1、近年來,我國刨花板工業蓬勃發展,2006年已成為世界第3大刨花板生產國,2007年刨花板產量達到829.07萬m3。然而刨花板生產企業良莠不齊,不少企業由于缺乏建設標準、工藝設計的系統配套,能源浪費現象嚴重,在一些小型企業中尤為突出。并且現在正在建設和即將建設的相當一部分企業依然存在過度消耗能源的問題。刨花板工藝設計的節能降耗在整個設計項目中起到舉足輕重的作用。工藝設計應倡導優化與節能設計,采用先進適用的工藝技術,合理正確的設備選型配套,EnergyConservationDesignforParticleboardProduction刨花板工藝的節能降耗設計芻議齊愛華國家林業局林產工業規劃設

2、計院,北京100010摘要:闡述在我國刨花板工程設計中,工藝設計應倡導優化與節能設計,采用先進適用的工藝技術,合理正確的設備選型配套,從而實現節能降耗。關鍵詞:刨花板;優化設計;工藝技術;設備選型;節能降耗中圖分類號:X506文獻標志碼:B文章編號:1673-5064(200906-0014-05QIAi-HuaPlanning&DesignInstituteofForestProductsIndustry,SFA,Beijing100010,ChinaAbstract:Theauthorproposedthattheoptimaldesignandenergyconservationdesi

3、gnshouldbeappliedinparticle-boardproduction,usingadvancedtechnology,properlychoosingtheequipments,soastoachievetheenergycon-servationpurposeinparticleboardproductionpractice.Keywords:particleboard;optimaldesign;processtechnology;equipmentselection;energyconservationT echnology科技14中國人造板2009/6 2009/6中

4、國人造板15從而實現節能降耗。1因地制宜的優化設計刨花板生產工藝設計是整個工程設計的基礎,而工藝流程和工藝布置設計又是工藝設計的兩項主要內容,其中節能降耗為工程設計優化的必然步驟。工藝流程設計是否合理,是整個工程設計成功的關鍵。主要依據原料來源、種類和性質,產品的質量和規格,生產規模,技術水平,建廠地區的自然環境,經濟合理性等進行設計。工藝流程應做到簡捷順暢,采取節能新技術、新工藝,滿足優質、高產、低耗、安全生產和保護環境的要求。工藝布置應與工藝流程相適應,各工序應布置合理、銜接良好,生產車間內設備布置應緊湊,物料的輸送避免迂回交叉。設計車間廠房高度時,應根據設備布置的實際高度確定,不應因局部

5、要求而將整個車間高度提高。各種輔助設施的布置,應與工段使用點接近,如采用導熱油、熱煙氣作熱介質時,供熱設備應布置在用熱設備附近。氣力輸送系統布置應整體規劃,力求管線簡潔、整齊、美觀。在室內應避免影響采光、通風,避免與門窗、設備等干擾。在不影響交通和工人操作的情況下,應盡量減少彎頭數量。盡量采用室外集中除塵,這樣不僅能保證車間內的環境衛生,而且便于對廢料進行集中處理。工藝流程和工藝布置設計應系統地對每個工序操作和步驟進行研究和改進,減少不必要的環節,正確選擇和利用設備,利用有限的生產資源追求產品的最大產出和最低成本。2先進適用的工藝技術隨著我國刨花板工業的快速發展,越來越多的新工藝、新技術在刨花

6、板生產中得到廣泛應用。采用先進的、適用的工藝技術降低物耗、能耗指標,是保護生態環境,加快建設資源節約型社會,實現可持續發展的需要。2.1熱煙氣直接加熱干燥技術目前,我國的刨花干燥機在設備管理、運行方式及余熱利用方面,均存在浪費能源現象,各企業的能源利用水平差異較大。在刨花板生產中,刨花干燥機是耗熱大戶,其熱能消耗占刨花板生產線總熱負荷的70%左右。刨花干燥常用的熱介質有熱煙氣、導熱油和蒸汽等。根據熱介質的性質,干燥方式分為間接和直接干燥兩大類。目前國內所使用的刨花干燥機,大多數都是以蒸汽或熱油作為熱源間接干燥的轉子式干燥機。間接干燥雖然具有可靠安全的性能,但是熱量損失大、產量低。隨著科學技術的

7、不斷進步,以煙氣作為熱介質的刨花干燥機正逐步推廣使用。煙氣直接與刨花接觸進行熱交換,有效地減少了熱損耗,提高了干燥效率。熱煙氣比用蒸汽、熱油經換熱器產生的熱風總效率提高了20%30%。刨花干燥機運行時排放的濕空氣會帶走一部分熱量,因此干燥系統余熱回收潛力很大。濕熱氣體回收利用技術目前使用于通道式干燥機。煙氣干燥機排出的濕熱氣體溫度約130,這部分氣體進入引風機后分成兩路,一路進入干燥機入口處,與熱能中心提供的約700高溫煙氣混合,達到刨花干燥所需要的溫度400500;另一路則通過煙囪排放掉。通道式干燥機控制系統可以控制刨花的含水率、煙氣溫度、循環煙氣的流量。連續壓機生產線科技技術探討目前,我國

