре на сушильных цилиндрах и других конструкциях машины. Это создало условия для высыхания сукон и цилиндров, возросла вероятность возникновения разрядов статического электричества, что и послужило причиной загорания.

19 июля 2008 года в 22 часа произошел пожар в одном из цехов на Краснокамском целюлозно-бумажном комбинате «Кама». Горела бумагоделательная машина, огонь перешел на кровлю цеха. Площадь горения составила 1000 кв. м. Пожару был присвоен 3 номер сложности. Пожарные вывели из цеха 22 рабочих. Никто не пострадал. В течение семи часов 36 единиц техники, 60 человек личного состава боролись с огнем. В 5 утра 20 июля пожар был ликвидирован. Причина пожара – неисправность производственного оборудования.

16 декабря 2009 года в 19:49 на Кондопожском целлюлозно-бумажном комбинате произошло загорание пыли и отходов производства в вентиляционной камере восьмой бумагоделательной машины. На локализацию пожара площадью около 25 м² ушло около часа. Сложная конструкция вентиляционного оборудования и сильное задымление не сразу позволили обнаружить очаг возгорания. В 16 часов 10 минут пожар был локализован, в 17 часов 20 минут – ликвидирован. Никто из работников комбината не пострадал.

10 мая 2010 на финской фабрике Kaipola, принадлежащей UPM, произошел пожар на БДМ №6, мощностью 300 тыс. тонн, выпускающая легкомелованные бумаги. Возгорание произошло в сушильной камере. Благодаря действиям рабочих предприятия и сработавшей противопожарной системе возгорание было быстро ликвидировано. Пострадавших нет. Ущерб незначительный.

Производители бумагоделательного оборудования

• ОАО "Бумагоделательного машиностроения" (ОАО "Буммаш") в г. Ижевск, Республика Удмуртия. Создано на базе производственных мощностей завода "Ижтяжбуммаш", основанного в 1959 году как предприятие по производству тяжелых бумагоделательных машин и оборудования для целлюлозно-бумажной промышленности.
• ЗАО «Петрозаводскмаш» в г. Петрозаводск, Республика Карелия.
• Mitsubishi Heavy Industries Printing & Packaging Machinery

См. также

Бумага