糖厂自动控制系统在甘蔗压榨过程中的应用

第一篇：糖厂自动控制系统在甘蔗压榨过程中的应用

糖厂自动控制系统在甘蔗压榨过程中的应用

云南云县甘化有限公司 陈庆周

在糖厂的生产过程中，为保证生产的安全进行，特别是保证蔗糖的质量，提高出优等糖的出糖率，必须对糖厂的压榨、制炼、锅炉、电力等车间的生产过程中的主要工艺参数进行监控。由于糖厂的工艺决定了糖厂的车间较为分散，监测记录参数量多，而且大部分靠人工操作，造成工人管理及调度人员劳动强度大，数据不准确，给糖厂的生产操作、调度及管理实现自动化带来了很大不便。因此安装糖厂工艺自动控制和参数监控系统有着重要的意义。它可以实现在线连续、自动监测、存贮及处理生产过程中各生产部位的工艺参数，优化现场操作条件，减轻工人劳动强度，同时，还要求可用便携式电脑在异地通过网络监控各设备工况及工艺参数、异地进行故障诊断及系统维护。为实现全面质量管理自动化打下基础。

目前很多糖厂进行自动化方面的改造，挖掘旧装备的潜能，减少人为因素，就会在降低生产成本、减少过程损失、提高劳动生产率等方面发挥重要作用，而且自动化方面的投入相对于设备投入来说，投资少，见效快。压榨机自动控制系统就是最好的方案之一：

1、压榨机自动控制原理和优点

1#榨机的控制原理：入榨的蔗料进入高位槽，设定料位的高度在40％左右，1#榨机衡速运转，当来料不均衡时SRI的高位槽感测元件发出电信号给和利时的DCS系统，DCS将电信号数字化处理再向ABB调速装置发出指令，ABB调整三级输送带的电机转速，从而达到均匀进榨的目的(优点之一)。一旦发生1#榨机扭矩超出负荷的限点，SRI的扭矩监测装置发出信号给DCS，DCS向高位槽挡板的电控执行器系统发出指令，减小挡板的开度，控制入料量，从而对齿轮箱和榨机起到保护作用(优点之二)。

2#一5#榨机的控制原理：蔗料由齿耙机分别送入2#--5#高位槽，设定料位的高度在40％左右，与1#榨机不同的是2#--5#榨机的转速可调，当来料不均衡时SRI的高位槽感测元件发出电信号给DCS，DCS将电信号数字化处理再向ABB调速装置发出指令，ABB调整本座榨机的转速，保证固定的料位高度和通过榨机的蔗层厚度，使渗透过程均匀，其结果是负荷平稳并提高抽出率和减少蔗渣的水分含量(优点之三)。

均匀渗透和蔗汁泵送原理：DCS系统根据入榨量向ABB调速系统发出指令，调节渗透水比例、水温和混合汁液位流量等，其结果是各榨机蔗层均匀渗透并能稳定混合汁锤度和泵送量(优点之四)。

纤维进榨原理：均匀进榨有两种理念，一是像国内普遍采用的基于核子称信号自动或手动控制入蔗带速度，以保证进入第一座榨机的甘蔗重量。由于甘蔗纤维分的瞬时变化导致榨机持蔗能力的变化，在手控的情况下需要榨机经常保持“开快车”状态，在自控的情况下需要调节第一座榨机的转数，两种情况均带来榨机负荷的波动。另一种是国外普遍采用的以高位槽料位调节入蔗带速度，维持第一座榨机转数恒定。此时通过榨机的纤维量不变，入榨的甘蔗量随纤维分的变化略有波动。我们采用国外这种用纤维量恒定代替甘蔗量恒定的均匀入榨模式，在维持榨机负荷稳定的前提下，提高了榨量(优点之五)。

2.压榨控制系统结构 2．1高位槽设计

像国内大多数糖厂一样云南云县甘化有限公司的榨机列原来只有在第1座压榨机上方装有垂直高位槽，其它5座榨机仅装有敞口斜溜槽。为实现压榨间全自动控制，公司的工程技术人员自行设计加工了其它五座呈10度倾斜角的密闭式垂直高位槽，高度2．3米，厚度0．6米。在高位槽的旁板上安装两条有机玻璃视窗，顺高度方向固定了lO个检测料位高度的电子元件。此时的高位槽有几个作用：

1)、作为流动物料的缓冲容器，便于自控系统检测元件的工作，以实时料位高度作为榨机自动调速的给定信号；2)、一定高度的料位对压榨机的入蔗产生压力，提高了榨机的持蔗能力；3)、料位的缓冲作用可避免蔗层厚薄不匀或两端不匀，减少了压榨机的负荷和扭矩的波动；4)、在同等负荷甚至较低负荷下，由于蔗层均匀导致了高榨量和高抽出；5)、活动挡板在扭矩瞬时增大到限点时被立即顶入，减少入蔗，当扭矩恢复后，立即释放挡板。

2．2检测单元

2．2．1高位槽传感器

高位槽传感器通过测量槽壁10个电极的导电性进行工作，当蔗渣自上而下流过这些电极时，就开始测其导电性。该传感器测试每一个电极中的微小电流，并检测此电流是否超过表明电极已被覆盖的临界值。由于电极镶在玻璃板上与槽壁绝缘，当蔗渣中的水分引起电极与槽壁之间通电并超过临界值，说明蔗渣已覆盖在某一电极所处的高度上。将最低到最高电极的覆盖率转换成10―100％的料位高度，再用4―20毫安电流输出模拟信号。

2．2．2扭矩监控系统

扭矩监控系统是一种短程遥感系统，它采用变形仪监测转动的榨机轴扭矩，该系统可直接安装在现存系统榨机轴上。它主要由四部分组成，主控系统、电磁感应环、发射装置、一对350欧姆变形仪。主控系统由几个插入式模块组成，包括提供24伏AC电源的供电模块，给电磁感应环提供动力的驱动模块，破译来自电磁感应环的信号并产生与榨机扭矩大小成正比例电流信号的接收器模块，以及将接收器模块的输出信号转换成4―20毫安输出信号的调节器模块。电磁感应环由内外两个环组成，内环装在榨机轴上随轴转动，外环固定并由主控系统通过屏蔽电缆驱动。发射装置模块装在内环上，该单元上包括一个变形仪放大器、一个校准桥和遥感元件，从外环接受电磁感应驱动并返回遥感信号。

变形仪焊在榨机轴上，并用导线与发射器相连，两套变形仪分别装在榨机轴相对两面。扭矩监控系统功能的描述为：在主控系统中，驱动模块提供给电磁感应外环一个交流电源，在内外环之间引发一交流电压，该电压经调节用于驱动变形仪和发射装置。在发射装置内部，变形仪校准桥的输出经变形仪放大器放大，转换成变频遥感信号，该信号穿过电磁感应外环和现场电缆到达主控系统。主控系统里的接收装置将遥感信号转换成交流信号，再经信号调节模块转换成4―20毫安输出信号。

2．3 DCS系统

2．3．1 自动控制系统

自动控制系统将采用以微处理器为基础的分散控制系统，主要有下列特点：

(1)系统设置3台以PC机为基础的操作员站，所有系统运行的参数、设备状态及工艺流程图，将在操作员站的CRT上以不同的画面形式显示。所有设备的启动／停止或开／关操作，也在操作员站上利用键盘完成。只有极少量重要参数或设备控制设有后备仪表与操作开关。各台操作员站可以独立完成各项监控功能，也可起到互为备用的作用。

(2)系统内设有冗余的通讯速率为100Mbps的高速以太网。操作员站与各控制器，以及控制器之间的信息交换，全由该通讯网络以数据通讯的方式完成。控制系统还可以通过该网络与其他生产车间的控制系统以及公司生产管理部门与领导进行数据通讯，随时收集并提供所需的各项信息。

(3)系统内设有3台现场控制站(柜)。每台现场控制站内设有冗余配置的主控单元或PLC，各项输入／输出参数将通过各类智能的I／0模块与主控单元连接，实现各项监控功能。现场控制站是用来完成现场信号采集、工程单位变换、控制和联锁控制算法、控制输出、通过系统网络将数据和诊断结果传送到操作员站等功能。

(4)系统设有工程师站，供系统组态、检查或修改之用，并完成所有的数据下装和增量下装等。

(5)系统软件平台采用WINDOWS NT。配备各种符合国际标准的组态软件。系统具有很好的开放性，可以与其他控制系统或设备方便地连接。系统在运行过程中，可以在授权范围内在线修改各项组态，不会引起系统扰动。

