如何持续降低造纸工业生产能耗,提高能效水平是造纸工作者面临的共同课题。造纸机干燥部通风系统的能耗占干燥部总能耗的10%-25%,由于通风系统中的空气状态对纸页干燥过程的传热传质过程、纸页水分蒸发速率、纸页干燥能耗和成纸质量都有重要影响,且纸页干燥效率的20%以上由干燥部通风系统决定,在干燥部蒸汽冷凝水系统的技术和研究趋于成熟的前提下,通风系统是纸页干燥过程中存在优化空间最大的部分。因此,优化多烘缸纸机干燥通风系统对于降低干燥过程能耗有十分重要的作用。本文综述了纸页干燥过程通风系统相关理论的研究及相关应用节能技术现状,在深入分析纸页干燥通风系统作用及其对干燥过程及能耗影响的基础上,以优化纸机干燥通风系统提高能效为目标,建立干燥过程各功能模块及其能耗模型,开发一套纸机通风系统能量系统诊断与评价方法,为其节能改造提供技术指导。通过纸页干燥过程通风系统对干燥能耗的影响分析,把与通风系统相关的各子系统划分为纸页水分蒸发模块、气罩模块、热回收模块、风机模块和空气加热等五个模块。结合各物料基本性质,基于传热传质原理建立了纸页水分蒸发能耗数学模型,基于质量守恒和能量守恒定律分别建立了气罩能耗数学模型、热回收系统能耗数学模型、风机能耗数学模型和空气加热能耗数学模型;可系统分析某些关键变量对各模块乃至整个纸页干燥过程能耗的影响,并为通风系统的运行优化提供了技术基础。将干燥能耗分为烘缸蒸汽消耗、送风机电耗、排风机电耗及空气加热器蒸汽消耗四个部分,基于所建立干燥过程各模块或子系统数学模型,根据实际生产通风系统控制逻辑和工艺流程构建了干燥过程系统能耗功能模型。通过这些功能模块的組合而构建的纸页干燥过程通风系统的模拟系统,可实现对干燥能源消耗现状的模拟,为系统分析通风系统各运行参数对干燥能耗的影响提供理论基础和分析手段。对瓦楞纸机干燥部气罩从半封闭式改造为封闭式前后的模拟。利用现场测量数据以及纸机的运行数据建立该纸机干燥通风系统的能耗模拟模型,采用MATLAB编程求解,得出气罩密闭式改造后各项能耗都有较大幅度的降低,其中总蒸汽消耗将节约13.2%;生产每吨纸总风机电耗将下降14.2%,干燥总能耗下降了13.2%。上述案例证明本研究开发的多烘缸干燥系统能耗模拟模型,可为中小型造纸企业普遍存在的半封闭式气罩改造项目的节能评估提供技术方法。研究和制定了纸页干燥过程通风系统的评价指标体系。评价指标体系包含两个方面(能源利用效率及其对干燥过程影响两个方面)和六项性能指标(能耗利用效率、干燥速率、气罩平衡、零位、排风露点及袋区空气状态六项性能指标)。应用评价指标体系对某箱板纸机进行了系统评价。对该纸机干燥通风系统进行了现场调研和测试,定量分析和评价了该干燥通风系统,有效揭示了其运行的能效的不合理之处和薄弱环节,并对发现的薄弱环节提出了系统的调优措施;提出蒸汽节约潜力20%,可通过提高压榨纸页干度,从烘缸的传热、干网张力和虹吸管排水等方面进行核查或调整节约蒸汽用量;建议局部增加送风量以优化通风系统运行,从而实现降低该纸机干燥能耗、优化通风系统运行的目的。上述案例证明,本研究制定的纸页干燥过程通风系统的评价指标体系对实现干燥过程通风系统运行优化、降低干燥能耗具有实际指导意义。建立了以能耗最小化为目标函数的干燥过程通风系统优化运行模型。该优化模型基于实际生产过程的气罩通风系统控制逻辑,通过调整气罩典型控制变量(送风温度、排风湿度或露点和可调变量吹风器开度)实现通风系统的运行优化,可预测通风系统优化和调整后的能源消耗,为通风系统运行优化的节能评估提供一种技术方法,为降低纸页干燥能耗提供参考。应用本研究开发的干燥过程通风系统优化运行模型对某瓦楞纸机进行了优化运行模拟,系统分析了优化模型中的主要自变量,即送风温度、排风湿度对干燥过程及干燥能耗的影响。上述案例优化分析结果显示,通过将送风温度由95℃降低至85℃,前、后干燥排风湿度由100g H2O/kg d.a,提高至134,122 g H2O/kg d.a,将优化前全开的吹风元件开口进行适当的调节,特别是对于干燥后段开口的关小,可节约吨纸标煤耗7.2%;其中蒸汽消耗降低6.9%,电耗降低27%。案例证明,本研究开发的干燥过程通风系统优化运行模型通过调整气罩送风温度、排风湿度或露点和可调变量吹风器开度实现通风系统的运行优化,预测通风系统优化和调整后的能源消耗,有助于生产管理者通过调整通风系统的运行状态节约干燥能源消耗。由于本研究建立干燥过程通风系统优化运行模型中涉及的一些数学模型还需完善,而且模型中涉及的方程或方程组多,模型自变量的维数较大,因此优化运行模型所得的优化结果实为次优解。今后还需要加强在干燥过程通风系统建模、优化建模和选择合理的优化算法等方面的研究,开发出能计算出最优解的干燥过程通风系统优化运行模型。