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对糖厂自备热电站技改节能设计分析
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；自备热电站；节能
Abstract: The sugar cane sugar refinery technological transformation should use the high parameter as far as possible the boiler power set, through optimizes the heating and power station scheme of arrangement, the reasonable necessary auxiliary engine equipment, can achieve the energy conservation to fall consumes, enhances the sugar refinery the economic efficiency goal.
key word: Sugar refinery; Supplies for oneself the heating and power station; Energy conservation
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
关键词：糖厂；自备热电站；节能
Abstract: The sugar cane sugar refinery technological transformation should use the high parameter as far as possible the boiler power set, through optimizes the heating and power station scheme of arrangement, the reasonable necessary auxiliary engine equipment, can achieve the energy conservation to fall consumes, enhances the sugar refinery the economic efficiency goal.
key word: Sugar refinery; Supplies for oneself the heating and power station; Energy conservation
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
