8000吨磷酸亚硫酸法甘蔗糖厂设计设备衡算

t/d磷酸亚硫酸法甘蔗糖厂设计设备衡算目录TOC\o"1-3"\h\u22342一、设备选型依据 2778二、设备选型原则 229370设备的选型及计算 222375三、设备计算的要求[23] 210261四、设备选型及计算 311288（一）原料起卸工序 3100761．地磅 390502．起重机 369023．卸蔗台及喂蔗台 44749（二）原料处理工序 4278921．输蔗机 4176462．破碎设备 6182753．吸铁器 78461（三）提汁工序 8123881．压榨机的类型[19] 8120482．压榨机选型及计算 9265973．原动机的选择及计算 13117854．减速器 1572075．螺旋输送机 1563646．中间输蔗机 15295647．渗浸设备 16162758．蔗汁筛 167387（四）清净、蒸发工序 17141．石灰消和机 17261772．燃硫炉 18167523．硫熏中和器 1938364．沉降器 21122185．吸滤机及抽汁罐 23320746．快速沉降器 24249437．加热器 25312198．蒸发罐 2679989．打泡机 272708610．上浮器 27153011．汽凝水、糖浆平衡箱 283182312．蒸发真空系统 3015732（五）煮炼工序 31162651．结晶罐 3148432．抽真空冷凝器 33197943．球磨机 34317884．种子箱 3488025．原料箱 35288336．助晶机 36306397．分蜜机 37122498．糖膏分配槽 39305409．糖糊混和（回溶机） 39238610．螺旋输送机 391269011．气送罐 396026（六）干燥包装运输工序 4072741．干燥运输 40124502．包装 4030177全厂设备一览表 40设备选型的依据和原则[23]设备选型依据根据设计的工艺流程和物料、热力衡算结果，计算或复核各生产设备的生产能力，包括容积和台数，以保证设计的稳妥可靠及经济合理。衡算的设备除个别外，均以现有国家通用产品和制糖专业设备系列产品为对象，采用公式、查定数据、经验数据相结合的方法，并按有关各类型糖厂生产习惯核对选用。设备选型原则必须符合工艺要求，保证产品质量。在满足生产需要的前提下，力求成熟、可靠，并有一定的先进性。在完成工艺任务的前提下，选用能源消耗较少的设备。操作、安装、维修容易。设备的选型及计算设备计算的要求[23]进行设备计算的依据是物料衡算、汽水衡算中计算得的物料量，如设备的生产能力或加工处理能力就是物料衡算所得的各物料的重量。应考虑生产的波动性及注意设备的平衡，计算时应留有一定的富余量，以增加其在处理量上的适应性。设备容量与台数计算时，首先应从有利于生产出发，使之具有更大的灵活性、稳定性和适应性，其次才考虑投资费用的多少。设备选型及计算原料起卸工序地磅原料甘蔗全部陆运。选用广西南宁市华星电子衡器有限责任公司生产的50t电子汽车衡2台，其型号为SCS-50QC，最大秤量为50t，分度值为10kg，准确度等级为Ⅲ级，承重台尺寸为3×14m，并配套地磅微机系统[28]。起重机甘蔗糖厂常用的起重机的主要类型有固定旋转盘式起重机、架空式起重机及行动式起重机。固定旋转盘式起重机及行动式起重机多用于水运，桥式起重机多用于陆运或水路兼运。本设计的糖厂原料蔗全部采用陆运，故选用架空式起重机。架空式起重机分桥式及梁式两种。桥式起重机的主体多用日字形或三角形的桁架梁，因此这种梁的结构刚性较好美观省料，取材易。桥式起重机主要由轨道、桥架、运行机构及卷扬小车所构成。它的桥架主梁为双梁，与两根端梁刚性连接，架在两根端梁上。其特点[6]是：起升高度、跨度、行走长度均较大，三者构成了较大的工作空间和工作面，能使甘蔗作三个方向的直线移动，可按糖厂实际情况来架设，作任意位置的吊运。轨道在空中，行走不受甘蔗的影响，其下面的空间便于车辆运行。工作可靠，稳定性强，安全性高，起重量大，操作容易。体积庞大，材料和投资消耗大。梁式起重机的主梁为单梁，而其卷扬小车为一电动葫芦。因此它的工作性能及稳定性、安全性不如桥式起重机。综上所述，桥式起重机比梁式起重机工作性能好，而且活动范围大、省材，并参考现绝大多数甘蔗糖厂均采用桥式起重机，并且使用效果良好。所以，本设计选用桥式起重机。计算如下：公式：[6]式中—甘蔗榨量，t/h—每次起蔗周期循环时间，min，取4min—运输方式系数，陆运1.50~2.0，取2.0—起重机每次起蔗重量，t—设备利用系数，可按80~50%计，取80%则有：选用6台桥式起重机。型号为QD-16/3.2[29]。工作时4台，备用2台。卸蔗台及喂蔗台为了使甘蔗落槽均匀，以前糖厂普遍使用链板式称蔗台和喂蔗台，优点是操作方便，卸蔗较均匀。由于糖厂甘蔗称量自动化已成为必然趋势，目前各糖厂均采用微机核子秤自动称量甘蔗，以实现均衡生产，称蔗台只起到卸蔗的作用。故设计采用链板式卸蔗台和喂蔗台。卸蔗台选用两台B00607型卸蔗台，台面尺寸5×8m，链条节距150，配备电机：YZ225M-8，额定功率22kW，转速675r/min，配用减速机：ZQ750，速比I=43。喂蔗台喂蔗台台面面积计算：公式：[6]式中A—台面面积，m2Q—每小时处理甘蔗量，t/h则有：选用2台TLC5×20型号的喂蔗台，台面尺寸5×20m，每台台面装载量20t，工作线速8.46m/min，台面水平。配备电机：YZ225M-8，额定功率22kW，转速675r/min[30]。原料处理工序输蔗机甘蔗糖厂用的输蔗机也称蔗带，是用来连续均衡把蔗料送入压榨机组的设备。在输蔗机上装有切蔗机、撕解机等，使甘蔗在输送过程中同时进行破碎处理，因此它须能承载甘蔗重力和承受切蔗机、撕解机斩切甘蔗的冲击负荷。一般糖厂用的输蔗机有链板式和胶带式两种，胶带式输蔗机结构简单、操作安装维护方便、节省大量的钢材投资省，但是不能承受载重负荷和冲击负荷，只适用于小型糖厂；链板式输蔗机耗用大量钢材，其结构笨重复杂，但是能承受载重负荷和冲击负荷。本设计为8000t/d的大中型糖厂故采用链板式输蔗机。输蔗机选用是根据选用压榨机配套，其宽度应和压榨机相适应。选用两台TLB2000输蔗机。其参数如下（表5-1）。表5-1TLB2000型输蔗机技术参数表[6]型号槽内宽度B/mm平送段槽深h/mm机长L/mm输送速度/m/mim水平夹角牵引链节距/mmTLB20002000170040+606~1220°154输蔗机根据选用的规范，进行蔗层平均厚度复核。复核公式：[21]式中—每小时榨量，t—选用输蔗机宽度，m—甘蔗堆积重度，kg/m3零乱甘蔗整齐甘蔗切过甘蔗—蔗带速度，m/min复核计算：取甘蔗堆积重度平送段为180，提升段为350，蔗带速度为10，则：故选用设备符合生产要求。