我國造紙工業(yè)的能耗狀況和節(jié)能降耗措施

李威靈

(中國制漿造紙硏究院，北京，100061)

我國造紙工業(yè)的能耗狀況和節(jié)能降耗措施

李威靈

(中國制漿造紙硏究院，北京，100061)

簡要對比了我國制漿造紙工業(yè)能耗水平與國際先進(jìn)水平的差距，分別從結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能技術(shù)和節(jié)能管理等方面提出了節(jié)能降耗的主要措施。

節(jié)能降耗;制漿造紙;結(jié)構(gòu)調(diào)整;節(jié)能技術(shù);節(jié)能管理

1 制漿造紙工業(yè)的能耗狀況

制漿造紙工業(yè)在我國是重點耗能行業(yè)之一，制漿造紙生產(chǎn)過程中消耗大量熱能、電能和水。2007年我國制漿造紙工業(yè)能源消費總量3342．68萬 t標(biāo)準(zhǔn)煤，行業(yè)能耗占整個工業(yè)部門能耗量的2%左右，居輕工業(yè)能耗之首。

1.1 能耗水平

近十年來，新建和擴建項目普遍采用了國內(nèi)外先進(jìn)、成熟的制漿造紙技術(shù)及裝備，淘汰了一大批落后工藝技術(shù)及設(shè)備，提高了我國造紙工業(yè)技術(shù)裝備整體水平，縮小了與世界先進(jìn)水平的差距，節(jié)能減排方面有一定的進(jìn)步。但由于原來的基礎(chǔ)差，目前仍然存在著裝備落后、能耗、水耗高等問題。就噸漿紙綜合能耗來看，2005年國際上先進(jìn)水平為噸漿紙綜合能耗0．9～1．1 t標(biāo)準(zhǔn)煤。我國除少數(shù)企業(yè)或部分生產(chǎn)線達(dá)到國際先進(jìn)水平外，大部分企業(yè)噸漿紙綜合能耗平均為1．38 t標(biāo)準(zhǔn)煤。表1列出了主要漿、紙產(chǎn)品的能耗水平。

表1 主要漿紙產(chǎn)品能耗水平 kgce/t

表1中兩組能源消耗數(shù)據(jù)雖然僅具有參考性，但粗略對比一下，仍然可以清楚地看出我國制漿、造紙的能耗值普遍比國際“最佳實踐”能耗值高出1倍。面對如此巨大的差距，我們要充分認(rèn)識到節(jié)能工作的緊迫性，增強憂患意識和危機意識。切實下大力氣，采取強有力措施，盡快把我國制漿造紙工業(yè)的能耗降下來。

1.2 水耗水平

根據(jù)國家環(huán)境保護(hù)總局統(tǒng)計，2008年制漿造紙企業(yè)用水總量為108．96億t，其中新鮮水量為48．84億t，占工業(yè)總耗新鮮水量549．63億t的8．89%。水重復(fù)利用率為55．18%，鑒于造紙工業(yè)的特殊性，造紙企業(yè)應(yīng)把水作為能源重要組成部分進(jìn)行考核。

制漿造紙工業(yè)在我國是用水大戶，在耗水量方面與國際上相比差距很大。2005年我國的噸漿紙產(chǎn)品平均取水量為103 m3。而國際先進(jìn)水平為噸漿紙綜合取水量只有35～50 m3，比我國噸漿紙耗水量的一半還低。經(jīng)過最近幾年的努力，2008年我國的噸漿紙產(chǎn)品平均取水量已降到61．28 m3。但與國際先進(jìn)水平相比仍有很大的差距。

2007年國家發(fā)改委發(fā)布的《造紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》以及近年來國家有關(guān)部門發(fā)布的《取水定額》和《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)》，都對造紙行業(yè)噸產(chǎn)品取水量提出了嚴(yán)格的要求，表2列出了主要漿、紙產(chǎn)品的水耗指標(biāo)。

表2 主要漿紙產(chǎn)品的水耗指標(biāo)

