張 輝 王淑梅 程金蘭 胡 楠 鄺仕均

(1.南京林業(yè)大學(xué)江蘇省制漿造紙科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京，210037;2.中國輕工企業(yè)投資發(fā)展協(xié)會(huì)，北京，100011;3.中國制漿造紙研究院，北京，100061)

我國制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 (續(xù))

張 輝1王淑梅1程金蘭1胡 楠2鄺仕均3

(1.南京林業(yè)大學(xué)江蘇省制漿造紙科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇南京，210037;2.中國輕工企業(yè)投資發(fā)展協(xié)會(huì)，北京，100011;3.中國制漿造紙研究院，北京，100061)

簡要地討論了制漿造紙裝備及其制造業(yè)和學(xué)科建設(shè)的現(xiàn)狀和在我國造紙工業(yè)發(fā)展中的地位和作用，探討了近年來我國制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)取得的進(jìn)展，同時(shí)也討論了國際先進(jìn)制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀;從科技研發(fā)、制造業(yè)狀況和學(xué)科建設(shè)等方面對國內(nèi)外制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了比較分析;提出了今后我國制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)發(fā)展展望與對策建議。

制漿造紙裝備;科學(xué)技術(shù);學(xué)科建設(shè);進(jìn)展;展望;對策建議

(上接第4期)

4.1.7 節(jié)能節(jié)水技術(shù)與設(shè)備

4.1.7.1 制漿造紙節(jié)能節(jié)水技術(shù)與設(shè)備的進(jìn)展［12-14］

目前，造紙技術(shù)一直沿用低濃濕法工藝。因此，制漿造紙過程節(jié)能節(jié)水一直成為技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)之一。從裝備科學(xué)技術(shù)角度，實(shí)現(xiàn)制漿造紙過程節(jié)能節(jié)水降耗主要向以下方面發(fā)展:①研究、設(shè)計(jì)、開發(fā)具有節(jié)能節(jié)水設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理的關(guān)鍵共性集成技術(shù)的工藝與裝備，主要是設(shè)法降低設(shè)備在實(shí)現(xiàn)工藝功能和輸送功能過程中的能耗;②選用、配套或開發(fā)高效余熱回收裝備和水處理與回用設(shè)備;③制漿造紙過程能量系統(tǒng)診斷與集成優(yōu)化技術(shù);④研發(fā)適應(yīng)較高濃度生產(chǎn)的裝備和多功能、簡流程的裝備。

由華南理工大學(xué)等研發(fā)的ZDPM中濃液壓盤磨機(jī)為新一代高效節(jié)能的打漿換代設(shè)備，中濃 (6%～15%)打漿，其噸漿電耗較傳統(tǒng)磨漿機(jī)節(jié)省30%～40%，打漿后漿料各項(xiàng)物理指標(biāo)提高10% ～35%，節(jié)水50%左右。中濃系統(tǒng)具有自流、自吸作用，免去漿泵、攪拌器等設(shè)備。

將福建輕工機(jī)械設(shè)備有限公司研制開發(fā)的ZNS系列雙壓區(qū)雙網(wǎng)擠漿機(jī)用于蔗渣漿，則濃縮出漿干度可達(dá)44%以上，節(jié)約了用水和漿料洗滌濃縮能耗。產(chǎn)能500～600 t/d、不需檢紙、可自動(dòng)排雜的轉(zhuǎn)鼓式碎漿機(jī)已由山東金日東造紙機(jī)械廠開發(fā)成功并投放市場，使廢紙制漿的水和能耗都大大降低。

華南理工大學(xué)過程能量綜合工程研究中心根據(jù)工藝過程所共有的用能特點(diǎn)，提出了工藝過程用能三環(huán)節(jié)模型。經(jīng)實(shí)踐證明，三環(huán)節(jié)模型對過程用能改進(jìn)有著重要的指導(dǎo)意義。

近年來，南京林業(yè)大學(xué)開展了高速造紙機(jī)干燥過程節(jié)能控制系統(tǒng)理論、技術(shù)與方案優(yōu)化研究，取得的主要進(jìn)展有:①用先進(jìn)測量手段獲得干燥部相應(yīng)技術(shù)參數(shù)，根據(jù)氣壓分布原理，通過各溫濕參數(shù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)機(jī)理和Matlab編程分析，從理論上系統(tǒng)地研究分析了干燥部溫濕參數(shù)動(dòng)態(tài)特征及熱能節(jié)約原理;②為優(yōu)化紙機(jī)干燥部氣罩氣流參數(shù)和零位控制系統(tǒng)，建立了機(jī)械通風(fēng)情況下氣罩內(nèi)外壓差變化曲線，量化分析了氣罩內(nèi)空氣溫度和進(jìn)排風(fēng)量差變化對零位高度的影響，建立了零位控制量化模型;③為克服紙機(jī)干燥部紙幅水分控制回路的大慣性和穩(wěn)定烘缸干燥曲線，基于內(nèi)模原理研究了以干空氣進(jìn)風(fēng)量控制為主回路、烘缸蒸汽壓控制為副回路的閥位控制系統(tǒng)，并引入前饋控制來及時(shí)消除干擾，采用排風(fēng)循環(huán)風(fēng)量穩(wěn)定氣罩進(jìn)風(fēng)濕度、排風(fēng)機(jī)排風(fēng)量穩(wěn)定零位以及排風(fēng)露點(diǎn)限制的新控制方案。

