1 概述 造紙生產(chǎn)過程分為制漿和造紙兩部分。
制漿過程是將本材等含有豐富纖維的原材料經(jīng)過備料、蒸煮、洗篩、漂白等工序制成可以造紙的漿料造紙過程將由制漿部門送來的漿料經(jīng)過配漿，流送、壓榨、干燥、卷取等工序后生產(chǎn)出成品紙。另外堿回收部門回收制漿后排出的黑液中的堿液，以作再用。廢水處理部門是處理造紙后的廢水，使之達(dá)到國家的有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)上述造紙生產(chǎn)的各個過程，都少不了調(diào)節(jié)閥對它的控制。
2適用于造紙工業(yè)的閥門類型
對于造紙行業(yè)，在生產(chǎn)中所碰到的主要介質(zhì)有：漿液、蒸汽、水、污水和黑液等這些介質(zhì)中，除漂白工段中的漿含少量氯離子，洗篩和堿回收部門的黑液含有堿外，其它介質(zhì)少有腐蝕性。在整個生產(chǎn)過程中上述介質(zhì)在管道、容器中的壓力一般不超過1.6MPa。所有介質(zhì)中蒸汽溫度*高，就1.6MPa蒸汽來說，其飽和時溫度為203℃。
從上述對介質(zhì)性能的分析可知，用于生產(chǎn)中介質(zhì)控制的調(diào)節(jié)閥不用專門去考慮耐高溫、高壓、抗強(qiáng)腐蝕、抗爆等因素，在選型和計算中也可略去諸如液體的閃蒸、阻塞以及高壓差引起的噪聲等復(fù)雜情況。這些有利于調(diào)節(jié)閥的選擇。
在其它行業(yè)應(yīng)用廣泛的單座、雙座、套筒調(diào)節(jié)閥也適用于造紙行業(yè)對水、蒸汽、氣體的控制。而對于漿、黑液等的控制則普遍應(yīng)用旋轉(zhuǎn)式的V型調(diào)節(jié)球閥、O型控制球閥及控制碟閥，這是造紙工業(yè)的特點(diǎn)。
制漿造紙部門的漿液為水和纖維的混合物，它類同于液體又區(qū)別于液體。如將單、雙座閥用于漿液，由于此類閥流路較曲折，在轉(zhuǎn)角處易將漿液中的漿掛留在該處，長期下去就會堵塞閥流通通道，*終使閥無法開關(guān)。即使在先期閥芯能開關(guān)，但在閥座上掛結(jié)的漿纖維使閥座、芯關(guān)閉不嚴(yán)，增加泄漏量。
球閥彌補(bǔ)了單、雙座閥用在漿中的不足。球閥的流路直爽暢通，不會產(chǎn)生掛漿現(xiàn)象。它通過對球體的旋轉(zhuǎn)改變流體流通面積，使球體和閥座產(chǎn)生剪切作用，切斷硬物、雜物。它還具有流通量大，密封性好，流量可調(diào)范圍達(dá)1：300等特點(diǎn)。球閥中，V型球閥用于對漿量的調(diào)節(jié)，O型球閥用于對漿流量的開關(guān)控制。堿回收部門的黑液既具有顆粒固體，又具有易結(jié)晶的化學(xué)藥品，所以V、O型球閥同樣也是很理想的控制裝置。
3調(diào)節(jié)閥尺寸的選擇
造紙工業(yè)中的紙漿是由液體水和固體纖維相混合的二相流，它不同于純粹液體或氣體的單相流。對于單純的液體或氣體用已有的標(biāo)準(zhǔn)計算公式就可以計算出調(diào)節(jié)閥所需的流量系數(shù)和口徑，而對于紙漿這樣的二相流，不能用標(biāo)準(zhǔn)的計算式進(jìn)行計算，事實(shí)上漿液中的液體和固體不能同時簡單、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。對于這種混合液體，芬蘭耐萊斯-詹姆斯伯雷公司做了大量的研究工作。下面結(jié)合他們的研究作一分析。
