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【纸业人物】姜丰伟:纸业节能减排与降本增效的创新与创想


稿子来源:广州国际纸展            日期:2015-3-30

    


河南江河纸业对装备、系统与工艺进行优化改造,尤其是中高速纸机的创新研究,取得了明显的节能减排效果。本文介绍了目前已成功应用的技术改造内容、创新技术装备,以及下一步拟进行的节能减排措施的设想。


能源消耗和排污在很大程度上取决于装备水平和工艺技术,好的节能减排技术是通过装备和工艺来实施的。多年以来,江河纸业致力于各种装备、系统与工艺的创新研究,取得了明显的节能减排效果,实现了高效、节能、环保。


1 主要创新技术与技改内容


(1)通过技改使纸机车速大幅提高。成功研制1000米/分、1200米/分造纸成套装备,提高了生产效率、降低了消耗。设计车速1200~1500米/分、宽度5790毫米的文化纸机已成功运行。


(2)对打浆系统进行流程改造,实现“流程短”,直接减少了搅拌器、浆泵的数量。


(3)把打浆系统的小磨改成大磨、低压电机改成高压电机,研制了适合于短纤维磨浆的磨片。


(4)用锅炉的排污热水、炉渣及锅炉终端烟气预热脱盐水。


(5)设计建造烘房,利用锅炉的终端烟气间接加热烘干污泥,回锅炉燃烧。


(6)设计制造热泵,用于单一独立的用汽系统,降低冷凝水的温度。


(7)设计建立的多层封闭循环用水系统,使纸机的清水耗量降到3米3/吨。


(8)设计制造了无真空伏辊的纸机长网部。


(9)研制成功浆料磨前浓缩器,提高打浆浓度,不增加泵送功率。


(10)污泥不填埋,经干燥后与煤配烧,节煤效果明显。


这些已经实现的节能减排措施都收到了实际的效果,也支持了江河纸业的发展。


2 造纸过程中的节能与减排


造纸过程是指从打浆直到纸机卷取的全过程。在这个过程中,我们追求各环节的技术创新,力图提高效率、节能、减排。


2.1 1000米/分文化纸机


1000米/分文化纸机的研制成功,标志着装备制造技术与生产运行技术的全面进步。关键部分的设计、制造与集成实现了自主:上浆系统、稀释水流浆箱、夹网部、纸幅稳定器、膜转移涂布、软压光机、纸病在线检测、传动系统、DCS系统等。掌握了整机集成与运行技术。


1000米/分纸机的研制,收到了节能减排的效果。纸机速度的提高,标志着生产率的提高、产品质量的提高、能量的节省、排放物的间接减少。造纸机速度越快,则单位时间的产能越大,生产率也就越高;只有好的产品质量才能维系纸机高速运行,所以,速度高的纸机产品质量相对较高;造纸过程中有不少的用电设备在正常运行时是属于恒功率的,它们的耗电量与纸机产量不关联或关联度很小,纸机单位时间的产能越大,则单位产品的分摊电耗就越少。从实际生产情况看,我们的纸机运行1000米/分,比较700米/分的纸机,有明显的节电效果。事实上,节能就是减排,至少是间接地减排。


2.2 与1000米/分纸机配套的节能减排措施


(1)打浆过程的短流程:取消了叩前池、叩后池及其所需要的搅拌器、泵、液位控制器等;取消了打浆过程中全部的浓度调节器。简化的流程为:贮浆塔→磨浆机→配浆池→成浆池。


(2)高效率的蒸汽冷凝水系统:不管我们如何设计与配置纸机干燥部的用汽系统,只要最后出来的冷凝水(不经过换热器)的温度低于80℃而且都回到锅炉去,这就说明蒸汽的热能被充分利用。必须做到的是:低温端烘缸的用汽压力是负值。使用热泵的目的是为了取得足够的压差,使缸内冷凝水排出顺畅。


(3)提高烘缸传热效果:连续地排出烘缸冷凝水,不形成水环,这是提高传热效果的前提。然而,烘缸表面的纸毛对于传热很不利。使用好刮刀,及时清除纸毛非常必要。


(4)适当提高并保持浆料系统的温度:纸机上浆系统的浆料温度在40℃左右时,不影响打浆及留着,有利于脱水及出压榨部的干度。但是,浆料的温度不应通过使用蒸汽加热来取得,减少清水使用量就足可以使系统的温度上升!


