专利名称：用于连续蒸煮器的包括并联泵的供给系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于连续蒸煮器的供给系 统，在所述连续蒸煮器中蒸煮木片以生产纤维素纸浆。
背景技术：
在连续蒸煮器的旧式传统供给系统中，已将高压星形给料器用作对木片浆液加 压并使木片浆液输送到蒸煮器顶部的流槽给料器(sluice feeder)。纸浆手册(Herbert Sixta, 2006)在381页披露了这种使用高压星形给料器(高压 给料器)进行的供给。这种供给的主要优点在于，木片流无需经过泵，取而代之由液压 传送。同时，可在进入和离开蒸煮器的输送循环中保持高压而不会损失压力。然而，该 系统被证实具有一些缺点高压星形给料器易受磨损，且必须进行调整以使从高压循环 流到低压循环的泄漏最小化。另一缺点在于在输送过程中必须保持低温，以使得输送 中不会产生与蒸汽内爆(steam implosion)有关的爆炸声。早在1957年，US2803540披露了一种用于连续木片蒸煮器的供给系统，其中将 木片从浸渍容器泵送到蒸煮器，在所述蒸煮器中以蒸汽环境蒸煮木片。其中，将一部分 蒸煮液体注入泵，以实现10%的可泵送黏稠度。然而，该蒸煮器被设计用于每天150至 300吨纸浆的小规模产量(见第7栏第35行)。另外，1959年US2876098披露了一种没有高压星形给料器的用于连续木片蒸煮 器的供给系统。在此，木片在被泵送到蒸煮器顶部之前悬浮在混合液中。泵装置被设置 在蒸煮器下方，并且泵轴还配备有涡轮机，在所述涡轮机中使加压的黑液减压以减少所 需的泵送作用。1967年US3303088也披露了一种没有高压星形给料器的用于连续木片蒸煮器的 供给系统，其中首先在蒸汽容器中蒸煮木片，随后使木片悬浮在容器中，之后将木片悬 浮物泵送到蒸煮器的顶部。1971年US3586600披露了另一种用于连续蒸煮器的供给系统，其被设计为主要 用于精细木材。其中同样没有使用高压星形给料器，用泵26使木材经由上游浸渍容器供 给到蒸煮器的顶部。EP157279中也披露了将精细木材泵送到连续蒸煮器的顶部的类似供给系统。从50年代末到70年代初，蒸煮器壳体的这些实施例的典型情况是这些蒸煮器 壳体均被设计用于每天大约100至300吨纸浆的有限产量的小型蒸煮器壳体。US5744004披露了将木片供给到蒸煮器的供给系统的变型方案，其中经由一系 列的泵将木片混合物供给到蒸煮器中。其中使用的是所谓DISCFLO 泵。该系统的缺 点在于，这种泵的泵送效率通常非常低。前面提到的纸浆手册在382页还披露了被称作TurboFeed 的、木片混合物的替 代性泵供给系统。其中将三个泵串联使用，以将木片混合物供给到蒸煮器。这种供给系 统已经通过专利 US5753075、US6106668、US6325890、US6336993 以及 US6551462 获得专利权；然而在多数情况下，例如US3303088并未被考虑。US5753075涉及从蒸汽容器到处理容器的泵送系统。US6106668具体涉及在泵送过程中添加AQ/PS。US6325890涉及至少两个串联的泵，并且将这些泵设置在地平面上。US6336993涉及具体的溶液，其中添加有化学剂以溶解木片中的金属，随后在 各个泵之后滤出液体，以减少泵送的木片中的金属含量。US6551462主要涉及系统已被US3303088披露的相同系统。上述具有多个串联的泵的系统的主要缺点是可及度(accessibility)有限。如果一 个泵发生故障，则整个蒸煮器系统停止。在具有三个泵串联并且各个泵的正常可及度为 0.95的情况下，整个系统的可及度仅为0.86(0.95X0.95X0.95 = 0.86)。如今，纸浆日产量超过4000吨的新式连续蒸煮器使用50-75米高的蒸煮器，并 且其中在汽态蒸煮器的情况下，蒸煮器的顶部形成有3-8巴的表压，或者在液力式蒸煮 器的情况下形成有5-20巴的表压。