隨著造紙工業的快速發展和國家對技術設備引進和技術改造投資的重視，造紙工業裝備企業的規模、技術進步、產品水平和制造能力發生了顯著變化，大大縮小了與國際先進造紙設備的差距。壹些適合中國國情的非木纖維制漿技術達到國際先進水平，國內中型漿紙成套生產線市場占有率大幅提高，在與國際跨國公司的競爭中初步顯示出比較優勢。
中國造紙工業裝備在國際競爭中的優勢。
(1)造紙工業裝備行業，十五期間企業經濟類型結構和機制發生了明顯變化。行業龍頭企業，由原來50%的國有大中型企業，變為95%以上的合資、多元投資的股份制企業和民營股份制企業，原國有企業比重明顯下降。體制和機制的變革明顯增強了企業的活力和適應市場的能力，加快了企業產品結構的調整和綜合競爭力的提升，為造紙行業裝備工業的可持續發展奠定了重要基礎。？
(2)“十五”期間，行業龍頭企業基本完成技術引進和技術改造，形成了較為完整的設計制造能力。行業龍頭企業通過國債技術改造和自籌資金提高了裝備水平和制造能力，加工關鍵零件的專用機床能滿足高精度加工的要求。
制漿設備企業形成機械產值可達6543.8+0億元以上的企業4 ~ 5家；造紙設備企業已形成機械產值可達2-3億元以上的企業5-6家。？
(3)行業龍頭企業主導產品快速增長在國內造紙工業設備市場，尤其是大型制漿造紙設備中，國產設備替代進口設備的比例正在逐步擴大。？
在制漿系統設備方面，采用65438+萬t/a草類原料化學制漿或半化學制漿生產線中的國產橫管連續蒸煮和堿回收設備，400t/a廢紙板制漿生產線中的國產滾筒碎漿機、熱分散機、脫墨裝置等關鍵設備市場占有率在80%以上。
此外，近年來，在黑液提取、篩選凈化、白水回收、漿料濃縮和打漿過程中，國產鼓式真空洗漿機、雙輥擠漿機、壓力篩、大型雙盤磨、多盤過濾機等關鍵單機設備的市場占有率也有較大提高，並與年產20 ~ 30萬t的制漿造紙生產線相配套。
國產紙機設備中:中外合資設計制造的紙寬4.5m，速度1.200m/min，年產量8萬~ 1.2萬t的新聞紙機和文化紙機；某大型企業設計制造的牛皮箱紙板紙機，抄寬5.5m，速度600 m/min，年產量20萬t；寬度4.4m，速度500m/min，年產量65438+萬噸的高強度瓦楞紙機，這些國產紙機的市場占有率幾乎達到90%，已經逐漸取代國外進口設備。？
流漿箱、軟壓光、靴式壓榨、鞋幫成型器、塗布頭等關鍵設備由國外專業公司提供，寬度4.8 ~ 5.65 m、速度600 ~ 900 m/min、年產30萬t的國產塗布白紙板機也已進入市場。在寬度為6m、速度為1000 ~ 1200m/min的紙機成套設備中，烘缸和導輥為國產。壓榨輥、真空輥、機架等。已經開始與國外壹流跨國公司合作，設備制造水平和產品質量得到國內大型造紙企業的認可，顯示出國內設備設計制造水平與國際先進水平的差距正在逐步縮小。？
專業設計科研院所與企業聯合開發的流漿箱、軟壓光、機內塗布設備、氣墊幹燥幹燥、可控中高輥、施膠系統等新型設備，已在各種產量5萬~ 1.5萬t/a的中小型紙機上推廣，市場份額日益擴大。顯示了產學研聯合產品開發的潛力。？
(4)行業龍頭企業逐漸重視與國內外電氣傳動、自動化、計算機控制、環保專業公司及軸承、電機、潤滑等產品配套公司的技術交流與合作，也開始與國內冶金、機械、化工、電子儀器、計算機等行業的企業合作，以解決行業自身缺乏的特殊加工件、特殊原材料和備件問題。？
1.2中國造紙行業設備發展的制約因素有哪些？
雖然“十五”期間國內造紙工業的裝備發生了壹些根本性的變化，但未來五年，造紙工業的裝備工業將與造紙工業同步發展，進壹步向以質量為導向、以效益為導向轉變，為造紙工業提供低投入、高產出的先進裝備，節能降耗、減少汙染，參與國內外市場的競爭，但仍受到諸多因素的制約:
(1)吸引大量資金投入難嗎？
造紙工業的裝備行業是傳統行業，需要大力改造行業的現代化裝備水平。隨著國家信貸政策的宏觀調整，企業自行積累資金和向社會融資的比例將會增加，難度將會加大。
