造紙行業是我國重點耗能行業之一，煤炭和電力消耗佔總能耗的80%以上。作為廣東省重點耗能行業，廣東省造紙行業的節能工作一直走在全國先列，企業的能耗水平基本優於《製漿造紙單位產品能源消耗限額》（ GB31825-2015） 的限額指標，重點企業達到新建、擴產製漿造紙生產企業的能耗准入值指標的有50%左右，還有相當一部分企業達到先進值的水平。

造紙行業主要能源消耗為原煤、熱力、電力以及柴油、汽油等其他能源，以外購能源為主。

原煤主要用於工業鍋爐產生蒸汽；熱力（ 蒸汽） 主要用於碎漿、紙機烘乾、脫水、塗布、調態、壓光等工序；電力主要用於製漿裝置、造紙裝置等裝置執行，部分用於生產照明、儀表、辦公等。

部分造紙企業仍存在能源結構不合理、部分工段耗能高的問題，為了更好的分析造紙企業的耗能部位，幫助企業做好節能工作，挖掘更多的節能空間。

本文從廣東省內20家企業的39條生產線的能耗情況進行研究。

該20家企業代表性強、產量大，生產的產品包括： 瓦楞芯紙、箱紙板、塗布白紙板、新聞紙、灰紙板、白卡紙、文化用紙及生活用紙，涵蓋了廣東省造紙行業的典型紙種。

能耗結構分析根據造紙行業的特點，本文從二級能耗指標對造紙企業能耗結構進行分析，分別為：

一級指標，包括單位產品綜合能耗和直接生產系統綜合能耗，單位產品綜合能耗代表企業的整體能效水平，直接生產系統綜合能耗代表該條生產線的能效水平；

二級指標，製漿蒸汽單耗、製漿電單耗、造紙蒸汽單耗、造紙電單耗。

透過以上二級指標瞭解企業的能耗分佈情況，並與國家標準《製漿造紙單位產品能源消耗限額》 （ GB 31825-2015） 進行對比，分析廣東省造紙企業的能耗水平及挖掘節能潛力。

行業的整體能耗水平分析

該20家企業39條生產線中，有6條箱紙板生產線，11條瓦楞紙生產線，4條塗布白紙板生產線，2條灰紙板生產線，2條文化紙生產線，11條生活用紙生產線，2條白卡紙生產線，1條新聞紙生產線。

國家標準《製漿造紙單位產品能源消耗限額》 （ GB 31825-2015） （ 下稱“標準”） 的能耗統計範圍包括紙漿、機制紙和紙板主要生產系統消耗的一次能源和生產使用的耗能工質所消耗的能耗，不包括輔助生產系統和附屬生產系統消耗的能源，即直接生產系統能耗。

由於廣東造紙企業部分有自備電廠，部分自產蒸汽外購電，還有部分直接外購蒸汽和外購電，所以導致企業單位產品綜合能耗水平相差較大。

本文主要對企業直接生產系統單位產品能耗進行對標。

由統計資料看出，除個別企業的直接生產系統能耗達到標準的准入值外，大部分企業已達到先進值的水平。

廣東省造紙企業在節能減排、清潔生產等方面做了大量的工作，引進了大量先進的技術裝備，並不斷的進行技術改造，取得了顯著成效，行業能效水平已達到國內先進水平。

但造紙行業整體發展不平衡，以上資料來源為省內的大中型造紙企業，其能的能耗和管理水平都處於全省乃至全國的行列，而省內尤其是粵東西北地區還存在較的小型造紙企業，該部分企業管理水平較差，能耗較高，導致全省造紙行業的綜合能耗較高。

各紙種能耗結構分析：

箱紙板

由表2可以看出，箱紙板生產線的製漿部分大部需要蒸汽，但是用量較少。原因為箱紙板作為瓦楞紙板的面層，需具備良好的耐破度、環壓指數和平滑度等，所以在製漿工段增加了熱分散工序，去除廢紙中膠粘物和其他熱熔物雜質。

