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制浆造纸装备业的现状与发展趋势


所属分类:行业新闻    发布日期:[2015/7/16]    点击:[3427]
造纸装备制造业总体格局将发生较大的变化,由目前的产品雷同、多而分散的格局逐渐形成具有社会化大生产和专业化协作能力的几家大企业,带动众多专业化小企业的布局,优化市场资源。

  一、我国制浆造纸装备制造业快速发展,是支撑产业发展的主要力量

  中国造纸业近十多年发展迅速。自2008年起,中国造纸业纸和纸板年总生产量超过美国,成为世界第一大国。“十五”是中国造纸工业实现追赶型高 速发展期,年均增速为15.02%,“十一五”是中国造纸工业发展中具有历史意义的重要转型期,也是建设中国造纸工业现代生产体系的关键时期。2007 年,以纸和纸板产量7350万吨,首次超过消费量7290万吨为转折点,标志数量主导型的追赶型发展阶段的结束。同时,“十一五”纸和纸板产量增长速度逐 年下降,由2006年增速16%下降到2010年7.29%。“十一五”年均增速已由“十五”期间的15.02%下降到9.28%。这标志着中国造纸工业 已由数量主导型发展转向上质量、上水平、上档次的质量效益型发展新阶段。另一方面,造纸行业部分产品出现了结构性和阶段性过剩。造纸行业逐渐面临增速下降 和产能过剩的双重压力。目前中国纸业正经受严峻挑战和考验。2013年第一次出现-1.37%的增长。“十二五”规划提出纸和纸板年增长率为4.6%。目 前前三年年均增长不足1.7%,远低于“十二五”4.6%的增长目标。中国造纸工业进入深度调整的新阶段。新阶段的显著特点和发展目标是:在结构优化、发 展质量和效益稳定提高的基础上,积极化解产能过剩,实现新的产需平衡。纸和纸板生产总量还会适当增长但增幅不会太高,但质量和效益要有新的提高,因此加快 结构优化调整和产业升级是重要任务,量的扩张将让位于质的提高。更多的是通过产品和产业链高端化战略来实现存量调整,提升产品质量和档次,进一步提高发展 质量和发展效益。因此培养新的增长点和培育新的竞争优势是进入深度调整期后的重要任务。

  我国制浆造纸装备制造业伴随我国造纸工业的快速发展,经历了由小到大的发展,发生了翻天覆地的变化,取得了巨大的成绩,已能为制浆造纸行业提供 各种纸机、纸板机、生活纸机,以及分切、涂布、包装和备料、制浆、洗选漂、碱回收等成套装备和生产线,国产装备承担了大部分生产任务,初步形成了产业链配 套体系完整、门类齐全的现代生产体系,拥有科研、教学、设计等实力雄厚的科研队伍和一批装备制造企业。2014年实现主营收入375.39亿元,利润25 亿元,出口额10.58亿美元。从业人员3.8万人。规模以上企业达217家,资产总额约261.33亿元,同比增长4.29%,人均产值约100万元, 比机械工业的约115万元/人均产值略低。虽然工业总产值从2008年的约181亿元增加到了目前的385亿元,但企业数量和从业人员变化不明显。说明生 产效益在逐渐提高,总体发展是健康的,国产装备产业的比较优势仍然具备,总体是稳定发展的,一直是中国造纸产业的支撑力量,为造纸产业发展做出了突出贡 献。

  装备制造业是为国民经济和国防建设提供技术装备的基础性和战略性产业,是各行业产业升级、技术进步的重要保证和国家综合实力的集中体现。尽管我 国已是一个装备制造业大国,但是当前我国装备制造产业和世界先进水平相比还有不小的差距,特别是一些高端制造装备,目前粗放式制造模式面临严峻的挑战,精 细化、高端化、智能化的多样需求越来越多。工信部提出要创建若干行业技术服务平台,完善技术创新体系,夯实技术创新基础。

  今年国务院常务会议指出,我国正处于加快推进工业化进程中,制造业是国民经济的重要支柱和基础。落实今年政府工作报告部署的“中国制造 2025”,对于推动中国制造由大变强,使中国制造包含更多中国创造因素,更多依靠中国装备、依托中国品牌,促进经济保持中高速增长、向中高端水平迈进, 具有重要意义。会议强调,要顺应“互联网+”的发展趋势,以信息化与工业化深度融合为主线(两化融合),强化工业基础能力,提高工艺水平和产品质量,推进 智能制造、绿色制造。促进生产性服务业与制造业融合发展,提升制造业层次和核心竞争力。国家对装备制造业的重视,预示着我国造纸装备制造业仍然大有可为。