(2)難以獲得高技術？
目前造紙行業裝備企業對國外新技術的吸收消化主要集中在按圖制造和以實物推產品上市。中國入世後，國外公司加強了對知識產權的保護，國內企業要進壹步獲得過去優質、高效、節能、降耗、減汙的制漿造紙技術，難度極大。因此，國內企業必須重視自主開發能力。
(3)難以擁有高水平的專業技術人才？
制漿造紙機械的高科技專業知識涵蓋面廣，大量的知識和經驗需要與時俱進，需要壹批具有新的知識結構和創新能力的高級人才，否則無法實現制漿造紙裝備技術的真正突破。企業很難有靠自身力量在短時間內攻克高新技術的高層次人才，還將面臨國際跨國公司在中國的人才爭奪。
(4)難以營造有序競爭的市場環境？
“十五”期間，形成了壹批制漿造紙裝備行業的龍頭企業。然而，行業內大多數企業的產品仍然是壹樣的，他們習慣於通過傳統的方法獲取技術，以太低的成本進入市場。在競爭中，他們脫離產品質量、技術水平和優質服務，無原則地降低價格，導致整個造紙工業設備行業的利潤異常下降，嚴重損害了制漿造紙設備企業的自我發展和自有資金的積累。
(5)與國外跨國公司的產品競爭和人才競爭？
國外壹些知名跨國公司和壹些專業公司根據其全球化戰略，將潛力巨大的中國造紙市場作為目標市場。它們不僅要保持在大型、高速、自動化制漿造紙生產線上的壟斷地位，還要充分發揮資金和技術優勢。他們先後在國內設立合資企業和技術中心，尋找制造合作夥伴，利用國內人才優勢和成本優勢，調整價格政策，爭奪國內設備市場份額較大的中型企業市場。國內市場空缺的關鍵設備零部件高價出售，而國內設備可以替代的關鍵零部件和通用零部件則以接近的價格出售。造紙工業設備企業在國內市場的國際環境下必然面臨挑戰。
2 .中國制漿造紙工業主要設備與國際先進水平的差距及發展趨勢
(1)備料設備
削片機和木片篩分由於國內造紙原料的多樣化，備料設備中木材削片機和木片篩分設備的發展並不快。目前木盤削片機的直徑為3350mm，竹盤削片機的直徑為1670 mm..隨著林紙壹體化和APMP及CTMP高得率制漿技術的發展，國產削片機和木片篩的規格需要向大型化發展，自動化控制水平需要提高。國外開發了高效、按木片厚度分級的鼓式削片機和盤式削片機，並重視備料系統的清潔生產。
濕料制備國產草纖維制備設備比較齊全，主要用於連續蒸煮，容量為300m3/h..目前木片制備設備(滾筒洗滌)的規格和能力都不是很大，國內造紙廠2000m3木片倉庫都是從國外進口的。
(2)烹飪設備系統
主要適應草類原料的150 t/d橫管連續蒸煮系統設備和自動控制系統已全部國產化，出漿率和運行效率達到國際先進水平。目前正在開發250 ~ 300 t/d的蒸煮設備。
適用於木質纖維的立式連續蒸煮技術在國內尚屬空白。其關鍵技術和設備:加熱蒸煮和自動控制技術，高壓縮比給料機。國內造紙廠引進了22萬噸/年的設備系統。此外，RDH節能間歇蒸煮設備適用於木漿、竹漿等原料，投資比連續蒸煮設備系統少，特別適用於老廠的技術改造。
論文2:
造紙機械的變頻應用
新制造者
自1990以來，特別是自1995以來，中國造紙工業的有效生產能力壹直在不斷增加。截至2002年底，中國有4000多家造紙廠，其中2600多家是規模以上的。2002年總產量達到3780萬噸。未來l-2年將有近10萬噸的新增產能。目前，新增造紙機80%以上的傳動設備采用了交流傳動變頻器。
目前，造紙機副傳動中使用的變頻器必須同時具備以下特性
(1)速度範圍寬，在全速範圍內效率必須在90%以上；
(2)功率因數高於0.9；
(3)輸入諧波電流的總畸變率小於3%；
(4)采用標準器件IGBT；可靠性高，技術成熟；
(5)能降低輸出諧波分量，有效降低dv/dt噪聲和轉矩脈動。
(1)造紙機變頻改造前景及分析。
據統計，我國產能3780多萬噸，單機產能5萬多噸，板機產能65438+萬噸不到三分之壹。超過三分之二的產能仍需大量投入，至少三分之壹的造紙機需要部分或全部更換原有傳動部件(包括機械齒輪箱和電機驅動)以提高速度或降低能耗。