箱紙板生產線的製漿系統約佔紙機能耗的25% ，造紙系統能耗佔紙機能耗75% ，整條紙機生產線的熱電比為2。3：1~3。5：1。乾燥部為造紙系統主要耗能工段。

瓦楞原紙

由表3可以看出，瓦楞芯紙的生產線的製漿系統大部分不需要使用蒸汽，因為瓦楞紙作為瓦楞紙板的芯層，只需具備橫向環壓指數、平壓指數、縱向裂斷長，對錶面平滑度和耐破指數等指標沒有指標要求，所以瓦楞紙的製漿過程比較簡單，沒用使用熱分散裝置。

個別生產線有使用少量蒸汽，原因為該生產線生產高強瓦楞芯紙，對漿料的要求較高，需使用熱分散裝置去除廢紙漿裡的雜質。

瓦楞紙製漿系統的能耗能耗較低，每噸風乾漿基本少於20千克標煤，約佔直接生產系統單位產品能耗的8% ，大部分能耗集中在造紙系統，尤其是熱單耗部分，主要是在乾燥工段的蒸汽消耗。

塗布白紙板

廣東省內塗布白紙板的產能集中度較高，生產企業數量較少，對標的生產線數量較少。從表4看出，塗布白紙板的直接生產系統能耗水平相差不大，能源消耗同樣主要集中在造紙部分，其中造紙部分的熱單位佔直接生產系統能耗的60%~75% 之間。

由於塗布白紙板需在表層進行施膠塗布，乾燥使用的蒸汽比其他紙種多，能耗相對瓦楞紙和箱紙板也較高。

灰板紙

廣東省內生產灰紙板的企業數量較少，產量也不大，但其中一家生產企業是全國最大的灰紙板生產企業，產能佔全國灰紙板產能的30%以上，在國內具有舉足輕重的地位，所以灰紙板也是廣東省造紙行業的一個比較具有代表性的紙種。

從表5可見，灰紙板的直接生產系統單位產品能耗在200kgce/t左右，造紙系統的能耗佔直接生產系統能耗的80%以上，尤其是造紙系統的熱單耗部分，佔直接生產系統能耗的71%以上。

原因為灰紙板的定量比較高，一般在120g/m2以上，最高可達1000g/m2。

由於紙板厚度大，車速慢，烘乾需要消耗的蒸氣隨之增多。

另外，由於灰紙板定量高、挺度好，對原料的質量和漿料的要求較低，製漿過程消耗的能耗相對其他紙種較低。

灰紙板的能耗同樣主要集中在造紙工段的熱單耗。

文化紙

由表6可見，兩條文化紙生產線的能耗水平差距較大。生產線1國產裝置，設計產能較小，且由於產品轉換頻繁，造成生產能耗偏高。

生產線2為成套進口裝置，年產45萬噸，生產的紙種較為單一，由於規模效應及精細化管理，能耗水平較為先進。

兩條生產線均採用原生漿為原料，只需經過簡單備漿過程，即可進行造紙，所以不計製漿系統能耗。

生產線1的熱單耗佔直接生產系統能耗的74。18% ，生產線2的熱單耗佔直接生產系統能耗的66。67% ，由此可見，熱單耗消耗的降低，即烘乾部分做好節能對降低企業的單位產品綜合能耗起很重要的作用。

白卡紙

廣東省白卡紙的集中度也比較高，目前省內生產白卡紙的企業只有三家。

從表7可以看出，兩條白卡紙生產線的能耗水平相差不大。

製漿系統與造紙系統的能耗比例約為1：9。4，能耗主要集中在造紙部分。

與其他紙種類似，造紙系統的熱單耗為主要為耗能部分，佔整體能耗的70%左右。

生活用紙

生活用紙是廣東省造紙行業主要產品之一，產量佔全國的10%左右，生活用紙全國排名前五位的企業有三家在廣東有生產基地。

從上表可以看出，生活用紙的直接生產系統能耗水平相差較大，主要是不同的廠商生產的裝置，其能耗差異較大。

生活用紙機械近幾年發展較快，造紙企業透過對裝置不斷的更新換代，降低產品能耗，提高企業的能效水平。

目前省內的大部分生活用紙均採用商品漿為原料，不需經過製漿的流程，只需經過備漿過程即可進入造紙系統進行抄造，所以生活用紙的製漿系統不用消耗能源。造紙過程中，熱單耗約佔直接生產系統能耗的75% ，電單位約佔25% 。

