2008年第8期（总第117期）
黄文清，韦立新（广西华蓝设计（集团）有限公司，广西 南宁 530011）
【摘要】甘蔗糖厂技改应尽量采用高参数的锅炉发电机组，通过优化热电站布置方案，合理配套辅机设备，才能达到节能降耗，提高糖厂的经济效益的目的。
【关键词】糖厂；热电站；节能
1前言
甘蔗是食糖和纤维共生的强光合作用的一年生作物，广西地处亚热带气候区，日照时间长，雨量充沛，海陆交通比较发达，发展甘蔗生产的自然条件十分优越。广西目前种蔗面积1400万亩，产糖量占全国的60％，是全国最大的产糖基地，按亩产4.5吨甘蔗计，可产原料甘蔗6300万吨，蔗渣1512万吨。甘蔗渣纤维是制糖的副产品，是造纸优质原料，不用专门投入营造资金，利用蔗渣造纸发展潜力巨大。
目前国内大部分糖厂的蔗渣主要作为锅炉燃料燃烧，国内较好糖厂的对蔗比耗标煤一般在4％～5％，综合能耗已进入世界先进行列[1]。但仍有不少边远地区糖厂受现有自备热电站的设备热电效率及糖厂热力系统工艺条件制约，其标煤耗对蔗比高达8％。糖厂通过技术改造，降低锅炉燃料消耗，把剩余蔗渣除髓后用于造纸，达到节能降耗目的，符合国家产业政策，是今后糖厂发展的一个方向。
糖厂节能是一个综合的系统工程，其节能水平的高低，反映出它现有技术与设备的优化和管理等方面是否先进。糖厂的技改节能措施很多，我国的许多糖厂在这方面取得了可喜进步，如采用变频调速技术调节泵和风机的电动机转速，消除因节流调控产生的能量损失；锅炉管附加曝光片以增加吸收热辐射，降低烟气排放温度；搞好设备与管路的保温，减少散热损失等等。在节能管理方面，糖厂也做了不少基础工作，如抓紧培训管理技术人才，认真稿好企业热平衡，建立健全热能管理制度，重视节能基础理论和应用技术，做好节能投资的决策研究等。
2节能措施
为节约能源，提高热电效率，应加强糖厂技改的设计、制造、施工、运行管理等诸多方面节能工作。在此仅从糖厂自备热电站设计方面浅谈几项节能措施。
2.1选用高参数、大容量机组
近几年来随着我国经济的高速增长，白糖价格不断攀升，国内甘蔗产量增长很快。为解决甘蔗榨量不足问题，许多糖厂纷纷抓住有利时机进行技术改造，以解决榨力不足瓶颈问题。由于目前国内许多在运行糖厂多在七八十年代兴建，现在还有为数众多的25～30t/h，2.45MPa次中压小锅炉在役运行，这些锅炉已运行了十几至二十年不等，锅炉大多产汽量不足，热效率低，热效率平均只在75％左右，有的已经属监护运行的危炉，淘汰这些能耗大，工况差的小旧锅炉已迫在眉睫。
糖厂技改都会遇到一个新增锅炉参数的选择问题，一般新增机组应考虑与原有机组的配套，但从热能经济性考虑，可以肯定地说，采用高参数锅炉发电机组取代低参数锅炉发电机组，是提高全厂的热效率，降低能耗，减少生产成本，提高糖厂的经济效益有效途径。如果仅考虑眼前条件，继续选用低参数锅炉，以后再改造热力系统就很困难，将要付出更多的经济代价。以6000t/d规模某糖厂为例，原有热力设备配置为2台30t/h 2.45MPa锅炉配2台1500KW机组及2台60t/h2.45MPa锅炉配2台6000KW机组，糖厂原计划通过改造，增加1台60t/h 3.82MPa锅炉及1台6000KW机组，日榨甘蔗由6000t/d增至10000t/d。现经技术经济比较，改为拆除2台30t/h锅炉，增加1台120t/h 3.82MPa中压锅炉配1台12000KW发电机组，经济效益显著。
2.1.1锅炉能耗对比分析
