CN204509361U - 一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统属于制糖工艺技术领域。该自动蒸汽平衡升温系统包括热交换设备，所述的热交换设备设于所有效汁汽管道上或者某一效汁汽管道上，并通过第一连接管道和第二连接管道与锅炉蒸汽管道相连通；蒸汽流量调节阀，该蒸汽流量调节阀设于蒸汽流入和流出热交换设备的管道上；PLC，该PLC控制蒸汽流量调节阀的操作。
Description
技术领域
本实用新型涉及制糖工艺技术领域，尤其涉及一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统。
背景技术
制糖工艺用汽来自汽轮发电机组发电后的排汽量和锅炉直接补充的新蒸汽量，属热电联产运行方式，由于多数糖厂的汽轮发电机组排汽量不够制糖生产用(压力0.294MPa,温度180℃或压力0.49MPa，温度230℃)，还必须从锅炉直接供给过热蒸汽(压力3.82MPa,温度450℃或压力2.45MPa，温度390℃两种参数的过热蒸汽)再经过喷淋雾化、减温降压变为品质较低的饱和蒸汽(压力0.2MPa左右、温度130℃左右)使用，这种制糖生产存在固有的不可逆因素运行模式，在实际生产中达不到热电联产的理论热平衡，一般日榨量在2000吨以上的制糖企业均存在5t/h——30t/h甚至更多的锅炉蒸汽补充量，锅炉补充的新蒸汽越多造成的热量损失就越大，耗能也就越高。
一直以来许多制糖企业技术人员都在探讨采用各种不同的方法来尽量抽取蒸发Ⅲ、Ⅳ效汁汽回用于煮糖，使制糖工艺用汽能全面使用汁汽，降低热损失，包括想提高Ⅰ效入罐压力和温度、板式换热器、烟气加热等方法，但所取得的效果不是很理想。现制糖工艺蒸发系统抽取汁汽进煮糖罐进行加热，一般只用到蒸发Ⅰ、Ⅱ效罐汁汽，少部分糖厂能用到III效汁汽煮糖，也因温度低，效果不佳。而多数糖厂抽取Ⅲ、Ⅳ效罐汁汽回用因其温度低而带有微真空，无法回用给需要温度高于98℃以上及需一定压力的用汽单位，如：清汁一、二级加热和丙糖等用汽部门。从Ⅴ效末罐出来的汁汽量(约4％—7％的蒸汽与蔗比)，这些汁汽都采用喷射冷凝后排放，造成较大的热经济损失。多数糖厂目前的蒸发Ⅲ、Ⅳ效罐汁汽基本上能用在混合汁加热。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统，该自动蒸汽平衡升温系统可有效对制糖工艺的各阶段进行加热补充，对现有资源进行了高效的利用。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
该自动蒸汽平衡升温系统包括热交换设备，所述的热交换设备设于所有效汁汽管道上或者某一效汁汽管道上，并通过第一连接管道和第二连接管道与锅炉蒸汽管道相连通；蒸汽流量调节阀，该蒸汽流量调节阀设于蒸汽流入和流出热交换设备的管道上；PLC，该PLC控制蒸汽流量调节阀的操作。
通过上述本实用新型的技术方案，本实用新型的用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统利用锅炉蒸汽达到余热回用，降低锅炉燃材料的目的。进而大大提高了资源的利用率，有利于节能环保。
附图说明
图1为本实用新型的自动蒸汽平衡升温系统的一种实施方式结构示意图；
图2为本实用新型的热交换设备的一种实施方式结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明：
一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统，其包括热交换设备100、第一蒸汽流量调节阀91和PLC(可编程逻辑控制器)90，其中：
所述的热交换设备100设于所有效汁汽管道上(I到V效汁汽所有管道)或者某一效汁汽管道(I到V效汁汽某一个管道)上，并通过第一连接管道14和第二连接管道15与锅炉蒸汽管道相连通。优选汽轮机废汽管道13(也称汽轮机排汽管道13)。具体实施方式优选单独的III效汁汽管道，其他种实施方式可参见单独的III效汁汽管道实现方式实现。
如图1和图2所示，所述的热交换设备100设于III效汁汽管道上，进而将III效汁汽管道分为靠近煮糖罐32的第三管道11和靠近蒸发罐42的第四管道12，第三管道11与设于煮糖罐32下部的加热汽鼓31通过进气口21相连通，加热汽鼓31上还设有外排汽凝水的第五管道16。蒸发罐42的下部设有汽鼓41，汽鼓41上设有第六管道17和第七管道18，第六管道17用于将来自上一级蒸发汁汽输入至汽鼓41，第七管道18用于将气凝水外排。在蒸发罐42上部设有去往下一级蒸发罐的第八管道19。同时，热交换设备100通过第一连接管道14和第二连接管道15与汽轮机废汽管道13相连通。
