造纸企业余热回收利用研究

综合计算该综合余热回收节能技改项目投资总额为 580 万元，其 中场地建设费用 130 万元，设备采购费用 360 万元，设备安装费用 90 万元，项目改造期为 12 个月。改造完成后，在原有能耗的基础上减少 17311 吨标煤，折算成原煤后，按照市场上原煤价格，每年可节约燃料 1471 万元，待设备稳定运行后，投资回收期约为 4 个月。
1、引言 造纸行业是与国民经济和社会事业发展关系密切的重要基础原材 料产业，具有资金技术密集、规模效益显著的特点，是拉动科研、林业、 农业、化工、印刷、包装、机械制造、物流等产业发展的重要力量，是我国 国民经济中具有可持续发展特点的重要产业[1]。纸张及纸板年消费量与 生产量的增长率从 2002 年开始一直都处于一个比较高的水平，可以说 我国的造纸行业现在正处于一个高速成长期。预计 2020 年产量将达到 或超过 1 亿吨，我国纸张及纸板消费量还有很大的上升空间。 同时造纸行业作为一个高能耗的行业，节能降耗，清洁生产，既是 企业降低生产成本，提高资源利用率，创造经济效益和社会效益的需 要，也是国家建设节约型社会的需要。作为节约和合理利用能源的比较 有效的方式，余热回收一直被造纸企业所重视。 华南某造纸企业主要产品为包装用牛皮箱板纸、瓦楞芯纸及木浆， 年产量 380 万吨纸，15 万吨浆，设有完善的配套设施，包括有先进的造 纸生产线、汽电一体化的发电站、水厂、污水处理厂、码头、大型废纸堆 场、成品仓库及庞大的运输车队等。作为能源消耗大户，企业的能源系 统还存在很大的节能潜力，基于目前的设备和工艺生产状况，经企业科 研部门研究决定实施综合余热回收利用项目，包括锅炉尾部烟气余热 回收改造和冷凝水回收节能项目，以减少煤的使用，达到节能降耗、污 染减排的目的[2]。 2、项目工艺 该造纸企业热电站有 4 台锅炉、三台汽轮发电机运行，锅炉产生的 蒸汽通过汽轮机做功发电，做功后蒸汽输送到造纸生产车间满足生产 需要。经研究拟实施锅炉尾部烟气余热回收改造项目。鉴于热管式换热 器具有换热效率高、压力损失小、结构简单紧凑、介质完全隔离、制造成 本低与安装方便等优点，十分适合中低温的余热回收，所以在锅炉尾部 加装一台热管式换热器，将尾部烟气温度由 170℃降至 130℃，加热后 的水经加压泵直接输送到锅炉除氧器供给锅炉补给水，降低原煤的使 用量。原理示意图见图 1。
表 1 锅炉烟气余热回收节能量计算表
序号 项目
符 单位 数值 数据来源或计算公式
号
进入换度 45
测试数据
进入除氧器
2
水温
T1 摄氏度 95
测试数据
每小时交换
3
V 立方米 100
水量
测试数据
锅炉年运行
4
T
时间
小时 8760
计算数据
年水吸热转 5 化标煤值 E
（节能量）
吨标煤
6257
科技信息
专题论述
造纸企业余热回收利用研究
广东理文造纸有限公司 余送清 毛小龙 肖伟东
［摘 要］本文介绍了华南地区某大型造纸企业挖掘热力系统节能潜力，实施烟气余热回收和冷凝水回收等余热利用节能改造工程， 并分析了该综合余热节能改造方案的工艺技术及技术经济性，通过分析，该综合节能项目节能效果显著，经济效益可观，阐述了该节 能改造项目对企业节能减排工作的意义。 ［关键词］造纸 锅炉 余热 节能
图 1 烟气余热回收示意图 冷凝水回收节能项目，密闭状态下，该造纸企业用汽设备排放出的 是近于蒸汽压力下的饱和冷凝水，水温超过 100℃。将原来直接排放到 污水处理厂的生产车间蒸汽冷凝水经加压泵直接输送到锅炉除氧器供 给补给水。 3、技术经济分析 3.1 节能分析 改造后烟气温度由 170℃降低到 130℃，进入换热器水由 45℃加热 至 95℃进入除氧器，加热后的水通过除氧器进入锅炉使用。水的比热 容(C 水)取 1000 千卡 / 吨·摄氏度，烟气余热回收有效节能量为水吸收的 热量，因此，节能量计算时以水吸收热量作为改造节能量。 （1）锅炉烟气余热回收节能量计算如表 1 所示。 （2）蒸汽冷凝水回收节能改造节能量计算。 通过回收蒸汽冷凝水到除氧器，冷凝水带着余热可以再利用，减少 锅炉耗煤量。 （3）余热回收节能量计算。 余热回收节能量 = 锅炉烟气余热回收节能量 + 冷凝水余热回收节 能量 =6257+11054=17311 吨标煤，同时减少了 SO2、NOX、CO2 等气体和 粉尘的排放，起到了良好的节能减排效果。 3.2 技术经济分析
参考文献 ［1］杨懋暹等.造纸工业的节能与增能大有作为［J］.中华纸业，28 (8)，10- 13 ［2］刘晓杰，刘宕等.锅炉烟气余热回收应用前景浅析［J］.节能减 排，2009.2- 4，61- 64
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5
节能量
E
吨标煤 11054
E= (T0- T1)×V×C 水×D C0×1000
4、结论 （1）造纸企业的热力系统存在巨大的节能潜力。 （2）工程实践表明，改造后烟气温度由 170℃降低到 130℃，进入换 热器水由 45℃加热至 95℃进入除氧器供锅炉补给水使用，减少燃煤使 用量。 （3）通过冷凝水余热回收项目，每年可节省 11054 吨标准煤。 （4）该余热回收节能减排工程项目节能效果明显，同时产生了可观 的经济效益。
E= (T1- T0)×V×C 水×T C0×1000
表 2 冷凝水回收改造节能量计算表
序号 项目 符号 单位 数值 数据来源或计算公式
冷凝水温
1
度
T0 摄氏度 100
每天冷凝
2
V 吨 / 天 2650
水量
锅炉常用
3
水温
T1 摄氏度 20
造纸机开
4
D 天 365
动天数
经验数据 统计数据 测量数据 统计数据