8、人造板設備制造廠消化吸收國外先進技術,已研制開發出了國產的通道式刨花干燥機,并已在刨花板生產中得到使用。采用了熱煙氣直接加熱干燥顯著地降低了熱能消耗,然而通道式干燥機的裝機容量一般較大,電耗較高,但是總運行成本還是較低的。以年產6萬m3刨花板生產線為例,采用2臺轉子式干燥機裝機容量190 kW;采用通道式煙氣干燥機裝機容量276kW,通道式煙氣干燥機一年多消耗電能271600kWh,按0.6元/ kWh計算,1年成本高出16.30萬元。但是采用煙氣干燥技術,節約熱能按35%計算,如木質廢料按每噸100元計算,僅燃料費一項每年節約22萬元。轉子式干燥機濕氣直接排空,帶走大量的熱量并造成粉塵污染空

9、氣。先進的熱煙氣直接加熱干燥技術,干燥機排出濕熱氣體經分離器凈化后回收利用,減少了濕氣帶走的這部分熱量,提高了刨花干燥系統的熱效率。該技術有效地降低了能耗、保護了環境。2.2施膠節能技術膠黏劑在刨花板生產中是僅次于木材的最重要原材料,刨花板生產所用的膠黏劑種類、施膠量以及施膠方法,直接關系到刨花板的強度、質量和生產成本。在刨花板生產成本中,膠黏劑占有很大的比重,約占原材料成本的40%左右,占生產總成本20%以上。選用科學、先進的施膠方法,減少施膠不當造成的浪費,有助于提高企業的經濟效益。國內現行最基本的施膠方法是,先將原膠、固化劑和防水劑等各組分按配比要求調制好后進行施膠,調制好的膠料活性期長

10、短與固化劑的用量有關,有的時候由于某些原因會使配好的膠不能用完而造成浪費。隨著施膠工藝技術不斷進步,固化劑單獨施加技術單層壓機生產線T echnology科技16中國人造板2009/62009/6中國人造板17料10%以上;多層熱壓機生產16mm厚成品板的木材原料損耗率達到20%以上。這些不能返回生產線再利用的廢料如不加以利用,一方面會造成環境污染,另一方面也浪費了大量的生物質能源。將這些廢料作為供熱系統的燃料,再轉化為供熱壓和刨花干燥所需的熱能,可減少35%以上的燃料消耗,不僅實現了“零排放”,而且提高了企業的經濟效益。3合理正確的設備選型設備選型應遵循生產上適用、技術上先進和經濟上合理的原

11、則。設備選型首先應考慮生產上適用,只有生產上適用的設備才能發揮其投資效果;其次是技術上先進,技術上先進必須以生產適用為前提,以獲得最大經濟效益為目的;最后,將生產上適用、技術上先進與經濟上合理統一起來。3.1低能耗高精度的鋪裝機在刨花板生產中,板坯的鋪裝質量直接影響到刨花板的質量,而板坯的鋪裝質量取決于鋪裝機。分級式機械鋪裝機的鋪裝效果優于傳統的機械式和氣流式鋪裝機,它是通過鋪裝輥的不同間隙對刨花進行強制分選,極大減少了鋪裝板坯表面出現大片刨花的現象,鋪裝出的板坯均勻平整,從而減小砂光余量,降低原料和膠液消耗。分級式機械鋪裝機具有鋪裝精度高、噪聲小、粉塵排放少、運行成本低、適應多樹種刨花鋪裝等

12、特點。分級式機械鋪裝機于21世紀初國產化,雖然分級式機械鋪裝機價位較高,但是成品板等級較高,并且可節省原料,可以很快收回投資成本。3.2熱壓機的優選配套熱壓是刨花板生產關鍵工序之一,直接影響整個生產線的生產效率和產品質量。熱壓機分單層熱壓機、多層熱壓機、連續輥壓機和連續平壓機。多層熱壓機產量高、適應性強,但是產品的厚度公差較大,一般還需配置預壓機;單層熱壓機結構簡單,可省去預壓機,可壓制大幅面產品,減少齊邊損失,厚度公差小;連續輥壓機適于生產薄板,但是壓制的成品板易翹曲變形;連續平壓機壓制的板材質量好、和在線施膠技術得到推廣應用。固化劑單獨施加,比原來的施膠方法有效地降低了膠料消耗。先進的在線

13、施膠技術,表芯層膠液以及防水劑溶液、水等組分,按配方分別計量直接進入表芯層刨花拌膠機,取消調膠工序,使生產管理更加靈活,故障停機時無膠液外排,既降低了膠耗,又減少了調膠廢水造成的環境污染。目前,我國使用的在線施膠設備都是從國外引進的,大多用于年產10萬m 3以上的刨花板生產線。我國人造板設備制造廠目前還沒有生產出在線施膠設備,應該加強該技術的研究開發,使在線施膠技術得到更廣泛地應用。2.3熱壓節能技術1板坯增濕技術。采用板坯表面增濕技術強化熱壓過程,在進入熱壓機前的運輸機上安裝增濕裝置,利用“汽擊”作用,增加熱傳導,縮短熱壓時間,從而提高產品產量,特別是在生產厚板時效果更加顯著。目前這項技術已在國產設備上推廣使用。2厚度回彈補償技術。德國valmet 公司在單層熱壓機上開發了厚度回彈補償技術,在單層熱壓機中間增加一排反回彈缸,在熱壓機排汽時使熱壓板產生輕微變形,熱壓板的橫向形變有利于熱壓過程中板坯內產生的汽體外逸,從而縮短熱壓周期,提高生產能力。通過熱壓板的橫向形變還可有效降低毛板厚度誤差,提高產品質量等級,降低生產成本。厚度回彈補償的熱壓技術在2000年已在我國刨花板廠的單層熱壓機上得到應用,但是該項技術還有