Сахарная отрасль занимает одно из ключевых мест в пищевой промышленности России, Белоруссии, Украины, Казахстана и Узбекистана. Россия входит в число крупнейших мировых производителей сахара из сахарной свеклы. Сахарные заводы работают сезонно: осенью, в период переработки корнеплодов, они выходят на максимальную мощность. Технологический цикл охватывает мойку и измельчение свеклы, диффузию, сатурацию, фильтрацию, упаривание сиропа, кристаллизацию и разделение на центрифугах. Промышленное теплоснабжение задействовано на каждой стадии.
От крупных сахарных комбинатов с собственной ТЭЦ до малых рафинадных цехов и проектов реконструкции действующих линий котельное оборудование подбирают под конкретную схему паропотребления. Ниже разобраны типовые задачи сахарного производства и модели котлов, которые их закрывают.
С диффузии свекловичный жом идет с влажностью 45–55 процентов. На цепной решетке при такой влажности температура в топке падает ниже 800 градусов, горение останавливается, угарный газ летит в дымоход. КПД котла падает с 85 процентов до 75–78 процентов.
Сентябрь–декабрь котел работает на 100 процентах мощности круглосуточно. С мая по август нагрузка падает до 25–30 процентов. На таком минимуме температура в топке не держится, стены водяной рубашки остывают, швы и сварные соединения получают усталостные трещины.
Тонна пара 1,25 МПа на газе стоит около 2800 рублей, на свекловичном жоме около 900 рублей. Завод на 3000 тонн свеклы в сутки за сезон 120 дней набегает разница в несколько миллионов рублей только на топливе.
Предельно допустимые выбросы: твердые частицы ниже 30 мг на нм кубический, оксиды азота ниже 200 мг на нм кубический. Без электрофильтра или рукавного фильтра котел не проходит экологическую экспертизу.
Завод на 3000 тонн свеклы в сутки дает около 360 тонн сахара в день. Простой котла на 24 часа это 3000 тонн не переработанной свеклы и 360 тонн недоданного сахара.
Под каждую мощность и вид топлива подобрана своя модель. Кликните по названию слева, чтобы посмотреть параметры и область применения.
Старые агрегаты ДКВр и КЕ меняются на новые блоки без перепроектирования всей котельной. Размеры и присоединительные размеры согласуют с существующим фундаментом и паропроводами.
Сахарный котел работает не так, как угольный или газовый цех. Ниже пять вещей, которые закладывают в проект до монтажа.
Проектная визуализация углотрубного котла DHL для сахарного завода. На схеме показаны основной котел, бункер свекловичного жома, узел водоподготовки, дымовая труба с газоочисткой и площадка под вспомогательное оборудование.
Из влажного свекловичного жома в дымовые газы уходит много водяного пара. Точка росы у таких газов выше, чем у сухого угля, и составляет 140–160 градусов. Если температура за экономайзером падает ниже этой отметки, на трубах выпадает кислый конденсат и начинается коррозия.
В проекте закладывают температуру уходящих газов выше точки росы и делают обмужку нижних рядов труб кислотостойким чугуном. Иначе за один сезон газоходы приходится переваривать.
В растительной массе свекловичного жома много калия. При горении его соединения попадают в дымовые газы и оседают на холодных поверхностях экранов. Образуется слой, который растет со временем и ухудшает теплообмен.
В проекте закладывают температуру газов в зоне экранов выше точки росы калиевых соединений и ставят обдувку поверхностей. Иначе через месяц-другой работы завод получает котел с залегшими газоходами и внеплановой чисткой.
Часть пара на сахарном заводе идёт напрямую в продукт: подогрев сока, инжекция в вакуум-аппаратах, стерилизация тары. В такой паре не должно быть масла, солей и капель воды с примесями.
На линии прямого контакта ставят сепараторы и фильтры, питательная вода проходит глубокую очистку. Отдельный паровод отбирается от котла до всех прочих потребителей.
Сахарный котел стоит зимой и летом. Раз в осень он разжигается с нуля, раз зимой гасится. В эти периоды топка выходит на режим медленно, выбросы в трубу в это время выше, чем на установившемся режиме.
В проекте закладывают форсуночное растопочное устройство, которое выводит топку на стабильное горение за часы, а не за сутки. Дымосос и горелка работают по заданному алгоритму, а не вручную кочегаром.
Конденсат из выпарной станции иногда несёт в себе капли сока или сиропа. Если его пустить в котел напрямую, в барабане начинается пенообразование, пар становится влажным, на трубах появляется налет.
На линии возврата ставят контроль мутности и сахаристости. Если показатели выходят за рамки, вода уходит в дренаж, а не в питательный бак. Визуально такой конденсат отличается по запаху и на вкус.
Влажный дым с высокой точкой росы, калийная зола, пар в продукт, ежегодные растопки и конденсат с соком это специфика сахарной котельной. Проект закрывает эти вещи до монтажа, а не после первого сезона.
