糖厂热力衡算6000吨每天Word格式文档下载.docx

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420.20/1.43=293.85（m3/d）=12.24（m3/h）

（当浓度为83°

Bx时，密度=1.43t/m3）

8、甲稀蜜

41.916/100=415.97（t/d）=17.33（t/h）

蔗糖量=415.97×

0.80=332.78（t/d）=13.87（t/h）

415.97×

100/78=533.29（t/d）=22.22（t/h）

409.06/1.40=380.92（m3/d）=15.87（m3/h）

（当浓度为78°

Bx时，密度=1.40t/m3）

9、乙原蜜

19.97/100=198.18（t/d）=8.26（t/h）

蔗糖量=198.18×

0.50=99.09（t/d）=4.13（t/h）

198.18×

100/90=220.20（t/d）=9.18（t/h）

312.12/1.483=148.48（m3/d）=6.19（m3/h）

（当浓度为90°

Bx时，密度=1.483t/m3）

10、废蜜

16.52/100=163.94（t/d）=6.83（t/h）

蔗糖量=163.94×

0.38=62.30（t/d）=2.60（t/h）

163.94×

100/92=178.20（t/d）=7.43（t/h）

195.02/1.49=119.60（m3/d）=4.98（m3/h）

（当浓度为92°

Bx时，密度=1.49t/m3）

11、乙种

15.632/100=155.13（t/d）=6.46（t/h）

蔗糖量=155.13×

0.75=116.35（t/d）=4.85（t/h）

155.13×

100/85=182.51（t/d）=7.60（t/h）

182.51/1.445=126.30（m3/d）=5.26（m3/h）

（当浓度为85°

Bx时，密度=1.445t/m3）

12、丙种

7.76/100=77.01（t/d）=3.21（t/h）

蔗糖量=77.01×

0.75=57.76（t/d）=2.41（t/h）

77.01×

100/85=90.60（t/d）=3.78（t/h）

90.6/1.445=62.70（m3/d）=2.61（m3/h）

由上述计算结果列出煮糖工段计算纲要表如下：

表2-4煮糖工段计算纲要表

物料名称

项目

每天

每时

对蔗比/%

甲糖膏

固溶物量

蔗糖量

质量

体积

1593.18t

1403.59t

1677.03t

1106.95m3

66.38t

58.48t

69.88t

46.12m3

26.55

23.39

27.95

乙糖膏

387.83t

279.24t

399.82t

261.32m3

16.16t

11.64t

16.66t

10.89m3

6.46

4.66

6.66

丙糖膏

275.19t

156.86t

276.57t

178.66m3

11.47t

6.54t

11.52t

7.44m3

4.59

2.61

4.61

白砂糖

828.45t

825.96t

828.86t

975.13m3

34.52t

34.42t

34.54t

40.63m3

13.81

13.77

乙原糖

189.65t

180.17t

193.52t

241.90m3

7.90t

7.51t

8.06t

10.08m3

3.16

3.00

3.23

丙原糖

111.25t

94.56t

114.69t

143.36m3

4.64t

3.94t

4.78t

5.97m3

1.85

1.58

1.91

甲原蜜

348.77t

244.14t

420.20t

293.85m3

14.53t

10.17t

17.51t

12.24m3

5.81

4.07

7.00

甲稀蜜

415.97t

332.78t

533.29t

380.93m3

17.33t

13.87t

22.22t

15.87m3

6.93

5.55

8.89

乙原蜜

198.18t

99.09t

220.20t

148.48m3

18.26t

4.13t

9.18t

6.19m3

3.30

1.65

3.67

废蜜

163.94t

62.30t

178.20t

119.60m3

6.83t

2.60t

7.43t

4.98m3

2.73

1.04

2.97

乙种

155.13t

116.35t

182.51t

126.30m3

6.46t

4.85t

7.60t

5.26m3

2.59

1.39

