喷射雾化式冷凝器在糖厂制炼的应用技术改造

1引言

多年来真空冷凝设备广泛应用在轻工等较多行业的多个工序中，其使用较终效果都与行业的节能减排密不可分。同样，在制糖行业，真空冷凝系统是否能够成功投入应用都将直接影响糖厂的节能减排及生产运行成本。

在糖厂的工艺生产过程中，传统的冷凝系统用水量较大，在用较多冷水量将蒸发罐和煮糖罐的低温汁汽冷凝的同时，往往也需要配套真空泵才能获得所需的真空度，以确保制糖生产的正常运行一因此，糖厂需要选择具有先进性的真空冷凝系统来在满足工艺条件的前提下达到节能减排、降低生产运行成本。

目前，南宁糖业股份有限公司明阳糖厂日榨甘蔗13800吨及以上。为了实现煮糖系统获得稳定和较高的真空度，减少动力消耗，降低生产成本的目标，明阳糖厂实施了“喷射雾化式冷凝器在糖厂制炼的应用技术改造”项目，对制炼真空冷凝系统进行了技术改造，项目完成后，在2012/2013榨季生产中顺利投入使用，获得了稳定和较高的真空度，在循环水温达到工艺的条件下节约了用水，减少了动力消耗，效果良好，取得了较好的经济和社会效益。

2项目实施的原因

明阳糖厂制炼车间煮糖的真空系统原采用传统隔板式冷凝器与真空泵配套使用，其利用大量循环冷水把绝大部分的蒸汽冷凝凝结成水，获得一定的真空度，然后利用真空泵把不凝气体抽走，从而获得所需的真空度。煮糖工段在真空系统分配上存在几个罐共用真空系统分支的情况，以上运行方式存在如下几方面的不足：(l)困每个罐没有独立的真空系统，在正常煮炼抽真空时需要时间较长，影响每个罐的罐时利用；(2)一个罐在开、停或分割时因其真空波动较大，会干扰同一真空系统其他罐的正常煮炼，较终会影响整个煮糖罐；(3)每个罐的水压和蒸汽加热均需靠操作工去手动调整，难以确保其真空度稳定，影响煮糖效率；(4)煮糖真空系统因配套较多数量的真空泵设备（总量达到400KW以上），榨季消耗电量大，同时真空泵出现故障时会影响到同一系统的各个罐正常煮炼

喷射雾化式冷凝器在设计理念卜克服了传统旧式冷凝器的缺点，具有其独特的冷凝方式，减轻了上水压力，且汽液充分混合冷凝，在循环水温不高情况下用水量比传统旧式冷凝器相对较少；同时，在煮糖时真空调节{擀可根据罐内蒸发量大小自动调整进水量，可达到节约用水、稳定煮糖真空、提高煮炼质量和收回的目的。为此，明阳糖厂实施了“喷射雾化式冷凝器在糖厂制炼的应用技术改造”项目，将喷射雾化式冷凝器用于11台55m3结晶罐和4台40m3结晶罐真空系统，由冷凝段和抽吸段组成。

3喷射雾化式冷凝器在糖厂制炼应用的技术改造项目实施情况

3.1技术项目改造内容

3.1.1喷雾化式冷凝嚣的主要技术参数、设备性能

3.1.2 喷雾化式冷凝器的技术要求

3.2喷射雾化式冷凝器工作原理

冷凝段主要是将由煮糖罐蒸发后的水蒸汽冷凝成水，其工作原理是利用布置在冷凝段的喷嘴喷出雾化水滴，具有较大表面积，能够高效率地与汁汽混合进行传热传质，并迅速形成真空的原理。抽吸段主要作用是把不凝气体及少部分蒸汽抽吸排除。

(l)在喷嘴的设计上，喷射雾化式冷凝器采用了同时具有喷射抽吸和喷雾冷凝功能的设计思想，即喷射喷嘴和喷雾喷嘴，喷雾喷嘴通过喷出具有很大表面积的雾化水滴充分与汁汽混合进行热交换，汽液混合均匀，使可凝性气体迅速凝结成水而形成真空。剩下的不冷凝气体通过喷射喷嘴射JH{的射流水抽吸而排出尾管，从而达到稳定高真空的目的；但由于残留的不凝缩气体较少，需要对其所做的压缩功较小。