配用电机：Y280M-4，额定功率90kW，转速1480r/min配用电磁调速电机：YCT355-4C，额定功率90kW，转速1320~600r/min配用减速器：ZQ1000-40-IZ，传动比I=48.57破碎设备甘蔗破碎设备的类型较多，从对甘蔗破碎起的作用来分，可分为理平机、切蔗机、撕裂机和切撕机四种。理平机[6]理平机的作用是将输蔗机上未进入切蔗机的杂乱甘蔗理平，有利于切蔗机斩切，也可避免局部过多的甘蔗送入切蔗机引起塞刀、断刀或电动机跳闸等事故发生。其旋转方向为逆转，甘蔗从辐臂之下越过，转速较慢，且刀数少，刀锋不锐利，故不会击破甘蔗，只是往后推，将甘蔗理平。若卸蔗均匀，一般糖厂很少装理平机，因为切蔗机同时可以对甘蔗起理平作用切蔗机[6]切蔗机又称为蔗刀机，是使用较多的一种甘蔗预处理设备，甘蔗经过切蔗机斩切以后，破碎成小片或丝状，增大了蔗层的密度，同时甘蔗的细胞破裂，有利于提取蔗汁，因此切蔗机对蔗料进入压榨机，提高蔗量及抽出率均有重大影响。切蔗机在安装过程中，在运转方向上有顺转和逆转之分，转向不同，对甘蔗喂入切蔗机和切蔗过程均有明显的不同效应。切蔗机转动时蔗刀旋转至最低点的切线方向与输蔗机的运行方向相同者称为顺转的切蔗机，反之则为逆转。撕裂机[6]撕裂机是甘蔗破碎效能较高的设备，破碎度大，有利于提取更多糖分，但撕裂机的动耗比较大，在我国甘蔗糖厂中较少使用或使用时间不长。我国20世纪60年代研制成功的撕裂机主要有锯片式及刀片式，由于处理能力小，只适合于200~500t/d的渗出法糖厂使用，而且刀片与锯片易磨损，需要经常更换，现已很少使用。切撕机[6]撕解机是国内外20世纪70年代投入生产的设备，它兼有切蔗机及撕裂机的功能，可在单机内对甘蔗进行切斩及撕裂，一般逆转并安装在输蔗带的尾端。这种设备由刀辊、压蔗板、挡蔗板、壳罩、砧板、砧板调节装置构成，刀辊与切蔗机的转鼓式刀盘相似，装有鱼尾状头部的蔗刀，与转鼓式切蔗机的蔗刀相比，刀较短且刀数较多。当甘蔗运到撕解机入口之前时，蔗层被压板压住，逆转的蔗刀及锤刀将甘蔗挑起斩切，通过压蔗板与旋转刀尖之间的间隙，把切碎的蔗料抛至顶板，然后落入底砧板上，再次被蔗刀及锤刀所撕解。已破碎的蔗料从底部的开口排出。撕解机兼有切蔗机和撕裂机的功能，可单机对甘蔗进行切斩和撕裂，可处理整条长度的甘蔗，在落蔗均匀时，前面不需要安装切蔗机。其主要特点是功率消耗较少，预处理效果好，蔗料易成丝状，破碎度高。撕解机不同于一般蔗刀机的一个特点是其只有逆转工作。逆转是指蔗刀旋转至最低点时，其切线方向与蔗带运行方向相反，当甘蔗被蔗刀挑起斩向上碰到罩盖时,因重力下落再次受斩,大部分甘蔗被斩切2到3次,同时还要经过栅板的磨作用才能出机,故破碎度较高。逆转的蔗刀向上挑斩多数从蔗颈端部劈向中部,由于纤维是纵向分布,容易劈开、省力。故负荷平稳,尖锋负荷小,但斩切次数多,平均动耗比顺转大,在逆转中未劈透的甘蔗不易拖走,遇厚蔗层时能顺势挑起逐步破碎，安全率较高。其特点是：可以处理整条甘蔗，落蔗均匀时，其前面不需用切蔗机，因它已把切蔗机、撕裂机组合成一整体，功率消耗小，蔗料成丝状较多，破碎度较高。综合以上分析，撕解机兼有切蔗机和撕裂机的功能，与切蔗机相比，功率消耗较少，预处理效果好，甘蔗易成丝状，破碎度高。故本设计选用3台TCD1000×2000的撕解机，1#撕解机采用疏刀式蔗刀配合疏刀式刀盘，2#、3#撕解机采用密刀式蔗刀配合密刀式刀盘，并在蔗刀上堆焊碳化钨以增强其耐磨性。其技术参数如下（表5-2）。表5-2配用电机的参数[6]序号型号刀尖回转直径/mm转鼓直径/mm刀排数/排刀数/把配用电机1#TCD1000×20001550100012144YRKK6302-8，1000kw，741r/min2#TCD1000×20001550120012168YRKK6302-8，1000kw，741r/min3#TCD1100×20001550120012192YRKK6302-8，1000kw，741r/min吸铁器甘蔗在预处理前和预处理过程中，可能会混入铁器，如钢丝绳、折断的蔗刀、螺栓、螺母等。进入压榨机会损坏辊面齿纹，大铁块还会引起安全事故。因次，在进入压榨机前要装置吸铁器。现在使用的主要有电磁除铁器、永磁除铁器。电磁除铁器电磁除铁器的结构为一滚筒，内装有电磁线圈，当能直流电后产生强大磁场，滚筒随着蔗料前进而旋转，遇到铁块即可吸住，随着滚筒放置往下面除去。其磁力强而稳定，易清除铁器，被糖厂广泛采用。永磁除铁器永磁除铁器是由一块永久磁除铁构成，装在滚筒内，利用磁铁的磁力而将通过的铁块吸住，当滚筒转到下，铁块跌落而被除去。然而永久式磁铁使用时间长后磁力会减退，需要更换。蔗层厚时易有铁器漏吸而需要人工除铁。参考这两处除铁器的优缺点及各糖厂的使用情况，本设计选用两台油冷式电磁自卸吸铁器，型号为：RCDF1-20，物量厚度＜460,励磁功率：23kW，驱动电机功率：4kW。提汁工序压榨机的类型[19]二辊式压榨机二辊压榨机，上下两辊中心联线一般为垂直放置，但入料比较困难，可加装入辊器以帮助蔗料入辘，也有把两个辊子的中心联线倾斜60°角安装。辊子是用轴承支承于固定机架中，定辊上有油压装置，使辊子承受一定压力。其特点是结构简单无底梳装置，容易调节辘距，机架不受侧压。可由底辊传动齿轮，不受顶蔗层升降的限制。但其压榨次数只有一次，压榨效能不如三辊式压榨机。糖厂多用于机列第一座作压碎机用，也有用于蔗糠和蔗渣脱水。通用三辊压榨机三辊式压榨机现在已定型，成为典型的压榨机。这种压榨机的优点是：每台压榨机的压榨次数为两次，相当于两台二辊式压榨机，设备投资少。在蔗料入辘方面，可以调整出、入口辘距，使入口较大，有利于蔗料入辘，照顾了生产能力；而出辘口距较小，出料蔗渣含水分小，有利于蔗汁的提取。其缺点是底梳安装在三个辊子之间，调节和装修均不方便，消耗功率较多，而且微生物容易繁殖，蔗渣经底梳时不能加渗透水。在辘距调节方面，当顶辊升降时，出、入口比率不固定，会使蔗料通过前、后辘开口时受压力不稳。顶辊的升降会引起联轴器破裂。另方面，因机架承受较大的侧压，容易破裂。倾斜式压榨机由于典型压榨机的两底辊及底梳的反作用力的合力与顶辊中心的中垂线偏前方15°左右，因此产生了侧压力。为克服侧压力，倾斜加压的压榨机将油压加压的方向向前偏15°，使作用力与反作用力的合力抵消，确保顶辊升降灵活，机架也免受侧压力的影响，提高压榨效能。实际上，由于反作用力的合力的方向不是固定不变的，因此这种压榨机只能部分消除侧压力，而且当顶辊升降变化时，其前后辊辊距的变化以及工作开口比的变化比典型的压榨机变化大，严重影响其油压在前后辊上的分配。因而此类压榨机未能得到普遍应用。偏品字形压榨机这种压榨机的结构基本上仍然是品字形的，实际上是把典型压榨机的三个辊子的轴线构成的三角形向后旋15°角，这样前后辊合力的作用力线便与顶辊的中垂线一致，基本上消除了侧压力，而且其前后辊所受压力的水平分力几乎相等，而且方向相反，机架受力均匀。偏品字形压榨机的缺点是：顶辊位置升高，影响蔗汁的流动，但对蔗料入辘较为有利；底梳的底板是倾斜的，安装检修均感不便。