一、造紙機(jī)變頻改造前景分析

　　造紙行業(yè)是我國的基礎(chǔ)工業(yè)之一，國內(nèi)紙漿造紙企業(yè)數(shù)量大、分布廣，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。是中國的四大發(fā)明之一，造紙機(jī)械是包括原料準(zhǔn)備、制漿、造紙、制成卷筒或平張成品，以及加工紙張和紙板的機(jī)械。

　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國擁有的3780多萬t生產(chǎn)能力中，單機(jī)生產(chǎn)能力在5萬t以上以及紙板機(jī)生產(chǎn)能力在10萬t以上的不足三分之一，尚有三分之二以上的生產(chǎn)能力需要投入巨資改造，其中至少三分之一的紙機(jī)需要部分或全部更換原來的傳動(dòng)部分(包括機(jī)械齒輪箱和電機(jī)傳動(dòng))，以提高車速和降低能耗。

　　根據(jù)裝機(jī)功率的概算，可以預(yù)計(jì)：在今后的5年間大約有30萬kw裝機(jī)功率需要投入改造。按改造系統(tǒng)1kw/1500元計(jì)算，將會有4.5億元左右的變頻器市場，由于涉及國內(nèi)本地化改造項(xiàng)目，將會有相當(dāng)數(shù)量的國產(chǎn)變頻器被采用，因此國產(chǎn)變頻器市場潛力巨大，應(yīng)該引起足夠重視。

　　我國造紙機(jī)分部傳動(dòng)設(shè)備以前采用SCR直流調(diào)速方式，由于存在滑環(huán)和炭刷造成可靠性和精度不高，從而導(dǎo)致紙機(jī)性能落后，最高車速只有400m/min左右，很難同國外的1000m/min的高速紙機(jī)相比。

　　交流變頻調(diào)速技術(shù)以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電以及在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的廣泛適用性，2?而被公認(rèn)為是一種最有前途的交流調(diào)速方式。它不但具有直流電機(jī)優(yōu)良的調(diào)速性能，同時(shí)具有交流電機(jī)的簡單性、可靠性，因而逐漸被廣泛應(yīng)用。

　　二、變頻器在造紙行業(yè)的節(jié)能應(yīng)用

　　造紙機(jī)的輔助設(shè)施包括以下幾個(gè)系統(tǒng)：供漿系統(tǒng)、白水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、化學(xué)品制備及傳送系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等。為了使造紙機(jī)能夠連續(xù)均衡地運(yùn)轉(zhuǎn)，它的輔助設(shè)施能力，一般應(yīng)超過造紙機(jī)的最大生產(chǎn)能力的15%~30%。

　　1. 供漿系統(tǒng)的變頻器應(yīng)用

　　供漿系統(tǒng)必須滿足下列幾個(gè)條件：

　　(1) 向造紙機(jī)輸送的漿料要穩(wěn)定，誤差不能超過±5%;

　　(2) 漿料的配比和濃度要穩(wěn)定均勻;

　　(3) 貯備一定的漿料量，使供漿能力可以調(diào)節(jié)，以適應(yīng)造紙機(jī)車速和品種的改變;

　　(4) 對漿料進(jìn)行凈化精選;

　　(5) 處理造紙機(jī)各部分損紙。

　　通常情況下，供漿系統(tǒng)由供漿管路的漿泵、沖漿泵和凈化設(shè)施的壓力篩、除渣器組成，要達(dá)成以上五點(diǎn)目的，最主要就是要對漿泵和沖漿泵從全速運(yùn)行改造為速度可調(diào)節(jié)的變頻運(yùn)行，最終滿足供漿自動(dòng)化。

　　2. 壓縮空氣系統(tǒng)的變頻器應(yīng)用

　　壓縮空氣常用于造紙機(jī)網(wǎng)部與壓榨部的氣動(dòng)加壓升降裝置、網(wǎng)毯的校正裝置、氣墊式流漿箱、引紙?jiān)O(shè)備、涂布?xì)獾兑约案鞣N氣動(dòng)儀表和調(diào)節(jié)裝置等處。壓縮空氣系統(tǒng)中，主要設(shè)備有空氣壓縮機(jī)、儲氣罐、減壓閥、空氣過濾器、汽水分離器及安全閥等，造紙機(jī)上通常壓力需要為5~6BAR左右。在大多數(shù)紙廠中，都通過2臺以上的空壓機(jī)并列運(yùn)行，然后通過儲氣罐來保持壓力恒定。

　　由于壓縮機(jī)功率較大且控制壓力一般都通過加載或卸載來調(diào)節(jié)，電動(dòng)機(jī)始終處于全速運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)踐表明該控制方式耗能巨大，浪費(fèi)嚴(yán)重。所以目前都已趨向于采用由一臺變頻器控制、多臺直接工頻運(yùn)行的方式來控制壓縮機(jī)組，并組成壓力閉環(huán)系統(tǒng)系統(tǒng)。

　　3. 化學(xué)品制備及傳送系統(tǒng)的變頻器應(yīng)用

　　由于在脫墨、制漿、涂布、施膠等部位要用到大量的化學(xué)品，其使用的量與紙機(jī)多傳動(dòng)的速度成正比，所以在化學(xué)品的傳送系統(tǒng)(如泵)必須采用無級交流調(diào)速系統(tǒng)，其首選為變頻器。主要是基于該化學(xué)品泵的功率較小，一般都在0.4kW~5.5kW之間，而這一功率段的變頻器的性能價(jià)格比已經(jīng)屬于最優(yōu)，多年前還在廣泛使用的電磁調(diào)速和無級調(diào)速齒輪泵都已經(jīng)面臨淘汰。根據(jù)最新市場統(tǒng)計(jì)，中等品牌的最低功率變頻器已經(jīng)跌至千元/kW以下。