大連工業(yè)大學(xué)對我國造紙工業(yè)生產(chǎn)過程各工序設(shè)備的能耗水平狀況做了調(diào)研分析，為進(jìn)一步開發(fā)節(jié)能技術(shù)與裝備提供了很好的支持。

當(dāng)前，重點(diǎn)研發(fā)和推廣應(yīng)用的造紙企業(yè)節(jié)能工藝裝備關(guān)鍵共性集成技術(shù)主要有:①蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)能量梯級(jí) (多級(jí))利用與集成技術(shù)，包括能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)與利用環(huán)節(jié)各級(jí)能流的耦合與最優(yōu)匹配技術(shù);全廠熱、電、冷三聯(lián)供優(yōu)化耦合技術(shù)，生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù);②低位能能量的利用技術(shù)，低能耗打漿技術(shù)、低能耗原材料替代技術(shù)、強(qiáng)機(jī)械脫水節(jié)能集成技術(shù)、高效干燥技術(shù)、軟測量與優(yōu)化控制技術(shù)、變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)應(yīng)用;③過程余熱回收集成技術(shù)等。

4.1.7.2 堿回收技術(shù)與設(shè)備的進(jìn)展［15］

堿回收仍然是回收資源和能源，解決環(huán)保問題的有效方法。國內(nèi)木漿堿回收主要采用進(jìn)口大型堿回收爐，而草漿堿回收裝備技術(shù)國內(nèi)有獨(dú)到的優(yōu)勢。我國草漿黑液提取采用兩種或兩種以上機(jī)型組合的流程，即采用擠壓-擴(kuò)散置換洗滌機(jī)理處理麥草漿洗滌和提取黑液，并配備封閉篩選工藝，做到了節(jié)水和清潔生產(chǎn)，并且提高了黑液提取率，使之達(dá)到90%左右。

由北京輕工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，天津輕機(jī)廠和江蘇華機(jī)開發(fā)生產(chǎn)的板式降膜蒸發(fā)器，蒸發(fā)效率和蒸發(fā)強(qiáng)度均比傳統(tǒng)蒸發(fā)器高20%以上，且蒸發(fā)元件不易結(jié)垢，濃黑液濃度也可由傳統(tǒng)管式蒸發(fā)器的65%(木漿)提高至70%，從而明顯提高熱效率。這一新技術(shù)不但在新建草漿堿回收項(xiàng)目中推廣，對現(xiàn)有蒸發(fā)能力不足的老堿回收系統(tǒng)，也可通過增加板式蒸發(fā)器增濃，形成板管結(jié)合的流程。

目前，堿回收爐的主要類型是噴射爐，在此基礎(chǔ)上的單汽包低臭堿回收爐在木漿廠已普遍應(yīng)用。堿回收爐正向大型化、超高壓、超高溫的方向發(fā)展。國內(nèi)已建成的用于木漿黑液堿回收的大型進(jìn)口堿回收爐(如金海漿紙的堿回收爐)的蒸汽參數(shù)是8.4 MPa、480℃，日處理量為5000～5500 t固形物;為回收從鍋爐出來的煙氣中堿塵和熱量，還配置了靜電除塵器等輔助回收設(shè)備。武漢鍋爐集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)制造的目前國內(nèi)最大的堿回收爐 (日處理量1500 t固形物)已在貴州赤天化紙業(yè)股份有限公司的竹漿黑液堿回收爐項(xiàng)目上使用。

壓力苛化是國外在重力式澄清、過濾分離苛化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的、具有新里程碑意義的技術(shù)與裝備。該系統(tǒng)使苛化過程石灰用量顯著減少;綠泥和白泥的殘堿含量降低，從而減少了堿流失;白液濁度由重力式工藝的100 mg/L降到20 mg/L以下;白泥的顆粒碎化度減小;整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備緊湊，占地小，生產(chǎn)效能明顯提高。近年來，國內(nèi)已開始生產(chǎn)和應(yīng)用壓力苛化設(shè)備系統(tǒng)，主要包括:綠液澄清器、沉渣壓力洗滌機(jī)、白液壓力盤式過濾機(jī)和白泥真空盤式洗滌機(jī)等。主要技術(shù)指標(biāo)為:白液濁度，澄清器處理后＜100 mg/L，過濾器處理后＜20 mg/L;白泥質(zhì)量，澄清器處理40%～45%固形物，過濾器處理35%～40%固形物;苛化率85%～88%。

