專利名稱：用于連續(xù)蒸煮器的包括并聯(lián)泵的供給系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于連續(xù)蒸煮器的供給系 統(tǒng)，在所述連續(xù)蒸煮器中蒸煮木片以生產(chǎn)纖維素紙漿。
背景技術：
在連續(xù)蒸煮器的舊式傳統(tǒng)供給系統(tǒng)中，已將高壓星形給料器用作對木片漿液加 壓并使木片漿液輸送到蒸煮器頂部的流槽給料器(sluice feeder)。紙漿手冊(Herbert Sixta, 2006)在381頁披露了這種使用高壓星形給料器(高壓 給料器)進行的供給。這種供給的主要優(yōu)點在于，木片流無需經(jīng)過泵，取而代之由液壓 傳送。同時，可在進入和離開蒸煮器的輸送循環(huán)中保持高壓而不會損失壓力。然而，該 系統(tǒng)被證實具有一些缺點高壓星形給料器易受磨損，且必須進行調(diào)整以使從高壓循環(huán) 流到低壓循環(huán)的泄漏最小化。另一缺點在于在輸送過程中必須保持低溫，以使得輸送 中不會產(chǎn)生與蒸汽內(nèi)爆(steam implosion)有關的爆炸聲。早在1957年，US2803540披露了一種用于連續(xù)木片蒸煮器的供給系統(tǒng)，其中將 木片從浸漬容器泵送到蒸煮器，在所述蒸煮器中以蒸汽環(huán)境蒸煮木片。其中，將一部分 蒸煮液體注入泵，以實現(xiàn)10%的可泵送黏稠度。然而，該蒸煮器被設計用于每天150至 300噸紙漿的小規(guī)模產(chǎn)量(見第7欄第35行)。另外，1959年US2876098披露了一種沒有高壓星形給料器的用于連續(xù)木片蒸煮 器的供給系統(tǒng)。在此，木片在被泵送到蒸煮器頂部之前懸浮在混合液中。泵裝置被設置 在蒸煮器下方，并且泵軸還配備有渦輪機，在所述渦輪機中使加壓的黑液減壓以減少所 需的泵送作用。1967年US3303088也披露了一種沒有高壓星形給料器的用于連續(xù)木片蒸煮器的 供給系統(tǒng)，其中首先在蒸汽容器中蒸煮木片，隨后使木片懸浮在容器中，之后將木片懸 浮物泵送到蒸煮器的頂部。1971年US3586600披露了另一種用于連續(xù)蒸煮器的供給系統(tǒng)，其被設計為主要 用于精細木材。其中同樣沒有使用高壓星形給料器，用泵26使木材經(jīng)由上游浸漬容器供 給到蒸煮器的頂部。EP157279中也披露了將精細木材泵送到連續(xù)蒸煮器的頂部的類似供給系統(tǒng)。從50年代末到70年代初，蒸煮器殼體的這些實施例的典型情況是這些蒸煮器 殼體均被設計用于每天大約100至300噸紙漿的有限產(chǎn)量的小型蒸煮器殼體。US5744004披露了將木片供給到蒸煮器的供給系統(tǒng)的變型方案，其中經(jīng)由一系 列的泵將木片混合物供給到蒸煮器中。其中使用的是所謂DISCFLO 泵。該系統(tǒng)的缺 點在于，這種泵的泵送效率通常非常低。前面提到的紙漿手冊在382頁還披露了被稱作TurboFeed 的、木片混合物的替 代性泵供給系統(tǒng)。其中將三個泵串聯(lián)使用，以將木片混合物供給到蒸煮器。這種供給系 統(tǒng)已經(jīng)通過專利 US5753075、US6106668、US6325890、US6336993 以及 US6551462 獲得專利權(quán)；然而在多數(shù)情況下，例如US3303088并未被考慮。US5753075涉及從蒸汽容器到處理容器的泵送系統(tǒng)。US6106668具體涉及在泵送過程中添加AQ/PS。US6325890涉及至少兩個串聯(lián)的泵，并且將這些泵設置在地平面上。US6336993涉及具體的溶液，其中添加有化學劑以溶解木片中的金屬，隨后在 各個泵之后濾出液體，以減少泵送的木片中的金屬含量。US6551462主要涉及系統(tǒng)已被US3303088披露的相同系統(tǒng)。上述具有多個串聯(lián)的泵的系統(tǒng)的主要缺點是可及度(accessibility)有限。如果一 個泵發(fā)生故障，則整個蒸煮器系統(tǒng)停止。在具有三個泵串聯(lián)并且各個泵的正常可及度為 0.95的情況下，整個系統(tǒng)的可及度僅為0.86(0.95X0.95X0.95 = 0.86)。如今，紙漿日產(chǎn)量超過4000噸的新式連續(xù)蒸煮器使用50-75米高的蒸煮器，并 且其中在汽態(tài)蒸煮器的情況下，蒸煮器的頂部形成有3-8巴的表壓，或者在液力式蒸煮 器的情況下形成有5-20巴的表壓。這種連續(xù)蒸煮器系統(tǒng)被設計為，在大部分運轉(zhuǎn)時間 內(nèi)，通常在80%-95%以上的運作時間內(nèi)，連續(xù)蒸煮器系統(tǒng)以額定產(chǎn)量運轉(zhuǎn)，由此就運 轉(zhuǎn)成本而言，有必要使泵對于額定產(chǎn)量達到最佳。