  二、我国制浆造纸装备制造业的主要特征

  (一)发展阶段

  回顾制浆造纸装备制造业曲折发展历程,大体可分为三个阶段。第一阶段是打基础、初步完成装备制造业产业布局的阶段,形成上海、西安、辽阳三大主 机厂合理布局,在60年代已成功生产3150新闻纸机。第二阶段是在原国家经贸委和国家轻工业局主导、推动下,通过近10项技贸项目的实施,在关键装备和 领域缩小了和国外先进装备的差距,打下了快速发展的基础。第三阶段是目前快速发展和赶超阶段。制浆造纸装备制造业取得骄人的成绩,但由于起步晚、基础差、 投入不足,和国际安德里兹、美卓、福伊特三大巨头相比,差距巨大。

  (二)主要特征

  总的来讲,经过几十年的发展,国产装备行业目前具有如下特征:

  1.具备一定优势,教科研产业体系完善

  国产造纸装备制造业能为行业提供完整的中等及以上规模的所有设备,国产装备承担了60%~70%的造纸产能,技术性能也属于中上水平,在世界上 也仅次于美国、德国、芬兰、日本等少数发达国家,在某些技术装备上面还有自己的创新优势,如草类原料的备料和连蒸装备技术等,能为造纸工业提供完整的装备 是我国造纸产业迈入国际造纸大国的主要原因。与此相适应的是我国还具备了从学校、科研设计到生产制造、标准检测的完整体系,包括了从人材培养、技术开发设 计到产品质量控制的生产性服务体系,为装备制造业的长期发展提供了很好的保障。

  2.配套行业较完整

  为造纸装备行业的配套行业也是较为完整的,专业化分工基本配置合理,建立了脱水器材、各种辊子包胶、筛鼓、水印辊、流浆箱、真空辊、密封汽罩等 的专业制造企业,甚至还有减速机、自动化系统,真空泵等,既可面向造纸行业,也可面向其它行业的专业公司,保证了整个产业的无缝配套,也为行业的发展起到 了保障作用。

  3.主要装备取得快速发展

  (1)制浆装备方面

  大型木片及竹片的超级间歇蒸煮主体设备已基本国产化,如大型的超级间歇蒸煮锅(250立方米)等。

  草类原料为主的150~300吨/日的横管式连续蒸煮系统设备和自动控制系统,已全部实现国产化。

  国产波纹滤板、小平面阀的洗浆机现已比较适应各种非木纤维浆的洗涤和黑液提取,最大的真空洗浆机转鼓面积可达120平方米,可配套20万吨/年KP木浆项目。

  近年国产开发的新型置换双辊挤浆机系列,其辊最大规格Φ2200mm×8400mm的能力可配150万吨/年浆系统;进、出浆浓度分别为3.5%~10%、25%~35%。

  发展了大中型国产ECF/TCF成套设备和技术。具有我国自主知识产权的中浓纸浆清洁生产漂白成套设备,主要包括双升流塔氧脱木素段、过氧化氢 漂白段以及配套的中浓浆泵和中浓高剪切混合器。漂后废水中可吸附有机氯化物(AOX)完全满足国家的排放标准,同时与传统的CEH三段漂白比较,节水 50%以上,能耗减少30%以上,属于清洁漂白技术装备,最高产能达50万吨/年。

  对各种规模的高得率化机浆,汽蒸仓、浸渍器和反应仓等设备可全部国产化,螺旋撕裂机和高浓盘磨机等设备国产化也取得进展。国内开发了可用于机械 浆或化学机械浆的双螺杆磨浆机及APMP化学机械浆设备,目前已有60~100吨/日的成套设备,300吨/日的成套设备正在完善中。

  国产废纸制浆设备能力规模越来越大。目前可提供600吨/日 OCC生产线成套设备及300吨/日的脱墨浆生产线设备,其中关键设备鼓式碎浆机、立式碎浆机、高温高浓盘式热分散机及浮选脱墨槽已全部国产化。

