专题论坛
《中国造纸》2011 年第 30 卷第 8 期
湿纸幅经压榨部脱除的水分越多
，干燥时能耗就
越低。对于 “压榨干度每提高 1%
，干燥部可节省多
少蒸汽量
？”这一问题，文献 ［16-19］ 都认为在 3%
～ 5% 之间。可节约蒸汽量之所以不同
，是由所选取
的初始压榨干度和卷纸干度不同造成的。据调查
，现
行纸机的压榨干度为 33% ～ 55%
，卷纸干度为 90%
～ 95%
，运 用 理 论 干 燥 模 型 预 测 压 榨 干 度 每 提 高
1%
，干燥部可节省 8. 5% ～ 3% 的蒸汽，如图 2 所
示
，这一结论基本上适宜于当前所有的纸机。
图 2
压榨干度对干燥部汽耗的影响
靴式压榨将辊式压榨的瞬时动态线性脱水改为了
静压下长时间的宽压区脱水
，是一种高效的压榨脱水
方式。靴式压榨以其优越的脱水性能在国内外得到了
广泛应用
，目前可达到 50% ～ 55% 的压榨干度
［20］
。国
内某 瓦 楞 原 纸 纸 机 采 用 Voith 靴 压 后
，压榨干度由
46% 提高至 51%
，吨纸汽耗降低 17%
［21］
； 国外某薄页
纸机采用 X-NIP T 靴压后
，干燥部汽耗可降低 15%
［22］
。
压榨辊面的材料和形式也是影响压榨效率的重要
因素
，在设计时应给予重点关注。压榨毛毯也是压榨
部优化的一个重要部分
，因为它不仅有利于湿纸幅脱
水
，还可以减少纸幅回湿的可能性，从而间接提高了
进入干燥部的纸幅干度
［14］
。另外
，湿纸幅在经过压
榨部时温度会降低
，如果能维持其温度不变或提高温
度
，亦可节省干燥部汽耗。一般情况下，压榨时若能
使纸幅 温 度 升 高 10℃
，则 干 燥 部 可 节 约 4% 的 蒸
汽
［19］
。文献
［23］ 对压榨部的优化措施进行了详细
介绍
，可作为纸机压榨部优化的依据。
50% ～ 55% 的压榨干度已是目前能达到的最高水
平
，但仍有进一步提高的可能性。美国林产业技术路
线优先考虑的研发需要之一就是提高压榨干度
，目标
是在现有基础上再提高 10% ～ 15%
，使进干燥部纸
幅干度达到 65% 的水平
［24］
。进干燥部纸幅干度提高
10% 意味着干燥部节能可达 30%
，因此通过改善纸
机压榨效率以节约干燥部能耗还有较大的空间。
4
干燥部节能潜力与节能技术
干燥部是造纸过程能耗最大的工段
，电耗 60 ～
130 kWh / t
（ 风干） ，热耗 2. 85 ～ 4. 85 GJ /t （ 风干） ；
同时也是造纸过程节能潜力最大的工段
，约为 0. 4 ～
2. 1 GJ / t
（ 风干） 。
干燥部传热速率 q
（ kJ /（ m
2
·s
） ） 和水分蒸发速
率 w
（ kg /（ m
2
·s
） ） 是衡量纸幅干燥效率的重要指
标
，分别如式 （ 1） 和式 （ 2） 所示
［25-26］
。
q = U
（ T
s
－ T
p
）
（ 1）
w = K
（ P
p
－ P
a
）
（ 2）
式中
，U 为总传热系数，由冷凝水传热系数、烘
缸壁厚、烘缸壁导热系数、烘缸与纸幅的传热系数、
通风温度和流量等因素决定
； K 为总传质系数，由干
网透气度、干网张力、通风湿度和流量、气罩空气露
点等因素决定
； （ T
s
－ T
p
） 为烘缸内蒸汽与纸幅温度
差
； （ P
p
－ P
a
） 为 纸 幅 表 面 与 周 围 空 气 的 水 气 分
压差。
由式
（ 1） 和式 （ 2） 可知，U 和 K 是决定干燥
部能效的关键因素。对某台纸机而言
，U 和 K 主要受
冷凝水层厚度、干网透气度和张力、通风温湿度和流
量以及气罩空气露点等变量影响。所以
，干燥部节能
应首先从提高传热传质方面入手
，以下分别从强化烘
缸传热、蒸汽梯级利用、通风系统、热回收等方面论
述了提高热、质传递的相关技术。
4. 1
强化烘缸传热节能
烘缸作为干燥部的主体
，其传热性能的好坏对纸
机的能耗影响最大。常见的强化传热措施有
： 增加烘
缸内壁冷凝水湍动、及时排除冷凝水、端盖保温、合
理选用干网和调节干网张力等。
4. 1. 1
增加烘缸内壁冷凝水湍动
对传统烘缸内壁进行适当改造
，如树脂挂里、加
装扰流棒以增加冷凝水的湍动程度
，可有效提高烘缸
的传热性能。树脂挂里既可防止内壁腐蚀
，又能提高
传热系数
，文献［27］指出采用树脂挂里可使传热系
数提高 38%
，节约蒸汽约 6. 9% 。加 装 扰 流 棒 对 传
热效率的改善因纸机车速不同而不同
［28］
，车速越高
越有利于传热
，见表 3。文献 ［29］ 指出，车速为
1000 ～ 1400 m / min 的纸机烘缸加装扰流棒可使烘缸
传热系数提高 40% ～ 50% 。
4. 1. 2
及时排除冷凝水
冷凝水通常是借助固定式或旋转式虹吸管排除烘
缸外的
，固定式虹吸管普遍应用于车速较高的纸机，
可使传热效率提高 5% ～ 10%
［9］
； 旋转式虹吸管不仅
·
7
5
·