造紙過程節(jié)能優(yōu)化集成技術(shù)

1、2017年度廣東省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)項(xiàng)目公示項(xiàng)目名稱造紙過程節(jié)能優(yōu)化集成技術(shù)要成位 主完單單位1.華南理工大學(xué)單位2.中山永發(fā)紙業(yè)有限公司單位3.廣州博依特智能信息科技有限公司單位4.維達(dá)紙業(yè)（中國(guó)）有限公司單位5.珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)紅塔仁恒包裝股份有限公司主要完成人（職稱、完成單 位、工作單位）1.劉煥彬（教授、工作單位：華南理工大學(xué)、完成單位：華南理工大學(xué)、 主要貢獻(xiàn)：項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)項(xiàng)目技術(shù)路線制定、工作統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)， 以及項(xiàng)目科研把控和工程實(shí)施。研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、處于國(guó)內(nèi)領(lǐng) 先水平的造紙過程能量系統(tǒng)綜合診斷技術(shù)。是110代表性論文專著的 作者。）2.李繼庚（研究員、工作單位：華南理工大學(xué)、完成

2、單位：華南理工大 學(xué)、主要貢獻(xiàn)：本人負(fù)責(zé)該科技項(xiàng)目示范工程管理工作，在示范工程實(shí) 施技術(shù)方案的制定過程中，提出紙機(jī)節(jié)能優(yōu)化的改進(jìn)方案，指導(dǎo)并參與 研發(fā)工作。研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平我國(guó)造紙行業(yè) 第一套造紙過程能源管理信息系統(tǒng)和造紙過程主要能耗裝備節(jié)能集成技 術(shù)。是110代表性論文專著的作者。）3.洪蒙納（教授級(jí)高級(jí)工程師、工作單位：華南理工大學(xué)、完成單位： 華南理工大學(xué)、主要貢獻(xiàn)：對(duì)本項(xiàng)目主要貢獻(xiàn)：造紙過程的能量系統(tǒng)分 析、優(yōu)化與技術(shù)集成，造紙機(jī)低溫余熱的二次利用開發(fā)，熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu) 化調(diào)度。研發(fā)出造紙過程各主要單元能量流和物料流數(shù)學(xué)模型、協(xié)調(diào)優(yōu) 化數(shù)學(xué)模型以及上述單元過程的模擬

3、系統(tǒng)。是1、3、5代表性論文專著 的作者。）4.王波（工程師、工作單位：維達(dá)國(guó)際控股有限公司、完成單位：其他 維 達(dá)紙業(yè)（中國(guó)）有限公司、主要貢獻(xiàn)：負(fù)責(zé)開發(fā)針對(duì)生活用紙生產(chǎn)過程 的能量系統(tǒng)集成優(yōu)化技術(shù)，基于大數(shù)據(jù)的能量管控開發(fā)平臺(tái)，以及生活 用紙的生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度模型和系統(tǒng)。研發(fā)出紙頁(yè)干燥蒸汽-冷凝水系統(tǒng)能量 優(yōu)化模型及熱效率估算模型和造紙過程主要能耗裝備節(jié)能集成技術(shù)。）5.張培（高級(jí)工程師、工作單位：中山永發(fā)紙業(yè)有限公司、完成單位： 其他 中山永發(fā)紙業(yè)有限公司、主要貢獻(xiàn)：本人負(fù)責(zé)該科技項(xiàng)目示范工 程的具體實(shí)施和現(xiàn)場(chǎng)管理，參加項(xiàng)目示范工程技術(shù)路線的制定，參與制 定及實(shí)施紙機(jī)節(jié)能優(yōu)化方案，并參與紙機(jī)