此外，它与倾斜加压的压榨机一样，榨辊升降时工作开口比变化较大。恒开口比压榨机在压榨过程中，为保持压榨机工作出、入口比率恒定不变而设计的新型压榨机。它的三个辊子仍为品字形安排，但此品字形前倾15°，前辊的位置较低，而后辊的位置较高，机架分上、下两部分，下半部分为固定底座，与基础紧固，上机架为活动的顶盖，底座安放前后辊的轴承、底梳等。底座的前端装有油压活塞，后端装有顶盖枢轴，顶盖中部装有顶辊轴承，其下部借枢轴与底座铰接，其前端销接油压活塞。顶盖以枢轴为支点，顶辊轴承为重点，油压活塞为力点形成一杠杆结构，故在油压活塞处施加所需压力的一半左右，顶轴承便可达到所需全部压力，因此活塞的直径可较小。当蔗料进入压榨机时，顶辊以枢轴至顶辊中心的距离为半径，使顶辊作弧线升降，而达到出入口工作比恒定的目的。而其前端则受油压活塞向下的拉力。由于和臂梁没有相对运动，因此，在常用压榨机中由于它们的摩擦而造成的功率消耗也就可以消除。这种形式的机架，使压榨机的拆装十分方便，只要把上臂梁打开，全部辊辘的底梳就可以毫无阻碍的吊出，修理方便。四辊式压榨机四辊式压榨机的机构比较复杂，加工和检修不便，压榨甘蔗操作比较麻烦，故大中型糖厂很少采用。但是对于小型糖厂来说，四辊压榨机可以进行三次压榨，提汁效能较高，但投资费用对一台机来说比较大，而对压榨机组来说，投资费用就不算大。五辊式压榨机目前有一种五辊式压榨机，实际上是在三辊式压榨机之前加一对双辊预压入辊器，即可强制入辘，提高压榨能力，也可预压出一部分汁，以提高压榨效能。通过上述可知，恒比式压榨机能做到在蔗层厚薄不均时使开口比恒定，为提高压榨效能打下了良好基础；可使收回率提高，榨量也大幅度提高（压榨机线速可以降低）；运行稳定。所以，本设计决定选用恒比式压榨机。压榨机选型及计算压榨机选型本设计决定选用5台HGX2000滚动轴承恒比式压榨机，技术参数如下。表5-3HGX2000型滚动轴承恒比式压榨机[6]型号规格顶辊公称直径(mm)辊套公称长度(mm)最大压榨力(kN)榨辊转速范围(r.p.m)外型尺寸（长×宽×高）(mm)生产能力(t/d)HGX20001000200047004~84560×4900×38905000~8500压榨机计算压榨机速度的选择：压榨机的最大速度应从榨量、抽出及功率消耗几方面来考虑。根据生产实践及设备价格的统计，最大线速可用下式表示[18]：或式中—最大线速，m/min—最大转速，r/min—辊子直径，m则有：比纤维荷载量：单台压榨机比纤维荷载量：[21]压榨机组比纤维荷载量：[21]式中—每小时榨量，t/h—甘蔗纤维分，%—压榨机线速，m/min—压榨机辊长度，m—压榨机辊直径，m—预处理系数—压榨机转速，r/min—压榨机组压榨辊数则有：可以用来检查压榨机的工作状态；可用以衡量压榨机组的操作，亦可以复核选用台数。蔗汁损失和抽出率复核：根据损失蔗汁%纤维，压榨机台数与抽出率，蔗汁损失%纤维形成规律变化等因素，可用以复核选用台数。蔗汁损失%纤维[21]更正抽出率[21]式中—压榨机组的压榨辊数则有：加压设备：加压设备主要有以下几种类型[6]。重块式油压蓄能器此种蓄能器结构简单而实用，容易制造，但耗用材料较多，占地面积大，且升降不够灵活，容易产生油压滞后现象，调节压力需要增减铁块，不够方便，因而目前较少厂使用，目前多采用气-油式蓄能器，它可分为低压式及高压式（气囊式）。低压式气-油式蓄能器此种蓄能器结构简便，占地面积少，可安装在压榨机附近，方便操作；压力调节容易，操作方便。但是每一蓄能器备一贮气箱，占地面积大；在整个液压系统中，有油管、气管，管路复杂，还有活塞的惯性及摩擦的影响；另外，还需配备空气压缩机，压缩机一旦发生故障，易影响整个生产。高压式气-油式蓄能器高压式气-油式蓄能器有活塞式、液气接触式及胶囊式（又称气囊式）等三种形式，其中胶囊式结构最为简单，使用安全可靠，在糖厂普遍使用。它是由一个圆筒形的密闭容器及耐油橡胶制成的气囊所组成，胶囊中充以一定压力的干氮气，胶囊与外壳间的空位则用泵打入液压油，所需压力可任意调节。它结构简单，体积小，能获得较高而稳定的顶辊油压，附属设备少，所以比其他类型更为优越。鉴于以上原因，本设计决定选用胶囊式气-油式蓄能器。采用胶囊式蓄力器，计算公式[6]：压力系数比液压式中—压力系数，MPa—总油压，N—辊长，dm—辊径，dm—比液压，MPa同等破碎度的蔗料，受压愈大，压缩程度愈大，压出的汁愈多；但压力达到一定程度后，蔗料压缩程度增加很少，压出的汁增加不多，这与生产实践相吻合。油压较高时，抽出率较高，但油压增大到一定程度后（2.5MPa以上），再增大油压，抽出率提高并不多，且会增加动力消耗及设备磨损等不良影响。因此在设计时压力系数选用2.5~3MPa，使设备有一定的安全系数，实际使用时，一般为1.5~2.MPa，不宜超过2.2MPa[6]。随着生产的发展，蔗料的破碎、渗透效能、排汁等均有大幅度的改善，要达到一定的抽出率，用较轻的油压即可达到要求。现取压力系数p为2.5MPa，则：总油压力比液压因此，决定选用型号为TJN25的胶囊式气-油式蓄能器。压榨机组生产能力计算：计算公式：[18]式中k1—甘蔗预处理系数，一般1.15~1.25，取1.25k2—辊径特性系数，一般0.4~0.5，取0.5k3—入辘器装置系数，一般1.1~1.4，取1.35k4—压榨抽出影响系数，当抽出率为97%～95%时，K4为1~1.3，取k4=1.2D，L—榨辊公称直径和有效长度，mN—压榨机组的压榨辊总数n—压榨辊转速，r/minf—甘蔗纤维分，%C则有：可见所选用的压榨机能满足生产要求。原动机的选择及计算甘蔗糖厂压榨机是低速重载荷的迴转机械。用来拖动压榨机的原动机常用蒸汽机、汽轮机和电动机等。选择那一种原动机，要考虑其结构、性能、传动、设备投资、经济性能和压榨工艺要求。投资方面要考虑费用、材料耗用量；经济性能要考虑热能利用、设备效率、管理和维修费用；从压榨工艺要求考虑到压榨机转速低、负荷变化大，又要有一定的调速范围和较大的起动力矩，有时甚至要开倒车等。蒸汽机[18]蒸汽机是比较旧式的动力机，它结构简单、造价低、投资少，制造、管理、维修技术要求不高，操作容易。它是一种低速原动机，容易减速，可以减少中间部分传动装置。蒸汽机的乏汽可以用于蒸发、煮糖，热能利用经济。调速性能也较好。但是设备笨重，耗用钢材多，占地面积大，热效率低。管理、维修所耗用的费用和人力较多。蒸汽机是往复式运动的机械，转变为圆周运动较为不均匀，起动手续麻烦。它使用蒸汽的压力和过热度不能过高。乏汽含油不易清除干净，常影响加热、蒸发和煮糖的传热效率，影响入炉水质量。蒸汽机的滑动摩擦面较多，机械效率低。飞轮惯性大，遇到事故难以立即停机，蒸汽机体积庞大，又不便于独立传动和集中控制。汽轮机[18]汽轮机容量大，热效率高，设备轻巧，结构紧凑，占厂房面积较少，操作方便、安全可靠，维护管理费用低，便于集中控制。