新聞紙

由於近年來受新興媒體蓬勃發展的影響，國內不少報刊雜誌相繼停刊、減少版面，紙媒體的數量持續減少，新聞紙用量逐年下降，國內新聞紙廠家為了順應發展將新聞紙機停產或轉產其它紙種，目前省內只有一家造紙企業生產新聞紙。

從上表可見，新聞紙的製漿系統能耗佔直接生產系統能耗的24。6% ，其中熱單耗佔7。2% 。由於新聞紙需要良好的印刷適性和一定的白度，在製漿過程增加了脫墨工序，去除廢紙中的油墨，所以新聞紙的製漿系統能耗佔比比其他紙種高。

熱單耗佔直接生產系統能耗的53% ，電單耗佔47% ，原因為該新聞紙生產線自動化程度較高，紙機的復卷、分切、包裝和入庫等工序都採用自動化裝置，減少人工的操作，所以耗電量相對較高。

造紙企業節能路徑

透過對廣東省各典型紙種的直接生產系統的能源結構進行分析，可以看出，造紙企業的能耗主要集中在造紙系統，尤其是烘乾部分。

近幾年，造紙企業透過技術改造，不斷挖掘，提升企業能效水平。

企業在節能技改方面主要有以下幾個方向：

網部真空系統改造，採用透平真空泵取代水環真空泵

現代的紙機都是利用真空幫助紙頁脫水的，因此真空系統是一臺紙機的重要組成部分。

一臺紙機上有多個真空度要求不相同的真空元件需要連線到真空系統。

如果選用水環真空泵組建真空系統，往往把一些真空度相近點合併後，根據不同的真空度選用多臺水環真空泵來組建真空系統。

如果選用透平風機組建真空系統，則只需一臺或兩三臺透平風機，就可以組建較大型紙機的真空系統。

兩者相比，用透平風機的整合度較高，比較節省安裝空間，且由於其特殊的結構，能夠產生強勁、穩定的真空作用，用於大型造紙機的真空裝置，具有明顯的節能效果。

但其結構複雜、投資較大，操作及維護要求較高， 導致前幾年透平真空泵的普及率較低。

目前，多級離心式透平機具有可同時產生多種真空度，抽吸量大、真空度大小可調節，適應性強，調節範圍寬，高溫氣體可回收再利用，具有高效率、低能耗、穩定可靠的特點，使其得以在造紙行業廣泛應用。

用透平風機取代水環真空泵，可減少真空裝置裝機容量30%~40% ，降低單位產品真空系統電耗，可降低單位產品真空系統電耗的20%左右。

造紙壓榨部靴壓改造

隨著造紙業的迅猛發展，造紙機執行車速的高速提升，對其壓榨部脫水提出了越來越高的要求。

而造紙機的脫水關鍵部件是壓榨部，其最佳壓榨形式為靴式壓榨。通常情況下對於不同紙種，紙幅離開壓榨時的幹度每提高1% ，乾燥部蒸汽消耗量降低約5% 。經過靴式壓榨的紙幅幹度較常規壓榨能提高3% ，所以靴式壓榨在很大程度上決定了造紙機的執行成本和經濟效益。