2 節(jié)能降耗措施

2.1 結(jié)構(gòu)節(jié)能

我國造紙企業(yè)規(guī)模過小 (企業(yè)平均規(guī)模僅為1．9萬t/a);中高檔產(chǎn)品的比重不高;原料結(jié)構(gòu)不合理以及存在較多應(yīng)淘汰的落后產(chǎn)能。這是造成我國造紙行業(yè)GPD能耗偏高的重要原因。所以，在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面有很大的節(jié)能降耗潛力。具體做法如下：

(1)通過兼并、聯(lián)合、重組和擴建等形式，發(fā)展大型制漿造紙企業(yè)集團(tuán);中小型造紙企業(yè)要向“專、精、特、新”方向發(fā)展;淘汰產(chǎn)品質(zhì)量差、資源消耗高、環(huán)境污染重的小企業(yè)，減少小企業(yè)數(shù)量。

(2)對消耗高、質(zhì)量差的低檔產(chǎn)品，加快升級換代步伐。大力開發(fā)低定量、功能化紙及紙板新產(chǎn)品，重點開發(fā)低定量紙及紙板、含機械漿的印刷書寫紙、液體包裝紙板、食品包裝專用紙、低定量高強度的瓦楞原紙及紙板等產(chǎn)品，積極研發(fā)信息用紙、國防及通訊特種用紙、農(nóng)業(yè)及醫(yī)療特種用紙等，增加高檔產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品的附加值水平。

(3)充分利用國內(nèi)外兩種資源，發(fā)展“林紙結(jié)合”、提高木漿比重、擴大廢紙回收利用率、合理利用非木漿，逐步形成以木纖維、廢紙為主、非木纖維為輔的造紙原料結(jié)構(gòu)。

(4)淘汰年產(chǎn)3．4萬t及以下化學(xué)草漿生產(chǎn)線、蒸球等制漿生產(chǎn)技術(shù)與裝備，以及窄幅寬、低車速的高消耗、低水平造紙機和落后的生產(chǎn)工藝。

2.2 技術(shù)節(jié)能

節(jié)能技木涉及范圍非常廣泛，并且種類繁多，因產(chǎn)品不同和企業(yè)自身水平不同而千差萬別。下面只對一些有代表性的節(jié)能技術(shù)作一簡要介紹。

2.2.1 通用節(jié)能技術(shù)

(1)電機系統(tǒng)改造

電機系統(tǒng)包括電動機、被拖動裝置、傳動控制系統(tǒng)及管網(wǎng)負(fù)荷。這方面存在的主要問題是：①電動機、風(fēng)機、泵類等設(shè)備陳舊落后，效率比國外先進(jìn)水平低2～5個百分點;②系統(tǒng)匹配不合理，設(shè)備長期低負(fù)荷運行;③大部分風(fēng)機、泵類釆用機械節(jié)流方式調(diào)節(jié)，比調(diào)速方式的效率低80%。建議釆取下列改進(jìn)措施：①更新淘汰低效電動機，改用高效節(jié)能電動機、稀土永磁電動機;合理釆用660 V或690 V的低壓電動機，這對于用電量大、單臺容量大的電動機多、車間大、配電線路長的大中型制漿造紙廠，可以明顯降低電耗。②釆用變頻調(diào)速裝置。制漿造紙廠需要無級調(diào)速的造紙機、漿板機、復(fù)卷機、切紙機以及在正常運行時其流量、壓力、速度變化大的設(shè)備(如風(fēng)機和泵類)很多，此類設(shè)備如果采用變頻電機或變頻裝置調(diào)速可節(jié)省大量的電耗和運行費用。③用先進(jìn)的電力電子技術(shù)傳動方式改造傳統(tǒng)的機械傳動方式，逐步采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速。④優(yōu)化電機系統(tǒng)的運行和控制。采用軟啟動裝置、無功補償裝置、計算機自動控制系統(tǒng)等，通過過程控制合理配置能量，實現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟運行。

(2)余熱、余壓、余能利用技術(shù)

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱、余壓、余能的利用，應(yīng)遵循“梯級利用，高質(zhì)高用”的原則，把高品位余熱余能用于發(fā)電，低溫余熱用于生產(chǎn)過程的預(yù)熱、空調(diào)、釆暖或生活用熱。在制漿造紙工業(yè)常用的技術(shù)有：