2．3．2 自动调节系统

实现蔗料的平衡输送和均衡压榨，需要自动调节的项目包括：(1)输蔗带速度调节

根据第l座高位槽的料位高度，自动调节三级输蔗带速度，杜绝空槽或涨槽的现象。各台输蔗带的速度将按随动的原理协调调节，保持进蔗量的均衡。

(2)压榨机转数自动调节

压榨机列的自动调节是靠保持各高位槽稳定料位来实现，第1座压榨机根据榨量要求保持某一固定转速，由三级带的调速维持高位槽的料位稳定，保证均衡进榨。2―5座压榨机是靠自身的瞬时调速来稳定各自高位槽的料位，从而保证通过各榨机的蔗层厚度均匀，达到高榨、高抽出、低负荷的目的。

(3)渗透水与入榨甘蔗量比例调节

根据核子秤检测到的甘蔗入榨量，按生产需要合理地整定渗透水与蔗比配比值，由计算机自动控制变频器调节泵转速，实现渗透水加入量自动控制，使渗透水与蔗比保持在最佳值。

(4)渗透水水箱液位及渗透水温度调节

渗透水水箱液位调节，用液位变送器连续检测渗透水箱的液位，控制冷水加入量保持渗透水箱液位基本恒定，同时，水位超限，系统自动报警；

渗透水温度调节，用温度变送器连续检测渗透水的温度，并考虑冷水加入量，自动控制热水阀，保持渗透水温度基本恒定，控制精度优于给定值的±5℃。水温超限，系统自动报警。

(6)设置完善的连锁保护系统

各级输蔗带、齿耙机、榨机列连锁关停，保证任何一台设备在任何情况下停机时，前面的齿耙机和输蔗带立即随停。

2．3．3 集中监视

压榨系统要实现集中控制，其前提必须是在集中控制室内值班人员能对系统的运转情况进行集中监视。监视的内容主要分为两类：一类是系统运行的参数，包括：各输蔗带速度及迸蔗量，各压榨机的转速及马达的电流，渗透水、混合汁和送出蔗的流量，渗透水温度，压榨机油压，马达轴承温度，压榨机面辊的升降距离等等。另一类是机械设备运转情况，如压榨机高位槽料位、各水箱和物料箱液位等。集控室除了工业电视的监视器与操作员站的CRT以外，基本上不装设常规的模拟仪表。对于核子秤这类特殊仪表则将其测量信号输入统一的监控系统，作为显示、累计、自动调节的原始信号。在集中监视系统中，可以对各项参数如电流等设置报警限值，一旦越限，自动报警。自动控制系统的记录功能有：报警记录、操作记录、定时制表、事故顺序记录(SOE)。各项测量参数可以根据要求作为历史数据保存下来，以备事故追忆查询及榨季后检修设备的依据。

压榨自动控制系统在糖厂中的成功应用，系统集计量控制管理为一体，采用核子称自动计量，采用电脑自动控制压榨机转速、料位、输蔗机、压榨机中间输送带、压榨机轴承温度、渗透水添加、物料均匀输送等的技术，将现代自动控制理论和计算机控制技术相结合，通过系统建模和模糊控制技术等先进控制算法，使甘蔗压榨过程按下达的指令均匀、恒定入榨，自动控制，机械设备平稳运行，减少尖锋负荷对设备的冲击，减少了能源消耗，减少设备损耗，甘蔗糖分抽出率稳定提高，为工厂创造更大的经济效益，真正体现了信息化对工业生产融合带来的好处。

2015年5月10日

第二篇：甘蔗糖厂节能概论

甘蔗糖厂节能概论

我国糖厂的节能事业近年有较大前进，但比欧美等国的前辈水平还有相当大的差异，而且不同企业又有较大差别。制糖工业节能的潜力很大。负责搞好节能事业既可以明显增加企业的效益，又是社会和国家对企业的请求。

糖厂是耗能大户。糖厂节能是一个系例工程，节能水平的高低是企业管理、工艺和装备技术水平的重要标志。想知道真空闸阀。也是考核企业水平的重要目标。

搞好节能事业要从多方面着手，一方面是增强管理，建立和健全管理制度，这在近期内就可以实行。另一方面是纠正装备与工艺技术，要拟定前辈可行的规划，分期渐渐实行，每年上一个台阶，3～5年来个大变革。

甘蔗糖厂和甜菜糖厂在节能方面有很多共通之处，亦各有其特色。上面的满堂形式大都根据甘蔗糖厂的环境，而末了一个问题则特地计划甜菜糖厂。

一、强化企业管理

目前国际大都大中型甘蔗糖厂的技术与装备，基本上处于中等水平。要是能够负责将它们用好和管好，大都糖厂的能耗还有下降的空间。这首先要增强管理，使管理人员和岗位工人都负责注重节能，建立和健全相关制度并负责贯彻执行，和相应改善设备。事实上下面。目前对照普遍的生存问题是：

1、对企业的节能没有很满堂昭彰的目标，目前的“标煤耗对蔗比”难以准确计量，节能成就未能与职工得益间接挂钩。节能事业未成为企业职工的重要任务，欠缺健旺的推动力。糖厂节能人人有份、但间接满堂的责任不昭彰。

2、蒸发糖浆浓度偏低，国外前辈糖厂的糖浆浓度高出70°Bx，国际节能好的糖厂为65～68°Bx，但目前很多糖厂只约60°Bx。这就大幅度增加煮糖用汽量。

3、蒸发汁汽利用不好，煮糖较多用一效汁汽，而国际较好的糖厂煮糖大都用二效汁汽，有些用三效汁汽。不少糖厂的加热器用汽也偏于用前效，后效汁汽没有很好利用。有些糖厂拟定了较好的用汽计划，但实际执行有较大出入。

4、末效蒸发罐进入冷凝器的汁汽量很大，蔗糖。它对甘蔗量的比例，今朝大都甘蔗糖厂为5～7%，而国际前辈糖厂为2～4％，国外前辈糖厂接近零。这又大幅度增加冷凝器用水量。

5、蒸发、加热与煮糖的汽凝水破除不流通。汽凝水的热能回收诈骗不充塞，蒸发罐之间串汽征象相当普遍。

6、煮糖洗水量大，国际前辈糖厂煮糖用水不多，但今朝大都糖厂煮糖用水量大而且不计量，不加左右。吸滤机洗水量也偏大。有些糖厂压榨用水偏多。

7、分蜜机电耗高，十分是老式的甲糖分蜜机。甲糖分蜜用高压蒸汽，间接消耗多量蒸汽。国外日常只用高压蒸汽。

8、设备积垢告急，传热效能低，消沉了设备本能机能和蒸汽诈骗率，难以实行较好的热计划。这方面的一个重要来历是清汁含钙量高，澄清工艺、设备和操作生存问题，真空弹性座封闸阀。石灰用量大，杂质多，乳化不完全。大都糖厂对这些问题不够器重，管理与分析事业未跟上。

9、制炼车间内多处冒汽，设备与管路保温不好，管路有渗漏。

强化企业管理，首先是要昭彰和强调节能是企业的重要任务，定出满堂目标，并解析到部门和岗位，维系相应的奖惩制度，事实上真空管道阀门。负责贯彻和检验落实。同时要进步管理人员和岗位工人的学问水平、素质和能力。增强工人的技术培训，进步实际操作技能和增加基本的实际学问。制炼车间的重点是蒸发工和煮糖工，蒸发工要掌握低液面操作和充塞诈骗汁汽、应对抽汽量震动的本事，看看真空挡板阀门。以及处分汽凝水体例的问题，进步蒸发效能和热能诈骗率。煮糖工要掌握切确的煮糖本事、起晶与养晶操作，左右好糖膏的配料和煮糖历程的过饱和度，少用水，收缩煮糖时间，进步结晶质量和各级糖膏的结晶率，裁汰物料回煮，以及煮糖设备的合理调度使用，平衡坐褥和裁汰用汽量震动。

另一方面，应该大举健全各种计量工具和检测仪表，始末对坐褥历程各个重要环节的实时监测取得信得过的数据，据此来分析坐褥历程的实际环境和发现问题，实行迷信管理。糖厂以前主要靠经历管理，要渐渐进步到以数据为基础，按数据指挥坐褥，做好总共的技术管理事业。这方面的重点问题是：

