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（一）紙漿制漿工藝

紙和紙板的生產(chǎn)過(guò)程可以分為兩部分：制漿過(guò)程和造紙過(guò)程。制漿過(guò)程就是把植物纖維原料離解變成單根纖維的過(guò)程，在離解過(guò)程中對纖維產(chǎn)生機械和化學(xué)損傷越小越好。由于原料的不同，制漿有廢紙制漿和木材（竹、草）制漿。

1、廢紙的制漿技術(shù)

和造紙工業(yè)一樣，紙漿生產(chǎn)廠(chǎng)家所使用的廢紙根據來(lái)源可以分為三類(lèi)：紙廠(chǎng)損紙；用戶(hù)使用前的廢紙，如印刷廢料和裁切廢料；用戶(hù)使用后的廢紙，主要包括從家庭和商店回收的廢紙。

2、木材（竹、草）制漿

90％以上的紙和紙板是由木漿制造的，而且木漿生產(chǎn)的工藝過(guò)程比廢紙制漿工藝復雜，污水的處理要進(jìn)行堿回收，工藝上也多一些環(huán)節。木材制漿包括下列基本過(guò)程：備料—制漿—洗滌—篩選—漂白。

為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本文紙漿設備變頻調速節能的案例以廢紙制漿工藝為例。

3、造紙輔機

如上所述的制漿的碎漿、磨機、分散機、推進(jìn)器、漿泵、風(fēng)機、真空泵等各種機械稱(chēng)為造紙輔機。以上的機械中，漿泵和風(fēng)機為平方轉矩機械特性，用變頻調速節能顯著(zhù)；碎漿、磨機、分散機和真空泵等為恒轉矩機械特性，節能率與漿泵和風(fēng)機比較要小一些。經(jīng)驗證明，將二者加在一起平均計算，節能率大約在10%～15%。

（二）造紙工藝

造紙的過(guò)程是一個(gè)連續生產(chǎn)過(guò)程，漿料通過(guò)上漿流送系統，傳送到紙機生產(chǎn)流水線(xiàn)的前端流漿箱，然后將紙漿均勻地施在行走并搖晃的網(wǎng)布上，經(jīng)過(guò)真空吸水、壓榨、若干級烘缸烘干、壓光（壓紋）、卷紙成為原紙；原紙又可以另外進(jìn)行機外涂布（或機內涂布）、超級壓光、復卷產(chǎn)出成品紙。

紙機的規格是按紙幅的寬度和線(xiàn)速度（m/min）來(lái)定型，如1760/250/min、1880/110/min、2400/120/min、2460/450/min、4200/550/min等型號的紙機，其數字表示紙機生產(chǎn)紙的幅寬及車(chē)速。

造紙車(chē)速與造紙原料的種類(lèi)、非木質(zhì)纖維、脫水性能、濕紙強度等有關(guān)。對于文化用紙，450m/min以上為高速，150m/min～450m/min中速，150m/min以下為低速。不過(guò)車(chē)速也是相對的，對不同的紙種，最高車(chē)速有不同的限制。

（三）造紙機的電氣傳動(dòng)

1. 造紙對電氣傳動(dòng)的要求：

(1)、工作車(chē)速的調節：1:2～1:5，有時(shí)可達1:8～1:10。

(2)、保持車(chē)速穩定：紙幅不發(fā)生斷頭和許可上漿濃度波動(dòng)范圍內保持定量偏差符合標準，精度±1%～10%。

(3)、各分部速比調整：網(wǎng)部和壓榨時(shí)，縱向伸張，橫向收縮；烘干時(shí)，縱向和橫向均收縮。

如生產(chǎn)書(shū)寫(xiě)紙文化紙時(shí)，各分部的速比如下：

伏輥         94～95.5

壓1          96～97

壓2          97.5～98

烘干         100

壓光         100.05～100.15

卷紙         100.1～100.5

各分部相對該分部有±6%調節范圍。

(4)、保持分部間既定速比的穩定：載荷的變化，電壓的變化，速比保持穩定，及時(shí)地使前后各部分的車(chē)速自動(dòng)跟隨變化，及時(shí)糾正偏差，使速比變化范圍不超過(guò)±3%。

（5）、爬行速度：適當爬行速度在15～50m/min。

2. 總軸傳動(dòng)

為使紙機各分部按規定的速比運行，傳統的辦法用一根軸傳動(dòng)。各分部的速度由皮帶塔輪來(lái)調節。這種調節法是完全機械式的，運行時(shí)噪聲特別大，精度不是很高，因此，一般車(chē)速為400～700r/min，最高不超過(guò)800r/min。

優(yōu)點(diǎn)：調速性能好，操縱方便，廣泛應用于中低速紙機。

缺點(diǎn)：各分部調速不方便，維護工作量大，占地面積大。

3. 分部傳動(dòng)

