论文部分内容阅读
摘 要：蒸汽作为一种有效、经济、安全、卫生的交换热源，在食品饮料业有着广泛应用，随着饮料行业的不断发展，饮料生产线对蒸汽的运行需求量也越来越大。为满足饮料生产企业节能减排的生产要求，饮料业将蒸汽冷凝水余热回收作为其重点实施的节能技术改造工程，为对其高温冷凝水进行余热回收利用，对饮料调配液及热水的管道进行了简单改造，加装了换热管道。经工程实践应用证明，取得了良好的效果，某企业采用该技术年节约809.9吨标煤。
关键词：蒸汽冷凝水 余热回收 节能降耗
中图分类号：TE624 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0083-01
蒸汽作为一种有效、经济、安全、卫生的交换热源，在食品饮料业有着广泛应用。超高温灭菌工艺（UHT）是将物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至100～150℃（不同饮料所需杀菌温度不同），并在这一温度下保持一定的时间以达到商业无菌的水平，然后迅速冷却到30～40℃。灭菌后的产品在无菌状态下灌装至无菌容器，可在保证产品质量的前提下，延长产品在非冷藏条件下进行储存的时间，因此高温杀菌工艺是饮料业不可或缺的一道工艺。目前，随着国内经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，人们对各类饮料、乳制品的消费日益增长，各种加工生产线设备对蒸汽的需求量大幅增长，导致生产过程中产生大量的冷凝水，其所携带的热能是非常值得回收利用的重要资源。
近年来，随着国内企业对此类设备的不断研究开发以及节能减排的生产要求，饮料行业开始探索能源梯级利用的方法，冷凝水余热回收成为饮料行业重点推广的节能技术改造之一。
1 蒸汽冷凝水余热利用技术改造
超高温灭菌系统所用的加热介质大都为蒸汽或热水，按物料与热介质接触与否，进一步可分为两大类，即直接加热系统和间接加热系统。该文所述企业主要采用超高温间接加热系统，项目实施前UHT杀菌工艺主要消耗的能源是外购蒸汽，供汽压力约为0.8 MPa左右，高温蒸汽通过换热器加热热水到140℃左右，通过140℃的热水对常温调配液进行高温灭菌，蒸汽加热热水后，冷却变成冷凝水排放，蒸汽冷凝水是一种高温水，当蒸汽释放其汽化潜热转变为凝结水状态时，大约还有近20%～25%左右的热能保留在冷凝水中。经实际测得该饮料厂实际排放的冷凝水温度约95℃左右，整个工艺过程存在热能浪费，并且排放的大量高温蒸汽冷凝水排放至污水处理站，造成发酵细菌大量死亡，大大降低污水处理能力。
公司采用自主研发技术，对各个生产线的UHT工艺的高温蒸汽冷凝水的余热进行回收利用，既将余热得到充分的利用，又能保证污水处理能力。具体节能技术改造原理如下：在原产品调配液入口处增加一段换热管，将原来直接排放的95℃左右冷凝水引入新增换热管对常温产品调配液进行预热，预热过程呈梯级式换热，换热后测得冷凝水温度降到32℃左右，冷凝水再直接排放至污水处理站。改造后直排的冷凝水余热被回收利用，减少蒸汽的消耗量，经过新增预热器后的调配液温升约为6℃。
该项目改造投资共计42万元，主要用于购买换热管、管道材料等相关配件以及设备安装调试费用，其中固定资产投资约30万元。项目只对蒸汽冷凝水的余热进行回收利用，未改变企业生产工艺，对生产流程没有影响，也未改动企业主要生产设备。
2 项目节能量监测
该企业一、二级计量仪表配置较为完善，但三级计量仪表配置相对较差。对各生产线及工序的二级计量仪表（特别是蒸汽表）配置方面不够细化，UHT工艺使用的蒸汽无单独的计量仪表，其蒸汽消耗量是按企业车间蒸汽消耗总量来统计计算。项目涉及到的能源只有蒸汽，根据《综合能耗计算通则》，按改造前后输入的蒸汽压力为0.8 MPa计算，查蒸汽焓值为2768.4 kJ/kg。经计算该项目改造前该企业的单位产品消耗蒸汽折标为0.1553 kg标准煤/箱，改造后单位产品消耗蒸汽折标为0.1449 kg标准煤/箱，预计项目年节能量约为809.9tce。
项目年节能量=（改造前饮料蒸汽单耗-改造后饮料蒸汽单耗）×改造前饮料年产量=（0.1553-0.1449 ×77，873，190=809.9吨标准煤。
3 结语
企业现有生产线13条，年蒸汽消耗量达20多万吨，由于前期高温蒸汽冷凝水的直排，导致大量的余热被浪费掉，且影响污水处理站的处理能力，该项目通过对蒸汽冷凝水进行余热利用改造，不但能够节约降耗，而且会保证企业污水处理站的能力，具有显著的经济效益和环保意义。
参考文献
[1]余军，洪琛.简述饮料生产线设计中蒸汽冷凝水回收用途设计与节能成本测算案例[J].饮料工业，2012（15）：43-44.
[2]GB/T2589-2008.综合能耗计算通则[S].北京：中国标准出版社，2008.
