糖厂节能基本措施
更新时间：2006-9-12 19:39:39
糖厂节能基本措施
作者： 霍汉镇
节约能源是国民经济中极重要的问题，制糖工业能耗大，更要搞好节能工作。甘蔗糖厂的蔗渣可用于造纸或制纤维板，搞好节能工作可剩余更多的蔗渣，或减少其他燃料的用量，对提高糖厂经济效益的意义十分重大。
国内的糖厂对节能是相当重视的，从1960年代以来已采取了很多措施，多数糖厂的标煤耗对蔗比已从当时的约8%降低到5%左右，有些厂接近或低于4%，达到国际甘蔗制糖厂的先进水平。在国外，欧美国家的甜菜糖厂和精炼糖厂的节能技术比较先进，丹麦DDS公司在节能方面是世界著名的，其标煤耗对甜菜比约为3%；德国BMA公司也有多项创新，到90年代，德国甜菜糖厂的汽耗对甜菜比已降低到25～32%。在炼糖方面，欧美国家加工１吨原糖耗能 (3.5～4.2)×106kJ，相当于标煤0.12～0.14吨。对比这些先进水平，国内的糖厂还有较大的差距，通过节能提高糖厂经济效益的潜力还很大。国内多数的甘蔗糖厂，如分步采取适当的措施，完全可以将能耗降低25～30％。
节能是一个综合性的问题，关系到工厂的工艺、设备和管理控制等各方面。工厂节能水平的高低，反映了它的技术与管理是否先进。节能的措施很广泛，下面概括介绍国内外糖厂的主要节能措施，从中亦可看出国内外的差距。
1、压榨工段
１、减少压榨渗透水。国内甘蔗糖厂早期使用渗透水量较多，在60年代一般约为25%，有些厂达到30%。以后通过改善甘蔗破碎等措施来提高抽出率，用水量逐渐减少。现在多数糖厂约为15%。因此，混合汁对甘蔗的比例也从过去的约105%降低到90～95%，减少了所需蒸发的水量。
２、适当降低压榨机所用的压力，在60年代，压榨机顶辊压力对辊子截面积的比例Pav通常为2.3～2.5MPa(230～250t/m2)。现在普遍降低到1.8～2.2MPa，有些厂降到1.6MPa，相应减少了压榨机所用动力。既降低能耗，又利于安全运转和延长设备寿命。
３、采用高效率的动力设备，国外较多采用调速性能良好的工业汽轮机，国内则较多使用直流电动机。在传动装备方面，采用传动效率高的全封闭的减速箱代替老式的开放式齿轮组，以及用有三支输出轴的齿轮箱代替压榨机的三星齿轮，都减少传动过程的能量损耗。采用油压马达驱动压榨机更兼有效率高和损耗少的优点。
2、澄清系统
１、蔗汁的加热使用后效蒸发罐汁汽或汽凝水作热源，减少高温热源的消耗。国外很重视用后几效汁汽或汽凝水来加热。国内较好的糖厂可用到第三效或四效汁汽，但用汽凝水的很少，还有不少糖厂以用二效或一效汽为主，能耗较高。
２、采用传热性能良好的设备以便使用低温热源。性能良好的板式换热器的加热温度可达到仅低于汁汽温度4～5℃。新的宽缝隙的板式换热器可适用于含有纤维颗粒的蔗汁。但国内有些糖厂用的板式换热器的效果并不理想。 ３、使用较高浓度的石灰乳，特别是在碳酸法糖厂，石灰乳浓度多数超过20ºBe，减少了带入蔗汁中的水分。
４、减少过滤机的洗水量，将甜水循环使用。减少过滤机用汽，用压缩空气取代蒸汽。
５、减少处理过程的热损失。国内糖厂澄清工段的散热极大，沉淀器放汁、清汁曲筛和糖浆曲筛都损失大量热能，虽然有些厂采取了一些改进措施，但还需要从根本上解决。
3、蒸发系统
蒸发系统是糖厂节能的中心环节之一，良好的蒸发系统类似一个蒸汽分配器，将较高温度的蒸汽转换成适合各工艺部门使用的蒸发汁汽，本身消耗热能不多。主要的关键如下：
１、提高糖浆浓度。糖浆浓度是影响糖厂能耗的很重要指标，也是反映糖厂管理与操作水平的重要尺度。糖浆浓度高者，煮糖用汽少，煮糖时间短，节能效果好；但蒸发与煮糖的操作与控制的技术水平要较高。欧美的糖厂采用自动控制，糖浆浓度多数在70ºBx以上，有些达到75ºBx。国内糖厂用人工控制，难以达到这样高；但广东也有不少糖厂的糖浆浓度达到65～68ºBx。不过，现在还有很多糖厂只在60ºBx左右或更低，差距很大。要实现高糖浆浓度，需要全厂生产均衡稳定，蔗汁量和各岗位用汽量都要尽量稳定，煮糖的物料和设备适当调配，减少汁汽用量的波动。
