磁懸浮真空泵在新月型衛生紙機中的 運用

摘要：本文介紹了云景林紙1#衛生紙機真空系統技術改造方案，由水環式真空泵改為磁懸浮真空泵，項目節電效果明顯，節電率達48.38%。

云景林紙1#衛生紙機概況

云景林紙1#衛生紙機為進口的維美德新月型高速衛生紙機，設計車速1，870m/min，幅寬2，850mm，定量范圍12～45g/m2，設計原紙年產能3萬t，于2014年8月建成投產。

1.1" 衛生紙機設備配置

上漿系統：選擇先進的短循環流程，采用白水在流漿箱內稀釋漿料的新技術，有效地控制紙頁的橫幅定量，并改善上網漿料的纖維分布；關鍵設備有低脈沖式沖漿泵、壓力篩等，上述各泵配備調速控制電機，有利于穩定上網漿量和提高漿流的質量。

成形部：新月型成形器，車速高、產能大；脫水快速、均勻，可自動改變成形區的長度；纖維留著率高，紙頁質量好；結構簡單，操作方便，網、毯使用壽命長。

流漿箱：采用階梯擴散器，在漿流中產生高強微湍動。均勻的漿液，加上調節噴射角度，是生產優良紙張的基礎。

干燥部：高質量的揚克缸，熱傳導效率高，蒸汽耗量少，并采用熱風氣罩。

真空系統：配套3臺水環式真空泵，裝機總功率512kW。水環式真空泵屬于傳統容積式真空泵，存在效率低、消耗高的問題。

1.2" 衛生紙機電耗情況

1#衛生紙機2023年共計生產原紙22，059.54t，計劃電耗903.8kW·h/t紙，實際電耗928.86kW·h/t紙，比計劃超標25.06kW·h，超標率2.77%，其中真空系統3臺水環式真空泵，裝機總功率512kW，電耗達110.69kW·h/t紙，占比11.92%，是紙機配置的大功率設備，屬高能耗設備，列入公司2024年節能改造項目。

1#衛生紙機水環真空泵改造方案

2.1" 不同類型真空泵性能分析

2.1.1" "水環真空泵變頻升級

水環泵是一種容積式泵，利用容積大小的改變來達到吸、排氣的目的。水環泵主要由泵殼、泵軸、葉輪、分配盤、閥板、氣體進出口、液體補充及冷卻裝置等構成。工作液通常為常溫清水或軟水，在泵啟動前應向泵內注入適量的水，因為工作液會隨氣體排出而減少，所以需連續向真空泵內補充工作液，保持內部平衡葉輪偏心安裝在泵體內，當葉輪旋轉時，水受離心力的作用，沿泵體內壁形成一個等厚的旋轉水環。此時的水環同時起到密封、冷卻和壓縮介質的作用，葉輪與水環之間形成一個月牙形空間。這一空間又被葉輪之間的間隙分成一個個氣室，葉輪在前半轉過程中，氣室容積逐漸增大，內部壓力下降，從而將外部氣體吸入泵內；后半轉過程中，氣室容積逐漸縮小，內部壓力上升，從而將氣體壓縮排出泵外。

目前1#衛生紙機使用的水環式真空泵技術落后和長期運行性能下降，屬于高耗能且淘汰設備，用電成本高，變頻升級改造需要費用15萬元以上。

2.1.2" "改造使用透平風機

透平風機工作原理首先涉及離心式真空泵，其內部的高轉速使得空氣在離心力的作用下被分離，產生高負壓。接著透平壓縮機將吸進的空氣壓縮，提高其壓力。這種設備的設計允許氣體經過多級壓縮，以獲得所需的壓力和真空度。

云景林紙漿線曾使用過透平風機，運行不穩定、經濟效益不理想。

2.1.3" "改造使用磁懸浮真空泵

智能磁懸浮真空泵綜合節能技術，將無接觸、無摩擦的磁懸浮軸承技術應用于真空泵領域，采用智能管理模式，根據工況自動調整真空度，實現了防喘振、防過載及異常工況下的高度智能化操作，極大地降低了操作和維護要求，節能效果顯著，節水率近100%。在我國生活用紙四大品牌企業的衛生紙機中均有大量成功的應用案例，節電效果明顯。

以上三種真空泵性能、優缺點進行對比分析，如表1。

經過對比分析，公司技改項目組確定云景林紙1#衛生紙機由磁懸浮真空泵替代水環真空泵。

2.2" 不同廠家磁懸浮真空泵對比分析

A公司分析提出1#衛生紙機真空系統節能改造項目方案，擬在不改變1#衛生紙機現有水環真空系統前提下，新增一套完整的磁懸浮真空泵（裝機總功率300kW）。

B公司分析提出1#衛生紙機真空系統節能改造項目方案，擬在不改變1#衛生紙機現有水環真空系統前提下，新增一套完整的磁懸浮真空泵（裝機總功率400kW）。

C公司分析提出1#衛生紙機真空系統節能改造項目方案，擬在不改變1#衛生紙機現有水環真空系統前提下，新增一套完整的磁懸浮真空泵（裝機總功率350kW）。

3個廠家項目投資、裝機功率對比如表2所示。

經過對比分析，公司技改項目組實地考察，通過合法合規招標、競標，最終A公司中標，采用1臺E V300磁懸浮透平真空泵替換現用3臺水環真空泵，進行節能改造。

2.3" A公司磁懸浮真空泵使用情況

自2024年3月投用以來，磁懸浮真空泵一直運行平穩，未出現故障。改造后磁懸浮真空泵工藝流程如圖1。

3.1" 項目服務方式

采用節能效益分享型合同能源管理服務方式，節能效益分享期5年。自項目試運行驗收合格，雙方簽署項目試運行驗收單之日起，項目節能效益分享期內，甲方分享項目節能效益30%，乙方分享項目節能效益70%，每床毛毯的使用周期（60天）結算支付一次。

3.2" 項目節能增效情況

1#衛生紙機使用3臺水環真空泵時電耗為110.69kW·h/t紙，技改后使用1臺磁懸浮真空泵電耗為57.14kW·h/t紙，節約53.55kW·h/t紙，節約成本27.84元/t紙。年原紙生產產量按2.4萬t計算，每年節約用電成本668，266元；項目節電率為48.38%（合同簽訂＞40%）。該項目按合同簽訂要求節電率達標，已經完成驗收程序。

參考文獻

[1] 紙機真空系統現狀及磁懸浮透平真空的運用[J]. 中華紙業，2023，44（18）：43-46.

[2] 磁懸浮動力技術在造紙行業的節能運用[J]. 中華紙業，2023，44（09）.

（轉載自《中華紙業》，2025年1月）