甘蔗糖厂锅炉节能减排技改措施研究

刘广敬

甘蔗糖厂锅炉节能减排技改措施研究

刘广敬

（云南东晖建设集团有限公司，云南 昆明 650216）

近年来，随着全球化进程日益加快，能源问题已经成为全球广泛关注的热点话题。中国幅员辽阔，是一个能源大国，在某种程度上，虽然能源储量多，但是能量的消耗也是巨大的。分析了云南省甘蔗糖厂锅炉的实际运作现状，提出甘蔗糖厂锅炉节能减排的可操作性具体措施，为相关工作人员提供一定的技术参考。

糖厂；锅炉；甘蔗渣；节能减排

1 甘蔗糖厂锅炉运作现状

云南省现有70多家甘蔗糖厂，均配备自备热电站，采用中压（3.82 MPa、450 ℃）或次中压（2.45 MPa、400 ℃）蔗渣炉，配置中压（3.43 MPa、435 ℃）或次中压（2.35 MPa、390 ℃）背压式汽轮发电机组，满足甘蔗糖厂蒸汽热负荷和用电负荷的需求。

甘蔗糖厂锅炉燃料为糖厂压榨机组末座压榨机排出的剩余物——甘蔗渣。在实际生产过程中，普遍存在锅炉出力不足，运行热效率低于设计热效率，仅能达到78%左右（甘蔗渣水份为50％的锅炉设计热效率为84%）的问题。甘蔗渣水份高是导致锅炉出力不足和热效率低的主要原因，导致锅炉燃烧效率低、不完全燃烧损失、锅炉排烟损失。针对以上情况，建议采用以下技术成熟、可靠、可操作性的节能减排技改措施。

2 节能减排技改措施

2.1 甘蔗渣自然通风干燥节能减排技改措施

甘蔗制糖工艺生产过程中，甘蔗渣普遍存在的问题为：当压榨机组甘蔗入蔗波动时，机组末座排出来的甘蔗渣水份偏高，此时的甘蔗渣入锅炉燃烧会引起锅炉燃烧热效率低、出力不足，引起整个甘蔗制糖生产工艺的恶性循环。当压榨机组生产正常时，控制较好的机组末座甘蔗渣水份也有48%左右，此时入炉燃烧时也有以下不利后果：①锅炉热效率低。甘蔗渣水份高时，入炉膛燃烧会引起不良效果——必需耗用部份的能量把甘蔗渣中的水分蒸发走，达到甘蔗渣的燃烧点；造成炉膛温度低、燃烧不完全、排烟烟量大，排灰中有很多不完全燃烧的甘蔗渣；使用燃烧空气多，排烟量大，带走大量能量。②锅炉出力低。当甘蔗渣水份高时，炉膛温度低，燃烧不良，锅炉热效率低，造成锅炉出力低，影响制糖工艺的正常生产。③加重环境污染。当甘蔗渣水份高时，燃烧不良，排灰量大，排烟烟气量多，排烟中含有很多灰尘，这些都加重了环境污染；④引风机易引出水气，引起风管道及风门等金属部件的低温锈蚀。

国内部份甘蔗糖厂以前也采用过抽锅炉尾部低温烟气干燥技术，但是技术不成熟，故障率高，生产安全率低，且干燥效果也不好。根据云南省现有甘蔗糖厂厂址所处的地理位置和生产榨季期的气候特点：平均气温较高，平均相对湿度较低。实践经验证明，甘蔗渣经打包机挤压成捆包后，甘蔗渣比例从0.15 t/m3增加到0.45 t/m3，同时50%的水分也从内部被挤压到捆包外表面，堆放自然通风干燥7 d左右，甘蔗渣水份从50%降低至40%，每吨甘蔗渣自然干燥蒸发水167 kg。

自然通风干燥节能减排技改措施为：①配置甘蔗渣打包、开包、输回送系统，确保甘蔗渣作为锅炉燃料的供给。压榨机组末座出来的甘蔗渣（含水分50%）进入打包机挤压成捆包，有利于自然干燥和减少堆放场地面积。②建造一座的自然通风干燥棚，充分利用厂址的地理气候资源优势（利于自然干燥）。

上述节能减排技改措施具有以下优势：①能把甘蔗渣水分从50%降至40%，甘蔗渣在炉膛中燃烧会形成悬浮燃烧，燃烧完全充分，锅炉热效率可以提高5%～8%；②提高了炉膛温度，有利于燃烧，使燃烧更完全，排灰量大幅度减少，同时，减少烟气中含有的灰尘及烟气量，降低了空气污染；③提高了锅炉的出力，锅炉升温升压快，点火方便，可以满负荷运行，甚至可以适当超负荷运行；④锅炉燃烧空气量少，排烟烟气量少，烟气带走的能量少，减轻送风机和引风机的负荷；⑤运行费用低，回收投资成本快。

