我國造紙工業的能耗狀況和節能降耗措施

李威靈

(中國制漿造紙硏究院，北京，100061)

我國造紙工業的能耗狀況和節能降耗措施

李威靈

(中國制漿造紙硏究院，北京，100061)

簡要對比了我國制漿造紙工業能耗水平與國際先進水平的差距，分別從結構調整、節能技術和節能管理等方面提出了節能降耗的主要措施。

節能降耗;制漿造紙;結構調整;節能技術;節能管理

1 制漿造紙工業的能耗狀況

制漿造紙工業在我國是重點耗能行業之一，制漿造紙生產過程中消耗大量熱能、電能和水。2007年我國制漿造紙工業能源消費總量3342．68萬 t標準煤，行業能耗占整個工業部門能耗量的2%左右，居輕工業能耗之首。

1.1 能耗水平

近十年來，新建和擴建項目普遍采用了國內外先進、成熟的制漿造紙技術及裝備，淘汰了一大批落后工藝技術及設備，提高了我國造紙工業技術裝備整體水平，縮小了與世界先進水平的差距，節能減排方面有一定的進步。但由于原來的基礎差，目前仍然存在著裝備落后、能耗、水耗高等問題。就噸漿紙綜合能耗來看，2005年國際上先進水平為噸漿紙綜合能耗0．9～1．1 t標準煤。我國除少數企業或部分生產線達到國際先進水平外，大部分企業噸漿紙綜合能耗平均為1．38 t標準煤。表1列出了主要漿、紙產品的能耗水平。

表1 主要漿紙產品能耗水平 kgce/t

表1中兩組能源消耗數據雖然僅具有參考性，但粗略對比一下，仍然可以清楚地看出我國制漿、造紙的能耗值普遍比國際“最佳實踐”能耗值高出1倍。面對如此巨大的差距，我們要充分認識到節能工作的緊迫性，增強憂患意識和危機意識。切實下大力氣，采取強有力措施，盡快把我國制漿造紙工業的能耗降下來。

1.2 水耗水平

根據國家環境保護總局統計，2008年制漿造紙企業用水總量為108．96億t，其中新鮮水量為48．84億t，占工業總耗新鮮水量549．63億t的8．89%。水重復利用率為55．18%，鑒于造紙工業的特殊性，造紙企業應把水作為能源重要組成部分進行考核。

制漿造紙工業在我國是用水大戶，在耗水量方面與國際上相比差距很大。2005年我國的噸漿紙產品平均取水量為103 m3。而國際先進水平為噸漿紙綜合取水量只有35～50 m3，比我國噸漿紙耗水量的一半還低。經過最近幾年的努力，2008年我國的噸漿紙產品平均取水量已降到61．28 m3。但與國際先進水平相比仍有很大的差距。

2007年國家發改委發布的《造紙產業發展政策》以及近年來國家有關部門發布的《取水定額》和《清潔生產標準》，都對造紙行業噸產品取水量提出了嚴格的要求，表2列出了主要漿、紙產品的水耗指標。

表2 主要漿紙產品的水耗指標

2 節能降耗措施

2.1 結構節能

我國造紙企業規模過小 (企業平均規模僅為1．9萬t/a);中高檔產品的比重不高;原料結構不合理以及存在較多應淘汰的落后產能。這是造成我國造紙行業GPD能耗偏高的重要原因。所以，在調整產業結構和產品結構方面有很大的節能降耗潛力。具體做法如下：

(1)通過兼并、聯合、重組和擴建等形式，發展大型制漿造紙企業集團;中小型造紙企業要向“專、精、特、新”方向發展;淘汰產品質量差、資源消耗高、環境污染重的小企業，減少小企業數量。

(2)對消耗高、質量差的低檔產品，加快升級換代步伐。大力開發低定量、功能化紙及紙板新產品，重點開發低定量紙及紙板、含機械漿的印刷書寫紙、液體包裝紙板、食品包裝專用紙、低定量高強度的瓦楞原紙及紙板等產品，積極研發信息用紙、國防及通訊特種用紙、農業及醫療特種用紙等，增加高檔產品品種，提高產品的附加值水平。