保持各分部速比精度高，無(wú)傳動(dòng)軸功率減少10%～15%，操作安全、方便，占地面積小，各分部可單獨啟動(dòng)。

交流分部傳動(dòng)：簡(jiǎn)單的開(kāi)環(huán)調速，對低速紙機1092、1760等速度鏈采用電位器并聯(lián)模擬量給定方式或變頻器由頻率加減端口控制。

PLC或計算機控制：由PLC給出各段速度（數字式速度鍵），或用工控機加板卡組成；工控機上位機、下位機PLC組成。

（四）造紙機電氣傳動(dòng)特殊問(wèn)題

1、直流母線(xiàn)式

在類(lèi)似于紙機生產(chǎn)線(xiàn)這種傳動(dòng)系統中，會(huì )出現一個(gè)或幾個(gè)傳動(dòng)分部的速度比規定的速度低，由于傳動(dòng)分部之間有柔性的連接，低速傳動(dòng)分部被速度高的傳動(dòng)分部拖著(zhù)走而處于發(fā)電狀態(tài)。如果再生能量得不到處理，變頻器就要產(chǎn)生“過(guò)壓”跳閘，使生產(chǎn)停頓。如果每個(gè)傳動(dòng)分部都配一套能耗制動(dòng)單元或能量回饋系統，那就太浪費了，只需將變頻器采用直流母線(xiàn)式。在設計傳動(dòng)系統時(shí)，如果傳動(dòng)分部不是很多，比如10個(gè)以下，應考慮這種方案。具有10個(gè)左右傳動(dòng)點(diǎn)的紙機大概就是1770紙機，這種紙機前級伏輥、壓榨1、壓榨2變頻器不會(huì )出現再生狀態(tài)，而在烘1至烘6的變頻器容易出現再生發(fā)電狀態(tài)，就把這幾級的變頻器的直流母線(xiàn)互聯(lián)，組成簡(jiǎn)單的直流母線(xiàn)式。

2、同步

紙機的各分部按一定的速比傳動(dòng)，或者稱(chēng)為比例聯(lián)動(dòng)。運行過(guò)程中，各分部均可微調速度。從紙機對傳動(dòng)的要求看，關(guān)鍵是保持車(chē)速穩定。一般V/F變頻器開(kāi)環(huán)控制方式可用于低速紙機的總軸或分部傳動(dòng)；V/F變頻器閉環(huán)控制方式或無(wú)速度傳感器矢量變頻器開(kāi)環(huán)控制方式可用于中速紙機的分部傳動(dòng)；無(wú)速度傳感器矢量變頻器閉環(huán)控制方式用于高速紙機的分部傳動(dòng)。實(shí)際上，除了考慮紙機的車(chē)速外，還要考慮紙幅的寬度，如2400/120/min紙機，車(chē)速雖然較低，但紙幅較寬，在選用變頻器時(shí)按中速紙機處理。

3、張力控制

多電機分部傳動(dòng)時(shí)，各分部需用的功率變化會(huì )導致電動(dòng)機的轉速改變，并引起各分部的速比發(fā)生變化。傳動(dòng)中配有減速器，不可避免地會(huì )有慣性力，所以不是總能立即恢復規定的各分部速比而造成斷紙。此外，供電壓及頻率的波動(dòng)也會(huì )導致各分部速比的變化。因此，現今比較完善的調節系統，是保持各分部間規定的紙幅張力。在抄紙過(guò)程中，通過(guò)烘缸進(jìn)入壓光以前，基本上已經(jīng)達到成紙的干度要求，即紙頁(yè)的伸縮率已經(jīng)很小，對于有機內涂布的造紙機，它有前烘缸后烘缸的配置，又要經(jīng)歷“加水”—“脫水”的過(guò)程，這就必須引入張力控制。

張力控制一般有兩種方式，一種為直接張力檢測控制，即在出缸后的導紙輥上安裝張力傳感器，幅寬4m以?xún)鹊脑旒垯C一旁單側安裝；幅寬4m以上的造紙機則兩側安裝。另一種為間接張力控制方式，人為地將壓光部的變頻器的機械特性變軟，自動(dòng)適應張力的變化。

4、負荷分配（平衡）

現代長(cháng)網(wǎng)造紙機在網(wǎng)部和壓榨部都會(huì )出現2～3臺電動(dòng)機同時(shí)驅動(dòng)同一個(gè)負載的情況，各傳動(dòng)點(diǎn)之間不是剛性連接，而是通過(guò)網(wǎng)、毛氈之間一種柔性連接，速度跟蹤出現問(wèn)題，就必然會(huì )出現幾臺電機之間的負荷分配。負荷分配的原則是要求各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的表面滾筒的線(xiàn)速度一致，但各傳動(dòng)點(diǎn)的電機的功率、所驅動(dòng)的輥筒的直徑不同、包角不同，同樣也產(chǎn)生負荷分配問(wèn)題。解決負荷分配的方法是主傳動(dòng)環(huán)節設為速度控制，從傳動(dòng)設置為轉矩控制。