靴式壓榨由於壓區寬，脫水時間長，脫水能力強，出紙幹度可大幅提高，可節約乾燥用蒸汽。

靴式壓榨還可提高紙頁松厚度及紙板的挺度。

靴式壓榨允許壓榨部使用較少的壓區數量，甚至一個壓區，特別適合高速紙機。

靴式壓榨取代傳統的大輥壓榨，可以提高紙頁壓榨的幹度，降低後續乾燥工段的能耗，並且提高車速，提高紙機的生產能力。

有個別大企業，採用兩道靴壓來取代傳統壓榨，提高壓榨部脫水能力，提高紙機效率。

針對靴式壓結構複雜、執行成本高等缺點，造紙機械生產商進行一些改造，目前主要有超薄靴板、軟靴壓、靜壓下的長時間寬壓區靴壓脫水等技術。

紙機氣罩熱能回收利用

封閉式氣罩作為氣流組織與空氣處理的關鍵裝置，在紙機的執行中已處於舉足輕重的地位。

封閉式氣罩的效率直接影響到紙機的正常執行。

蒸汽作為氣罩的熱媒，蒸汽加熱後變為冷凝水可重複迴圈利用。

如蒸汽氣罩排放的溼熱蒸汽直接排放，餘熱不能實現回收再利用，將造能熱能的浪費，和能源成本的上升。

由於氣罩排放的溼熱氣體中含有大量的紙屑、紙毛，傳統的管式熱回收裝置容易造成堵塞。

目前，新研發的板式換熱器和系統模組化的設計，可解決氣罩排放的溼熱氣體內含有大量的紙屑、紙毛和水分等問題，並利用紙機乾燥部通風系統所排出攜帶水蒸氣的熱空氣餘熱用來加熱送風。

不但解決了紙毛堵塞的問題，還可以節省能源。

由於新空氣溫度增加，降低了其水蒸氣的飽和度，從而增加了空氣的“吸水潛力”，從而降低氣罩部分新鮮蒸汽的使用量。

造紙乾燥部蒸汽冷凝水回收技術

熱泵蒸汽冷凝水系統是最佳化紙機烘乾部冷凝水排放和紙機烘乾部尾汽回用裝置，透過對熱泵系統的改造，回收系統排出的高溫冷凝水，可最大限度地利用冷凝水的熱量，提高紙機乾燥部的效率，節約用水，達到節能降耗目的。

冷凝水回收系統大致可分為開式回收系統和閉式回收系統兩種：

（ 1） 開式回收系統是把冷凝水回收到鍋爐的給水罐中，在冷凝水的回收和利用過程中，回收管路的一端敞開向大氣，即冷凝水的集水箱敞開於大氣。當冷凝水的壓力較低，靠自壓不能達到再利用場所時，利用高溫水泵對冷凝水進行壓送。

這種系統的優點是裝置簡單，操作方便，初始投資小； 但是系統佔地面積大，所得的經濟效益差、對環境汙染較大，且由於冷凝水直接與大氣接觸，冷凝水中的溶氧濃度提高，易產生裝置腐蝕。

這種系統適用於小型蒸汽供應系統，冷凝水量較小，二次蒸汽量較少的系統。使用該系統時，應儘量減少二次蒸汽的排放量。

（ 2） 閉式回收系統是冷凝水集水箱以及所有管路都處於恆定的正壓下，系統是封閉的。

系統中冷凝水所具有的能量大部分透過一定的回收裝置直接回收到鍋爐裡，冷凝水的回收溫度僅喪失在管網降溫部分，由於封閉，水質有保證，減少了回收進鍋爐的水處理費用。

其優點是冷凝水回收的經濟效益好，裝置的工作壽命長，但是系統的初始投資相對大，操作不方便。

在開式和閉式回收系統中，人們越來越認為閉式回收系統是一種較為理想的回收方式，其投資在日後使用中能得到有效回收，所以，被廣大廠家和研究單位採用和研究。

透過對20家造紙企業的能源結構進行分析可以看出，造紙企業的能耗主要為造紙的蒸汽消耗部分。

廣東省造紙企業經過近十多年的不斷技術改造，提高企業能效，大部分企業的單位產品能耗達到國內先進水平，提高造紙乾燥部的能效，減少蒸汽用量將是“十四五”期間造紙企業降低能耗的重要路徑，企業需對生產過程進行更精細的管理，挖掘更多的節能潛力。

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