(3)充分利用國內外兩種資源，發展“林紙結合”、提高木漿比重、擴大廢紙回收利用率、合理利用非木漿，逐步形成以木纖維、廢紙為主、非木纖維為輔的造紙原料結構。

(4)淘汰年產3．4萬t及以下化學草漿生產線、蒸球等制漿生產技術與裝備，以及窄幅寬、低車速的高消耗、低水平造紙機和落后的生產工藝。

2.2 技術節能

節能技木涉及范圍非常廣泛，并且種類繁多，因產品不同和企業自身水平不同而千差萬別。下面只對一些有代表性的節能技術作一簡要介紹。

2.2.1 通用節能技術

(1)電機系統改造

電機系統包括電動機、被拖動裝置、傳動控制系統及管網負荷。這方面存在的主要問題是：①電動機、風機、泵類等設備陳舊落后，效率比國外先進水平低2～5個百分點;②系統匹配不合理，設備長期低負荷運行;③大部分風機、泵類釆用機械節流方式調節，比調速方式的效率低80%。建議釆取下列改進措施：①更新淘汰低效電動機，改用高效節能電動機、稀土永磁電動機;合理釆用660 V或690 V的低壓電動機，這對于用電量大、單臺容量大的電動機多、車間大、配電線路長的大中型制漿造紙廠，可以明顯降低電耗。②釆用變頻調速裝置。制漿造紙廠需要無級調速的造紙機、漿板機、復卷機、切紙機以及在正常運行時其流量、壓力、速度變化大的設備(如風機和泵類)很多，此類設備如果采用變頻電機或變頻裝置調速可節省大量的電耗和運行費用。③用先進的電力電子技術傳動方式改造傳統的機械傳動方式，逐步采用交流調速取代直流調速。④優化電機系統的運行和控制。采用軟啟動裝置、無功補償裝置、計算機自動控制系統等，通過過程控制合理配置能量，實現系統經濟運行。

(2)余熱、余壓、余能利用技術

生產過程中產生的余熱、余壓、余能的利用，應遵循“梯級利用，高質高用”的原則，把高品位余熱余能用于發電，低溫余熱用于生產過程的預熱、空調、釆暖或生活用熱。在制漿造紙工業常用的技術有：

①自備電站的熱電 (冷)聯供系統。②堿回收爐排氣用于加熱蒸煮木片。

③回收紙漿黑液、樹皮、木屑、可燃垃圾、廢水處理廠排出的污泥和沼氣等，利用其中的可燃成分作燃料來產生熱能。

④化學制漿過程的二次熱能利用。如利用蒸煮大放氣或噴放的熱量預熱下一鍋蒸煮液、蒸發廢液、加熱污水或通過換熱器生產清潔的溫熱水再用于漿料的洗滌。

⑤預熱木片磨木漿 (TMP)的熱回收利用。將TMP排出的蒸汽直接用于加熱生產用水，或利用換熱器間接加熱空氣和水。

⑥造紙機干燥部供熱應用噴射式熱泵建立新的熱力系統，替代傳統的三段通汽系統，使高、低參數的蒸汽都得到合理應用。

⑦干燥部熱回收系統。可將干燥部排出的絕大部分回收的熱量用于加熱生產用水。

(3)其他

①建筑節能，包括建筑墻體、屋面和門窗節能技術以及釆暖、空調、通風和采光節能技術。②綠色照明改造技術，包括高效節能燈、太陽能照明設備、光導照明以及半導體 (LED)燈的應用。