過去，我國造紙機的傳動設備采用可控矽DC調速。由於滑環和碳刷的存在，造紙機的可靠性和精度不高，導致造紙機機械落後，最高速度只有200m/min左右，難以與國外1000m/min的高速造紙機相比。造紙是壹個連續的生產過程，因此生產線的連續有序控制成為制約成品紙質量和產量的瓶頸。DC速度控制系統在造紙機發展史上起著重要的作用。但由於DC汽車維修困難，耐環境能力差，主要表現如下:
(1)換向器磨損嚴重，燒換向器故障導致停機時間長；
(2)DC電機維修難度大、要求高、費用高；
(3)測速發電機容易磨損，導致傳動系統精度低；
(4)DC調速系統復雜，調試困難，普通技術人員很難調出好機器。
交流變頻調速技術以其優良的調速性能、顯著的節電效果和在國民經濟中廣泛的適用性，被公認為最有前途的交流調速方式之壹。它既有DC電機優良的調速性能，又有交流電機的簡單性和可靠性，因此逐漸得到廣泛應用。
紙機傳動的變頻改造有非常好的效果，從工藝上提高了紙制品，增加了生產能力，降低了能耗，延長了停機時間和維修周期。
以某廠壹臺長網造紙機的改造為例。它有兩個分支:壹個是烘缸(幹部)，壹個是網部(濕部)。根據工藝要求，造紙速度為20-100米/分鐘，紙張定量為9-30克/平方米。壹般要求造紙機的傳動精度達到1-3 ‰。由於變速範圍寬，最低配給為9g/m2，對造紙機傳動精度要求較高。因此，選擇了閉環系統的紙機傳動控制方案。
(2)、節能效益分析
根據該廠改造前後紙機能耗的對比，得出以下結果:
改造前電力:90m轉速P90 = 74a×180v+3×220 = 13980 w = 13.98 kw(DC驅動)。
按壹年生產300天計算，整機耗電量= 300×24×13.98 = 100656(kWh)。
改造後的電力:90m轉速P90 = 1.732×16a×380v = 10530 w = 10.53(kW)(變頻驅動)。
整機耗電量= 300×24×10.53 = 75816(kWh)
年節約電量= 100656-75816 = 24840(kWh)
可以得出，應用變頻器後實際節能量為:25%。
(3)、工藝效益分析
①紙機運轉率的提高:27%以上(從月均產量得出，排除其他因素)可增加產值:
②增產:1.6%
綜上所述，采用變頻器後，紙機運行性能得到改善，經濟效益進壹步提高。
(四)變頻器在造紙輔助設備中的應用分析
造紙機的輔助設施包括以下系統:供漿系統、白水系統、真空系統、壓縮空氣系統、化學制劑和輸送系統、供水系統、蒸汽系統等。為了使造紙機連續均勻運行，其輔助設施容量壹般應超過造紙機最大生產能力的15%-30%，這樣會造成很大的能量損失。
紙漿供應系統的變頻應用
供漿系統必須滿足以下條件:
(1)輸送到造紙機的紙漿應穩定，誤差不超過5%；
(2)泥漿的比重和濃度應穩定、均勻；
(3)儲備壹定量的紙漿，以便調整供漿能力，適應造紙機速度和品種的變化；
(4)漿料的凈化和選擇。
(5)處理造紙機各部分的紙張損耗。
通常，供漿系統由供漿管道中的供漿泵、洗漿泵、凈化設施的壓力篩和除渣器組成。要達到以上五個目的，最重要的是將礦漿泵和沖漿泵的全速運行改為速度可調的變頻運行，最終滿足供漿自動化。
以紙漿泵為例，說明了變頻器的速度控制流程:本次變頻控制應采用雙閉環系統的速度控制方式，外環為速度閉環，內環為電流或轉矩閉環。漿泵轉速的設定值壹方面是通過漿速和凈速比的變化來獲得，另壹方面來自於流漿箱的壓力控制器。前者是主基調，後者是微調。造紙機的漿速與網速之比基本不變，所以壹旦造紙機的網速發生變化，沖漿泵的轉速也隨之變化；為了提高調速器的精度，反映流漿箱的實際過程，通常需要將流漿箱壓力PID控制輸出值的±5%變化作為沖漿泵的附加速度設定值。速度的實際值取自驅動電機的實際速度采樣，可通過旋轉測速電機或光電旋轉編碼器等檢測裝置獲得。電流的設定值取自速度環的輸出信號，電流的實際值取自各傳輸點交流逆變器輸出端電流互感器的測量值。因此，對於礦漿泵的變頻調速，需要PID控制才能達到理想的節能效果。