1、增强各种蒸汽、热水和冷水的计量，将它们作为常例计量项目并增强左右。糖厂。制炼车间总用汽量、煮糖用汽量和分蜜用汽量都应该有仪表常常显示和纪录。

2、要丈量冷凝器的进水量、进水和排水温度，根据它们算出冷凝器带走的热量，折算为进入冷凝器的汁汽量。

3、煮糖用水、分蜜洗水和吸滤机用水都要计量，要定出合理的目标增强左右。真空高压截止阀。有些糖厂安设了煮糖罐进水流量表后，用水量裁汰一半以上。

4、制定前辈可行的蒸发热计划，并负责检验其实行环境。对待未能实行的局限，要找出来历和问题加以纠正。总的请求是尽量多用后效汁汽，裁汰进入冷凝器的汁汽量。同时要尽可以进步糖浆浓度。

5、仔细检验各个蒸发罐、加热器和煮糖罐的汽凝水破除状况，能否流通，有无串汽，及时处分好各种生存问题。

6、将清汁和滤汁含钙量、硫酸根和二氧化硫作为常例化验项目。澄清工段要增强技术条件的左右，我不知道真空波纹管截止阀。尽量消沉清汁含钙量和灰分。购入的每批石灰要分析其中硅和镁的含量。尽量选购硅、镁含量低的石灰。

7、大型糖业团体应对当地域的石灰石资源进行考察，选拔高质量的石灰石为原料，选定技术、设备和管理较好的石灰厂加工和供给石灰。

8、高兴消沉煮糖工段用水量和用汽量。目前国际甘蔗糖厂煮糖用汽量对甘蔗的比例，很多厂高出20％，国际较前辈的为16～18％，而国外前辈甜菜糖厂为11～13％（固然它们有不可比之处，但差异确实很大）。

9、增强设备保温顺密封，裁汰散热吃亏。用红外线测温仪检验各项设备与高温管路的外表温度，高兴裁汰散热吃亏。

10、糖厂节能的重要关键是安全平衡生产，平衡压榨量。一样的设备，压榨量越高，其单位能耗越低；平衡者能耗亦较低。

做好上述事业，糖厂的管理就提拔到新的高度，各项技术经济目标将总共高潮。甘蔗糖厂就能够节余更多的蔗渣。大要上，大型糖厂盈余蔗渣可到达甘蔗压榨量的8～12％，中型糖厂为6～10％（以不消其他燃料和外电为前提）。这就大大增加糖厂的经济效益。

二、采用新型高效设备和纠正原有设备

使用前辈的技术装备无疑是企业节能的重要形式。今朝国际糖厂还较多使用老式设备，对于多数。效率低、能耗高。应加快扩大应用新设备和纠正老式设备，主要项目为：

1、分蜜机和枯燥冷却设备

应该主动推开阔容量、低电耗、低汽耗的分蜜机。甲糖分蜜机用电和用汽量很大。晚期装载量为500kg的分蜜机，每处分1吨甲糖膏用电高出2kW.h。而国外新制的分蜜机都采取了电力制动等多项节电措施，此值低于1，相差一倍以上。国际数个机械厂近年新制的分蜜机，成就也较好。另一方面，老式甲糖分蜜机打汽压力大都为0.4～0.6MPa，甲糖分蜜用汽量对蔗比高达1.5～2％。新的大型分蜜机向心力大，排蜜较完全，可以用较低汽压，真空立式法兰刀型闸阀。打汽量裁汰一半以上。应该将电耗与汽耗作为甲糖分蜜机的重要技术目标，机械制造厂要纠正设计和进步设备质量，糖厂在选购新设备时也应将此值作为重要依据。糖厂在扩建或技改时，应渐渐用大型（装载量1～2吨）的节能型分蜜机取代老式的分蜜机。下面的具体内容多数根据甘蔗糖厂的情况。

今朝大都糖厂所用的白糖枯燥机（冷却机）效能不好，水分和温度都消沉不多，所以甲糖分蜜要打高温蒸汽来破除水分，白糖的装包温度很高。既蹧跶动力，又增加了白糖寄存时的结块与变色。应器重研究纠正。情况。

2、锅炉发电机组

国际糖厂大都使用3.9Mpa的锅炉发电机组，而国外的大型甘蔗糖厂已较多应用6Mpa以至8Mpa的机组，有多量的盈余电力运送到外电网，鼓动当地经济繁荣。国际近期的动力机组和化工厂亦大都应用较高压的设备（广东省十多年前已礼貌新装锅炉的压力要高于6MPa），它们可以大幅度消沉能耗。据国外设计材料，糖厂用的背压式汽轮发电机组，在不异的用汽量下，以原用蒸汽为3MPa、400℃计算，进步到6MPa、500℃可多发电36％，如进步到8.5MPa、525℃可多发电65％。大型糖厂应在这方面起带头作用，渐渐扩大应用。当然，用高压动力机组必需更正经地管理，进步锅炉水的质量，进步管理和操作人员的素质和水平。这须要事前做好配套事业。

3、煮糖设备

连续煮糖可以明显地消沉煮糖所用的蒸汽压力，由于它外部的静液压较低和布置的加热面积较大。故它可用使用高压汁汽（有些设备可以用约100℃或更高温的汁汽），甘蔗。并消除用汽量的震动，勤俭用汽；配合用连续助晶，使制糖历程进一步连续化，可大幅度裁汰制糖坐褥的用汽量震动，使糖厂供热供电设备稳固、高效率运转。连续煮糖是繁荣方向，国外近几十年已有不少糖厂应用，国际也下手动作。连续煮糖罐主要有卧式和立式两类，高法兰压力表截止阀是什么意思。各有特色和优点。这种设备的技术请求较高，须要有杰出的配合条件。可以思索与设备供给单位实行团结研究应用，首先用于乙、丙糖膏的煮炼，渐渐积聚经历。

原有的煮糖罐要扩大应用高效的机械搅拌器，你知道真空内螺纹球阀。消沉用汽压力、裁汰煮糖用水、收缩煮糖时间，并可以进步糖晶体的质量。国际已少见个厂家坐褥，可选用较好的产品。糖厂装备的煮糖罐需略有宽裕，这便于使用较高温度的汁汽，以及物料的分配平衡，裁汰用汽量的震动。

4、板式换热器

这是一种新型高效设备，在许多行业都已普遍使用，成就较着，国外糖厂亦用得较多。国际有10 多个糖厂用过，但相当局限用得不好以至破坏。这主要是由于它是新型的对照邃密精美的设备，和以前老式的粗笨设备有很大不同，在使用条件、设备选型与计算、安设方式与管路连接、操作使用、管理保护等各方面都有特殊的请求，处分不当就会出问题。由于这种设备未便拆开清洗，故日常不适宜用于容易生成积垢的物料；由于它的外部通道较窄而多卷曲，亦不适宜用于蔗糠多的蔗汁。板式换热器最适合用于液体对液体的热交流，例如用高温汽凝水作热源。也可以用略有正压的汁汽，要是用高压高温的汁汽，因汁汽体积大，要选用“宽缝隙”的板片，及注意汽流通道面积能否足够。应用板式换热器将进入糖蜜贮罐（桔水塔）前的糖蜜冷却，对糖蜜的和平和裁汰糖份吃亏有杰出作用，具体内容。最好将温度消沉到40℃以下。

5、吸滤机和清汁筛

亚硫酸法糖厂普遍应用真空吸滤机，它有必定的优点，但真空抽吸使糖汁温度大幅度下降，滤汁温度消沉到70多度。近年建立的无滤布主动压滤机和带式过滤机的热吃亏较少，值得关心。

亚硫酸法普遍应用清汁曲筛，它对裁汰白糖中的不溶物有主动的作用，但它形成的散热吃亏很大，清汁温度消沉5～8℃（十分是在冰冷季候和曲筛左近风力大时），并形成车间内汽雾弥漫，其实是“钞票满天飞”。一个日榨万吨的糖厂，这一项热吃亏就到达每天约100吨蒸汽。应该研究用其他型式的密封的高效筛滤设备来庖代。和此相关，应该研究扩大沉降成就更好的沉淀器，裁汰清汁中的悬浮物，扩充清汁过滤所需设备。

