特斯克提高能源效率的解决方案

Paolo Raffaelli

特斯克提高能源效率的解决方案

Toscotec Unlock the Energy Potential

Paolo Raffaelli

全面考虑卫生纸机的干燥策略可获得丰厚的回报。

提高干燥性能应是所有生活用纸生产商追求的目标。能源成本不断提高，企业面临日益加大的盈利压力，提高干燥效率可从根本上改变纸厂的命运。

特斯克公司通过研发全方位优化干燥节能技术（TT DOES），制定了卫生纸机关键部位的解决方案，帮助纸厂提高效率和产量。

大多数生活用纸生产商都会优先考虑以相同或较少的能耗提高产量，或者保持原产量不便而能显著降低能耗。要达此目的，最有效的办法是使用创新技术。

干燥的主要设备是扬克缸与气罩，二者相辅相成密不可分。与扬克缸干燥相比，气罩干燥蒸发1kg水要多用30%的能源。因此，要挖掘扬克缸最大的干燥潜力，首先要做的就是合理地考虑使用直径更大的扬克缸。然后，根据生产要求和当地情况，特别要依据可用能源来选择气罩。

扬克缸的技术进步

我们根据长期积累的经验得知，缸内蒸汽压力相同时，钢制扬克缸比铸铁扬克缸能传递更多的热量。最近的研究成果已将扬克缸性能提升到一个新的水平，成功的设计优化了扬克缸内加强筋的高、宽、间距的比例，并获得了适宜的缸壁厚度，在一定的蒸汽压力下全面提高了热交换能力，同时缸体强度和安全性仍保持不变或有所提高。使扬克缸性能最大化的其他因素，包括缸盖隔热，可减少蒸汽损耗多达6%。缸体整体结构、防水和耐热保温板的选择以及这种保温材料稳定性的控制是确保缸盖隔热效果最佳的关键因素。

假定钢制扬克缸最适用，那么使干燥部形成整体的是气罩。要选择一个合适的气罩并不简单，有很多选择。确定使用哪种气罩时，当地现有的能源和各自的生产要求是重要的因素，必须弄清楚。从简单抽吸式气罩到燃气加热的气罩，有多种气罩可供选择，各纸厂应根据需要选用最合适的气罩。

天然气是干燥最有效的燃料，不过在某些情况下，蒸汽是唯一可利用的热源。目前，天然气气罩已被人们接受，其产能的灵活性上和整体效率更引人关注。让人牢记的还有，与蒸汽相比，使用天然气，纤维不容易聚积在气罩里，因此可保持气罩清洁。

图1 不同压榨配置在压榨后干度上的效果

图2 各种气罩的能源需求量

热回收是最基本的节能措施

所有生活用纸企业都应该有一个基本的认识，即把气罩中的热量直接排到空气里是不合算的。在计划安装新卫生纸机或改造旧纸机时，一开始就应考虑热回收。热回收分为四大类：R0、R1、R2和R3。纸厂首先要确定哪种类型适合解决存在的问题，这样有助于制定热回收的方案。

R0热回收只适用于天然气加热的气罩。在这种条件下，从气罩中排出的废气通过回收炉生产新鲜蒸汽，供扬克缸使用。纸厂必须根据气罩特定的运行条件认真考虑这种热回收方案。

R1热回收是在气罩系统内进行气对气热交换，排出的热气首先用来预热新鲜空气，然后再排出，R1是一种传统的热回收办法，它可用于蒸汽加热的气罩。

R2和R3热回收通常适用于天然气加热的气罩。R2一般是指热废气与水的热交换，热水用于车间和纸厂内的通风采暖系统。这种办法利用回收废热向房屋供暖，不过要视气候和季节而定。

R3热回收要加装一台热交换器，用来加热生产用水。作为热回收潜在裨益的实例，R3可用来保持生产用水温度处于较高值，用于稀释水、纸机喷淋管和上浆系统。由于这样做提高了干燥效率，因此可增加纸机的产量。此外把生产用水保持在某一平衡温度上可提高成纸的匀度。

稳定与平衡至关重要

上述四种方式全面概括了生活用纸生产中可行的热回收方法。但性能不错和优秀之间的差别在于稳定与平衡。即使采用常规设备，有时也可能把总体能源效率提高几个百分点。取得这一成就的对策包括使扬克缸干燥与气罩干燥之间尽可能达到平衡，以及气罩干端与湿端作用之间的平衡。生产过程的稳定性是另一个主要的最佳化因素：想获得均匀的干度，就要减少纸页峰间干度变化，这样才能使干燥系统需要较少的能源而保持较高的纸页干度，也将减少损纸量。

天然气或蒸汽混合型气罩也是一种选择。在这种气罩里，气罩及其不同部位产生的加热温度从零度（只在抽吸时）往上很容易改变。气罩一般都在湿端吹送蒸汽或天然气产生的热气，而在干端，气罩的作用仅限于抽吸。要想优先降低能耗就用这种气罩，它有较大的干燥能力，并装有适用的热回收系统。实际上，要想获得最高的能源效率，最好的办法是只用扬克缸干燥，配以气罩的抽吸功能。但是，如果纸厂既要能源效率又要产量，则混合型气罩是较理想的设备。最后，蒸汽加热气罩也可利用从扬克缸冷凝水中回收的热能，就像气罩排出的热废气加热刚进入的新鲜空气一样，来保持气罩的高效率。

扬克缸与气罩之间的理想平衡取决于产品品种及上述二者的干燥能力。卫生纸和面巾纸等低定量原纸，一般只在湿端加热即可，而气罩的干端仅起到抽吸作用，只保持热气温度足够高以避免气罩内有水滴。甚至可用这种办法生产定量较高的生活用纸品类，但需要降低车速。

影响干燥效率的还有其他因素，如气罩横排喷嘴箱的结构、气罩与扬克缸面的操作距离、高温下（高达650ºC）气罩架的稳定性等。想获得较高的纸机性能，就得在干燥上进行不断的研发。

压榨部的作用不容忽视

扬克缸和气罩很重要，压榨部的作用也不容忽视，同样重要的还有流浆箱与成形器：最终结果部分归功于压榨部的性能，以及纸幅的最初成形。因此还得了解扬克缸前面工序的情况。

流浆箱决定了纸页的幅宽性质，因此湍流、纤维聚集、流浆箱的上浆闸板收敛角度和自由射流长度因素必须认真对待及调整。这些生产要素通过微湍流使纤维获得最均匀的分布，要提高卫生纸机效率和运行性能以及产品质量，就必须监控这些生产要素。

提高压榨部的效率可使纸页具有更均匀和更高的干度。除了单真空辊压榨基本配置以外，想在压榨部提高纸幅干度，可选用双辊压榨、大直径真空辊压榨，最终可选择靴式压榨。靴压的压区最宽。但要牢记的是，压榨后干度提高1%，干燥总能耗降低高达4%。因此压榨部对纸页干度起着重要的作用。

我们知道，生活用纸生产商越来越关心能源消耗与产品质量，而不只是关注纸机车速和产能。现在生产商认识到，最好是让纸机以较慢车速运行，以最高能源效率生产优质生活用纸，而不是以较低的效率在高车速下运行。因此至关重要的是实际净产量，而不是理论上的生产能力。在这方面，车速本身会让人分散注意力，当总效率才是最重要的数值时，吨纸净能耗只作为一种计量数据。

无论生活用纸厂的情况如何，追求是什么，优化干燥性能的尝试一直没有停止，并将给纸厂带来回报。

（陈海昌编译自Pulp & Paper International/2013年8月，孙静审校）