(5)让纸机少故障、少断纸、产品高质量:通过全方位的技术提升与优化,使纸机保持良好的运行状态,这是最大的节能!其实,我们造纸工作者的一切努力,都是为了这一目标。


(6)在过程中的任何部位,尽可能不使用清水。即使必须使用清水的情况,如特殊设备的冷却,也要建立循环单元。


(7)车间工艺系统的白水不排放,引入一级净化系统(沉淀或气浮)后再全部回用,水质能满足纸机要求,也有利于系统浆料温度的提高,减轻废水物化处理负荷。


(8)经过物化处理的终段水完全可以回用到抄纸过程,替代清水用于相关工艺点,不影响纸机运行及产品质量。


(9)尽可减少落地水。水不落地就能进入一级净化系统循环使用,落地水只能去物化处理系统,增加能耗及污染物的产生。


3 拟采取的节能减排措施及新设想


我们已经认同并习惯于现有造纸厂的设备配置、工艺流程结构、能源配备及使用方式,所以,生产同一产品的造纸厂的内容是雷同的,结果是相似的。在当下,节能减排的效果及产品成本难有突破或明显改善。为此,我经常困惑,也为此遐想:是否该适当否定传统、实施新的设想?


3.1 关于锅炉


(1)背压发电肯定节能,但上网难,用电不方便。如果用背压汽轮机带动磨浆机打浆是不是更节能?如果我再建新的纸厂,我将尝试!


(2)锅炉烟气的温度一般是120℃,用它去加热干燥的空气用于纸机干燥挺合适!


(3)纸机干燥部排出的湿气温度一般有55℃,用它来间接加热污泥使其干燥,再与煤一起燃烧,既省煤又不用填埋污泥。江河纸业已经使用锅炉烟气干燥污泥,效果良好。


3.2 关于风机


(1)纸机干燥部的排潮与给风风机是否可省去?利用烟囱排烟原理能否完成排潮与给风?


(2)涂布过程都用热风干燥箱,为获取足够的风速,所配的风机风压很高,这不合理!使用高速风是在浪费电能,现有的气浮干燥箱应该被另一种形式的低风速干燥器取代!


(3)车间屋顶排风机。不知从什么时候开始,造纸车间厂房设计成了全封闭屋顶,安装很多排风机排出车间的湿热气,这也不合理。老的设计里有采光屋顶,在采光的同时也能兼具排气功能。


3.3 关于除砂器


浆料净化采用三段或四段除砂器已成为“铁的定律”,难道只用二段不行吗?


3.4 关于使用高压过热蒸汽进行干燥


有的纸板机使用1MPa压力的蒸汽;有的涂布干燥箱也是这样;绝大多数的卫生纸机更是这样,甚至使用燃气直接加热空气用于干燥。这都直接或间接地浪费了高品位能(高温高压蒸汽、燃气都能发电),我们不应为追求干燥速率而消费“高温”。对于长网纸机和涂布干燥箱,只需加长干燥段,使干燥时间延长就可避免使用高压汽;对于卫生纸机,受烘缸直径限制,想不出好法子。但如果不追求太高速度或增加纸机幅宽提高效率,也可避免使用燃气。


3.5 关于打浆


合适的磨浆机与磨片对打浆质量与节能至关重要。在国内还没见到好用的磨片!我们已研制成功适合于短纤维打浆的磨片。


3.6 关于真空


(1)能否减少网部的真空用量?充分利用夹网张力可以起到真空脱水的作用,对于单长网纸机网部,不用真空伏辊是可行的。


(2)使用多级风机或高压风机(也有叫透平真空泵),比水环真空泵节能。


4 降低成本与提升效率的思考


说到成本与效率,我认为高效率是低成本,但低成本未必就是高效率。所谓的高效率,通俗来讲就是多、快、好、省,缺一不可。所谓多,就是企业的规模、产量;所谓快,就是单位时间、单位劳动力的产能;所谓好,是质量;所谓省,就是消耗和投资。这几个要素缺一不可。


目前造纸业在“省”的方面忽视了投资省。现在可以看到很多大规模的企业就是由于投资过大、投入产出比过低带来了低效率。所以我说低效率肯定是高成本,那高成本肯定是低效率,他们两者是相辅相成的关系。


为什么讲成本低未必是效率高呢?我们知道每一个行业包括造纸行业都在不同的时段、不同的地区,面对不同的资源和政策。所以说阶段性暂时的成本低不能说明我们是高效率。


企业创新可以降低成本、提升效率。所有的创新里面,我觉得最重要的是技术创新,因为技术创新能给我们带来的是长远的利益。我们现在知道,国内与国外的差距首先体现在技术上,然后是成本的差距,差距是我们企业的动力和机遇。我们搞任何创新都是想首先争抢到利润,也就是现金,我们能抢到得越多越好。作为企业技术创新的成本可以少考虑,只需要考虑有没有能力,如果我们有能力可以多花成本去进行技术创新,因为这个成本是必不可少的。如果一个农夫要耕地,花时间磨镰刀是必要的。


以上观点,有些正在实施实践,有些刚开始想,不成熟。不破不立,要立必破!造纸要降低能耗与成本,必须通过创新找差异,不否定传统就没有真创新。



来源:中华纸业


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