[发明专利]甘蔗糖厂无汁汽损失蒸发系统及其控制方法

说明书

本发明涉及甘蔗糖厂蒸发工段无汁汽损失的自动控制方法。

图1所示的甘蔗糖厂蒸发系统包括I、II、III、IV效蒸发罐1、2、3、4和浓缩罐5以及冷凝器6。清汁加热后，依次经过I、II、III、IV效蒸发罐1、2、3、4，最后进入浓缩罐5，得到浓缩糖浆出来。I、II、III、IV效蒸发清汁所得汁汽用于加热清汁和煮糖工段等，浓缩罐5的自蒸发汽及汁汽进入冷凝器6。

目前，国内外糖厂蒸发工段的自动控制方法都着重于稳定操作工艺，如蒸发罐的液位控制，出汁浓度控制，入罐压力控制。Ing Mario R.Cesca等人在Sugar Journal杂志的1989年2月刊上公开了糖厂蒸发工段的自动控制方法，文章的题目是“Energy conservation throughatomatic control in Sugar cane industry”。其蒸发系统及控制方法如图2所示，在蒸发系统中，加入蒸发液位控制阀9、10、11、12，入汁控制阀8，入罐压力控制阀7，蒸发液位检测15、16、17、18、19，I效压力检测14，出汁浓度检测20，出汁控制阀13。可见，该蒸发系统的控制方法仅限于对蒸发液位、入罐压力、末效糖浆浓度的控制，而没有涉及到对汁汽的控制。因此，现有技术的控制方法虽然能在一定程度上稳定操作工艺，但没有解决甘蔗糖厂蒸发工段普遍存在的两个问题，一是不能充分利用汁汽的热能，即不能全面抽取汁汽，至使蒸发过程普遍有5～9％对蔗比的汁汽进入冷凝器浪费掉。二是没有解决用汁汽波动问题，用汁汽较多的煮糖工段通常有10～20％的用汁汽波动，使蒸发用汽有7％波动，影响整个操作工艺。为保证清汁处理量和出汁浓度等工艺条件符合要求，入冷凝器的汁汽量会更多，造成更大的汁汽损失，从而造成能源浪费。  

蒸发系统不能解决上述两个问题的原因是蒸发系统不合理，未能达到全面抽取汁汽，不能做到汁汽的供需一致；传统控制方法仅限于控制蒸发液位等，不能从根本上解决汁汽损失问题。

本发明的目的在于改进原有的蒸发系统和控制方法，在保证操作工艺稳定的前提下，解决上述问题，即是本发明的蒸发系统在既能处理一定量的清汁，又能稳定各工艺指标(如出汁浓度、各加热温度等)的前提下，最大限度地抽用汁汽，克服大量抽用汁汽所引起的用汽波动问题，使入冷凝器的汁汽降至零，从而降低能耗，确保工艺指标的实现。

本发明为了克服用汽波动问题，改进原有的蒸发系统，增加蓄汽器，蓄汽器在造纸厂等行业使用过(见《节能》1982年第5期，第46页)，它在蒸发系统中的作用是，当煮糖和加热清汁用汁汽量减少时，汁汽有剩余，可储存到蓄汽器的蓄热罐里，当汁汽用量增加，原汁汽供应不足时，蓄热罐又可自动输出汁汽。这样，既可以使汁汽不致于进入冷凝器被浪费掉，又确保加热清汁及煮糖用汁汽和糖浆浓度达到工艺要求。

本发明为了确保蒸发系统全面抽用汁汽，解决用汽波动问题，提供一种优化控制方法。

图3是适用于本发明控制方法的蒸发系统。

图中1到20的含义与图2相同。清汁加热后进入I效蒸发，I效出来的汁汽用于清汁三级加热的加热器29和清汁二级加热器30以及二次二级加热器32，II效汁汽用于煮糖工段26和用于清汁一级加热器31，III效汁汽用于二次一级加热器34和一次二级加热器35，IV效汁汽用于一次一级加热器37，33和36是备用加热器。28为蓄汽器。

本发明为了减少由于耗用II效汁汽的波动而造成汁汽入冷凝器的损失和影响操作过程，在II效前后即I效和III效的汁汽管路上使用汁汽控制阀57、59，以及添加蓄汽器28和控制阀41、42。控制阀9、10、11、12的作用仍是使蒸发罐内蒸发液位稳定在适宜高度，增加传热系数。为使各加热器加热温度符合工艺要求，使用汁汽控制阀56、58、60。为使出汁浓度符合要求，结合使用入浓缩罐的清汁控制阀25和出汁浓度控制阀13。入汁控制阀8在这里能使蒸发系统处理清汁的能力自动适应处理量的要求。为对蒸发系统进行优化控制，需要检测一系列主要工艺，因此要设置一系列检测点，包括各加热器出入口温度检测点43～54，各流量值检测点如混合汁流量检测点55，清汁流量检测点40，II效汁汽入煮糖工段的流量检测点27，还有I、II效凝缩水流量检测点21、22，各蒸发罐及浓缩罐液位检测点15～19，清汁箱液位检测点39，冷凝器冷水出入口温度检测点23、24，出汁浓度检测点20等。

图4是本发明蒸发系统的控制系统方框图，控制器62由输入口63、控制中心64、输出口65组成，各种检测信号通过输入口送到控制中心进行处理，然后由输出口送到各种控制阀门或显示屏。