1引言
多年來(lái)真空冷凝設備廣泛應用在輕工等較多行業(yè)的多個(gè)工序中,其使用較終效果都與行業(yè)的節能減排密不可分。同樣,在制糖行業(yè),真空冷凝系統是否能夠成功投入應用都將直接影響糖廠(chǎng)的節能減排及生產(chǎn)運行成本。
在糖廠(chǎng)的工藝生產(chǎn)過(guò)程中,傳統的冷凝系統用水量較大,在用較多冷水量將蒸發(fā)罐和煮糖罐的低溫汁汽冷凝的同時(shí),往往也需要配套真空泵才能獲得所需的真空度,以確保制糖生產(chǎn)的正常運行一因此,糖廠(chǎng)需要選擇具有先進(jìn)性的真空冷凝系統來(lái)在滿(mǎn)足工藝條件的前提下達到節能減排、降低生產(chǎn)運行成本。
目前,南寧糖業(yè)股份有限公司明陽(yáng)糖廠(chǎng)日榨甘蔗13800噸及以上。為了實(shí)現煮糖系統獲得穩定和較高的真空度,減少動(dòng)力消耗,降低生產(chǎn)成本的目標,明陽(yáng)糖廠(chǎng)實(shí)施了“噴射霧化式冷凝器在糖廠(chǎng)制煉的應用技術(shù)改造”項目,對制煉真空冷凝系統進(jìn)行了技術(shù)改造,項目完成后,在2012/2013榨季生產(chǎn)中順利投入使用,獲得了穩定和較高的真空度,在循環(huán)水溫達到工藝的條件下節約了用水,減少了動(dòng)力消耗,效果良好,取得了較好的經(jīng)濟和社會(huì )效益。
2項目實(shí)施的原因
明陽(yáng)糖廠(chǎng)制煉車(chē)間煮糖的真空系統原采用傳統隔板式冷凝器與真空泵配套使用,其利用大量循環(huán)冷水把絕大部分的蒸汽冷凝凝結成水,獲得一定的真空度,然后利用真空泵把不凝氣體抽走,從而獲得所需的真空度。煮糖工段在真空系統分配上存在幾個(gè)罐共用真空系統分支的情況,以上運行方式存在如下幾方面的不足:(l)困每個(gè)罐沒(méi)有獨立的真空系統,在正常煮煉抽真空時(shí)需要時(shí)間較長(cháng),影響每個(gè)罐的罐時(shí)利用;(2)一個(gè)罐在開(kāi)、?;蚍指顣r(shí)因其真空波動(dòng)較大,會(huì )干擾同一真空系統其他罐的正常煮煉,較終會(huì )影響整個(gè)煮糖罐;(3)每個(gè)罐的水壓和蒸汽加熱均需靠操作工去手動(dòng)調整,難以確保其真空度穩定,影響煮糖效率;(4)煮糖真空系統因配套較多數量的真空泵設備(總量達到400KW以上),榨季消耗電量大,同時(shí)真空泵出現故障時(shí)會(huì )影響到同一系統的各個(gè)罐正常煮煉
噴射霧化式冷凝器在設計理念卜克服了傳統舊式冷凝器的缺點(diǎn),具有其獨特的冷凝方式,減輕了上水壓力,且汽液充分混合冷凝,在循環(huán)水溫不高情況下用水量比傳統舊式冷凝器相對較少;同時(shí),在煮糖時(shí)真空調節{搟可根據罐內蒸發(fā)量大小自動(dòng)調整進(jìn)水量,可達到節約用水、穩定煮糖真空、提高煮煉質(zhì)量和收回的目的。為此,明陽(yáng)糖廠(chǎng)實(shí)施了“噴射霧化式冷凝器在糖廠(chǎng)制煉的應用技術(shù)改造”項目,將噴射霧化式冷凝器用于11臺55m3結晶罐和4臺40m3結晶罐真空系統,由冷凝段和抽吸段組成。
3噴射霧化式冷凝器在糖廠(chǎng)制煉應用的技術(shù)改造項目實(shí)施情況
3.1技術(shù)項目改造內容
3.1.1噴霧化式冷凝囂的主要技術(shù)參數、設備性能
3.1.2 噴霧化式冷凝器的技術(shù)要求
3.2噴射霧化式冷凝器工作原理
冷凝段主要是將由煮糖罐蒸發(fā)后的水蒸汽冷凝成水,其工作原理是利用布置在冷凝段的噴嘴噴出霧化水滴,具有較大表面積,能夠高效率地與汁汽混合進(jìn)行傳熱傳質(zhì),并迅速形成真空的原理。抽吸段主要作用是把不凝氣體及少部分蒸汽抽吸排除。
(l)在噴嘴的設計上,噴射霧化式冷凝器采用了同時(shí)具有噴射抽吸和噴霧冷凝功能的設計思想,即噴射噴嘴和噴霧噴嘴,噴霧噴嘴通過(guò)噴出具有很大表面積的霧化水滴充分與汁汽混合進(jìn)行熱交換,汽液混合均勻,使可凝性氣體迅速凝結成水而形成真空。剩下的不冷凝氣體通過(guò)噴射噴嘴射JH{的射流水抽吸而排出尾管,從而達到穩定高真空的目的;但由于殘留的不凝縮氣體較少,需要對其所做的壓縮功較小。
(2)在控制調節方面,噴射霧化式冷凝器安裝了真空及閥位信號反饋控制系統,通過(guò)真空信號反饋調節進(jìn)水壓力,根據真空的需要控制進(jìn)水的流量,達到節能、節水的目的。
