干燥是造纸过程中能源最密集的过程,占热能成本的80%,主要是由于滚筒干燥和送风加热。干燥能耗取决于压力机设计理念、蒸汽和冷凝系统优化、风罩空气平衡和排气湿度控制等多方面因素。本文着眼于后两个因素,即纸机罩和空气系统的优化。
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只要看看每生产一吨纸所消耗的蒸汽吨(t蒸汽/ t生产)不能正确评价干燥过程的效率。一个更完整和现实的评价是每吨蒸发水的蒸汽消耗量:t蒸汽/ t蒸发水.例如,纸机罩的空气平衡对干燥缸的蒸汽消耗有重大影响,如果我们考虑到所有流经干燥器部分的空气被加热到排气温度,包括渗透到罩内的冷的、环境泄漏的空气;这些空气也被烘干机气缸加热,反过来消耗蒸汽。下图显示了漏风对干燥机段通风的影响以及相关的年能耗:
作为一个例子,让我们考虑一个引擎盖操作,其中所有排气控制是100%开放的。然后,蒸发的水将从平均空气湿度为109 g H的干燥器部分排出2O/kg d.a(或0.1090 lb/lb = 763粒)与原始排气负荷的设计,是160 g H2O/kg d.a.(或0.1600 lb/lb = 1120粒)。
因此,为了保持这一较低的排气负荷,将需要额外的57 kg d.a/s漏风,这些漏风反过来也会被干燥器气缸加热。蒸汽消耗增加2.8兆瓦或4.9吨蒸汽/小时,占干燥段蒸汽消耗的7.3%。
通过改善空气平衡也可以节省电能。气流的微小变化会导致所需风扇功率的重大变化。由于风扇功率与空气流量(转速)的三次方有关,那么以减少10%的空气流量为例,将节省27%的电气成本。
因此,为了保持良好的能源效率,建议使用具有以下功能的空气平衡控制:
Valmet公司的XT控制系统就是这样一个系统,它是一种自动的发动机罩排气空气湿度和发动机罩空气平衡控制系统,可以监测和优化发动机罩的零压力管线。
该系统的一个主要控制参数是风罩排风湿度设定点,该设定点根据风罩排风温度而变化,如下图所示:
零电平测量是通过特殊的采样端口和温度传感器完成的。
以中国广州PM9的一个案例为例,该系统与全面的鼓风机升级相结合,其目标是优化烘干机部分的通风。结果是节省了500千瓦的电能。抽油烟机的空气平衡随着抽油烟机总排气量的减少而改善,并减少了泄漏到机房。节省500千瓦电力,每年可节省20万元,投资回报期为4个月。
在2010年至2020年的参考期内,维美德提供了50个罩,其中45个有完整的XT控制系统。仅在2018年,OptiAir hood的8家初创公司都拥有XT控制,这还不包括所有的重建,其中也包括XT控制系统。
为持续节约能源,流量计和湿度传感器必须妥善保养,以便进行校正。需要定期检查策略来维护设备,例如每6个月将设备送回OEM进行重新校准。如果不进行每年或半年一次的维护保养,就很难知道这样的机组在测量和自动控制方面能保持多长时间的准确。在仪器偏离校准的情况下,在重新校准工作进行的过渡期间,系统可以在远程手动控制下操作。
综上所述,影响烘干机段节能的因素有:
总之,通过将优化工作分为以下3个阶段,可以系统地解决这些参数:
1)了解自己的位置:
2)优化性能:
3)跟踪和监控:
为了促进这一过程,可以逐步提高能源效率,逐步减少能源足迹。
有关优化空气系统性能的更多信息,请观看网络研讨会并联系您的维美德代表。