甘蔗糖廠鍋爐節能減排技改措施研究

劉廣敬

甘蔗糖廠鍋爐節能減排技改措施研究

劉廣敬

（云南東暉建設集團有限公司，云南 昆明 650216）

近年來，隨著全球化進程日益加快，能源問題已經成為全球廣泛關注的熱點話題。中國幅員遼闊，是一個能源大國，在某種程度上，雖然能源儲量多，但是能量的消耗也是巨大的。分析了云南省甘蔗糖廠鍋爐的實際運作現狀，提出甘蔗糖廠鍋爐節能減排的可操作性具體措施，為相關工作人員提供一定的技術參考。

糖廠；鍋爐；甘蔗渣；節能減排

1 甘蔗糖廠鍋爐運作現狀

云南省現有70多家甘蔗糖廠，均配備自備熱電站，采用中壓（3.82 MPa、450 ℃）或次中壓（2.45 MPa、400 ℃）蔗渣爐，配置中壓（3.43 MPa、435 ℃）或次中壓（2.35 MPa、390 ℃）背壓式汽輪發電機組，滿足甘蔗糖廠蒸汽熱負荷和用電負荷的需求。

甘蔗糖廠鍋爐燃料為糖廠壓榨機組末座壓榨機排出的剩余物——甘蔗渣。在實際生產過程中，普遍存在鍋爐出力不足，運行熱效率低于設計熱效率，僅能達到78%左右（甘蔗渣水份為50％的鍋爐設計熱效率為84%）的問題。甘蔗渣水份高是導致鍋爐出力不足和熱效率低的主要原因，導致鍋爐燃燒效率低、不完全燃燒損失、鍋爐排煙損失。針對以上情況，建議采用以下技術成熟、可靠、可操作性的節能減排技改措施。

2 節能減排技改措施

2.1 甘蔗渣自然通風干燥節能減排技改措施

甘蔗制糖工藝生產過程中，甘蔗渣普遍存在的問題為：當壓榨機組甘蔗入蔗波動時，機組末座排出來的甘蔗渣水份偏高，此時的甘蔗渣入鍋爐燃燒會引起鍋爐燃燒熱效率低、出力不足，引起整個甘蔗制糖生產工藝的惡性循環。當壓榨機組生產正常時，控制較好的機組末座甘蔗渣水份也有48%左右，此時入爐燃燒時也有以下不利后果：①鍋爐熱效率低。甘蔗渣水份高時，入爐膛燃燒會引起不良效果——必需耗用部份的能量把甘蔗渣中的水分蒸發走，達到甘蔗渣的燃燒點；造成爐膛溫度低、燃燒不完全、排煙煙量大，排灰中有很多不完全燃燒的甘蔗渣；使用燃燒空氣多，排煙量大，帶走大量能量。②鍋爐出力低。當甘蔗渣水份高時，爐膛溫度低，燃燒不良，鍋爐熱效率低，造成鍋爐出力低，影響制糖工藝的正常生產。③加重環境污染。當甘蔗渣水份高時，燃燒不良，排灰量大，排煙煙氣量多，排煙中含有很多灰塵，這些都加重了環境污染；④引風機易引出水氣，引起風管道及風門等金屬部件的低溫銹蝕。

國內部份甘蔗糖廠以前也采用過抽鍋爐尾部低溫煙氣干燥技術，但是技術不成熟，故障率高，生產安全率低，且干燥效果也不好。根據云南省現有甘蔗糖廠廠址所處的地理位置和生產榨季期的氣候特點：平均氣溫較高，平均相對濕度較低。實踐經驗證明，甘蔗渣經打包機擠壓成捆包后，甘蔗渣比例從0.15 t/m3增加到0.45 t/m3，同時50%的水分也從內部被擠壓到捆包外表面，堆放自然通風干燥7 d左右，甘蔗渣水份從50%降低至40%，每噸甘蔗渣自然干燥蒸發水167 kg。

自然通風干燥節能減排技改措施為：①配置甘蔗渣打包、開包、輸回送系統，確保甘蔗渣作為鍋爐燃料的供給。壓榨機組末座出來的甘蔗渣（含水分50%）進入打包機擠壓成捆包，有利于自然干燥和減少堆放場地面積。②建造一座的自然通風干燥棚，充分利用廠址的地理氣候資源優勢（利于自然干燥）。

上述節能減排技改措施具有以下優勢：①能把甘蔗渣水分從50%降至40%，甘蔗渣在爐膛中燃燒會形成懸浮燃燒，燃燒完全充分，鍋爐熱效率可以提高5%～8%；②提高了爐膛溫度，有利于燃燒，使燃燒更完全，排灰量大幅度減少，同時，減少煙氣中含有的灰塵及煙氣量，降低了空氣污染；③提高了鍋爐的出力，鍋爐升溫升壓快，點火方便，可以滿負荷運行，甚至可以適當超負荷運行；④鍋爐燃燒空氣量少，排煙煙氣量少，煙氣帶走的能量少，減輕送風機和引風機的負荷；⑤運行費用低，回收投資成本快。

