在造纸业向高速化、精细化转型过程中,干燥环节作为决定纸张质量和生产效率的关键环节,其设备技术从未停止迭代更新。传统的蒸汽干燥辊虽然能够满足基本的干燥需求,但在高速生产场景下容易出现纸幅边缘抖动、起皱、断裂等问题,难以适应小批量、高端纸制品的生产要求。在此背景下,真空干燥辊(简称VAC辊)应运而生。凭借其独特的真空吸附和辅助干燥功能,VAC辊已成为高速造纸机干燥环节的核心支撑设备,为提升造纸业的质量和效率提供了重要支撑。
真空吸湿辊并非传统的加热干燥部件,而是与蒸汽干燥筒协同工作的高速纸幅稳定及辅助干燥设备。它们主要用于高速造纸机的单线干燥配置中,常见于文化纸、涂布纸、白卡纸和小批量瓦楞原纸的生产线。与依靠内部蒸汽供应提供干燥热量的传统蒸汽干燥筒的工作方式不同,真空吸湿辊通过负压吸附实现纸幅稳定,同时辅助加速湿空气的排出,间接提高整体干燥效率,形成“加热+纸幅稳定”的协同干燥系统。
从结构设计上看,真空吸纸辊主要分为两大类,以适应不同的车速和生产需求。其中,槽型真空吸纸辊无需内置真空箱。辊体表面设有宽5mm、深4mm的槽,槽底分布有细小的通孔,槽边通孔密度较高,便于穿纸。配合吹风箱使用时,可产生约2kPa的真空度,开纸率控制在0.1%~0.4%,利用气流负压实现纸幅粘合。其结构相对简单,适用于中高速造纸机生产。另一类是内置真空箱型真空吸纸辊,辊筒外壳上设有精密阶梯孔或密集孔,内部设有可根据宽度调节的真空室,直接与真空泵连接。它具有更高的真空度和更精确的控制,专为速度超过1000米/分钟的超高速造纸机而设计,能够有效解决极端工况下的纸幅稳定性问题。在一些高端生产线中,真空辊和烘干滚筒以精确的比例组合。例如,一台年产13万吨的高档印刷纸机,其烘干段由29个蒸汽烘干滚筒和多个直径1500毫米的真空辊组成。传统烘干滚筒的下排完全被真空辊取代,实现了无需穿绳的高效连续生产,并大大提高了运行稳定性。
真空吸湿辊的核心价值源于其科学的工作原理和高速运转下的性能优势。在实际生产中,上排蒸汽烘干辊负责提供热量蒸发纸幅中的水分,而下排真空吸湿辊则通过负压将纸幅牢固地吸附在干燥的网面上,有效抵消高速运转产生的离心力,从根本上解决了纸幅边缘抖动、起皱、断裂等行业痛点。同时,通风口内的气流被吸入辊孔,加速排出湿空气,打破纸幅表面的湿气滞留层,间接提高了干燥速度。在穿纸阶段,边缘密集的孔洞设计可以增强吸附效果,显著提高穿纸成功率,缩短穿纸时间。利文纸业PM15造纸机的改造案例充分印证了这一点。将原有的双悬式烘干滚筒改造为单悬式烘干滚筒,并升级为真空辊,结合优化的稳定箱和袋式通风设备,纸幅断裂率降低了60%,计划外停机时间减少了30%,在以1000米/分钟的速度生产70~90克/平方米瓦楞原纸时,平均每月断纸次数仅为10次,生产效率提高了3%。
与传统蒸汽烘干辊相比,真空吸湿排汗辊(VAC烘干辊)的功能定位更侧重于纸幅稳定和辅助烘干,两者形成互补协调的关系。在热源供应方面,VAC烘干辊没有内置加热结构,完全依靠负压运行,而蒸汽烘干辊则以蒸汽为热源,承担核心的传热和烘干任务;在表面结构方面,VAC烘干辊采用沟槽或钻孔设计,而蒸汽烘干辊大多采用光滑的镀铬或铸铁表面;在功能侧重点方面,VAC烘干辊侧重于纸幅稳定、辅助除湿和减少纸张缺陷,而蒸汽烘干辊侧重于高效传热,完成纸幅中水分的主要蒸发。在烘干能力方面,单个VAC烘干辊的烘干能力有限,大约2~3个VAC烘干辊的烘干能力相当于一个标准烘干辊。因此,在实际应用中,需要根据车辆速度和纸张数量科学地匹配真空辊和蒸汽干燥滚筒的数量,以在效率和成本之间取得平衡。
在“双碳”战略推进和造纸行业智能化、节能转型的大背景下,真空吸湿辊的应用也需要考虑能耗控制和维护优化。真空吸湿辊需要配套的真空和通风系统,与传统干燥配置相比,其能耗和维护成本略高,但可以通过技术优化实现节能降耗。例如,利文纸业在改造过程中升级了SymRun真空箱,在提高真空度的同时,降低了送风机的负荷30%;芬兰维美德公司通过三维扫描建模优化了真空吸湿辊与干燥滚筒之间的间距,增大了纸幅干燥卷绕角度,减少了风机和风管的数量,从而降低了能耗和维护成本。在日常维护中,需要定期用压缩空气反冲洗真空吸湿辊的孔和槽,以防止堵塞,同时检查真空密封性能和轴承温度,并将真空度控制在工艺要求范围内。与高效的口袋式通风和热泵系统配合使用,可以显著提高整体干燥效率并降低蒸汽消耗。
随着高速造纸机技术的不断升级和高端纸制品需求的日益增长,真空吸纸辊的技术迭代也将朝着精准化、节能化和智能化的方向发展。未来,借助CFD模拟和数值计算等前沿技术,可以进一步优化真空吸纸辊的孔型设计和真空腔结构,从而提高负压控制精度和纸幅粘合度;结合智能传感和大数据分析,可以实现真空度的动态调节,以适应不同纸型和不同车速的生产需求;同时,通过材料升级和结构优化,可以降低设备能耗和磨损,延长使用寿命。作为高速造纸干燥系统的“质量稳定器”,真空吸纸辊不仅解决了传统干燥配置在高速工况下的诸多痛点,而且有助于造纸企业提高产品质量、优化生产效率,为造纸行业的优质化发展注入新的动力。
发布时间:2026年2月3日

