造紙行業(yè)作為歷史悠久的基礎(chǔ)工業(yè),其生產(chǎn)過程對溫度的精準(zhǔn)控制直接影響紙張的物理性能、生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量。從紙漿的蒸煮降溫,到抄紙機(jī)的網(wǎng)部脫水,再到紙張的干燥定型,每一個(gè)環(huán)節(jié)的溫度管理都決定著紙張的強(qiáng)度、勻度和光澤度 —— 數(shù)據(jù)顯示,網(wǎng)部水溫偏差 1℃會導(dǎo)致紙張定量波動 ±2g/㎡,干燥冷卻不均會使紙張翹曲度增加 15%,影響后續(xù)加工。冷水機(jī)作為造紙車間的關(guān)鍵溫控設(shè)備,需在高濕度、多纖維粉塵的環(huán)境中,提供 5-35℃的寬域控溫能力(精度 ±1℃),同時(shí)具備耐漿料腐蝕、防纖維堵塞和連續(xù)運(yùn)行的特性。造紙用冷水機(jī)的選型與運(yùn)行,是平衡傳統(tǒng)造紙工藝穩(wěn)定性、生產(chǎn)效率與產(chǎn)品品質(zhì)的核心環(huán)節(jié),更是推動傳統(tǒng)造紙行業(yè)向高效化、高品質(zhì)轉(zhuǎn)型的重要支撐。
造紙工藝特性對溫度波動極為敏感:
? 紙漿洗滌需控制水溫 40-50±1℃,溫度波動超過 ±2℃會導(dǎo)致黑液提取率下降(≥5%),增加化學(xué)品消耗;
? 抄紙機(jī)網(wǎng)部需維持水溫 25-30±1℃,溫差過大會導(dǎo)致纖維絮聚(勻度偏差≥3%),紙張強(qiáng)度下降;
? 干燥部冷卻需控制降溫速率(3-5℃/m),速率不當(dāng)會導(dǎo)致紙張內(nèi)應(yīng)力增加(翹曲度≥2mm/m),印刷適應(yīng)性下降。
某文化用紙廠因網(wǎng)部水溫波動(±2.5℃),導(dǎo)致一批次 A4 紙定量偏差超標(biāo),降級損失超 300 萬元。
造紙環(huán)境對設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn):
? 冷卻系統(tǒng)需耐受紙漿中的木質(zhì)素、樹脂(酸性)和漂白劑(含氯)的腐蝕,金屬部件需采用雙相不銹鋼(2205);
? 與冷卻介質(zhì)接觸的管路需安裝防堵塞過濾器(精度 200μm),防止纖維、填料(碳酸鈣)沉積堵塞流道;
? 密封件需選用耐水解三元乙丙橡膠(EPDM),耐受長期高濕度環(huán)境(濕度≥90%)和熱水侵蝕,使用壽命≥8000 小時(shí)。
某包裝紙廠因冷卻器被纖維堵塞,導(dǎo)致干燥輥溫度失控,一批次牛皮紙水分偏差超標(biāo),返工損失超 200 萬元。
規(guī)?;a(chǎn)要求設(shè)備極致穩(wěn)定:
? 冷水機(jī)組需支持 365 天連續(xù)運(yùn)行(MTBF≥15000 小時(shí)),平均維修時(shí)間≤1 小時(shí),避免抄紙機(jī)停機(jī)(損失≥5 萬元 / 小時(shí));
? 需支持負(fù)荷動態(tài)調(diào)節(jié)(40%-100%),適應(yīng)不同紙種(文化紙 / 包裝紙 / 特種紙)的冷卻需求差異;
? 運(yùn)行能效比(COP)需≥3.0,通過變頻調(diào)節(jié)和余熱回收,單位紙張冷卻能耗≤15kWh / 噸。

1. 紙漿蒸煮冷卻系統(tǒng)
某制漿廠采用該方案后,黑液提取率提升 5%,蒸煮能耗下降 8%。
