几个世纪以来，制浆造纸业发生了巨大的变化：从中国最早的用碎布原料制成的纸（约公元100年）到木浆衍生的纸品（1840年代），再到当今的高技术和化学工艺制造。从历史上看，纸张的使用是用于交流，但是电子渠道已大大减少了新闻纸和铜版纸。但是，其他工业部门也应运而生，世界人口的增长和现代化经济意味着这些新部门（包括包装和纸板，纸巾，毛巾，尿布和个人卫生用品等）正在蓬勃发展。 为了适应这种发展，一些传统的制浆厂已经转变为生产绒毛浆，用于个人卫生产品。其他公司已经转变为生产α结晶纤维素，用于在纺织市场上制造人造丝纤维。造纸机也被重新利用，主要是由再生纤维生产薄纸，毛巾纸或纸板。 正确选择阀门，以适应这个现代且不断发展的行业，可以显着提高工厂的性能并增加利润。
更好的操作/更高的利润
不断改进是通过降低过程可变性，同时提高过程可靠性来实现的。这对利润率有积极影响。在1990年代初期，EnTech Control Engineering发现了一个事实，即控制回路中的过程可变性通常是由于控制阀无法快速，准确且可预测地响应控制器输出信号而引起的。这种不良行为是导致不良控制回路性能和过程操作不稳定的最大原因。 控制阀制造商对这一发现做出了回应，现在通过严格的质量测试证明了阀门/执行器/定位器组件的性能。选择具有高控制精度和可靠机械性能的控制阀可以使工厂的过程接近其设定点，这是提高工厂效率和降低运行成本的重要因素。 应用注意事项
在评估任何应用场合的阀门时，主要考虑因素包括，
功能：隔离，控制或混合/转移
工艺条件：压力额定值，温度范围，化学相容性，稠度自由度和结垢趋势
阀门操作：无填料泄漏，无阀座泄漏，阀门操作频率，流体速度，循环负荷，操作速度，通过部分行程测试或在线诊断测试的响应性能的准确性和速度
维护和安装：安装或维护的尺寸和可及性
在任何工厂环境中，安全都是至关重要的，阀门的选择至关重要。具有适当的额定压力，温度能力和耐化学性的阀门的重要性显而易见。其他安全考虑因素包括填料泄漏的可能性，填料泄漏可能使介质在人行道中造成滑倒危险，逸散性泄漏限制。与手动阀☞动相关的容易制动和人体工程学，以及与锁定和关闭相关的双重阻塞和泄放的需要密闭空间要求。
而且，在制浆和造纸过程中经常会忘记的相容性要求是用于除去管道中的水垢堆积或去除沉淀物或溶剂化学。这些化学物质通常位于过程介质的pH光谱的另一端，因此它们可以溶解沉淀的水垢。与过程介质兼容的阀材料还必须与溶剂化学成分兼容。
对于隔离阀，重要的标准是允许的阀座泄漏，尤其是在低压条件下。最常用的规范是美国国家标准协会/流体控制协会（ANSI / FCI）70.2。泄漏等级从I级到VI级。对于金属座阀，IV级是最常见的阀，其额定值为阀额定容量（Cv）的0.01％。对于近气泡密封的弹性座阀，通常使用VI级。必须对测试压力进行鉴定，因为该压力没有在本标准中明确规定。 控制阀设计用于节流，通常不需要提供气密性关闭。因为阀座摩擦通常是良好控制的敌人，所以可以使用提高阀座间隙来减少摩擦。在既需要控制又需要气密性关断的情况下，可同时使用控制阀和隔断阀。
选择控制阀时，还需要考虑腐蚀，侵蚀和磨损。腐蚀是由于化学侵蚀导致的劣化而发生的。侵蚀是由流动的流体引起的恶化。两种材料之间的机械接触会造成磨损。这三个因素相互结合是很常见的。流体速度越高，发生这种损坏的可能性就越大。正确选择阀门样式，材料选择，安装程序和系统设计对于应对这些潜在的陷阱至关重要。