Выбор топлива зависит от региона и ресурсов предприятия. Ниже основные варианты и схема по регионам России, Казахстана и Узбекистана.
Отходы собственного производства. С диффузии он идет сразу в топку, покупать и привозить его не нужно. Из за влажности под него требуется специальная топка с подогревом дутья.
Если в регионе уголь обходится дешевле газа, его подмешивают к жому. Так работают сахарные заводы Казахстана и угольных районов Сибири. Доля угля зависит от фактической влажности жома в конкретный сезон.
Если рядом с заводом проходит газопровод, газом комплектуют резервные и рафинадные котлы. Он горит без золы, котел выходит на автоматический режим, постоянный кочегар не требуется.
Если в регионе нет ничего из перечисленного выше, можно использовать то, что есть поблизости: древесные отходы, торф, лузгу. Топку под такое топливо подбирают отдельно, под его влажность и теплоту сгорания.
| Регион | Оптимальный вариант | Резервный вариант | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Приоритетное топливо | Тип котла | Рекомендуемая модель | Запасное топливо | Рекомендуемая модель | |
| Центральный и Южный ФО РФ | Свекловичный жом, древесные отходы, солома, подсолнечная шелуха, стебли кукурузы | Котел на биомассе | SZL, SZW | Природный газ | WNS |
| Приволжский ФО РФ | Свекловичный жом, древесные отходы, торф, солома, льняной костёр, стебли кукурузы | Котел на биомассе | SZL, SZW | Природный газ | WNS |
| Сибирь | Свекловичный жом с добавкой угля, древесные отходы, щепа, торф, солома | Котел на угле и биомассе | DHL, ЦПС (CFB) | Мазут | WNS |
| Беларусь | Свекловичный жом, древесные отходы, торф, солома, стебли кукурузы | Котел на биомассе | SZL, SZW | Природный газ | WNS |
| Украина | Свекловичный жом, подсолнечная шелуха, солома, стебли кукурузы, древесные отходы | Котел на биомассе | SZL, SZW | Природный газ | WNS |
| Казахстан | Свекловичный жом с добавкой угля, солома, камыш, стебли хлопчатника, подсолнечная шелуха | Котел на угле и биомассе | DHL, ЦПС (CFB) | Мазут | WNS |
| Узбекистан | Свекловичный жом, стебли хлопчатника, хлопковая шелуха, солома, стебли кукурузы, обрезки виноградной лозы | Котел на биомассе | SZL, SZW | Природный газ | WNS |
Паросборный коллектор для распределения пара
Подача биотоплива в топку котла DHL
Один и тот же завод может иметь несколько котельных под разные задачи. Нише основные сценарии.
На тонну переработанной свеклы уходит 0,4–0,5 тонны пара. На заводе работают 2–3 котла, один резервный. Мощность считают по суточной переработке корнеплодов и пиковому расходу пара в выпарном отделении.
Рафинадные цеха работают круглый год, нагрузка на котёл ровная. Технологический цикл короткий, пара требуется немного, требования к чистоте пара высокие. Рафинадное отделение при основном заводе питается от общего паропровода, отдельный котёл ставят при большой мощности.
На крупных комбинатах работают собственные теплоэлектроцентрали. Котёл вырабатывает пар высокого давления для нужд предприятия, параметры пара согласуются с оборудованием заказчика. Котёл работает на повышенных параметрах, давление до 3,82 МПа, производительность от 20 тонн пара в час.
Предприятия закупают сырец из стран Латинской Америки и переплавляют его в белый сахар. Цеха ставят в портовых зонах, рядом с таможенными терминалами. Технология простая, переработка идёт круглый год, котёл работает на стабильной нагрузке.
Патока содержит 40–50 процентов сахара, из неё делают этиловый спирт, кормовые дрожжи, лимонную кислоту и аминокислоты. Брожение и дистилляция требуют большого количества пара, на литр спирта уходит 3–4 килограмма пара. При строительстве такого цеха мощность котельной пересматривают, ставят отдельный котёл.
После диффузии свекловичный жом идёт влажным, для корма его сушат до 12–15 процентов влажности и прессуют в брикеты. Сушильные барабаны работают на перегретом паре или на уходящих газах котла, тепло используется повторно. В пик сезона сушильное отделение добавляет 10–15 процентов к расходу пара, мощность котла закладывают с запасом.
Пять направлений работы с клиентом от первого звонка до планового обслуживания через десять лет.
Подбор котла под задачи заказчика
Монтаж и пусконаладка котла
Обучение операторов котельной
Сервисное обслуживание и запасные части Инженеры Xinli рассчитывают паропроизводительность, рабочее давление и количество котлов. За основу берут суточную переработку свеклы, расход пара на выпарную станцию и вакуум-кристаллизацию, резерв на пиковую нагрузку.
