Enhancement of water removal in the press section

The effectiveness of water removal on press section is very important for a paper and board machine’s functioning, efficiency and economy. Today, the most effective method for wet pressing is shoe press technology. Metso has carried out a number of studies concerning anew type of water removal method for a press section, which has also been patented. These studies include rough sketches and some test runs. These issues form the basis of this thesis. The objective of this work was to gather together information for a new and enhanced waterremoval method for a press section by studying the functioning of the device andcarrying out test runs. This method is referred to here as Hydronip. The main goal was tobuild a functional test site which fulfills all the necessary requirements and has all thenecessary information gathering devices. The design process was carried out by emphasizing the safety aspects. The goal was also to gather together information about the nip structure in running conditions, the seal function, and to carry out the nip tests with paper or board wads. This thesis consists of a theory part, the design and construction of the test site, and carrying out test runs through information gathering. The theory part consists of the principals of water removal from a press section, Hydronip construction, and the requirements for the test place. The safety aspects were taken into account especially in test runs, but also in the assembly stages. The design and construction of the test site includes the selection of equipment and surroundings that are needed for managing the test runs in the best possible way at certain premises. The test site included the equipment that was already on the premises. Some equipment could be used as it was but some equipment had to be manufactured or modified from existing equipment. A functional test site with information gathering devices was accomplished as a result of thethesis. Test runs demonstrated that the Hydronip concept is, at least on a small scale,functional. Short-term tests for seal functioning showed that the seal can be lubricatedsufficiently under different kinds of nip load situations. Wad tests demonstrated that the metal belt is durable against different sizes of external particles. The seal also endured wad tests even though the pressure impacts impaired the lubrication. MTS tests showing dry content increases, combined with a rough cost calculation and the basic function of the machine in test runs, show that with some further study Hydronip could be a promising new product for water removal from a paper or board machine’s press section.

Vedenpoiston tehokkuus on erittäin tärkeää paperi- ja kartonkikoneiden toiminnan, tehokkuuden ja kannattavuuden vuoksi. Kenkäpuristinteknologia on tänä päivänä tehokkain vedenpoistomekanismi puristamalla. Metso on tutkinut uudenlaista vedenpoistomenetelmää puristinosalle, mikä on myös patentoitu. Tutkimukset sisältävät karkeita luonnoksia ja joitain koeajoja. Diplomityö perustuu näihin tutkimuksiin. Tavoitteena oli kerätä tietoa uudesta vedenpoistomenetelmästä tutkimalla laitteen toimintaa ja suorittamalla koeajoja. Vedenpoistomenetelmää kutsutaan tästä eteenpäin Hydronipiksi. Päätavoite oli rakentaa toimiva, vaatimukset täyttävä koepaikka, mikä sisältää tarvittavat tiedonkeruulaitteet. Suunnitteluprosessissa korostettiin turvallisuusnäkökohtia. Tavoittena oli myös kerätä tietoa nippirakenteesta ajo-olosuhteissa, tiivisteen toiminnasta ja suorittaa mällitestejä. Työ koostuu teoria osuudesta, koepaikan suunnittelusta ja rakentamisesta sekä koeajojen suorittamisesta tiedonkeruineen. Teoria osuus koostuu vedenpoiston perusperiaatteista puristinosalla, Hydronipin rakenteen esittelystä ja koepaikan vaatimuksien esittelystä. Turvallisuusnäkökulmat otettiin huomioon erityisesti kokoonpano- ja koeajovaiheissa. Koepaikan suunnittelu ja rakentaminen sisälsi tarvittavien komponenttejen ja laitteiden valinnan sekä valmistuttamisen onnistuneiden koeajojen toteutukseen ennalta määrätyllä paikalla. Koepaikka sisälsi laitteita, joita käytettiin hyödyksi joko sellaisenaan tai muokattuina tarvetta vastaaviksi. Työn tuloksena saatiin toimiva koepaikka mittalaitteineen. Koeajojen perusteella Hydronip todettiin toimivaksi ainakin koelaiteympäristössä pienessä mittakaavassa. Testeissä tiivisteen voitelu ja toiminta todettiin lyhyissä koeajoissa vaihtelevilla nippikuormilla riittäväksi, eikä vaurioita esiintynyt. Mällitestit osoittivat, että metallihihna kestää suuriakin ulkoisia rasituksia. Myös tiiviste kesti mälleistä johtuneet häiriöt voiteluolosuhteissa, vaikka pientä kulumista esiintyikin. Näiden lisäksi MTS-testien perusteella saavutettavat kuiva-ainepitoisuuden nostot, karkean kannattavuuslaskelman tulokset sekä laitteen toiminta koeajoissa osoittavat, että Hydronipin ja sen osa-alueiden toiminnan tutkimista kannattaa jatkaa ja siitä voidaan saada uusi tuote paperi- tai kartonkikoneen puristinosan vedenpoistoon.