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1、【糖厂煮糖真空系统改造探索】 将怎样改造顺德糖厂摘要：从原理上对甘蔗糖厂煮糖真空干式与湿式系 统进行比拟,并提出干式真空系统的技术关键；生产实践说明,干式系统较湿式系统具有节水、真空度高、煮糖时间 短、产品质量高等优点.关键词：煮糖；干式真空；湿式真空；甘蔗糖厂糖厂要用大量的冷水.特别是冷凝真空系统.必须用大量的冷水将蒸发罐和煮糖罐的低温汁汽冷凝,才能获得所需的真空 度,这是维持糖厂正常生产的必要条件.尤其是煮糖过程,长期以来, 许多工厂采用的是每一台煮糖罐配备一个喷射式冷凝器的真空系统, 用水量比拟大.水资源的充分有效利用已经成为全球共同关注的课 题.20世纪70年代国内外均就糖厂节水循环作
2、了深入研究,在欧洲 及我国北方糖厂得到了广泛应用.由于我区的区位优势,水源相对丰 富,加上熟悉缺乏,糖厂节水问题一直未能得到足够重视. 随着社会、 技术、经济的开展,开发糖厂节水系统已经成为我区制糖界的共识.糖厂的冷凝真空系统如何减少用水量, 同时获得较高的真空度,是制 糖工业中带普遍性的重要技术问题. 这个问题关系到冷凝真空系统的 设备配置、水源的温度、水的复用循环情况,以及蒸发煮糖所需冷凝的汁汽的数量等诸多方面的问题.为解决以上问题,我们自 2003年 检修期起对广西农垦糖业集团公司星星制糖的煮糖真空系 统进行了改造,将原来的湿式真空系统改造为干式真空系统,取得了极为明显的效果.1改造原理
3、对于特定的糖厂,由于糖浆浓度以及流量一定,因而煮糖过程需要蒸发的水量也是一定的, 所产生蒸 汽的热量也是一个恒定值.真空煮糖系统中,采用冷却循环水将蒸汽 的热量带走,最终在循环水冷却系统把这一局部能量排入大气中.根据能量守恒定律,所需冷却水量与排水温度成反比例关系, 排水温度 越高,耗水量愈小.而煮糖冷凝真空系统大体上可分为干式系统和湿式系统两大类,两种系统使用的冷凝器,都是用温度较低的水 与汁汽直接接触,将后者冷凝,凝结水和冷却水混合一起排出.真空 度的上下与冷凝器的排气温度有关,排气温度低,真空度就高.图 1 排水温度与真空度关系图湿式冷凝系统采用喷射式冷凝器,具排气温度等于出水温度,由于
4、冷却水吸收了大量的蒸汽相变热, 出水温 度一般都升到55c左右,甚至更高,导致真空系统的真空度只能达 到-0.08MPa左右,难以再提升,尤其是水喷射泵抽排不凝性气体的 体积比一般只有24,因 而需要耗用大量的水.干式冷凝系统采用逆流喷淋冷凝器配合水环式真空泵,理论上,系统排气温度可以到达进水温度即常说的“干式真空,因此可以到达更高的真空度. 与湿式冷凝系统相比,其排水温度可以提升至接近蒸汽温度 在同样 的真空度下,如图11耗水量大为降低.同时,水环式真空泵 抽气效率要比水喷射泵高.图1排水温度与真空度的关系 另外,在循环水冷却方面,干式冷凝系统较湿式冷凝系统更具优势.前者水量小,水温与环境温
5、差大,运用同样的冷却方法,其冷却效率 高,冷却效果明显较好.2根本数据估算 按榨量为3500t/d估算, 假定清汁量为100%C,平均锤度17.50BX,那么日产600Bx的糖浆量： 17.53500/60 =1020 t/d 煮成 930Bx 的糖膏量：60X 1020/93 = 658 t/d煮糖系统蒸发水量：1020-658 = 362 t/d =15.1 t/h 加上回煮局部的负荷,按蒸发负 荷16.0t/h计 改造前,煮糖系统真空度为-0.079MPa,水的沸点 为61C,那么煮糖温度约为66C (沸点升高平均取 t=5C),此时冷 凝器出水温度约为50 Co采用干式真空系统后,由图
6、1可知,在保持真空不变的情况下,冷凝器出水温度约为60C,假定进水温度为3040C,根据水比热为4.186KJ/kg C,蒸汽相变热按2302 KJ/kg,那么进水温度为30c时,冷却每kg蒸汽需要水量分别为：干 式： g =2302/4.186 乂 ( 60 30) = 18.3kg 湿式： g = 2302/4.186 X (5030) = 27.5kg 进水温度为 40c时,冷却每 kg 蒸 汽需要水量分别为：干式：g =2302/4.186 X (60 40) = 27.5kg湿式： g =2302/4.186 X (50 40) = 55kg 显然,采用干式真 空较湿式真空节水约 3
7、050%.3技术关键其实,在20世纪5060年代,国内糖厂普遍采用干式真空系统,由于真空泵运行、冷 凝器泄漏以及循环水冷却净化等诸多问题,于7 0年代在广东珠江三角洲大河边的糖厂(顺德、南海、鱼窝头等)成功研制了现在国内糖 厂普遍使用的喷射冷凝器.当时各糖厂取用河水很方便,水位离地面的距离不大,大量用水亦无问题,用电增加不很多,其优点比拟明显, 使用效果也令人满意.但在当今,水资源缺乏、水环境意识提升 且水温高的情况下,就应当重新研究这个问题.随着科技进步,制造 水平的提升,干式真空系统真空泵运行平安性能已经从根本上改善, 冷凝器制造的精度也有了很大提升, 现在关键问题在于,在循环水池 的设计
8、上必须贯彻“清浊分流,冷热分路的原那么,把热水冷却、浊 水净化抓好抓实.4实际运行效果及分析星星制糖于2003年检修期对制炼车间煮糖真空系统进行改造,其中增加两台 节水型冷凝器,对一台旧冷凝器进行内部改装,增加两台水环式真空 泵和喷淋降温池.经过2003/2004年度榨季、2004/2005年榨季的投 入使用,其效果为：4.1运行效果*节水：未使用干式真空系统前总 用水量1370m3/h,使用后用水量仅为 800 m3/h ,节约42%* 真空度：未使用干式真空系统前真空度为 -0.079MPa,使用后真空 度提升至-0.085MPa;* 使用干式真空系统后入口水温 30C,排水水温37C,比原来是降 低15c以上；* 使用该系统后,煮糖罐时比以前缩短 60分钟左右；* 使用后,白砂糖色值比未使用之前降低 1020IU左右；* 使用后排污几乎到达零排放.4.2结果分析4.2.1通过以上数据比 较及生产使用情况证实该干式真空系统改造效果良好, 煮糖真空度稳 定,用水量大大减少,而且维护量极少,完全满足生产需要. 4.2.2 从排水温度看,现在排水温度为37 C,与理论值55c尚有一定差距,节水空间较大,方案在2005/2006榨季进行相关工艺调整,进一步降低水耗,到达节水、节能、减少排污的目的.