  国产大型木浆配套碱回收系统设备产能40~60万吨/年,其中包括蒸发水量为600吨/小时的管式降膜蒸发站、日处理2200吨/日的单汽包低 臭型碱回收炉及大型盘式白液过滤机及预挂白泥过滤机等。我国在草类原料碱回收技术方面处于世界领先水平。目前在建麦草浆碱回收系统最大规模为日处理黑液固 形物1200吨,蒸发采用了十一体六效全管式降膜蒸发站,蒸发水量为350吨/小时,采用了黑液降粘及结晶蒸发技术。

  (2)造纸装备方面

  国产纸板机最大的已做到幅宽7米、车速800米/分、30万吨/年以上产能,气垫或水力式流浆箱,四叠网或五叠网成形,全封闭式引纸,高线压大辊径压榨,带纸幅稳定器的单排缸加双排缸的干燥形式,独立引纸绳引纸。

  目前已建成较多运行的最大国产文化纸机,机宽3.8米、工作车速800米/分、产量约250吨/日。机型长网加顶网,水力式流浆箱,四辊三压区 /五辊三压区压榨,烘干部采用部分单排缸带有纸幅稳定器,独立引纸绳引纸。“十一五”国家科技支撑计划,河南江河纸业与华南理工大学、轻工业杭州机电设计 研究院等联合研发高速文化纸机,标志着我国的造纸机技术已经取得了突破性进展。

  国内开发成功700米/分的真空圆网纸机和1000米/分以上的新月型卫生纸机,产能在8000吨/年到2万吨/年之间。突破了水力型流浆箱、钢制扬克烘缸、夹网等技术。

  主要用于长纤维或混合纤维超低浓度成形生产特种纸的斜网纸机也从无到有,国产最大幅宽3300毫米,车速200米/分;目前单层和双层成形斜网纸机已成功运行投产,三层成形的纸机正在开发。

  4.我国造纸装备企业数量多,规模小,性价比高

  从事造纸机械的厂商数量较多,有200多家,但其规模都不大,最大的企业年销售额也就在4~5亿元左右,单个企业与国际大公司(如Voith、 Metso/Valmet、Andritz)等相比,无论在规模上、技术上以及质量上还有巨大差距。相互之间技术类同,特色不突出,且基本上没有太多的开 发能力。和造纸行业相比,造纸机械行业的发展是比较慢的,加工手段也比较传统,更新速度较慢,规模很难上去。但是国产装备仍然具有相对优势,尤其是性价比 和售后服务,因此和国际大公司很难形成竞争,基本上是相互补充。

  5.技术开发手段单一,自主知识产权和有效专利数量较少

  技术开发手段单一,无论是企业,还是科研院所、大专院校,都未能建立起有效的装备开发试验平台及有效的远行体系,使得到目前为止,技术发展的手 段仍然停留在以消化吸收的方式为主,自主知识产权产品很少,有效专利数量较少。这一点和国际的大公司相比仍然差距巨大,其结果就是仿制的产品性能很难达到 或超过原有水平,且还有仿造不到位产生的性能不稳定、能耗和材料消耗较大、可靠性不高等问题,且这些问题还不是很快就可得到解决的。

  三、面临的问题与机遇

  (一)造纸行业进入调整期,量的简单扩张形势不太可能再次出现,但对质量和效益的提高是永远都不会停止的,这对装备制造业来讲其实也提出了更高 的新要求,开发出更高效的、更节能的设备。对现在装备的不断优化改造为装备制造业提供了新的机会,而且可以预测随着造纸产业由量的扩张到质的提高,此项任 务是一个长期的过程,也是一个长期任务。同时造纸产业的外延也在发展:一个向生物质综合利用方向发展,比如利用植物纤维生产生物质燃油、纤维素木质素材料 等等,另一个是向纸基功能材料方向发展,利用造纸技术进行改造优化生产以合成纤维和无机纤维以及混合纤维为原料的新材料,如电子材料、高精度过滤材料、摩 擦材料、绝缘材料等等,也为装备业提供了许多机会,尤其是在分散、成形、特殊干燥、热压光等新技术方面十分紧迫。这为装备提供了机会的同时,也提出了新的 要求。