按同样产120t/h蒸汽，蔗渣发热量1900kcal/kg，制炼汽凝水回锅炉间温度90℃，锅炉间自用汽6t/h供除氧升温到入炉水温100℃，榨季生产120天，3.82MPa 450℃次中压炉热效率88％，蒸汽热焓量796.5kcal/kg，发电每KW耗汽9.5kg，而2.45Mpa400℃次中压炉热效率80％，蒸汽热焓量773.85kcal/kg，发电每KW需耗汽13.6kg，计算如下：
120t/h×（796.5-100）kcal/kg
新锅炉需烧蔗渣量：───────────────＝49.99t/h
88％×1900 kcal/kg
120t/h×（773.85-100）kcal/kg
旧锅炉需烧蔗渣量：───────────────＝53.2t/h
80％×1900 kcal/kg
2.1.2副产品及发电收益分析
随着国内市场对纸张和纸制品需求量的不断增加，供求缺口增大，纸张和纸制品的价格在不断上扬，相应将带动作为造纸原料的甘蔗渣价格上扬，糖厂将蔗渣除髓打包作为副产品卖给制浆厂，显示出很好的经济优势：
改造后年节约蔗渣量：（53.2-49.99）×24×120＝9244.8t
以每吨除髓后蔗渣出厂价180元计，可增加效益：
9244.8×0.018＝166.4万元
新锅炉供新发电机组发电：（120-6）×1000÷9.5＝12000KW
旧锅炉供旧发电机组发电：（120-6）×1000÷13.6＝8382KW
改造后年可多发电：（12000-8382）×24×120＝10419840KW
按区内枯水期工业用电价0.56元/度计，年增加电价收入：
10419840×0.56＝583.51万元。
经对同等规模糖厂的不同技改方案计算分析，选用高参数、大容量机组每年可节省维修费、工资费及运行费用约120万元。建设一台120t/h 3.82MPa锅炉配套一台12000KW发电机组的投资约4500万元，按目前投资概算分析，投产约4～5年后就能收回投资。所以，选用高参数、大容量机组的更新改造，在经济效益上是可行的。
2.2锅炉采用露天或半露天布置
锅炉的露天布置即除锅炉基础采用钢筋混凝土外，不设锅炉运转层和锅炉厂房。锅炉半露天布置即设锅炉运转层，运转层采用钢筋混凝土或钢结构；锅炉露天或半露天布置，其燃料输送廊一般采用混凝土框架结构，也可采用钢结构，紧靠锅炉前布置。露天或半露天布置方式可以节省大量的土建投资费用，缩短锅炉建设周期，保证当年建设当年投产，为糖厂技改节省投资和提高经济效益。根据已有的锅炉房采用露天或半露天布置的实际建设投资数据，一般可节省30％～50％的锅炉房土建投资费用，故在条件许可时应大力推广，但由于锅炉露天或半露天布置环境条件恶劣，需采取防雨、防冻、防腐、抗风压和减少热损失措施。
2.3尽量利用旧厂房设施
新建糖厂热电站土建投资费用一般占热电站投资的15～20％，糖厂自备热电站技改节能设计的一个难点在于如何充分利用原有厂房布置新增设备。由于各糖厂具体情况不同，在设备布置设计时设计人员应深入现场，取得第一手资料，再根据糖厂布局现状灵活布置并对比各方案技经优劣。这就要求设计人员需要不断总结积累设计经验，权衡各种方案的利弊关系，既要考虑目前技改工程利用旧厂房的可行性，又要为将来糖厂发展留有余地。如拟利用旧汽机间足够宽高时，旧汽机间厂房可采用加固吊车梁、柱的办法加固旧汽机间厂房，但设备布置应考虑为将来留有发展位置，新布置设备不应堵死热电站的发展端；又如应优先考虑利用原有煤输送廊作为蔗渣输送栈桥，尽量节省投资费用等等，利用旧厂房布置新设备做法已在很多糖厂中获得良好经济效益。
2.4蔗渣系统布置应先除髓打包后再回送锅炉燃烧