这种连续蒸煮器系统被设计为，在大部分运转时间 内，通常在80%-95%以上的运作时间内，连续蒸煮器系统以额定产量运转，由此就运 转成本而言，有必要使泵对于额定产量达到最佳。产量约为3000吨、供给系统采用所谓“TurboFeed ”技术的典型蒸煮器系统需 要大约SOOkW的泵送功率。显然，这些系统必须使泵以接近额定排量的最佳效率运转。 这种供给系统每24小时需要19,200千瓦时(kWh) (800X24)，每兆瓦时(MWh)的花费为 50欧元，运转成本达到每24小时60欧元或每年336,000欧元。上述系统还必须能够在额定产量的50%至110%的范围内运转，这对供给系统 提出了很高的要求。这意味着系统供给装置所提供的泵必须大到足以处理4000吨，而又可以在2000 至4400吨的范围内运转。这种以50%排量运转的泵远未达到最佳，但是在例如纤维生产 线以后的环节出现暂时的产量问题的情况下，必须使泵至少能够临时性地以有限的排量运转。如果该系统供给装置所提供的蒸煮器系统能够处理500-5000吨的额定产量，那 么必须以多种不同泵尺寸来设计这些泵，以便使每个单独的设备都能够根据功率消耗和 能量，以额定排量提供最佳输送。这使得泵非常昂贵，因为通常情况下受到极大限制的 一组泵被制造成各种尺寸。为了能够达到适当缩短传输时间的要求，系统供给装置必须 备有全部泵尺寸的泵，这是非常昂贵的。即使当输送管线中的流量减少到额定流量的50%时，蒸煮器供给系统也应确保 为蒸煮器顶部提供最佳供给。这存在难度，因为输送管线中的流量应保持在临界值之上，如果速度变得过 低，那么经过充分蒸煮的木片将倾向于逆着输送流的方向而下沉。一种可在低速下使用的改善措施是在泵送之前添加稀释液，从而形成较低的木 片浓度。然而，这种方法不节能，因为它迫使供给系统不必要地泵送大量的液体，由此 增大了生产单位纸浆所需的泵送能量。各个泵都具有预期运转的规划点(最佳效率点/ “BEP”)。在该“BEP”， 就离心泵而言，振动引起的损耗和摩擦损耗最小，并进而使得泵效率在该点达到最大。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种改进的木片供给系统，其中能够在蒸煮器设计产 量附近的更宽范围内实现最佳输送。本发明的其它的目的是提高供给系统的效率；提高可及度 降低每泵送单位木片的运转成本；不管产量级别，在泵送过程中保持木片浓度恒定；有限范围的泵尺寸，能够满足宽范围的蒸煮器产量；简化维护；与具有高压星形给料器或多个串联的泵的供给系统相比，安装成本有所降低；上述目的可通过根据权利要求1特征部分的供给系统来实现。
图1示出了不具有顶部分离器的用于蒸煮器的供给系统的第一种系统方案；图2至图5示出了将泵附接到预处理容器出口的不同方式；图6示出了不具有顶部分离器的蒸煮器的顶部与供给系统的连接；以及图7示出了图7的俯视图；图8示出了不具有顶部分离器的蒸煮器的供给系统的第二种系统方案；图9示出了图8的系统中来自各个泵的输送管线可以如何合并，以形成一个单独 的输送管线，图10示出了来自各个泵的输送管线可以如何合并，以形成一个单独的输送管线 的第二种替代性方案，以及图11示出了来自各个泵的输送管线可以如何合并，以形成一个单独的输送管线 的第三种替代性方案。
具体实施例方式在以下详细描述中，将使用短语“用于连续蒸煮器的供给系统”。“供给系 统”在此表示的是将来自低压木片处理系统的木片供给到蒸煮器的系统，所述低压木片 处理系统通常具有2巴的表压而正常情况下为大气压；在所述蒸煮器中，木片处于高压 之下，在汽态蒸煮器的情况下通常为3-8巴之间，或者在液力式蒸煮器的情况下为5-20 巴之间。尽管优选实施例是以汽态蒸煮器为例示出的，但术语“连续蒸煮器”在此表示 的是汽态蒸煮器或液力式蒸煮器。一个基本概念是供给系统包括至少两个并联的泵，但优选甚至包括三个、四 个或五个并联的泵。已经示出，单个泵就能够将木片悬浮物供给到加压的蒸煮器，因 此，可以将具有二至四个串联泵的传统的高压星形给料器或复杂供给系统排除在外。以传统方式将泵设置在处于地平面的地基上，以便于提供服务。
