糖厂节能降耗的措施及效果

糖厂节能降耗的措施及效果
发布时间：2021-04-12T03:33:49.731Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：张芳樊又榕罗钦廖慧
[导读] 节能降耗是糖厂，特别是我国糖业永恒的主题。

现阶段受到各种因素影响，环境和自然资源持续趋紧和受限，所以糖厂必须从节能降耗方面寻求更多的生存空间。

广西糖业集团红河制糖有限公司广西来宾 546128
摘要：作为能源消耗重点企业，糖厂在节能降耗方面已经成为其所在地区的重点问题。

虽然通过近几年的努力我国糖厂在节能降耗方面取得了很大的进步，但是和欧美一些发达国家相比仍有较大差距。

糖业节能潜力巨大，做好节能工作既能增加企业效益，又符合社会和国家的要求。

本篇文章通过对糖厂的实际情况进行分析糖厂的实际情况，提出了相关节能降耗措施，希望为我国糖厂的发展提供一定借鉴。

关键词：糖厂；节能降耗；措施
1引言
节能降耗是糖厂，特别是我国糖业永恒的主题。

现阶段受到各种因素影响，环境和自然资源持续趋紧和受限，所以糖厂必须从节能降耗方面寻求更多的生存空间。

糖厂节能的核心之一是节约汽、电、水，我国糖厂水、电、汽耗与蔗比的一般范围为：淡水耗为1-2吨，蒸汽耗为40%-45%，电耗为31-34千瓦/吨，小于或大于此范围属于好或坏两种极端情况。

与国外先进制糖国家或国内制糖标杆企业相比，我国糖业仍有很大潜力可挖掘。

采用合理的技术方案，采用成熟先进的设备，水、电、汽综合平衡，可使电、汽耗量降低10%左右。

如果汽耗与原材料比为35%，电耗为28kW，发电汽耗比为10kg/kW，制糖厂的汽耗大于电耗，需要约7%的原料蒸汽直接降温减压，形成带背压的混合蒸汽压力蒸汽。

因此，若糖厂无外部发电项目，则节电、汽需求就更为迫切。

锅炉产生的蒸汽越少，等于“功”越小。

原料蒸汽直接降温减压，由于水量大，到达混合蒸汽端时，可减少原料蒸汽的消耗。

节水本身可以达到节电的目的，也最终导致蒸汽的节约，毕竟降低了水处理的电耗，同时直接降低了水资源的利用和排放成本。

针对我国水资源枯竭的大趋势，国家颁布了《糖水定额标准（草案）》强制性规定：糖厂生产取水由目前的每吨糖16立方米/吨，下降到新建厂8立方米/吨，先进企业2立方米/吨。

这相当于每吨甘蔗的摄水量从目前的1.9吨减少到最后的0.24吨（相当于8.3吨甘蔗产1吨糖）。

所以说，糖厂的节能降耗问题并不只是提高效益，更是一个糖厂能够长久发展的基础。

2甘蔗糖厂降低能耗的措施
2.1减少制糖过程中各种热损失
减少糖厂生产过程中的热损失是降低糖厂能耗的关键，造成糖厂生产过程中热量向环境中散失的主演原因有三个方面。

首先热点产产生的蒸汽与制糖过程中的消耗量无法出于平衡状态，供大于求，蒸汽放空排入大汽；其次糖厂生产过程中由于工艺原因产生大量的二次蒸汽，这些蒸汽没有进行有效利用而直接排进环境；最后多数糖厂建设时间较长，场内管道和保温等设备使用时间较长，出现跑、冒、滴和散热损失。

要解决这一系列的问题，我们可以通过以下几个方面入手：
2.1.1制定合理的热力方案
从节能的角度看，热力方案最理想的情况是实现零热排放，即汽轮机无排汽，无热水排放。

