維美德集成式熱電聯產系統Advantage ReGen

楊保興 維美德（中國）有限公司

生活用紙生產過程要消耗能源，包括電能和熱能。其中熱能（即用于揚克缸的蒸汽能耗以及用于氣罩空氣系統燃燒器的燃氣能耗） 約占紙機總能耗的60%～70%。因此，對這部分熱能消耗進行優化就顯得至關重要。維美德集成式熱電聯產系統Advantage ReGen是維美德專門開發的一套完備的解決方案，是燃氣輪機發電系統與衛生紙機的最佳結合。這種結合賦予了生產線持續高能效運行的能力。

一 熱電聯產

為什么在衛生紙生產中應用燃氣輪機系統？因為燃氣輪機發電系統可為衛生紙生產線帶來諸多利好：增強干燥熱效率；系統尾氣干凈、無異味，不存在污染衛生紙產品的風險；尾氣含氧量高，如果需要，（作為助燃氣體）可適用于某些輔助燃燒器；環保技術的應用減少了一氧化碳、氮氧化物的排放量，NOX排放物下降到15ppm， 煙氣中的CO含量降到25ppm。與燃煤對比， CO2排放量降幅達50%；還可解決某些地區電網供電不穩定的狀況；并且，很多地區的當地政府支持燃氣輪機發電系統這種綠色技術的應用，以實現減排目標，為此，還實施一定的補貼激勵措施。

圖1 燃氣輪機

當前，在衛生紙生產行業中，熱電聯產是如何應用的呢？如圖2典型的熱電聯產應用方式所示，紙廠通常將熱電聯產系統尾氣導入蒸汽發生器來生產蒸汽。然而，縱觀整個流程，這種最基本的解決方案其實并沒有挖掘出熱電聯產系統最大的利用潛能。

圖2 熱電聯產在紙廠的典型應用

為了充分地發揮熱電聯產系統的利用潛能，維美德開發了更完備的解決方案，以最大限度回收熱能。從圖3的流程可以看到，對于系統尾氣，維美德不僅將其導入蒸汽發生器來生產蒸汽，而且將其用作氣罩熱空氣來干燥紙幅。一部分系統尾氣熱氣用于氣罩，其余熱氣則直接進入蒸汽發生器。氣罩空氣系統尾氣也被加以利用，進入蒸汽發生器產生蒸汽。額外的熱回收裝置也可安裝在蒸汽發生器之后，以進一步提升熱效率，比如用來加熱工藝用水。如此一來，熱電聯產系統便提供了干燥過程所需的全部能量。

圖3 維美德AdvantageTM ReGenTM 方案

以日產100t的衛生紙機為例，來分析一下熱電聯產的節能表現。該紙機的參數如下：揚克缸直徑5.5m（18ft），設計幅寬（揚克缸上/卷紙輥上）2.8m/2.7m，定量17～22g/m2，車速2,000m/min，產能90～110t/d。平均能耗數據：揚克缸用蒸汽5.0t/h，氣罩燃氣3,500kWh/h，電能4,500kWh/h。

表1 熱電聯產對比數據

表1中列出了不同情況下相關能耗的參考數據，考慮紙機年運行效率（91%～92%，約8,000h/a），結合具體的能耗成本（因地域不同而變化），可計算出各項能耗的年度成本以及總成本（此處燃氣按9.6kWh/Nm3計，因地而異）。與不使用熱電聯產的生產線相比，應用熱電聯產的生產線年總能耗成本均有較大幅度節降，約20%～30%左右 （電能自給自足，無額外成本，并考慮多余的電能出售給電網）。當然，這個數會因地域與生產情況而有差異。

另外，值得提及的一點是，除了熱電聯產系統Regen 本身產生的好處之外，某些地區對此類綠色技術的應用也有相關的補貼激勵政策，比如按投資預算的額度提供一定比例的補貼，給予更優惠的燃氣價格，以及按較為優厚的價格將電出售給電網等等。

每臺紙機、每個用戶、每個市場都是有差異的。維美德可以提供有針對性的、量身定制的熱電聯產技術與方案。維美德工作步驟1：初步可行性調研。考慮衛生紙機情況、能源成本、電能出售給電網的可能性、以及其他必要的因素。步驟2：工程設計階段。如果結果表明Regen熱電聯產系統很有優勢，維美德將進入下一步更為詳細工程設計，以及核算比如投資預算、能耗節省量、投資回收期。步驟3：具體的項目執行。

二 實際案例分析

維美德ReGen熱電聯產系統的實例之一——意大利Lucart集團位于卡斯泰爾諾沃的生活用紙分廠，該廠通過安裝應用此套系統，實現了出色的節能效果。這個用戶原有的系統采用傳統方案。其尾氣僅用來通過蒸汽發生器生產蒸汽再用于揚克缸，剩余部分再導入蒸汽輪機來發電。維美德將原有的系統進行了升級改造成維美德Regen整合型系統：燃氣輪機系統尾氣導入氣罩作為熱空氣，然后再進入蒸汽發生器加熱蒸汽。在此項改造中，維美德供應的設備包括全新的空氣系統，帶有風機、燃燒器、風門、管道與儀表。另外，維美德還提供了一臺蒸汽發生器、一臺氣/氣熱交換器，及一臺氣/水熱交換器。

圖4 意大利LUCART衛生紙廠原有熱電聯產系統

圖5 維美德改造后熱電聯產系統

在Lucart公司卡斯泰爾諾沃工廠，通過此系統的安裝應用，無需運行燃燒器，全年生產6萬t原紙，燃氣的節降達3.5Mm3(兆立方米)，CO2的排放可降低達8,000t/a，NOx的排放量減少3.5t/a。

圖6 Lucart卡斯泰爾諾沃工廠熱電聯產系統外觀

三 結論

維美德Regen熱電聯產系統的優點，主要有以下幾點：投資回收期短，熱效率高且排放低；整合的方案操作簡易，較之于傳統的方案，并不會給操作人員帶來不便；氣罩熱空氣的供應穩定，規避對產品的不良影響；得益于燃氣輪機的新技術，維護成本降低，停機時間減少。