國產(chǎn)大型堿回收系統(tǒng)設(shè)備已經(jīng)開始參與國際競標(biāo)并中標(biāo);與年產(chǎn)40萬～60萬t木漿生產(chǎn)線配套的堿回收設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，其中包括蒸發(fā)水量為600 t/h的管式降膜蒸發(fā)站、日處理2200 t的單汽包低臭型堿回收爐及大型盤式白液過濾機(jī)及預(yù)掛白泥過濾機(jī)等。

我國在草類原料堿回收技術(shù)與裝備方面處于世界領(lǐng)先水平。目前，在建麥草漿堿回收系統(tǒng)最大規(guī)模為日處理黑液固形物1200 t，蒸發(fā)采用了十一體六效全管式降膜蒸發(fā)站，蒸發(fā)水量為350 t/h，采用了黑液降黏及結(jié)晶蒸發(fā)技術(shù)，出蒸發(fā)站設(shè)計(jì)濃度為60%。堿回收爐采用單汽包、內(nèi)走臺(tái)雙側(cè)吹灰布置，蒸汽參數(shù)為5.4 MPa、450℃。苛化工段采用預(yù)苛化降低硅干擾，以提高白泥的洗凈度和干度，降低白泥殘堿。

4.2 制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)的重大進(jìn)步

根據(jù)我國制漿造紙工業(yè)的原料結(jié)構(gòu)、企業(yè)規(guī)模狀況和國際制漿造紙裝備的發(fā)展趨勢，從市場需求和裝備制造業(yè)技術(shù)開發(fā)能力實(shí)際出發(fā)，開發(fā)了一些新的制漿造紙裝備，取得了一批新的成果。這些制漿造紙裝備具有工藝適應(yīng)性強(qiáng)、技術(shù)復(fù)雜、品種繁多，機(jī)、電、儀、計(jì)算機(jī)相結(jié)合的高新技術(shù)配套特點(diǎn)，不少產(chǎn)品已接近國際先進(jìn)水平。

①產(chǎn)能400 t/d的廢紙制漿成套技術(shù)裝備 (包括棒條式壓力篩、纖維分級(jí)篩、盤式濃縮機(jī)、熱分散機(jī)等13種設(shè)備，采用連續(xù)碎解、除雜、熱分散及纖維分級(jí)處理技術(shù)、洗滌與浮選漂白及PLC控制技術(shù));產(chǎn)能150 t/d的廢紙脫墨漂白制漿成套技術(shù)裝備。②產(chǎn)能在7萬t/a以下的非木纖維管式連續(xù)蒸煮制漿全套設(shè)備，在數(shù)十家草漿廠推廣應(yīng)用。國產(chǎn)管式連續(xù)蒸煮器由于其特殊的設(shè)計(jì)，更適合于麥草、蘆葦及蔗渣等非木纖維原料制漿。③最大產(chǎn)能達(dá)600 t/d的集碎漿和粗篩功能于一體的鼓式碎漿機(jī)，使用該機(jī)可簡化流程和最大限度地保持纖維物理性能且動(dòng)力消耗低。④具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中濃紙漿低污染漂白成套設(shè)備。⑤新型封閉篩選設(shè)備系統(tǒng)，主要包括除節(jié)機(jī)、壓力篩、高濃除渣器、液體過濾壓力篩等。⑥通過引進(jìn)芬蘭技術(shù)制造的雙盤磨漿機(jī)DD型，有720、900、1100系列3種型號(hào)，采用壓力式微調(diào)磨片間隙及特殊冷卻系統(tǒng)，可采用恒能耗控制或恒功率控制的雙盤磨漿機(jī);最大產(chǎn)能達(dá)400 t/d的錐形磨漿機(jī)系列和盤徑達(dá)1320 mm的高濃雙盤磨漿機(jī)系列。⑦壓力多圓盤過濾機(jī)，我國生產(chǎn)的壓力多圓盤過濾機(jī)采用盤式過濾結(jié)構(gòu)，自動(dòng)刮刀卸料，采用預(yù)掛技術(shù)，在密封正壓狀態(tài)下工作，利用循環(huán)熱空氣產(chǎn)生正壓，過濾面積大，占地面積小，生產(chǎn)能力高，可同時(shí)完成苛化乳液的過濾及分離出的白泥洗滌的功能。⑧國家科技支撐計(jì)劃、國產(chǎn)1000 m/min高速紙機(jī)研發(fā)成功，重點(diǎn)在流漿箱稀釋水裝置、空氣轉(zhuǎn)向器、自動(dòng)全幅高壓噴淋洗滌裝置，帶飄片的稀釋水流漿箱、頂網(wǎng)成形器、機(jī)內(nèi)膜轉(zhuǎn)移涂布機(jī)、空氣干燥箱、縱向定量脈沖衰減器、涂料在線除氣器、氣囊加壓雙刮刀和自動(dòng)全幅式高壓洗滌裝置等分部裝置都取得了技術(shù)進(jìn)步。⑨超級(jí)壓光機(jī)的開發(fā)。已有多家企業(yè)制造出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，其中包括幅寬3300 mm，車速1000 m/min的帶2個(gè)可控中高輥的超級(jí)壓光機(jī)及雙面軟壓光機(jī)。

