鄧卓祺

摘 要：傳統(tǒng)竹膠合板生產(chǎn)工藝不僅工藝周期長、能耗大、水耗高，而且生產(chǎn)過程存在大量能耗泄露：“冷——熱——冷”的膠合工藝產(chǎn)生的冷卻水余熱沒有得到合理的利用；膠合設備使用的蒸汽余氣及冷凝水直接外排沒有得到循環(huán)利用；供熱系統(tǒng)的鍋爐燃燒后的煙氣余熱沒有得到充分利用。為提高經(jīng)濟效益，節(jié)能減排，本文將就竹膠合板生產(chǎn)工藝及其供熱系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造進行研究分析。

關(guān)鍵詞：竹膠合板；余熱利用；節(jié)能；鍋爐

中圖分類號：TU75 文獻標志碼：A

0 研究背景及意義

我國現(xiàn)有竹膠合板生產(chǎn)行業(yè)存在生產(chǎn)技術(shù)不夠先進、能源利用效率低等問題，與國外相比，差距較大。如能把煙氣、蒸汽、冷卻水等生產(chǎn)系統(tǒng)余熱充分利用起來，則生產(chǎn)企業(yè)的能源利用率有可能達到國外的先進水平。在能源和資源相對緊缺的現(xiàn)今社會，及時采用節(jié)能技術(shù)與設備對生產(chǎn)系統(tǒng)余熱進行高效綜合利用是勢在必行的。

本文在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，選準了幾個可有效提高企業(yè)技術(shù)水平和能源利用效率的的技改方向，對竹膠合板生產(chǎn)工藝及其供熱系統(tǒng)進行技術(shù)升級改造。本文所闡述的技改項目也是國家鼓勵發(fā)展的項目，充分利用余熱的、實施企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略也完全符合當前的能源政策。

1 現(xiàn)有竹膠合板生產(chǎn)系統(tǒng)簡介

竹膠合板作為一種新型人造板投放市場已十多年的歷史，它主要用作混凝土澆注工程模板，同時也可用作車廂底板、集裝箱底板等。竹材生產(chǎn)周期短，再生能力強，我國的資源十分豐富，因此竹材人造板是一種很有發(fā)展前景的人造板材。目前，竹膠合板的生產(chǎn)一般采用“冷—熱—冷”的膠合工藝，此工藝雖然具有一定的優(yōu)勢，但也存在一些突出的缺陷，如熱壓周期長、生產(chǎn)效率低、能耗水耗大等。同時，該工藝“熱冷”轉(zhuǎn)換過程中會產(chǎn)生大量的高溫冷卻水（溫度可達80℃～90℃），余熱通常沒有得到合理的利用。此外，膠合板生產(chǎn)企業(yè)一般還配套建設有用于設備供熱的鍋爐系統(tǒng)，鍋爐燃燒后產(chǎn)生的高溫煙氣（溫度高達200℃以上），一般直接從煙囪外排，煙氣余熱沒有得到充分利用；膠合板生產(chǎn)線生產(chǎn)時使用的蒸汽余熱也采取外排，沒有得到循環(huán)利用。傳統(tǒng)的竹膠合板生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

為提高經(jīng)濟效益，節(jié)能減排，有必要對生產(chǎn)系統(tǒng)的各種余熱進行回收利用。

2 余熱利用及工藝改進的節(jié)能技術(shù)研究

2.1 節(jié)能技術(shù)研究方向

項目核心內(nèi)容是對供熱系統(tǒng)的鍋爐進行燃燒效率提升改造，以蒸汽能量梯級利用，冷凝水熱回收技術(shù)、加裝竹膠合板熱壓機冷卻水為鍋爐供水為節(jié)能主線，結(jié)合加裝鍋爐尾氣熱量回收干燥膠合板、控制系統(tǒng)改造、隔熱保溫、鍋爐輔機節(jié)能改造等其他技術(shù)改造，以期達到節(jié)能減排的目的。具體實施有以下措施：

（1）對鍋爐進行技術(shù)改造，利用企業(yè)生產(chǎn)過程中的邊角廢料及樹皮等，加工成生物質(zhì)代替原煤。

（2）利用鍋爐煙氣余熱回收再利用，建設循環(huán)風干房。

（3）利用熱壓機熱水回收再利用，建設冷凝水系統(tǒng)。

（4）對鍋爐管、煙道進行水膜除塵，偱環(huán)水回收再利用系統(tǒng)建設。

（5）對竹膠合板熱壓機的控制系統(tǒng)進行升級改造，實現(xiàn)熱壓溫度、壓力、保壓時間、釋放壓力等參數(shù)的自動控制及平板熱壓干燥機自動控制創(chuàng)新。