(2)在控制调节方面，喷射雾化式冷凝器安装了真空及阀位信号反馈控制系统，通过真空信号反馈调节进水压力，根据真空的需要控制进水的流量，达到节能、节水的目的。

(3)在结构上，喷射雾化式冷凝器设计有水过滤排渣系统，水先经过滤网过滤，然后进入喷嘴，避免水质不好造成喷嘴堵塞，打开清渣手轮可门动清除滤渣，减轻了员工的劳动强度。

喷射雾化式冷凝器在糖厂制炼的应用技改项目于2012年9月开始施工，10月中旬完成技术改造，随后投入2012/2013榨季生产运行。

4项目运行效果

技改后，喷射雾化式冷凝器在明阳糖厂制炼车间于2012年11月25日正式投入榨季运行，经过一段时间的摸索，取得了较好的运行效果。投入3个榨季生产使用至今，运行正常、稳定可靠，满足了生产要求。解决了原来生产上存在的许多缺陷：(l)由于每只罐具备了独立的真空系统，煮炼过程互不干扰，确保了每只罐的正常煮炼，既有利于保证产品质量的稳定，又提高了罐时的利用率；(2)由于每只罐具备了独立的真空系统，在抽真空开始煮炼时缩短了辅助时间，由原来的20分钟左右缩短至10分钟以内，提高了整个煮糖系统罐时的利用率；(3)喷射雾化式冷凝器设计有水过滤排渣系统并加装了真空控制装置，罐内真空信号反馈到真空控制装置，并把信号传输至气动调节阀调节进水量，以达到稳定控制煮糖真空度，既减轻了员工的劳动强度，又确保了整个煮炼过程罐内真空的稳定，用利于产品质量的稳定及提高收回；(4)由于喷射雾化式冷凝器不需要配套真空泵及其附属设备、管道等，整个煮糖真空系统由原来的复杂繁琐变成简单明了，既节省了榨季电力消耗和真空泵检修、维护费用，又能够节省厂房空间，提高了车间厂房空间的利用率。

5喷射雾化式冷凝器在糖厂制炼应用的特点和效果

喷射雾化式冷凝器的特点和效果：

(l)与旧式冷凝器相比体积小，重量轻，可利用旧基础来安装。

(2)设备投资和维护费用低。

(3)喷嘴不易堵塞，耐腐蚀。

(4)八水压力0.05-0.08Mpa。

(5)抽真空时间短，冷罐时30分钟以内；煮糖时4—6分钟。

(6)煮糖时通过自动控制用水量来进行调节，达到真空稳定、节能减排、提高产品质量和收回的目的。

喷射雾化式冷凝器解决了困扰糖厂多年的节能降耗难题，该设备节省了真空泵的投资费用，而且设备简单，操作和维修方便，既节约用水又减少动力消耗，而且大幅减轻了员工的劳动强度。

6讨论

喷射雾化式冷凝器具有技术先进性在于其能够利用逆流式冷凝器和水喷射冷凝器的优点，又能克服了逆流式冷凝器和水喷射冷凝器的缺点，解决了一直以来困扰制糖企业上水压力高、用水量大、操作真空不稳定的难题。其使用效果能够明显体现在稳定煮糖真空、节省投资费用、节能减排等多方面，对降低生产运行成本起到举足轻重的作用

当然，喷射雾化式冷凝器仍存在待完善的地方，其对循环冷却水温较为敏感，要想达到较佳的使用效果，需要控制循环冷却水温在38℃以下，所以，一方面糖厂要制定合理的用汽制度，并得到严格实施，以达到节省用汽，减少冷凝水量，同时充分二次利用冷凝水的热量，既减少用汽量，又降低冷凝水水温；另一方面要配置有足够的冷却设施，使循环冷却水达到喷射雾化式冷凝器的工艺要求。

7小结

喷射雾化式冷凝器在糖厂制炼的应用是成功的，该项目在2012/2013榨季投人生产后，运行平稳，达到了预期效果。运行表明，糖厂成功投入使用喷射雾化式冷凝器后，既稳定了煮糖真空系统，稳定产品质量、提高收回平，又简化了设备流程，减少了配套设备如真空泵、管道的投资费用，又能够在循环水温不高情况下达到节约用水，减少动力消耗，降低生产运行成本，效果良好，其经济和社会效益显著。