空化是一种侵蚀，通常会影响控制阀，原因是当液体通过阀门的腔室收缩并向下游流出时，液体会变成蒸气，然后又变成液体，这会导致相变。空化取决于阀门的压降比：阀门压降除以入口压力和阀门压力恢复系数。它主要由适当的阀门尺寸，选择和系统设计来控制。减少气穴现象可改善阀门的寿命和控制性能。大多数控制阀供应商提供免费的软件程序，以根据使用条件（包括气蚀的可能性）对阀进行适当的尺寸调整。
许多工厂已经与阀门制造商建立了合作伙伴关系，以增强工厂的专业知识。这要求工厂人员和制造商之间针对工厂的每个区域进行良好的工艺条件技术交流，该信息可用于为该区域选择正确的阀门。工厂应尽可能提供国际自动化协会（ISA）阀门数据表（表格S20.50），以指定选择正确阀门的标准。
备浆
备浆是制浆厂和造纸机之间的接口。在综合工厂中，原料准备工作从高密度纸浆存储箱出料时的高浓度纸浆开始，到混合造纸纸浆配料（纸浆以及在引入机器之前添加的所有成分）结束。 在非集成式工厂中，原料准备工作是通过将纸浆包喂入粉碎机系统开始的。 备浆区域中最常见的阀门是刀闸阀。
对于纸浆，纤维的百分比浓度称为纸浆稠度。纸浆浆料脱水的速率由称为游离度的属性定义，并通过加拿大标准游离度（CSF）点进行测量。 原料的稠度和游离度都是阀门选择中的关键应用标准。
高稠度纸浆原料是纤维含量超过6-8％的原料，并且具有超过500 CSF点的高游离度。 如果管道中的高浓度物料没有流动，则会脱水并阻止阀门关闭。 对于此应用，建议使用O型阀。当O型口闸阀关闭时，它的闸板将切断介质，以使阀就位。 打开O型端口后，又为全通径无阻挡流体流动。
刀形闸阀处理的纸浆为2-6％的中度稠度，游离度小于500 CSF点。 由于坚固的金属结构，金属座阀阀门在这种应用中比同等的弹性座阀阀门具有更长的使用寿命。 金属座阀还提供了弹性阀座没有的优点，不会因为弹性体会失效而污染原料。 90度回转阀（例如带有金属阀座的V口球阀）将提供切割作用，使阀座表面没有纤维堆积，因此阀可以紧密密封。 对于低于2％的浓度或需要密闭关断和双向服务的普通工厂白水应用，弹性阀座的刀闸阀是开/关应用的正确选择。 对于此应用中的四分之一转控制阀，弹性密封的V型球阀或旋塞阀是正确的选择。
二次纤维制浆—回收
再生纤维作为一种环境友好，经济的纤维来源正在迅速发展。再生纸按质量和清洁度分为多个等级和成本。最经济，回收量最大的材料被标记为“post-consumer”。它包含大量污染物，并且污染物的水平和种类构成了独特的阀门选择标准。 重新制浆过程（图3）从成捆的回收纸输送到碎浆机开始。垃圾收集阀使用高密度清洁剂直接从碎浆机上清除沙子，金属，钉书钉，玻璃和岩石。含有大量污染物和磨料浆的回收纤维具有极强的腐蚀性，标准的不锈钢阀门可能在几天之内就失效。因此，用于此应用的阀门需要选择合适的金属材质，以保持耐磨性，例如对不锈钢进行热处理，以提高阀座，闸板和阀体的硬度。其他选择包括使用碳化铬覆盖层来提供具有高的洛氏硬度的保护性表面。
造纸机
造纸机的进步创造了越来越高的速度，更宽的纸幅和更严格的质量标准。 在任何造纸机上，没有哪个阀比任何最关键的阀都更能体现出选择合适的阀的重要性：定量阀。 如果此阀发生故障，造纸机将立即关闭。 适当的定量控制是制成纸产品成本及其可变性所不可或缺的。 这种控制对于机器正常运行时间至关重要，并且可能会影响因纸张变化，干燥性能和最大生产速度而造成的纸张中断而造成的时间浪费。 这些因素都直接等同于运营效率和利润。