漿液不同于水，它們在不同流速下在管道中的壓損不一樣。當(dāng)流速很小時壓力損失較穩(wěn)定，當(dāng)流速增加時壓損甚至出現(xiàn)一個不穩(wěn)定的值。上述情況中漿液的壓損均大于水。需要說明的是，在高速時漿液的壓力損失反而低于水的壓損。從漿液所具有的這種特性可知，用計算水的標(biāo)準(zhǔn)公式來確定漿液閥流量系數(shù)是不恰當(dāng)?shù)摹＿^去，采用粗略的校正表明與水相比，對漿液需要較大的流量系數(shù)。
那么如何來計算漿液閥的流量系數(shù)呢？經(jīng)過無數(shù)次的測量從被測數(shù)據(jù)中得出了經(jīng)驗(yàn)校正系數(shù)，它由下面方程求出：
K=Q漿/Q水
式中，Q漿——漿液流量的實(shí)測值
Q水——與漿液相當(dāng)?shù)乃髁?/font> 從測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，每種濃度的漿都有一組校正曲線。校正曲線見圖1。
從校正曲線可知，K值隨壓差的增加而增加，隨紙漿濃度的增加而減小。從壓差角度看，控制閥上的壓差對校正系數(shù)有極大的影響，尤其在很小的壓差時需很大的校正系數(shù)。對濃度而言，當(dāng)濃度小于2%時，漿液狀況與水相似，濃度增至14%時，不同的漿種校正系數(shù)K在0.3~0.6之間。所有閥徑保持幾乎相同的數(shù)值。系數(shù)對在造紙生產(chǎn)中用的球閥、球缺閥、蝶閥等旋轉(zhuǎn)型式的閥是相同的。
從上述的測試和分析看，校正系數(shù)是壓降、漿液濃度和漿液種類的函數(shù)。因此我們可以這樣來考慮對漿液控制閥的計算：
1.當(dāng)濃度低于2%時，漿液的狀況與水很相像，可用水的計算方式來計算漿液控制閥，無須作校正。
2.當(dāng)濃度太于2%時，根據(jù)每組漿的校正曲線查出。先按上面提到的的式了，求出相當(dāng)于漿的水流量：
Q水=Q漿/K
然后用標(biāo)準(zhǔn)的液體控制閥口徑計算公式來計算。
在生產(chǎn)實(shí)際使用中漿的濃度，漿閥的壓差，總不可能固定不變而會有上下變化，因而讓人懷疑所選調(diào)節(jié)閥流通能力是否包容了所引起的流量變化。事實(shí)上在工程中我們選用的為V型調(diào)節(jié)球閥，并在設(shè)計中根據(jù)正常工藝數(shù)據(jù)計算出的閥徑讓其開度在60%左右，由于該閥的可調(diào)比高達(dá)1：300，且它具有優(yōu)良的等百分比流量特性，所以盡管上述參數(shù)的變化引起所需流通能力的大小變化，但該閥還是足以適應(yīng)這種變化。實(shí)際的使用也說明了這一點(diǎn)。
4 展望
NELES公司的控制球閥和蝶閥在國內(nèi)外造紙界享有很好的信譽(yù)。隨著國內(nèi)造紙工業(yè)的發(fā)展壯大，對此類控制閥的需求與日俱增，因而國內(nèi)控制球閥的制造廠應(yīng)運(yùn)而生。到目前為止國產(chǎn)閥在外觀和質(zhì)量上都有了很大的進(jìn)步。它們的價格便宜且性能良好，在國內(nèi)的生產(chǎn)線上得到了較多的使用。
在選擇控制球閥時，像NELES等外國公司的閥是完全可以令人放心的，當(dāng)選用國產(chǎn)閥時，除外觀外，更應(yīng)注意可靠性和靈敏度（如密封性、死區(qū)），它表征了閥的精度和裝配水平。由于國產(chǎn)閥有些國產(chǎn)材料在性能上遜于國外材料，所以對這類閥的耐磨性和強(qiáng)度也應(yīng)加以考慮。這樣，我們在選定國產(chǎn)閥后再配上國外公司的閥門定位器，使整個閥具有了較好的工作性能。
今后，若生產(chǎn)和使用雙方共同配合，則國產(chǎn)閥的質(zhì)量和性能將會很快接近和達(dá)到國外產(chǎn)品的水平。