造紙產業(yè)是與國民經濟和社會發(fā)展關系密切并具有可持續(xù)發(fā)展特點的重要基礎原材料產業(yè),是推動實現社會主義現代化強國建設的重要物質技術基礎。造紙裝備是推動造紙工業(yè)發(fā)展進步的核心基礎,是推動造紙工業(yè)轉型升級的重要引擎,是加快造紙工業(yè)新質生產力實現的重要保障,它決定著我國造紙產業(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)模設備更新和消費品以舊換新行動方案》,造紙產業(yè)必須通過設備更新和消費品以舊換新,促進產業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展,推進傳統(tǒng)產業(yè)生產力不斷向新質生產力躍升。 1 我國造紙裝備產業(yè)發(fā)展現狀 經過多年的快速發(fā)展,我國造紙裝備產業(yè)具備了一定的優(yōu)勢: 1.1 教科研產業(yè)體系完善 國產造紙裝備產業(yè)能為造紙行業(yè)提供完整的中等及以下規(guī)模的所有設備,覆蓋了60%~70%的造紙產能,技術性能也屬于中上水平,具備從學校、科研設計到生產制造、標準檢測的完整體系,為裝備產業(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)、真空泵等細分產業(yè),保證了整個產業(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)已擁有世界上領先的制漿造紙技術和裝備,如連續(xù)蒸煮技術、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),帶有夾網成形器、靴式壓榨、單排烘缸、機內超壓、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)生紙機技術較為成熟,發(fā)展訊速。 目前,制漿造紙裝備業(yè)已呈現出大型化、高速化、自動化、國產化、成套化特征和趨勢。 2 我國造紙裝備存在的問題和不足 從國產造紙裝備自身存在的問題看,主要表現在: (1)企業(yè)規(guī)模小、分散,技術開發(fā)手段單一,自主創(chuàng)新能力不強,自主知識產權和有效專利數量較少。 (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(含核心基礎零部件/元器件)、關鍵核心技術對外依存度高。 (4)中低端產品供給過剩,高端產品供給不足,產品同質化現象嚴重,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)數字化、智能化起步較晚,工業(yè)應用不足,生產服務業(yè)發(fā)展較慢。 (7)產業(yè)國際化程度不高,全球化經營能力不足。 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,堅持轉型升級,走綠色高質量發(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)網與制造業(yè)融合發(fā)展,推動人工智能等產業(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、云計算、大數據和人工智能等技術,實現全產業(yè)鏈流程的標準化和數據化,入選山東省輕工紡織企業(yè)推進數字化助力“三品”行動典型案例。 ● 維達紙業(yè)通過數字孿生技術實現了生產過程的全面數字化和智能化管理,創(chuàng)新開發(fā)的衛(wèi)生紙機毛布在線清潔技術已入選科技部可持續(xù)發(fā)展技術清單。 ● 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、質檢、智能轉運、倉儲等無人化操作,實現了全生命周期的數據化管理。 ● 華章科技有限公司的造紙工業(yè)信息化管理平臺,通過實時數字化監(jiān)控管理和大數據分析技術,顯著提升效率,入選浙江省省級重點工業(yè)互聯(lián)網平臺。 ● 浙江凱豐新材料有限公司年產8.1萬t/a高檔特種紙智能化生產線的技改擴建項目,完成MES系統(tǒng)和數據化生產運營平臺的投用及優(yōu)化,高效完成綠色生產體系升級和智慧工廠數字化改造,引領“以紙代塑”的環(huán)保趨勢。 3.2 關鍵核心技術的自主開發(fā) 自主研發(fā)造紙裝備的核心技術,加快造紙裝備的自給率,對實現我國造紙工業(yè)的轉型升級、增強國產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,產能可達1300t/d,代表著國內高效碎漿技術的先進水平。 ● 凱信機械為英國Fourstones公司提供的衛(wèi)生紙機生產線,以木漿為原料,產能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,設計車速高達1600 m/min,單機產能突破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計制造的大型二氧化氯制備系統(tǒng),不僅打破了國外技術與裝備的壟斷,而且實現了我國在紙漿漂白二氧化氯制備領域的出口零突破。 ● 輕工業(yè)杭州機電設計研究院有限公司自主研發(fā)的“玻纖液體過濾紙生產成套技術與裝備”成功應用于南玻院玻纖濾紙生產線,產品為玻璃纖維空氣過濾材料和液體過濾材料,其玻璃纖維梯度結構產品生產技術為國內唯一,經浙江省造紙行業(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,產能超過1200adt/d,出料干度30%~35%,滿足了客戶綠色清潔生產與節(jié)能降耗的需求。 ● 福建輕工機械設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、甲酸回收再用生產線,該項目采用生物質精煉一體化技術,無廢水排放,副產品為甲酸木素、糠醛及延伸產品工業(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)化生產裝備。 3.4 獲得的科技獎項 2017~2021年,我國造紙工業(yè)授權專利共7921件,其中制漿造紙裝備授權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鍵技術及應用”獲得國家科學技術進步獎二等獎。 2019年,華南理工大學陳克復院士“制漿造紙清潔生產與水污染全過程控制關鍵技術及產業(yè)化”項目榮獲國家科學技術進步獎一等獎;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鍵技術及應用”項目榮獲國家技術發(fā)明獎二等獎;中國林業(yè)科學研究院林產化學工業(yè)研究所房桂干博士領導的項目“混合材高得率清潔制漿關鍵技術及產業(yè)化”項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎;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、集成技術與應用”項目榮獲國家科學技術進步獎二等獎。 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鍵技術及產業(yè)化”項目,獲得國家科學技術進步獎二等獎。 4 未來我國造紙裝備產業(yè)發(fā)展重點 造紙行業(yè)的發(fā)展既要保證產量穩(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,要保證產業(yè)的有序發(fā)展,綠色低碳轉型是行業(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)新驅動發(fā)展,以科技創(chuàng)新為重點,狠抓綠色低碳技術攻關,加快推進數字化轉型與智能制造,謀求未來發(fā)展。 綠色低碳技術:生物質替代化石能源技術,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、高速紙板機等技術和裝備。制漿造紙節(jié)水節(jié)能技術、植物纖維原料高效利用、廢水處理和回用技術、竹材等非木材原料低碳制漿技術等[3]。 數字化發(fā)展技術:智能倉儲和立體庫、生產線運維管理云平臺、質量在線檢測技術等。 5 對我國造紙裝備產業(yè)今后發(fā)展的一些建議 對于我國造紙裝備產業(yè)的發(fā)展,建議要做到“四個加速”: 5.1 加速關鍵核心技術突破 造紙裝備企業(yè)需在專業(yè)化分工的基礎上,完善和研發(fā)先進造紙裝備技術,推廣造紙節(jié)能減排新技術、新工藝和新裝備,用盡可能低的消耗和排放生產低碳產品,深耕細分市場,實現精細化、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 加快構建以企業(yè)為主體、市場為導向、政產學研用深度結合的創(chuàng)新體系。強化共性技術平臺建設,優(yōu)化造紙領域產業(yè)創(chuàng)新中心、重點實驗室、工程(技術)研究中心、工業(yè)設計研究院等創(chuàng)新平臺布局,鼓勵通過市場化運作建設創(chuàng)新平臺型企業(yè)。 加速培育領軍型頭部企業(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,培育一批技術創(chuàng)新示范企業(yè),提高科技成果轉化率,進一步加強科技人才隊伍建設和人才隊伍的結構優(yōu)化。 5.3 加速數字化、智能化發(fā)展 借鑒輕工領域其他行業(yè)的優(yōu)秀發(fā)展經驗,未來的造紙產業(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)基礎能力,提高工藝水平和產品質量,推進智能制造、綠色制造,促進生產性服務業(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。 造紙裝備產業(yè),需在實現工藝的全面數字化、結構化的基礎上,對企業(yè)的工藝布置、制造鏈、供應鏈等進行優(yōu)化,實現生產任務、物料、產品、能源等數據在各個系統(tǒng)的可視化采集,挖掘數據的潛力價值,實施智能化的精益生產方式,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”及中長期高質量發(fā)展綱要》指出:發(fā)揮產業(yè)規(guī)模優(yōu)勢、配套優(yōu)勢和部分領域先發(fā)優(yōu)勢,推動造紙產業(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的載體,造紙裝備企業(yè)需要通過提供增值服務來提高產品附加值和市場競爭力。例如,為客戶提供定制化服務、設備全生命周期管理,利用物聯(lián)網技術實現設備遠程監(jiān)控與診斷、為現有設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應用服務、快速響應客戶訴求,通過收集和分析設備運行數據為客戶提供生產效率優(yōu)化建議等,實現從單純的設備制造商向服務型制造商的轉型。
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