特斯克提高能源效率的解決方案

Paolo Raffaelli

特斯克提高能源效率的解決方案

Toscotec Unlock the Energy Potential

Paolo Raffaelli

全面考慮衛生紙機的干燥策略可獲得豐厚的回報。

提高干燥性能應是所有生活用紙生產商追求的目標。能源成本不斷提高，企業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。

特斯克公司通過研發全方位優化干燥節能技術（TT DOES），制定了衛生紙機關鍵部位的解決方案，幫助紙廠提高效率和產量。

大多數生活用紙生產商都會優先考慮以相同或較少的能耗提高產量，或者保持原產量不便而能顯著降低能耗。要達此目的，最有效的辦法是使用創新技術。

干燥的主要設備是揚克缸與氣罩，二者相輔相成密不可分。與揚克缸干燥相比，氣罩干燥蒸發1kg水要多用30%的能源。因此，要挖掘揚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克缸。然后，根據生產要求和當地情況，特別要依據可用能源來選擇氣罩。

揚克缸的技術進步

我們根據長期積累的經驗得知，缸內蒸汽壓力相同時，鋼制揚克缸比鑄鐵揚克缸能傳遞更多的熱量。最近的研究成果已將揚克缸性能提升到一個新的水平，成功的設計優化了揚克缸內加強筋的高、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，同時缸體強度和安全性仍保持不變或有所提高。使揚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6%。缸體整體結構、防水和耐熱保溫板的選擇以及這種保溫材料穩定性的控制是確保缸蓋隔熱效果最佳的關鍵因素。

假定鋼制揚克缸最適用，那么使干燥部形成整體的是氣罩。要選擇一個合適的氣罩并不簡單，有很多選擇。確定使用哪種氣罩時，當地現有的能源和各自的生產要求是重要的因素，必須弄清楚。從簡單抽吸式氣罩到燃氣加熱的氣罩，有多種氣罩可供選擇，各紙廠應根據需要選用最合適的氣罩。

天然氣是干燥最有效的燃料，不過在某些情況下，蒸汽是唯一可利用的熱源。目前，天然氣氣罩已被人們接受，其產能的靈活性上和整體效率更引人關注。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能措施

所有生活用紙企業都應該有一個基本的認識，即把氣罩中的熱量直接排到空氣里是不合算的。在計劃安裝新衛生紙機或改造舊紙機時，一開始就應考慮熱回收。熱回收分為四大類：R0、R1、R2和R3。紙廠首先要確定哪種類型適合解決存在的問題，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回收爐生產新鮮蒸汽，供揚克缸使用。紙廠必須根據氣罩特定的運行條件認真考慮這種熱回收方案。

R1熱回收是在氣罩系統內進行氣對氣熱交換，排出的熱氣首先用來預熱新鮮空氣，然后再排出，R1是一種傳統的熱回收辦法，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，熱水用于車間和紙廠內的通風采暖系統。這種辦法利用回收廢熱向房屋供暖，不過要視氣候和季節而定。

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

穩定與平衡至關重要

上述四種方式全面概括了生活用紙生產中可行的熱回收方法。但性能不錯和優秀之間的差別在于穩定與平衡。即使采用常規設備，有時也可能把總體能源效率提高幾個百分點。取得這一成就的對策包括使揚克缸干燥與氣罩干燥之間盡可能達到平衡，以及氣罩干端與濕端作用之間的平衡。生產過程的穩定性是另一個主要的最佳化因素：想獲得均勻的干度，就要減少紙頁峰間干度變化，這樣才能使干燥系統需要較少的能源而保持較高的紙頁干度，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生的加熱溫度從零度（只在抽吸時）往上很容易改變。氣罩一般都在濕端吹送蒸汽或天然氣產生的熱氣，而在干端，氣罩的作用僅限于抽吸。要想優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。實際上，要想獲得最高的能源效率，最好的辦法是只用揚克缸干燥，配以氣罩的抽吸功能。但是，如果紙廠既要能源效率又要產量，則混合型氣罩是較理想的設備。最后，蒸汽加熱氣罩也可利用從揚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入的新鮮空氣一樣，來保持氣罩的高效率。

揚克缸與氣罩之間的理想平衡取決于產品品種及上述二者的干燥能力。衛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有水滴。甚至可用這種辦法生產定量較高的生活用紙品類，但需要降低車速。

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

壓榨部的作用不容忽視

揚克缸和氣罩很重要，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。因此還得了解揚克缸前面工序的情況。

流漿箱決定了紙頁的幅寬性質，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度因素必須認真對待及調整。這些生產要素通過微湍流使纖維獲得最均勻的分布，要提高衛生紙機效率和運行性能以及產品質量，就必須監控這些生產要素。

提高壓榨部的效率可使紙頁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4%。因此壓榨部對紙頁干度起著重要的作用。

我們知道，生活用紙生產商越來越關心能源消耗與產品質量，而不只是關注紙機車速和產能。現在生產商認識到，最好是讓紙機以較慢車速運行，以最高能源效率生產優質生活用紙，而不是以較低的效率在高車速下運行。因此至關重要的是實際凈產量，而不是理論上的生產能力。在這方面，車速本身會讓人分散注意力，當總效率才是最重要的數值時，噸紙凈能耗只作為一種計量數據。

無論生活用紙廠的情況如何，追求是什么，優化干燥性能的嘗試一直沒有停止，并將給紙廠帶來回報。

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