5 國內(nèi)外制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)的比較分析［5-6］

5.1 制漿造紙裝備的技術(shù)研發(fā)方面

造紙工業(yè)一直被列為輕工業(yè)，但無論是從其裝備的技術(shù)含量和品種系列的多樣性、復(fù)雜性，還是從裝備必須配置的機(jī)、電、儀、計(jì)算機(jī)一體化和主體裝備本身等角度，制漿造紙裝備均屬現(xiàn)代重大先進(jìn)裝備類，特別是高速紙機(jī)為制造業(yè)中少有的重大高新技術(shù)集成裝備。因此，制漿造紙裝備科技研發(fā)的客觀要求很高。

近十幾年來，國內(nèi)制漿造紙裝備的技術(shù)研發(fā)和制造水平跟不上制漿造紙工業(yè)發(fā)展的需要，國外先進(jìn)的制漿造紙裝備勢必大量引進(jìn)，結(jié)果促進(jìn)了制漿造紙工業(yè)的發(fā)展，同時(shí)給國內(nèi)制漿造紙裝備的技術(shù)研發(fā)和制造帶來了壓力和機(jī)會(huì)。研究開發(fā)和升級(jí)的一批制漿造紙裝備對快速提升我國制漿造紙裝備研發(fā)水平、滿足國內(nèi)部分中小型造紙企業(yè)新、改、擴(kuò)建項(xiàng)目起到了很好的作用。

盡管如此，我國制漿造紙裝備技術(shù)的研發(fā)水平與國外仍有很大差異，主要表現(xiàn)在:①國外制漿造紙裝備制造企業(yè)數(shù)量不多，但規(guī)模較大，形成一種長期的新產(chǎn)品研發(fā)機(jī)制，研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入量大，研發(fā)人員的配備方面專業(yè)性強(qiáng)、門類配套全、數(shù)量多;②國外著眼從裝備的基礎(chǔ)機(jī)理研究開始;③國外注重工藝技術(shù)與裝備的結(jié)合配套研發(fā)，注重生產(chǎn)線各工序的相關(guān)裝備的成套化研發(fā)，注重裝備與運(yùn)行電氣、控制等結(jié)合配套研發(fā);④國外在提供裝備與售后運(yùn)行維護(hù)等方面均為全面跟蹤的、全方位的服務(wù)等配套研究;⑤國外都建立小試和中試生產(chǎn)線，各種工藝和裝備技術(shù)研發(fā)參數(shù)經(jīng)過試驗(yàn)成熟后方用于大生產(chǎn)，確保制漿造紙裝備在用戶安裝調(diào)試后能很快正常運(yùn)行達(dá)產(chǎn)。相反，我國制漿造紙裝備制造企業(yè)數(shù)量多但規(guī)模小，沒有形成一種長期的新產(chǎn)品研發(fā)機(jī)制;即使一些裝備制造企業(yè)開展一些自主研發(fā)，但投入不多，研發(fā)人員中跨學(xué)科多專業(yè)等配套的團(tuán)隊(duì)少;研究沒有從基礎(chǔ)理論開始，且只對設(shè)備的局部進(jìn)行研究，缺乏從工藝到裝備、控制等的系統(tǒng)性、整條生產(chǎn)線的成套性研究，以致于在部分仿造、消化過程中，不知其機(jī)理等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而使設(shè)計(jì)時(shí)缺乏依據(jù)，一旦改變工藝適用條件和產(chǎn)能時(shí)，設(shè)備的效能無法體現(xiàn);此外，缺乏對裝備關(guān)鍵部件使用材質(zhì)和加工工藝的研究，以致關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸即使設(shè)計(jì)了，也無法加工到預(yù)期的使用效果;在人性化、經(jīng)濟(jì)性和美觀等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面考慮相對較少。

國外具有專門的制漿造紙裝備專業(yè)的高等學(xué)校雖極少，但卻有較多企業(yè)的研究機(jī)構(gòu)與高校機(jī)械、電氣控制與自動(dòng)化等專業(yè)聯(lián)合研發(fā)新裝備的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合機(jī)構(gòu)，新裝備研發(fā)的主體為企業(yè)。而我國產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合機(jī)構(gòu)不多，取得較大成果的更少，處于劣勢狀態(tài)。