通过上述方案，可提供日产量为750-6000吨纸浆的蒸煮器供给系统，而且泵的 尺寸不多。这是非常重要的，因为供给较高浓度木片的这些泵就其应用而言是非常特殊 的，并且每天能够处理4000-6000吨纸浆产量的泵都非常巨大，每年仅制造很有限系列 的几个泵。因此，这些泵的成本构成了蒸煮器系统运行的全部成本的一大部分。下面的表格示出了如何通过仅仅两种泵尺寸来满足750-6000吨产量范围的实 例，所述两种泵尺寸被分别优化用于每天750吨纸浆和1500吨纸浆。泵安排(X单元* = 1 替代方案的数量)
权利要求
1.用于连续蒸煮器(6)的供给系统，其中，木片被连续地供给到所述蒸煮器的顶部并 从所述蒸煮器的底部排出，其特征在于，将被供给到所述蒸煮器的顶部的木片悬浮在容 器(3)中而形成木片悬浮物，至少两个泵(12a、12b)被并联连接到所述容器的底部，其 中，各个泵经由输送管线(13a-d/13ab)将所述木片悬浮物泵送到所述蒸煮器的顶部，并 且所述输送管线的出口直接通向所述蒸煮器的顶部，由此使得所述木片悬浮物直接下落 到所述蒸煮器的顶部内。
2.根据权利要求1所述的供给系统，其特征在于，至少三个泵被并联连接到所述容器 的底部。
3.根据权利要求2所述的供给系统，其特征在于，至少四个泵被并联连接到所述容器 的底部。
4.根据前述权利要求任一项所述的供给系统，其特征在于，所述泵被对称地连接到 所述容器的底部。
5.根据前述权利要求任一项所述的供给系统，其特征在于，将被供给到所述蒸煮器 的顶部的木片悬浮在容器中而形成木片悬浮物，在所述容器中设有由液面传感器控制的 供给管线，所述液面传感器确定至少10米、优选为至少15米、且甚至更优选为至少20 米的液面(LIQ LEV/ °
6.根据前述权利要求任一项所述的供给系统，其特征在于，所述容器的底部被连 接到桶形出口，所述桶形出口具有上部入口、圆筒形罩面以及底部；其中至少两个泵 (12a、12b)的入口被并联连接到所述圆筒形罩面，所述泵的出口被连接到通向所述蒸煮 器的顶部的输送管线(13a、13b)且其中搅拌器(11)被设置在所述桶形出口中旋转，其中 所述搅拌器具有至少两个刮臂，所述刮臂在设于所述桶形出口的罩面中的所述泵的入口 上扫动。
7.根据前述权利要求任一项所述的供给系统，其特征在于，各个泵(12a、12b)经由 输送管线的第一段(13a、13b)将所述木片悬浮物泵送到所述蒸煮器的顶部；并且所述输 送管线的来自至少两个泵的所述第一段在汇合点(16)合并，以使所述输送管线的第二段 (13ab)在通向所述蒸煮器的顶部之前形成合并的第二段(13ab)。
8.根据前述权利要求7所述的供给系统，其特征在于，所述输送管线的来自第一泵组 中的至少两个泵(12a、12b)的至少第二段(13ab)与所述输送管线的来自第二泵组中的至 少一个泵(12c、12d)的另一段(13cd)在汇合点(16")合并，以使所述输送管线的第三 段(13abcd)在通向所述蒸煮器的顶部之前形成合并的第三段(13abcd)。
9.根据前述权利要求1至6任一项所述的供给系统，其特征在于，输送管线(13a、 13b)的入口被连接到各个单独的泵，所述输送管线(13a、13b)的出口被连接到所述蒸煮 器的顶部，由此在所述蒸煮器的顶部的出口与所述泵的数量相等。
全文摘要
本发明涉及一种用于连续蒸煮器的供给系统，其中，至少两个泵被并联设置在预处理容器的底部，且其中在没有传统的顶部分离器的情况下实施对蒸煮器的顶部的供给。本发明能够提供一种供给系统，其具有提高的可及度和操作可靠性，并且即使产量减小时大部分泵也能够以最佳效率运转。
文档编号D21C7/06GK102016165SQ200980116669
公开日2011年4月13日 申请日期2009年3月20日 优先权日2008年3月20日
发明者丹尼尔·托林, 乔纳斯·赛特艾森, 安德斯·萨缪尔森 申请人:美卓制浆卡尔斯塔德公司