２、充分利用蒸发罐汁汽，特别是后效罐的汁汽，将进入冷凝器的汁汽量减到最低值。为此，要适当提高蒸发罐汁汽的压力和温度。国外先进的甜菜糖厂多用四效压力蒸发，国内最好的甘蔗糖厂用三效压力蒸发。汁汽温度高，后效的汁汽也可用于煮糖。国外较多使用第
三、四效的汁汽煮糖。国内最好的糖厂也以用三效汽煮糖为主，中等水平的糖厂以用二效汽为主，但还有不少糖厂主要用一效汽或废汽煮糖，能耗就高得多。
３、采用传热效能高的蒸发设备，并努力保持换热面的清洁。国外甜菜糖厂不少采用高效的膜式蒸发器，并采取多项措施减少蒸发罐的积垢。甘蔗糖厂也有研究使用。
４、充分回收和利用各种汽凝水 (包括加热和煮糖的汽凝水) 中的热能。汽凝水经过多级自蒸发降温，再用于糖汁的加热。
4、煮炼系统
煮炼是糖厂实际耗能量最大的部门，是糖厂节能的重点。煮糖用汽量是影响糖厂能耗的关键。国内糖厂煮糖用汽量较高，较好的也达到甘蔗量的16～18%，还有不少厂超过20%。丹麦和德国的糖厂在80年代后的煮糖用汽量一般为甜菜量的11～14%。主要的措施是：
１、减少煮炼的物料回煮。丹麦DDS公司的糖厂澄清效率高、产品质量好，将甲糖和乙糖混合作成品出厂(色值仅0.25°St)，大大地减少了糖膏煮制总量。国内不少糖厂在糖浆纯度较高时，将甲洗蜜全部回煮甲糖膏，并将少量甲糖蜜也回煮，回煮量按产品质量控制，也减少了糖膏煮制总量。
２、煮糖罐采用高效率的搅拌装置，加速物料循环和改善对流状况，提高晶体质量，缩短煮糖时间，减少煮糖用水 (以至不用)，降低所需的蒸汽压力和耗汽量。欧美糖厂的煮糖罐绝大多数都有机械搅拌装置。丹麦、德国和美国的多数糖厂的煮糖过程都不进水(它们的糖浆浓度超过70%)。国内糖厂有些煮糖罐装设搅拌器的效果不错，但未达理想，还有部分设备未有明显效果。
３、采用连续煮糖，降低煮糖用汽压力，使用后效蒸发罐汁汽，并均匀平衡用汽。连续煮糖罐的工作液面低，对流好，所用汽压较低。德国BMA公司的立式连煮器使用的蒸汽温度只为90～95℃，可以用后效蒸发罐的汁汽，节能效果好。法国FCB公司的卧式连煮器的用汽压力也较低。
４、采用低能耗的分蜜机。老式的甲糖分蜜机能耗高，处理１吨糖膏要用约2.5kWh的电力，这种机启动时用电多，减速时用机械刹车，能量损耗大。新式的分蜜机用电制动减速，将降速时的能量回收入电网，损耗小，启动快，电耗较低，每处理１吨糖膏用电0.9～1.2 kWh，比老式的节约一半以上。欧洲(德、法、英、意、瑞典等) 和美、日等国近年制造的离心机都是这一类，国内也有这类产品，但还有差距。
５、减少分蜜机洗水量，国内一些糖厂已采取措施使分蜜洗水喷洒均匀并严格控制用水量。丹麦和德国的甜菜糖厂的白糖分蜜大部分用清糖浆洗涤，很少或不用水。国内糖厂甲糖分蜜用汽量很大，约为甘蔗量的1.5～2％，欧美糖厂的分蜜基本上不打蒸汽，或只用低压的汁汽，这方面的差距特别大。
5、动力与设备
１、采用压力较高和高效率的锅炉和汽轮发电机组。国内糖厂普遍使用压力为2.5MPa的锅炉汽轮机组，部分新建的用压力 3.9MPa 的机组，提高了机组的热效率，并减少了废汽产量，利于全厂的用汽平衡和降低用汽量。在国外，一些大型糖厂使用 6MPa 或更高压力的锅炉汽轮机组，效果更好，但设备投资大，对管理的要求更严格。国内一些糖厂对原有锅炉进行改造，降低了排烟温度，并改善操作，提高了锅炉效率。用蔗渣作燃料的糖厂，利用烟道气先将蔗渣干燥，可提高锅炉的出力和效率。
２、采用高效率的泵和鼓风机，近年设计和生产的泵和鼓风机的效率高于以前的老产品。将传统的用阀门或风门节流的调节方法，改变为调节泵或风机的电动机的转速的方法，可以消除节流产生的能量损失；这种技术在国外用得相当普遍，国内的新型企业也应用，但糖厂行动较慢。
３、搞好设备与管路的保温。 国内近年推广的保温材料和方法，有一定效果，但散热损失仍然较大，既损失能量，又使车间温度升高，恶化环境 (特别在夏季炼糖时) 。欧美的糖厂对设备和管路的保温很讲究，采用绝热性能高的保温材料，保温层较厚，而且连各种管件都包住，再用薄铝片复裹，表面温度较低 (用红外线测温仪测定约40℃) 。特别是90年代以来，新建或改建的大型糖厂倾向于将大型设备如渗出罐、沉淀器、煮糖罐和助晶机等放在室外，露天放置，对设备绝热性的要求更高。
