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“碳达峰·碳中和”已成为全球发展目标,我国化工生产过程中存在着大量能源消耗、浪费的现象,尤其是制糖企业,大多存在因设备老旧,技术更新慢,运行效率低以及大量的余（废）热不能充分利用的现象,不利于企业、行业乃至社会的可持续发展。而制糖过程中能量消耗最为显著的环节在锅炉和煮糖工段。基于此背景,本文展开了糖厂锅炉和煮糖工段能量分析和能效提升的研究,基于糖厂锅炉能效测试数据分析了锅炉的能效现状、影响因素及节能减排潜力,确定其关键因素对能效的影响程度,揭示不同煮糖真空度对煮糖能效的影响规律,并依据锅炉和工段煮糖能效分析结果提出相应的改进措施。主要研究内容如下:（1）以广西南部多家制糖企业196台样品锅炉的能效测试结果数据为研究对象进行能量分析。分析结果表明:锅炉平均热效率为85.95%,最低的仅为76.22%,其中有46.84%的蔗渣锅炉达不到标准规定的限定值。工业锅炉的热效率明显比电站锅炉的热效率低;设备服役周期长、容量及运行参数低以及设计不合理是效率偏低主要原因。热损失主要由排烟和碳未完全燃烧产生,损失值分别为10%和2%,水分的热损失占了前者的近25%,影响较大。基于136台进行详细测试的蔗渣锅炉能效测试数据进行更为深入的（火用）分析,结果表明,平均（火用）效率为29.77%,不可逆性约占60%。热量（火用）损失主要是排烟和碳未完全燃烧的热量（火用）,分别占8.32%和1.55%,其余不超过0.5%。对热效率的影响因素研究发现,烟气温度、低位发热量、含水率、飞灰的碳含量有较明显的影响趋势。应用灰色关联分析发现,燃料收到基低位发热量对锅炉效率影响最大,烟气CO含量影响最低。节能减排潜力分析表明,CO2排放量平均为131.54 kg·GJ-1,121台3.82 MPa的样品锅炉能效不达标者经改造后能效可达目标值,每年的蔗渣消耗以及CO2、SO2、NOx和烟尘排放量可分别减少568 kt、522 kt、0.38 kt、0.87 kt和17.69 kt,其节能减排潜力巨大。进一步以一台180 t·h-1的蔗渣锅炉为样品,分析其在设计工况下不同部件的（火用）效率和损失,结果表明,整体（火用）效率只有29.61%,而不可逆性（火用）损失高达64.01%,其主要集中在炉膛和水冷壁,分别为46.14%和11.10%,主要原因是燃烧过程中的化学反应不可逆性及传热温差过大。（2）以广西区内某糖厂典型的三系煮糖系统为研究对象,对不同真空度下的煮糖工况进行能量和（火用）分析,当真空罐真空度分别提高10.1%和8.6%时,消耗的乏汽量分别减少11.8%和13.4%,蔗渣打包率平均提高约1.5%。在真空压力相同的工况下,加热蒸汽温度较高的工况需要多消耗12.5%的能量。分析结果表明,提高煮糖时罐内的真空度是节能降耗的有效途径。（3）基于136台进行详细测试的蔗渣样品锅炉和一台蒸发量为85t·h-1的典型蔗渣锅炉测试结果进行了蔗渣含水率、过量空气系数和入炉空气氧浓度参数对热效率影响程度的模拟分析。结果表明:蔗渣样品锅炉的含水率从60%降低至20%,平均热效率则由84.61%提升至87.75%;干蔗渣消耗量随含水率的升高呈近似线性的上升趋势,其平均值由72.04 kg·GJ-1增加至76.21 kg·GJ-1,平均每增加1%的含水率,干蔗渣就多消耗0.10 kg·GJ-1;随着空气过量系数增大,热效率降低,两者间呈近似线性的关系,空气过量系数由1增加至2.5时,蔗渣样品锅炉平均热效率由89.16%降低至80.80%;而热效率随入炉空气氧浓度的增高而增高,氧浓度由21%增加至55%时,蔗渣样品锅炉平均热效率则由86.36%增加至91.75%。另外,氧的体积浓度在21%～30%之间时热效率增长较快。（4）基于锅炉和煮糖工段能量分析的结果,在烟气干燥的基础上,结合Rillieux原理,提出并分析了利用提升温度后的蒸发汁汽与烟气联合加热的新型蔗渣干燥系统。以一台85 t·h-1蒸发量的典型蔗渣锅炉为样本,对以乏汽和五效蒸发系统各效汁汽为干燥器的加热源的对象进行研究,研究结果表明,按蒸发系统效数的次序排列,各效蒸发对锅炉分别有3.3%、3.90%、4.79%、5.53%、6.26%和6.88%的热效率提升效果。其中,加热源为三效抽汽的系统可为典型锅炉的燃料增加可利用能量430 k J·kg-1,效率可由原来的84.5%提升至90.03%,每年节省约160 t标煤。接着应用ANSYS软件分别在有、无三次风的工况下对一台60 t·h-1的样品锅炉进行分析,结果发现,增加三次风后效果更佳,锅炉改造后燃尽率和热效率分别提高约1.4%和2.98%。最后,基于应用富氧燃烧技术和提高真空度分别有利于提高锅炉和煮糖工段能效的研究结果,结合热流逸效应的气体分离和抽真空特性,分别提出热流逸式的富氧空气制备系统和煮糖抽真空系统并对其进行能量分析。以一台蒸发量85 t·h-1的典型锅炉为研究对象,在入炉空气氧浓度由21%升至30%时,排烟损失由8.64%降到7.00%,而基于热流逸式富氧空气制备系统的锅炉富氧燃烧装置将使其热效率提高5%;在蒸汽产量一定时,节约蔗渣2230 kg·h-1,节约能耗4828 k W。节省的能耗远多于系统需要的最高能耗（83.44 k W）。而以7000 TCD糖厂为分析对象,设计的热流逸式新型抽真空系统,需要消耗的低品位热量总量为596.78 k W。若其提高的真空度使煮糖时能利用后一效的汁汽加热,将节省更高品质的蒸汽约7.27 k W。从用能角度看该方法可直接利用糖厂余（废）热等低品位热能驱动,能有效实现能量的综合利用,到达提升效率的目标。