适合用于联合传动或独立传动，调速范围大，适合于压榨机运行要求。汽轮机适用较高的蒸汽压和过热度，乏汽很适合糖厂热力利用的要求，且乏汽不含油污。但汽轮机的制造、维修和管理要求有较高的技术水平。。由于转速高达3000~8000r/min的汽轮机，带动3~8r/min的低速压榨机，要配备昂贵的减速机，投资费用大。电动机[18]压榨机采用电动机带动，可以集中发电，便于自动控制，有利于采用较大型的、效率高的汽轮机发电机组，减少管路装置，乏汽不含油污，背压较高，有利于热力综合利用。电动机设备紧凑，占用厂房面积小，安装容易，维修、管理方便，便于集中控制。电动机工作可靠，不易出故障，启动及停机迅速，遇到铁块等杂物进入压榨机时，可自动跳掣，避免重大事故。如要开倒车也方便。但设备投资大。虽然热效率高，但由于经过多次能量转换，总的效率低。除直流电动机外，其他电动机过载能力较差，且又无飞轮储能，需要较大的动力富裕量。通常用于压榨机的电动机有直流电动机、整流子电动机、绕线式电动机和鼠笼式电动机等。直流电动机具有良好的调速性能，起动力矩大，过载能力强，安全可靠。但设备投资较高，结构较复杂，维护工作较麻烦。直流电动机可用直流发电机或可控硅整流等变电方式。其中以可控硅装置较为先进，它的设备简单，安装容易，调速范围广，过载能力强，经济效率高，操作管理方便，特别是便于自动控制。整流子电动机主要靠移动炭刷来调整转速，其调速范围可达1:3，功率因数较高。但结构复杂，价格贵、炭刷的维护工作麻烦，需要备件多。绕线式电动机起动力矩大，起动电流小。但调速比较困难，鼠笼式电动机结构简单、安装可靠，价格低廉，但调速困难，起动电流大，功率因数较低。结合现在糖厂使用的原动机考虑，本设计决定选用直流电动机作为压榨机的原动机。原动机所需装置功率可用下式计算：[18]式中k1—动力系数k1=0.135~0.165，取k1=0.162k2—原动机装置功率所需裕量系数，单台压榨机传动k2=1.1~1.25，多台取1.1P—压榨机液压压力，tD—压榨辊公称直径，mn—榨辊转速，r/min则:原动机所需动力装置功率故配备电机主要参数如下表5-4：表5-4配备电机参数型号功率kW电压v转速r.p.mZD-98/87600440150/300减速器新建大中型糖厂广泛采用传动比大（为31.5~140）的全封闭传动齿轮装置，其结构紧凑、占地面积小。故本设计采用TB型减速器，传动比为31.5。螺旋输送机用于输送蔗汁平面曲筛的蔗屑。选用1台TLS300型螺旋输送机[30]。中间输蔗机中间输蔗机的作用主要是把前一座压榨机排出的蔗渣输送至后一座压榨机。同时，在蔗渣运送过程中，可对蔗带上的蔗渣进行渗浸处理。中间输蔗机的速度比压榨机快，因而也有推动甘蔗入辘的效应。中间蔗带的形式有链板式、耙齿式、迫入式及胶带式[18]。链板式中间输蔗机链板式中间蔗带的优点是承载能力强，有利于装设打散机使蔗层打散、重排，改散渗透。但链板式中间蔗带比较笨重，耗用钢材多。在使用了一定时间后，蔗渣易于从相邻的两块钢板的隙缝中漏下。此外，当压榨机入口发生塞辘时，停留在辘口的蔗层不但不能起到入辘的作用，反而产生一种反压力，使带板发生弯曲现象。由于反复冲击，往往引起带板及链子破裂，有时虽然没有破裂，但链子因冲击而松动或蔗屑填塞在链缝中，也容易引起跳链而导致事故发生。维修工作量大，费用也多。现糖厂已很少使用。耙齿式中间输蔗机耙齿式中间蔗带的优点是槽底无蔗屑及蔗汁漏下，比较干净清洁，蔗料不会打滑。蔗带位置较高，工作人员可自由通过带底，便于维护检修。刮板易于更换不须拆除蔗带的任何部分，便可将压榨机的底辊移出，蔗带链子有任何部分损失时，容易修理。其缺点是，耙齿式中间蔗带结构比较复杂，动力消耗及占用厂房面积较大。链子与刮板在蔗渣及酸性蔗汁中运行，容易磨损，由于磨损引起链环及耙齿折断，此折断的齿若进入压榨机，将损坏压榨辊子沟纹。迫入式中间输蔗机迫入式中间蔗带的特点是无传动部件，不消耗动力，加工、维修、管理均较方便。但停机时，蔗渣存在槽内，需人工清理，影响检修时间。由于其输送效果较差，因而目前已基本不用。胶带式中间输蔗机胶带式中间蔗带是一条闭合的环形胶带，它的前后端装有主动滚筒和被动滚筒，上行部分还装有承重滚筒，有的在下行部分还有托辊，末端有一斜槽帮助入辘。为了防止蔗带走偏，在主动滚筒和被动滚筒上有凹槽与胶带的凸条相配合（还设有刮渣装置，防止蔗渣填满凹槽）。两边旁板与胶带保持一小间隙，用角胶压上作密封，避免蔗渣漏到槽底。胶带式中间蔗带具有结构简单，节约钢材和节省投资，管理维修容易等优点，但其在输送蔗渣时容易打滑。综合上述分析论证，结合实际情况，本设计决定选用4台耙齿式中间蔗带，其型号为TLB2000，槽内宽度B=2000mm，座距10m。配用Y160M-4电机，功率15kW，转速1450r/min，倾角45°[6]。渗浸设备在多重压榨作业中，对每座压榨机排出的蔗渣以热水或稀汁进行渗透，稀释残留蔗渣中的蔗汁，以降低末座压榨机出来的蔗渣水分和转光度，从而提高压榨抽出率。甘蔗糖厂的压榨渗浸设备包括有水计量器、喷射器、蔗汁喷淋器及蔗汁泵等。热水喷射器[18]热水先经过计量器，然后由泵加压经喷射器注入末座压榨机前的蔗渣。水计量器有用水表、自动记录的容积或重量计量等方法。热水要在高压喷射和足够的温度（50~90℃）。喷水要求均匀全面，又要使水渗入到蔗渣内部。也有采用一条横管，管壁钻3mm的小孔。为了保持水的喷射力，管内水压应保持3~5m水柱压头。蔗汁喷淋器[18]蔗汁喷淋器有许多形式。在有条件采用筛滤蔗屑装置的情况下，最好是采用喷射器，可以达到喷射速度高。但糖厂因除蔗糠不净，容易堵塞喷嘴。尤其是各台压榨机出汁，直接用无阻塞泵输送到前座压榨机喷淋。故多采用溢流槽式、布汁板及小曲筛等喷淋装置。溢流槽装置喷淋汁溢流而下，因为没有压力，且有蔗渣堵塞时，会产生局部喷淋不均匀，不利于渗浸效能的发挥。采用小曲筛，稀汁进入后，大部分蔗屑被分离，可使喷淋汁出汁均匀，不易出现堵塞。也就减少了蔗汁局部喷淋不均的现象。本设计的采用小曲筛施加稀汁，选用3台型号为THX2.6的小曲筛。过滤面积：2.6m2，筛面宽：1650mm。同时采用6台（其中3台备用）无阻塞泵，型号：TWZ-4Ⅰ，扬程：10m，流量：60m3/h，转速：1440r/min[30]。配用电机：型号：Y100L2-4，功率：7.5kW。蔗汁筛现在糖厂多是对蔗汁进行两级筛分，一级使用滚筒筛，二级使用平面曲筛。滚筒筛滚筒筛能连续、自动进行排液、排渣、操作环境较干净、操作简单、方便；处理量大，且能适应混合汁量的瞬时大量波动；过滤效率高，杂质在筛筒内翻滚前进，停留时间长，滤出的蔗屑纤维含水分低。本设计选用2台TTZ1500型蔗汁滚筒筛[30]作为一级曲筛。平面曲筛结构简单、安全可靠、维修方便，由于无运动部件，利用重力工作，故设备本身无能耗。