在目前的技术条件下，要达到这个水平还是有难度的，但却是我们一个重要的发展方向。

通过调整热力方案，选用合适的设备，尽可能减少蒸汽蒸汽和热水的余热排放。

调整热力方案时要把蒸发系统放在中心位置，其被称为糖厂的“第二台锅炉”，蒸发系统对糖厂的余热排放起着决定性的作用。

通过分析广东省某糖厂先进节能装置通过调整蒸发方案如表1所示。

表1某厂蒸发方案主要参数
使进入冷凝器的果汁蒸汽量由10.68%降低到1.09%。

蒸发系统的废热损失减少了近10倍，标准煤耗也从14.17%降低到4%。

从节能的角度看，先进蒸发方案最重要的标志是终效蒸发槽排入冷凝器的果汁蒸汽量和热量以及各效冷凝液的余热回收量。

若蒸发气体不向冷凝器中排放，无法将冷凝水的预热进行回收。

使用合适的冷凝器，冷凝水的余热将全部回收，能够很好的提高蒸发系统的热利用效率，这样热量的消耗就仅仅是设备和管道造成的热损失，如果进一步提高保温措施，蒸发系统几乎不消耗热量。

在这样一个理想化的蒸发系统中能够达
到热量平衡，产生的热量被完全消耗掉，没有多余的热量。

蒸发系统中加热蒸汽和榨汁蒸汽的节约蒸汽的消耗取决于总蒸发水量、榨汁蒸汽和排入冷凝器的榨汁蒸汽。

以上分析表明，蒸发方案的合理制定决定了糖厂的节能水平。

除节能外，蒸发方案还应与火电站的配置和制糖生产工艺相适应，以达到良好的效果。

此外，在实施全厂热力方案时，还应注意以下几个问题：
（1）蒸发罐应保持较高且稳定的温度，以确保蒸汽温度足够高，可用于煮糖，保持I效蒸发罐的汽包温度在130℃以上。

（2）清汁应在沸点下进料。

（3）糖厂蒸发系统的前三个罐的加热面积应增加，以利于旋转洗涤的生产。

为了减少污垢对传热的影响，必须加强对传热表面的清洗并保持其清洁。

（4）配合效果较好的冷凝水排放和回收系统。

必须将蒸发罐、煮糖罐、加热器中的冷凝水第一时间排除，保证设备拥有最佳的热传导性能。

由于冷凝水的温度较高，对凝结水进行分步冷却和自蒸发，尽可能的将自蒸发蒸汽进行回收，提高节能效果。

各级凝结水自蒸发产生的蒸汽，在每个有效蒸发罐中可蒸发8%-10%的水，相当于节约2%左右的新鲜蒸汽。

目前，等压排水系统可以满足凝结水排放的要求，回收热凝结水中的大量余热。

凝结水的回收利用应坚持将合格的糖分送回锅炉的原则，不合格的水应供热水箱工艺使用。

在蒸发罐中采用波纹网板捕汁器可降低冷凝液的含糖量。

2.1.2降低工艺过程的汽耗，减少热损失
该工艺的蒸汽消耗量直接影响果汁蒸汽（二次蒸汽）和凝结水向环境的排放，造成余热损失。

所以进一步降低汽耗量同样是糖厂节能降耗的重要手段。

糖厂主要的耗汽工段包括澄清段加热蒸汽消耗、蒸发段蒸汽消耗、煮糖段蒸汽消耗和其他蒸汽消耗（蜂蜜分离蒸汽消耗、煮糖物料加热的蒸汽消耗和煮罐的蒸汽消耗等）。

2.1.3降低加热汽耗，减少加热过程中的热损失
在进行糖汁的生产时，需要进行多次加热，将糖汁由环境温度加热至I效蒸发罐的沸点，计算可知，理论上需要蒸汽耗量为甘蔗的16.3%。

事实上，糖厂糖汁加热的蒸汽消耗量远远大于这个数字，一般为甘蔗的20%-22%。

蒸汽的实际消耗量比蒸汽的有效利用量高出3.7%-5.7%，多出的热量就是过程中损失的热量，造成损失的主要原因包括：
（1）澄清过程要求温度高，且需要停留较长时间，这就常常导致因向环境散热使温度损失大。