①自備電站的熱電 (冷)聯(lián)供系統(tǒng)。②堿回收爐排氣用于加熱蒸煮木片。

③回收紙漿黑液、樹皮、木屑、可燃垃圾、廢水處理廠排出的污泥和沼氣等，利用其中的可燃成分作燃料來產(chǎn)生熱能。

④化學(xué)制漿過程的二次熱能利用。如利用蒸煮大放氣或噴放的熱量預(yù)熱下一鍋蒸煮液、蒸發(fā)廢液、加熱污水或通過換熱器生產(chǎn)清潔的溫?zé)崴儆糜跐{料的洗滌。

⑤預(yù)熱木片磨木漿 (TMP)的熱回收利用。將TMP排出的蒸汽直接用于加熱生產(chǎn)用水，或利用換熱器間接加熱空氣和水。

⑥造紙機干燥部供熱應(yīng)用噴射式熱泵建立新的熱力系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)的三段通汽系統(tǒng)，使高、低參數(shù)的蒸汽都得到合理應(yīng)用。

⑦干燥部熱回收系統(tǒng)。可將干燥部排出的絕大部分回收的熱量用于加熱生產(chǎn)用水。

(3)其他

①建筑節(jié)能，包括建筑墻體、屋面和門窗節(jié)能技術(shù)以及釆暖、空調(diào)、通風(fēng)和采光節(jié)能技術(shù)。②綠色照明改造技術(shù)，包括高效節(jié)能燈、太陽能照明設(shè)備、光導(dǎo)照明以及半導(dǎo)體 (LED)燈的應(yīng)用。

2.2.2 生產(chǎn)工藝節(jié)能技術(shù)

制漿造紙工業(yè)的漿種、紙種多，原料、漿料配比、工藝、技術(shù)裝備差異大，因此可采取的生產(chǎn)工藝節(jié)能技術(shù)也較多。

(1)備料、蒸煮

①漂白燒堿法麥草漿干濕法備料，洗滌水循環(huán)利用。

②硫酸鹽法木漿干法剝皮，沖洗水循環(huán)利用。

③深度脫木素蒸煮工藝、氧脫木素工藝。

④低能耗冷噴放間歇蒸煮 (RDH)技術(shù)。

⑤DDS置換蒸煮技術(shù)。

⑥超級間歇蒸煮 (Super Batch)系統(tǒng)。

⑦改良型連續(xù)蒸煮工藝 (MCC)。

⑧延伸改良型連續(xù)蒸煮 (EMCC)和等溫連續(xù)蒸煮 (ITC)技術(shù)。

(2)洗滌、篩選、漂白

①非木材化學(xué)制漿黑液提取采用擠壓擴散置換集成提取技術(shù)。

②多段逆流洗滌。

③壓力篩選、高濃篩漿。

④氧脫木素，ECF漂白、二氧化氯或過氧化氫替代部分氯漂白。

⑤中高濃漂白技術(shù)。

(3)打漿、抄紙

①采用高效雙盤磨漿機打漿。

②網(wǎng)部合理使用脫水元件及成形區(qū)的強化脫水。

③釆用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)真空度，條件許可時可釆用透平式真空泵。

④壓榨部采用真空壓榨、溝紋壓榨、復(fù)合壓榨和寬壓區(qū)壓榨 (大輥徑重型壓榨、靴式壓榨)以及蒸汽箱技術(shù)的應(yīng)用，最大限度地提高紙幅的干度。

⑤干燥部采用密閉烘缸罩、袋式通風(fēng)裝置以及加強干燥部通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。

⑥盡量減少輥子的數(shù)量，合理使用刮刀，調(diào)節(jié)好刮刀的線壓力，網(wǎng)、毯張力適度，可明顯降低電耗。

(4)堿回收、廢水處理和節(jié)水技術(shù)

①草漿黑液的除硅、降黏工藝技術(shù)。

②黑液送入多效蒸發(fā)系統(tǒng)前，利用回收的廢氣進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)。