尺寸计算：宽度[18]式中G0—每小时榨蔗量，t/hg—提汁率％C(包括蔗屑)，取g=105％CN—台数，选用2台r—蔗汁容积重度，t/m3，取r=1.07t/m3k—流量系数，0.48～0.5，取k=0.49H—溢流液位差，m，一般为0.02~0.03m，取H=0.025m则有：蔗汁曲筛的生产能力主要决定于筛面宽度，根椐一般经验数据为每米筛面宽度可过滤蔗汁量30~35t/h。选用2台THX6型曲筛[30]作为二级曲筛。清净、蒸发工序石灰消和机选型石灰消和器普遍使用的有转筒式石灰消和器和夹套式石灰消和器。由于转筒式石灰消和器的筛网容易堵塞，未消和的石灰可能被迅速排出，所以所消和的石灰没有消和完全，石灰乳质量不好。而夹套式石灰消和器是经转筒式石灰消和器改造而得的，即在原转筒内再增设一直径较小的内套筒，其具有以下特点[18]：石灰与水的流向为逆向，石灰乳经外套筒的环形通道时，其较大的粒子被螺旋导向板推回，而质量较好的石灰乳从出口处流出。内套筒的前段设有螺旋导向板，未乳化的石灰推向后端，避免堆积在入口处而影响连续入料，其后段设置许多挡板，除增加块状物在内套筒的停留时间外，还起较好的搅拌和破碎作用。可以延长未消和完全的石灰在筒内的停留时间。所以夹套式石灰消和器可收到较好的消和效果，本设计决定采用由TNL系列改造的夹套式石灰消和器。计算采用夹套式石灰消和器，其有效容积：[18]式中—每小时榨蔗量，t/h—有效氧化钙%C，g＝0.22%C—消和时间，min，一般为15~25min，现取15min—石灰乳中有效氧化钙浓度，kg/m3，现取C＝75kg/m3—设备利用系数，现取0.8则有：所以，选用1台型号为TNL1500夹套式石灰消和器，公称容积：10m3，滚筒直径1500mm，滚筒长度6000mm，石灰处理量：950kg/h，螺旋自动排渣。配用电机型号为JQ2-61-8，功率7.5kW，转速960r/min[31]。可以满足生产要求。燃硫炉硫熏在甘蔗糖厂的澄清工序中占有重要地位，硫熏的好坏直接影响产品质量。硫熏要好，须有好品质的二氧化硫。甘蔗糖厂中糖汁所需要的SO2气体，是从燃硫炉燃烧硫磺产生的，糖厂对燃硫炉的工艺要求是：有足够的燃烧面积；生成的SO2气体浓度高而稳定；燃烧室应能进行温度及气量调节，防止升华硫及SO3的形成；生成的SO2要适当冷却,以便糖汁吸收；尽可能在负压下操作，防止硫气从设备或管道内逸出，污染环境及妨碍操作。我国糖厂使用的燃硫炉有几种型式：固定式燃硫炉、旋转式燃硫炉及自熔式燃硫炉。固定式燃硫炉[18]其结构简单，操作方便，但加料时SO2浓度波动较大，正常SO2含量低，只达6~8%左右。旋转式燃硫炉[18]其虽有燃烧面积较大，适应燃烧低质的硫磺，且SO2的浓度较大，体积小重量轻的优点。但炉内温度高容易产生大量升华硫。自熔式燃硫炉[18]自熔式燃硫炉是从原固定式燃硫炉的基础上改进的主要特点是利用燃硫时本身产生的热量将固体硫自行熔化成为液态，经阀门调节流入燃硫盘燃烧，以生成SO2气体。这种燃硫炉的优点如下：加硫方便，升华硫少，结构简单，在生产使用效果好；燃烧较完全，基本上没有升华硫，解决了硫气管道堵塞而影响连续性生产的问题。硫磺杂质可在熔硫盘中清除；液态硫为稳定连续加入且燃烧均匀，硫气浓度比较高而稳定，有利于提高硫熏强度；设备结构简单，容易制造，采用固定的燃硫平盘，不用动力和传动设备；利用本身燃硫热量来熔硫，不需另设蒸汽熔硫器，不耗蒸汽，设备紧凑，而且避免了硫粉抽入管道中去。综合考虑，本设计决定采用自熔式液态燃硫炉，其燃烧面积计算如下：公式：[18]式中G0—每小时榨蔗量，t/hg—硫磺%甘蔗，为0.1%CG—单位时间单位面积燃硫量，一般15~25kg/m2·h，取20kg/m2·h则有：燃硫炉的台数：式中A—总燃烧面积，m2a—每台燃硫炉的公称面积，m2，取a=4m2则有：故本设计采用5台型号位TRL4-0的自熔式液体燃硫炉，燃烧面积：4m2，炉体为夹层式，通过针阀调节进入燃硫盘的硫磺量[30]。硫熏中和器澄清过程的硫熏是蔗汁硫熏。硫熏是蔗汁吸收SO2的过程，在这过程中二氧化硫从气相转入液相，与此同时，蔗汁中的SO2与加入的石灰乳生成大量的亚硫酸钙沉淀起着吸附等作用。管道硫熏中和器是目前较为理想的硫熏设备，其具有的优点：设备结构简单，制造容易，工作可靠，操作与管理方便，占地面积小；自行吸入硫气，燃硫系统在负压下工作，不需空气压缩机，SO2很少溢出污染空气；SO2吸收率高，一般在90~95%以上，且可达到较高的硫熏强度；只需利用蔗汁的静压力作为工作的原动力，不需动力，维护方便。管道硫熏中和器分为压力型和抽吸型两种，以抽吸型更为优越。而抽吸型中又有卧式和立式两种,其中立式又有单喷嘴和多喷嘴两种形式。卧式管道硫熏中和器[2]卧式管道硫熏中和器的特点是反应快速,并利用蔗汁的流量来抽吸硫气，SO2气是随着蔗汁流量的改变而改变,只要管道尺寸一定,两种物料便自动按比例进入抽吸室,这样就可保证工艺上对硫熏强度的要求和稳定。当蔗汁流量变化较大时,为了维持一定的高速喷射,抽吸室内装有可调节流量的针阀,以维持必要的压力和流速。但其抽吸系数较小，需要提高入汁压力补偿，因此产生较多的泡沫和增加电功率的消耗。立式管道硫熏中和器[2]立式管道硫熏中和器,是在卧式单喷嘴及水喷射冷凝器的实践基础发展而成的。由于多喷嘴能使射流分成多股,增大气、液两相接触面积，在一定的液体流量下，能明显增加吸入的气体量，因而提高了抽吸能力。另外，立式喷射液柱受重力加速度的影响，流体排出容易，而卧式的结构必须克服液封高度及管道阻力的影响。此外，立式管道硫熏中和器占地少，在车间好布置，为许多糖厂所采用。两种类型中和器的比较（如表5-5）。表5-5卧式管道硫熏中和器与立式管道硫熏中和器的比较[21]项目卧式立式SO2吸收率99%以上95%以上抽吸系数K6~88~10入汁压力/kg/cm25~62~3泡沫生成较多较少来汁量的适应性适应范围较大，可调节来汁喷射流速适应范围小，来汁量变化较大，则需增减喷嘴考虑设备的效能，且结合实际情况，本设计决定采用多喷嘴的立式管道硫熏中和器进行蔗汁硫熏。相关计算如下。喷嘴出口直径：[18]入汁管内径：[18]喷嘴流速：[18]扩散管直径：[18]式中G0—每小时榨蔗量，t/hg—混合汁%甘蔗，为95.91%Cγ—混合汁容积重度，t/m³，取1.07t/m³k—流量系数，（一般0.90~0.94），取0.92H—混合汁出入压力差，（立式18~25m）取20mN—喷嘴个数，取25个v1—混合汁流速，（立式1.5m/s），取v1＝1.5m/sd—针阀直径，（一般0.02～0.036），取0.03m—重力加速度，取9.8m/s2—扩散管截面积与喷嘴面积之比值，取10则有：由上述计算选用2台Ф1000立式喷射硫熏中和器，喷嘴25个，喷嘴直径16mm，入汁管内径300mm，扩散管内径240mm，尾管内径300mm。其中一台为备用。沉降器本设计使用多尔式连续沉降器，详细论证见第二章工艺方案第一节生产方法的选择。