4、能源管理平臺(tái)建設(shè)等研發(fā)工作。 對(duì)造紙過程主要能耗裝備節(jié)能集成技術(shù)進(jìn)行了研發(fā)。）6.咎建民（高級(jí)工程師、工作單位：珠海紅塔仁恒包裝股份有限公司、 完成單位：其他 珠海紅塔仁恒包裝股份有限公司、主要貢獻(xiàn)：負(fù)責(zé)包 裝紙節(jié)能項(xiàng)目的工藝技術(shù)改進(jìn)、能量系統(tǒng)分析項(xiàng)目，包裝紙紙機(jī)能源管 理平臺(tái)建設(shè)，以及項(xiàng)目實(shí)施等工作。對(duì)造紙過程主要能耗裝備節(jié)能集成 技術(shù)進(jìn)行研究。）黃志昌（工程師、工作單位：正業(yè)國(guó)際控股有限公司、完成單位：其 他 中山永發(fā)紙業(yè)有限公司、主要貢獻(xiàn)：本人負(fù)責(zé)該科技項(xiàng)目示范工 程的具體實(shí)施，對(duì)示范工程項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)方案的制定和關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā) 提出指導(dǎo)性意見，主持進(jìn)行紙機(jī)節(jié)能優(yōu)化工程的實(shí)施。）尹勇軍（未

5、取得、工作單位：廣西大學(xué)、完成單位：華南理工大學(xué)、 主要貢獻(xiàn)：底層優(yōu)化模型的研究、系統(tǒng)診斷和優(yōu)化的研究、系統(tǒng)分析功 能的研究等。研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的造紙過程 能量系統(tǒng)綜合診斷技術(shù)。是代表性論文專著2、3、4、6的作者。）張占波（工程師、工作單位：華南理工大學(xué)、完成單位：華南理工大 學(xué)、主要貢獻(xiàn)：生產(chǎn)過程建模與仿真、生產(chǎn)過程優(yōu)化與排產(chǎn)調(diào)度、數(shù)據(jù) 采集過程的數(shù)據(jù)預(yù)處理。是代表性論文專著6、8的作者。）陳曉彬（講師、工作單位：衢州學(xué)院、完成單位：華南理工大學(xué)、主 要貢獻(xiàn)：生產(chǎn)過程數(shù)學(xué)模型的建立；能效診斷與優(yōu)化方法的建立。是2 -6代表性論文專著的作者。）本項(xiàng)目以能量流、物質(zhì)流和

6、信息流為研究對(duì)象，以能量流為主線，研發(fā)造紙 過程節(jié)能優(yōu)化集成技術(shù)。本項(xiàng)目研發(fā)的關(guān)健共性創(chuàng)新技術(shù)主要包括如下三項(xiàng)：造紙過程能量系統(tǒng)綜合診斷技術(shù)研發(fā)出過程能量和物料平衡計(jì)算模型、優(yōu)化分析計(jì)算模型和“過程能量綜合 診斷軟件”；應(yīng)用“三環(huán)節(jié)能量系統(tǒng)綜合優(yōu)化理論，對(duì)造紙過程能量轉(zhuǎn)換、能 量利用和能量回收三環(huán)節(jié)，進(jìn)行能量平衡分析和炯平衡分析，找出節(jié)能瓶頸，提 出節(jié)能優(yōu)化方案，達(dá)到全系統(tǒng)（全廠）用能優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)出國(guó)內(nèi)第一 套“造紙過程能量系統(tǒng)綜合診斷與優(yōu)化技術(shù)”，包括進(jìn)行能量系統(tǒng)檢測(cè)、診斷與 優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)程序，過程能量物料平衡和優(yōu)化計(jì)算的軟件系統(tǒng)，用于綜合診斷造紙 過程能量系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)能效的瓶頸，提出

7、節(jié)能優(yōu)化方案。造紙過程節(jié)能優(yōu)化監(jiān)控平臺(tái)技術(shù)平臺(tái)建立了造紙各單元過程能量流和物料流數(shù)學(xué)模型以及上述單元過程的 協(xié)調(diào)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，建立了面向管理的造紙過程能效綜合指標(biāo)體系，構(gòu)建了造紙 項(xiàng)目 過程監(jiān)測(cè)、分析和優(yōu)化監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了工藝、設(shè)備、控制和管理的集成；平臺(tái) 簡(jiǎn)介 監(jiān)測(cè)過程各工段的能源利用狀況，監(jiān)視各種異?，F(xiàn)象，判斷能量利用狀態(tài)，給出 綜合分析意見，為能源優(yōu)化提供參考；通過對(duì)造紙過程能量流信息分析、優(yōu)化和 預(yù)測(cè)，達(dá)到節(jié)能的目的。構(gòu)建了我國(guó)造紙行業(yè)第一套有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的造紙過程 能源管理信息系統(tǒng)。造紙過程主要能耗裝備節(jié)能集成技術(shù)研發(fā)出三類集成技術(shù)在示范工程中應(yīng)用：（1）簡(jiǎn)化流送系統(tǒng)：根據(jù)二次纖維