（6）制膠工藝水回用，冷卻水循環(huán)利用。

2.2 節(jié)能技改原理和實施過程

項目核心內(nèi)容細分為3個主要技改項目，具體原理及工藝流程如下：

（1）鍋爐節(jié)能改造

現(xiàn)有膠合板生產(chǎn)設備一般采用鍋爐系統(tǒng)供熱，若鍋爐的配風及送料方式不當以及密封及保溫性能不佳，會造成鍋爐燃料未完全燃燒熱損失較大，導致鍋爐熱效率較低。因此建議膠合板生產(chǎn)企業(yè)結(jié)合鍋爐系統(tǒng)現(xiàn)狀實施以下節(jié)能技術(shù)改造：改進鍋爐燃燒工藝，改變鍋爐爐膛容積，優(yōu)化受熱管排列方式，利用高效翅片式列管及塊狀燃料與顆粒狀的燃料搭配使用，改單點送料為多點供料、助燃風機的送風方式由集中單點送風改為多點送風、增設二次風，使生物質(zhì)等清潔能源能夠充分燃燒，同時更換高效保溫材料降低鍋爐熱損失，從而達到節(jié)約能源的目的。

具體技改的實施過程如下：

①改變鍋爐爐膛容積，優(yōu)化受熱管排列方式，利用高效翅片式列管及塊狀燃料與顆粒狀的燃料搭配使用，改單點送料為多點供料、助燃風機的送風方式由集中單點送風改為多點送風、增設二次風，改變鍋爐爐排燃燒會存在燃燒火口的情況，克服部分燃料層大塊未燒透，小塊過快燃盡的狀況。

②對鍋爐助燃風機進行變頻調(diào)速改造，精確控制燃燒狀態(tài)，降低煙氣氧含量，使鍋爐熱效率得到提升，提高能源利用率，有效降低能源消費。

③使用高效保溫材料降低鍋爐熱損失。保證上部爐墻溫度<65℃，下部爐墻溫度<45℃，提高鍋爐保溫性，減少鍋爐的散熱損失，提高鍋爐的有效利用的熱量。

（2）煙氣余熱利用改造

木材、竹材一般含水率為30%，生產(chǎn)膠合板的過程需要大量的熱源干燥膠合板產(chǎn)品，降低水分，確保膠合板的性能。而供熱系統(tǒng)的鍋爐燃燒后產(chǎn)生的高溫煙氣（溫度高達200℃以上），一般直接從煙囪外排，煙氣余熱沒有得到充分利用。因此，建議企業(yè)對鍋爐的煙氣管道進行改造，將鍋爐排出的高溫煙氣送進熱交換器，利用鍋爐尾部的高溫煙氣余熱輔以蒸汽加溫新鮮空氣，輸送至膠合板干燥房，用于干燥工序，利用被加熱后的新鮮空氣干燥膠合板產(chǎn)品，達到降低鍋爐排煙溫度、節(jié)約蒸汽、減少能耗的目的。

具體技改的實施過程如下：

①煙氣余熱一次利用：新裝一個鍋爐省煤器，可以充分利用鍋爐尾部煙氣加熱鍋爐給水，節(jié)省燃料的使用。

②煙氣余熱二次利用：新裝一個煙氣換熱器，將通過鍋爐入水預熱器后的二次高溫煙氣通過換熱器加熱空氣，得到的熱空氣通往干燥房，用于干燥工序。鍋爐煙氣經(jīng)過這兩次利用后溫度將大為降低，經(jīng)除塵降溫后排入大氣。endprint

鍋爐煙氣余熱利用是一項成熟的先進技術(shù)，利用煙氣余熱來烘干物料，在國內(nèi)外均有廣泛地應用。鍋爐煙氣余熱利用主要設備是熱交換器，熱交換器構(gòu)造簡單、制造容易，運行可靠。采用煙氣余熱的干燥房結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

由于煙氣比熱較小，無法將空氣加熱到100℃，因此，加熱分為兩個階段，首先用煙氣將空氣從室溫加熱到55℃～75℃，然后用高溫蒸汽將空氣繼續(xù)加熱，達到100℃。

