福伊特節(jié)能技術(shù)在衛(wèi)生紙生產(chǎn)中的應(yīng)用

Voith Energy Saving Technology in Tissue

楊劍波 福伊特造紙中國(guó)有限公司渠慎剛 中國(guó)海誠(chéng)工程科技股份有限公司林本佳 劉亞恒 王訓(xùn)毅 福伊特造紙中國(guó)有限公司

福伊特節(jié)能技術(shù)在衛(wèi)生紙生產(chǎn)中的應(yīng)用

Voith Energy Saving Technology in Tissue

楊劍波 福伊特造紙中國(guó)有限公司
渠慎剛 中國(guó)海誠(chéng)工程科技股份有限公司
林本佳 劉亞恒 王訓(xùn)毅 福伊特造紙中國(guó)有限公司

摘要：為考察福伊特衛(wèi)生紙機(jī)的節(jié)能技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果，福伊特對(duì)兩個(gè)客戶進(jìn)行一年多的跟蹤，研究衛(wèi)生紙節(jié)能技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，總結(jié)出靴壓在衛(wèi)生紙機(jī)運(yùn)行中能節(jié)省較大的能耗（天然氣），并以實(shí)際數(shù)據(jù)和產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了對(duì)比。

隨著能源利用成本的提高，對(duì)衛(wèi)生紙機(jī)系統(tǒng)節(jié)能研究及探索仍然是市場(chǎng)努力的方向。目前市場(chǎng)上帶靴壓的衛(wèi)生紙機(jī)并不多，由于價(jià)格、操作等原因，絕大多數(shù)客戶對(duì)衛(wèi)生紙機(jī)靴壓有很大的偏見，新建項(xiàng)目也不愿意購(gòu)買帶靴壓的衛(wèi)生紙機(jī)。然而，福伊特帶靴壓的紙機(jī)在客戶使用中已逐漸顯現(xiàn)出節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，并給客戶帶來了較好的經(jīng)濟(jì)利益，客戶對(duì)此認(rèn)可度較高。但是客戶不清楚靴壓究竟帶來多少好處，于是福伊特衛(wèi)生紙機(jī)設(shè)計(jì)人員與海誠(chéng)設(shè)計(jì)院的工程師一起對(duì)靴壓等節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了一年多的跟蹤分析，得出了具體的結(jié)果。

1 福伊特在衛(wèi)生紙機(jī)上的節(jié)能技術(shù)

通過長(zhǎng)期的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐，福伊特公司已經(jīng)將多種新的節(jié)能技術(shù)用于衛(wèi)生紙的抄造，如圖1所示為節(jié)能技術(shù)在衛(wèi)生紙機(jī)上的應(yīng)用情況。

圖1　福伊特衛(wèi)生紙機(jī)節(jié)能技術(shù)

1.1 雙稀釋流送系統(tǒng)

衛(wèi)生紙的流送系統(tǒng)除有傳統(tǒng)的單稀釋式以外，2009年前福伊特就提出了衛(wèi)生紙雙稀釋式流送系統(tǒng)，其出發(fā)點(diǎn)是降低流送沖漿泵和壓力篩電機(jī)的裝機(jī)容量，從而降低流送系統(tǒng)的電耗。工作原理是將全部的網(wǎng)下白水不再全部重復(fù)經(jīng)過一個(gè)大容量的壓力篩上網(wǎng)，而是分兩段稀釋上網(wǎng)，75％～80％的白水在第二段沖漿系統(tǒng)循環(huán)上網(wǎng)，所以降低了壓力篩電機(jī)功率。福伊特在衛(wèi)生紙機(jī)流送系統(tǒng)中成功運(yùn)用了這一理念，根據(jù)福伊特對(duì)國(guó)外項(xiàng)目的研究顯示，雙稀釋流送系統(tǒng)的電耗比傳統(tǒng)的單稀釋流送降低6％。圖2為雙稀釋與單稀釋流送系統(tǒng)流程的比較，表1為雙稀釋與單稀釋流程中相關(guān)設(shè)備的配置情況。從該實(shí)際案例中，雙稀釋流送的裝機(jī)容量比單稀釋減少約800～2,000kW，保守估計(jì)能實(shí)現(xiàn)裝機(jī)容量減少800～1,200kW，因此可以減少變壓器、電機(jī)等一次性投資，同時(shí)運(yùn)行成本也相對(duì)減少。

圖2　雙稀釋與單稀釋的流程比較

表1　雙稀釋與單稀釋系統(tǒng)的應(yīng)用

1.2 靴壓技術(shù)

NipcoFlex T第二代福伊特靴式壓榨針對(duì)不同定量經(jīng)靴壓后的干度在相同松厚度下比真空壓榨提升高達(dá)4.5個(gè)百分點(diǎn)，如圖3所示。

圖3　靴式壓榨效果

1.3 福伊特?fù)P克缸及端蓋保溫技術(shù)

揚(yáng)克烘缸端蓋保暖技術(shù)是通過將隔熱元件緊固在揚(yáng)克烘缸側(cè)蓋以保證較少的熱量散失，從而降低生產(chǎn)成本。每端由8～12片扇板組成，每片扇板約45kg。外側(cè)板件和內(nèi)側(cè)板件為不銹鋼制造，絕熱層為高密度巖棉。

