維美德集成式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)Advantage ReGen

楊保興 維美德（中國(guó)）有限公司

生活用紙生產(chǎn)過(guò)程要消耗能源，包括電能和熱能。其中熱能（即用于揚(yáng)克缸的蒸汽能耗以及用于氣罩空氣系統(tǒng)燃燒器的燃?xì)饽芎模?約占紙機(jī)總能耗的60%～70%。因此，對(duì)這部分熱能消耗進(jìn)行優(yōu)化就顯得至關(guān)重要。維美德集成式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)Advantage ReGen是維美德專門開發(fā)的一套完備的解決方案，是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)與衛(wèi)生紙機(jī)的最佳結(jié)合。這種結(jié)合賦予了生產(chǎn)線持續(xù)高能效運(yùn)行的能力。

一 熱電聯(lián)產(chǎn)

為什么在衛(wèi)生紙生產(chǎn)中應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)？因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)可為衛(wèi)生紙生產(chǎn)線帶來(lái)諸多利好：增強(qiáng)干燥熱效率；系統(tǒng)尾氣干凈、無(wú)異味，不存在污染衛(wèi)生紙產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)；尾氣含氧量高，如果需要，（作為助燃?xì)怏w）可適用于某些輔助燃燒器；環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用減少了一氧化碳、氮氧化物的排放量，NOX排放物下降到15ppm， 煙氣中的CO含量降到25ppm。與燃煤對(duì)比， CO2排放量降幅達(dá)50%；還可解決某些地區(qū)電網(wǎng)供電不穩(wěn)定的狀況；并且，很多地區(qū)的當(dāng)?shù)卣С秩細(xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)這種綠色技術(shù)的應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，為此，還實(shí)施一定的補(bǔ)貼激勵(lì)措施。

圖1 燃?xì)廨啓C(jī)

當(dāng)前，在衛(wèi)生紙生產(chǎn)行業(yè)中，熱電聯(lián)產(chǎn)是如何應(yīng)用的呢？如圖2典型的熱電聯(lián)產(chǎn)應(yīng)用方式所示，紙廠通常將熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)尾氣導(dǎo)入蒸汽發(fā)生器來(lái)生產(chǎn)蒸汽。然而，縱觀整個(gè)流程，這種最基本的解決方案其實(shí)并沒(méi)有挖掘出熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)最大的利用潛能。

圖2 熱電聯(lián)產(chǎn)在紙廠的典型應(yīng)用

為了充分地發(fā)揮熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的利用潛能，維美德開發(fā)了更完備的解決方案，以最大限度回收熱能。從圖3的流程可以看到，對(duì)于系統(tǒng)尾氣，維美德不僅將其導(dǎo)入蒸汽發(fā)生器來(lái)生產(chǎn)蒸汽，而且將其用作氣罩熱空氣來(lái)干燥紙幅。一部分系統(tǒng)尾氣熱氣用于氣罩，其余熱氣則直接進(jìn)入蒸汽發(fā)生器。氣罩空氣系統(tǒng)尾氣也被加以利用，進(jìn)入蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽。額外的熱回收裝置也可安裝在蒸汽發(fā)生器之后，以進(jìn)一步提升熱效率，比如用來(lái)加熱工藝用水。如此一來(lái)，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)便提供了干燥過(guò)程所需的全部能量。

圖3 維美德AdvantageTM ReGenTM 方案

以日產(chǎn)100t的衛(wèi)生紙機(jī)為例，來(lái)分析一下熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能表現(xiàn)。該紙機(jī)的參數(shù)如下：揚(yáng)克缸直徑5.5m（18ft），設(shè)計(jì)幅寬（揚(yáng)克缸上/卷紙輥上）2.8m/2.7m，定量17～22g/m2，車速2,000m/min，產(chǎn)能90～110t/d。平均能耗數(shù)據(jù)：揚(yáng)克缸用蒸汽5.0t/h，氣罩燃?xì)?,500kWh/h，電能4,500kWh/h。

表1 熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)比數(shù)據(jù)