第一蒸汽流量调节阀91，所述的第一蒸汽流量调节阀91设于蒸汽流入和流出热交换设 备的管道(第一连接管道14、第二连接管道15)上。第一蒸汽流量调节阀91用于控制流入和流出热交换设备100的蒸汽流量。
PLC90，所述的PLC90控制蒸汽流量调节阀的操作。
如图2与图1所示，所述的热交换设备100上设有高压端蒸汽进口10(如图1所示，高压端蒸汽进口10与第一连接管道14的第一端口22相连通)、高压端蒸汽出口30(如图1所示，高压端蒸汽出口30与第二连接管道15的端口23相连通，第二连接管道15的另一个第二端口24与汽轮机废汽管道13相连通)、低压端汁汽进口20(如图1所示，低压端汁汽进口20与第四管道12的端口相连通，第四管道12的另一个端口与蒸发罐42相连通)和低压端汁汽出口40(如图1所示，低压端汁汽出口40与第三管道11的端口相连通，第三管道11的另一个端口与加热汽鼓31相连通)，其中，所述的高压端蒸汽进口10通过第一连接管道14与汽轮机废汽流入降温桶51(即管道降温器)的前端管道相连通，且第一连接管道14上设有第一蒸汽流量调节阀91(即如图2所示的第一蒸汽流量调节阀91)，所述的高压端蒸汽出口30通过第二连接管道15与汽轮机废汽流出降温桶51的后端管道相连通。所述的低压端汁汽进口20和低压端汁汽出口40设于同一轴线上，且与低压端汁汽出口40相连通的第三管道11上设有第二蒸汽流量调节阀92。第一蒸汽流量调节阀91和第二蒸汽流量调节阀92通过PLC90控制操作。
同时，在所述的热交换设备100上还设有多个排污口(50、60、70和80)，以便于废水排出。
本实用新型的实际运用，包括如下步骤：采用锅炉蒸汽通过直接或间接的热交换设备100，提升制糖工艺中的各效汁汽温度。
所述的锅炉蒸汽包括高温高压蒸汽和汽轮机排汽。
本实施例选用单独的提升制糖工艺中的III效汁汽温度的方法，具体步骤如下：
调整高压端蒸汽进口10的气压和温度分别为：0.1MPa—0.2MPa，210℃—250℃。
调整高压端蒸汽流量为：小于等于6000千克/小时，即流量的最大值为6000千克/小时。
调整高压端蒸汽出口30的气压和温度分别为：0.1MPa—0.2MPa，175℃—185℃。
调整低压端汁汽进口20的气压和温度分别为：0.00MPa—0.03MPa，92℃—98℃。
调整低压端汁汽出口40的气压和温度分别为：0.00MPa—0.03MPa，105℃—115℃。
调整低压端汁汽流量为：小于等于17000千克/小时，即流量的最大值为17000千克/小时。
现有糖厂使用III效汁汽煮糖达不到使用效果，III效汁汽温度仅为95℃±3左右，造成III效汁汽煮糖时间长，流程慢。本实用新型的技术方案采用汽轮机排汽(进入降温桶51前废汽，温度230℃±20℃)通过热交换设备100，即采用汽轮机废汽(0.2MPa、230℃)作为高端热源，通过间接式热交换设备100，把蒸发Ⅲ效汁汽温度从现有的95℃±3℃提升到符合工艺要求的105℃—110℃，进而保证煮糖正常使用III效汁汽煮糖，解决目前生产工艺使用III效汽煮糖的技术难题，缩短流程时间，提高热经济性，达到节能降耗的目的。
按日榨7500吨甘蔗提供的以下参数：
1、日榨量：7500吨(最大值设计)
2、III效汁汽压力：0-0.01MPa
3、III效汁汽温度：95℃±3℃
4、排汽总管压力：0.15MPa-0.2MPa
5、排汽总管温度：230℃±20℃
6、甲糖III效汁汽管径尺寸：900mm
7、甲糖III效汁汽蒸汽与蔗比：5.31％
计算甲糖III效汁汽小时流量值(最大值)
7500吨甘蔗÷24小时×5.31％＝16.5吨/小时
从工艺衡算可以知道，甲糖抽取III效蒸发罐汁汽量(最大值)是16.5吨/小时，采用本实用新型的自动蒸汽平衡升温系统能把蒸发III效汁汽的温度及压力提高到105℃—115℃左右，相当于得到蒸发I效汁汽的参数等级，则清汁一、二级加热和煮糖少用I、II效汁汽，减少锅炉新蒸汽补充使用量，达到整个制糖工艺使用汁汽及热量回收，节能增效的热经济目的。
本实用新型的技术方案产生了显著的效果，极大地提升了Ⅲ效汁汽温度后的热经济效益，具体如下：
从以上计算得知，现有蒸发面积的III效汁汽抽取量约16.5吨/小时，利用蒸汽焓熵值计算热经济性，则查焓熵图得：
提升蒸发III汁汽温度115℃——2698.8kj/kg
汽轮机废汽0.2MPa、230℃——2930.2kj/kg(换热前)
汽轮机废汽0.2MPa、200℃——2870kj/kg(换热后)
锅炉蒸汽2.45MPa、400℃——3239.29kj/kg
1、节约锅炉蒸汽量(注：按原不能使用蒸发III效汁汽计算)：
16.5t/h×(2698.8kj/kg/3239.29kj/kg)＝13.75吨/小时；
2、提高制糖工艺效率，缩短煮糖时间；
4、减少蒸发末效损失忽略不计；
