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优化管理和设备革新以降低糖厂百吨蔗汽耗的研究探讨

陈 进

（广西来宾东糖凤凰有限公司，广西 来宾 546102）

0 引言

百吨蔗汽耗是指甘蔗糖厂榨蔗100吨需要消耗锅炉的蒸汽量，是甘蔗糖厂一个重要指标。国内各糖厂之间百吨蔗汽耗差距比较大，一般满负荷生产比例越大、榨季停机次数越少的糖厂百吨蔗汽耗越小，而规模较小的糖厂在这方面的潜力更大。一般国内多数的甘蔗糖厂百吨蔗汽耗在40吨左右，先进的糖厂可以控制在35吨左右，小部分糖厂甚至达到45吨以上。百吨蔗汽耗在糖厂出现这么大的差距，有客观和主观上的原因。如何降低百吨蔗汽耗是一个系统工程，关系到企业管理、现有技术与设备的优化以及新工艺和新设备的研究开发与推广等方面，也与管理者的重视程度有关。近年来随着社会和国家对企业的要求提高，甘蔗渣价格上涨，企业对该指标的重视程度也随之提高。

糖厂百吨蔗汽耗高，首先是技术和设备的问题，其次是管理方面的问题，切实解决了这两方面存在的问题，糖厂在汽耗方面将会取得更大的成效。本文主要从制炼车间蒸发、煮糖工序的设备技术革新和加强管理进行探讨。

1 蒸发工序

蒸发是一个通过热量传递而进行糖汁浓缩的过程，其主要有两个推动力，即温度差是传热的推动力；压力差是前一效糖汁能自动流入下一效的推动力。蒸发过程一个关键考量指标是蒸发工效，目前绝大多数甘蔗糖厂采用五效蒸发，蒸发工效高低与抽汁汽

1.1 提高蒸发工效

蒸发工效指蒸发系统所蒸发的总水量与输入蒸发站的加热蒸汽量的比值，这个比值通常在1.7～2.4之间［1］。检验蒸发工效的一个关键指标是蒸发末效糖浆浓度，糖浆浓度高，则煮糖用汽少，煮制时间短，节能效果好。国外先进糖厂的糖浆浓度超过70 °Bx，国内节能较好的糖厂为65～68 °Bx，但目前有小部分糖厂约为60 °Bx，节能效果差距比较大。在广西来宾东糖凤凰有限公司2021/2022年榨季生产，通过

入罐清汁量440 m3/h，锤度15.8 °Bx，蒸发末效糖浆锤度68.5 °Bx，锅炉供汽155 t/h。通过查糖液锤度对应视密度、视比重表［2］，清汁锤度15.8 °Bx对应视比重为1.065 t/m3。

总蒸发水量［1］计算如下。

蒸发工效为360.5 / 155 = 2.33

式中，W为总蒸发水量，t/h；qG，0为入罐清汁量，t/h；B0为入罐清汁锤度，°Bx；B5为末效糖浆锤度，°Bx。

提高蒸发工效是一个比较大的课题，是一个系统工程。需抓住两个突破点，一是蒸发系统自身的潜力挖掘；二是煮糖抽用汁汽管理和技术革新，关键因素还在于管理者的重视程度，这是最大的推动力。

1.2 蒸发系统设备与技术改进

蒸发系统自身的潜力深挖，在硬件上需要通过设备引进和技术革新；在软件上加强内部管理，企业的各级管理人员都认真重视节能，努力贯彻执行各项节能措施，比如蒸发加热管采用机械自动通洗、改造糖汁进汁方式以提高加热面积的有效利用率、提高末效真空度以及尽可能多地利用低品质汁汽和热源等。

1.2.1 蒸发加热管积垢的清除

目前甘蔗糖厂蒸发罐、加热器使用的加热管绝大多数是不锈钢304材质，壁厚2 mm，理想状态下加热管单层壁进行热传导。但实际使用过程加热管内外壁面或多或少会附一层积垢，传热过程就不是单层壁而是要再通过管壁面的积垢进行热传导，形成的积垢导热系数比金属低很多，直接影响加热管的传热效率［3］。附在管壁面的积垢成分比较复杂，外壁面上的积垢主要是乏汽的油渍和汁汽中的糖分，而内壁面上的积垢则主要来自糖汁中未除去的悬浮物和非糖分溶质。一般由于外壁形成积垢较少可忽略，所以糖厂通常说的“通洗罐”只是指清除加热管内壁面上的积垢。甘蔗糖厂各效蒸发罐积垢成分的一般规律为第一效罐积垢的有机组分及磷酸盐含量比后面各效罐高，末效罐的硫酸盐积垢比前面各效罐多。这可能是由于硫酸盐的缘故，所以末效罐的积垢最坚实，难以除去［1］。

目前糖厂普遍用高压水枪进行机械除垢，工作压力为600～1000 kg/cm2，有人工通洗和机械自动通洗两种方式。人工通洗时由于高压水枪喷射出来的水与加热管内壁接触时间较短，所以通洗速度快，设备故障少，但是由于压力过高，人力难以承受所以工作压力较低，一般是600～800 kg/cm2；而机械自动通洗时与单根加热管内壁接触时间是人工通洗的1.5倍以上，冲击积垢力度大，积垢脱落比较完全，比人工通洗的干净很多，有利于热传导，其工作压力大，为900～1000 kg/cm2。

蒸发罐后面两效积垢比较坚实，转停罐后建议用乏汽通过加热管对罐体进行“烘罐”，每隔约2小时给加热管淋一次冷水，条件允许时“烘罐”8小时以上，在热涨冷缩作用下，积垢较松散、部分积垢甚至会自然脱落。通过实践对比证明，“烘罐”后加热管通洗得更加干净。

1.2.2 改造糖汁布料器

目前甘蔗糖厂常用的蒸发罐布料器有两种，即环形管布料器和半椭圆形面布料器，都是根据进汁量在环形管或半椭圆形面的外表面上，均匀的设置多个Φ40～Φ50 mm的小孔，目的是为了让糖汁均匀分布到汽鼓加热面。不管是哪种布料形式，通过观察第三效罐以后的糖汁，能覆盖到汽鼓面的越来越少，甚至到末效只可见汽鼓面局部有少量糖汁沸腾。这主要原因是随着糖汁逐效增浓，糖汁量逐效减少；其次是后面几效罐的液面控制也相对低一些。糖汁如果不能全部覆盖加热面甚至只覆盖局部，那么蒸发罐加热面积有效利用率就降低，甚至有少量糖汁滞留在加热管内增加了过程的转化。因此，通过改造蒸发罐布料器，能够充分让糖汁均匀地分布在汽鼓面上。

广西来宾东糖凤凰有限公司是拆除原有的环形管布料器，在蒸发罐底部重新制作环形管布料器，进汁总管上设置很多Φ50 mm的出汁支管，在支管上均匀的设置有Φ8 mm的出汁小孔，具体开孔数量按进汁总管截面积的1.2～1.5倍设计。通过管道加压泵将糖汁从出汁小孔喷出，使糖汁均匀的在汽鼓面上沸腾。通过实践观察，使用管道加压泵强制对流后在汽鼓面的糖汁分布均匀，沸腾情况良好。改造后的蒸发罐布料器示意图，如图1所示。