江河纸业PM2纸机节能改造实践似的

江河纸业PM2纸机节能改造实践

江河纸业PM2纸机是上世纪五六十年代原产于欧洲的一台纸机生产线，上世纪九十年代由天津某造纸厂从国外引进。该纸机幅宽3270mm，原设计车速m/min，2006年，这台旧生产线被拆除运到江河纸业后，经过江河人的检修和改进又重新焕发了青春。该纸机在生产g/㎡无碳复写纸原纸，运行车速达到800m/min，各项性能指标和原纸机相比都上升了一个新的台阶。当年这台旧纸机升级改造成功的案例曾引起了业内同行的广泛关注。

1、改造原因

经过十多年的运行，这台纸机的部分零部件出现老化。另外，随着时代的变迁，设计理念也在不断地进步，虽然车速和成纸质量仍然非常稳定，但能耗和经济指标越来越受到关注。2017年底，江河纸业委托其全资子公司河南大指造纸装备集成工程有限公司（以下简称“大指公司”）对这台纸机进行全面升级，升级的核心是：节能改造。升液压万能实验机以它出色质量级改造主要包含以下内容。

2、升级改造内容

图1 改造示意图

2.1、部改造

部改造主要内容有两方面，一是流浆箱升级改造。将旧的流浆箱更换为大指公司全新理念设计制造的Integra-Jet系列的稀释水流浆箱。二是顶升级改造，将原来带倒挂箱的Bel Bond顶成形器改进为大指Integra-Form型顶成形器，这两项改造在先前已经完成。经过改造，纸的匀度得到了进一步提高，能耗也有了大幅度降低。

2.2、Integra-Mini Shoe应用于压榨改造

压榨部原设计的结构是真空吸移，三辊两压加正压，压榨辊传动总装机功率790kW，纸页出压榨干度一般是%。此次升级改造压榨部的重点项目是采用靴式压榨。

靴式压榨由于线压高，压区宽，纸页干度高，是当今世界上公认的效率最高、最先进的压榨方式，且比压小，因此使湿纸页出压榨干度高的同时，可以有较好的松厚度指标。通常靴压设计线压力为KN/M，而靴板宽度为mm，我们称这样的靴压为“标准靴压”。但标准靴压多数随成套纸机配置，又由于受辊重量、压榨空间、设备成本等因素的限制，标准靴压并不适用于本次压榨部改造。

为克服上述受限因素，在标准靴压研发及使用经验基础上（大指公司自2012年为江河纸业PM6机提供了国内首台幅宽5600mm，设计车速1400m/min靴式压榨成功运行后，一直致力于靴式压榨的研究和推广工作），推出Integra-MiniShoe系列，即“迷你靴压”。迷你靴压设计线压力为KN/M，而靴板宽度为mm，靴辊直径1250mm、1100mm、750mm 。

图2 迷你靴压与其他形式压榨比压对比图

图3 压榨改造前后对比示意图

基于PM2纸机实际情况，降低改造成本和运行费用，大指公司此次为PM2纸机设计的靴压结构参数为：设计线压650kN/m，压宽150mm，最大设计比压比压4.3MPa，改造后设计车速为900m/min。靴辊直径为1250mm，配对背辊为直径1500mm的普通压榨辊。用这种普通结构的压榨辊作配对背辊，与辊筒内带液压加载单的配对背辊相比，在保证使用性能的前提下成本能降低80%以上。由于迷你靴压设计线压低于标准靴压，所以，与常规靴式压榨相比，靴套、毛布、密封等易损件的使用寿命大幅度延长，使得运行成本大大降低。改造后压榨部的结构为真空吸移，三辊两压区，即真空预压加靴式压榨的方式，压榨辊传动总装机功率为650kW，比改造前降低18%。