8、較柔軟的特點(diǎn)，關(guān)停能耗大的磨漿工序，通過加強(qiáng)篩選裝置，滿足紙種對(duì)漿料的 要求，達(dá)到節(jié)能目的；（2）濕部脫水過程的集成技術(shù)：通過網(wǎng)部階梯真空脫水和 真空脫水與機(jī)械壓榨脫水優(yōu)化組合，提高脫水率，降低脫水能耗，出壓榨紙頁(yè)干 度由原來的46%左右達(dá)到50%左右；（3）干燥過程的集成技術(shù)：研發(fā)出紙頁(yè)干燥 曲線優(yōu)化及蒸汽梯級(jí)利用技術(shù)，優(yōu)化了紙頁(yè)干燥曲線提高了蒸汽梯級(jí)利用效率和 紙頁(yè)質(zhì)量、研發(fā)出氣罩通風(fēng)系統(tǒng)熱量梯級(jí)利用和余熱回收技術(shù)，在國(guó)產(chǎn)紙機(jī)中實(shí) 現(xiàn)了氣罩濕熱空氣露點(diǎn)-零位測(cè)量控制和循環(huán)梯級(jí)利用，提高了紙頁(yè)干燥的熱效 率。上述集成優(yōu)化技術(shù)研發(fā)成功后，在中山永發(fā)紙業(yè)有限公司選擇典型造紙生產(chǎn) 線實(shí)施示范工程：

9、對(duì)示范工程造紙生產(chǎn)線進(jìn)行能量系統(tǒng)綜合診斷，并制定節(jié)能技 改最佳技術(shù)路線；對(duì)示范工程中主要耗能裝備進(jìn)行技術(shù)集成改造；應(yīng)用嵌入技術(shù)， 建立造紙過程節(jié)能優(yōu)化監(jiān)控平臺(tái)；分析、評(píng)價(jià)示范工程項(xiàng)目運(yùn)行前后的節(jié)能效果， 制定了造紙過程節(jié)能最佳可行性導(dǎo)則。在項(xiàng)目示范和完善后，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于維達(dá)紙業(yè)有限公司、珠海紅塔仁恒包 裝股份有限公司、珠海華豐紙業(yè)有限公司。2014至2016年共實(shí)現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益 16926.42萬元，節(jié)約12.71萬噸標(biāo)煤，減少碳排放19.98萬噸。本項(xiàng)目授權(quán)軟件著作權(quán)1項(xiàng)；授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)，實(shí)用新型專利3項(xiàng)，發(fā)表 論文10篇。代表 性論 文專 著目 錄論文 1: Paper mills i

10、ntegrated gasification combined cycle process with high energy efficiency for cleaner production論文 2： Energy system diagnosis of paper-drying process, Part 2論文 3： Energy system diagnosis of paper-drying process, Part 1論文 4： An energy-saving assessment approach for hood論文 5： Benchmarking Analysis of

11、Energy Efficiency Indicators in Paper Mill論文6：高強(qiáng)瓦楞原紙干燥曲線在線測(cè)量與分析.論文 7: Potential for reducing paper mill energy use and carbon dioxide emissions through論文 8： Energy information integration based on EMS in paper mill論文 9： Dryer Section Energy System Measurement and Energy-Saving Potential Analysis for

