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降低造纸厂运营成本

量身定制的真空系统和高效的刮刀系统,以及可控制的成形部和压榨部脱水解决方案,是制浆、纸张、纸板和生活用纸生产实现高效节能和低成本的基础。

作者:Runtech Systems Ltd. 总经理 Jukka Lehto,销售市场&总监& Jussi Lahtinen,技术销售经理 Patrik Högl

简介

Gardner Denver 旗下的 Runtech 面向制浆和造纸行业开发、设计和供应各种设备。数百家造纸、生活用纸、纸板和纸浆厂受益于我们的脱水测量设备、真空系统、引纸设备和刮刀解决方案。多年的造纸实践经验使 Runtech 有别于传统硬件供应商。我们的客户从集成解决方案中大获裨益,大大节省了运营成本,提高了纸机运行能力和产品质量。
ecopump涡轮鼓风机

纸机真空

在纸机中使用真空的原因有很多。纸张脱水是造纸机真空的一个典型用途,造纸机真空还有一个关键用途就是保持和控制纸张通过压榨部的路线和调节压榨毛毯。真空也被用来保持和控制吸入辊的脱水射流。

早期的纸机设计完全不使用真空,而是依靠重力和压区来进行纸张脱水。这就是我们所说的压区脱水。那时的纸机速度比我们如今常见的速度要慢得多。今天,很难想象一台纸机没有真空系统,而毛毯脱水仍然是当今压榨部最常见的纸张脱水方法。

纸机的真空度一般在 5 至 70 kPa 之间,与化工行业等其他真空应用相比相对较低。然而,我们会看到纸机上有大面积的开阔区域,空气流量非常高。

真空是一种昂贵的工具,通过抽走限制区域的空气而形成;真空是造纸厂三大能耗之一。从历史经验上看,它被大量使用,并且经常过度使用。如今,我们面临着日益增长的能源成本。造纸厂要不断降低运营成本以保持竞争力。因此,必须要审计抽气量需求,在合适的情况下运用旧式思维,即使用压区脱水而不是毛毯脱水。

ecoflow脱水仪

EcoFlow

ECOFLOW

在纸机中,网部和压榨部的主要功能是除去纸张中的水。为了了解网部和压榨部单个元件(如接水盘和吸水箱)的有效性,必须测量脱水速率。否则,临界气流(即真空度)审计和随后的优化就无法获得成功。

纸张中脱除的水含有空气,通常容易起泡。传统磁性液体流量计需要流量保持均匀,因此其不能提供准确数据。Ecoflow 流量计设计用于测量跨越机械限制区的水流,并且对夹带的空气或泡沫不敏感。这种流量计可在真空(在汽水分离器大气水腿)和大气条件下使用。


刮刀

压榨部最经济的脱水方法是压区脱水,而毛毯脱水则需要气流,进而消耗能量。压区脱水是让毛毯变湿来进行的,并结合使用合理设计的刮刀接水盘。真空辊通常配备双刮刀,以防止返湿,形成最大空隙率,以达到最佳脱水效果。接水盘设计用于管理从压区中排出的水,并且构造坚固足以承载刮刀架。



节能三角
适合目的刮刀设计

接水盘

脱水和刮刀不仅关系到纸机能耗,而且对纸机运行性能、效率和盈利能力以及纸幅性能都有很大的影响。因此,设计和运行良好的纸机脱水处理系统是压榨部实现高效节能的关键。

Runtech 是领先供应商之一,为各种制浆、纸张、纸板和生活用纸纸机提供脱水和刮刀优化解决方案。在很多案例中,Runtech 的解决方案使压榨部后的干度增加 1-3%,为干燥部节省了大量能源(蒸汽量减少 4-12%)。


EP 变速透平风机

真空是通过限制区空气移动来形成的。风机、透平风机和液环泵都可用于实现真空。造纸厂通常会综合运用这些装置。

透平风机的好处在于,它是一种最有效的压缩空气方式,可使纸机压缩比保持适中(小于 3.5)。在给定旋转速度和叶轮设计的情况下,透平风机的压缩比恒定,与之相反,液环泵则是恒排量机器。