沉降器的计算：沉降面积：[18]设计时以实测的清汁产率和沉降速度为依据，考虑生产波动和沉降不良时沉降速度下降等不利因素，按经验选取合理的数值，做到留有余地。当a=65~75%时，在一般情况下，平均沉降速度w=0.25~0.7m/h，通用设计取a=70%，w=0.3~0.5m/h，如添加适量絮凝剂，w可得较大数值。沉降器总层数：[18]沉降器的有效容积与总容积：[18][18]沉降器的有效容积是指正常装盛蔗汁的容积，根据糖汁在器内的平均沉淀时间决定；总容积是指器内最大容积，由有效容积和装载系数决定。有效容积和总容积主要决定于蔗汁停留时间，亦即决定于沉降速度。沉降器的高度：锥底高度[18]圆筒体高度[18]搅拌装置轴功率（经验公式）：[18]式中—采用沉降器个数—糖厂生产能力，t/h—处理糖汁对甘蔗重量百分比，99.17%—沉降器清汁产率，%—清汁重度，1.06—清汁上升速度，m/h—糖汁重度，1.069—装载系数08~0.9，取0.85—器体的液面高度，m—搅拌速度，r/min现取用a=70%，w=0.7m/h，D=8m，α=15°，h=5m，，则有：设x为沉降层高度，y为增浓层高度，则有：x0.91.01.1y2.21.681.16如果取x=0.9m，则沉降层和增浓层的总高度较大，那么沉降器的总高度就会相对偏大，耗用材料多，若取x=1.1m，则y过小，会影响放清汁的速度和质量。故选取x=1.0m考虑沉淀困难时，和实际需要有一定的缓冲暂贮容积，故增加一层。其最大沉降面积：取缓冲层的高度为0.5m，则沉降器的总容积为：搅拌装置轴功率：根据计算决定选用型号为TDJ430的多层连续沉降器[30]1台。吸滤机及抽汁罐本设计选用无滤布真空吸滤机，详细论证见第二章生产工艺第一节生产方法的选择。下面是对无滤布真空吸滤机进行计算及选择。过滤面积：[18]台数：[18]式中—每小时榨蔗量，t/h—滤清汁对蔗比，%C，为39.47%C—过滤速度，L/m2·min，一般V=9L/m2·min—滤清汁容积重度，取1.057t/m3—备用系数，一般0.85~0.95，取k0=0.90—系列产品过滤面积，m2，取85m2则有：故本设计选用3台型号为G85/3.7的无滤布真空吸滤机,外型尺寸为9.35×4.82×4.2m，转鼓直径3.7m，转鼓转速0~0.4r/min，电机功率5.5kW。抽汁罐的选用要保证有一定的储量，以便在滤汁泵抽定至回复正常运动有一定缓冲时间。抽汁罐容积：[18]式中—每小时榨蔗量，t/h—滤汁对蔗比，%C—滤汁容积重度，t/m3则有：参考设计规范，本设计选用TYL1600型抽汁罐[30]，数量3台，每台过滤机配用用一台抽汁罐。快速沉降器本设计采用波纹板快速沉降器对无滤布真空吸滤机的滤汁进行沉降分离处理，设备的选择论述详见第二章工艺方案第二节生产方法的选择中相关内容。波纹板快速沉降器的计算如下：波纹板高度：h=1.1~1.3m，取h=1.2m波纹板宽度：[29]式中—糖汁流量，t/h—糖汁流速，取0.008~0.012m/s[32]—糖汁密度，t/m3，取1.057t/m3则有：波纹板长度：式中—波纹槽直径,0.03~0.06m；取d=0.05m[33]—雷诺准数，[22]—糖汁粘度,0.45×10-3kg/m·s—糖汁流速，取0.01m/s[32]—滤汁量，t/h—最小絮凝体沉降速度，滤汁取0.002~0.0025m/s[32]—蔗汁密度，取1.057t/m3则有：波纹板快速沉降器容积：式中—设备利用系数，0.85~0.95，取0.9则有：故选用一台有效容积约为35m3波纹板快速沉降器。加热器在蔗汁的澄清处理过程中和进入蒸发工序之前，工艺要求蔗汁必须达到一定的温度，因此要对蔗汁进行多级加热，加热时要求被加热物料和热源隔开，这就需要用到蔗汁加热器。目前糖厂使用较多的加热器有多程列管式加热器和板式加热器两种。多程列管式加热器结构简单、坚固，制造工艺成熟，所用材料选用范围广；适应性大，可承受较高的压力，密封性好；操作和管理简单，除垢方便。板式加热器结构紧凑，体积小，质量轻，传热板薄，耗用金属量少，仅为列管式加热器的1/3~1/4；传热效率高，一般比管壳式加热器高2~4倍，在同一条件下所需要传热面积小；加热物料在加热器中停留时间短，内部死角少，卫生条件好；操作灵活性大，应用范围广，可以根据需要增加或减少板片的数量以改变其加热面积；可使用较低温度的热源，回收低温热源中的热量，达到节约能源的目的；换热器板片间通道内流体运动激烈，蒸发速度快，且表面光滑，形成积垢较少，工作周期长，并便于使用化学方法清洗。虽然板式加热器在性能上相对于多程列管式加热器要好，但是管理和操作较严格，而且设备较复杂，目前在糖厂使用还不多，技术不够成熟。而多程列管式加热器管理操作较简单，并且在糖厂广泛使用，具有一定使用的经验，使用技术也比较成熟，非常符合本次设计的要求，故本次设计选用多程列管式加热器。加热器的计算详见第四章热力衡算第二节相关内容。混合汁加热选用3台加热面积为200m2的TLG200-42加热器，其中一台为备用。中和汁加热选用3台加热面积为300m2的TLG300-42加热器，其中一台为备用。清汁加热选用3台加热面积为300m2的TLG300-42加热器，其中一台为备用。滤汁加热选用2台加热面积为100m2的TLG100-42加热器，其中一台为备用。粗糖浆加热选用2台加热面积为100m2的TLG100-42加热器，其中一台为备用。蒸发罐目前，我国糖厂使用的蒸发罐的类型有标准式蒸发罐、外循环式蒸发罐和多降液管式蒸发罐。标准式蒸发罐结构简单，制造容易，操作可靠，积垢的清除也较方便。入汁和出汁装置比较合理，两者不会相混，出汁浓度不高于罐内糖汁的平均浓度。传热性能也较好，但中央降液管占据了较大的加热面积，影响了布管的紧凑性，对传热不利。外循环蒸发罐是针对标准式的缺点改进的，它将中央降液管移至加热室外，从而加热室可以多布置管子，结构较为紧凑，对于相同的加热面积，汽鼓直径比标准式的小，罐底容积也较小，这就相对缩短了糖汁在罐内的停留时间，出入汁装置也较为合理，传热系数较高。多降液管式蒸发罐是在外循环蒸发罐内部多加装降液管而成，集合了标准式蒸发罐和外循环式蒸发罐的优点，适合加热面积大的蒸发罐。目前各大中型糖厂普遍采用。基于上述论证说明和要求，本设计根据工艺流程要求及生产规模，选择采用TWX型内外循环蒸发罐。蒸发罐的计算详见第四章热力衡算第二节相关内容。蒸发罐的选型：Ⅰ效选用TWX4000型多降液管式蒸发罐1台，加热管φ42×1.5×3000Ⅱ效选用TWX4500型多降液管式蒸发罐1台，加热管φ42×1.5×3000Ⅲ效选用TWX2000型内外降液管式蒸发罐1台，加热管φ42×1.5×3000Ⅳ效选用TWX1000型内外降液管式蒸发罐1台，加热管φ42×1.5×3000Ⅴ效选用TWX1000型内外降液管式蒸发罐1台，加热管φ42×1.5×3000选用TWX2000型内外降液管式蒸发罐1台作为备用。