(五)壓縮空氣系統的變頻應用
在造紙機網部和壓榨部的氣動加壓提升裝置、網毯的校正裝置、氣墊流漿箱、導紙設備、塗布氣刀、各種氣動儀表和調節裝置中，經常使用壓縮空氣。
在壓縮空氣系統中，主要設備包括空氣壓縮機、儲氣罐、減壓閥、空氣過濾器、汽水分離器和安全閥等。造紙機上的壓力通常需要約5-6巴。大多數造紙廠都是兩臺以上的空氣壓縮機並聯運行，然後通過儲氣罐保持壓力恒定。
因為壓縮機功率大，控制壓力壹般通過加卸載來調節，所以電機總是全速運行。實踐表明，這種控制方式耗能巨大，浪費嚴重。因此，目前有壹臺變頻多工頻控制壓縮機組的趨勢，並形成壓力閉環。
(6)化學制劑及輸送系統的變頻應用
由於在脫墨、制漿、塗布、施膠等環節大量使用化學品，用量與造紙機多傳動的速度成正比，因此在化學品輸送系統(如泵)中必須采用無級交流調速系統。在化學品的制備中使用了大量的研磨設備，如球磨機、膠體磨、砂磨機和高剪切分散攪拌器。它們最大的特點就是功率大，能耗高，使用環境惡劣。目前，許多廠家在粉磨設備中采用了變頻器，並取得了良好的效果。
以磨漿機為例，其工作原理是待研磨的塗料由進料泵輸入缸內後，在高速旋轉的分散盤的帶動下，受到研磨介質的強烈沖擊，研磨分散到溶劑中制成合格的塗料，再由頂篩過濾掉。設備主電機為110KW。在使用變頻器之前，通常通過點動的方式重復幾次(三次以上)，使塗層和研磨介質混合均勻。對於不同的塗層，有時需要不同的工藝速度，但實際上只能全速運行；無法掌握進給速度以確保主電機不過載；能源消耗非常嚴重。使用110KW變頻器可以很好的解決上述問題，並且可以方便的設置點動速度和慢速運行時間，保證塗料和介質最均勻的混合。在線無級調速，不同品種使用不同研磨速度；進給速度僅由電機實際運行電流控制，具有過載預警功能和免跳閘功能；節能率壹般可達20%以上；降低了變速箱的損耗，避免了工頻啟動對變速箱的沖擊；由於啟動時電流平緩，避免了對電網的沖擊，提高了電網的安全運行。目前，山東、黑龍江、海南等地的造紙企業已經批量應用。
(7)烘幹幹部通風系統的變頻應用。
幹燥的紙張蒸發出來的水蒸氣全部被空氣吸收後，必須通過強制通風不斷地從造紙車間排出。幹燥部通風是否良好，直接影響到紙張中水分的蒸發速度和整個幹燥過程的經濟性；良好的通風可以降低空氣中的蒸汽飽和度，從而減少烘缸的蒸汽消耗，提高幹燥速度。
從幹燥機中去除蒸發水所需的空氣量與進出空氣的溫度和濕度以及通風系統、氣候條件和季節有關。通常，在現代造紙機中，采用強制空氣循環來實現高效率。加熱到80度左右的幹燥空氣由進風風機送到幹燥機的下層，使熱蒸汽在幹燥機之間被吸收，形成向上的氣流，再由排氣扇將收集在通風櫃內的濕熱空氣抽出室外(最後回收余熱)。在高速造紙機中，由於烘缸數量的增加，它們通常被分成幾段鼓風機和排氣單元。采用變頻器後，可根據通風風量的計算公式隨時調節進風量(鼓風機轉速)和排風量(排風扇轉速)，無需采用傳統的風門控制，進壹步降低能耗，降低鼓風機噪音，提高機械壽命。
(八)水系統的變頻應用
造紙機是用水大戶，包括白水系統、汙水系統、密封水系統、噴淋系統、清水系統等。通常需要通過管網恒壓供水，但傳統的壓力控制是通過旁路和調節閥進行的，很少使用變頻器。但由於我國水資源普遍缺乏，應用變頻器將節水10%，節能30%，必然降低造紙廠的日常運行成本。
水系統中使用的變頻器通常有兩種模式:固定變頻模式和循環變頻模式。
變頻固定模式:變頻器的變頻輸出固定控制壹臺泵，其他泵由工頻電網直接供電，其啟停信號由PLC進行邏輯控制；
變頻循環模式:變頻器按照壹定的順序依次驅動各個泵。變頻器可根據壓力閉環控制要求自動確定運行泵數(在設定範圍內)，同壹時間只有壹臺泵變頻驅動。當變頻器驅動的泵運行到設定的上限頻率，需要增加泵時，變頻器將泵切換到工頻運行，並驅動另壹臺泵變頻運行。