? 核心挑戰(zhàn):化學(xué)制漿蒸煮鍋需將紙漿從 170-180℃冷卻至 80-90℃,降溫速率控制在 5-8℃/min,過快會導(dǎo)致黑液黏度增加(提取困難)。
? 定制方案:
? 采用高壓螺桿冷水機(jī)(工作壓力 2.5MPa),制冷量 500-2000kW,為蒸煮鍋夾套供水,水溫控制在 30±1℃;
? 冷卻系統(tǒng)采用 “閃蒸降溫 + 冷水冷卻” 復(fù)合設(shè)計(jì),先通過閃蒸降至 120℃,再用冷水機(jī)冷卻至工藝溫度;
? 與蒸煮控制系統(tǒng)聯(lián)動,根據(jù)原料種類(木材 / 蘆葦 / 秸稈)自動調(diào)整降溫曲線,確保纖維分離度≥85%。
1. 紙漿洗滌冷卻系統(tǒng)
? 核心挑戰(zhàn):紙漿洗滌需控制水溫 40-50℃,高溫會導(dǎo)致洗滌劑活性下降,低溫則洗滌效率降低(殘堿含量增加)。
? 定制方案:
? 采用渦旋式冷水機(jī)(制冷量 200-800kW),為洗滌機(jī)噴水嘴供水,水溫控制精度 ±1℃;
? 冷卻水路采用大管徑設(shè)計(jì)(≥DN100),配備自清潔過濾器(精度 200μm),攔截紙漿纖維;
? 與洗滌濃度監(jiān)測聯(lián)動,根據(jù)紙漿濃度(8-15%)自動調(diào)整冷卻水量,高濃度時(shí)增加 30% 水量。
1. 抄紙機(jī)網(wǎng)部冷卻系統(tǒng)
? 需求:抄紙機(jī)網(wǎng)部需通過噴水冷卻控制漿料溫度 25-30℃,高溫會導(dǎo)致水分蒸發(fā)過快(脫水不均)和纖維絮凝。
? 方案:
? 采用高效冷水機(jī)(制冷量 300-1500kW),為網(wǎng)部噴淋系統(tǒng)供水,水溫控制在 15±1℃,流量穩(wěn)定性 ±2%;
? 冷卻系統(tǒng)分區(qū)域控制(成形區(qū) / 脫水區(qū) / 真空區(qū)),根據(jù)不同區(qū)域熱負(fù)荷調(diào)整噴水量,溫差≤1℃;
? 與抄紙機(jī)速度聯(lián)動(500-1500m/min),自動調(diào)整冷卻強(qiáng)度,高速運(yùn)行時(shí)增加 50% 噴水量。
1. 壓榨部輥筒冷卻系統(tǒng)
? 需求:壓榨輥(線壓力 100-500kN/m)因摩擦生熱需冷卻,溫度需控制在 40±2℃,高溫會導(dǎo)致紙張粘輥和斷頭。
? 方案:
? 采用水冷式冷水機(jī)(制冷量 200-1000kW),為壓榨輥內(nèi)部流道供水,水溫控制在 20±1℃;
? 輥筒水路采用螺旋式設(shè)計(jì),確保溫度均勻性≤±1℃,避免局部過熱導(dǎo)致的紙張缺陷;
? 與壓榨壓力控制系統(tǒng)聯(lián)動,壓力增大時(shí)同步增加冷卻流量(增幅 20%),維持溫度穩(wěn)定。
1. 干燥部冷卻系統(tǒng)
某文化紙廠采用該方案后,紙張水分偏差控制在 ±0.5%,翹曲度≤1mm/m,印刷適應(yīng)性提升。
? 核心挑戰(zhàn):紙張經(jīng)干燥部(溫度 80-120℃)后需冷卻至 40℃以下,冷卻不足會導(dǎo)致卷取后紙張返潮(水分偏差≥1%)和翹曲。
? 定制方案:
? 采用螺桿式冷水機(jī)(制冷量 500-2500kW),為冷卻輥和冷缸供水,水溫控制在 15±1℃;
? 冷卻段采用 “多組冷缸 + 冷風(fēng)幕” 設(shè)計(jì),通過調(diào)節(jié)冷缸水量和冷風(fēng)溫度精準(zhǔn)控制降溫速率(3-5℃/m);
? 與水分檢測儀聯(lián)動,根據(jù)紙張實(shí)際水分(5-8%)自動調(diào)整冷卻強(qiáng)度,水分偏高時(shí)增加冷卻量。
