紙引未來網(wǎng)訊 造紙產(chǎn)業(yè)是與國民經(jīng)濟和社會發(fā)展關(guān)系密切并具有可持續(xù)發(fā)展特點的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè),是推動實現(xiàn)社會主義現(xiàn)代化強國建設(shè)的重要物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。造紙裝備是推動造紙工業(yè)發(fā)展進步的核心基礎(chǔ),是推動造紙工業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要引擎,是加快造紙工業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力實現(xiàn)的重要保障,它決定著我國造紙產(chǎn)業(yè)鏈的綜合競爭力。
為貫徹落實2024年3月7日國務院印發(fā)《推動大規(guī)模設(shè)備更新和消費品以舊換新行動方案》,造紙產(chǎn)業(yè)必須通過設(shè)備更新和消費品以舊換新,促進產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展,推進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力不斷向新質(zhì)生產(chǎn)力躍升。
1 我國造紙裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
經(jīng)過多年的快速發(fā)展,我國造紙裝備產(chǎn)業(yè)具備了一定的優(yōu)勢:
1.1 教科研產(chǎn)業(yè)體系完善
國產(chǎn)造紙裝備產(chǎn)業(yè)能為造紙行業(yè)提供完整的中等及以下規(guī)模的所有設(shè)備,覆蓋了60%~70%的造紙產(chǎn)能,技術(shù)性能也屬于中上水平,具備從學校、科研設(shè)計到生產(chǎn)制造、標準檢測的完整體系,為裝備產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展提供了很好的保障[1]。
1.2 配套行業(yè)較完整
造紙裝備產(chǎn)業(yè)鏈齊全,專業(yè)化分工基本配置合理,建立了脫水器材、各種輥子包膠、篩鼓、水印輥、流漿箱、真空輥、密封氣罩等專業(yè)制造企業(yè),還有減速機、自動化系統(tǒng)、真空泵等細分產(chǎn)業(yè),保證了整個產(chǎn)業(yè)鏈的無縫配套,為行業(yè)發(fā)展起到保障作用。
1.3 主要裝備取得快速發(fā)展
我國造紙工業(yè)已擁有世界上領(lǐng)先的制漿造紙技術(shù)和裝備,如連續(xù)蒸煮技術(shù)、氧脫木素、二氧化氯制備及漂白、各種化學機械制漿、涂布加工、廢紙?zhí)幚硐到y(tǒng),帶有夾網(wǎng)成形器、靴式壓榨、單排烘缸、機內(nèi)超壓、軟壓光等高速紙機,廢水處理系統(tǒng),QCS、DCS、MCC、PLC等自動控制系統(tǒng)達到國際先進水平。國產(chǎn)蒸煮鍋、鋼制烘缸、普通輥筒基本可以給國際大公司配套,高速衛(wèi)生紙機技術(shù)較為成熟,發(fā)展訊速。
目前,制漿造紙裝備業(yè)已呈現(xiàn)出大型化、高速化、自動化、國產(chǎn)化、成套化特征和趨勢。
2 我國造紙裝備存在的問題和不足
從國產(chǎn)造紙裝備自身存在的問題看,主要表現(xiàn)在:
(1)企業(yè)規(guī)模小、分散,技術(shù)開發(fā)手段單一,自主創(chuàng)新能力不強,自主知識產(chǎn)權(quán)和有效專利數(shù)量較少。
(2)不能滿足大型、高速、智能化、綠色化和高可靠性的發(fā)展需求。
(3)高端裝備(含核心基礎(chǔ)零部件/元器件)、關(guān)鍵核心技術(shù)對外依存度高。
(4)中低端產(chǎn)品供給過剩,高端產(chǎn)品供給不足,產(chǎn)品同質(zhì)化現(xiàn)象嚴重,品牌影響力不大。
(5)資源消耗、污染物排放指標等方面離國際先進水平差距較大,高性價比、節(jié)能減排、綠色低碳裝備亟待開發(fā)。
(6)數(shù)字化、智能化起步較晚,工業(yè)應用不足,生產(chǎn)服務業(yè)發(fā)展較慢。
(7)產(chǎn)業(yè)國際化程度不高,全球化經(jīng)營能力不足。