5、以锅炉效率及蔗渣燃烧热值，燃材料量约0.45吨蔗渣产1吨蒸汽，则
13.75吨/小时蒸汽×0.45吨蔗渣＝6.18吨蔗渣；
6、榨季按120天计算，按3吨蔗渣折标煤量1吨计算，市场平均标煤价1200元/吨计算，每个榨季可节约热经济损失约：
6.18吨蔗渣×24小时×120天＝17798吨蔗渣
17798吨蔗渣÷3吨蔗渣×1200元/吨＝712万元；
7、热损失计算：耗用汽轮机废汽量10吨/小时，每吨蒸汽焓值下降2930.2kj/kg－2870kj/kg＝60.2kj/kg，则
10t/h×(60.2kj/kg/3239.29kj/kg)＝0.18吨/小时
0.18吨/小时×24小时×120天＝518.4吨蔗渣
518.4吨蔗渣÷3吨蔗渣×1200元/吨＝21万元
直接产生热经济效益：712万元－21万元＝691万元。
本实用新型的用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统利用汽轮机废汽(230℃±20℃)进入降温桶减温到(125℃±10℃)的减温损失，采取闭式循环方式，间接加热蒸发III效汁汽温度(从95℃±3℃提升到煮甲糖所需的110℃±5℃)。换热后的汽轮机废汽仍回到汽轮机排汽母管，注：回降温桶后段母管(125℃±10℃)，该实用新型减少了汽轮机排汽进入减温桶的热量损失(因为减温水不可能完全汽化的)，该实用新型达到提升蒸发III效汁汽温度，实现了制糖行业都能利用蒸发III效罐汁汽煮糖的效果，减少五效真空蒸发外排热量，降低锅炉蒸汽耗量，达到了节能减排的目的。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统，其特征在于，包括
热交换设备，所述的热交换设备设于所有效汁汽管道上或者某一效汁汽管道上，并通过第一连接管道和第二连接管道与锅炉蒸汽管道相连通；
蒸汽流量调节阀，所述的蒸汽流量调节阀设于蒸汽流入和流出热交换设备的管道上；
PLC，所述的PLC控制蒸汽流量调节阀的操作。
2.根据权利要求1所述的自动蒸汽平衡升温系统，其特征在于，所述的某一效汁汽管道指的是III效汁汽管道。
3.根据权利要求1或2所述的自动蒸汽平衡升温系统，其特征在于，所述的锅炉蒸汽管道包括汽轮机排汽管道。
4.根据权利要求3所述的自动蒸汽平衡升温系统，其特征在于，所述的热交换设备上设有高压端蒸汽进口、高压端蒸汽出口、低压端汁汽进口和低压端汁汽出口，其中，所述的高压端蒸汽进口通过第一连接管道与汽轮机废汽流入降温桶的前端管道相连通，且第一连接管道上设有第一蒸汽流量调节阀，所述的高压端蒸汽出口通过第二连接管道与汽轮机废汽流出降温桶的后端管道相连通；所述的低压端汁汽进口和低压端汁汽出口设于同一轴线上，且与低压端汁汽出口相连通的第三管道上设有第二蒸汽流量调节阀。
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| CN201520003545.8U CN204509361U (zh) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统 |
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|---|---|---|---|---|
| CN104531905A (zh) * | 2015-01-05 | 2015-04-22 | 广西南宁富慧达机电有限公司 | 一种用于制糖工艺的自动蒸汽平衡升温系统及其实现方法 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 530200, 16 emperor street, five elephant Road, Nanning, the Guangxi Zhuang Autonomous Region, Patentee after: Guangxi fuhuida electromechanical Co.,Ltd. Address before: 530200 No. 1119, No. 1 elephant drive, No. five, elephant Road, the Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning Patentee before: GUANGXI NANNING FUHUIDA ELECTROMECHANICAL Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
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|
| TR01 | Transfer of patent right |