3.04

丙种

77.01t

57.76t

90.60t

62.70m3

3.21t

2.41t

3.78t

2.61m3

1.28

0.96

1.51

第五节糖分平衡及生产实绩

一、糖分平衡

以甘蔗含蔗糖量100作为计算基准，则：

蔗渣损失蔗糖率=（29.76/930）×

100%=3.20%

滤泥损失蔗糖率=（4.50/930）×

100%=0.48%

废蜜损失蔗糖率=（62.30/930）×

100%=6.70%

未测定损失蔗糖率=0.8%

产品中收回蔗糖率=（825.96/930）×

100%=88.81%

合计：

3.20%+0.48%+6.70%+0.8%+88.81%=99.99%

二、生产实绩

压榨抽出率：

E=96.8%

对比压榨抽出率：

E12.5=[1-（1-0.968）×

（100-13.2）/（7×

13.2）]×

100%=97.0%

煮炼收回率：

R=（825.96/900.24）×

100%=91.75%

废蜜理论重力纯度：

Mv=100×

88.08×

（100-91.75）/（10000-88.08×

91.75）=37.87%

对比煮炼收回率：

R85=[100×

（85-37.87）/85×

（100-37.87）]×

100%=89.24%

总收回率=E×

R=96.8%×

91.75%=88.81%

对比总收回率=E12.5×

R85=97.0%×

89.24%=86.56%

产糖率=（828.86/6000）×

100%=13.81%

第三章热力衡算

第一节热力装置及蒸发方案的选择及论证

我国能源较短缺，节约能源已成为国民经济中极重要的问题，制糖工业能耗大，有必要搞好节能工作。

当前我国甘蔗糖厂生产的标汽耗约为50～60%C，标煤耗约为5～6.5%C，而先进的糖厂标煤耗仅为4%C左右，如珠江糖厂，可见我国大部分糖厂能耗还是比较大的，这对提高糖厂的经济效益是不利的[8]。

因此，合理利用热能，提高糖厂节能水平，具有很重要的意义。

糖厂生产管理水平的高低，所用设备的热效率高低，糖厂生产规模差异等因素直接影响糖厂的用能水平。

故本设计尽可能的选择合理的热力方案，并配置合适的热力装置，以求达到节能、用能的先进，以利于提高糖厂经济效益。

糖厂热能的合理利用，即全厂热力方案的安排。

包括蒸发方案的选择和锅炉、热机等热力装置的配置，此外还应考虑全厂热水的回收与利用，其它加热设备的蒸汽消耗及各种工艺用水量的合理控制。

一、热力装置的选择及论证

制糖生产的用能特点是耗汽多，用电少，一般为28～30kW/tC[8]。

必须配置锅炉供给蒸汽，配套汽轮发电机，产生乏汽供制糖工艺用。

为了合理利用热能，节约能源，目前糖厂普遍采用热电联产方式，以汽定电的原则，即锅炉产汽量以工艺的耗汽量为准，而发电量的多少则依蒸汽量而定，因为电能的输入输出是有较大的灵活性，这样可避免蒸汽的不足或过剩，减少浪费。

制糖工艺用汽都是采用低品位的蒸汽，为满足用汽要求，再设计选用热力装置时，必须对采用何种方案，选用何种热力设备给于全面的充分的考虑。

下面是热力装置的选型论证。

（一）锅炉的选择[1][8]

锅炉的选择主要依据糖厂全厂所耗用的蒸汽量、参数和电量，燃料的供应及投资费用情况等。

目的是满足工艺生产需要，力求达到高效节能。

国内糖厂过去所设置的锅炉是1.3MPa的低压锅炉，对于糖厂的用汽经济性和热能利用来说是不合理的。

因此，近年来糖厂普遍采用次中压（2.5MPa）和中压（4MPa）锅炉，取得显著的节能效果。

实践证明，一定范围内，生汽参数较高的锅炉，其热效率较高，节能效果较好，对降低制糖汽耗越有利。

虽然次高压锅炉的热效率也比中压锅炉的要高，但是考虑到6000吨厂的投资、维护、安全等因素，没有必要采用次高压锅炉。

糖厂生产需要大量的蒸汽，选择锅炉时在满足生产用汽的基础上要考虑到扩建的需要，应选用额定蒸发量大些的锅炉，这样可达到较好的经济效益，亦可平衡生产。

根据糖厂的实际情况，因此本设计决定采用蔗渣煤粉中压锅炉。

（二）汽轮机的选择[1][8]

目前甘蔗糖厂的汽轮发电机组多为背压式汽轮机，进汽压力多为3.43MPa或2.45MPa。

热能利用率高，不需要冷凝器，设备简单，投资相对少，安装维护方便；

不足的是供电和供汽互相牵制，难于同时满足汽、电的不同需求。

中间抽汽式汽轮机带有尾汽冷凝器，需要多少蒸汽就抽多少，虽然抽汽量会对发电量有一定的影响，但一般都能满足汽、电的不同要求，能一定程度自动调节汽、电的平衡。

不足之处是热效率相对较低，设备复杂，投资费用大，安装维护不方便。

糖厂是季节性生产工厂，生产时用电、用汽较平稳，停榨期间锅炉也停止运行。

背压式汽轮机能较好地满足糖厂的实际要求：

效率高、热电联产、以汽定电。

因此，本设计采用背压式汽轮机。

（三）压榨机驱动装置的选择[3]