图4DCS靴压控制画面

图5 改造后的压榨部

2.3、干燥部改造

干燥部原来采用的是铸铁机架，传动侧机架为齿作为具有优良综合性能的透明材料箱结构，里面装有齿轮，用于烘缸的传动。改造时更换了所有的机架，传动改进为大指最新设计理念的导辊传动。传统的齿箱传动每组烘缸有一个动力输入点，电机通过减速机、传动轴将动力输送给齿箱传动的主动轴，主动轴通过齿箱中的齿轮带动四个烘缸转动，这四个烘缸被称为主动烘缸，四个主动烘缸通过干再带动整个烘缸组的所有烘缸和导辊转动。由于四个主动烘缸由一组齿数相同的齿轮传动，所以转速相同。而四个烘缸由于加工误差，直径不完全相同，会存在一定的由于国外稀土库存整体处于低库存状态误差。转速相同，直径不同使得四个主动烘缸的表面线速度会有一定的差别。这样干在四个表面线速度不同的主动而且短路时不用用表笔线来替换导线对电容器履行放电烘缸牵引下就会产生内耗，使传动输入功率增高，能耗增加。另外，由于齿轮之间存在有间隙，纸机在高速运转时会产生较高的噪音。并且由于传动装置零部件太多，结构紧凑，造成维修的难度增加，检测维护的工作量非常大。

大指公司之前在其它低速纸机项目上，在干燥部采用导辊传动的方法，解决上述传统传动的缺陷取得了一定的经验。为了降低能耗，经研究决定在本次改造项目上，继续采用导辊传动，尝试导辊传动在高速纸机上的应用，以便于积累更多的数据，总结经验教训，为导辊传动这种创新结构的推广奠定基础。

导辊传动一般是在一条干设置两到三个传动点，也就是有两三根干导辊作为传动导辊。一般一个双排烘缸组如果有 个烘缸，上下排各有个烘缸，一般每排有两根传动导辊就可以了。传动导辊使用交流“当前对环境影响最大的是1次性的塑料工业每一年需使用大量的填充物和增强剂,与普通无机填料相比, 木质素最大的优越性在于其份子上具有高反应活性的官能团, 很方便通过化学改性接上其它所需要的官能团塑料袋和餐盒变频电机驱动。车速较低时电机通过减速机和传动轴驱动导辊传动，车速较高时可以不使用减速机，电机通过传动轴直接驱动导辊转动。当一组干中有多根传动导辊时，其中一根导辊的电机采用速度控制，其它电机按照负荷分配进行控制，这样就解决了各传动导辊之间的内耗问题，使传动更加稳定，有效地提高了传动效率，并且减少了振动和噪音。另外，由于取消了传动齿箱，简化了传动配置，传动部件的故障明显减少，维修维护费用和工时大幅度降低。

江河PM2纸机改造后，前干燥烘缸共分为四组，其中第一组为单挂布置，共有三个传动点，分别设置在最后一根导辊和第三第五个下排沟纹缸位置，三个传动点均为单点传动。第二、三、四组烘缸为双排布置，共有六组干，每组干各有两个传动点，均采用交流变频电机通过万向传动轴直接驱动干导辊转动，即所述的导辊传动方式。总装机容量与改造前相比降低了40%。

2.4、其他部分改造

对膜转移施胶机、气浮干燥箱、可控中高软压光机等单体设备，按照最新的设计理念进行了相应的优化改进。

3、改造结果

本次是江河二号机自2006年安装运行以来规模最大的一次改造，本次改造的主要目的是节能降耗，同时更新年久失修，老化变形的旧的部件。

本次纸机升级改造自2017年3月份停机开始，历时五个月，于2017年8月20号开始联机调试，到8月28号车速稳定达到800m/min。靴压线压在600kN/m时纸页出压榨部干度达到49%；与改造前相比，综合蒸汽消耗降低20%，相同车速下，纸机噪音与改造前相比，降低了%，纸页的松厚度也有了明显的提高。

至2018年8月份，通过对江河PM2改造后投入运行10个月来的能耗监测进行计算显示，将消耗的电力、蒸汽、清水等按照当量值折标准煤，生产无碳复写纸的吨纸综合能耗为254.3kgce/t。而同等幅宽、车速的其它纸机，生产相同纸种时吨纸综合能耗一般为kgce/t。所以，改造后的江河PM2纸机，与常规配置的纸机相比综合能耗降低约20%。

经过一年的实际运行证明，升级改造后的纸机运行稳定，节能效果明显，达到了改造的预期目标。同时大指公司在靴式压榨、干燥部导辊传动等方面也积累了更多的经验，为将这两项技术推向市场奠定了更加坚实的基础。