从根本上讲,节约能源非常简单:减少不必要的能源消耗,投资于更高效的技术。然而,纸和纸板的制造工艺是复杂的,包含许多不同类型的子工艺。每个子流程都有自己的特征,当对生产进行更改时,它的行为也不同。
在纸板和造纸机中,提高能源效率是一个持续的过程,在这个过程中,监视、测量和分析都起着重要的作用。提高纸机能源效率最重要的因素是不断测量和主动监测能源消耗。
今天,新的造纸厂和纸板厂应该能够提供相当详细的能源消耗信息。在最好的情况下,过程控制系统包括单独的能耗指标页面以及报告功能。然而,有许多工厂在过程控制中对能耗数据的利用很差,或者将数据作为平均值处理,而忘记强调这些数据背后的因素。
衡量能源消耗最重要的因素是所收集数据的相关性,并将其转化为明确的指标。负责监测能源消耗的人员必须知道数据的来源和所审查过程的界限。在日常工作中,能源消耗数据与其他工艺参数的使用方式是一样的。
衬管机基准测试,来源Valmet*能源调查2011

图1。该图显示了各衬线按耗电量的比较。
能源消耗的审查应从年度层面开始。维美德进行与生产调查相关的年度能源调查。基准测试显示了与生产相同等级的其他生产线相比的能源消耗。分析了不同机器概念下能耗与机器效率的关系。如果消耗量超过参照组的平均水平,则强烈建议调查节约能源的可能性;然而,应该指出的是,提高能源效率的可能性往往也可以在低于平均水平的生产线上找到。
当检查技术上年龄相似并包含类似子过程的生产线或机器时,将进一步细化比较。然而,应该指出的是,能源消耗的比较并不能直接表明某条线路的能源消耗可以减少多少或通过什么方式减少。即使是具有最先进的节能功能的新生产线也可能运行效率低下。然而,一条老旧的造纸生产线,如果它的状况得到精心维护,工艺运行正确,则可以惊人地节能。
月平均能耗比年平均能耗能更好、更详细地反映造纸生产线的能耗情况。具体的能源消耗和生产效率每月有所不同是很正常的。因此,一年的月平均值提供了足够的数据点来建立能源消耗和生产指标之间的相关性。这种检查非常简单,根据每月的平均值,可以评估提高机器性能的潜力。在一个样本案例中,整体效率提高5%可以减少约6%的特定电力消耗。对于一个相对较新的细纸生产线来说,这意味着每年节省36万欧元的能源成本。

图2。特定电力消耗和所选纸张和纸板机器的整体效率之间的相关性。
效率值与能耗之间的相关性在用电量中尤为明显。造纸过程包括许多不考虑生产速度而以恒定功率运行的设备。在机器的设计点附近,它们的用电量份额是最低的,而且一般来说,随着产量的增加,比用电量会下降。因此,为了节能,最好以最大速度运行机器。
应该尽量减少中断和意外停机的次数。在停机期间,由于停机系统和尾螺纹设备处于开机状态,机器以生产速度运行,耗电量通常会增加。在关闭期间,只有最重要的设备应该继续运行。
为了避免对过程中能源使用的扭曲解释,不应过度依赖用于核实能源节约的年度或月度能源消耗平均值。如果一台机器的效率每月都有变化,这也反映在它的具体能耗上。这些变化可以掩盖单个设备或工艺变化对能源消耗的影响;换句话说,关于潜在节省的指示在选择不当的指标的波动中丧失了。当需要以可靠的方式检查或验证节能时,需要更详细的工艺数据。
从精确的工艺数据中可以获得有关设备运行和节能可能性的最佳信息。在这种情况下,通常选择短时间间隔(如几周)的数据进行检查。如果不进行持续监测,就无法知道所选样本代表的情况是好还是坏。通过在检查中包含足够数量的生产周期和补充现场测量的分析,可以最大限度地减少错误的解释。
获得精确的工艺数据和调查变量之间的相关性是研究工艺过程中实际发生的情况以及工艺参数变化对能耗的影响的唯一手段。此外,只有利用精确的数据,才能可靠地验证节能。
在实践中,电力直接取决于机器的速度,而基础重量影响蒸汽消耗。因此,在能量消耗方面,只有速度和基重相同的点才能进行比较。正确的分析需要强大的分析工具和统计方法的使用。美卓所进行的能量分析就是基于这样的方法和工具。此外,能源数据的分析积极支持维美德的产品开发。
利用过程数据的一个例子是减少基本负载。在停机期间,生产线上的电力和蒸汽消耗减少。过程数据可用于查明停工期间哪些设备处于活动状态,并计算潜在的节省。在一个特殊的情况下,在一次计划外停机期间,测量到的基本负载高达运行期间消耗的50%。一般情况下,基本负荷小于正常用电量的20%。这意味着,例如,如果计划外停机的比例为3%,只需降低基本负荷,每年就可以节省15万欧元。
维美德为提高和管理造纸和纸板制造业的能源效率提供全面的服务。除了节能设备解决方案,维美德还提供从覆盖整个生产线到针对特定子工艺的各种类型的能源分析。每年进行一次生产和能源消耗调查,这是比较能源消耗的一种非常流行的工具。
节能项目应通过对整个生产线进行能源分析来启动。维美德的分析总是会产生详细的报告和提高能源效率的建议行动清单。此外,能量分析还提供了有关线路和工艺运行的基本信息。通过Valmet合作协议,能源效率可以得到长期提高。可以为协议期限设定增加产量和减少能源消耗的具体目标。此外,Valmet还拥有用于监控和报告能源消耗的过程控制工具。
总之,关于能源消耗和过程数据的信息为核查和监测能源节约提供了极好的机会。测量和监测是提高能源效率的关键。维美德的专业服务和高效的分析工具,结合我们广泛的工艺专业知识,为有效利用能源数据和节约能源提供了最佳可能性。
(*美卓至2013年12月31日)
发表于Results客户杂志2013年2月刊