為了減少灰塵等對設備及產(chǎn)品的影響，在空氣進入隧道窯之前，建議配套安裝可拆可沖洗式的絲網(wǎng)除塵器。

（3）循環(huán)水回收利用改造

在膠合板生產(chǎn)過程中需要使用冷卻水對設備進行降溫，所產(chǎn)生的高溫冷卻水溫度可高達90℃。一般膠合板生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線使用后的余蒸汽及冷凝水都是直接外排，沒有進行合理循環(huán)利用。經(jīng)過長期調(diào)研，結(jié)合項目實施鑒證，建議企業(yè)可通過改造蒸汽管道和新增熱水換熱器，將膠合板生產(chǎn)過程中使用后的余熱蒸汽，通往干燥房進行二次干燥工序，冷凝后的水回收到鍋爐預熱器水箱，實現(xiàn)對膠合板生產(chǎn)線熱壓機后冷凝水的余熱利用及熱壓板降溫冷卻水升溫后的余熱利用，達到余熱利用、節(jié)能降耗的目的。

具體技改工藝流程如下：

①通過改造蒸汽管路，把膠合板生產(chǎn)線使用后的余氣用管道連接到二次干燥房，用于干燥膠合板產(chǎn)品，經(jīng)過二次干燥后，將產(chǎn)生60℃左右的冷凝水，將這些水回收到鍋爐預熱器水箱，供鍋爐使用，這樣可使該車間的余蒸汽得到了循環(huán)利用，也實現(xiàn)了熱水供鍋爐使用，節(jié)約了鍋爐的燃燒原料。

②通過水池的溫控分級，將“冷—熱—冷”冷卻產(chǎn)生的80℃～90℃的熱水通過管道連接到鍋爐預熱器水箱，供鍋爐使用，能更快地產(chǎn)生蒸汽；將“冷—熱—冷”冷卻產(chǎn)生的40℃～50℃的中溫水作為生活用水。通過冷卻水的分級循環(huán)利用，能節(jié)約大量水和鍋爐燃燒原料。

③把制膠加熱過程的蒸汽冷凝水和用水冷卻制好的膠升溫的水利用進行二次干燥竹膠合板產(chǎn)品。制膠脫水真空系統(tǒng)示意圖如圖3所示。

以上節(jié)能項目實施后的竹膠合板生產(chǎn)系統(tǒng)余熱利用及工藝改進如圖4所示。

3 節(jié)能技術(shù)研究的節(jié)能減排效果

通過實施上述竹膠合板生產(chǎn)系統(tǒng)余熱利用及工藝改進，可產(chǎn)生以下節(jié)能減排效果：

（1）可為能源消費總量8000t標煤/年以上的竹膠合板生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生2000噸標煤以上的節(jié)能量，節(jié)約能源費用150萬元/年。冷凝水的回收重復利用，可節(jié)約用水8萬t/年。減排二氧化碳4000t/年，二氧化硫100t/年，氮氧化物20t/年，減碳7萬t/年。

（2）可提高竹膠合板產(chǎn)品的產(chǎn)量，有效降低單位產(chǎn)品能耗達30%以上。

（3）可提高竹膠合板產(chǎn)品的質(zhì)量，在行業(yè)內(nèi)起到示范促進作用。

4 節(jié)能技術(shù)研究的分析結(jié)論

綜上所述，竹膠合板生產(chǎn)行業(yè)實施上述節(jié)能技術(shù)項目具有以下必要性及優(yōu)勢：

（1）節(jié)能技術(shù)項目的實施響應了政府大力推進節(jié)能減排工作的要求，項目建設目標明確，符合企業(yè)自身發(fā)展需求。

（2）節(jié)能技術(shù)項目建設規(guī)模根據(jù)膠合板行業(yè)實際需求情況進行確定，建設規(guī)模合理，社會經(jīng)濟條件良好，有利于該項目的實施。

（3）節(jié)能技術(shù)項目方案設計科學合理，建設技術(shù)成熟，與膠合板行業(yè)生產(chǎn)制造條件相適應，能夠保證項目的順利實施和運行。

（4）節(jié)能技術(shù)項目經(jīng)濟效益良好，社會效益顯著，項目建成后，不但可滿足膠合板生產(chǎn)企業(yè)日益壯大的生產(chǎn)發(fā)展需要，進一步提升公司企業(yè)形象，更可在節(jié)能減排的同時，提高產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量，在行業(yè)內(nèi)起到示范作用。

因此，竹膠合板生產(chǎn)系統(tǒng)余熱利用及工藝改進的節(jié)能技術(shù)研究所提出的相關(guān)節(jié)能技術(shù)項目，具有良好的市場前景， 其經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益都是十分明顯的，值得在行業(yè)內(nèi)部推廣應用。

參考文獻

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