所以,回收环节对于工艺装置的节能有很大的影响。

"三环节"方法的能量利用环节是核心环节,在过程能量综合中起主要决定作用,而能量转换
环节和能量回收环节起辅助作用。"三环节"模型将大型的、复杂的用能系统分解成三个子
系统,分解后的子系统的变量数目减少,易于优化,所以"三环节"模型是适用于复杂过程系
统的严格的、定量的能量结构数学模型。以"三环节"模型为框架,"三环节"方法阐明了过程
系统中能量流之间的量化关系,强调各子系统之间的相互影响机制和制约关系,结合经济学
方法,形成一套完整的从过程单元、子系统到全局系统的分解协调优化方法。运用"三环
节"方法对现有的工艺装置,或扩产改造后的工艺装置进行能量综合分析能够清楚地展示
工艺装置的用能情况,找出用能的薄弱环节,给出了节能降耗的主要方向。"三环节"方法与
过程系统的工艺流程优化相配合可以给出在各种条件下的工艺参数的优化值,用以指导生
产操作,从而达到提高产品品质、节能降耗的目的。因此"三环节"法是一个以过程系统全局
优化为目标的能量分析、综合与优化的方法。
近十多年来,"三环节"方法已经成功的运用于多家炼油、石化企业的能量系统的优化设计
和改造,达到了降低了工艺装置能耗的良好效果,提高了企业的经济效益,得到有关专家的
一致肯定,在石油化工领域内达到了世界先进水平[19]。但是将"三环节"技术用于造纸企
业能量系统的建模、分析和优化未见有报道。鉴如此,本文将首次把已在石化企业能量系统
应用成功的"三环节"方法,应用于造纸企业能量系统的建模和优化,建立造纸企业能量系统
的"三环节"结构模型,并依此为基础,对某造纸企业的能量系统进行分析,找出该造纸企业
的节能方向,提出比较可行的具体节能措施,以期达到降低企业的能耗、提高企业的经济效
益和环境质量。

3 造纸企业能量系统的"三环节"模型

3.1 造纸企业能量系统"三环节"的划分能量转换环节:造纸企业所需的能量除一部分由回
收循环提供以外,大部分须由外界补充供入。把外界的能量通过转换或传输,按照有效供能
所要求的形式、数量、品位提供给体系和工艺物流的设备和工段,都属于能量的转换环节。
如动力车间,它将煤等一次能源的化学能转换成生产需要的二次能源,如蒸汽和力;黑液燃
烧车间,它将黑液中的化学能转换成热能;一些造纸厂为解决生产能耗负荷变动过大而采
用的燃气轮机等单元都属于能量转换环节。
能量利用环节:每个造纸企业都有一个到几个核心的单元工艺过程,如蒸煮、漂白、干燥等
并对应着相应的设备,这些工段或设备单元构成了造纸企业能量系统的"三环节"模型的能
量利用环节。它作为生产的主体,在这里消耗能源以完成原料到产品的变化。
能量回收环节:能量回收环节通常由大量换热过程构成,相应的设备则是各种换热器、蒸汽
发生器、冷却器等,它们在造纸企业的工艺装备中也占据相当一部分比重。回收的能量分为
两部分:一部分回收循环能用于体系内部,构成工艺总用能的一部分,如能量利用环节单元
设备排放的能量回收后用于本单元或本环节其它合适的热阱;另一部分回收输出能用于体
系外部和本体系的转换环节,如回收的冷凝水可送回动力车间的锅炉段。
本文以某造纸企业为例,对该造纸企业能量系统的"三环节"进行具体划分。该造纸企业共
有耗能单元(或工段)23 个。其中,能量转换环节的单元包括动力车间、制药工段的沸腾炉,
前者将煤等一次能源化学能转换成二次能源如蒸汽和电能,后者将化学能转换成热能。其
余 21 个单位都是耗能单位、属于能量利用环节。能量回收环节包括抄纸、粘合剂两个单位
生产的冷凝水回收、抄纸干燥部利用废气中的热能回收单元等。该造纸企业能量系统"三环
节"的具体划分详见表 1。