2.2.2 生產工藝節能技術

制漿造紙工業的漿種、紙種多，原料、漿料配比、工藝、技術裝備差異大，因此可采取的生產工藝節能技術也較多。

(1)備料、蒸煮

①漂白燒堿法麥草漿干濕法備料，洗滌水循環利用。

②硫酸鹽法木漿干法剝皮，沖洗水循環利用。

③深度脫木素蒸煮工藝、氧脫木素工藝。

④低能耗冷噴放間歇蒸煮 (RDH)技術。

⑤DDS置換蒸煮技術。

⑥超級間歇蒸煮 (Super Batch)系統。

⑦改良型連續蒸煮工藝 (MCC)。

⑧延伸改良型連續蒸煮 (EMCC)和等溫連續蒸煮 (ITC)技術。

(2)洗滌、篩選、漂白

①非木材化學制漿黑液提取采用擠壓擴散置換集成提取技術。

②多段逆流洗滌。

③壓力篩選、高濃篩漿。

④氧脫木素，ECF漂白、二氧化氯或過氧化氫替代部分氯漂白。

⑤中高濃漂白技術。

(3)打漿、抄紙

①采用高效雙盤磨漿機打漿。

②網部合理使用脫水元件及成形區的強化脫水。

③釆用變頻技術調節真空度，條件許可時可釆用透平式真空泵。

④壓榨部采用真空壓榨、溝紋壓榨、復合壓榨和寬壓區壓榨 (大輥徑重型壓榨、靴式壓榨)以及蒸汽箱技術的應用，最大限度地提高紙幅的干度。

⑤干燥部采用密閉烘缸罩、袋式通風裝置以及加強干燥部通風系統的調節。

⑥盡量減少輥子的數量，合理使用刮刀，調節好刮刀的線壓力，網、毯張力適度，可明顯降低電耗。

(4)堿回收、廢水處理和節水技術

①草漿黑液的除硅、降黏工藝技術。

②黑液送入多效蒸發系統前，利用回收的廢氣進行預蒸發。

③采用多效降膜或升、降膜組合蒸發器。

④釆用兩段板式降膜預蒸發系統。

⑤廢紙再生企業廢水采用厭氧發酵沼氣發電技術。

⑥中段廢水二級生化處理后回用技術和裝備。⑦推廣中濃技術和過程智能化控制技術。⑧合理組織漂白洗漿濾液的逆流使用。⑨高效沉淀過濾設備白水回收技術。⑩紙機白水封閉循環工藝技術。

2.3 節能管理

2.3.1 國家宏觀管理

中央對能源管理的基本原則是：“堅持節能與發展相互促進，節能是為了更好地發展，實現科學發展必須節能;堅持開發與節約并舉，節能優先，效率為本;堅持把節能作為轉變經濟增長方式的主攻方向，從根本上改變高耗能、高污染的粗放型經濟增長方式;堅持發揮市場機制作用與實施政府宏觀調控相結合，努力營造有利于節能的體制環境、政策環境和市場環境;堅持源頭控制與存量挖潛、依法管理與政策激勵、突出重點與全面推進相結合。”近年來各級政府、部門頒布了數以千計的、與能源管理有關的法律法規、標準和要求，在國家宏觀能源政策導向下，能源管理工作已經得到高度重視并取得了一定成績。充分體現了節能管理的威力。

2.3.2 基層單位的管理

在各級政府、部門監管下，各企業、單位也加強了能源管理工作。

(1)建立健全了能源管理機構。

(2)建立了節能目標責任制和評價考核體系。(3)制訂、修訂并認真執行能源管理的規章制度。

(4)合理組織生產、合理分配和使用各種能源，減少能源消耗。

(5)建立了固定資產投資項目節能評估和審查制度。

(6)加強了能源統計工作。完善統計制度，確保統計數據準確、及時。

(7)合理配備能源計量器具，加強了能源計量管理。

(8)加強節能管理隊伍建設，充實節能管理力量，開展員工節能意識教育。

2.3.3 部門和社會機構的參與

為了配合各級政府的能源管理工作和滿足企業的需求，有關部門和社會機構還開展了多種多樣的能源管理措施。

(1)能源審計：由具備資質的能源審計機構依照法律法規和有關標準，對用能單位能源利用活動的合理性和有效性進行定量分析和評價。

(2)電力需求側管理：以電力公用事業作為供應側，采取行政激勵手段，鼓勵需求側用戶采用各種有效的節能技術和措施，改變其需求方式，在保持能源服務水平的前提下，有效降低能源消費量和負荷水平，可取得明顯的經濟效益和環境效益。