４、应用热压缩技术，将蒸发罐的低压汁汽压缩提高压力，返回前效罐使用。热压缩设备有两类：用高压蒸汽驱动的涡轮式压缩机，及用高压蒸汽的喷射式压缩器。当糖厂不发电而无废汽时，用热压缩的效果最好。DDS公司的甜菜糖厂都有应用。
6、管理控制
１、生产管理对节能极为重要。各部门、各岗位都要认真重视节能工作，制订先进可行的节能措施，并贯彻落实。糖厂一定要保持均衡生产，稳定各项技术指标和参数，保持压榨量、糖汁量和各工段用汽量均匀稳定，煮糖工段要安排好物料与设备的调配，减少用汽量的波动。同时，还要杜绝蒸汽和热水管路及其附件的“跑、冒、滴、漏”。
２、用电脑控制蒸发过程，保持各效罐的压力、液面和糖汁浓度稳定，当外界条件变化时自动调整运行参数，使糖浆浓度稳定，在此基础上逐步提高糖浆浓度到70ºBx或以上。
３、使用电脑控制煮糖，加速煮糖过程，缩短时间，煮糖过程少用或不用水。DDS公司用电脑控制煮糖，通过调节罐内真空度(相应改变了温度)来控制糖液的饱和度，在需要降低或提高糖液饱和度时，则降低或提高真空度、相应改变糖液温度来实现。它改变了用水来调节糖液饱和度的传统做法，是一种高水平的控制方法。
４、全厂能源的使用集中管理和控制。用电子计算机实行全面管理和最佳控制，使全厂生产与用汽平衡，锅炉负荷稳定，各项设备发挥最高效率，生产过程达到最佳状态。
综观国内外糖厂的节能状况，可以说，甜菜糖厂对节能更重视，措施更多。一个主要原因是甜菜糖厂没有蔗渣作燃料，要大量用煤或石油作能源；节能是降低成本的很重要方面。特别是20世纪70年代后，能源价格大幅度上涨，节能更是极为重要。另一原因是欧美等发达国家有大量的甜菜糖厂，它们可以更多地应用高科技的方法。国内外的甘蔗糖厂，因有蔗渣作原料，而且在不少地区或在某些时间，剩余的蔗渣无其他用途，没有出路，不需要强调节能。因此，尽管我国甘蔗糖厂的节能工作比国外的甘蔗糖厂并不差，但绝不能以此为满足。应当参考甜菜糖厂的经验来改进我们的节能工作。
本项目为自选项目，可广泛应用于我国及东南亚甘蔗糖厂。
压榨是制糖生产的第一道工序，是全厂的龙头，它的正常与否对全厂的生产、质量、能耗的高低和安全均有严重影响。课题组针对相关技术难题，通过开发和应用触摸屏技术、模糊控制技术、现场总线技术、计算机网络技术等先进技术手段，开发了本系统。
系统包含有均衡进榨计量自动控制、榨机全自动控制、高位槽翻板自动控制等十个子系统，主要性能指标为：输送带甘蔗计量误差≤±1.0%，控制精度达≤±1.0%给定值；渗透水流量控制精度≤±1.0%；渗透水温度控制误差≤±1.0℃；高位槽翻板自动动作时间≤200ms。
与国内外同类技术比较：欧美等国甘蔗糖厂与我国糖厂制糠工艺不同，不存在同类技术；国内其他企业目前无成功的范例。
创造性、先进性：（1）实时性强、具有良好的并行处理能力。（2）有效实现甘蔗的均衡进榨控制和准确计量。（3）榨机阵列自动控制和非接触式榨机高位槽蔗丝料位控制技术属国内首创。（4）根据需要对高位槽翻板进行控制，属国内首创。（5）确保混合汁箱不抽空、不满溢，有效实现混合汁、渗透水流量、温度、液位自动控制。（6）真正实现了无扰动切换。（7）强大的监控及报警、数据存盘、报表功能。（8）构建实时通讯网，大幅度提高管理效率，属国内唯一一家。
作用意义：本系统在国内外多家单位经过一到两个榨季的运行，有效提高了自动化控制水平，提高了糖厂经济效益。据初步估算，07/08榨季在广西大新雷平永鑫糖业有限公司仅通过提高压榨回收率、锅炉燃烧效率、糖份回收率，产生的效益就达969万元。
如能在全广西甚至全国甘蔗糖厂得到推广应用,所产生的经济效益和社会效益将是非常巨大的。
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