6、蒸发罐

和化工行业已相当普遍地应用降膜式蒸发器，包括长管式和板式两大类。国外甜菜糖厂和精炼糖厂都有应用。但甘蔗糖厂用得不多，一些厂应用的成就也不够好。主要问题是甘蔗糖厂蒸发罐积垢告急，难以清洗，消沉了它传热本能机能。看着真空气动电动蝶阀型号。这个问题须要与制糖工艺改革维系，大幅度消沉糖汁中钙盐和灰分含量。

糖厂各效蒸发罐的面积要相宜调动，以便有充足的汁汽供煮糖和加热，同时要注意收缩糖汁徘徊时间，裁汰糖汁蜕变吃亏。现用蒸发罐的组织和循环方式应该研究纠正，裁汰罐内稀释物料的循环，缩小罐内存汁体积和经过时间（大型设备可思索扩大澳大利亚SRI的“幅向活动式”）。

另一个重要问题是裁汰汁汽带走的微细液沫，进步汽凝水质量，为锅炉供给充足的高质量热水，并裁汰冷凝水中的无机物，加重废水处分的责任。蒸发罐的蒸发强度不宜过大，操作上要裁汰液面与真空度的震动。波纹板式捕汁器的效能较好。高超薄型球阀。

二、采用新型高效设备和纠正原有设备

使用前辈的技术装备无疑是企业节能的重要形式。今朝国际糖厂还较多使用老式设备，对于多数。效率低、能耗高。应加快扩大应用新设备和纠正老式设备，主要项目为：

1、分蜜机和枯燥冷却设备

应该主动推开阔容量、低电耗、低汽耗的分蜜机。甲糖分蜜机用电和用汽量很大。晚期装载量为500kg的分蜜机，每处分1吨甲糖膏用电高出2kW.h。而国外新制的分蜜机都采取了电力制动等多项节电措施，此值低于1，相差一倍以上。国际数个机械厂近年新制的分蜜机，成就也较好。另一方面，老式甲糖分蜜机打汽压力大都为0.4～0.6MPa，甲糖分蜜用汽量对蔗比高达1.5～2％。新的大型分蜜机向心力大，排蜜较完全，可以用较低汽压，真空立式法兰刀型闸阀。打汽量裁汰一半以上。应该将电耗与汽耗作为甲糖分蜜机的重要技术目标，机械制造厂要纠正设计和进步设备质量，糖厂在选购新设备时也应将此值作为重要依据。糖厂在扩建或技改时，应渐渐用大型（装载量1～2吨）的节能型分蜜机取代老式的分蜜机。下面的具体内容多数根据甘蔗糖厂的情况。

今朝大都糖厂所用的白糖枯燥机（冷却机）效能不好，水分和温度都消沉不多，所以甲糖分蜜要打高温蒸汽来破除水分，白糖的装包温度很高。既蹧跶动力，又增加了白糖寄存时的结块与变色。应器重研究纠正。情况。

2、锅炉发电机组

国际糖厂大都使用3.9Mpa的锅炉发电机组，而国外的大型甘蔗糖厂已较多应用6Mpa以至8Mpa的机组，有多量的盈余电力运送到外电网，鼓动当地经济繁荣。国际近期的动力机组和化工厂亦大都应用较高压的设备（广东省十多年前已礼貌新装锅炉的压力要高于6MPa），它们可以大幅度消沉能耗。据国外设计材料，糖厂用的背压式汽轮发电机组，在不异的用汽量下，以原用蒸汽为3MPa、400℃计算，进步到6MPa、500℃可多发电36％，如进步到8.5MPa、525℃可多发电65％。大型糖厂应在这方面起带头作用，渐渐扩大应用。当然，用高压动力机组必需更正经地管理，进步锅炉水的质量，进步管理和操作人员的素质和水平。这须要事前做好配套事业。

3、煮糖设备

连续煮糖可以明显地消沉煮糖所用的蒸汽压力，由于它外部的静液压较低和布置的加热面积较大。故它可用使用高压汁汽（有些设备可以用约100℃或更高温的汁汽），甘蔗。并消除用汽量的震动，勤俭用汽；配合用连续助晶，使制糖历程进一步连续化，可大幅度裁汰制糖坐褥的用汽量震动，使糖厂供热供电设备稳固、高效率运转。连续煮糖是繁荣方向，国外近几十年已有不少糖厂应用，国际也下手动作。连续煮糖罐主要有卧式和立式两类，高法兰压力表截止阀是什么意思。各有特色和优点。这种设备的技术请求较高，须要有杰出的配合条件。可以思索与设备供给单位实行团结研究应用，首先用于乙、丙糖膏的煮炼，渐渐积聚经历。

原有的煮糖罐要扩大应用高效的机械搅拌器，你知道真空内螺纹球阀。消沉用汽压力、裁汰煮糖用水、收缩煮糖时间，并可以进步糖晶体的质量。国际已少见个厂家坐褥，可选用较好的产品。糖厂装备的煮糖罐需略有宽裕，这便于使用较高温度的汁汽，以及物料的分配平衡，裁汰用汽量的震动。

4、板式换热器

这是一种新型高效设备，在许多行业都已普遍使用，成就较着，国外糖厂亦用得较多。国际有10 多个糖厂用过，但相当局限用得不好以至破坏。这主要是由于它是新型的对照邃密精美的设备，和以前老式的粗笨设备有很大不同，在使用条件、设备选型与计算、安设方式与管路连接、操作使用、管理保护等各方面都有特殊的请求，处分不当就会出问题。由于这种设备未便拆开清洗，故日常不适宜用于容易生成积垢的物料；由于它的外部通道较窄而多卷曲，亦不适宜用于蔗糠多的蔗汁。板式换热器最适合用于液体对液体的热交流，例如用高温汽凝水作热源。也可以用略有正压的汁汽，要是用高压高温的汁汽，因汁汽体积大，要选用“宽缝隙”的板片，及注意汽流通道面积能否足够。应用板式换热器将进入糖蜜贮罐（桔水塔）前的糖蜜冷却，对糖蜜的和平和裁汰糖份吃亏有杰出作用，具体内容。最好将温度消沉到40℃以下。

5、吸滤机和清汁筛

亚硫酸法糖厂普遍应用真空吸滤机，它有必定的优点，但真空抽吸使糖汁温度大幅度下降，滤汁温度消沉到70多度。近年建立的无滤布主动压滤机和带式过滤机的热吃亏较少，值得关心。

亚硫酸法普遍应用清汁曲筛，它对裁汰白糖中的不溶物有主动的作用，但它形成的散热吃亏很大，清汁温度消沉5～8℃（十分是在冰冷季候和曲筛左近风力大时），并形成车间内汽雾弥漫，其实是“钞票满天飞”。一个日榨万吨的糖厂，这一项热吃亏就到达每天约100吨蒸汽。应该研究用其他型式的密封的高效筛滤设备来庖代。和此相关，应该研究扩大沉降成就更好的沉淀器，裁汰清汁中的悬浮物，扩充清汁过滤所需设备。

6、蒸发罐

和化工行业已相当普遍地应用降膜式蒸发器，包括长管式和板式两大类。国外甜菜糖厂和精炼糖厂都有应用。但甘蔗糖厂用得不多，一些厂应用的成就也不够好。主要问题是甘蔗糖厂蒸发罐积垢告急，难以清洗，消沉了它传热本能机能。看着真空气动电动蝶阀型号。这个问题须要与制糖工艺改革维系，大幅度消沉糖汁中钙盐和灰分含量。

糖厂各效蒸发罐的面积要相宜调动，以便有充足的汁汽供煮糖和加热，同时要注意收缩糖汁徘徊时间，裁汰糖汁蜕变吃亏。现用蒸发罐的组织和循环方式应该研究纠正，裁汰罐内稀释物料的循环，缩小罐内存汁体积和经过时间（大型设备可思索扩大澳大利亚SRI的“幅向活动式”）。

另一个重要问题是裁汰汁汽带走的微细液沫，进步汽凝水质量，为锅炉供给充足的高质量热水，并裁汰冷凝水中的无机物，加重废水处分的责任。蒸发罐的蒸发强度不宜过大，操作上要裁汰液面与真空度的震动。波纹板式捕汁器的效能较好。高超薄型球阀。(责任编辑：admin)

7、汽凝水体例

国际糖厂制炼间汽凝水体例的型式相当多，但较普遍地生存各种问题，如排水不够流通，消沉设备传热效能，而至高压汁汽难以使用；以及阀门和左右器失灵，管路连接不合理，汽凝水热能回收不充塞，不同设备之间串汽，某些水泵不适应泵送高温水和真空下的热水等，要及时处分。