5.2 制漿造紙裝備制造業(yè)方面

近年來，隨著制漿造紙工業(yè)的快速發(fā)展及國家對制漿造紙工業(yè)技術(shù)裝備引進(jìn)和技術(shù)改造投資的重視，制漿造紙裝備制造企業(yè)的規(guī)模、技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品水平、制造能力等都有了很大的進(jìn)步，較大程度地縮小了與國際先進(jìn)制漿造紙裝備之間的差距，其中部分適合我國國情的非木纖維制漿技術(shù)已具有國際先進(jìn)水平，國產(chǎn)中等規(guī)模漿紙成套生產(chǎn)線的市場占有率明顯提高，已初步顯示了與國際跨國公司競爭中的比較優(yōu)勢。

近些年來，雖然我國制漿造紙裝備產(chǎn)品的技術(shù)水平在裝備的大型化、高速化、高效化、自動(dòng)化等方面有了很大的進(jìn)步，特別是在國家支持下引進(jìn)國外部分適用的先進(jìn)技術(shù)，加快了大中型制漿造紙裝備的國產(chǎn)化步伐，但總體上與國外先進(jìn)水平相比仍有很大差距，適應(yīng)不了大型制漿造紙項(xiàng)目的建設(shè)需要，面臨著巨大的挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)在:

(1)缺乏國家或行業(yè)的大量資助，難以吸引大量的資金投入，經(jīng)費(fèi)不足。制漿造紙裝備制造行業(yè)是傳統(tǒng)行業(yè)，需要大力改造行業(yè)的現(xiàn)代化裝備。隨著國家信貸政策的宏觀調(diào)整，企業(yè)靠自身創(chuàng)效積累資金和向社會(huì)融資的比例會(huì)加大，難度也更大。

(2)缺乏高層次的多學(xué)科專業(yè)技術(shù)人才隊(duì)伍。制漿造紙裝備高新技術(shù)的專業(yè)知識(shí)涉及面較廣，許多知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)需要與時(shí)俱進(jìn)，需要一批具有新的知識(shí)結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新能力的高級(jí)人才，否則就不能真正實(shí)現(xiàn)制漿造紙裝備技術(shù)上的突破。這光靠企業(yè)自身的力量很難在短時(shí)期內(nèi)擁有能攻克高新技術(shù)的高級(jí)人才，而且也會(huì)面臨來自國際跨國公司在我國的人才爭奪。

(3)缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)開發(fā)機(jī)制模式和基礎(chǔ)性原創(chuàng)性配套研究。過去，制漿造紙裝備企業(yè)對國外新技術(shù)的吸收、消化主要偏重按圖制造，以產(chǎn)品實(shí)物推向市場。由于國外公司加強(qiáng)了對知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，國內(nèi)企業(yè)要采取以往的形式進(jìn)一步獲得高質(zhì)量、高效益、高效率、節(jié)能、降耗、減少污染等制漿造紙裝備研發(fā)方面的高新技術(shù)難度極大，國內(nèi)企業(yè)普遍缺乏自主開發(fā)能力。如在造紙機(jī)裝備方面，國外對于高速紙機(jī)的設(shè)計(jì)概念已有較大突破，已不僅僅是應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)和制造技術(shù)等的專業(yè)知識(shí)，而是將流體力學(xué)等科學(xué)理論和試驗(yàn)紙機(jī)的實(shí)踐成果以最現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段應(yīng)用到造紙機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)和裝備的發(fā)展中。

(4)與國外跨國公司的產(chǎn)品競爭和人才爭奪。國外一些著名跨國公司和一些專業(yè)公司根據(jù)其全球化戰(zhàn)略，把有巨大潛力的我國制漿造紙裝備市場作為目標(biāo)市場，不僅要保持其在大型、高速、自動(dòng)化制漿造紙生產(chǎn)線成套裝備中的壟斷地位，還發(fā)揮其資金和技術(shù)優(yōu)勢，相繼在我國成立合資公司和技術(shù)中心，尋求制造合作伙伴，利用國內(nèi)人才優(yōu)勢和成本優(yōu)勢，調(diào)整價(jià)格政策來爭奪國產(chǎn)設(shè)備市場占有率較大的中等規(guī)模企業(yè)的市場。以高昂價(jià)格銷售國內(nèi)市場空缺的關(guān)鍵設(shè)備部件，對國產(chǎn)設(shè)備能替代的關(guān)鍵部件和通用部件則以接近價(jià)格銷售。

總之，我國制漿造紙裝備制造業(yè)與國外相比，在企業(yè)規(guī)模上偏小，無大的研究團(tuán)隊(duì);產(chǎn)品趨同，缺乏特色，制漿造紙機(jī)械技術(shù)取得的進(jìn)步許多依賴于仿制國外產(chǎn)品，極少有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品;造紙企業(yè)對國產(chǎn)設(shè)備認(rèn)同性普遍不高，依賴進(jìn)口設(shè)備。