3 近幾年我國造紙裝備取得的顯著成果
近幾年,我國制漿造紙裝備行業(yè)直面挑戰(zhàn),攻堅克難,堅持轉(zhuǎn)型升級,走綠色高質(zhì)量發(fā)展道路,總體上持續(xù)穩(wěn)定增長,其代表性的成果有:
3.1 智能制造
我國對于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高度重視,并且出臺了一系列政策促進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合發(fā)展,推動人工智能等產(chǎn)業(yè)提速發(fā)展,這是造紙工業(yè)完成新變革的重要契機。
● 山東太陽紙業(yè)“全流程智能化造紙成套裝備及信息系統(tǒng)模式”引入智能裝備、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù),實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈流程的標準化和數(shù)據(jù)化,入選山東省輕工紡織企業(yè)推進數(shù)字化助力“三品”行動典型案例。
● 維達紙業(yè)通過數(shù)字孿生技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的全面數(shù)字化和智能化管理,創(chuàng)新開發(fā)的衛(wèi)生紙機毛布在線清潔技術(shù)已入選科技部可持續(xù)發(fā)展技術(shù)清單。
● 山西強偉紙業(yè)配備智能管控系統(tǒng),使用鏈板式輸送機和配套激光掃碼、質(zhì)檢、智能轉(zhuǎn)運、倉儲等無人化操作,實現(xiàn)了全生命周期的數(shù)據(jù)化管理。
● 華章科技有限公司的造紙工業(yè)信息化管理平臺,通過實時數(shù)字化監(jiān)控管理和大數(shù)據(jù)分析技術(shù),顯著提升效率,入選浙江省省級重點工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。
● 浙江凱豐新材料有限公司年產(chǎn)8.1萬t/a高檔特種紙智能化生產(chǎn)線的技改擴建項目,完成MES系統(tǒng)和數(shù)據(jù)化生產(chǎn)運營平臺的投用及優(yōu)化,高效完成綠色生產(chǎn)體系升級和智慧工廠數(shù)字化改造,引領(lǐng)“以紙代塑”的環(huán)保趨勢。
3.2 關(guān)鍵核心技術(shù)的自主開發(fā)
自主研發(fā)造紙裝備的核心技術(shù),加快造紙裝備的自給率,對實現(xiàn)我國造紙工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級、增強國產(chǎn)造紙裝備的國際競爭力、全面提升我國造紙工業(yè)的綠色水平具有重大的作用。
● 山東晨鐘機械股份有限公司推出DDR新型雙盤磨漿機,能提高磨漿效率,磨漿質(zhì)量更穩(wěn)定。
● 鄭州運達為廣西來賓市可寶紙業(yè)有限責任公司包裝紙項目提供的Φ4250mm鼓式碎漿機,產(chǎn)能可達1300t/d,代表著國內(nèi)高效碎漿技術(shù)的先進水平。
● 凱信機械為英國Fourstones公司提供的衛(wèi)生紙機生產(chǎn)線,以木漿為原料,產(chǎn)能80t/d,運行速度1800m/min。
● 上海輕良實業(yè)為山西云岡紙業(yè)有限公司提供的新月型高速衛(wèi)生紙機,幅寬3550mm,設(shè)計車速高達1600 m/min,單機產(chǎn)能突破2.5萬t/a。
● 河南大指造紙裝備集成工程有限公司的Integra®-Sizer膜轉(zhuǎn)移施膠機,施膠固含量11%~15%,蒸汽能耗降低15%~20%。
● 山東天瑞重工研發(fā)的磁懸浮透平真空泵,平均節(jié)電40%,噪音降至80dB,余熱可再用于紙張干燥,顯著降低能耗成本。
● 廣西博世科環(huán)??萍脊煞萦邢薰咀灾髟O(shè)計制造的大型二氧化氯制備系統(tǒng),不僅打破了國外技術(shù)與裝備的壟斷,而且實現(xiàn)了我國在紙漿漂白二氧化氯制備領(lǐng)域的出口零突破。
● 輕工業(yè)杭州機電設(shè)計研究院有限公司自主研發(fā)的“玻纖液體過濾紙生產(chǎn)成套技術(shù)與裝備”成功應用于南玻院玻纖濾紙生產(chǎn)線,產(chǎn)品為玻璃纖維空氣過濾材料和液體過濾材料,其玻璃纖維梯度結(jié)構(gòu)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)為國內(nèi)唯一,經(jīng)浙江省造紙行業(yè)協(xié)會認定為國際先進水平。