由于煤价的不断上涨，糖厂采用蔗渣作为燃料燃烧的优势已十分突出。前面已分析为提高蔗渣副产品的附加值，蔗渣应除髓后再作为造纸原料出售，蔗髓则作为燃料返回锅炉燃烧。目前有不少糖厂在最初的建厂设计时，由于锅炉多考虑采用煤和蔗渣混烧，蔗渣一般没有除髓就进入锅炉燃烧，所以往往未考虑蔗髓回送输送带布置空间，给现在采用全蔗渣燃料燃烧布置输送设备时带来困难，不能达到蔗渣应先全部除髓后蔗髓回送锅炉燃烧的目的，造成回送蔗髓混入蔗渣反复被重复除髓，影响了糖厂蔗渣除髓效率。糖厂技改时的蔗渣输送系统的布置应注意避免重复除髓问题。
2.5降低自备热电站的自用电率，提高发电量
自备热电站的自用电率的高低主要受配套风机、水泵等辅助设备的选型是否合理影响，因为它们是热电站内耗能较多的机械设备，其用电量在辅机中所占比例较大,所以辅机额定运行工况点的效率高低是做好电站节能的重要一环。辅机的选型应把效率作为一项重要技术参数来考虑，尽可能选用高效节能产品，如其配用电机一般来说应尽量选用高电压电机，以降低供电损耗和节约电缆材料投资费用。
由于风机、水泵等设备的流量、扬程性能参数直接关系到锅炉的运行是否安全可靠，所以在热电站设计中，一些设计人员由于种种原因如锅炉烟风阻力计算书、汽水阻力计算书不详，锅炉热力计算数据不全和对现场实际情况了解不透等原因，设备选型时往往过分保守，所以在糖厂技改设计过程中，应尽可能搜集全所有设计基础资料，在锅炉烟风道布置时尽量减少局部阻力，保证烟风道布置流畅得当，同时仔细核对锅炉厂在本体烟风阻力计算中是否已考虑了富余风压系数，合理按设计规范考虑其风压余量系数的修订，防止辅机的流量、扬程选型余量过高造成的不必要的损失。
如蔗渣锅炉的二次、喷渣风机在计算风压余量时，若二次、喷渣风机的进风采用热风，其风压取值应注意考虑减去一次风克服空气预热器及风道阻力后的剩余量再乘以1.2倍，在留有安全余量前提下尽量取值合理。
2.6回收利用汽凝水
糖厂的换热器很多(如加热器、蒸发罐、煮糖罐等)，其排出的汽凝水热量应尽可能充分利用，其节能效果十分显著。按目前的等压排水系统技术，完全可以达到回收再利用要求，但前提是设计、安装正确和维护得当。一般糖厂经技术改造，其汽凝水的回收率可达到90％以上，部分糖厂在正常运行时已经做到100％回收利用，由于回水温度高达90℃以上，正常开榨后除氧器基本不用投入运行就可以达到基本除氧。但在开榨初期，由于制炼车间尚未正常运行，汽凝水不多，尚需除氧器要投入运行除氧，以保证锅炉锅筒及管道等部件不受腐蚀。汽凝水回收利用要注意其含糖一般不应超过20ppm，应设计监测仪表保证其检验合格后才能返回锅炉除氧水箱供锅炉使用，不合格的凝水可回送到工艺热水箱供其它车间使用。
2．7锅炉灰渣采用干式出渣
由于甘蔗渣灰份小，一般只占蔗渣重量的1％，锅炉固定炉排落渣一般仅占灰份的10～15％左右，为减少锅炉冲灰用水， 小于130吨/时的蔗渣锅炉产灰渣小于100kg/时，可考虑采用人工干式除渣。以一台65吨/时蔗渣锅炉出灰渣计，若用循环灰水冲渣，约需要水15吨/时左右，按每小时耗电4KWh，榨季120天，补充除渣用水率15％计，可节省水2.5万吨、节电1.15万KWh。
3 结语
糖厂的节能工作是一个系统综合工程，热电站与热力系统工艺的节能改造是糖厂技改节能工作的重点，因此制糖工作者应注意结合糖厂技改工程，逐步推广使用高参数的锅炉发电机组，合理配套辅机参数，优化热电站布置方案，以达到节能降耗，减少污染，降低生产运营成本，提高糖厂的整体素质和竞争能力，实现制糖行业的可持续发展。
参考文献
[1].胡孝宗.甘蔗制糖行业国内外产品能耗对比研究.广西蔗糖.1997年12月4期（总9期）52～58页.
[2].甘蔗糖厂设计手册[M].北京：轻工业出版社,1985.