產(chǎn)量約為3000噸、供給系統(tǒng)采用所謂“TurboFeed ”技術的典型蒸煮器系統(tǒng)需 要大約SOOkW的泵送功率。顯然，這些系統(tǒng)必須使泵以接近額定排量的最佳效率運轉(zhuǎn)。 這種供給系統(tǒng)每24小時需要19,200千瓦時(kWh) (800X24)，每兆瓦時(MWh)的花費為 50歐元，運轉(zhuǎn)成本達到每24小時60歐元或每年336,000歐元。上述系統(tǒng)還必須能夠在額定產(chǎn)量的50%至110%的范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)，這對供給系統(tǒng) 提出了很高的要求。這意味著系統(tǒng)供給裝置所提供的泵必須大到足以處理4000噸，而又可以在2000 至4400噸的范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)。這種以50%排量運轉(zhuǎn)的泵遠未達到最佳，但是在例如纖維生產(chǎn) 線以后的環(huán)節(jié)出現(xiàn)暫時的產(chǎn)量問題的情況下，必須使泵至少能夠臨時性地以有限的排量運轉(zhuǎn)。如果該系統(tǒng)供給裝置所提供的蒸煮器系統(tǒng)能夠處理500-5000噸的額定產(chǎn)量，那 么必須以多種不同泵尺寸來設計這些泵，以便使每個單獨的設備都能夠根據(jù)功率消耗和 能量，以額定排量提供最佳輸送。這使得泵非常昂貴，因為通常情況下受到極大限制的 一組泵被制造成各種尺寸。為了能夠達到適當縮短傳輸時間的要求，系統(tǒng)供給裝置必須 備有全部泵尺寸的泵，這是非常昂貴的。即使當輸送管線中的流量減少到額定流量的50%時，蒸煮器供給系統(tǒng)也應確保 為蒸煮器頂部提供最佳供給。這存在難度，因為輸送管線中的流量應保持在臨界值之上，如果速度變得過 低，那么經(jīng)過充分蒸煮的木片將傾向于逆著輸送流的方向而下沉。一種可在低速下使用的改善措施是在泵送之前添加稀釋液，從而形成較低的木 片濃度。然而，這種方法不節(jié)能，因為它迫使供給系統(tǒng)不必要地泵送大量的液體，由此 增大了生產(chǎn)單位紙漿所需的泵送能量。各個泵都具有預期運轉(zhuǎn)的規(guī)劃點(最佳效率點/ “BEP”)。在該“BEP”， 就離心泵而言，振動引起的損耗和摩擦損耗最小，并進而使得泵效率在該點達到最大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種改進的木片供給系統(tǒng)，其中能夠在蒸煮器設計產(chǎn) 量附近的更寬范圍內(nèi)實現(xiàn)最佳輸送。本發(fā)明的其它的目的是提高供給系統(tǒng)的效率；提高可及度 降低每泵送單位木片的運轉(zhuǎn)成本；不管產(chǎn)量級別，在泵送過程中保持木片濃度恒定；有限范圍的泵尺寸，能夠滿足寬范圍的蒸煮器產(chǎn)量；簡化維護；與具有高壓星形給料器或多個串聯(lián)的泵的供給系統(tǒng)相比，安裝成本有所降低；上述目的可通過根據(jù)權(quán)利要求1特征部分的供給系統(tǒng)來實現(xiàn)。


圖1示出了不具有頂部分離器的用于蒸煮器的供給系統(tǒng)的第一種系統(tǒng)方案；圖2至圖5示出了將泵附接到預處理容器出口的不同方式；圖6示出了不具有頂部分離器的蒸煮器的頂部與供給系統(tǒng)的連接；以及圖7示出了圖7的俯視圖；圖8示出了不具有頂部分離器的蒸煮器的供給系統(tǒng)的第二種系統(tǒng)方案；圖9示出了圖8的系統(tǒng)中來自各個泵的輸送管線可以如何合并，以形成一個單獨 的輸送管線，圖10示出了來自各個泵的輸送管線可以如何合并，以形成一個單獨的輸送管線 的第二種替代性方案，以及圖11示出了來自各個泵的輸送管線可以如何合并，以形成一個單獨的輸送管線 的第三種替代性方案。
具體實施例方式在以下詳細描述中，將使用短語“用于連續(xù)蒸煮器的供給系統(tǒng)”?！肮┙o系 統(tǒng)”在此表示的是將來自低壓木片處理系統(tǒng)的木片供給到蒸煮器的系統(tǒng)，所述低壓木片 處理系統(tǒng)通常具有2巴的表壓而正常情況下為大氣壓；在所述蒸煮器中，木片處于高壓 之下，在汽態(tài)蒸煮器的情況下通常為3-8巴之間，或者在液力式蒸煮器的情況下為5-20 巴之間。盡管優(yōu)選實施例是以汽態(tài)蒸煮器為例示出的，但術語“連續(xù)蒸煮器”在此表示 的是汽態(tài)蒸煮器或液力式蒸煮器。一個基本概念是供給系統(tǒng)包括至少兩個并聯(lián)的泵，但優(yōu)選甚至包括三個、四 個或五個并聯(lián)的泵。已經(jīng)示出，單個泵就能夠?qū)⒛酒瑧腋∥锕┙o到加壓的蒸煮器，因 此，可以將具有二至四個串聯(lián)泵的傳統(tǒng)的高壓星形給料器或復雜供給系統(tǒng)排除在外。以傳統(tǒng)方式將泵設置在處于地平面的地基上，以便于提供服務。