8、真空冷凝体例

今朝糖厂较多采用的放射冷凝器，固然设备与组织简单、使用便利，但用水量大，电耗也较高。这是该类设备的个性。在水源不充足的环境下，宜改用逆流接触式冷凝器和分置的真空泵，这可明显裁汰冷水和电能的消耗，面的。但要注意选用高效率的产品。

9、压榨装备

压榨机以及它的原念头和加速机要选用效率高的设备。要强化压榨机入蔗、降高压榨机线速；纠正甘蔗分裂装备，改善分裂样子，在此基础上相宜降高压榨机的油压，不要偏高（每平方米压榨辊投影面积的油压180～220吨为宜）。

10、泵微风机

应入选用新设计的效率高的产品。大型泵微风机的电念头宜渐渐扩大应用变频调速，少用阀门调节，裁汰节流吃亏。听听真空空气不锈钢闸阀是什么意思。

11、仪表和主动左右

这是反映一个企业当代化水平的重要标志。对待太平坐褥历程并使之渐渐杀青最佳化、进步劳动坐褥率是必经之路。目前国际糖厂这方面的差异很大，应渐渐在更多的工种和工段使用有用的仪表检测和显示纪录，十分是重要的物料量、压力、温度、pH、主要物料箱的存量等数据，应实时反映进去，作为指挥坐褥的依据。今朝不少糖厂对混合汁的计量不器重，没有有用的计量。应尽早解决这个问题，由于混合汁量是糖厂工艺管理的一项最基本数据。蒸发冷凝器的用水量和进出水温应及时反映，亲切监控这个最大的热能吃亏。在主动左右方面，应该缔造条件稳步实行。首要的是左右廓清各项技术条件相宜和太平，以及左右压榨机平均压榨、太平负荷和平均泵送混合汁；这些项目国际已有经历。同时，应增强研究煮糖历程物料浓度及过饱和度的检测与左右，渐渐杀青煮糖历程的仪表显示、纪录与主动左右，此项可思索引进国外前辈幼稚的技术。三、一个潜力巨大的节能革新项目

根据能量守恒原理，要裁汰坐褥使用的热能，就必需裁汰其耗费。那么糖厂最大的热能耗费在那里呢？

目前国际绝大大都甘蔗糖厂的最大热能吃亏，是蒸发冷凝器和煮糖冷凝器，要用冷水把多量高温的汁汽凝缩，技能取得蒸发与煮糖所须要的真空度。这既是最大的热能吃亏，也是糖厂要使用多量冷水的主要来历。目前国际大都甘蔗糖厂蒸发罐排入冷凝器的汁汽量对甘蔗的比例约为5～7％，真空空气自来水管道气体真空管道阀门。个体较低的为2～4%，比国外前辈的甜菜糖厂高很多。这主要是由于后者大都使用高温蒸发，汁汽温度高，能充塞诈骗；而且它们的积垢少，可以用高效蒸发设备，用5效（以至6效）高温蒸发。末效汁汽以至可以用于煮糖，这样剩下要进入冷凝器的汁汽量就趋近于零。甘蔗糖厂的多效蒸发日常要用较高温度，后效汁汽难以诈骗。十分是甘蔗糖厂保守习俗的末效高真空蒸发，末效汁汽温度只约55℃以至更低，极难诈骗，只能用冷凝器将它汲取。

对待末效蒸发汁汽的诈骗问题，人们已经实行过很多研究。50年代广东曾少见个糖厂设置大面积的混合汁预热器，用末效蒸发汁汽加热蔗汁。由于传热效能很低，用很大的面积（为常例加热器的3～5倍）发出的热能也不多，没有无间使用。使用板式换热器的传热效能较高，但高真空的汁汽体积很大，目前尚未有适用的设备。曾有人想象用机械紧缩的本事进步汁汽的压力来复用，但这要消耗很多量的电能，得失相当（惟有在电力很克己的地域可以用机械紧缩将第一效汁汽升压回用）。亦有人想象用高压蒸汽始末放射器将汁汽紧缩后复用，但要用很多量的高压蒸汽技能紧缩大批的高真空汁汽，真空管道阀门。也无法实行（不发电而无废汽的甜菜糖厂可以将第一或第二效汁汽紧缩回用）。目前可行的一个重要措施是消沉末效蒸发罐的真空度，进步其温度和诈骗价值。前苏联的甜菜糖厂在上世纪50年代就下手把末效蒸发罐的温度左右到75～80℃，并充塞诈骗各效汁汽，蒸发排入冷凝器的汁汽量相当少。真空电动电动截止阀。德国90年代设计的新糖厂，末效蒸发的温度约100℃，汁汽基本上全部诈骗，没有盈余。固然甜菜糖厂和甘蔗糖厂有不可比之处，但这个道理是共通的。国际的甘蔗糖厂，广东江门甘蔗化工厂从50年代下手，就用低真空的四效蒸发，末效温度约80℃，煮糖多量使用第三效汁汽，末效汁汽也用于加热蔗汁和水，进入冷凝器的蒸发汁汽量比其他甘蔗糖厂少得多。这是该厂历来能耗较低的一个重要来历。由于该厂是碳酸法，有些工艺与亚硫酸法不同，这些经历未能在其他糖厂扩大。

近年的技术繁荣显现了一种新本事，真空管道阀门。有可以在这方面取得重大打破。就是诈骗放射式间接换热器，用混合汁汲取末效蒸发的汁汽。要是把末效温度左右到65～68℃，就可以将蔗汁温度提拔到63～65℃，到达一次加热的请求。这样可以汲取对甘蔗比6～7％的汁汽，设备简单容易管理（无加热面），独一不够之处是这些汁汽在蔗汁中凝结，增大了蔗汁量和随后须要蒸发的水量。但总共的衡算证据，它的得益远大于不够。在用汽方面，增加这个蒸发量在五效蒸发只需多用汽约1.5％，远小于回收汁汽量；在设备方面，蒸发罐须要稍大面积，但省去三台一次加热器，还有节余。这样就可以将正本进入冷凝器的末效汁汽大局限汲取，盈余进入冷凝器的汁汽量和热能吃亏就不多了，冷凝器用水量也大大裁汰。

近10年，澳大利亚、古巴等地的糖业界都大举研究间接接触式换热器，并在不少糖厂应用，越南亦有糖厂应用。但国外使用的这类设备大都是碟片式，始末圆筒体内安设的多个碟片，使蔗汁与汁汽接触换热，传热效能不很高，也不能使用负压的汁汽。在国际，作者在80年代首先为广东清远糖厂设计了一台用于清汁升温的放射式设备，随后在广西贵港甘化厂（覃塘）应用，2006年再应用到广西三个大糖厂的滤汁处分体例。对于下面的具体内容多数根据甘蔗糖厂的情况。成就杰出，出汁温度仅比入汽温度低1～2℃，传热效能极高，设备很松散，容易安设（不占地），造价低，基本不消管理。对这种设备的设计和应用已有幼稚的经历，能够用高温的汁汽。国际现有的糖厂，要是蒸发设备有潜力，末效温度能够进步到约65℃，可以率先采用这种新计划。它没有风险，随时可以改回原流程，所需的设备费用不大，主要工程是调整蔗汁泵和管路。新厂实行这种计划更为便利，看看真空挡板阀门。技术上没有问题。

