两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料35——广州造纸集团有限公司

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1、两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编1 35、广州造纸集团有限公司两化融合促进节能减排经验交流材料创建造纸能量信息平台，提升企业集约经营能力一、造纸行业节能减排面临的形势，节能减排的重点和难点目前，我国纸张人均消费量仍远低于国外发达国家水平，并且由于我国正处于工业化、 城市化的重要发展阶段， 随着经济社会的发展， 人们物质文化生活日益丰富和提高，预计未来几年，我国纸张的消费量仍将明显加快。据预测，我国纸和纸板产能 2010 年将会超过 9000 万吨，成为世界第一造纸大国。但从总体上看，由于历史原因， 我国造纸工业发展还不平衡，整体技术水平及生产效率和发达国家相比， 仍存在较大差距

2、。 具体表现在企业规模普遍偏小，落后生产力仍占较大比例， 能源和各种原材辅料的消耗偏高，局部污染仍相当严重， 中高档产品比例偏低，纤维原料结构不甚合理。在资源消耗方面，资源消耗较高，污染防治任务艰巨。据统计，2005 年造纸工业总产值（规模以上） 2622 亿元，约占全国国有及规模以上非国有工业企业总产值的1.04%；吨浆纸综合能耗和综合水耗来看，国际上先进水平的吨浆纸综合能耗和综合取水量分别为0.9 1.2 吨标煤和 3550 吨水，我国吨浆纸综合能耗和综合取水量为1.38 吨标煤和 103 吨水；造纸废水排放量 36.7 亿吨，约占全国重点统计企业废水排放总量的17.0%；造纸 COD 排

3、放量 159.7 万吨，占全国重点统计企业COD 排放总量的 32.4%。仅综合能耗一项，如果用 2005 年我国纸和纸板总产能5600万吨推算，我们要比世界先进用能水平多消耗 1848 万吨标煤。随着未来几年我国纸张的消费量还将继续明显地增加，尽快改变用能状况和减少环境污染更是尤其重要。造成我国造纸行业综合能耗高、 污染物排放量大的原因除管理水平外，主要还包括能源结构、 原料结构、企业规模、自产能源利用率、 技术装备等五个方面。1. 能源结构两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编2 国外造纸工业外购燃料以重油、天然气为主， 燃烧效率高， 吨浆纸产品耗能少；国内造纸企业燃料的构成中煤

4、炭约占70，而且用煤品种多。 由于我国煤的燃烧效率低，污染严重，尤其是劣质煤；一次能源转换成二次能源蒸汽及电力时，如自备热电站的热电联产， 其自身耗用能量即自用电率高达1525，大大高于国外燃油锅炉的自用电率。 另外还有少量属淘汰之列的纯凝汽式汽轮发电机组仍在运行，所以煤耗较高。2. 原料结构原料结构不合理，木材纤维原料比重小， 非木材纤维原料比重大。 例如， 2003年我国木浆比重虽然为21，但国产木浆仅占5.6 ，非木材纤维纸浆比重为30；废纸比重为 49。草浆黑液提取率低，提取浓度低，蒸发效率低，致使草浆碱回收吨碱耗汽、耗电大，高于木浆碱回收。加上许多草浆厂由于规模小、装备落后，绝大多数

5、均达不到设臵碱回收的经济规模。利用废纸不仅节约原料和降低成本，又能降低污染排放， 同时又可以节能， 世界各国造纸工业都在不断提高废纸的利用率。 2005年日本废纸利用率达 71.1，韩国71.8 ，而我国经过不断的努力，虽然也达到了 54，但还有待进一步提高。3. 企业规模经过近十年的调整、 发展，我国造纸企业的规模有所增大，但其中具有现代化技术水平的只有 100多家，其余的近三千家均为中小企业。对采用先进节能装备，甚至装备化学制浆必不可少的碱回收设备，从黑液中回收碱与热能都达不到必要的经济规模，在浪费能源的同时，还造成严重的环境污染。4自产能源的利用自产能源在制浆造纸工业中不可低估。因为数量