通過上述方案，可提供日產(chǎn)量為750-6000噸紙漿的蒸煮器供給系統(tǒng)，而且泵的 尺寸不多。這是非常重要的，因為供給較高濃度木片的這些泵就其應用而言是非常特殊 的，并且每天能夠處理4000-6000噸紙漿產(chǎn)量的泵都非常巨大，每年僅制造很有限系列 的幾個泵。因此，這些泵的成本構(gòu)成了蒸煮器系統(tǒng)運行的全部成本的一大部分。下面的表格示出了如何通過僅僅兩種泵尺寸來滿足750-6000噸產(chǎn)量范圍的實 例，所述兩種泵尺寸被分別優(yōu)化用于每天750噸紙漿和1500噸紙漿。泵安排(X單元* = 1 替代方案的數(shù)量)
權(quán)利要求
1.用于連續(xù)蒸煮器(6)的供給系統(tǒng)，其中，木片被連續(xù)地供給到所述蒸煮器的頂部并 從所述蒸煮器的底部排出，其特征在于，將被供給到所述蒸煮器的頂部的木片懸浮在容 器(3)中而形成木片懸浮物，至少兩個泵(12a、12b)被并聯(lián)連接到所述容器的底部，其 中，各個泵經(jīng)由輸送管線(13a-d/13ab)將所述木片懸浮物泵送到所述蒸煮器的頂部，并 且所述輸送管線的出口直接通向所述蒸煮器的頂部，由此使得所述木片懸浮物直接下落 到所述蒸煮器的頂部內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，至少三個泵被并聯(lián)連接到所述容器 的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，至少四個泵被并聯(lián)連接到所述容器 的底部。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，所述泵被對稱地連接到 所述容器的底部。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，將被供給到所述蒸煮器 的頂部的木片懸浮在容器中而形成木片懸浮物，在所述容器中設有由液面?zhèn)鞲衅骺刂频?供給管線，所述液面?zhèn)鞲衅鞔_定至少10米、優(yōu)選為至少15米、且甚至更優(yōu)選為至少20 米的液面(LIQ LEV/ °
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，所述容器的底部被連 接到桶形出口，所述桶形出口具有上部入口、圓筒形罩面以及底部；其中至少兩個泵 (12a、12b)的入口被并聯(lián)連接到所述圓筒形罩面，所述泵的出口被連接到通向所述蒸煮 器的頂部的輸送管線(13a、13b)且其中攪拌器(11)被設置在所述桶形出口中旋轉(zhuǎn)，其中 所述攪拌器具有至少兩個刮臂，所述刮臂在設于所述桶形出口的罩面中的所述泵的入口 上掃動。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，各個泵(12a、12b)經(jīng)由 輸送管線的第一段(13a、13b)將所述木片懸浮物泵送到所述蒸煮器的頂部；并且所述輸 送管線的來自至少兩個泵的所述第一段在匯合點(16)合并，以使所述輸送管線的第二段 (13ab)在通向所述蒸煮器的頂部之前形成合并的第二段(13ab)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求7所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送管線的來自第一泵組 中的至少兩個泵(12a、12b)的至少第二段(13ab)與所述輸送管線的來自第二泵組中的至 少一個泵(12c、12d)的另一段(13cd)在匯合點(16")合并，以使所述輸送管線的第三 段(13abcd)在通向所述蒸煮器的頂部之前形成合并的第三段(13abcd)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求1至6任一項所述的供給系統(tǒng)，其特征在于，輸送管線(13a、 13b)的入口被連接到各個單獨的泵，所述輸送管線(13a、13b)的出口被連接到所述蒸煮 器的頂部，由此在所述蒸煮器的頂部的出口與所述泵的數(shù)量相等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)蒸煮器的供給系統(tǒng)，其中，至少兩個泵被并聯(lián)設置在預處理容器的底部，且其中在沒有傳統(tǒng)的頂部分離器的情況下實施對蒸煮器的頂部的供給。本發(fā)明能夠提供一種供給系統(tǒng)，其具有提高的可及度和操作可靠性，并且即使產(chǎn)量減小時大部分泵也能夠以最佳效率運轉(zhuǎn)。
文檔編號D21C7/06GK102016165SQ200980116669
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者丹尼爾·托林, 喬納斯·賽特艾森, 安德斯·薩繆爾森 申請人:美卓制漿卡爾斯塔德公司