采用此项节能减排技改措施，具有技术成熟、系统简单、生产安全率高、节能减排效果显著的特点。

以日处理3 000 t甘蔗糖厂为例的经济效益分析。节能量方面，年节约标准煤1 495 t（折合含水分50%甘蔗渣 5 666 t）。

年节约费用：5 666 t×0.02万元/吨＝113万元（甘蔗渣价按200.00元/吨）。技改投资估算230万元，技改投资回收期为230万元/（113万元/12个月）≈25个月。

2.2 甘蔗渣热风干燥-制冷联合节能减排技改措施

将制冷系统风冷式冷凝器排出的热风作为热源进行甘蔗渣干燥，是一项新型的热风干燥-制冷联合节能技术。针对甘蔗糖厂清净蒸发系统和煮炼三系煮糖系统的高位喷射冷凝器，需耗用大量的循环冷却水量，循环冷却水温度高达35 ℃以上，循环冷却水蒸发损耗达30%。

采用热风干燥-制冷联合节能技改措施的具体流程为：配置制冷冷水机组系统；配置甘蔗渣打包、开包、输回送系统，确保甘蔗渣作为锅炉燃料的供给；建造1座3室分隔的甘蔗渣干燥棚，一室为采用自然通风干燥，二、三室为采用制冷系统风冷式冷凝器排出的热风干燥。制冷冷水机组系统向清净车间和煮炼车间提供10 ℃的循环冷冻水，回水温度为30 ℃，辅助高位喷射冷凝器进行冷却，降低大量耗用量，冷却水温度降至30 ℃以下，减少了冷却水蒸发损耗25%，同时，提高了蒸发系统末效和三系煮糖系统煮糖罐的真空度。制冷冷水机组系统的风冷式冷凝器排出的45 ℃热风作为甘蔗渣干燥热源。压榨机组末座出来的甘蔗渣（含水分50%），打包挤压成捆包，先进入一室进行自然通风干燥，水份降低至45%，再进入二、三室轮换进行45 ℃热风干燥，干燥后的甘蔗渣水分从45%降低至35%，每吨甘蔗渣干燥蒸发水286 kg。

采用甘蔗渣热风干燥-制冷联合节能减排技改措施，具有以下优势：①制冷的同时也制热，一举两得，能源利用率高；②甘蔗渣水份从50%降至35%，甘蔗渣在炉膛中燃烧更完全充分，锅炉热效率可以提高8%～10%；③为清净车间的蒸发系统和煮炼车间三系煮糖系统的高位喷射冷凝器提供10 ℃的循环冷冻水，节约30%的循环冷却水量，提高了蒸发系统末效和三系煮糖系统煮糖罐的真空度要求，确保白砂糖生产工艺的质量稳定性。

采用此项节能减排技改措施，具有技术成熟、制冷和制热循环联合双重效益、兼顾提高白砂糖产品质量、节能减排效果更显著的特点。

以日处理3 000 t甘蔗糖厂为例的经济效益分析，节能量方面：年节约标煤为1 994 t（折合含水份50%甘蔗渣 7 554 t）年节约循环冷却水补充量129万吨。

年节约费用7 554 t×0.02万元/吨+129万吨×0.10元/吨＝164万元（甘蔗渣价按200元/吨、水资源价按0.10元/吨计算）。

技改投资估算460万元，技改投资回收期410万元/（164万元/12个月）≈30个月。

3 结语

为了全面提高云南省甘蔗糖厂锅炉的运行效率，增强节能减排效果，建议甘蔗糖厂在技改投资资金紧缺的情况下，采用甘蔗渣自然通风干燥节能减排技改措施，该技改措施具有技改设资少、节能减排效果显著的特点。在技改投资资金充裕的情况下，采用甘蔗渣热风干燥-制冷联合节能减排技改措施，该技改措施具有提高白砂糖产品质量、节能、节水效果更显著的特点。

［1］罗志东.糖厂锅炉的能效监测及节能减排措施［J］.探索科学，2018（6）：375.

［2］周小红.糖厂锅炉的能效监测及节能减排措施［J］.企业科技与发展，2018（12）：55-56.

［3］甘蔗糖厂设计手册编写组.甘蔗糖厂设计手册［M］.北京：轻工业出版社，1985.

〔编辑：张思楠〕

2095－6835（2020）10－0158－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.071