打泡机本设计的日榨量为8000吨，选用规格如下的打泡机。表5-6打泡机规格[2]项目规格项目规格外观型式立式处理量/m3.h-110~15刀数（把）20转子型式锥形刀长（旋转直径）/mm上130，下321切削刀刃线速/m.s-1上20，下49转速/r.min-12940转子切削面积/m20.283电动机功率/kW7相当处理榨量/t.d-15000~8000上浮器糖浆气浮清净是取代糖浆硫漂的一种清净手段，在国内外很早就有所研究，现在已成功研究出多种工艺流程，并且开始在甘蔗糖厂和精炼糖生产中广泛的应用。气浮清净技术是发展和提高制糖水平、糖品质量的重要手段之一，其研究开发前景很好。糖浆气浮法清净法是应用气泡在糖浆中的浮升作用将糖浆中的不溶物提携分离而除去，气浮法能否成功首先取决于气泡与悬浮物之间的相互作用。上浮器的相关计算如下。截面积：[2]上浮器直径：上浮器的总容积：上浮器的高度：絮凝室的直径：式中—上浮器的截面积，m2—上浮器糖浆量，m3/h—糖浆糖浆向下流动的速度，一般为9~10cm/min，现取9cm/min—糖浆停留时间，一般为20~30min，现取25min—糖浆的波动系数，取1.2—絮凝室截面积，m2，絮凝室的截面积为上浮室的30%[9]则有：故选用1台TSF4000型上浮器[30]。汽凝水、糖浆平衡箱平衡水箱主要用于等压排水，一般一个蒸发罐要对应一个平衡水箱,煮糖则一类糖膏对应一个。但为了能更多地回收汽凝水的热能，Ⅰ效使用3个平衡罐串联排水，Ⅱ效使用2个平衡罐串联排水。糖浆平衡罐是一个圆筒形容器，蒸发罐的糖浆管从平衡罐的中部进入，平衡罐顶部有平衡气压管与汽鼓的上部相连，使容器上部的压力与汽鼓的压力平衡，糖浆即以自身的重力流入平衡罐中，然后用泵泵出。衡算时主要保证有一定储量，以便在糖浆泵抽空后至回复正常运行有一定的缓冲时间。汽凝水、糖浆平衡罐均可用下式进行计算：容积：[18]罐体直径：式中—每小时榨蔗量，t/h—汽凝水或糖浆对蔗比，%C—汽凝水或糖浆容积重度，t/m3，汽凝水容积重度取1t/m3—平衡罐高度，取2m则有：汽凝水平衡水箱：加热器的汽凝水与蒸发罐的汽凝水共用平衡罐进行排出，为了保证汽凝水能顺利排出，不致影响蒸发罐的传热，加热器的汽凝水排出原则为抽用某效汁汽进行加热，汽凝水排至该效往下一效蒸发罐对应的平衡水箱中。计算时，不计汽凝水的自蒸发和管路损失，根据热力衡算结果可得每一效对应的排水量如下。表5-7蒸发罐汽凝水平衡水箱排水量表效序ⅠⅡⅢⅣⅤ排出水量/%C38.5230.4713.105.783.81则每一效蒸发罐对应排水平衡箱的容积计算如下：Ⅰ效：Ⅱ效：Ⅲ效：Ⅳ效：Ⅴ效：根据计算结果决定Ⅰ效选用3个型号为TPH1600的平衡箱；Ⅱ效选用2个型号为TYL1400的平衡箱；其余3个选用型号为TYL1000的平衡箱。糖浆平衡箱：根据计算结果选用型号为TYL1200糖浆平衡箱[30]。蒸发真空系统末效蒸发罐产生的汁汽由于温度较低，难以利用，为维持末效罐的真空度，需进入冷凝器凝缩。冷凝器的类型较多，现在各糖厂普遍采用的是水喷射冷凝器，使用效果较好，生产经验丰富。本设计决定采用水喷射冷凝器，这种冷凝器具有冷凝和抽吸双重功能，利用水和蒸汽接触而冷凝，同时，喷射水流与气体摩擦，部分气体渗入水流中而被带走，从而达到抽真空目的，其优点是：不用真空泵，减少设备费用和投资费用；结构简单，制造容易，无运动部件，不会产生机械故障。蒸发罐单独配备时，汁汽量可用下式计算。[18]式中—末效蒸发罐加热面积，m2—末效蒸发罐单位面积最大蒸发量，kg/m2·h，20~25kg/m2·h则有：故选用1台型号为TDP20的水喷射冷凝器[30]。煮炼工序结晶罐结晶罐根据操作的连续性分可以分为连续性结晶罐和间歇性结晶罐。连续性结晶罐具有循环好，投资省，传热效能高，工作稳定等优点，但目前在国内使用技术并不成熟，所以本设计采用间歇性结晶罐。间歇式结晶罐大都是汽鼓式结晶罐，按汽鼓结构不同有下列几种型式：中心降液循环列管式结晶罐；吊鼓式结晶罐，即外降液循环或内外降液循环列管式结晶罐；板式结晶罐；卧式平板加热面结晶罐；此外还有强制循环结晶罐。中心降液循环列管式结晶罐[12]这种结晶罐因管板的安装方式不同分为平管板和倾斜板两种类型。其结构优点是传热效果好，糖膏循环比较正常、结构简单、清洗及修理方便。但由于只有一条中央循环管，对于直径较大的结晶罐，糖膏循环不太理想。吊鼓式结晶罐[12]与上面所述的结晶罐不同之处在于其汽鼓与罐壁之间有一定的距离，构成一环形空间作为糖膏向外循环的通道。这种罐也有两种不同的类型，一种是仍然保持原来的中央降液管，增加外降液环；另一种是不设中央降液管，只有外降液环。因此，有内外循环和外循环结晶罐之分。内外循环结晶罐是国内常用的一种型式。由于它采用内外降液通道，使在加热管中受热上升的糖膏在管板上分成两路形成内外循环。它具有较小的循环比，即加热管横截面与降液面积之比小于2，同时汁汽室直径大于加热室的直径，这样与相同容积的结晶罐相比，其静压效应减少，因此对流循环良好。这种罐的加热管板也用倾斜结构，而且上下管板通常采用12°的相同倾斜角，罐底为锥形并选用电动放糖阀（也有用液压放糖阀）。基于上述结构，其具有的优点是降液通道大，循环好；采用倾斜管板结构，易于放糖；汁汽室直径比加热室直径大（即所谓低压头式），可降低糖膏的液位高度，有利于减小循环阻力。吊鼓式结晶罐适宜处理粘度大的丙糖膏以及用于大容积结晶罐。强制循环结晶罐[12]该结晶罐的特点是：入料分布均匀；可控制适宜的循环速度，使循环速度与结晶速率相适应，结晶速率快，缩短煮糖时间，产品收回率高，热能利用率高。但设备投资及动力消耗大，密封装置较为复杂，如密封不良，会漏真空。综上所述，结合生产实际情况及各种糖膏的煮制特点，本设计选用TPJ型吊鼓式结晶罐进行煮糖。结晶罐计算如下。结晶罐台数：[18]式中—每小时榨蔗量，t/h—糖膏对蔗比，%C—煮糖时间，h—糖膏容积重度，t/m3—结晶罐有效容积，m3计算用数据如下。表5-8结晶罐计算基础数据表糖膏糖膏重/%C比重/t/m³煮糖时间/h煮糖罐容量/m³甲糖膏25.681.515255乙糖膏7.521.53455丙糖膏5.231.548855则有：甲糖膏结晶罐台数：乙糖膏结晶罐台数：丙糖膏结晶罐台数：根据计算结果选用7台55m3结晶罐，其中甲糖膏使用3台，乙、丙糖膏各使用2台。由物料衡算知，糖浆固溶物量为1301.72t/d，则有：甲糖膏：应煮甲糖膏罐数甲糖膏煮制时间为2h，另加辅助时间0.5h，则：甲糖膏罐时乙糖膏：应煮乙糖膏罐数乙糖膏煮制时间为4h，另加辅助时间0.5h，则：乙糖膏罐时丙糖膏：应煮丙糖膏罐数丙糖膏煮制时间为8h，另加辅助时间1h，则：丙糖膏罐时现有甲糖膏罐时，则尚余：现有乙糖膏罐时，则尚余：现有丙糖膏罐时，则尚余：从上面计算可知，罐时是平衡的，且有较多的余量。只要每天适当调整安排，并根据设备、管路等具体情况，在剩余的煮糖罐里起晶煮种就行了。