  另外,造纸产业对落后产能的淘汰也为新装备提供了市场空间,其中“十二五”期间计划淘汰落后产能为1500万吨,随着产能出现阶段性过剩,市场 对大型高速纸机及装备的需求已逐步减少,这将主要挤压大型进口设备的市场空间,面对性价比较高、产能中上的国产装备反而是一种利好。这从2013年、 2014年的造纸装备工业总产值和利润指标可以看出,造纸产业的产量速度下降对装备制造业的产值和利润影响不大,仍呈现比较正常的增长。

  (二)造纸机械是一个非常独特流程机械,其在技术开发上困难很大,共性能和功能的开发方式上就决定了要么直接在生产线上使用和逐渐完善,要么在 试验线上进行中试后完善,前一种方式风险太高,后一种方式投入和运行费用较大,两种开发方式目前都不太可能成为我国装备业的主要方式。因此,就只有走模仿 的路子,这是一种风险小、投入少的开发路线,我国一直以来走的就是这个路子,从效果来看,成效还是比较显著的。但这也是一把双刃剑,随着知识产权保护和中 国广泛深入参与世界竞争,在未来的发展过程中,我国造纸装备产业还是要不断提升自主创新能力和技术水平,形成我们自己集成创新的体系。

  造纸装备处理的原料为纤维悬浮液,是其它行业没有的,甚至类似都没有,就也决定了其使用的装备是非常独特的,比较筛选、输送、成形、压榨等等。从别的行业借签的可能性都没有,没有可借鉴的对象,基础理论的研究也不够,必然导致发展步伐不快,对此要有清醒的认识。

  (三)虽然技术研发存在许多困难,但我国有巨大的市场,有世界上最为先进的各种装备在运行,为走消化、吸收、再创新的路线提供了较好的保障;有 完善的产业链和配套工业,只要科学定位,坚持走差异化的路线,不断提高产品质量,完全有可能走出一条有中国特色的装备制造技术发展道路。

  (四)我国正在大力推进的“一带一路”战略,将极大地影响中国经济走向,随着该战略的逐步落实,区域内的经济必将取得较大发展,涌现出广阔的市 场,为我国的产业和装备输出创造有利的条件。造纸产业作为与经济发展息息相关的产业,也一定会在该区域呈现出蓬勃发展的时机,最起码包装纸板和生活用纸方 面,一定会有较大的发展。相关产业一定要深入认识该战略对国内产业调整和走出去的深远影响,抓住机遇把国产装备进一步推向国际市场。

  四、发展与展望

  (一)首先,造纸装备制造业总体格局将发生较大的变化,由目前的产品雷同、多而分散的格局逐渐形成具有社会化大生产和专业化协作能力的几家大企业,带动众多专业化小企业的布局,优化市场资源。原因如下:

  1.进入新时期的中国造纸装备产业除受到造纸企业结构调整的深远影响外,也一定要受到新技术革命的尤其是以数字化、网络化、智能化为主要特征的 工业4.0时代的影响,新技术的应用将极大地提高资源、人力和能源的利用率,更加合理配置生产过程中的各个要素,减少浪费,从而达到节约成本、提高效率、 增强竞争力。应用数字化、网络化将极大地提高资源的配置能力,使得产品从设计到制造和服务的组织形势发生深刻变化,企业通过网络可将价值链和生产过程分解 到不同国家和地区,产业分工更加专业化和精细化,技术研发、生产和销售的多地区协作日趋加强。

  2.造纸产业的智能性过剩,使得市场将大大挤压装备的获利空间,与此同时生产要素成本不断上升,使企业必须要进一步提升产业价值链,在研发、原 料采购、生产、营销、售后服务等各环节和活动都应创造新的价值,这只有管理理念正确、手段先进、组织完善的大型企业才能做得到。

  3.今后企业利润产生的另一个途径是提高主要劳动生产率。据报告,发达国家全要素劳动生产率对经济的贡献最高达70%,而我国不足30%,因此 潜力巨大。而要对资源、能源、资本等要素实现最优组合,精细化管理,降低综合成本,非大企业难以实现。组织全行业专业化分工协作将是一条降低成本的有效途 径之一。