透平风机耗费电能将气流压缩,从而达到预定义的压缩比。恒速透平风机的有效操作范围有限,因此在设计范围以外调节纸机真空时需要节流。

ecopump涡轮鼓风机2

EP 变速透平风机

纸机中的每一个真空元件,如吸水箱和真空辊,都需要一定的空气流量才能达到理想真空度。所需能力取决于毛毯寿命和毛毯类型、纸种、定量、纸机速度等。传统液环泵和定速透平风机不能满足这些动态真空和流量需求,往往造成巨大的能源浪费。

EP 变速透平风机能在广泛的真空度和空气流量下保持有效运行,从而让造纸厂优化真空度,同时充分利用透平风机效率优于传统液体环泵装置的优势。由变频器驱动的高速电机可以让一台典型的 RunEco 透平风机提供 30 至 70 kPa 的纸机真空度。宽范围叶轮设计有助于在整个操作范围内实现高效真空度。这意味着可最大限度降低节流阀的数量和使用率。因此相较于传统真空系统,可节能 30% 至 70%。

此外,EP 变速透平风机运转不需要密封液体(水),有助于造纸厂节水。

真空系统和脱水审计

众所周知,真空需求随纸种、毛毯和纸机速度不同而发生变化,因此,量身定制的解决方案能力灵活多变,可以平衡供需,既能优化脱水,又能降低能耗。基于这些原因,Runtech 在项目改造之前,会为其客户进行专业的真空系统和脱水审计。

在过去的 20 年里,Runtech 的工程师在造纸厂做了成千上万的真空系统审计和脱水研究。利用这些研究和审计,Runtech 可以对现有真空系统、脱水设备、脱水元件、织物和毛毯的效率进行基准测试。在改造和升级计划(通常分步进行)中综合运用上述信息,从而最大限度降低运营成本,同时提高产量和/或运行性能。


系统审核

真空系统审计

瑞典 STORA ENSO SKOGHALL KM8

Stora Enso Skoghall BM8 是欧洲最大的初级纤维板机,宽 8.1 米,年生产能力 45 万吨。该纸机主要为食品行业生产液体纸板。

2014 年对真空系统进行了升级。10 台液环泵停止工作,更换为两 (2) 台 EP 变速透平风机和两 (2) 台工业风机。这样一来,该工厂每年节省 16.6 千兆瓦的直接电能,并大大降低了维护成本。


斯托拉恩索斯科格霍尔km8
StoraEnso Skoghall BM8

德国 LEIPA SCHWEDT PM4

Leipa Schwedt PM4 生产 LWC 纸。这是一台大型纸机,速度为 1600 米/分钟,切边宽度为 8100 mm。该纸机最初配备了两 (2) 台多级透平风机和一 (1) 台单级透平风机。该系统于 2015 年 8 月进行了重建,将其中一台多级透平风机换成了一台变速透平风机,每年可减少约 7 千兆瓦的电力消耗。


莱帕·舒维特pm4
Leipa Schwedt PM4

中国造纸厂(名称保密)

该客户购买了一套 RunEco 系统(EP 变速透平风机和 Ecoflow 设备)和一台年产 30 万吨文化纸的全新造纸机。这类纸机的传统真空系统通常会产生 70-100 kWh/t 的真空比能。2015 年投入运行后,提供的解决方案实现了 50 kWh/t。在随后的客户服务活动中,由于安装了 Ecoflow 设备,该系统得到进一步优化, 目前以每吨纸耗能 35 kWh 的效率运行。


土耳其 IPET KAGIT

Ipek Kagit 是一家土耳其生活用纸生产商。2015 年,Runtech 用一台 EP 变速透平风机取代了现有 TM3 真空系统(3 台液环泵)。同时安装了一个 EcoFlow 系统,这使得工厂能在不影响脱水效率的前提下优化真空度。如此节约了 50% 的能源,并显著减少了用水量。


ipek kagit tm3
Ipek Kagit TM3
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