上海某纸业有限公司是生产高级涂布自纸板的专业企业,固定资产4亿元,1999年完成销售收2.68亿元。公司生产的自纸板质量可替代进口产品。
该公司生产所用蒸汽由热电厂提供。纸机烘缸采用三段通汽方式(见图-1),在实际运行中存在以下问题:一是烘缸蒸汽传热效率低,造成吨纸汽耗较大;二是纸机提速困难.产量难以提高;三是纸板生产品种变化时设备故障频繁,断纸现象比较严重;四是操作和控制复杂。1997年底该公司采用了美国Gaidner公司的喷射热泵控制系统对原系统进行改造。项目建设期为1个月,新系统使蒸汽的热能得到了充分利用,吨纸汽耗明显下降,纸机提速20%左右,设备的维修量也大大降低。1999年纸板产量比1998年上升了70.7%,经济效益非常显著。安装热泵控制系统之后,不仅使操作和控制简单化.而且能满足生产品种的频繁变化。
图-1三段通汽方式
改造前,汽耗为9.0百万千焦/吨纸,改造后,汽耗降低到7.5百万千焦/吨纸以下,降低了16.7%,平均每吨纸节约1.5百万千焦。1998年1月至1999年8月累计节约蒸汽143932百万千焦,年平均节约蒸汽86359百万千焦。蒸汽购进价格为40元/百万千焦,年平均节能效益345.4万元。年减排CO2达7677t。
该项目总投资364.5万元,项目投资回收期为1.1年。
目前,国内的造纸厂在纸机干燥部都可以安装使用该热泵控制系统,替代现在普遍使用的多段通汽方式,不仅蒸汽热能得到充分利用,而且纸机烘缸冷凝水排出通畅,纸机运行安全可靠,该热泵控制系统能成为企业节约能源、提高效益的得力手段。
该公司原采用如图-1所示的三段通汽方式,这是一种串联的逆向供热系统,即蒸汽流动方向和纸页运动方向相反,每段产生的冷凝水经汽水分离器产生二次蒸汽供下一段使用,从形式上讲蒸汽得到充分利用。在实际运行中该系统存在一个缺点,由于是串联系统,各段烘缸压差较小(只有35kPa左右),所以在暖缸、纸机提速、调整车速和断纸等工况时易导致烘缸虹吸管排水不畅,使烘缸水位升高,影响传热效率,妨碍生产;另外,三段温度过高导致压榨后的纸面在烘缸干燥时易产生纸毛、卷曲等纸病和末级背压过高(0.2MPa)。因此原系统不仅存在蒸汽浪费现象,而且影响纸品质量和产量。
为了解决上述问题,该公司采用喷射热泵控制系统(如图-2所示).热泵以少量高压蒸汽(1.0MPa)作为动力,高压蒸汽高速通过热泵喷嘴时产生的抽吸力(文丘里原理)将汽水分离器的二次蒸汽吸人热泵内,通过混合后获得高品位的蒸汽重新回用于烘缸中。热泵系统的控制采用流速控制方法,并应用计算机根据纸机的生产品种,对每组烘缸的热平衡参数进行模拟计算,得到最佳的二次蒸汽流速控制参数。系统应用计算机通过调节热泵高压蒸汽阀门开度来控制二次蒸汽管道上的孔板前后压差不变,从而实现二次蒸汽流量恒定,保证烘缸水位最佳,使烘缸传热效率最高,达到节约蒸汽、提高产品质量和产量的目的。
图-2喷射热泵控制系统

新系统具有以下特点:
①由于热泵的抽吸作用,能保持较高烘缸压差(可达70kPa左右).保证虹吸管冷凝水排水畅通,达到最佳传热效率。
②由于控制系统可靠,烘缸表面温度可维持在控制范围之内,便于暖缸、纸机提速、调整车速和断纸等工况调节。
③烘缸蒸汽中不凝性气体可连续排出,可防止不凝性气体在缸内积聚造成蒸汽传热效率降低。
④保证湿端烘缸表面温度60~70℃,防止了纸病产生。同时使末端背压降低至0.11\IPa(改造前0.20MPa),减少排放损失。
⑤用1.25kg的蒸汽即可干燥Ikg的水分。
喷射热泵控制系统能够降低[FS:PAGE]蒸汽消耗,提高产量和质量,投资回收期短,节能效益十分显著。该系统采用电脑控制,自动化程度很高,操作简单。可替代目前造纸行业普遍采用的多段通汽方式,是未来纸机干燥部通汽的理想系统装置。 ( 责任编辑:管理员 ) |