③采用多效降膜或升、降膜組合蒸發(fā)器。

④釆用兩段板式降膜預(yù)蒸發(fā)系統(tǒng)。

⑤廢紙再生企業(yè)廢水采用厭氧發(fā)酵沼氣發(fā)電技術(shù)。

⑥中段廢水二級生化處理后回用技術(shù)和裝備。⑦推廣中濃技術(shù)和過程智能化控制技術(shù)。⑧合理組織漂白洗漿濾液的逆流使用。⑨高效沉淀過濾設(shè)備白水回收技術(shù)。⑩紙機白水封閉循環(huán)工藝技術(shù)。

2.3 節(jié)能管理

2.3.1 國家宏觀管理

中央對能源管理的基本原則是：“堅持節(jié)能與發(fā)展相互促進(jìn)，節(jié)能是為了更好地發(fā)展，實現(xiàn)科學(xué)發(fā)展必須節(jié)能;堅持開發(fā)與節(jié)約并舉，節(jié)能優(yōu)先，效率為本;堅持把節(jié)能作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式的主攻方向，從根本上改變高耗能、高污染的粗放型經(jīng)濟增長方式;堅持發(fā)揮市場機制作用與實施政府宏觀調(diào)控相結(jié)合，努力營造有利于節(jié)能的體制環(huán)境、政策環(huán)境和市場環(huán)境;堅持源頭控制與存量挖潛、依法管理與政策激勵、突出重點與全面推進(jìn)相結(jié)合。”近年來各級政府、部門頒布了數(shù)以千計的、與能源管理有關(guān)的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和要求，在國家宏觀能源政策導(dǎo)向下，能源管理工作已經(jīng)得到高度重視并取得了一定成績。充分體現(xiàn)了節(jié)能管理的威力。

2.3.2 基層單位的管理

在各級政府、部門監(jiān)管下，各企業(yè)、單位也加強了能源管理工作。

(1)建立健全了能源管理機構(gòu)。

(2)建立了節(jié)能目標(biāo)責(zé)任制和評價考核體系。(3)制訂、修訂并認(rèn)真執(zhí)行能源管理的規(guī)章制度。

(4)合理組織生產(chǎn)、合理分配和使用各種能源，減少能源消耗。

(5)建立了固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查制度。

(6)加強了能源統(tǒng)計工作。完善統(tǒng)計制度，確保統(tǒng)計數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時。

(7)合理配備能源計量器具，加強了能源計量管理。

(8)加強節(jié)能管理隊伍建設(shè)，充實節(jié)能管理力量，開展員工節(jié)能意識教育。

2.3.3 部門和社會機構(gòu)的參與

為了配合各級政府的能源管理工作和滿足企業(yè)的需求，有關(guān)部門和社會機構(gòu)還開展了多種多樣的能源管理措施。

(1)能源審計：由具備資質(zhì)的能源審計機構(gòu)依照法律法規(guī)和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對用能單位能源利用活動的合理性和有效性進(jìn)行定量分析和評價。

(2)電力需求側(cè)管理：以電力公用事業(yè)作為供應(yīng)側(cè)，采取行政激勵手段，鼓勵需求側(cè)用戶采用各種有效的節(jié)能技術(shù)和措施，改變其需求方式，在保持能源服務(wù)水平的前提下，有效降低能源消費量和負(fù)荷水平，可取得明顯的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

(3)合同能源管理：企業(yè)根據(jù)自身的用能情況，初步確定節(jié)能潛在的部位，選擇節(jié)能服務(wù)公司，簽訂節(jié)能服務(wù)合同去實現(xiàn)節(jié)能項目。

(4)清潔生產(chǎn)：開展清潔生產(chǎn)是要從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產(chǎn)過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以減輕或消除對人類健康和環(huán)境的危害。有關(guān)機構(gòu)對企業(yè)進(jìn)行清潔生產(chǎn)審核，可以幫助企業(yè)識別存在的問題，并提出切實可行的改進(jìn)方案。

(5)節(jié)能自愿協(xié)議：企業(yè)根據(jù)自身的節(jié)能情況，制定相關(guān)的能源目標(biāo)和指標(biāo)，自愿向有關(guān)部門或機構(gòu)作出承諾、形成文件，并接受其指導(dǎo)和監(jiān)督。