[3]GB17167-2006.用能单位能源计量器具配备和管理通则[S].北京：中国标准出版社，2006.
[4]国家发展改革委，财政部.节能项目节能量审核指南[EB/OL].http：//bgt.ndrc.gov.cn/zcfb/200804/W020120820340317806456.pdf， 2008.
关键词：蒸汽冷凝水 余热回收 节能降耗
中图分类号：TE624 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0083-01
蒸汽作为一种有效、经济、安全、卫生的交换热源，在食品饮料业有着广泛应用。超高温灭菌工艺（UHT）是将物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至100～150℃（不同饮料所需杀菌温度不同），并在这一温度下保持一定的时间以达到商业无菌的水平，然后迅速冷却到30～40℃。灭菌后的产品在无菌状态下灌装至无菌容器，可在保证产品质量的前提下，延长产品在非冷藏条件下进行储存的时间，因此高温杀菌工艺是饮料业不可或缺的一道工艺。目前，随着国内经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，人们对各类饮料、乳制品的消费日益增长，各种加工生产线设备对蒸汽的需求量大幅增长，导致生产过程中产生大量的冷凝水，其所携带的热能是非常值得回收利用的重要资源。
近年来，随着国内企业对此类设备的不断研究开发以及节能减排的生产要求，饮料行业开始探索能源梯级利用的方法，冷凝水余热回收成为饮料行业重点推广的节能技术改造之一。
1 蒸汽冷凝水余热利用技术改造
超高温灭菌系统所用的加热介质大都为蒸汽或热水，按物料与热介质接触与否，进一步可分为两大类，即直接加热系统和间接加热系统。该文所述企业主要采用超高温间接加热系统，项目实施前UHT杀菌工艺主要消耗的能源是外购蒸汽，供汽压力约为0.8 MPa左右，高温蒸汽通过换热器加热热水到140℃左右，通过140℃的热水对常温调配液进行高温灭菌，蒸汽加热热水后，冷却变成冷凝水排放，蒸汽冷凝水是一种高温水，当蒸汽释放其汽化潜热转变为凝结水状态时，大约还有近20%～25%左右的热能保留在冷凝水中。经实际测得该饮料厂实际排放的冷凝水温度约95℃左右，整个工艺过程存在热能浪费，并且排放的大量高温蒸汽冷凝水排放至污水处理站，造成发酵细菌大量死亡，大大降低污水处理能力。
公司采用自主研发技术，对各个生产线的UHT工艺的高温蒸汽冷凝水的余热进行回收利用，既将余热得到充分的利用，又能保证污水处理能力。具体节能技术改造原理如下：在原产品调配液入口处增加一段换热管，将原来直接排放的95℃左右冷凝水引入新增换热管对常温产品调配液进行预热，预热过程呈梯级式换热，换热后测得冷凝水温度降到32℃左右，冷凝水再直接排放至污水处理站。改造后直排的冷凝水余热被回收利用，减少蒸汽的消耗量，经过新增预热器后的调配液温升约为6℃。
该项目改造投资共计42万元，主要用于购买换热管、管道材料等相关配件以及设备安装调试费用，其中固定资产投资约30万元。项目只对蒸汽冷凝水的余热进行回收利用，未改变企业生产工艺，对生产流程没有影响，也未改动企业主要生产设备。
2 项目节能量监测
该企业一、二级计量仪表配置较为完善，但三级计量仪表配置相对较差。对各生产线及工序的二级计量仪表（特别是蒸汽表）配置方面不够细化，UHT工艺使用的蒸汽无单独的计量仪表，其蒸汽消耗量是按企业车间蒸汽消耗总量来统计计算。项目涉及到的能源只有蒸汽，根据《综合能耗计算通则》，按改造前后输入的蒸汽压力为0.8 MPa计算，查蒸汽焓值为2768.4 kJ/kg。经计算该项目改造前该企业的单位产品消耗蒸汽折标为0.1553 kg标准煤/箱，改造后单位产品消耗蒸汽折标为0.1449 kg标准煤/箱，预计项目年节能量约为809.9tce。
项目年节能量=（改造前饮料蒸汽单耗-改造后饮料蒸汽单耗）×改造前饮料年产量=（0.1553-0.1449 ×77，873，190=809.9吨标准煤。
3 结语
企业现有生产线13条，年蒸汽消耗量达20多万吨，由于前期高温蒸汽冷凝水的直排，导致大量的余热被浪费掉，且影响污水处理站的处理能力，该项目通过对蒸汽冷凝水进行余热利用改造，不但能够节约降耗，而且会保证企业污水处理站的能力，具有显著的经济效益和环保意义。
参考文献
[1]余军，洪琛.简述饮料生产线设计中蒸汽冷凝水回收用途设计与节能成本测算案例[J].饮料工业，2012（15）：43-44.
[2]GB/T2589-2008.综合能耗计算通则[S].北京：中国标准出版社，2008.
[3]GB17167-2006.用能单位能源计量器具配备和管理通则[S].北京：中国标准出版社，2006.
[4]国家发展改革委，财政部.节能项目节能量审核指南[EB/OL].http：//bgt.ndrc.gov.cn/zcfb/200804/W020120820340317806456.pdf， 2008.