低费用改造糖厂水喷射冷凝器的新方法
一、概述
真空冷凝器是糖厂煮糖和蒸发获得真空降低糖汁沸点的关键设备，一个合适而且稳定的真空对于糖厂来说是非常重要的。目前在糖厂广泛应用的真空冷凝器主要有：塔式冷凝器配真空泵、水喷射式冷凝器和喷射雾化式冷凝器。
塔式冷凝器配真空泵，使用逆流接触式冷凝器将水蒸气冷凝，剩下的不凝缩气体另用真空泵排除。我国糖厂早期都使用这种系统，目前在糖厂的真空冷凝设备中还占据着相当大的比重，虽然用水量较少，效率较高，但是配置一台真空泵所耗的电能对于现代糖厂来说不符合节能要求，而且它的设备比较复杂，操作和维修比较繁锁。
水喷射冷凝器，同一台设备兼有冷凝和抽气作用。它的优点是设备比较简单、容易制造、使用与维护方便。但用水量较大，在水量不足或水温较高时，其效能显著下降，真空度偏低且不稳定，调节困难。现在国内大多数大、中型甘蔗糖厂都使用这种水喷射冷凝器，每个煮糖罐配一个，蒸发罐又另配一个。这样操作管理较方便，但总用水量大很多。
喷射雾化式冷凝器，结合了塔式冷凝器和水喷射式冷凝器的优点而又区别于两者不同，最大的创新特点是在喷射抽吸的基础上增加了雾化冷凝的效果，大大提高了冷凝器效率。喷射雾化式冷凝器设计有喷雾喷嘴和喷射喷嘴，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出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，所以水压和水温对真空的影响较小。喷射雾化式冷凝器属于近几年来新开发的一种新型产品，是一种理想而又高效节能的冷凝设备，正逐步取代塔式冷凝器和水喷射式冷凝器。
以上三种冷凝器中，目前还在使用最多的是水喷射冷凝器，由于环保压力的原因，糖厂冷却水含糖分高不能外排，为减少末端水处理的成本不得不循环使用，导致用于冷凝的水温越来越高，根据汁汽冷凝所需冷却水与其进水温度的关系，进水温度越高，用水量越大，这样在现有的水喷射冷凝器条件下，糖厂原先设计的进水压力已不能满足正常煮糖生产所需要的真空，所以近几年来，很多使用水喷射冷凝器的糖厂都面临煮糖真空不够的问题。
合适而且稳定的真空度，是维持糖厂正常生产的必要条件。因此，糖厂的真空冷凝系统如何适应这种情况，特别在当前普遍用于冷凝的水温度较高的情况下，如何取得较高和稳定的真空度，是制糖企业生产管理者头疼的问题。更重要的是在全球经济危机的蔓延下，很多糖厂出现了经济紧张的状况，如何用较低的费用投入来提高现行冷凝器的工作效率，是一个很现实的问题。
针对以上水喷射冷凝器所暴露出来的问题，我公司早在2007年就预见了问题的发展，并于当年结合我公司开发出来的喷射雾化式冷凝器技术在广西南华糖业集团忻城一厂对现有的水喷射冷凝器进行改造，提高了现有水喷射冷凝器的冷凝效率，稳定和提高了煮糖的真空度。由于改造所需费用低，效果明显，所以获得了很多糖业界人士的认可和接受，并于08/09榨季在广西南华糖业集团平果糖厂和南圩糖厂、凤糖集团和睦糖厂以及云南蒙自南华克林糖业有限公司成功改造了22台。此方法是现阶段资金紧张的情况下使用低投入产生高效果的明智选择。
二、提高现有水喷射冷凝器冷凝效率的改造方案
根据我公司在喷射雾化式冷凝器设计上经验，主要是利用现有的TDP型水喷射冷凝器进行设计改造，设计制造成“分体TDP型雾喷式冷凝器”。该冷凝器改造吸收了喷射雾化式冷凝器设计优点，而且利用原有的设备进行，降低成本，避免浪费。