(6)清潔發(fā)展機制 (CDM)：這是《京都議定書》第12條確立的靈活履約機制之一，即允許發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家合作，在發(fā)展中國家實施溫室氣體減排項目。促進(jìn)發(fā)展中國家的可持續(xù)發(fā)展和實現(xiàn)節(jié)能減排;與此同時也協(xié)助發(fā)達(dá)國家實現(xiàn)其對溫室氣體限制或減少排放的承諾。簡言之，就是發(fā)達(dá)國家以“資金+技術(shù)”換取發(fā)展中國家減排項目產(chǎn)生的溫室氣體減排量。我國政府十分重視發(fā)揮CDM的作用，目前開展的“碳交易”基本上都是項目業(yè)主單位委托專業(yè)的咨詢機構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，并按《清潔發(fā)展機制項目運行管理暫行辦法》實施審定、核實后報CDM執(zhí)行理事會審批，簽發(fā)該項目的溫室氣體減排額，便可上市進(jìn)行交易。

(7)實施節(jié)能 (節(jié)水)產(chǎn)品認(rèn)證和能源效率標(biāo)識制度。

2.3.4 建立和實施能源管理體系

節(jié)能工作是一個系統(tǒng)性、綜合性很強的工作。目前，國家對企業(yè)提出許多要求，如節(jié)能規(guī)劃、能源審計、統(tǒng)計報表、清潔生產(chǎn)等，讓企業(yè)有些無所適從。而企業(yè)能源管理的各項制度和措施之間尚未形成一個有機整體，缺乏全面系統(tǒng)的策劃、實施、檢查和改進(jìn)，缺乏全過程系統(tǒng)的科學(xué)監(jiān)控。為了切實加強企業(yè)的能源管理，節(jié)約能源并降低企業(yè)生產(chǎn)成本，需要有新的思路、新的管理理論和方法。推行規(guī)范化管理、建立能源管理體系，是一條科學(xué)可行的途徑。對我國實現(xiàn)“十一五”規(guī)劃提出的節(jié)能目標(biāo)、建設(shè)節(jié)約型社會、緩解能源緊缺對經(jīng)濟發(fā)展的制約矛盾，有十分重要的意義。

能源管理體系以降低能源消耗、提高能源利用效率為目的，利用系統(tǒng)的思想和過程方法，在明確目標(biāo)、職責(zé)、程序和資源要求的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全面策劃、實施、檢查和改進(jìn)，以高效節(jié)能產(chǎn)品、實用節(jié)能技術(shù)和方法以及最佳管理實踐為基礎(chǔ)，減少能源消耗，提高能源利用效率。而且引入持續(xù)改進(jìn)的管理理念，采用切實可行的方法確保能源管理活動持續(xù)進(jìn)行、能源節(jié)約的效果不斷得以保持和改進(jìn)。從而實現(xiàn)能源節(jié)約的戰(zhàn)略目標(biāo)。

3結(jié)語

目前，造紙行業(yè)開展能源管理體系認(rèn)證的試點工作已經(jīng)啟動，認(rèn)證依據(jù)為GB/T23331—2009《能源管理體系要求》、《能源管理體系造紙行業(yè)實施規(guī)則》和能源管理相關(guān)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)。此項工作的全面推進(jìn)，必將對造紙行業(yè)的節(jié)能降耗工作起到極大的促進(jìn)作用。

(責(zé)任編輯：趙旸宇)

Energy Consumption Status and Energy Saving Measurement of China's Paper Industry

LI Wei-ling
(China National Pulp and Paper Research Institute，China Technical Association of Paper Industry，Beijing，100061)
(E-mail：zhanggong3658686@126．com)

The energy consumption of paper industry in China and the developed countries was compared simply．The energy saving measurements from the aspects of structure adjustment，energy saving technology and energy saving management were discussed．

energy saving and consumption reduction;pulp and paper;structure adjustment;energy saving technology;energy saving management

TS7

A

0254-508X(2011)03-0061-04

李威靈先生，教授級高級工程師，國家注冊高級審核員。

2010-10-30