应该强调，裁汰蒸发冷凝器进汽量的底子关键是裁汰坐褥历程用水量和充塞诈骗后效蒸发汁汽；裁汰煮糖冷凝器进汽量的关键是进步糖浆浓度，裁汰煮糖历程洗水量。

四、工艺改革是糖厂前进的方向

我国糖厂与国外前辈甜菜糖厂节能目标的巨大差异，最基本的来历是工艺上的差异。国外前辈糖业从原料抓起，培育高糖份、高纯度的甜菜；糖厂的喧闹处分用当代的碳酸法（优于保守的碳酸法），取得的糖汁纯度高（通常高于90），色值低，产品格量高（国际A级准则，而我国的白糖基本上相应于国际B级准则），而且不少糖厂能够将一、二系糖都作制品，糖膏煮制总量大幅度裁汰。糖汁含钙量很低，积垢很少（有些糖厂能够全榨季不停机清洗），能够使用高效蒸发与传热装备。当代的甜菜糖厂普遍用五效正压蒸发，蒸发汁汽基本用完；用板式蒸发器还可以用到六效（个体糖厂用7效）。糖厂的重要工序都用主动左右，基本杀青在最佳条件下运转。这些都大幅度消沉了糖厂的能耗。此外还有重要的客观来历，就是1970年代后国际石油代价急剧降低，甜菜糖厂都以石油为燃料，也从经济上唆使它们必需高兴节能。相比看下面的具体内容多数根据甘蔗糖厂的情况。而且他们的从业人员普遍学问水平和素质高，相关行业的水平高。这是他们能够在节能方面到达高水平的基本来历，也是我们最基本的差异。国际外甘蔗糖厂坐褥白糖大都用亚硫酸法工艺，它已有百年历史，真空挡板阀门。优点是工艺和设备简单，本钱较低。但它的过错也很多：喧闹效率不高，产品格量不够好，糖汁含钙量和灰分高，形成设备积垢多，难以应用高效蒸发设备。甘蔗糖厂只能使用保守的蒸发罐，听说根据。它的传热效能差（局限由于积垢影响），各效都要有较大的温度差（约10℃或以上）。这样甘蔗糖厂最多只能用五效蒸发，要是要将末效温度进步到80℃，就只能用四效蒸发。岂论是从制造高质量产品的角度、还是从节能的角度来看，制糖工艺都到了应该完全改革的岁月了！解决好这个问题，取得高质量、低灰分、低胶体含量的糖汁，就能够采取多种新的节能技术措施，杀青糖厂节能的大飞跃。工艺改革维系主动化左右是我国糖厂当代化的必经之路，必需下大决定、花大举气去实行！

五、对待甜菜糖厂的思考

欧洲的甜菜糖业有很多幼稚的好经历值得我们进修和鉴戒。十分是如下几点：

1、从农业（种子和耕作）入手，培育高糖份、高纯度的甜菜。

2、采用当代的碳酸法工艺，取得高纯度、低色值、低钙盐含量的清糖汁，使煮糖的前两系都能够作制品（而且质量很好）。

3、清汁用离子交流法脱钙，防卫蒸发罐生成积垢，采用板式蒸发器，用6效蒸发，使进入冷凝器的汁汽量消沉到接近零。

4、有用诈骗碳酸法滤泥的新本事。

5、用色谱分离法从糖蜜中回收蔗糖。

6、生产过程自动化，在此基础上向最佳化前进。

提倡选一个有大面积农田适合繁荣甜菜的地域，将该处的一个甜菜糖厂作为试点，总共规划，渐渐引进前辈技术，作为我国糖业当代化的规范。这点也可以请国外公司咨询。

第三篇：自动控制系统在污水处理行业的应用

自动控制系统在污水处理行业的应用

摘 要：以保定市银锭庄污水处理厂一期工程为背景，介绍了自动控制系统在城市污水处理工程中的组成及重大作用，并说明了该系统在实际工作中的可行

性。

关键词：污水处理；PLC；自动控制系统；SCADA 概 况

随着工业自动化技术的飞速发展和产品价格的不断降低，PLC（Programmable Logic Controller）技术和SCADA（Supervision Control and DataAcquisition）系统的应用范围和应用规模越来越大，大大加快了我国工业自动化的进程。近年来，随着中央和各级地方政府对城市基础设施建设和环境保护的高度重视，城市污水处理工程的建设正以前所未有的速度发展，决策人员、工程技术人员和运行管理人员所共同关注的一个方面就是怎样提高和保证这些工程设施的功能、效率和管理水平，所以创建适合自己的自动控制系统，使污水处理工艺流程按最优设

计方案运行，就显得尤为重要。自动控制系统在污水处理行业中的实例

保定市银锭庄污水处理厂一期工程设计排水量80 000 t／d，总变化系数KX＝1．3，其中生活污水占65％，工业污水占35％，采用带前置厌氧段普通活性

污泥工艺。工艺流程如图1所示。

进水水质设计为：COD≤330

保定市银锭庄污水处理厂一期工程自动控制系统采用集散式测控管理系统，控制系统采用PLC＋PC的监控方式，设置一个中央控制室和4个PLC现场控制站，分为管理层（中控室操作员站）、控制层（PLC控制站）和执行层（现场测量仪表）。中央控制室与现场之间通过Sattbus总线形式通讯。

图1 工艺流程图就地控制时PLC只能监测设备的运行状态，由现场工作人员手动操作设备；在自动状态下，中央控制室还具有自动（Auto）与手动（Manual）两种控制方式：当处于Auto方式时，机器设备完全由中央控制室计算机按程序设计要求控制，而中央控制室只能监测设备的运行状态，此时使用的控制方法是PID（比例微分积分控制）调节，其数学表达式为：

其中：ΔP为调节器的输出变化量； Kp为调节器的放大倍数； e为调节器的输入，即偏差；

Ti为积分时间；

Td为微分时间。

当处于Mannal控制方式时，中央控制室人员可以通过SCADA系统远程监控设备的运行，并通过计算机向机器设备发送指令。所用PLC均采用芬兰Alaflaf公司生产的系列PLC，配置有开放式的网络通信平台，支持串行通信、现场总线

通信。

分布控制系统示意图如图2所示。

2．1 中央控制室

随着4C技术（computer，control，communication，CRT）及监控软件的发展，使用上位机监控管理系统已成为大中型控制系统的流行趋势，以PC机作为上位机应用于控制系统中能提供一种良好的人机界面，减轻操作人员的负担，提高管理水平。本控制系统设有一个中央控制室，属于管理层。内有一面模拟屏和2台计算机操作员站。模拟屏可显示全厂的工艺流程及主要控制参数以及全厂的设备运行状态；2台计算机操作员站操作系统为UNIX，组态软件为Sattgraph1200。2台计算机操作员站互为备用，他们均可各自独立完成整个工艺过程的监控。操作员站具有以下功能：

（1）显示工程设备的运行状态，显示工艺流程的动态参数，显示相关参数的趋势、历史数据及历史记录。

（2）打印过程回路控制的参数给定值、报警记录和班报表等。

（3）报警设有优先级管理，任意管理均在屏幕上显示。

（4）在操作过程中，设有启动、停止和选择等软手动操作功能。

（5）实现编程、组态和修改等，操作员站装有功能强大的上位软件，以便

能方便、直观地组态和编程。

组态软件以UNIX操作系统为平台，用来操作图形、监控画面和图形内部管理。驱动程序用来构造和生成操作员站监控系统，提供了集数据采集、数据处理、流程控制、报警和报表打印等功能于一体的系统操作工具。图形界面包括2大部分：主画面和各个工艺阶段和报表、报警的分画面。主画面有全厂的所有厂房、设施设备和管道流向，分别用不同的颜色和形状表示，用来展示全部的工艺流程。分画面用来显示各个工艺阶段的详细参数和测量值，远程控制也需要进入到分画面进行操作。报表分画面用于打印和输出各个时段各个设备的历史数据，报警分画面用于设置报警级别、显示报警原因等用途。

2．2 PLC控制站

污水处理过程的共同特点是开关量多，模拟量少，以逻辑控制为主，闭环控制为辅。本控制系统根据工艺流程和生产控制要求及现场位置情况，设有4个现场控制站，包括进水泵房及马达控制中心、鼓风机房和脱水机房现场控制站。进水泵房和脱水机房及鼓风机房配有PLC操作员终端，可监视并控制PLC的运行状态和显示状态，代替常规设备如按钮、信号灯、数显表，并具有报警功能。每个PLC均由电源、处理器、接口、输入输出模块和通讯模块组成，他们之间通过Sattbus总线连接，每个PLC均采用相同的编程方法，有利于程序的编写和扩展。PLC工作方式为循环法，即每个周期扫描输入端口一次，读入输入模拟量和数字量，存入程序制定的存储单元；按照程序设计对每个模块进行检查，如发现错误，则运行相应的错误管理程序并报警；如各个单元正常，则通过输出模块管理各个设备的工作状态，控制机器运行。同时对这个周期的输入输出数据进行保存，通过Sattbus总线传递到上位机，进行数据曲线显示和报表打印。

2．3 现场测量仪表

污水处理厂的主要测量仪表有流量计、液位计、PH计、悬浮物浓度计、温度计、压力计、溶解氧计和取样器等。其中流量计按测量物分为气体流量计和液体流量计，按工作原理分为热传递流量计和电磁流量计，分别用于测量鼓风机输出的气体流量和管道污水