压榨机是重负荷、低速运转的设备，要根据具体条件来配置合适的原动机和传动装置，较常用的原动机有：

蒸汽机、汽轮机、电动机等。

作为压榨机的原动机最好能具备以下特点：

（1）具有调速性能。

（2）原动机的机械效率及热效率高，能耗小。

投资及维修费用小，检修维护容易。

（3）具有较大的启动扭矩，启动容易。

（4）与全厂的热力方案协调，使全厂能耗低。

（5）便于集中自动控制。

1.蒸汽机

带动糖厂压榨机的原动机，最早采用的是蒸汽机，它的投资较小，制造、操作、维修的技术要求不高。

转速低，易减速。

过载能力好，能适应压榨机负荷的骤变，废汽可供煮炼用。

但是蒸汽机设备笨重，占地面积大，维修管理费用高；

废汽压力低，不利于蒸发全面抽取汁汽降低能耗；

且含废油的废汽会影响传热设备的传热效果，影响入炉水质。

早已被淘汰。

2.汽轮机

采用汽轮机的优点是调速范围大，而且对效率影响不大，可适应于压榨过程的负荷变动。

我国糖厂规模不很大，采用的汽轮机多为低压式，且调速范围不大，耗汽率较高，不宜采用。

3.电动机

电动机带动压榨机的优点是可以集中发电，便于采用较大型、效率高的汽轮发电机，随着生产的发展，越来越多的糖厂采用电动机作为压榨机的原动机。

带动压榨机的电动机可分为直流和交流电动机。

实践证明直流电动机比交流电动机更优越，有良好的调速性能，启动扭矩大，过载能力强，安全可靠。

故现时糖厂普遍采用直流电动机。

我国均采用可控硅整流装置直接将交流电整流为直流电向直流电动机供电。

当采用电动机带动压榨机时，不仅对全厂热经济性有利，而且运转及维护费用低。

电动机具有工作可靠，启动、停车、变速都很方便，占地面积小，工作环境好等特点。

故设计采用直流电动机作为压榨机的原动机，且可硅控调速。

二、蒸发方案的选择与论证

（一）蒸发方案

由总论部分的论述，本设计采用五效压力-真空蒸发方案，汽凝水的排除采用等压排水方案。

（二）抽汽方案

蒸发站不仅仅是浓缩糖浆，它更为其它用汽部门提供大量的二次汁汽，有糖厂第二动力车间之称。

若其抽汽方案先进合理，不仅可以为其余耗汽部门提供合适的汁汽，而且可以大大地降低全厂的能耗。

设计结合三次实践实习时各厂的实际情况，本设计决定采用以下抽汽方案：

抽用Ⅰ效汁汽：

中和汁二级加热，清汁一级加热，煮甲、乙糖；

抽用Ⅱ效汁汽：

中和汁一级加热，煮甲糖；

抽用Ⅲ效汁汽：

混合汁二级加热，粗糖浆加热；

抽用Ⅳ效汁汽：

混合汁一级加热。

第二节热力衡算[4][7]

一、基础计算

采用五效压力-真空蒸发方案，计算基础数据如下：

混合汁90.65%C18.79°

Bx

中和汁93.21%C18.61°

清汁94.64%C17.53°

糖浆25.52%C65°

甲膏26.55%C95°

Bx65°

乙膏6.46%C97°

Bx70°

丙膏4.59%C99.5°

（一）总压差计算

设加热蒸汽压力为0.2700MPa，温度129.9°

C。

末效真空度为650mmHg，则末效汁汽压力PK=0.0147MPa，温度为53.5°

总压力差⊿P=P0-PK=0.2700-0.0147=0.2553（MPa）

（二）各效汁汽压力的分配

表3-1各效分配系数

Kn

K1

K2

K3

K4

K5

分配系数[6]

