2012
2. 广西大新县雷平永鑫糖业有限公司, 广西崇左532300
2. Guangxi Leiping Yongxin Sugar Co.Ltd., Chongzuo 532300
中国糖厂是耗能大户，平均能耗是发达国家的 1.5 倍，高能耗已成为影响糖业生存与可持续发展 的瓶颈问题。
由于甘蔗生长周期短，利用蔗渣造纸相对于利 用木材造纸有着得天独厚的优势，随着造纸业对蔗 渣需求量的增加，蔗渣的价格也水涨船高，甚至高 出了甘蔗的价格。因此，减少燃料消耗，提高剩余 蔗渣的打包率，目前已成为每个制糖企业最迫切考 虑的问题，同时也是提高企业经济效益的主要措施 之一。通过对糖厂各工序的能耗和节能潜力分析， 提高锅炉效率、减少锅炉运行的热损失是目前降低 糖厂能耗的关键点之一。锅炉运行的主要热损失是 排烟热损失，一般在10％～20％，这样大量的热 量从烟囱排入大气非常可惜，而入炉蔗渣的含水量 为48％～50％，在燃烧时这些水汽化而吸收大量 的热量，使炉膛温度下降。利用烟道气的余热来干 燥入炉的湿蔗渣是最有效减少锅炉运行热损失的措 施，蔗渣水分每降低1％，其热值可提高3％，蔗 渣愈干，燃烧所需的过量空气愈少，从烟气带走的 热量愈少，燃烧也更完全，机械不完全燃烧的热损 失愈少。甘蔗糖厂压榨蔗渣经干燥后再入炉燃烧可 较大幅度地提高锅炉热效率，据糖业界报道的试验 测算数据，可节约标煤耗15%～20%。由于过去干燥系统结构和装备不够完善，干燥效果不明显，风 机动力耗电较多，干燥管道积灰容易堵塞，锅炉结 焦严重，不利于设备安全稳定运行，不利于生产连 续性，因此蔗渣干燥燃烧技术一直没有得到推广应 用。
广西大新县雷平永鑫糖业有限公司采用加长型 滚筒隔板式干燥器，保证了蔗渣在干燥器内的停留 时间和均匀输送，同时在干燥器内安装监控设备和 排料装置，彻底解决了老式干燥器的蔗渣堆积、堵 塞等问题。经过2 个榨季的生产实践检验，蔗渣经 干燥后水分下降约10%，蔗渣热值提高，节能效果 显著，对于以蔗渣作为锅炉主要燃料的甘蔗糖厂来 说，具有广阔的发展前景。
由于甘蔗渣是一种纤维含量较高的物质，水分 存在于孔状的纤维粒子中，受热后很容易排出，滚 筒式干燥器的工作原理是利用制糖生产时锅炉排出 的烟道气（除尘器前引接出，约为160℃。）对蔗 渣（约25℃）在密闭滚筒内进行接触式加热。锅 炉烟道气通入干燥筒充分与蔗渣混合进行热交换， 干燥筒内烟道气在锁气器及负压差作用下以不规则 的轨迹运动和蔗渣混合，利用烟道气与蔗渣之间 130℃的温差，在接触的过程中进行热能交换，蔗 渣温度升高、受热后水分蒸发随烟道气排出（接回 到除尘器）。
通过引风机将烟道气从锅炉尾部烟道抽出，送 入干燥器，在干燥器内将蔗渣吹起，蔗渣处于悬浮 状态，干燥后的蔗渣通过重力分离原理分离出颗粒 较大的蔗渣，未能分离的颗粒细小的蔗渣和烟道气 混合物被送入旋风分离器进行二次分离，烟道气进 入除尘系统，蔗渣通过输送机送去锅炉燃烧（见图 1 蔗渣干燥流程示意图）。由于采用了先进的锁气 器，保证对干燥筒进出物料的密封，干燥系统不会 出现漏气的现象，保证锅炉的正常运行。烧蔗渣的 烟道气没有腐蚀性气体，干燥机设备寿命至少在10 年以上。
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图1 蔗渣干燥流程示意图 |
烟道气干燥蔗渣后经除尘器排出，烟道气在排 至除尘器前安装高效旋风分离器把干燥后比重较小 的蔗髓进行分离避免带进除尘器。干燥效果显著， 干燥前蔗渣水分为48%～50%左右，干燥后蔗渣水 分可降到40%以下，最低可达35%。
公司所用滚筒式蔗渣干燥器设备由甘肃工大机 电设备制造有限公司研制安装，并于2008/09 年榨 季投入使用。其主要技术参数如表1。
 | 表1 干燥器主要技术参数 |
该设备2010/11 年榨季至2011 年2 月15 日止， 设备连续正常运行70 天，各项工况参数符合设计 要求，蔗渣干燥效果显著（见表2 干燥器运行工艺 指标统计表）。