了解定量阀的过程参数很重要。 一个关键参数是一致性，这是定量阀之前许多控制回路的累加效果。 其他参数包括压力控制，阀门计算以及到分布式控制系统的接口以进行回路调整控制，这是提供出色的定量控制的关键细节
漂白厂
纤维素纤维天生就是白色的。 木质素（也称为木沥青）使未漂白纸浆呈棕色。 为了生产高质量，稳定的纸浆，使用化学工艺漂白，例如氯化，碱法提取氢氧化钠，二氧化氯，氧气，次氯酸盐漂白剂，过氧化物和臭氧等。漂白通常在连续的阶段进行，并且每个阶段选择阀需要考虑特定纤维和化学方面的因素。 这些过程中都需要使用更高合金的金属或带有弹性衬套的阀门。 阀门制造商提供可用于腐蚀性材料的弹性体材料和金属材料化学兼容性表，以帮助正确选材。
制浆
制浆包括将木片蒸熟以使其软化，然后将木片物理研磨或化学溶解到纸浆中。 90度回转阀（例如V型口球阀或带有硬化阀内件的旋转控制阀）非常适合制浆操作中的蒸汽和化学处理应用。
蒸煮器
分批蒸煮器实质上是一种充满木屑和液体的工业高压锅。现在，大多数批次设备都配备了自动加盖阀-最受欢迎的是球阀-但也可以使用刀闸阀。蒸煮器的底部有一个吹气阀以保持压力。
分批蒸煮器可以是硫酸盐化学法（称为牛皮纸制浆）或亚硫酸盐制浆。这些工艺的阀门选择受以下事实的影响：牛皮纸制浆是碱性过程（高pH），亚硫酸盐制浆是酸性过程（低pH）。
连续蒸煮器使用加热加压的腔室，该腔室将木片保持在足够的温度和时间下，以进行化学反应以溶解木质素，使木质素与纤维结合。蒸煮器周围使用的主要阀门是用于连续和批量消化的旋转双金属座阀门。
化学回收
从吹桶中将纸浆纤维与废蒸煮液在棕浆清洗机中分离，然后送至漂白厂。从废烹饪液中回收化学物质并焚烧有机残留物（木质素），首先是从棕浆清洗机中去除稀黑色液，然后执行以下过程：
蒸发浓缩黑液
在回收锅炉中焚烧黑液
溶解惰性化学物质形成绿液
用石灰苛化绿液形成白液
在窑炉中燃烧石灰泥以重新配制石灰以进行苛化工艺
将白液返回蒸煮器进行木片制浆
在制浆液，磨料浆和结垢介质等恶劣工况下运行的阀门需要特殊的设计标准，才能可靠地运行并应对挑战。阀门的选择应考虑设计特征以及冶金，湿润内饰要求和耐磨性。
在诸如绿液之类的大规模应用中，全通径球阀是优选的。球阀限制了可用于积垢的表面积，阀座设计将在就座前通过90度促动旋转将球擦净，从而提供紧密的关闭。如果可以使用刮刀清洁闸门的阀座面，则可以使用O型阀。
对于控制阀，在阀内件部件上镀碳化钨可提供阻隔表面。衬陶瓷装是一种选择，特别是对于较小的控制阀应用（如碳酸钙或二氧化钛）在磨料浆应用中。
结论
在过去的20年中，制浆造纸业经历了重大变化，这使得选择具有最佳性能和最低成本的阀门成为重要的战略。为工厂的每个区域选择合适的阀门需要技术能力和深入的过程知识。尽管该选择可能没有最低的初始成本，但应该是在阀门的整个使用寿命期间总拥有成本最低的阀门。
编者注：纸浆和造纸厂使用多种类型的阀门。本文概述了一些常见的阀门样式以及它们的使用位置，并未包括所有的阀门类型。
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