結(jié)合改進(jìn)型揚(yáng)克缸內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，烘缸具有更高的強(qiáng)度，可承受更大的壓區(qū)壓力（最大可承受線壓100～170kN/m），可使紙頁的干度更高。結(jié)合TissueFlex壓榨毛毯，干燥效能提升約5％。如圖4所示為端蓋保暖前后的傳熱效率；圖5為烘缸溫度的對(duì)比。

圖4　日產(chǎn)100t紙機(jī)的18ft（5,486.4mm）烘缸端蓋保溫前后的傳熱效率

通過圖4、圖5中的比較，可看出烘缸進(jìn)行端蓋保溫后，烘缸端蓋的熱損失大大減小，斷面的溫度降低，從而提高了缸體的傳熱效率，加快了紙頁的干燥。實(shí)踐證明，對(duì)于18ft （5,486.4mm）的烘缸每小時(shí)可節(jié)約421kg蒸汽（蒸汽壓力0.8MPa）。如果是15ft（4,572mm）的烘缸，每小時(shí)可節(jié)約蒸汽289kg（蒸汽壓力0.8 MPa）。

圖5　烘缸端蓋保溫前后溫度比較

1.4 回收氣罩排出熱風(fēng)的冷凝水再蒸發(fā)技術(shù)

如圖6所示，將烘缸排出的冷凝水通過熱風(fēng)罩排出的熱風(fēng)進(jìn)行加熱蒸發(fā)，也能夠有效地利用干燥系統(tǒng)的余熱。

圖6　氣罩排出熱風(fēng)的冷凝水再蒸發(fā)系統(tǒng)

此技術(shù)在一客戶應(yīng)用后取得了明顯的效益，紙機(jī)幅寬5,600mm，車速1,800m/min，改進(jìn)后每小時(shí)可產(chǎn)生蒸汽3.4t，按照紙機(jī)每天運(yùn)行24h，每年運(yùn)行340天來計(jì)算，每年產(chǎn)生蒸汽27,744t，每噸蒸汽價(jià)格190元，每年的經(jīng)濟(jì)效益為527萬元。

2 客戶應(yīng)用跟蹤報(bào)告

筆者盡量在真實(shí)相同工作條件下進(jìn)行比較，但是工作條件絕對(duì)一樣兩個(gè)客戶是不存在的，它們會(huì)因?yàn)檐囁?、紙種、產(chǎn)量等不同而不同。但是不影響對(duì)整體節(jié)能情況的對(duì)比研究。表2為兩個(gè)客戶的基本情況，圖7—9比較了兩個(gè)客戶生產(chǎn)中水、電、蒸汽和天然氣的消耗量及生產(chǎn)成本。

表2　兩個(gè)福伊特客戶基本情況

圖7　水、電、蒸汽及天然氣的噸紙消耗量

圖8　客戶甲與客戶乙年度成本比較

圖9　客戶甲與客戶乙噸紙成本占比比較

成本分析：綜合對(duì)比，客戶甲1臺(tái)福伊特衛(wèi)生紙機(jī)靴壓可以比客戶乙每年節(jié)省1,000萬元（已考慮除去每年兩套靴壓的費(fèi)用），平攤到每臺(tái)紙機(jī)年產(chǎn)5萬t產(chǎn)量上，客戶甲平均每噸紙可以節(jié)省200元，福伊特靴壓運(yùn)行穩(wěn)定性高，有著很大的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)語

1 對(duì)于雙稀釋流送節(jié)能設(shè)計(jì)及應(yīng)用，從運(yùn)行電耗上看，雙稀釋流送雖然裝機(jī)容量減少800～1,200kW, 雙稀釋流送前期設(shè)備投資會(huì)較小，但實(shí)際運(yùn)行上有客戶單稀釋流送系統(tǒng)噸紙電耗運(yùn)行也和雙稀釋差不多，本人分析可能由于與整個(gè)車間裝機(jī)容量差別相比較大，流送裝機(jī)功率約占整個(gè)車間的裝機(jī)容量的18％～29％比例，還有與產(chǎn)品品種、產(chǎn)量、后加工設(shè)備不同而不同，因此很難分析出這個(gè)節(jié)省的800～1,200kw實(shí)際電耗減少比例。從工藝上看，目前這兩種上漿方式都可以使用，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，隨著技術(shù)的不斷完善和經(jīng)驗(yàn)的積累，雙稀釋流送系統(tǒng)可能會(huì)越來越顯現(xiàn)出節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。

2 靴壓對(duì)蒸汽和天然氣的節(jié)省效果較明顯，潛在問題可能是比較費(fèi)毛毯，真空壓榨毛毯耗量在兩個(gè)月一條，極端情況下可能一個(gè)月一條，但是毛毯是便宜的，只有3～5萬元/條，相比節(jié)能帶來的利益，是可以忽略的。靴壓應(yīng)用是衛(wèi)生紙今后的發(fā)展方向。

3 福伊特的氣罩系統(tǒng)有很高的熱效率。

4 揚(yáng)克缸端蓋保溫是今后必須的標(biāo)配。

5 冷凝水再蒸發(fā)技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用是很有必要的，是衛(wèi)生紙節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。

（轉(zhuǎn)載自《紙和造紙》，2014年4月）