制浆造纸工业是传统的高能耗产业。随着国际能源形势越来越严峻和国家产业升级步伐的加快,节能减排是造纸企业必须要面对的一个严峻的挑战。单纯的淘汰落后产能已经不是造纸工业应对挑战的最佳方法,如何对现有的产业结构进行优化升级是更为切实有效的思路。纸张的生产本质上是一个脱水的过程。尽管造纸机干燥部脱除了整个过程最少量的水分,但其能耗占整个造纸过程能耗的绝大部分。纸机干燥类型是根据干燥部的结构来划分的,多烘缸造纸机是造纸过程中使用最普遍的一种,大概占到了85~90%。其多烘缸纸机干燥部的能量系统一直是国内外研究的热点。系统的对造纸机干燥部能量系统进行分析和研究对提高造纸企业能效降低成本具有十分重要的意义。本论文首先从造纸企业全厂能量系统入手,利用能量系统“三环节”的基本理论对典型造纸厂的能源流向进行了系统的分析和诊断,继而确定了造纸机干燥部是最大的能耗单元。本研究详细介绍了造纸机干燥部的组成、基本结构以及与其相关的能耗设备,将干燥部分为三个不同的功能子系统,并利用热力学第一和第二定律结合分析能流常用Sankey图对造纸机干燥部能量系统进行了分析。通过对某新闻纸机干燥部的分析结果表明:该纸机空气需求量较大,排出空气的热量很高,达到62.05%,过程?损偏大,达到36.51%。通过对比纸机不同状态能流参数发现:气罩空气湿度参数对干燥过程能耗影响显著。当气罩空气湿度上升时,造纸机干燥部蒸汽消耗可以明显降低。分析了造纸机干燥部能量系统的特点,本研究依据单元模块法建立了多烘缸造纸机干燥部的数学模型。通过数学模型的建立,提出了和干燥部能耗密切相关的烘缸特征函数的确定方法。借助干燥部数据在线采集系统获得的数据在WinPAMS平台上对干燥部模型进行了验证,结果表明,该模型结构合理,模拟运算结果和实测结果基本一致。在建模的基础上,本研究建立了一种造纸机干燥部能量系统的非线性规划模型,提出了造纸机干燥部能量系统的优化方法。该方法把干燥部分成几类不同的功能模块,通过物料和能量平衡分别建立各模块的过程模型,以造纸机实际的操作参数范围作为约束条件,以单位产品能耗最低为目标,借助Matlab软件的相关算法求解能耗最低的过程操作参数。本研究所建立的模型适应性良好,求解方便,可以针对纸机运行参数进行过程用能的优化。将该模型用于优化某箱板纸机和新闻纸机干燥部的过程参数,优化结果表明,现有的操作参数范围内,箱板纸机可以实现节能5.6%,新闻纸机可以根据不同的操作环境进行参数优化,可实现节能6%左右。在线涂布纸机的热回收系统是一个复杂的换热网络。本研究应用夹点技术对某日产1500t的涂布纸机干燥部热回收网络进行了诊断和优化分析。结果表明,该纸机现有的换热网络存在着较大的节能潜力,通过优化改造可以使纸机干燥部的回收热量由原来的4821.6 kJ/s增加到9973.09 kJ/s,节约了干燥部2.3%的蒸汽用量,有明显的节能效果。为了方便夹点技术的应用,本文运用面向对象的技术开了一种计算机辅助程序。该程序的开发提高了运算效率,更利于夹点技术在造纸企业的推广应用。