3.3 綠色發(fā)展
● 汶瑞機械(山東)有限公司自主研發(fā)的新一代電減傳動機械布漿擠漿機,產(chǎn)能超過1200adt/d,出料干度30%~35%,滿足了客戶綠色清潔生產(chǎn)與節(jié)能降耗的需求。
● 福建輕工機械設(shè)備有限公司供貨印度的350t/d鼓式碎漿機系統(tǒng),其中鼓式水力碎漿機噸漿僅消耗電能15~20kWh。
● 沙市輕工機械有限公司與印度Subam紙業(yè)簽訂3900/1200膜轉(zhuǎn)移施膠機,刷新了沙市輕機涂布機械出口印度市場的車速紀錄。
● 輕工業(yè)杭州機電設(shè)計研究院有限公司為印度ABRPL公司提供12萬t/a甲酸竹片溶解漿及酸木素、甲酸回收再用生產(chǎn)線,該項目采用生物質(zhì)精煉一體化技術(shù),無廢水排放,副產(chǎn)品為甲酸木素、糠醛及延伸產(chǎn)品工業(yè)燃料,是世界上第一次采用甲酸用于制漿造紙的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)裝備。
3.4 獲得的科技獎項
2017~2021年,我國造紙工業(yè)授權(quán)專利共7921件,其中制漿造紙裝備授權(quán)5017件,占比63.3%,可見造紙裝備業(yè)在造紙工業(yè)中的核心地位。見表1.
2017年,陜西科技大學張美云教授牽頭的項目“高性能纖維紙基功能材料制備共性關(guān)鍵技術(shù)及應用”獲得國家科學技術(shù)進步獎二等獎。
2019年,華南理工大學陳克復院士“制漿造紙清潔生產(chǎn)與水污染全過程控制關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲國家科學技術(shù)進步獎一等獎;廣西大學王雙飛教授牽頭的項目“大型二氧化氯制備系統(tǒng)及紙漿無元素氯漂白關(guān)鍵技術(shù)及應用”項目榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎;中國林業(yè)科學研究院林產(chǎn)化學工業(yè)研究所房桂干博士領(lǐng)導的項目“混合材高得率清潔制漿關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲國家科學技術(shù)進步獎二等獎;南京工業(yè)大學邢衛(wèi)紅教授負責的“面向制漿廢水零排放的膜制備、集成技術(shù)與應用”項目榮獲國家科學技術(shù)進步獎二等獎。
2020年,齊魯工業(yè)大學吉興香教授及其團隊完成的“高性能木材化學漿綠色制備與高值利用關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化”項目,獲得國家科學技術(shù)進步獎二等獎。
4 未來我國造紙裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點
造紙行業(yè)的發(fā)展既要保證產(chǎn)量穩(wěn)步增長滿足供給又要同時完成國家的雙碳目標,能源成本面臨大幅增長的問題,要保證產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展,綠色低碳轉(zhuǎn)型是行業(yè)的必然也是唯一的選擇。造紙裝備企業(yè)應堅持科技自立自強和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,以科技創(chuàng)新為重點,狠抓綠色低碳技術(shù)攻關(guān),加快推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能制造,謀求未來發(fā)展。
綠色低碳技術(shù):生物質(zhì)替代化石能源技術(shù),低能耗蒸煮、塔式連續(xù)蒸煮、氧脫木素、透平風機、污泥余熱干燥、高速紙板機等技術(shù)和裝備。制漿造紙節(jié)水節(jié)能技術(shù)、植物纖維原料高效利用、廢水處理和回用技術(shù)、竹材等非木材原料低碳制漿技術(shù)等[3]。
數(shù)字化發(fā)展技術(shù):智能倉儲和立體庫、生產(chǎn)線運維管理云平臺、質(zhì)量在線檢測技術(shù)等。