  4.市场对大型高速装备的需求会减少,而中小型设备的技术和加工已趋于相对成熟,部分技术难度较大,需要更多的投入和时间检验,必然会进一步加 剧企业之间的激烈竞争,挤压利润空间,使得在销售、技术、管理等方面综合能力较弱的企业逐渐被兼并重组或淘汰。企业数量逐渐减少。从国际上造纸机械的发展 也可得到印证,比如在50、60年代,国际上有大约几十家上规模的公司, 比如Beloit、Sunds、Alstrom、KMW、Sandyhill等,但目前经过兼并重组,就只有Voith、Metso、Andritz等几 家超大型公司,三家大型公司的总营业额就可达到我们一年的销售额,所以只有整合好资源,取得较大的发展,达到较大规模的公司,才有能力参与国际竞争。

  (二)在经过高速发展期后,许多造纸企业也逐渐认识到大型高速生产线也是有造价高、备件及维修费用昂贵、改造升级不容易等缺点。单条生产线或单 机产能中上规模可能是市场一个主流产品,对纸板机30~40万吨/年,文化纸机10~20万吨/年,生活用纸机2~4万吨/年,但性能需不断优化,逐步提 高自动化、智能化的水平,进一步稳定生产运行性能和产品品质。与之相适应的一些关键技术将不断成熟与完善,如稀释水力式流浆箱、节能蒸煮技术、大型盘磨、 靴式压榨、膜转移施胶机、机内软压光等等。同时生产线和设备的建设将越来越强调专业化和模块化的结合创新,为今后适应市场变化和技术进步留下改造和升级空 间。

  (三)质量和创新是装备行业发展的两个关键任务,其中质量可能会处于更加突出的位置。造纸产业高速扩张期已经过去,进入质量和效益为主,优化产 业结构的新时期。造纸行业的效益和质量是与装备的性能关系密切,甚至十分重大,装备性能先进,纸张的品质就可以提高,装备的可靠性提高了,造纸生产中非生 产时间就缩短了,无用消耗就降低了,效率自然就提高了。其实质量的提高也是一种创新,那是因为质量的高低与生产成本和时间效率是矛盾的,如何用创新的方法 和管理手段,既提高了质量,又维持成本不升高,甚至有所下降一直是一个世界难题,要解决这个难题没有创新的思维和方法是很难实现的。

  (四)技术发展方面的趋势。今后相当长时间内技术发展方向不会主要集中在单机生产能力的提高上,许多关键技术也取得了初步进展,如稀释水流浆 箱、靴压辊、中高浓漂白技术、节能蒸煮技术等,正在完善和优化之中,而品质的提高是一个较为长期的过程。因此在新形势下,对资源、能源和环保双重约束下的 造纸工业,节能减排必然引领今后技术发展的主要方向,同时兼顾品质适当提升、消耗下降的长期问题。

  1.中浓流送及成形系统技术。发展浓度为3%及以上的中浓流送和成形技术在国内外已有几十年了,但还有一些关键问题(如质量稳定性)并未取得突 破,使得在工业实际应用上没有太大进展,但中浓技术的意义是十分重大的,如能得到实际应用将使能耗和水耗大幅降低50%以上,设备体积也相应有所减小,尤 其是对纸板生产,具有十分重大的意义,值得加大在这方面的技术研发。

  2.无浆池及少浆池技术。浆池在目前造纸生产线上占有十分重要的位置,数量也较多,为保障生产线正常运转提供必要保障,但是浆池的占地和动力消 耗也是较大的。必须尽快加大无浆池循环磨浆技术、封闭筛选技术、自动配浆/配料技术的研发,逐渐实现造纸流程的无浆池化或少浆池的生产。

  3.超临界干燥技术。造纸生产中干燥所消耗的能源大约要占60%的总能消,目前的湿热空气回收的热量也只有30%左右,还有70%的热量就彻底 排向大气消耗掉了。湿热空气回收难的一个主要问题是干燥产生的湿热空气的湿含量太低,有太多的空气混合在其中,湿含量太高又容易结露滴水,影响纸页质量。 要解决这个问题,就必须突破现有干燥技术。超临界干燥的概念是将干燥过程转变为接近蒸发过程,将蒸发出来的大量蒸汽的热量回收就十分容易且经济,热回收装 置的投资以及回收过程本身的能耗也将大幅减少,干燥的蒸汽消耗量最少将下降30%~50%。

  4.要充分用好现代技术,尤其是以传感器技术为基础的网络化、信息化技术在造纸工业中的应用,更加合理的调配好资源和能源,使其发挥出更大的效益,同时减少人工成本,稳定产品质量。

制浆造纸装备业的现状与发展趋势
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