5.3 高校制漿造紙機(jī)械與設(shè)備方向的人才培養(yǎng)

國外高等院校各學(xué)科專業(yè)分得較大較寬，沒有國內(nèi)那么細(xì)而具體，制漿造紙工藝專業(yè)方向設(shè)在與化工學(xué)科或農(nóng)林資源利用學(xué)科下;沒有專門制漿造紙機(jī)械與設(shè)備專業(yè)方向，相關(guān)的人才培養(yǎng)和科學(xué)研究在機(jī)械工程和化工機(jī)械等專業(yè)下。但國外制漿造紙裝備制造企業(yè)有自身的各門類專業(yè)人才合作的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，需要高校、科研院所合作開發(fā)時(shí)，由企業(yè)提出并主動(dòng)與高校配合對接，開展包括基礎(chǔ)理論和裝備運(yùn)行機(jī)理在內(nèi)的研究，通過發(fā)揮各學(xué)科專業(yè)特長的聯(lián)合研究達(dá)到和實(shí)現(xiàn)制漿造紙新裝備的研發(fā)與推廣應(yīng)用。

國外的研發(fā)機(jī)制和人才培養(yǎng)模式在國內(nèi)無法形成。在我國，有專門的制漿造紙學(xué)科，又分制漿造紙工藝和制漿造紙裝備與控制兩個(gè)方向。目前，我國大部分有制漿造紙工程學(xué)科的高校只設(shè)工藝方向，而設(shè)制漿造紙裝備與控制方向的極少。在我國制漿造紙工程學(xué)科高校中，缺乏對裝備開發(fā)所需基礎(chǔ)理論和裝備運(yùn)行機(jī)理的研究，沒有企業(yè)研發(fā)投入而僅依靠高校自身的平臺(tái)是不可能開展制漿造紙裝備高新技術(shù)的研發(fā)的;而企業(yè)又沒有相關(guān)的基礎(chǔ)機(jī)理和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，不能適應(yīng)制漿造紙工業(yè)新裝備發(fā)展需要。

6 制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)發(fā)展展望與對策建議

6.1 發(fā)展展望

今后，制漿造紙裝備制造業(yè)要進(jìn)一步向質(zhì)量型、效益型轉(zhuǎn)變，向造紙行業(yè)提供低投入高產(chǎn)出，節(jié)能、降耗、少污染的先進(jìn)裝備，參與國內(nèi)外市場的競爭。為了高效利用資源特別是水資源，保護(hù)生態(tài)，減少污染，提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須繼續(xù)研發(fā)與這一要求相適應(yīng)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)裝備，以滿足我國造紙工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。

因此，國產(chǎn)制漿造紙裝備的今后市場發(fā)展主要途徑是:①研發(fā)生產(chǎn)一批相當(dāng)于現(xiàn)代中等技術(shù)裝備水平的制漿造紙裝備來更換現(xiàn)有小型造紙企業(yè)的制漿造紙裝備;②研發(fā)生產(chǎn)一批接近或相當(dāng)于現(xiàn)代國際先進(jìn)技術(shù)裝備水平的制漿造紙裝備來更換部分現(xiàn)有小型造紙企業(yè)或現(xiàn)有中型企業(yè)或部分大型骨干企業(yè)的制漿造紙裝備或配套新建企業(yè)生產(chǎn)線;③研發(fā)生產(chǎn)一批在將來與國際先進(jìn)水平同步的制漿造紙裝備來武裝各類企業(yè)。以前兩種途經(jīng)為主。

制漿造紙裝備發(fā)展總的趨勢是:采用新技術(shù)、新工藝向節(jié)能、降耗和少污染、無污染方向發(fā)展;制漿設(shè)備向單機(jī)產(chǎn)能大、體積小、效率高、自動(dòng)控制程度高的方向發(fā)展;造紙機(jī)裝備向大型、高速寬幅、自動(dòng)化控制和成套化方向發(fā)展。