1、在TDP水喷射冷凝器的基础上增加喷雾设计。喷雾喷嘴安装于连接到TDP水喷射冷凝器的汁汽管内，原有的水喷射冷凝器喷射喷嘴不动。喷雾喷嘴位置在喷射喷嘴之前，汁汽先被大部分雾化水冷凝而后，剩下的少量汁汽和不冷凝气体由原有的冷凝器喷嘴射出的射流水抽走，其排气原理与常规TDP型水喷射冷凝器相同，但由于雾化吸收大部分汁汽后残留的不凝缩气体较少，需要对其所做的压缩功也相对较小，因此使用的水量较少，对水压的要求也不高（0.06-0.10MPa即可），所以真空受水压和水量波动的影响也相对较小。大大提高了冷凝器的工作效率。
2、由于传统水喷射冷凝器没有排渣功能，造成喷嘴容易堵塞，清理困难，同时也增加了工人的劳动强度。为此我们在原有水喷射冷凝器系统的基础上增加一套在线水过滤排渣系统，该系统安装在器体外侧，更易于操作。其位置高于喷雾喷嘴和喷射喷嘴位置。水先经过滤网过滤，分别通过喷射进水管，喷雾进水管（通过喷雾喷嘴的水量可通过调节水阀调节）然后进入喷嘴，避免水质不好造成喷嘴堵塞，打开控制手轮可在线自动清除滤渣。增加一根连接水过滤排渣系统和冷凝器本体的清洗管，便于把杂质从过滤器排除。
3、改造示意图
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三、分体TDP型雾喷式冷凝器效果和特点
1、可直接用原有的TDP型冷凝器改装；同时改装后占地少、安装、维修容易。
2、不改变原有的供水系统。
3、由于安装了水在线过滤排渣系统，喷嘴不易堵塞,耐高温、耐腐蚀。
4、入水压力低≤0.10Mpa; 真空度稳定在0.082~0.092Mpa。
5、适应较高温度进水;当水温≤42℃时，真空度仍可保持-0.082MPa以上。因此减少因温度原因的冷水补充量,提高水的复用率,降低环保排污费。
6、抽真空时间短,冷罐时30分钟左右; 热罐时4~6分钟。
7、改造投资和维护费用低。
四、改变现有真空冷凝效率方案的选择
1、 增加水冷却设备，尽可能把冷却水温度降低至360C以下，该方案保证了原有水喷射冷凝器的冷凝效率，同时也保证了制糖生产所需要的真空。但投资费用大，占地面积多，维修复杂。
2、 在现有供水系统条件下，加大水压，增加流量，尽可能多地抽走蒸发的汁汽。该方案投资费用少，但真空受水压波动的影响很大，一旦有煮糖罐开煮或放糖时，水压就会发生波动而影响到其它煮糖罐的正常真空。同时威胁到整个供水系统以及冷凝器的安全，这是目前大多数使用水喷射冷凝器的糖厂采用的措施。
3、 更换冷凝器，有三种方式，一种是更换为冷凝量更大的水喷射冷凝器，利用增大水量来达到冷凝效果，此方式用水量大，需增加冷却水泵，投资费用大；第二种是更换为塔式冷凝器配置真空泵，该方式可以达到节约冷却水的目的，但是投资费用大，维修困难，耗用电能；另一种方式是更换为喷射雾化式冷凝器，属于第三代高效冷凝器，冷凝效率有了很大提高，既节约冷却水，又稳定和提高煮糖的真空度，该方式是糖厂今后更换冷凝器的最终选择。
4、 改造现有的TDP水喷射式冷凝器，该方式的优点在于在现有的水喷射冷凝器还能使用的情况下，充分利用原来的供水和冷凝系统进行改造，来达到在不增加水量的情况下提高水喷射冷凝器效率，提高和稳定煮糖的真空度。投资费用低，而且经济又实用，是现阶段经济特别紧张的情况下最好的一种选择。
综上所述，更换喷射雾化式冷凝器是糖厂冷凝器更新换代的最终选择，而改造现有的水喷射冷凝器是充分利用原有设备并发挥其潜力和效果的最佳选择。经济危机之下，这是你改变你现有冷凝系统的最好投资。
五、改造投资费用
根据厂方冷凝器的具体情况不同，每台冷凝器改造费用约为3.5-4.0万元。
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