(3)在結構上,噴射霧化式冷凝器設計有水過(guò)濾排渣系統,水先經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾,然后進(jìn)入噴嘴,避免水質(zhì)不好造成噴嘴堵塞,打開(kāi)清渣手輪可門(mén)動(dòng)清除濾渣,減輕了員工的勞動(dòng)強度。
噴射霧化式冷凝器在糖廠(chǎng)制煉的應用技改項目于2012年9月開(kāi)始施工,10月中旬完成技術(shù)改造,隨后投入2012/2013榨季生產(chǎn)運行。
4項目運行效果
技改后,噴射霧化式冷凝器在明陽(yáng)糖廠(chǎng)制煉車(chē)間于2012年11月25日正式投入榨季運行,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索,取得了較好的運行效果。投入3個(gè)榨季生產(chǎn)使用至今,運行正常、穩定可靠,滿(mǎn)足了生產(chǎn)要求。解決了原來(lái)生產(chǎn)上存在的許多缺陷:(l)由于每只罐具備了獨立的真空系統,煮煉過(guò)程互不干擾,確保了每只罐的正常煮煉,既有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩定,又提高了罐時(shí)的利用率;(2)由于每只罐具備了獨立的真空系統,在抽真空開(kāi)始煮煉時(shí)縮短了輔助時(shí)間,由原來(lái)的20分鐘左右縮短至10分鐘以?xún)?,提高了整個(gè)煮糖系統罐時(shí)的利用率;(3)噴射霧化式冷凝器設計有水過(guò)濾排渣系統并加裝了真空控制裝置,罐內真空信號反饋到真空控制裝置,并把信號傳輸至氣動(dòng)調節閥調節進(jìn)水量,以達到穩定控制煮糖真空度,既減輕了員工的勞動(dòng)強度,又確保了整個(gè)煮煉過(guò)程罐內真空的穩定,用利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩定及提高收回;(4)由于噴射霧化式冷凝器不需要配套真空泵及其附屬設備、管道等,整個(gè)煮糖真空系統由原來(lái)的復雜繁瑣變成簡(jiǎn)單明了,既節省了榨季電力消耗和真空泵檢修、維護費用,又能夠節省廠(chǎng)房空間,提高了車(chē)間廠(chǎng)房空間的利用率。
5噴射霧化式冷凝器在糖廠(chǎng)制煉應用的特點(diǎn)和效果
噴射霧化式冷凝器的特點(diǎn)和效果:
(l)與舊式冷凝器相比體積小,重量輕,可利用舊基礎來(lái)安裝。
(2)設備投資和維護費用低。
(3)噴嘴不易堵塞,耐腐蝕。
(4)八水壓力0.05-0.08Mpa。
(5)抽真空時(shí)間短,冷罐時(shí)30分鐘以?xún)?;煮糖時(shí)4—6分鐘。
(6)煮糖時(shí)通過(guò)自動(dòng)控制用水量來(lái)進(jìn)行調節,達到真空穩定、節能減排、提高產(chǎn)品質(zhì)量和收回的目的。
噴射霧化式冷凝器解決了困擾糖廠(chǎng)多年的節能降耗難題,該設備節省了真空泵的投資費用,而且設備簡(jiǎn)單,操作和維修方便,既節約用水又減少動(dòng)力消耗,而且大幅減輕了員工的勞動(dòng)強度。
6討論
噴射霧化式冷凝器具有技術(shù)先進(jìn)性在于其能夠利用逆流式冷凝器和水噴射冷凝器的優(yōu)點(diǎn),又能克服了逆流式冷凝器和水噴射冷凝器的缺點(diǎn),解決了一直以來(lái)困擾制糖企業(yè)上水壓力高、用水量大、操作真空不穩定的難題。其使用效果能夠明顯體現在穩定煮糖真空、節省投資費用、節能減排等多方面,對降低生產(chǎn)運行成本起到舉足輕重的作用
當然,噴射霧化式冷凝器仍存在待完善的地方,其對循環(huán)冷卻水溫較為敏感,要想達到較佳的使用效果,需要控制循環(huán)冷卻水溫在38℃以下,所以,一方面糖廠(chǎng)要制定合理的用汽制度,并得到嚴格實(shí)施,以達到節省用汽,減少冷凝水量,同時(shí)充分二次利用冷凝水的熱量,既減少用汽量,又降低冷凝水水溫;另一方面要配置有足夠的冷卻設施,使循環(huán)冷卻水達到噴射霧化式冷凝器的工藝要求。
7小結
噴射霧化式冷凝器在糖廠(chǎng)制煉的應用是成功的,該項目在2012/2013榨季投人生產(chǎn)后,運行平穩,達到了預期效果。運行表明,糖廠(chǎng)成功投入使用噴射霧化式冷凝器后,既穩定了煮糖真空系統,穩定產(chǎn)品質(zhì)量、提高收回平,又簡(jiǎn)化了設備流程,減少了配套設備如真空泵、管道的投資費用,又能夠在循環(huán)水溫不高情況下達到節約用水,減少動(dòng)力消耗,降低生產(chǎn)運行成本,效果良好,其經(jīng)濟和社會(huì )效益顯著(zhù)。