為此，制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)要趕上或縮小與國際先進(jìn)水平間的差距，有大量科學(xué)技術(shù)研究需要做，研發(fā)前途光明，但遇到的難度也較大。重點(diǎn)在下列幾個(gè)方面需要加強(qiáng)科學(xué)技術(shù)研究:①各種漿種、不同濃度、不同流量與流速、不同壓力 (壓頭)、不同溫度、不同流道形狀變化尺寸下的漿料懸浮液的基本流動(dòng)特性技術(shù)數(shù)據(jù) (流動(dòng)阻力、流體狀態(tài)、無功損失等)，包括中高濃狀態(tài)下漿料的流態(tài)化技術(shù)和相應(yīng)的參數(shù)等;②各種原料、漿料高效節(jié)能攪拌混合技術(shù)與設(shè)備;③各種漿料在洗滌與濃縮和過濾過程的機(jī)理、不同類洗滌與濃縮設(shè)備的洗滌與濃縮的動(dòng)力與阻力，各種洗滌與濃縮設(shè)備的核心構(gòu)件和分離界面 (過濾網(wǎng)或板、鼓)等過濾分離動(dòng)力作用過程的機(jī)理、效率以及相應(yīng)的影響因素和影響度，相應(yīng)的技術(shù)與裝備;④各種漿料與中高濃度下高效節(jié)能篩選技術(shù)與設(shè)備 (從而可設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)的篩鼓 (板)的技術(shù)特征、不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子以及篩漿內(nèi)的各部位流道結(jié)構(gòu)尺寸等);⑤漿料中不同類型和尺寸的輕重雜質(zhì)在重力、速度、壓力、濃度場下分布以及與良漿纖維的分離阻力等，各種高效節(jié)能凈化技術(shù)與設(shè)備;⑥高效節(jié)能廢紙碎解技術(shù)與機(jī)械設(shè)備;⑦制漿造紙裝備關(guān)鍵專用部件的材料技術(shù)與制造加工技術(shù);⑧節(jié)能節(jié)水設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理的關(guān)鍵共性集成技術(shù)的工藝與技術(shù)裝備;⑨與高速紙機(jī)配套漿料纖維懸浮液非牛頓流體的高速、中高濃流送與分散技術(shù)，快速成形脫水與壓榨脫水技術(shù)，高效干燥技術(shù)，干濕紙幅高速傳遞技術(shù)，高速多段分部傳動(dòng)與協(xié)調(diào)控制技術(shù)，紙張質(zhì)量與紙病快速偵測技術(shù)，紙張表面壓光技術(shù)，各部套動(dòng)態(tài)運(yùn)行機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)等。

對上述提到的在技術(shù)上已取得突破并已接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平的，要使其裝備系列化或大型化，提高其現(xiàn)代化程度和自動(dòng)化程度，并達(dá)到全在線檢測，實(shí)現(xiàn)信息化，以滿足造紙工業(yè)對設(shè)備的更高要求。

根據(jù)我國造紙工業(yè)原料與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)和對裝備需求以及裝備研發(fā)的可能性，在“十二五”期間，比較緊迫而需重點(diǎn)研發(fā)的成套技術(shù)裝備著重在以下5個(gè)方面:①產(chǎn)能500～600 t/d廢紙脫墨制漿系統(tǒng)成套裝備生產(chǎn)線;②單線配置年產(chǎn)15～20萬t新一代非木纖維原料濕法備料與橫管連續(xù)蒸煮制漿系統(tǒng)成套生產(chǎn)線;③5萬～10萬t/a系列、適應(yīng)楊木、棉稈、竹子、洋麻稈等原料的清潔高效APMP制漿成套裝備生產(chǎn)線;④車速達(dá)到1000 m/min以上、節(jié)能環(huán)保、生產(chǎn)低定量的高速生活用紙紙機(jī)生產(chǎn)線;⑤車速1200 m/min左右的高速文化用紙紙機(jī)生產(chǎn)線。

6.2 對策建議［16-17］

我國制漿造紙?jiān)O(shè)備與國際先進(jìn)設(shè)備的差距，使得大型、關(guān)鍵的先進(jìn)制漿和造紙裝備完全被價(jià)格特別昂貴的外國公司壟斷，造成了從解放前的“市場洋紙壟斷”局面變成了目前的“造紙洋設(shè)備壟斷”局面，花費(fèi)了大量國家外匯，同時(shí)制約了我國大部分制漿造紙企業(yè)的發(fā)展。為了扭轉(zhuǎn)這種局面，在加快我國制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)進(jìn)步方面，提出如下對策建議:

(1)首先，在國家有關(guān)權(quán)威決策部門、有關(guān)人員中徹底改變對現(xiàn)代制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)含量與水平的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)代制漿造紙裝備是大型、連續(xù)、高速、自動(dòng)化程度極高、價(jià)格昂貴、高科技含量很大的成套裝備系統(tǒng)，是其他產(chǎn)業(yè)少有的;現(xiàn)代制漿造紙裝備制造業(yè)屬典型的先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域。