39和污泥的流量。液位计用于测量积水池和出水口的液位，量程为0～10 m；PH计用于测量进水和曝气池溶液的酸碱度。由于曝气池是整个污水处理工艺的核心，所以曝气池中的测量仪表作用非常重要，直接关系到污水处理质量。其中溶解氧计测量曝气池中污水的含氧量和曝气池中的微生物生存环境息息相关，必须控制在一个适合微生物生存的范围。溶解氧计将测得的数据传递到控制鼓风机的Oxygard系统，和系统设定值比较，根据差值由系统自动调整鼓风机的出风电磁阀门，控制鼓风量，防止曝气不足或曝气过量。悬浮物浓度计测量曝气池中污水的污泥浓度，传感器将水中的光线转换为电信号，变送器将电信号转换成4～20 mA标准信号，传递到Oxygard系统，经PID环节运算，再输出4～20 mA标准信号，控制鼓风量。曝气池阶段还有温度计和氧化还原电位计等，也十分重要，测量和控制原理大体和溶解氧计与悬浮物浓度计相同。所有的现场测量仪表的测量值都及时传送到中控室计算机操作员站，显示到

界面上。结 语

保定市银锭庄污水处理厂一期工程从建成运行到现在已经7年了，其自动控制系统运行良好，控制效果显著，达到了设计要求。由于其具有设计简单、投资少、控制效果好、易维护等优点，很适合中小型污水处理厂采用。

参考文献

［1］ 胡寿松．自动控制原理［M］．北京：科学出版社，2001．

［2］ 侯志林．过程控制与自动化仪表［M］．北京：机械工业出版社，1999． ［3］ 王洪臣．城市污水处理厂运行控制与维护管理［M］．北京：科学出版社，1997．

第四篇：甘蔗机械化收割存在问题及糖厂应对措施

甘蔗机械化收割存在问题及糖厂应对措施

钟国强 罗汝超

（广西农垦糖业集团星星制糖有限公司，广西 北海 536015）

【摘要】本文阐述了国内外甘蔗机械化收割情况，以及甘蔗机械化收割的影响因素，分析了分段式甘蔗收割机在糖厂的应用所碰到的情况，指出了目前甘蔗收割机的设计还不十分成熟的情况下，要推广甘蔗机械化收割，需要糖厂采取一些行之有效的措施来减少影响。【关键词】甘蔗；机械化；收割；糖厂 0前言

目前，国外的一些发达国家甘蔗生产早已实现了全程的机械化，部分生产环节机械化正在向自动化、智能化方向发展，从而使生产效率不断提高，经济效应不断增长、竞争优势也不断提升。随着我国劳动力的短缺和甘蔗采收成本的提高，部分糖厂也逐步开始使用甘蔗收割机收获甘蔗，但不管是进口的还是国产的机型，采收甘蔗的质量都比较差，这种质量很差的甘蔗进入到制糖生产，会对制糖生产的设备、工艺、收回等产生很大影响，基于此，以分段式甘蔗收割机在糖厂的应用实践情况分析目前的甘蔗分段式收割对制糖生产的影响以及应对措施。

1.甘蔗机械化收割的现状 国外先进的产糖国家如美国、澳大利亚的甘蔗机械化普及率在70%以上，主要使用的是大型切断式联合收割机，此类机型的主要特点是结构复杂，机具庞大，可收获倒伏或严重弯曲的甘蔗，收割后的甘蔗切成20-30CM段，需在16小时内进厂压榨，适应大规模连片种植，地块平整，行距140CM以上的蔗区使用。

国内在学习国外先进甘蔗收获技术的基础上，从60年代开始研制甘蔗收割机和甘蔗剥页机，由于多方面的原因，直至70年代中期才有大规模的研究活动，但到目前为止，适合生产实际应用的成熟、稳定机型基本上没有，尚处在试验、示范阶段。由于国内糖厂的原料蔗产地大部分地形复杂、地块小、种植规模小等因素限制，很大程度上制约了甘蔗收割机的研制和推广应用，仅在一些国营农场进行试验和示范。目前国内使用的收割机主要有切段式甘蔗收割机和整杆式甘蔗收割机。

2.甘蔗机械化收割影响因素

就目前我国甘蔗收割机械化的现状，不管是国产机型还是进口机型，都受到来自我国蔗区地形气候、蔗农观念、农机农艺配套、、甘蔗品种、制糖企业等多方面因素的限制。2.1地形气候影响

我国甘蔗30%以上种植在地势凹凸不平、坡度较大的丘陵地带，甘蔗收割机械难于运行，特别是未对蔗地进行彻底清理，蔗地的石块、树根树桩等易造成甘蔗收获机械的损耗，导致机修成本增加、工作效率降低。2.2蔗农观念影响

蔗农的思想比较保守，小农经济观念较强，对机械化收割还持有怀疑态度，有的蔗农只有在请不到工人砍收甘蔗的情况下才会租用甘蔗收割机收割。许多蔗农不知道购置农机有政府补贴等政策，蔗农普遍认为宽行距会降低甘蔗单产。2.3农机农艺及配套影响

蔗区的种植行距仍以传统模式的0.5-0.9M为主，但是机械化采收要求行距在1.2M以上，这种情况下采用机械收割会影响收割机行进的稳定性，造成割茬不齐，破头率高，同时不利于来年宿根蔗的生长，蔗地的行长不够长，增加收割机的转弯时间，影响工作效率。我国目前自行研制的甘蔗联合收割机在宽行距，蔗株大小均匀，倒伏不严重的情况下，基本上能正常工作，但在倒伏严重，杂草纵生的恶劣条件下，仍无法正常工作。2.4甘蔗品种影响

有的甘蔗品种抗倒伏能力不是很强，我国主产蔗区大多分布在热带、亚热带季风气候影响区，每年夏季受到台风、大风、暴雨的影响，甘蔗倒伏率高达30%-40%，而我国甘蔗机械化收割还没有克服相关难点，收割机械还很难收割倒伏严重的甘蔗，甘蔗品种的脱叶性不是很好，导致机收后的含杂率较高，严重考验现阶段糖厂的接受能力，甘蔗品种的芽型、气生根的多少和宿根再生能力的强弱也影响机收的效果。，2.5制糖企业成本影响 蔗糖生产主体分离影响了甘蔗机械化收获的推进进程。各制糖企业由于压榨工艺和成本控制需要，对入厂甘蔗质量要求较为严格，要求甘蔗含杂率低于2%，而现有较为成熟的切段式甘蔗机械收获的甘蔗破损大且杂质和尘土含量普遍高于7%。糖厂认为甘蔗收获机械性能还不够好，会造成利益受损。为了自身利益最大化，避免机械收获的甘蔗影响糖分回收率，对待机械化收获甘蔗采取观望和等待的态度，有的甚至抵制收购机械收获的甘蔗进厂。3.甘蔗机械化收割对制糖生产的影响

甘蔗机械化收割以后，主要是含杂率高，同时夹带有大量的泥沙，2012年-2015年在广西农垦糖业星星制糖有限公司使用进口的分段式收割机收获甘蔗，星星制糖的日榨量为4000吨/天，机械收割的甘蔗每天的进厂量约200-300吨，连续几个榨季的实际情况表明，机收甘蔗对制糖生产的设备及工艺产生很大的影响，主要有以下几个方面： 3.1增加生产成本

按照几个榨季的数据来看，甘蔗收割机的含杂率大约为15%-25%,但是糖厂一般只扣7%左右，扣杂普遍偏低，糖厂多付8%-18%的甘蔗款以及运费。

3.2容易造成输蔗带的打滑

分段砍收的甘蔗倒入蔗槽后密度增大，而且切面多，经过撕解机破碎后蔗丝变的很结实，而且很多蔗汁流出来，特别是甘蔗落满蔗槽的情况下这种情况会更加明显，输蔗带的上升角度如果大于25度容易造成蔗料的打滑。3.3 加快撕解机蔗刀的磨损

由于夹杂物中含有大量泥沙，开榨20天左右撕解机的刀尖磨损明显，若超过30天蔗刀就几乎磨掉了整个刀尖，持蔗能力下降，最终引起撕解机的塞机，而且磨损以后的蔗刀很难焊回原型，经过补焊以后效果也不是很好，最多十多天又要停下来补焊一次。3.4增大用电负荷