(3)合同能源管理：企業根據自身的用能情況，初步確定節能潛在的部位，選擇節能服務公司，簽訂節能服務合同去實現節能項目。

(4)清潔生產：開展清潔生產是要從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產過程中污染物的產生和排放，以減輕或消除對人類健康和環境的危害。有關機構對企業進行清潔生產審核，可以幫助企業識別存在的問題，并提出切實可行的改進方案。

(5)節能自愿協議：企業根據自身的節能情況，制定相關的能源目標和指標，自愿向有關部門或機構作出承諾、形成文件，并接受其指導和監督。

(6)清潔發展機制 (CDM)：這是《京都議定書》第12條確立的靈活履約機制之一，即允許發達國家與發展中國家合作，在發展中國家實施溫室氣體減排項目。促進發展中國家的可持續發展和實現節能減排;與此同時也協助發達國家實現其對溫室氣體限制或減少排放的承諾。簡言之，就是發達國家以“資金+技術”換取發展中國家減排項目產生的溫室氣體減排量。我國政府十分重視發揮CDM的作用，目前開展的“碳交易”基本上都是項目業主單位委托專業的咨詢機構進行開發，并按《清潔發展機制項目運行管理暫行辦法》實施審定、核實后報CDM執行理事會審批，簽發該項目的溫室氣體減排額，便可上市進行交易。

(7)實施節能 (節水)產品認證和能源效率標識制度。

2.3.4 建立和實施能源管理體系

節能工作是一個系統性、綜合性很強的工作。目前，國家對企業提出許多要求，如節能規劃、能源審計、統計報表、清潔生產等，讓企業有些無所適從。而企業能源管理的各項制度和措施之間尚未形成一個有機整體，缺乏全面系統的策劃、實施、檢查和改進，缺乏全過程系統的科學監控。為了切實加強企業的能源管理，節約能源并降低企業生產成本，需要有新的思路、新的管理理論和方法。推行規范化管理、建立能源管理體系，是一條科學可行的途徑。對我國實現“十一五”規劃提出的節能目標、建設節約型社會、緩解能源緊缺對經濟發展的制約矛盾，有十分重要的意義。

能源管理體系以降低能源消耗、提高能源利用效率為目的，利用系統的思想和過程方法，在明確目標、職責、程序和資源要求的基礎上，進行全面策劃、實施、檢查和改進，以高效節能產品、實用節能技術和方法以及最佳管理實踐為基礎，減少能源消耗，提高能源利用效率。而且引入持續改進的管理理念，采用切實可行的方法確保能源管理活動持續進行、能源節約的效果不斷得以保持和改進。從而實現能源節約的戰略目標。

3結語

目前，造紙行業開展能源管理體系認證的試點工作已經啟動，認證依據為GB/T23331—2009《能源管理體系要求》、《能源管理體系造紙行業實施規則》和能源管理相關的法律、法規、標準。此項工作的全面推進，必將對造紙行業的節能降耗工作起到極大的促進作用。

(責任編輯：趙旸宇)

Energy Consumption Status and Energy Saving Measurement of China's Paper Industry

LI Wei-ling
(China National Pulp and Paper Research Institute，China Technical Association of Paper Industry，Beijing，100061)
(E-mail：zhanggong3658686@126．com)

The energy consumption of paper industry in China and the developed countries was compared simply．The energy saving measurements from the aspects of structure adjustment，energy saving technology and energy saving management were discussed．

energy saving and consumption reduction;pulp and paper;structure adjustment;energy saving technology;energy saving management

TS7

A

0254-508X(2011)03-0061-04

李威靈先生，教授級高級工程師，國家注冊高級審核員。

2010-10-30