Топливо подбирают по местным ресурсам и ценам. Под влажный свекловичный жом подходит котёл с цепной решёткой и подогревом дутья, под смесь жома с углем углотрубный или котёл с кипящим слоем, для резервных и рафинадных котлов газомазутный. Размеры нового котла согласуют с существующим фундаментом.
Котлы малой и средней мощности поставляются с завода в сборе. На площадке их ставят на фундамент, подключают паропроводы, газоходы и электропитание. Монтаж занимает от двух до четырёх недель.
Котлы большой мощности везут блоками: барабан, каркас, топка, пакеты конвективного нагрева. Сварные швы проверяют рентгеном, после сборки делают гидравлическое испытание. Перед первым растоплением котёл сушат от трёх до семи дней и промывают от окалины. Затем переходят к постепенному нагреву и наладке горения.
На площадке специалисты Xinli обучают кочегаров и ремонтный персонал заказчика. Теория охватывает устройство котла, правила эксплуатации, технику безопасности и действия при аварийных ситуациях.
Практика включает растопку котла, выход на номинальную нагрузку, регулирование горения, плановую остановку и охлаждение. Отдельно разбирают частые неисправности и способы их устранения. После обучения персонал проходит аттестацию. Заказчик получает руководство по эксплуатации на русском языке.
В гарантийный период ремонт и замена деталей входят в стоимость поставки. После гарантии заказчик заключает годовой договор на сервисное обслуживание. Перед началом сезона специалисты выезжают на объект и проверяют состояние котла, решётки, поверхностей нагрева и автоматики.
На складе Xinli поддерживают запас быстроизнашиваемых деталей: колосниковые решётки, уплотнения, подшипники дымососов и вентиляторов, контрольно-измерительные приборы, запорная арматура. Детали отправляют морским или железнодорожным транспортом в Россию, Казахстан и Узбекистан. При неисправности инженеры дают удалённые консультации по телефону или видеосвязи.
Инженеры Xinli помогают заказчику с выбором схемы котельной. По графику паропотребления рассчитывают оптимальную мощность и количество котлов, подбирают топливо по местным условиям, оценивают расходы на топливо и обслуживание.
Для действующих предприятий проводят обследование котельной. Замеряют температуру уходящих газов, содержание кислорода, механический недожог в шлаке, тепловую эффективность котла. По результатам дают рекомендации по переводу на другое топливо, модернизации поверхностей нагрева, установке газоочистного оборудования. Отдельно консультируют по требованиям Ростехнадзора к выбросам.
Четыре тенденции, которые влияют на выбор котельного оборудования на сахарных заводах.
Раньше сахарные заводы России и Казахстана закупали котлы у европейских производителей. Сейчас поставки оборудования и запчастей из Европы затруднены. Предприятия переходят на котлы китайского производства.
Котлы Xinli работают на предприятиях России, Казахстана и Узбекистана. Продукция проходит сертификацию ЕАЭС. Цена на 30–40 процентов ниже европейских аналогов, срок поставки от двух до четырёх месяцев.
Посевные площади сахарной свеклы в России превышают 1 миллион гектаров. Казахстан и Узбекистан также наращивают переработку. Рост объёмов заставляет предприятия расширять паровые мощности.
На многих заводах старая котельная не покрывает потребность в паре в пиковые недели сезона. Заказчики выбирают котлы большей мощности или добавляют второй агрегат.
Ростехнадзор ужесточает требования к выбросам твердых частиц и оксидов азота. Предприятия, которые не укладываются в нормативы, платят штрафы и получают предписания на модернизацию.
Котлы с циркулирующим кипящим слоем работают при температуре 850–900 градусов, оксиды азота образуются в меньшем объеме. В комплекте с электрофильтром или рукавным фильтром такие котлы проходят экологическую экспертизу.
Найти квалифицированных кочегаров на сезон становится сложнее. Автоматические системы управления поддерживают заданные параметры пара без постоянного участия оператора.
При удалённом контроле инженер следит за работой котла из центрального офиса. Система сама фиксирует отклонения и сообщает о необходимости обслуживания.
У сахарного завода есть свой ритм: осенью пиковая нагрузка, зимой и весной плановые ремонты, летом подготовка к новому сезону. Под каждый период подбирается момент пуска котла. Xinli принимает заказы круглый год, сроки производства и монтажа рассчитываются от даты, к которой заказчику нужен пар.
Производственный цех бронирует мощности под конкретный проект, логисты заранее планируют доставку морским и железнодорожным транспортом в Россию, Казахстан и Узбекистан, монтажная бригада выезжает на площадку к согласованной дате. Заказчик называет дату пуска, Xinli подстраивает весь график под неё.
Для расчёта пришлите суточную переработку свеклы, схему паропотребления и вид доступного топлива. Инженеры Xinli подготовят технико-коммерческое предложение в течение трёх рабочих дней.
Свяжитесь с нами по электронной почте: [email protected], или через WhatsApp, либо заполните форму ниже.