Применение переменных частотных дисков (VFD) в целлюлозной и бумажной промышленности

Введение

Промышленность мякоти и бумаги является краеугольным камнем глобального производства, поддержки секторов от упаковки до публикации. Тем не менее, он также является энергоемким, составляет приблизительно 6% глобального потребления электроэнергии. В этом контексте оптимизация энергоэффективности и управления процессами стали критическими для устойчивости и конкурентоспособности затрат. Переменные частоты приводов (VFD), также известные как AC Drives, стали трансформирующими технологиями в этой отрасли, революционизируя, как двигатели и оборудование работают на всех этапах производства. В этой статье рассматриваются ключевые приложения, преимущества и реальные воздействия VFD на производство целлюлозы и бумаги.

Ключевые применения VFD в процессах пульпы и бумаги

1 Насосные системы: от обработки сырья до очистки сточных вод

Насосы вездесущи в целлюлозе и бумажных мельницах, используются для транспортировки сырья (например, древесная щепа, вода, химикаты), рециркуляционные ликеры и управление сточными водами. Традиционные насосы с фиксированной скоростью работают с постоянными скоростями, часто приводя к перекачиванию, энергетическим отходам и механическому напряжению.

• Пример: в химической кистии (например, процесс KRAFT) управляющие насосы VFDS, чтобы соответствовать точной скорости потока, требуемой косой косой, снижая использование энергии на 20–30% по сравнению с операцией с фиксированной скоростью.
• Очистка сточных вод: VFDS оптимизирует насосы и аэраторы осадков в системах биологической обработки, обеспечивая точные уровни кислорода при минимизации энергопотребления.

2 Вентиляторы: регулирование воздушного потока для сушки и вентиляции

Высыхание является критическим шагом в сборе бумаг, где горячий воздух удаляет влагу с листа. Крупные вентиляторы питают этот процесс, но операция с фиксированной скоростью часто приводит к чрезмерной вентиляции, тратуте энергию.

• Решение: VFDS регулирует скорость вентилятора на основе содержания влажности в реальном времени и данных о температуре. Например, в секции сушилки бумажной машины VFD снижают скорость вентилятора в течение периодов низкого спроса (например, замедление производства в ночном времени), сокращая потребление энергии на 30–50%.
• Дополнительное преимущество: более плавное управление воздушным потоком сводит к минимуму механические вибрации, продление продолжительности жизни вентилятора и воздуховодов.

3 Нажающее и календерное оборудование

Нажатие и календер (сглаживание бумажной поверхности) полагаются на гидравлические или механические системы, управляемые двигателями. Приводы с фиксированной скоростью ограничивают способность адаптироваться к различным бумажным оценкам (например, газета против картон).

• Преимущество VFD. Из -за различной скорости двигателя VFD позволяют точно контролировать силу нажатия и скорости календерных рулонов. Это обеспечивает последовательное качество продукта в разных типах бумаги, одновременно уменьшая отходы энергии от переживания.

4 Конвейерные системы: волокна мякоть и транспорт листа

Волокна мякоти и бумажные листы транспортируются через конвейерные ленты или ролики по всей мельнице. Конвейеры с фиксированной скоростью часто работают на полной емкости, даже когда нагрузки легкие, тратуте энергию.

• Оптимизация: VFD регулируют скорости конвейера в соответствии с темами производства-EEG, замедляясь во время перерывов или смены с низким спросом. Это уменьшает потерю тепла моторного тепла и механический износ, снижая затраты на техническое обслуживание до 25%.

5 Перемоточные и режущие машины

На последних этапах бумажные рулоны перемещаются, разрезаны или преобразуются в готовые продукты. VFDS синхронизирует скорость разматывания, разрезания и перемотки, устраняя слабые или разрывы и повышая пропускную способность на 10–15%.

Преимущества VFD в производстве целлюлозы и бумаги

1. Энергетическая эффективность: Благодаря скорости моторного спроса с нагрузкой, VFD снижают потребление электроэнергии на 20–50% в применимых системах. Для мельницы среднего размера (производящего 200 000 тонн/год) это приводит к годовой экономии 200 000–500 000 (в зависимости от местных цен на энергоносители).

2. Усовершенствованное управление процессом: точное регулирование скорости улучшает консистенцию продукта (например, толщина бумаги, сухость) и снижает дефекты, снижая затраты на переделку.

3. Продолжительное срок службы оборудования: уменьшенное механическое напряжение (от избежания частых циклов запуска/остановки и перегрузки) сокращает частоту обслуживания и продлевает срок службы насосов, вентиляторов и конвейеров на 30–40%.

4. Экологическая устойчивость: более низкое потребление энергии напрямую снижает выбросы углерода, согласуясь с глобальными целями в области устойчивости (например, целевых целей в чистом уровне).

5. Возвращение затрат: VFD, как правило, имеет период окупаемости 1–3 года, что делает их экономически эффективными инвестициями для Mills, стремящихся повысить прибыльность.

Тема исследования: внедрение VFD на европейской бумажной фабрике

Ведущая европейская бумажная фабрика, производящая 300 000 тонн/год упаковочной бумаги, внедренной VFD в своих насосах, вентиляторах и конвейерных системах. Ключевые результаты включали:

• Экономия энергии: снижение потребления электроэнергии на 18% (эквивалентно 12 ГВтч/год), сокращение годовых затрат на энергию на 1,2 млн. Евро.
• Сокращение выбросов: снижение выбросов CO₂ на 8000 тонн/год, поддерживая цель мельницы по достижению углеродного нейтралитета к 2030 году.
• Снижение затрат на техническое обслуживание: меньше отказов оборудования привело к снижению ежегодных расходов на техническое обслуживание на 25%.

Заключение

В целлюлозной и бумажной промышленности VFD-это гораздо больше, чем просто «энергетические устройства»-они способны эксплуатационному превосходству. Оптимизируя моторные процессы, эти диски повышают эффективность, качество продукции и устойчивость при обеспечении убедительной финансовой прибыли. Поскольку индустрия продолжает расставлять приоритеты на декарбонизации и конкурентоспособности затрат, VFD останется технологией краеугольного камня для современных мельниц.