5 對我國造紙裝備產(chǎn)業(yè)今后發(fā)展的一些建議
對于我國造紙裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,建議要做到“四個加速”:
5.1 加速關(guān)鍵核心技術(shù)突破
造紙裝備企業(yè)需在專業(yè)化分工的基礎(chǔ)上,完善和研發(fā)先進造紙裝備技術(shù),推廣造紙節(jié)能減排新技術(shù)、新工藝和新裝備,用盡可能低的消耗和排放生產(chǎn)低碳產(chǎn)品,深耕細分市場,實現(xiàn)精細化、特色化、新穎化發(fā)展,早日步入“專精特新中小企業(yè)”、專精特新“小巨人”、“制造業(yè)單項冠軍”企業(yè)培育梯隊。
5.2 加速科技創(chuàng)新體系建設(shè)
加快構(gòu)建以企業(yè)為主體、市場為導向、政產(chǎn)學研用深度結(jié)合的創(chuàng)新體系。強化共性技術(shù)平臺建設(shè),優(yōu)化造紙領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、重點實驗室、工程(技術(shù))研究中心、工業(yè)設(shè)計研究院等創(chuàng)新平臺布局,鼓勵通過市場化運作建設(shè)創(chuàng)新平臺型企業(yè)。
加速培育領(lǐng)軍型頭部企業(yè),盡快提高行業(yè)集中度,以優(yōu)良品牌進入國際市場,加強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務體系建設(shè),培育一批技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè),提高科技成果轉(zhuǎn)化率,進一步加強科技人才隊伍建設(shè)和人才隊伍的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
5.3 加速數(shù)字化、智能化發(fā)展
借鑒輕工領(lǐng)域其他行業(yè)的優(yōu)秀發(fā)展經(jīng)驗,未來的造紙產(chǎn)業(yè)要繼續(xù)以信息化與工業(yè)化深度融合為主線,強化工業(yè)基礎(chǔ)能力,提高工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量,推進智能制造、綠色制造,促進生產(chǎn)性服務業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展,提升制造業(yè)層次和核心競爭力。
造紙裝備產(chǎn)業(yè),需在實現(xiàn)工藝的全面數(shù)字化、結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)上,對企業(yè)的工藝布置、制造鏈、供應鏈等進行優(yōu)化,實現(xiàn)生產(chǎn)任務、物料、產(chǎn)品、能源等數(shù)據(jù)在各個系統(tǒng)的可視化采集,挖掘數(shù)據(jù)的潛力價值,實施智能化的精益生產(chǎn)方式,建立智能維護系統(tǒng)。
5.4 加速服務型制造工程
《造紙行業(yè)“十四五”及中長期高質(zhì)量發(fā)展綱要》指出:發(fā)揮產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢、配套優(yōu)勢和部分領(lǐng)域先發(fā)優(yōu)勢,推動造紙產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化,發(fā)展服務型制造。
造紙裝備是造紙工藝技術(shù)的載體,造紙裝備企業(yè)需要通過提供增值服務來提高產(chǎn)品附加值和市場競爭力。例如,為客戶提供定制化服務、設(shè)備全生命周期管理,利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備遠程監(jiān)控與診斷、為現(xiàn)有設(shè)備提供智能化升級服務,為客戶提供操作與維護培訓以及新技術(shù)應用服務、快速響應客戶訴求,通過收集和分析設(shè)備運行數(shù)據(jù)為客戶提供生產(chǎn)效率優(yōu)化建議等,實現(xiàn)從單純的設(shè)備制造商向服務型制造商的轉(zhuǎn)型。
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