12、 a Paper Machine論文 10： Process Parameters Optimization for Energy Saving in Paper Machine Dryer Section知識(shí) 產(chǎn)權(quán) 名稱專利1： 一種用于多烘缸造紙機(jī)干燥部的通風(fēng)系統(tǒng)及其工作方法ZL 201210315935.X專利2：造紙機(jī)干燥部能量系統(tǒng)監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)及其工作方法ZL 201010100848.3專利3：能量系統(tǒng)綜合優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)ZL 200810198511.3專利4： 一種造紙機(jī)干燥部能量系統(tǒng)優(yōu)化控制系統(tǒng)ZL 201010132493.6專利5： 一種紙漿漂白先進(jìn)過程控制系統(tǒng)ZL 20081

13、0220205.5專利6： 一種用于多烘缸造紙要干燥部的通風(fēng)系統(tǒng)ZL2012 2 0438294.9專利7： 一種自動(dòng)測(cè)量盤磨機(jī)盤磨間距的裝置ZL 201620548672.0專利8：變濃度紙漿的打漿裝置ZL 201020579987.4專利9：污水脫水性能測(cè)量系統(tǒng)ZL 2012 2 0712975.3專利10:集成物流、能流和炯分析的造紙過程在線仿真軟件2015SR004180中山永發(fā)紙業(yè)有限公司項(xiàng)目組研發(fā)的包含能量系統(tǒng)檢測(cè)方法、診斷與優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)程序、過程能量與 物料的平衡和優(yōu)化計(jì)算模型與軟件的造紙過程能量系統(tǒng)綜合診斷與優(yōu)化技術(shù)，包 括流送、造紙機(jī)濕部和干燥部節(jié)能的主要耗能裝備節(jié)能集成技術(shù)和

14、具有數(shù)據(jù)集 成、信息監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、節(jié)能優(yōu)化、事件管理及報(bào)表功能的節(jié)能優(yōu)化監(jiān)控平臺(tái)。 上述技術(shù)應(yīng)用在中山永發(fā)紙業(yè)有限公司紙機(jī)生產(chǎn)線，運(yùn)行結(jié)果表明節(jié)能效果明 顯。經(jīng)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)審核，審核專家認(rèn)為單位產(chǎn)品綜合能耗下降24.33% ,取得了良 好的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。維達(dá)紙業(yè)（中國(guó)）有限公司項(xiàng)目針對(duì)維達(dá)紙業(yè)江門生產(chǎn)基地和新會(huì)生產(chǎn)基地，實(shí)施了基于過程能量綜 合、排產(chǎn)優(yōu)化調(diào)度、倉(cāng)儲(chǔ)管理以及能量系統(tǒng)管理等能量系統(tǒng)綜合優(yōu)化集成。項(xiàng)目 實(shí)施以來，企業(yè)節(jié)能減排效果明顯，完成了預(yù)計(jì)的主要研發(fā)內(nèi)容和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)， 通過了項(xiàng)目驗(yàn)收。廣用況推應(yīng)情珠海經(jīng)濟(jì)特區(qū)紅塔仁恒包裝股份有限公司廣用況推應(yīng)情項(xiàng)目采用了造紙較成熟的信息化能

15、源管理技術(shù)、過程能量綜合方法，結(jié)合白 卡紙生產(chǎn)特點(diǎn)，利用華南理工大學(xué)開發(fā)的造紙過程能量系統(tǒng)建模技術(shù)、能量綜合 優(yōu)化方法、工藝裝備優(yōu)化集成技術(shù)等建設(shè)了能源管理中心信息系統(tǒng)。項(xiàng)目實(shí)施期 間，建立并通過了 GB/T 23331-2012能源管理體系；同時(shí)，通過對(duì)公司能源使 用進(jìn)行全面診斷、分析，實(shí)施系列節(jié)能技改、對(duì)能源使用進(jìn)行管理與優(yōu)化，對(duì)生 產(chǎn)用電進(jìn)行監(jiān)控與監(jiān)督、檢查與考核，提高了公司的能源管理水平。本項(xiàng)目實(shí)施 完成后，年生產(chǎn)成本約1158萬元以上，新增稅金289.6萬元。同時(shí)，減少二氧 化碳的排放量超過1.3萬噸，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。該項(xiàng)目已完成了預(yù)計(jì)的主 要研發(fā)內(nèi)容和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過了項(xiàng)目驗(yàn)收。珠海華豐紙業(yè)有限公司能源管理中心、建設(shè)在實(shí)