11/50

10.5/50

10/50

9.5/50

9/50

1.各效压力差的计算

公式⊿Pn=Kn×

⊿P

⊿P1=0.2553×

11/50=0.0562（MPa）

⊿P2=0.2553×

10.5/50=0.0536（MPa）

⊿P3=0.2553×

10/50=0.0511（MPa）

⊿P4=0.2553×

9.5/50=0.0485（MPa）

⊿P5=0.2553×

9/50=0.0459（MPa）

2.各效汁汽压力

P1´

=0.270-0.0562=0.2138（MPa）

P2´

=0.2138-0.0536=0.1602（MPa）

P3´

=0.1602-0.0511=0.1091（MPa）

P4´

=0.1091-0.0485=0.0606（MPa）

P5´

=0.0606-0.0459=0.0147（MPa）

由上述计算查表得各效加热蒸汽及汁汽的温度、汽化潜热[15]，列表如下：

表3-2各效加热蒸汽及汁汽的温度、汽化潜热

项目

Ⅰ效

Ⅱ效

Ⅲ效

Ⅳ效

Ⅴ效

加热蒸汽压力（MPa）

0.270

0.2064

0.1550

0.1050

0.0583

加热蒸汽温度（°

C）

129.9

121.2

112.4

101.0

85.2

加热蒸汽潜热（kJ/kg）

2174

2198.96

2223.53

2254.03

2295.01

汁汽压力（MPa）

0.2138

0.1602

0.1091

0.0606

0.0147

汁汽温度（°

122.2

113.4

102.0

86.2

53.5

汁汽潜热（kJ/kg）

2195.8

2220.8

2251.14

2292.46

2373.32

二、糖汁加热汽耗

根据各效蒸发条件、抽汽原则来确定抽汁汽方案，如表3-3：

（一）糖汁比热计算

雨果公式：

C=4.187-0.0239B[6]

混合汁比热C=4.187-0.0239×

18.79=3.738（kJ/kg°

中和汁比热C=4.187-0.0239×

18.61=3.742（kJ/kg°

清汁比热C=4.187-0.0239×

17.53=3.768（kJ/kg°

粗糖浆比热C=4.187-0.0239×

65=2.633（kJ/kg°

表3-3糖汁加热抽汁汽方案

混合汁

一级二级

中和汁

清汁

粗糖浆

糖汁量%C

90.65

93.21

94.64

25.52

加热

范围°

C

25～45

45～70

65～85

85～100

95～110

110～120

80～85

糖汁

比热

kJ/kg°

3.738

3.742

3.768

2.633

汽源

Ⅳ

Ⅲ

Ⅱ

Ⅰ

混合汽

加热汽温度°

加热汽潜热kJ/kg

辐射损失%

2

3

4

5

6

（二）加热耗汽量计算

公式D=GC×

（t2-t1）×

（1+gn）/r[3]

G——糖汁%甘蔗

t2、t1——加热前后温度，°

gn——热辐射损失，%

C——糖汁比热，kJ/kg°

r——加热蒸汽潜热，kJ/kg

混合汁一级D=90.65%×

3.738×

（45-25）×

（1+2%）/2292.46=3.04%C

混合汁二级D=90.65%×

（70-45）×

（1+3%）/2251.14=3.88%C

中和汁一级D=93.21%×

3.742×

（85-65）×

（1+3%）/2220.8=3.24%C

中和汁二级D=93.21%×

（100-85）×

（1+4%）/2195.8=2.48%C

清汁一级D=94.64%×

3.768×

（110-95）×

（1+5%）/2195.8=2.56%C

清汁二级D=94.64%×

（120-110）×

（1+6%）/2174=1.74%C

粗糖浆加热D=25.52%×

2.633×

（85-80）×

（1+3%）/2251.14=0.15%C

（三）加热总耗汽

∑D=3.04%+3.88%+3.24%+2.48%+2.56%+1.74%+0.15%=17.09%C

表3-4加热耗汽计算汇总表

项目

混合汁

中和汁

清汁

合计

混合汽，%C

1.74

Ⅰ效，%C

2.48

2.56

5.04

Ⅱ效，%C

3.24

Ⅲ效，%C

3.88

0.15

4.03

Ⅳ效，%C

三、煮糖耗汽计算

（一）煮糖计算数据

表3-5煮糖耗汽量计算依据

糖膏种类

糖膏对蔗%C

糖膏浓度°

入煮放出

蒸发系数

ψ

65

95

1.20

70

97

1.40

99.5

1.70

乙丙种

4.55

85

1.15

一般选用甲糖膏ψ值