基于甘蔗压榨过程优化实现节能减排的工厂实践

黄 程，李广宁，朱延光，姚晓麦

（1.广西农垦糖业集团金光制糖有限公司，广西 南宁 530042；2.广西大学糖业工程技术研究中心，广西 南宁 530007）

基于甘蔗压榨过程优化实现节能减排的工厂实践

黄 程1，2，李广宁1，朱延光2，姚晓麦2

（1.广西农垦糖业集团金光制糖有限公司，广西 南宁 530042；2.广西大学糖业工程技术研究中心，广西 南宁 530007）

针对甘蔗糖厂普遍存在的压榨机组负荷大、稳定性及安全性差等问题，结合“压榨节电、蒸发节汽”以及“制糖过程自动化和信息化有机融合”的行业发展要求，构建与研发节能型甘蔗压榨优化控制系统并进行产业化应用。连续两个榨季的工厂实践表明，通过优化压榨机组的装嵌参数、精确控制压榨过程的运行可以有效降低蔗渣水分和蔗渣转光度，有利于提高抽出率。

甘蔗压榨；节能减排；过程优化；自动控制

压榨工段作为甘蔗糖厂第一个操作单元，其效能的发挥直接影响全厂均衡生产，原料蔗供应及“高糖高榨”的要求不可避免造成榨量的波动，由于压榨理论及压榨装备研发的相对滞后，甘蔗糖厂压榨系统长期以来并没得到基本的改善，耗能高、稳定性差和对榨量波动适应性弱是甘蔗压榨工段长期以来面临的技术难题。此外，压榨车间副产物蔗渣的水分及转光度是评价到糖厂节能减排效果的重要指标。

提高糖厂压榨机组对榨量波动的适应性、降低蔗渣水分及蔗渣转光度是目前糖厂压榨工段急需要改进的重点工作。基于压榨机组管理经验的总结和甘蔗压榨理论的新成果，以及实验室对相关样品的检测分析，自2014/2015年榨季开始，在广西农垦糖业集团金光制糖有限公司开展技术攻关，构建“甘蔗压榨优化控制系统”并进行工厂实践。

1 甘蔗压榨优化控制系统的构建

针对蔗料入辘不畅导致压榨机过榨波动，通过优化压榨机装嵌参数，实现蔗料强制入辘。通过选择适当的工作开口值与工作开口比，合理分配其前、后辊的压力，促使蔗料入辘顺利，顶辊易于升降自如。第一、二座压榨机选择使用小工作开口比值，以增大前辊蔗料压力，让前辊多排汁；第三座压榨机起承上启下的作用，适合用中等的工作开口比值，目的是让前面两座榨干使后面两座榨机入辘顺利；第四、五座压榨机选择使用大工作开口比值，以强化后辊压榨和排汁，在保证前辊排汁良好的前提下通过合理的底梳通道让后辊顺利入辘，从而降低蔗渣水分。在榨辊的安排方面，前辊使用排汁沟排汁，开一齿一沟，顶辊使用藕筒滚，后辊则选择混合方式（前两座榨机使用藕筒辊，后面的榨机使用一般榨辊），以保障前两座榨机尽可能多排汁，并兼顾后续榨机后辊的安全强度。

为了实现对压榨过程运行的精确控制，基于DCS控制系统的构建及控制模型优化，实现压榨过程自动化和信息化的高度融合、管控一体。根据喂料槽中物料的状态来自动调节直流电机的转速使压榨过程安全高效，并获得足够的喂料推力。通过顶辊升高量、压榨机电机电流等操作参数的自动匹配，以保证压榨机列在榨量波动的情况下能高效运行。

2 工厂实际应用与数据分析

2014年检修期在广西金光制糖有限公司实施安装，2014/2015年榨季开始投入使用，并取代压榨车间原有控制系统，经过2014/2015年、2015/2016年两个榨季的并线使用，压榨优化控制系统运行平稳。

压榨优化控制系统应用前后，蔗渣水分与蔗渣转光度的变化情况可以通过2014年、2015年和2016年同时段的检测化验数据进行比较（见表1）。

续表1

由表1可看出：2014/2015年榨季和2015/2016年榨季，由于压榨优化控制系统投入使用，同时段的蔗渣水分与蔗渣转光度呈下降状态，平均值由使用前的47.07%、2.19分别降至46.63%、1.98和46.23%、1.84。

通过对蔗渣水分与蔗渣转光度在同时段的波动分析，也可以看出，压榨优化控制系统的使用，蔗渣水分与蔗渣转光度的波动变化情况见图1和图2。

图1 压榨优化控制系统使用前后蔗渣水分波动状态

从图1、图2可以看出在同时段，压榨优化控制系统投入使用后的2014/2015年榨季、2015/2016年榨季，蔗渣水分及蔗渣转光度波动幅度都比投入使用前的2013/2014年榨季有所收敛，蔗渣水分及转光度较低，并且呈现逐年下降趋势，表明压榨优化控制系统的使用对蔗渣水分和蔗渣转光度的控制有效且稳定。

图2 压榨优化控制系统使用前后蔗渣转光度波动状态

3 结论

甘蔗压榨优化控制系统在广西农垦糖业集团金光制糖有限公司连续两个榨季的实践表明，通过优化压榨机列的装嵌参数，使榨机横向推力减小、从向升力增大、顶辊起升灵活自如，可以充分发挥榨机油压，实现平稳过榨，为自动化控制系统的实施提供必要基础；通过DCS控制系统的构建及控制模型优化，根据喂料槽中物料的状态来自动调节直流电机的转速的控制形式可以使压榨过程安全高效，并有效降低蔗渣水分和蔗渣转光度，有利于提高抽出率，节能潜力明显。

甘蔗压榨优化控制系统主要是基于优化压榨机组的装嵌参数、精确控制压榨过程的运行实现的，工厂实践表明，传统的压榨理论所提倡的通过高压、高形变获得较好的糖分抽出存在局限性，可以通过优化装嵌参数和精确控制压榨过程实现传统压榨机组升级，达到较好的节能减排效果，可以为提高甘蔗糖厂压榨抽出率、减少动力消耗、实现“节能、增效、安全”的运行模式提供有效途径。

TS243.1

B

2095-820X（2016）01-04

2016-02-22

广西科技攻关重大项目（桂科重14122003-1），南宁市科技攻关项目（20131077）