　　在化學(xué)品制備中要用到大量的研磨設(shè)備，如球磨、膠體磨、砂磨、高切變分散攪拌器等，他們最大的特點(diǎn)就是高功率、高耗能、使用環(huán)境惡劣。目前已經(jīng)有廠家在研磨設(shè)備上采用變頻器取得了良好的效果。

　　4、烘干部通風(fēng)系統(tǒng)的變頻器應(yīng)用

　　在烘干部，紙頁中蒸發(fā)出來的所有水汽被空氣吸收后，必須通過強(qiáng)制通風(fēng)不斷地從造紙車間排除。烘干部通風(fēng)良好與否，直接影響到紙頁中水分的蒸發(fā)速度和整個(gè)烘干過程的經(jīng)濟(jì)性;通風(fēng)良好，可降低空氣中的蒸汽飽和度，從而減低烘缸蒸汽的消耗量，提高烘干速度。 排除烘干部蒸發(fā)水量所必需的空氣量，與進(jìn)入以及排出的空氣溫度和濕度有關(guān)，也與采用的通風(fēng)系統(tǒng)、氣候條件和季節(jié)有關(guān)。通常，在現(xiàn)代紙機(jī)中采用強(qiáng)制的空氣循環(huán)以求高效，用進(jìn)氣鼓風(fēng)機(jī)將加熱到80度左右的干燥空氣送進(jìn)烘干部下層，使在烘缸之間吸附熱汽形成向上的氣流，然后通過排氣抽風(fēng)機(jī)將匯集在氣罩中的濕熱空氣抽出室外(最后回收余熱)。在高速紙機(jī)中，由于烘缸數(shù)量的增多，通常都分成幾段的鼓風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)組。采用變頻器之后，可以根據(jù)通風(fēng)空氣量的專家計(jì)算公式，隨時(shí)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量(鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)和排氣量(排風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)，而無須采用傳統(tǒng)的風(fēng)門控制，進(jìn)一步降低能耗，降低風(fēng)機(jī)的噪音，提高機(jī)械壽命。

　　5. 水系統(tǒng)的變頻器應(yīng)用

　　紙機(jī)是個(gè)耗水大戶，包括白水系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、密封水系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)、清水系統(tǒng)等，通常情況下都需要用到管網(wǎng)恒壓力供水，但傳統(tǒng)的控壓都是通過旁路和調(diào)節(jié)閥來進(jìn)行，很少用到變頻器。但是由于中國國內(nèi)水資源的普遍缺乏，而變頻器的應(yīng)用將可以節(jié)水10%和節(jié)能30%，必然會降低紙廠的日常運(yùn)行成本。

　　三、變頻改造后的造紙優(yōu)勢：

　　(1)變頻調(diào)速改造后，電機(jī)軟啟動(dòng)方式啟動(dòng)，減少對電網(wǎng)和設(shè)備的沖擊，保護(hù)的設(shè)備和電網(wǎng);

　　(2)變頻器的過壓、過流、欠壓、過熱等多種保護(hù)是電機(jī)和設(shè)備故障率低，維護(hù)成本降低;

　　(3)變頻調(diào)速系統(tǒng)電機(jī)調(diào)速精度高，速度平滑穩(wěn)定，大大提高的產(chǎn)品的質(zhì)量;

　　(4)變頻調(diào)速可以隨意調(diào)整磨漿泵的速度，大大改善了制漿的均勻度，從而提高制漿環(huán)節(jié)的質(zhì)量和效率;

　　(5)通過變頻系統(tǒng)來自動(dòng)控制紙漿的流量和烘干系統(tǒng)的壓力，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量;

　　(6)變頻器可以直接實(shí)現(xiàn)多臺電機(jī)同步微調(diào)，頻率精度可達(dá)0.01HZ，精度高，更適應(yīng)主從機(jī)的同步比例調(diào)整，使用方便，并且新科瑞變頻器的特殊的同步按比例微調(diào)功能，更方便適應(yīng)造紙?jiān)O(shè)備的特殊工藝要求，無論主機(jī)速度是多少，從機(jī)始終是按照設(shè)備要求的最合適的速度來于主機(jī)匹配。達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu);

　　(7)可以通過變頻器的模擬信號輸出到系統(tǒng)控制器和流量控制器信號、烘干系統(tǒng)的氣壓信號一起輸入到控制系統(tǒng)，根據(jù)主機(jī)的速度來自動(dòng)調(diào)節(jié)制漿的流量和烘干系統(tǒng)的烘干壓力。從而減少的操作環(huán)節(jié)，并且操作簡單方便，實(shí)用性強(qiáng);

　　(8)新科瑞變頻器輸入電壓范圍寬，波動(dòng)范圍可以達(dá)到±20%，更適應(yīng)于遠(yuǎn)離電網(wǎng)、電壓波動(dòng)范圍大的場合使用;

　　(9)新科瑞變頻器運(yùn)行轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)精度高，速度波動(dòng)范圍小，比工頻狀態(tài)下電機(jī)速度波動(dòng)范圍大更有利于保證產(chǎn)品的質(zhì)量。