6、庞大的蒸煮废液溶解了来自植物纤维原料 50以上的有机物质， 树皮及其它燃料的数量也非常可观。自给能力的高低可以说明能源利用和能源节约的水平。有效的利用自产能源是一种高度的循环经济。 但为数众多的中小型造纸企业对制浆废液及其它“伴生能源” 几乎尚未利用。5技术装备由于行业技术装备整体水平低， 从而造成无论是生产效率还是能源利用率都比较低下。按照国家产业政策，近五年有接近10的落后产能需要调整淘汰。两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编3 造成我国造纸工业能耗较高的原因是多方面的，但是能量系统的综合利用水平低，能量转换、利用和回收的优化程度及节能技术集成程度比较差是其重要的原因。因而，我

7、国在造纸工业能量优化技术和节能技术集成（包括单元设备节能技术和系统节能技术集成）方面的研究、开发和应用亟待加强。另外，造纸工业的高能耗不仅导致了生产过程的低效益，而且会造成严重的环境污染问题。用先进的能量系统综合优化技术和集成技术对传统造纸产业进行优化和改造，是提高造纸企业经济效益、 社会效益、 环境质量和降低单位能耗的重要途径，也是国际上造纸行业节能降耗技术进步的主流方向和研究重点。二、通过两化融合促进节能减排，走新型工业化道路为了促使我国造纸工业健康发展， 我们要吸取西方工业化过程中的经验和教训，摈弃传统把工业污染治理和源头减污分开来的做法，克服由此造成的环境保护和生产效益矛盾的现象， 尽

8、量避免先污染后治理的深刻教训，统筹抓好造纸过程的清洁生产和循环经济， 加强末端治理， 协调好资源利用、 污染控制和效益之间的关系。清洁生产是指不断改进设计、 使用清洁的能源和原料、 采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用效率，减少或者避免生产、 服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。 清洁生产是要从根本上解决工业污染的问题，即在污染前采取防止对策，而不是在污染后再去治理，将污染物消除在生产过程之中，实行工业生产全过程控制。循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以 “减量化、再利用、资源化”为原则，以低消

9、耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。过程工业能量系统 “三环节”信息集成平台与综合优化技术是近年来在清洁生产与循环经济基础上发展起来的新型工业节能优化应用技术，它是从系统优化的角度研究全企业的能量系统（包括物料系统），该技术不但包括单项节能措施的优化技术， 更重要的是研究过程能量系统的全局优化技术，进而提出过程系统用能效率的改进措施和工程实施方案。这与企业深入开展实施信息化技术紧密联两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编4 系在一起，两化融合的进程催生了系统节能与综合优化技术信息化程度的发展，使

10、得该技术在炼油、 化工等过程工业得到快速发展和应用，也使其具有单项节能技术所无法替代的地位。1、能量信息集成优化平台的开发2008 年，广纸和华南理工大学联合开发造纸行业节能关键共性技术，利用华南理工大学完成的国家重点基础研究发展规划项目（973） “高效节能的关键科学问题”的重大研究成果过程工业能量系统“三环节”（能量转换环节、利用环节、回收环节）结构模型及能量综合优化技术，并结合原料替代技术、能量梯级优化利用技术、 工艺装备优化集成技术等， 研制适合于造纸企业的能量系统“三环节”模型并应用于广纸集团能量系统的诊断和优化。该项目的主要特色与创新是：（1）以全厂能量系统、 物料流程和装备系统为

11、研究对象，以能量流为主线，研究分析、核查造纸企业能量系统的能量流结构及其合理性；（2）建立广泛适用于不同造纸企业系统能量分析与综合优化的能量流结构体系，直接以实际企业的工业装臵和生产流程为研究对象，建立适用于实际生产的工业模型和企业能量信息集成优化平台。企业 能 量 信 息 集 成 优 化 平 台 参 照 ISA(International Federation of National Standardizing Associations)相 关 标 准 和 MESA （Manufacturing Execution System Association International）相关标准，