硫酸糖厂澄清过程中混合汁中和温度损失为3 ~ 5℃，中和汁沉淀温度损失为15 ~ 18℃。

这些温度损失部分是由工艺条件造成的，如甘蔗汁的中和后的汁在沉淀过程中一定的停留时间。

然而，有些是人为因素造成的。

例如，一些工厂设置了两个曲面屏，将清汁过滤两次，导致清汁温度显著下降。

只有对工艺流程进行改造，采用低温短流新技术，加强管理，才能减少温度损失。

近年来，糖业工人致力于低温澄清技术的开发和应用，有的取得了良好的效果。

（2）糖汁被多次加热，此过程主要是汁蒸汽管道和加热设备造成热损失。

要减少这些热损失就需要进一步加强汁蒸汽管道和加热设备的保温工作，特别是高温设备和管道。

（3）供热蒸汽冷凝水余热回收利用不足造成的热损失。

2.2 控制工艺用水
在进行制糖时各个工序都需要进行加水，而最后为了让糖液过饱和结晶，需要通过蒸发的方法将水分去除掉。

通常情况下加入的水分和蒸发出的水蒸汽量是相同的，而产生的蒸汽没有被有效利用，造成了很大的余热损失。

所以，在保证符合工艺条件的情况下要尽可能减少各个过程中的加水量。

2.3合理配置热电站，降低煤耗
通常情况下糖厂的用电和用汽是通过厂区热电站来提供，若热效率较低那将直接导致糖厂的煤消耗量提高。

此外，火电站的发电厂也影响糖厂的汽电平衡，间接影响制糖生产的蒸汽消耗，所以合理的配置电热厂对糖厂来说有重要的现实意义。

现阶段糖厂的热电厂一般通过热电联产循环，即锅炉来的蒸汽先进入汽轮发电机发电，之后通过汽轮机排除的蒸汽给制糖各工序使用。

3糖厂节能降耗的效果
我国糖厂厂与国外先进糖厂在节能指标上存在巨大差距，最为主要的还是技术上存在差距。

一些先进制糖厂通过改进工艺和设备，能够提高糖汁纯度，保证糖品质量的同时降低能耗。

而且，很多糖厂可以将原糖和次糖结合成成品，糖浆蒸煮的总量大大减少。

糖汁钙含量低，水垢小（有些糖厂可以不停地清洗整个榨季），可以使用高效的蒸发和传热设备。

国内外糖厂大多采用亚硫酸盐法生产白糖。

它有100年的历史。

亚硫酸盐法的优点是工艺和设备简单，成本低。

但也存在很多缺点：净化效率低，产品质量差，糖汁中钙含量和灰分含量高，造成大量设备结垢，给高效蒸发设备的应用带来困难。

传统的蒸发器只能用于甘蔗厂，其传热效率低（部分是由于规模的影响），但都存在10℃以上的温差，这导致糖厂最多只能使用五效蒸发。

如果最终效果温度提高到80℃，则只能采用四效蒸发。

所以，无论是从制造优质产品的角度，还是从节约能源的角度，都应调整工艺，改进设备，实现糖厂节能的大跨越。

4结语
与国外相比，我国糖厂在节能降耗方面还存在较大差距。

尽管经过几十年的研究和实践，目前还没有一套完整的节能降耗体系。

本文在总结国内外糖厂节能降耗研究与实践的基础上，创新性地探讨了一些可行的技术思路，提出了节能、节电、节水的实施目标及相应的组合措施，可供参考为中国糖厂实现汽耗35%以上，电耗28千瓦以下，用水量零进水和污水近零排放，希望为我国糖厂的发展提供一定参考。

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作者简介：张芳（1992-），女，壮族，广西来宾人，助理工程师，本科，主要从事糖厂化验室工作。

樊又榕（1992-），男，壮族，广西来宾人，助理工程师，本科，主要从事糖厂压榨车间工作。

罗钦（1988-），女，壮族，广西来宾人，助理工程师，本科，主要从事糖厂化验员工作。

廖慧（1993-），女，壮族，广西来宾人，助理工程师，大专，主要从事糖厂化验工作。