从表2 可以看出，锅炉尾部烟道气在经过蔗渣 干燥装置后，平均温度从155℃下降到58℃，烟道 气温度降所释放热量约有10%损失，其余全部被蔗 渣吸收并用于蔗渣水分蒸发，从而达到了干燥蔗渣 的目的， 蔗渣水分平均从47.67%下降到平均 36.46%。相关研究表明，蔗渣水分每降低1%，其 低位热值提高204.11 kJ/kg，排烟温度每降低10℃， 锅炉热效率约提高1%。
| 表2 干燥器运行工艺指标统计表* |
利用烟道气的热量来烘干入炉湿蔗渣是减少锅 炉运行热损失的有效措施，蔗渣水分每降低1%， 其热值可提高2%左右，蔗渣愈干，燃烧所需过量 空气愈少，从烟气带走的热量愈少，燃烧也更完全， 机械不完全燃烧的热损失愈少。在蔗渣烘干系统项 目投入使用之前，生产期间入炉燃烧蔗渣含水分约 为48%，由于蔗渣含水分较高，锅炉热效率低；干 燥系统投入使用后，入炉燃烧蔗渣水分从48%下降 到37%以下，提高了锅炉的燃烧效能，减小燃烧蔗 渣量，提高蔗渣打包外售量，提高企业经济效益， 项目实施前后实绩见表3。
| 表3 项目实施前后实绩表 |
按项目实施前2007/08 年榨季蔗渣打包率为 2.42%计算，2010/11 年榨季榨蔗量110.8 万t，蔗 渣打包率提高至5.08% ， 则年节约蔗渣量为 110.8×10000×（5.08%－2.42%）= 29473 t，按2011/12 年榨季蔗渣销售价300 元/ t 计算，可增收29251×0.03 = 884.2 万元。
项目运行费用包括：设备总投资800 万元，按 14 年折旧，每年折旧费57.1 万元；维修费按3%计， 每年维修费24 万元；新增季节工3 人，年工作6 个月，每人每月工资2000 元，每年人员费3.6 万 元；总装机容量310 kW，按运行100 天计算，电 价按每千瓦时0.6 元计，年耗电费44.6 万元。
总的运行费用为129.3 万元，故每个榨季可增 收884.2－129.3 = 754.9 万元。
蔗渣干燥系统的原重力分离器排料阀为纵向， 造成排料不均匀，大部分物料从旋风分离器出料器 排出，只有少量大颗粒蔗渣从重力沉降箱排出；原 有分离器分离空间不足，分离效果不佳，处理量加 大时，较多蔗髓从除尘器排出，蔗髓损失较大。
改进措施：将一级重力沉降分离器排料阀由 纵向安装改为横向；在一级重力沉降分离器的基 础上增加二级重力沉降分离器以提高分离空间； 重力沉降分离器内部增加导流板， 提高分离效 果；增加φ5200mm 一级旋风分离器，2 个旋风分 离器并联使用以提高分离效果；加大各级分离器出 料口，相应增加排料阀；各级分离器安装吸附式震 动器，并按先后顺序工作。提高第1 级旋风分离器 入管高度以减少积渣；增加1 台引风机，将换热后 的烟道气引至重力沉降分离器及后部烟道管中，减 少汽凝水的生成，以减少积渣。
使用初期采用滑差电动机带动干燥器滚筒转 动，滚筒在转动过程中因蔗渣颗粒大小不一，大颗 粒蔗渣在干燥器内难以悬浮，容易积渣，滚筒运转 负荷波动较大，甚至造成滚筒无法正常转动。
改进措施：改变滚筒内部抄板，避免蔗渣在转 动过程中堆积；将滑差电动机调整装置改为变频调 速，提高电动机功率，减小滚筒运转负荷波动幅度； 延长滚筒出料口，使蔗渣顺利排料。
原风门设计为手动调节花瓣式，调节较困难且 易造成烟道气流量不稳定，使蔗渣在滚筒中完全形 成悬浮状态，容易积渣，滚筒运转负荷波动较大， 甚至造成滚筒无法正常转动；同时造成烟道气与蔗 渣分离效果不佳。
改进措施：将花瓣式风门更换为百叶窗风门， 并安装电动执行器，便于烟道气流量调节，尽量实 现蔗渣量与烟道气流量最佳配比控制。
实践表明，只要控制好进出干燥器的蔗渣量与 烟道气流量，掌握最佳控制点，滚筒式干燥器在甘 蔗糖厂生产中就能正常稳定地运行，充分发挥其自 身的优势，取得良好的干燥效果，实现节约锅炉的 蔗渣消耗量的目的。
蔗渣干燥装置对利用蔗渣作为锅炉主要燃料的 糖厂来说，在提高锅炉热效率、实现节能降耗方面 是一种较为理想和可行的设备装置。该技术的成功 应用，使制糖企业节约了大量蔗渣，为制糖业在节 能降耗方面开创了新节能思路和方法，为制糖企业 的稳步发展提供了可靠技术。同时，节约的蔗渣可 作多种综合利用原料，延长制糖产品链，增强企业 竞争力，为企业赢得较好的经济效益，也为社会进 步和发展做出较大贡献。
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