表1中列出了不同情況下相關(guān)能耗的參考數(shù)據(jù)，考慮紙機(jī)年運(yùn)行效率（91%～92%，約8,000h/a），結(jié)合具體的能耗成本（因地域不同而變化），可計(jì)算出各項(xiàng)能耗的年度成本以及總成本（此處燃?xì)獍?.6kWh/Nm3計(jì)，因地而異）。與不使用熱電聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)線相比，應(yīng)用熱電聯(lián)產(chǎn)的生產(chǎn)線年總能耗成本均有較大幅度節(jié)降，約20%～30%左右 （電能自給自足，無(wú)額外成本，并考慮多余的電能出售給電網(wǎng)）。當(dāng)然，這個(gè)數(shù)會(huì)因地域與生產(chǎn)情況而有差異。

另外，值得提及的一點(diǎn)是，除了熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)Regen 本身產(chǎn)生的好處之外，某些地區(qū)對(duì)此類綠色技術(shù)的應(yīng)用也有相關(guān)的補(bǔ)貼激勵(lì)政策，比如按投資預(yù)算的額度提供一定比例的補(bǔ)貼，給予更優(yōu)惠的燃?xì)鈨r(jià)格，以及按較為優(yōu)厚的價(jià)格將電出售給電網(wǎng)等等。

每臺(tái)紙機(jī)、每個(gè)用戶、每個(gè)市場(chǎng)都是有差異的。維美德可以提供有針對(duì)性的、量身定制的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)與方案。維美德工作步驟1：初步可行性調(diào)研。考慮衛(wèi)生紙機(jī)情況、能源成本、電能出售給電網(wǎng)的可能性、以及其他必要的因素。步驟2：工程設(shè)計(jì)階段。如果結(jié)果表明Regen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)很有優(yōu)勢(shì)，維美德將進(jìn)入下一步更為詳細(xì)工程設(shè)計(jì)，以及核算比如投資預(yù)算、能耗節(jié)省量、投資回收期。步驟3：具體的項(xiàng)目執(zhí)行。

二 實(shí)際案例分析

維美德ReGen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實(shí)例之一——意大利Lucart集團(tuán)位于卡斯泰爾諾沃的生活用紙分廠，該廠通過(guò)安裝應(yīng)用此套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了出色的節(jié)能效果。這個(gè)用戶原有的系統(tǒng)采用傳統(tǒng)方案。其尾氣僅用來(lái)通過(guò)蒸汽發(fā)生器生產(chǎn)蒸汽再用于揚(yáng)克缸，剩余部分再導(dǎo)入蒸汽輪機(jī)來(lái)發(fā)電。維美德將原有的系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造成維美德Regen整合型系統(tǒng)：燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)尾氣導(dǎo)入氣罩作為熱空氣，然后再進(jìn)入蒸汽發(fā)生器加熱蒸汽。在此項(xiàng)改造中，維美德供應(yīng)的設(shè)備包括全新的空氣系統(tǒng)，帶有風(fēng)機(jī)、燃燒器、風(fēng)門、管道與儀表。另外，維美德還提供了一臺(tái)蒸汽發(fā)生器、一臺(tái)氣/氣熱交換器，及一臺(tái)氣/水熱交換器。

圖4 意大利LUCART衛(wèi)生紙廠原有熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

圖5 維美德改造后熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

在Lucart公司卡斯泰爾諾沃工廠，通過(guò)此系統(tǒng)的安裝應(yīng)用，無(wú)需運(yùn)行燃燒器，全年生產(chǎn)6萬(wàn)t原紙，燃?xì)獾墓?jié)降達(dá)3.5Mm3(兆立方米)，CO2的排放可降低達(dá)8,000t/a，NOx的排放量減少3.5t/a。

圖6 Lucart卡斯泰爾諾沃工廠熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)外觀

三 結(jié)論

維美德Regen熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)：投資回收期短，熱效率高且排放低；整合的方案操作簡(jiǎn)易，較之于傳統(tǒng)的方案，并不會(huì)給操作人員帶來(lái)不便；氣罩熱空氣的供應(yīng)穩(wěn)定，規(guī)避對(duì)產(chǎn)品的不良影響；得益于燃?xì)廨啓C(jī)的新技術(shù)，維護(hù)成本降低，停機(jī)時(shí)間減少。