采用此項節能減排技改措施，具有技術成熟、系統簡單、生產安全率高、節能減排效果顯著的特點。

以日處理3 000 t甘蔗糖廠為例的經濟效益分析。節能量方面，年節約標準煤1 495 t（折合含水分50%甘蔗渣 5 666 t）。

年節約費用：5 666 t×0.02萬元/噸＝113萬元（甘蔗渣價按200.00元/噸）。技改投資估算230萬元，技改投資回收期為230萬元/（113萬元/12個月）≈25個月。

2.2 甘蔗渣熱風干燥-制冷聯合節能減排技改措施

將制冷系統風冷式冷凝器排出的熱風作為熱源進行甘蔗渣干燥，是一項新型的熱風干燥-制冷聯合節能技術。針對甘蔗糖廠清凈蒸發系統和煮煉三系煮糖系統的高位噴射冷凝器，需耗用大量的循環冷卻水量，循環冷卻水溫度高達35 ℃以上，循環冷卻水蒸發損耗達30%。

采用熱風干燥-制冷聯合節能技改措施的具體流程為：配置制冷冷水機組系統；配置甘蔗渣打包、開包、輸回送系統，確保甘蔗渣作為鍋爐燃料的供給；建造1座3室分隔的甘蔗渣干燥棚，一室為采用自然通風干燥，二、三室為采用制冷系統風冷式冷凝器排出的熱風干燥。制冷冷水機組系統向清凈車間和煮煉車間提供10 ℃的循環冷凍水，回水溫度為30 ℃，輔助高位噴射冷凝器進行冷卻，降低大量耗用量，冷卻水溫度降至30 ℃以下，減少了冷卻水蒸發損耗25%，同時，提高了蒸發系統末效和三系煮糖系統煮糖罐的真空度。制冷冷水機組系統的風冷式冷凝器排出的45 ℃熱風作為甘蔗渣干燥熱源。壓榨機組末座出來的甘蔗渣（含水分50%），打包擠壓成捆包，先進入一室進行自然通風干燥，水份降低至45%，再進入二、三室輪換進行45 ℃熱風干燥，干燥后的甘蔗渣水分從45%降低至35%，每噸甘蔗渣干燥蒸發水286 kg。

采用甘蔗渣熱風干燥-制冷聯合節能減排技改措施，具有以下優勢：①制冷的同時也制熱，一舉兩得，能源利用率高；②甘蔗渣水份從50%降至35%，甘蔗渣在爐膛中燃燒更完全充分，鍋爐熱效率可以提高8%～10%；③為清凈車間的蒸發系統和煮煉車間三系煮糖系統的高位噴射冷凝器提供10 ℃的循環冷凍水，節約30%的循環冷卻水量，提高了蒸發系統末效和三系煮糖系統煮糖罐的真空度要求，確保白砂糖生產工藝的質量穩定性。

采用此項節能減排技改措施，具有技術成熟、制冷和制熱循環聯合雙重效益、兼顧提高白砂糖產品質量、節能減排效果更顯著的特點。

以日處理3 000 t甘蔗糖廠為例的經濟效益分析，節能量方面：年節約標煤為1 994 t（折合含水份50%甘蔗渣 7 554 t）年節約循環冷卻水補充量129萬噸。

年節約費用7 554 t×0.02萬元/噸+129萬噸×0.10元/噸＝164萬元（甘蔗渣價按200元/噸、水資源價按0.10元/噸計算）。

技改投資估算460萬元，技改投資回收期410萬元/（164萬元/12個月）≈30個月。

3 結語

為了全面提高云南省甘蔗糖廠鍋爐的運行效率，增強節能減排效果，建議甘蔗糖廠在技改投資資金緊缺的情況下，采用甘蔗渣自然通風干燥節能減排技改措施，該技改措施具有技改設資少、節能減排效果顯著的特點。在技改投資資金充裕的情況下，采用甘蔗渣熱風干燥-制冷聯合節能減排技改措施，該技改措施具有提高白砂糖產品質量、節能、節水效果更顯著的特點。

［1］羅志東.糖廠鍋爐的能效監測及節能減排措施［J］.探索科學，2018（6）：375.

［2］周小紅.糖廠鍋爐的能效監測及節能減排措施［J］.企業科技與發展，2018（12）：55-56.

［3］甘蔗糖廠設計手冊編寫組.甘蔗糖廠設計手冊［M］.北京：輕工業出版社，1985.

〔編輯：張思楠〕

2095－6835（2020）10－0158－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.071