(2)加強(qiáng)制漿造紙裝備學(xué)科建設(shè)。因制漿造紙裝備專業(yè)方向相對難以建設(shè)，目前全國有制漿造紙專業(yè)的本科高等學(xué)校22所，其中大部分為制漿造紙工藝專業(yè)方向，造成高校在人才培養(yǎng)、師資隊(duì)伍和科學(xué)研究等多方面“重工藝、輕裝備”現(xiàn)象十分嚴(yán)重的局面。建議國家有關(guān)部門采取扶持措施對現(xiàn)有高等院校在制漿造紙裝備專業(yè)方向的建設(shè)上予以支持，做到均衡發(fā)展。在人才培養(yǎng)方面，根據(jù)現(xiàn)代制漿造紙裝備科學(xué)技術(shù)及其研發(fā)特點(diǎn)，聯(lián)合各相關(guān)學(xué)科和專業(yè)以及相關(guān)企業(yè)，在培養(yǎng)方案和培養(yǎng)方式上進(jìn)行優(yōu)化組合，培養(yǎng)出具有機(jī)、電、儀、計(jì)算機(jī)和工藝裝備一體化的高端專業(yè)技術(shù)人才。在隊(duì)伍建設(shè)方面，引進(jìn)國外高級(jí)專業(yè)人才和選派國內(nèi)優(yōu)秀專業(yè)人才到國外的學(xué)校和科研機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)工作;通過制漿造紙機(jī)械行業(yè)間的國際人才和學(xué)術(shù)交流、國內(nèi)行業(yè)間或跨行業(yè)間產(chǎn)學(xué)研的技術(shù)合作、投入一定資金研制開發(fā)高新技術(shù)來填補(bǔ)國內(nèi)制漿造紙高新技術(shù)的空白。

(3)在發(fā)展我國制漿造紙裝備科技方面，堅(jiān)持引進(jìn)技術(shù)和自主研發(fā)相結(jié)合的原則。跟蹤研究國際前沿技術(shù)，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)適用技術(shù)和裝備。鼓勵(lì)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新。建立國家造紙裝備技術(shù)研究中心，支持重點(diǎn)院?？蒲袡C(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)單位、造紙企業(yè)、裝備制造企業(yè)聯(lián)合開展技術(shù)開發(fā)和研制，支持行業(yè)關(guān)鍵和共性技術(shù)成果的服務(wù)平臺(tái)與信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。組織實(shí)施重大裝備本地化項(xiàng)目，提高技術(shù)與裝備制造水平。

(4)通過國家科技計(jì)劃支持產(chǎn)學(xué)研合作是發(fā)達(dá)國家的普遍做法。以開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)為目標(biāo)的產(chǎn)學(xué)研合作計(jì)劃，以企業(yè)為主體合作研發(fā)成套裝備生產(chǎn)應(yīng)用示范線項(xiàng)目為目標(biāo)，建議國家有關(guān)部門在“十二五”期間，將上述重點(diǎn)成套項(xiàng)目列入我國造紙裝備制造業(yè)振興規(guī)劃專項(xiàng)，并提供專項(xiàng)資金資助。

［12］ 姚新躍，張 輝．高速紙機(jī)烘缸軸承狀態(tài)監(jiān)診技術(shù)及故障特征研究［J］．中國造紙學(xué)報(bào)，2009，24(4):87．

［13］ 侯慶喜，李 棟，盧曉江，等．?dāng)D壓磨漿機(jī)械及其研究進(jìn)展［J］．中國造紙，2007，26(4):47．

［14］ 楊 旭．國產(chǎn)制漿造紙技術(shù)裝備及運(yùn)行概況［M］//2010中國造紙年鑒，北京:中國輕工業(yè)出版社，2010．

［15］ 林文耀．我國造紙工業(yè)制漿堿回收六十周年發(fā)展歷程［J］．中華紙業(yè)，2009，30(11):88．

［16］ 張浚南．我國造紙工業(yè)裝備發(fā)展?fàn)顩r［J］．中國造紙，2005，24(8):57．

［17］ 楊 海，楊玉彩，周曉卿，等．我國制漿造紙大型設(shè)備國產(chǎn)化勢在必行［J］．中國造紙，2009，28(4):68．

Advances in Pulping and Papermaking Equipment Science and Technology

ZHANG Hui1，*WANG Shu-mei1CHENG Jin-lan1HU Nan2KUANG Shi-jun3
(1．Jiangsu Provincial Key Lab of Pulp and Paper Science and Technology，Nanjing Forestry University，Nanjing，Jiangsu Province，210037;2．China Light Industry Investment and Development Association，Beijing，100011;3．China National Pulp and Paper Research Institute，Beijing，100061)

Firstly，the paper briefly introduced the current situation of the industry and the discipline construction of pulping and papermaking equipment in China，as well as their roles in the rapid development of China's paper industry in recent years．Then，focused on the discussion of the recent years advances in pulping and papermaking equipment science and technology in China，the application of worldwide advanced science and technology of pulping and papermaking equipment in China was included．Furthermore，the advances of science and technology of pulping and papermaking equipment in China and in the other developed countries were compared．Finally，the prospect and suggestion of future developing goals and measures of pulping and papermaking equipment science and technology in China were put forward．

pulp and paper making equipment;science and technology;discipline construction;advance;prospect;measures propose

TS73;G30

A

0254-508X(2011)05-0058-06

張 輝先生，博士，教授;現(xiàn)任南京林業(yè)大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院院長。

(*E-mail:hgzh@njfu．edu．cn)

2010-12-13

(責(zé)任編輯:陳麗卿)