Paolo Raffaelli

特斯克提高能源效率的解決方案

Toscotec Unlock the Energy Potential

Paolo Raffaelli

全面考慮衛(wèi)生紙機(jī)的干燥策略可獲得豐厚的回報(bào)。

提高干燥性能應(yīng)是所有生活用紙生產(chǎn)商追求的目標(biāo)。能源成本不斷提高，企業(yè)面臨日益加大的盈利壓力，提高干燥效率可從根本上改變紙廠的命運(yùn)。

特斯克公司通過(guò)研發(fā)全方位優(yōu)化干燥節(jié)能技術(shù)（TT DOES），制定了衛(wèi)生紙機(jī)關(guān)鍵部位的解決方案，幫助紙廠提高效率和產(chǎn)量。

大多數(shù)生活用紙生產(chǎn)商都會(huì)優(yōu)先考慮以相同或較少的能耗提高產(chǎn)量，或者保持原產(chǎn)量不便而能顯著降低能耗。要達(dá)此目的，最有效的辦法是使用創(chuàng)新技術(shù)。

干燥的主要設(shè)備是揚(yáng)克缸與氣罩，二者相輔相成密不可分。與揚(yáng)克缸干燥相比，氣罩干燥蒸發(fā)1kg水要多用30%的能源。因此，要挖掘揚(yáng)克缸最大的干燥潛力，首先要做的就是合理地考慮使用直徑更大的揚(yáng)克缸。然后，根據(jù)生產(chǎn)要求和當(dāng)?shù)厍闆r，特別要依據(jù)可用能源來(lái)選擇氣罩。

揚(yáng)克缸的技術(shù)進(jìn)步

我們根據(jù)長(zhǎng)期積累的經(jīng)驗(yàn)得知，缸內(nèi)蒸汽壓力相同時(shí)，鋼制揚(yáng)克缸比鑄鐵揚(yáng)克缸能傳遞更多的熱量。最近的研究成果已將揚(yáng)克缸性能提升到一個(gè)新的水平，成功的設(shè)計(jì)優(yōu)化了揚(yáng)克缸內(nèi)加強(qiáng)筋的高、寬、間距的比例，并獲得了適宜的缸壁厚度，在一定的蒸汽壓力下全面提高了熱交換能力，同時(shí)缸體強(qiáng)度和安全性仍保持不變或有所提高。使揚(yáng)克缸性能最大化的其他因素，包括缸蓋隔熱，可減少蒸汽損耗多達(dá)6%。缸體整體結(jié)構(gòu)、防水和耐熱保溫板的選擇以及這種保溫材料穩(wěn)定性的控制是確保缸蓋隔熱效果最佳的關(guān)鍵因素。

假定鋼制揚(yáng)克缸最適用，那么使干燥部形成整體的是氣罩。要選擇一個(gè)合適的氣罩并不簡(jiǎn)單，有很多選擇。確定使用哪種氣罩時(shí)，當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的能源和各自的生產(chǎn)要求是重要的因素，必須弄清楚。從簡(jiǎn)單抽吸式氣罩到燃?xì)饧訜岬臍庹?，有多種氣罩可供選擇，各紙廠應(yīng)根據(jù)需要選用最合適的氣罩。

天然氣是干燥最有效的燃料，不過(guò)在某些情況下，蒸汽是唯一可利用的熱源。目前，天然氣氣罩已被人們接受，其產(chǎn)能的靈活性上和整體效率更引人關(guān)注。讓人牢記的還有，與蒸汽相比，使用天然氣，纖維不容易聚積在氣罩里，因此可保持氣罩清潔。

圖1 不同壓榨配置在壓榨后干度上的效果

圖2 各種氣罩的能源需求量

熱回收是最基本的節(jié)能措施

所有生活用紙企業(yè)都應(yīng)該有一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，即把氣罩中的熱量直接排到空氣里是不合算的。在計(jì)劃安裝新衛(wèi)生紙機(jī)或改造舊紙機(jī)時(shí)，一開(kāi)始就應(yīng)考慮熱回收。熱回收分為四大類(lèi)：R0、R1、R2和R3。紙廠首先要確定哪種類(lèi)型適合解決存在的問(wèn)題，這樣有助于制定熱回收的方案。

R0熱回收只適用于天然氣加熱的氣罩。在這種條件下，從氣罩中排出的廢氣通過(guò)回收爐生產(chǎn)新鮮蒸汽，供揚(yáng)克缸使用。紙廠必須根據(jù)氣罩特定的運(yùn)行條件認(rèn)真考慮這種熱回收方案。

R1熱回收是在氣罩系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行氣對(duì)氣熱交換，排出的熱氣首先用來(lái)預(yù)熱新鮮空氣，然后再排出，R1是一種傳統(tǒng)的熱回收辦法，它可用于蒸汽加熱的氣罩。

R2和R3熱回收通常適用于天然氣加熱的氣罩。R2一般是指熱廢氣與水的熱交換，熱水用于車(chē)間和紙廠內(nèi)的通風(fēng)采暖系統(tǒng)。這種辦法利用回收廢熱向房屋供暖，不過(guò)要視氣候和季節(jié)而定。