刚开榨的时候510KW的高压电机电流大约在25-30A，如果有收割机甘蔗入榨的情况下，20天左右撕解机的电流就会明显升高，会达到30-35A,30天以后电流尖峰负荷会超过额定电流40A。3.5堵塞管道及锅炉

分段式收获的甘蔗含有的泥沙会进入到混汁箱堵塞泵及管道，甚至会进入到锅炉堵塞炉排及空气预热器，在星星制糖2013/2014榨季中出现了堵塞炉排和3/4的空气预热器的管口，造成了产汽量下降。3.6加大了后续工序的处理负担

分段式收获的甘蔗由于没有砍到鸡蛋黄以下，含有大量的叶绿素，胶体等非糖份，增加的辅助材料的使用量，如果没有混合汁上浮设备提前除去非糖杂质，清汁的质量就会产生波动，从而会影响产品质量的稳定。

3.7对产品收回影响

分段式收割夹带大量的杂质，澄清处理不完全的话会进入蒸发和煮糖，降低糖浆的纯度，增加了桔水产率，最终降低糖份收回。4.应对分段式收割机甘蔗的措施 4.1不断研发分段式砍蔗机的配套设备，使之适应对所砍甘蔗的处理，降低含杂率；

4.2搞好原料的预处理工作，在蔗场安装一个滚筒筛处理机械化收割的甘蔗，把夹带的泥沙除去再进入输蔗带，减少泥沙对设备的磨损； 4.3准备好两套撕解机蔗刀，大约榨一个月左右，洗机或停榨10小时全部更换另外一套蔗刀，再把换下来的蔗刀补焊备用，降低用电负荷，提高甘蔗破碎度。

4.4对于机收甘蔗容易打滑和电流偏高的问题采取薄层快榨的方式，降低蔗料的密度和单位体积的重量。5.结语

随着劳动力的越来越短缺，甘蔗机械化收割是必然的发展趋势，以上通过甘蔗机械化收割在糖厂的应用情况分析，说明在目前使用的甘蔗机械化收割机不是很成熟的情况下，糖厂可以采取一些补救措施，以减少设备磨损，提高生产安全率，减少辅助材料消耗，提高产品质量和糖份收回。希望对国内甘蔗机械化收割机的研发和糖厂在处理甘蔗机械化收割的甘蔗时能有所启发。

参考文献：

【1】 廖平伟等.我国甘蔗机械化收获现状的研究.农机化研究2011.3 【2】 陈引芝等.甘蔗机械化收获现状及对策.现代农业科技2010.11 【3】 王学超.浅析甘蔗收获机械推广应用存在的问题及对策.广西农业机械化.2005.6 【4】 黄国生.浅析现阶段甘蔗收获机械化对糖厂原料的影响及对策.广西农业机械化2009.6

作者简介：

钟国强.（1979生）.男.广西北海人.工程师.广西大学生物技术与糖业工程学院制糖工程专业.长期从事制糖生产管理及研究.工作单位：广西农垦糖业集团星星制糖有限公司 通信地址：广西北海市银海区福成镇星星制糖有限公司 邮编：536015 电话：*** Email:***@139.com

第五篇：变频器DRS2000系列在糖厂的应用

德瑞斯变频器DRS2000系列在糖厂的应用

(应用行业：其他 阅读次数：8)【字体：大 中 小】

一、概况

在我国的制糖行业中，变频器已广泛地应用在风机、水泵等变转矩负载，取得了显著的节能效果。而理平机、蔗刀机、压榨机作为糖厂重要的生产设备，一直采用传统的控制方式定速运行。其实从生产工艺和节能两方面来分析对理平机、蔗刀机、压榨机进行技术改造不但行之有效而且能大幅提高企业效益。

二、生产工艺分析

众所周知，压榨抽出率是影响糖产量的主要因素之一。若压榨抽出率提高1%，则总收回率提高0.9%左右。影响抽出率的因素很多，主要有以下几方面原因：

1． 蔗料的破碎度及形态的好坏直接影响第一台榨机抽出的效率。甘蔗破碎度好，蔗汁易于压出，效果提高。

2． 蔗渣中的纤维成分受压后离开榨机出口时又膨胀，此时被压榨的纤维随着自身的膨胀在出口处会吸去一部分蔗汁，同时受到机器本身性能的影响，甘蔗中的糖份不可能全部榨出，这就形成了蔗渣中的糖份损失。

3．蔗渣水分的影响。

4． 保证从理平机、蔗刀机输送过来的蔗层厚度均匀是提高抽出率的重要因素。如果蔗层过厚，造成压榨不彻底，使蔗渣造成浪费，而且影响机器的运行；如果蔗层过薄，压不干蔗层，蔗渣水分过高，影响抽出率。

5．榨辊的磨损随着机器的运行越来越严重，导致榨辊间的间隙扩大，压榨不彻底，使抽出率下降。

6．电网的供电质量是生产可靠的保证，理平机、蔗刀机、压榨机的电机功率大，瞬间负载大，电网的供电质量直接影响机器的可靠性和连续性。

综上所述，由于压榨机转速固定，从理平机、蔗刀机输送过来的蔗层厚度经常会达不到要求，这样会使蔗汁的平均抽出率下降。抽出率越低说明蔗汁流失越大，从而导致产量变低。如果能对压榨机进行转速调节，当蔗层厚度不够时通过降低压榨机电动机转速的来使蔗层达到正常厚度后再进行压榨，这样压榨会比较充分，平均抽出率将可以有效提高，同时由于转速的降低，从而达到节能省电的目的。德瑞斯DRS2000变频器正是解决此问题的最佳装置。

三、控制方案

本控制方案具有手动/自动功能。

全自动控制：根据对生产工艺的分析，为了提高抽出率，保证蔗层的厚度是非常重要的，即保证电机负载的均匀；从电机的输出电信号来讲，也就是说要使电机的电流波动范围保持在一个较小的范围内。可以通过增加电流变送器检测电机的实际电流，作为变频器的反馈控制信号，变频器根据反馈信号控制电机的实时转速。如果蔗层过厚，电机的电流变大，变频器将把电机的转速按一定比例提升，使蔗层尽快被压榨；如果蔗层过薄，电机的电流变小，变频器将按一定比例把电机的转速降低，以便尽可能将蔗层压榨彻底。这样使电机电流始终在小范围内波动，从而保证蔗层厚度均匀，有助于提高抽出率。

手动控制：当用户需要手动控制时，可通过自动/手动转换开关切换，速度根据用户需要进行调节。

变频节能柜示意图

四、德瑞斯变频器节能柜的特点和优势

1.高可靠性。选自欧美日的高端器件，确保在高温高湿各种恶劣情况下万无一失。

2.本地化服务,24小时到位,各种备件齐全。

3.矢量控制,确保更加节能、控制精度更高。

4.变频器对电机实行软启动和软停止，避免了大功率电机启动时由于动电流大对电网造成的瞬时压降，同时也避免了对，的冲击，延长了电机的寿命。

5.由于变频器中间直流回路有大电容作为储能元件，可以提高网侧的功率因数，提高电网质量。

6.变频器具有完善的保护功能，包括过流、过压、欠压、缺相、过载、过热等，保证了生产的可靠性和设备的稳定运行。

7.提高了蔗汁的抽出率，亦即提高了每个榨季的产糖量，使企业的经济效益大幅提高。

8.工频/变频切换功能。德瑞斯变频柜具有完善的工频/变频切换功 能，特殊情况下，万一变频器发生故障，可以切换到工频运行，不影响正常工作。

9.节省电能，降低能耗，节约生产成本。

10.德瑞斯变频柜一旦安装调试完成，上电后它就会自动运行，变频柜的操作方式与改造前相同，操作工不必重新培训。

11．本系统具有手动/自动切换功能。

四、改造后的效益分析

改造单位：山东XX糖业有限公司

1.节电：按保守33%计算：

每榨季(100天)节电：

1300KW/H×30%×24小时×100天×0.7元=65.5万

2.抽出率提高：根据测算，平均抽出率可提高0.3%以上，现在保守估计抽出率提高0.15%，按年榨15万吨蔗，糖份12.5%，煮收86%计算：每个榨季多产糖：

15万吨 x 12.5% x 0.15% x 86%=24.2吨;0按4000元/吨糖计：

24.2吨 x 4000元/吨= 9.68万元;即产量提高使企业每个榨季多创收9.68万元。

3． 投资回报期：整套系统在一个榨季即收回成本。

德瑞斯机构将为您提供最的佳电机解决方案!