1. 卷取機(jī)冷卻系統(tǒng)
? 需求:紙張卷取過程中因摩擦生熱,需控制卷取溫度≤45℃,高溫會導(dǎo)致紙張粘連(尤其是涂布紙)和壓痕。
? 方案:
? 采用風(fēng)冷式冷水機(jī)(制冷量 100-500kW),為卷取機(jī)冷卻風(fēng)環(huán)供冷,風(fēng)溫控制在 25±2℃;
? 冷卻系統(tǒng)配備變頻風(fēng)機(jī),根據(jù)卷取速度(800-2000m/min)自動調(diào)節(jié)風(fēng)量,高速時(shí)風(fēng)壓增加 30%;
? 與卷取張力控制系統(tǒng)聯(lián)動,張力增大時(shí)增強(qiáng)冷卻,避免過熱導(dǎo)致的紙張拉伸變形。
1. 材質(zhì)選擇與防護(hù)
? 制漿區(qū):與漂白液接觸的管路采用雙相不銹鋼(2205),耐氯離子腐蝕(濃度≤2000ppm);
? 抄紙區(qū):網(wǎng)部冷卻管路采用 316L 不銹鋼,內(nèi)壁做拋光處理(Ra≤1.6μm),減少纖維附著;
? 密封材料:潮濕環(huán)境選用耐水解 EPDM 橡膠,高溫區(qū)選用氟橡膠(FKM),使用壽命延長 2 倍。
1. 系統(tǒng)清潔與過濾
? 多級過濾:主回路安裝自清潔過濾器(精度 200μm)+ 水力旋流器,網(wǎng)部冷卻前加裝纖維分離器;
? 定期沖洗:每班清理過濾器截留的纖維雜質(zhì),每周用高壓水反向沖洗換熱器(壓力 10-15MPa);
? 化學(xué)清洗:每月用堿性清洗劑(針對有機(jī)污垢)和酸洗劑(針對水垢)交替清洗,去除管路沉積物。
某造紙企業(yè)通過精細(xì)化管理,冷卻系統(tǒng)堵塞故障率從每月 3 次降至每年 2 次,維護(hù)成本降低 70%。
1. 負(fù)荷動態(tài)調(diào)節(jié)
? 變頻控制:根據(jù)抄紙機(jī)開機(jī)臺數(shù)和速度自動調(diào)整壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速(30-60Hz),部分負(fù)荷時(shí)節(jié)能 30%-40%;
? 余熱回收:利用干燥部廢氣余熱(80-120℃)加熱網(wǎng)部用水和車間供暖,年節(jié)約蒸汽消耗 30%;
? 某大型紙廠應(yīng)用后,冷水機(jī)年耗電量下降 200 萬度,折合減少碳排放 1300 噸。
1. 工藝聯(lián)動策略
? 智能群控:多臺冷水機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí),按總冷量需求智能啟停(如 6 臺機(jī)組實(shí)現(xiàn) 15%-100% 負(fù)荷調(diào)節(jié));
? 生產(chǎn)計(jì)劃聯(lián)動:通過 MES 系統(tǒng)獲取生產(chǎn)排程,提前 4 小時(shí)調(diào)整冷卻參數(shù),適應(yīng)紙種切換;
? 數(shù)據(jù)監(jiān)控:實(shí)時(shí)采集各工段溫度、水分、能耗數(shù)據(jù),生成單位紙張能耗報(bào)告,優(yōu)化冷卻參數(shù)。
1. 預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃
? 日常檢查:每日記錄進(jìn)出水溫度、壓力、流量(偏差≤5%),檢查過濾器壓差和設(shè)備振動;