R3熱回收要加裝一臺(tái)熱交換器，用來(lái)加熱生產(chǎn)用水。作為熱回收潛在裨益的實(shí)例，R3可用來(lái)保持生產(chǎn)用水溫度處于較高值，用于稀釋水、紙機(jī)噴淋管和上漿系統(tǒng)。由于這樣做提高了干燥效率，因此可增加紙機(jī)的產(chǎn)量。此外把生產(chǎn)用水保持在某一平衡溫度上可提高成紙的勻度。

穩(wěn)定與平衡至關(guān)重要

上述四種方式全面概括了生活用紙生產(chǎn)中可行的熱回收方法。但性能不錯(cuò)和優(yōu)秀之間的差別在于穩(wěn)定與平衡。即使采用常規(guī)設(shè)備，有時(shí)也可能把總體能源效率提高幾個(gè)百分點(diǎn)。取得這一成就的對(duì)策包括使揚(yáng)克缸干燥與氣罩干燥之間盡可能達(dá)到平衡，以及氣罩干端與濕端作用之間的平衡。生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性是另一個(gè)主要的最佳化因素：想獲得均勻的干度，就要減少紙頁(yè)峰間干度變化，這樣才能使干燥系統(tǒng)需要較少的能源而保持較高的紙頁(yè)干度，也將減少損紙量。

天然氣或蒸汽混合型氣罩也是一種選擇。在這種氣罩里，氣罩及其不同部位產(chǎn)生的加熱溫度從零度（只在抽吸時(shí)）往上很容易改變。氣罩一般都在濕端吹送蒸汽或天然氣產(chǎn)生的熱氣，而在干端，氣罩的作用僅限于抽吸。要想優(yōu)先降低能耗就用這種氣罩，它有較大的干燥能力，并裝有適用的熱回收系統(tǒng)。實(shí)際上，要想獲得最高的能源效率，最好的辦法是只用揚(yáng)克缸干燥，配以氣罩的抽吸功能。但是，如果紙廠既要能源效率又要產(chǎn)量，則混合型氣罩是較理想的設(shè)備。最后，蒸汽加熱氣罩也可利用從揚(yáng)克缸冷凝水中回收的熱能，就像氣罩排出的熱廢氣加熱剛進(jìn)入的新鮮空氣一樣，來(lái)保持氣罩的高效率。

揚(yáng)克缸與氣罩之間的理想平衡取決于產(chǎn)品品種及上述二者的干燥能力。衛(wèi)生紙和面巾紙等低定量原紙，一般只在濕端加熱即可，而氣罩的干端僅起到抽吸作用，只保持熱氣溫度足夠高以避免氣罩內(nèi)有水滴。甚至可用這種辦法生產(chǎn)定量較高的生活用紙品類(lèi)，但需要降低車(chē)速。

影響干燥效率的還有其他因素，如氣罩橫排噴嘴箱的結(jié)構(gòu)、氣罩與揚(yáng)克缸面的操作距離、高溫下（高達(dá)650oC）氣罩架的穩(wěn)定性等。想獲得較高的紙機(jī)性能，就得在干燥上進(jìn)行不斷的研發(fā)。

壓榨部的作用不容忽視

揚(yáng)克缸和氣罩很重要，壓榨部的作用也不容忽視，同樣重要的還有流漿箱與成形器：最終結(jié)果部分歸功于壓榨部的性能，以及紙幅的最初成形。因此還得了解揚(yáng)克缸前面工序的情況。

流漿箱決定了紙頁(yè)的幅寬性質(zhì)，因此湍流、纖維聚集、流漿箱的上漿閘板收斂角度和自由射流長(zhǎng)度因素必須認(rèn)真對(duì)待及調(diào)整。這些生產(chǎn)要素通過(guò)微湍流使纖維獲得最均勻的分布，要提高衛(wèi)生紙機(jī)效率和運(yùn)行性能以及產(chǎn)品質(zhì)量，就必須監(jiān)控這些生產(chǎn)要素。

提高壓榨部的效率可使紙頁(yè)具有更均勻和更高的干度。除了單真空輥壓榨基本配置以外，想在壓榨部提高紙幅干度，可選用雙輥壓榨、大直徑真空輥壓榨，最終可選擇靴式壓榨。靴壓的壓區(qū)最寬。但要牢記的是，壓榨后干度提高1%，干燥總能耗降低高達(dá)4%。因此壓榨部對(duì)紙頁(yè)干度起著重要的作用。

我們知道，生活用紙生產(chǎn)商越來(lái)越關(guān)心能源消耗與產(chǎn)品質(zhì)量，而不只是關(guān)注紙機(jī)車(chē)速和產(chǎn)能。現(xiàn)在生產(chǎn)商認(rèn)識(shí)到，最好是讓紙機(jī)以較慢車(chē)速運(yùn)行，以最高能源效率生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生活用紙，而不是以較低的效率在高車(chē)速下運(yùn)行。因此至關(guān)重要的是實(shí)際凈產(chǎn)量，而不是理論上的生產(chǎn)能力。在這方面，車(chē)速本身會(huì)讓人分散注意力，當(dāng)總效率才是最重要的數(shù)值時(shí)，噸紙凈能耗只作為一種計(jì)量數(shù)據(jù)。

無(wú)論生活用紙廠的情況如何，追求是什么，優(yōu)化干燥性能的嘗試一直沒(méi)有停止，并將給紙廠帶來(lái)回報(bào)。

（陳海昌編譯自Pulp & Paper International/2013年8月，孫靜審校）