故本设计选用7台型号为TPJ55的结晶罐，技术参数如下。表5-9结晶罐的主要技术参数[12]型号形式加热体结构有效容积/m3加热面积/m2加热管规格/mmTPJ55吊鼓式斜管板内外降液55396Φ102×3.5×1350结晶罐配用电机：型号：YD225-6/4，功率：26kW，搅拌速度：40~60r/min。抽真空冷凝器本设计选用水喷射冷凝器作为结晶罐的抽真空冷凝设备。结晶罐单独配备时，汁汽量可用下式计算。[18]式中—各类糖膏结晶罐加热面积，m2—各类糖膏结晶罐单位面积最大蒸发量，kg/m2·h表5-10各类糖膏结晶罐最大蒸发量[18]设备名称甲糖膏结晶罐乙糖膏结晶罐丙糖膏结晶罐种子53~5438~4232~36则有：甲糖膏结晶罐冷凝器汁汽量：乙糖膏结晶罐冷凝器汁汽量：丙糖膏结晶罐冷凝器汁汽量：故选用3台型号为TDP20的水喷射冷凝器供甲糖膏结晶罐使用；选用4台型号为TDP16的水喷射冷凝器供乙丙糖膏结晶罐使用。球磨机在煮糖工序中，煮糖所用的种子质量对煮糖影响很大，要想获得颗粒均匀感观指标好的成品糖，必须用高质量煮糖种子．为制造高质量的煮糖种子，先后出现了超声波起晶制种法、风选糖粉法、小球磨机湿磨法等制种方法，但上述的方法都存在着耗糖量大，效率低，种子质量不理想等缺点．目前，出现了煮糖专用种糊机，它的优点是种糊颗粒均匀细小、均匀；制种耗糖低；操作简单、使用方便.(三相380V，电控箱控制)；造价低、性能高。综上所述，本设计决定采用煮糖专用种糊机。选用2台由广州市中南轻糖机械有限公司制造的煮糖专用种糊机（Ⅱ），制种时间约6小时，种糊微粒平均直径6.5~7.0微米，97%种糊微粒直径小于20微米，生产能力7.5升/次[34]。种子箱主要是以大于结晶罐有效容积2/3作为选用依据[18]，且甲、乙、丙糖膏种子各需配备一个。种子箱容积：故选用3台型号为TZK40的真空种子箱。真空系统采用1台TDP16型水喷射冷凝器进行抽真空。原料箱计算公式（按物料储存时间计算）容积[18]式中—每小时榨蔗量，t/h—各种物料量对蔗比，%C—储存时间，h—物料容积重度，t/m3—有效装载系数，糖浆0.85，糖蜜0.8各种物料储箱容积计算各种物料储存时间如下表。表5-11物料储存时间表[18]物料名称糖浆回溶糖浆甲原蜜甲稀蜜乙原蜜储存时间/h2~44448则有：粗糖浆箱容积：精糖浆箱容积：回溶糖浆箱容积：甲原蜜箱容积：甲稀蜜箱容积：乙原蜜箱容积：根据计算选用3个容积为60m3的储箱供粗糖浆储存使用；选用16个容积为30m3的储箱，其中6个供精糖浆储存使用；1个供回溶糖浆储存使用；3个供甲原蜜储存使用；3个供甲稀蜜储存使用；3个供乙原蜜储存使用。助晶机由于结晶过程不能一次将母液的糖分充分提尽，因而从结晶罐中卸下的糖膏需要通过结晶，用适当的方法不断移去热量，将糖膏逐步冷却，使母液温度逐步降低，控制适当的过饱和系数，使母液中的蔗糖充分沉淀与晶体表面上，让晶体逐渐长大。助晶机按操作方式分为间歇式助晶机和连续式助晶机。间歇式助晶机按冷却方法又分为气冷式和水冷式，而连续式助晶机以立式连续助晶机为主。气冷式助晶机内部不安装冷却面，它是靠糖膏表面及糖膏与助晶机体的金属表面把热量传给周围较冷的空气而进行冷却，因此，这种助晶机冷却速度慢，冷却时间长，不宜用于低级糖膏的助晶，只适于甲、乙糖膏助晶。水冷式助晶机内部装配有冷却装置，通入冷水或热水以控制助晶所需的温度。根据冷却面所处的状态，又可分为固定水冷式和旋转水冷式两种。前者由于传热效率低，糖膏冷却不均匀，管子表面上容易生成积垢，目前已很少使用。而旋转水冷式助晶机由于冷却面旋转，传热效果好，降温速度可达3~4℃/h，助晶速度比较快，糖膏温度比较均匀，糖膏在设备中流动阻力较小。这种设备也配有手动装置，当突然停电时，由人工搅动，以防止晶粒沉积凝固造成事故。此外，还设有一套冷热水箱和冷热水泵，供降温及升温之用。这种设备冷却管不易渗漏，维修更换也较方便。很适合于丙糖膏的助晶。立式连续助晶机的机体是垂直的圆筒体，在机内自上而下每隔一定距离安装有冷却元件，中间装有垂直中空的搅拌轴，轴上介于换热元件之间安装有搅拌桨，以搅拌糖膏，使糖膏有径向流动与混合，并有清洁换热元件的作用。其优点是；糖膏在冷却面上均匀、逆流地相对运动，传热速率与结晶速率相适应，不易形成细晶和糖垢等；占地面积少，可按装在厂房外，对扩建适应性强。但这种助晶机要求进入的糖膏量和糖膏温度很稳定，对生产操作和管理要求较高。根据各糖厂的实践经验，本设计决定采用气冷式助晶机作甲糖膏和乙糖膏助晶，采用旋转水冷式助晶机作丙糖膏助晶。助晶机台数计算：公式：[18]式中—每小时榨蔗量，t/h—各种糖膏对蔗比，%C—助晶时间，h—糖膏容积重度，t/m3—波动系数，甲糖膏1.0，乙糖膏1.25，丙糖膏1.5—助晶机有效容积，m3，取55m3表5-12各种糖膏助晶总时间糖膏种类甲糖膏乙糖膏丙糖膏助晶时间/h1~36~820~24则有：甲糖膏助晶机台数：乙糖膏助晶机台数：丙糖膏助晶机台数：故甲、乙糖膏助晶选用5台TZL55型助晶机，丙糖膏助晶选用7台TSL55型助晶机。分蜜机制糖工业所用的离心机按其操作的持续性，可分为两类：间歇式离心机和连续式离心机。间歇式离心机[12]可分为三足式离心机和上悬式离心机两种。三足式离心机的结构简单，操作稳定，其最大的缺点是需要人工卸料，劳动强度大，生产能力低，目前只有一些小型糖厂使用，而在大、中型糖厂普遍采用上悬式离心机。上悬式离心机的操作管理比三足式离心机方便，生产能力较大，采用自动卸料的上悬式离心机缩短了卸糖时间，其生产能力与人工卸料相比，提高25~40%，劳动强度大大降低，由于自动卸糖，能保持晶粒的完整，特别适用与甲糖膏的分蜜。连续式离心机[12]目前我国制糖工业所采用的主要是锥篮式离心机，这种离心机具有如下一些优点：设备投资及操作费用只有间歇式离心机的一半，维护费用较低，控制系统简单，消除动力负荷的波动，实现了工作的连续性，生产能力大，结构简单，功率消耗低，且无尖锋负荷，操作维修方便，比较适用于乙、丙膏的分蜜。但由于锥篮式离心机容易使得晶粒表面受到摩擦而失去光泽，所以它暂时还不能代替上悬式离心机分蜜甲糖膏。综合上述各种离心机的特点，本设计决定采用广西苏氏集团有限公司生产的XG系列全自动上悬式刮刀卸料离心机分蜜甲糖膏，采用LIT系列连续式离心机分蜜乙、丙糖膏。表5-13XG-1500AT全自动上悬式刮刀卸料离心机参数[35]型号转鼓内径/mm最大料层厚度/mm每周期处理物料量/t最大循环次数/h-1最高转数/rpm最大分离因数电机功率/kWXG-1500AT15002201.52210501094200表5-14LIT系列连续式离心机参数[35]型号筛篮大端内径/mm每小时处理糖膏量/m3筛篮转速/rpm最大分离因数电机功率/kW适用糖膏类型LIT-110011006~120~1300103037/45乙糖膏LIT-120012005