? 定期保養(yǎng):每運(yùn)行 3000 小時(shí)更換過濾器濾芯和冷凍油,每 6000 小時(shí)檢測換熱器腐蝕情況;
? 季節(jié)維護(hù):夏季前清洗冷凝器(提高散熱效率 20%),冬季前檢查防凍液濃度(冰點(diǎn)≤-20℃)。
1. 應(yīng)急處理預(yù)案
? 冷卻中斷:立即啟動備用冷水機(jī)(切換時(shí)間≤15 秒),抄紙機(jī)降低速度至 50%,啟動網(wǎng)部噴水保濕;
? 管路堵塞:啟用備用過濾回路,采用壓縮空氣反吹堵塞管路,嚴(yán)重時(shí)切換備用水路;
? 停電故障:啟用柴油發(fā)電機(jī)(確保 10 分鐘內(nèi)供電),優(yōu)先保障網(wǎng)部和干燥部冷卻系統(tǒng)運(yùn)行。
某大型造紙企業(yè)(年產(chǎn)文化紙 50 萬噸、包裝紙 30 萬噸)需建設(shè)綜合冷卻系統(tǒng),服務(wù)于 2 條制漿線、4 臺抄紙機(jī)、6 套干燥設(shè)備及輔助設(shè)施,要求系統(tǒng)總制冷量 15000kW,控溫精度 ±1℃,符合造紙行業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
1. 冷卻架構(gòu)
? 制漿區(qū):8 臺 1000kW 高壓冷水機(jī)(6 用 2 備),為蒸煮鍋和洗滌機(jī)冷卻,控溫精度 ±1℃;
? 抄紙區(qū):10 臺 1200kW 螺桿冷水機(jī),服務(wù)網(wǎng)部和壓榨部,總換熱量 10000kW;
? 干燥完成區(qū):6 臺 800kW 高效冷水機(jī),為冷卻輥和卷取機(jī)冷卻,總循環(huán)水量 8000m3/h。
1. 安全與節(jié)能設(shè)計(jì)
? 全系統(tǒng)采用防腐蝕防堵塞設(shè)計(jì)(雙相不銹鋼管路 + 多級過濾),適應(yīng)造紙高濕多纖維環(huán)境;
? 安裝智能能源管理平臺,實(shí)現(xiàn)余熱回收、變頻調(diào)節(jié)和遠(yuǎn)程監(jiān)控,綜合節(jié)能率≥35%;
? 關(guān)鍵設(shè)備采用 2N 冗余設(shè)計(jì),配備應(yīng)急電源和泄漏檢測系統(tǒng),確保生產(chǎn)連續(xù)和設(shè)備安全。
? 產(chǎn)品品質(zhì):紙張定量偏差≤±1g/㎡,水分偏差≤±0.5%,翹曲度≤1mm/m,客戶投訴率下降 80%;
? 生產(chǎn)效率:抄紙機(jī)有效作業(yè)率從 85% 提升至 97%,斷紙率下降 60%,車速提升 15%;
? 成本效益:單位紙張冷卻能耗降至 12kWh / 噸,年節(jié)約電費(fèi) 1200 萬元,投資回收期 3 年。
造紙行業(yè)的冷水機(jī)應(yīng)用,是 “傳統(tǒng)造紙工藝” 與 “現(xiàn)代溫控技術(shù)” 的深度融合,它不僅能保障紙張強(qiáng)度、勻度和水分穩(wěn)定性,更能通過智能管理降低生產(chǎn)成本。隨著造紙行業(yè)向綠色化、功能化發(fā)展(如再生紙、特種功能紙),冷水機(jī)將向 “更高精度控溫、針對不同紙種定制曲線、全流程余熱回收” 方向發(fā)展。選擇專業(yè)的造紙冷水機(jī),是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)造紙行業(yè)品質(zhì)升級和高效生產(chǎn)的關(guān)鍵支撐。
手機(jī)二維碼