12、针对制浆造纸企业特点，进行设计开发， 以满足企业对能流信息的采集、 分析、优化和预测等要求，为企业实现能流调度全局优化提供决策支持. 能量系统优化调度管理信息平台可以系统、科学、准确、实时地调度生产能量配给，减少人为调度的主观性和局限性，使企业能量调度达到全局优化，减少能源浪费和减少污染物的排放。造纸企业“三环节”能量流结构模型开发与优化技术通过广纸集团原有信息化系统网络， 建立了造纸企业能量系统分析诊断技术与评价管理平台，开发和应用造纸企业能量系统节能工艺装备集成技术，使企业的单位产品综合能耗在项目完成后比 2005 年下降 25% 以上。两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编5

13、0509年单位产品综合能耗2、工艺过程控制技术优化近年来，通过信息化建设的进一步深入，使部分工艺流程得到优化， 从而在制浆技术、 漂白技术、 造纸技术与装备等方面促进了系统的节能减排。主要表现在以下几个方面：（1）制浆新技术与装备大量应用大量使用高得率制浆方法与技术，高得率浆包括磨石磨木浆、木片磨木浆、热磨机械浆、化学热磨机械浆等。目前我公司已实现全废纸脱墨浆生产新闻纸，并在制浆过程中大量采用高浓筛选、高浓漂白新技术， 促进了废纸循环利用。 其生产电耗比原生木浆低得多， 化学品、蒸汽耗量也大大降低， 使自产浆电耗由原生木浆生产1349kWh/t（化浆配比28% ，机降配比72% 计算综合电耗）

14、降至336kWh/t，汽耗由 1.09t/t降至 0.03t/t。（2）工况常变的传动系统采用交流变颏调速技术造纸行业推广应用变频技术， 具有良好的经济、 社会效益， 交流变频调速技术是当前最好的调速技术， 在节省 30以上电能的同时， 还能有效提高功率因数和电机工作效率，降低噪音，改善生产工作环境。随着电子技术的飞速发展，纸机直流调速系统无论从稳速精度、调速的可靠性、 稳定性和功能性都有了很大提高，但交流调速逐步取代直流调速巳成为纸机传动部的发展趋势。尤其突出的优点在于功率因数比直流调速高2040，能量转换效率高 67，节能效果在20以上，因此交流变频调速得到了快速发展。以年产 40万吨新闻

15、纸造纸机的电机系统为例，若采用变频调速调节方式（如图-1）替代原机械调节方式，其机两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编6 台全部运行功率占到总装机功率的75，每年节约 7700万千瓦时。随着信息化与工业化的高度结合，广纸大量采用先进的交流变频调速技术（如图 -2 ） ，对原生产系统的制浆和抄纸工段的传动系统电机进行改造，改造率达到了 82% ，每年可节约用电约2287 万千瓦时。在提高制浆和纸机运行效率的同时又降低生产能耗。物节流变频调速物料泵取消了节流图-1 节流式调节图-2 变频式调节（3）造纸机真空系统的设计新理念与应用广纸 9 号纸机在我国造纸行业首创选用透平真空泵（如图-

16、4） （多级和单级涡轮式离心风机） 代替传统的水环式真空泵。 透平真空泵具有真空集中、 效率高的特点，三台总装机功率 6550 千瓦的透平真空泵就可以满足原来需要8810 千瓦十五台水环式真空泵的要求。装机容量减少2260 千瓦, 一年可节电约 1840 万千瓦时, 节约工业用水 30 万吨， 余热还可以回收，用于纸机白水和空气系统的加温，年回收热量 102176百万千焦。密封水环造成无效做功图-3 水环式真空泵结构两化融合促进节能减排试点示范企业经验交流材料汇编7 图-4 涡轮式离心风机结构（4）宽压区压榨新技术的应用2007年对 8 号纸机进行技术改造：采用芬兰美卓（Metso）造纸机械公司提供的技术和设备，将原有的Bel-Baie 改成 Bel-Baie 型夹网成型器；将原有的 Twinver 三辊两压区复合压榨 （如图 -5 ）改为 SYM-Press复合靴式压榨 （如图-6 ） ，能有效提高了湿纸页出压榨部的干度。采用现代化的先进技术对纸机“心脏”部位进行优化改造，使纸机获得良好的运行性能，并大幅度改善成纸质量，