李興偉，馬申嫣，白宏偉

1.無錫中糧工程科技有限公司 (無錫 214035)

2．江南大學 食品學院 (無錫 214122)

近幾年在國家相關政策的支持下，我國油脂加工產業(yè)取得快速發(fā)展，目前國內上規(guī)模企業(yè)已經超過1 500家。2018年國內食用植物油市場油料處理量為13 173.9萬t，油脂精煉能力為3 972.5萬t。但食用油在加工過程中存在著能源消耗高、生產成本高的問題，尤其是在油脂精煉生產過程，油脂精煉生產過程中蒸汽消耗占總動力成本的80%左右[1]。因此降低蒸汽消耗是目前許多企業(yè)的首要目標。

油脂精煉生產過程中的蒸汽消耗主要是在脫臭階段，目前國內大多數油脂加工企業(yè)都采用了蒸汽噴射真空系統(tǒng)和冰冷真空系統(tǒng)，這兩種真空系統(tǒng)的優(yōu)點是前期投入低，但蒸汽消耗大，加大了企業(yè)的生產成本[2]。針對蒸汽消耗大的問題，我司開發(fā)并安裝實施了干式冷凝真空系統(tǒng)，本文結合湖北某廠200 t/d精煉車間真空系統(tǒng)改造項目的實踐，對干式冷凝真空系統(tǒng)自動化運行進行簡單介紹。

1 干式冷凝真空系統(tǒng)簡介

1.1 基本原理

水在三相點(0 ℃，613.28 Pa)以下，水只發(fā)生升華和凝華相變，只存在氣相水汽和固相冰兩種狀態(tài)，水汽會直接冷凝成冰。在脫臭系統(tǒng)中的絕對壓力低于水的三相點壓力，因此，脫臭系統(tǒng)中的可凝性氣體會直接冷凝成冰。與傳統(tǒng)濕式冷凝相比成為干式冷凝[3]。

1.2 系統(tǒng)組成

干式冷凝系統(tǒng)主要有包括以下部分：冷凝器系統(tǒng)；冷媒循環(huán)系統(tǒng)；冷卻水循環(huán)系統(tǒng)；真空泵系統(tǒng)；冷凍機組系統(tǒng)；自動控制系統(tǒng)。

1.3 操作流程

在生產過程中需要預先把脫臭塔的真空度降下來，達到生產要求，因此需要提前開啟干式冷凝真空系統(tǒng)。干式冷凝真空系統(tǒng)的操作流程為：把“③冷卻水循環(huán)系統(tǒng)”開啟，給“⑤冷凍機系統(tǒng)”進行換熱降溫；把“⑤冷凍機系統(tǒng)”開啟，對冷媒(乙二醇水溶液)降溫；把“②冷媒循環(huán)系統(tǒng)”開啟，給“①冷凝器系統(tǒng)”降溫；開啟“④真空泵系統(tǒng)”，對“①冷凝器系統(tǒng)”進行抽真空；把“①冷凝器系統(tǒng)”與脫臭系統(tǒng)連接，對脫臭系統(tǒng)進行拉真空；開啟“⑥自動控制系統(tǒng)”，干式冷凝真空系統(tǒng)自動運行。系統(tǒng)流程見圖1。

圖1 干式冷凝真空系統(tǒng)流程圖

2 干式冷凝真空系統(tǒng)自動控制實踐

結合干式冷凝真空系統(tǒng)在湖北某油廠200 t/d精煉車間的實踐應用，對干式冷凝真空系統(tǒng)自動控制過程中的一些特點、參數及操作進行簡要分析，為同行提供一些實踐參考。

2.1 干式冷凝真空系統(tǒng)自動控制原理

干式冷凝真空系統(tǒng)的自動控制主要集中表現(xiàn)在冷凝器切換過程中。干式冷凝真空系統(tǒng)一般至少配置兩臺冷凝器(A和B)，在連續(xù)性生產過程中一臺冷凝器A在正常生產，另一臺冷凝器B則在預冷及預抽真空狀態(tài)下做準備。當冷凝器A內結冰太多導致真空度下降時則自動切換到冷凝器B進行正常生產，冷凝器A則進行化冰，預冷待機過程。

2.2 干式冷凝真空系統(tǒng)自動控制流程操作

自動控制系統(tǒng)按照生產實際操作劃分為：預冷、運行、切換、排冷媒、化冰、待機等階段。本文按照一個周期對操作流程進行介紹(假設由冷凝器A切換到冷凝器B)。

預冷：預冷是指對冷凝器進行預先冷卻。操作時需要根據程序設定按照順序依次操作：開啟冷凝器A冷媒出口閥門，開啟冷凝器A冷媒進口閥門。 通過冷凝器換熱面積的大小及冷凍機制冷能力的高低結合現(xiàn)場實際測算出預冷的時間為30 min，當系統(tǒng)運行時間達到設定值時自動運行下一步。

運行：運行是指系統(tǒng)開始使用預冷的冷凝器進行抽真空操作。操作時需要根據程序設定按照順序依次操作：開啟冷凝器A抽真空出口閥門，開啟冷凝器A抽真空進口閥門。通過系統(tǒng)上的真空遠傳表進行實時監(jiān)控，根據真空度與時間的關系確定最佳運行時間。真空度與時間關系如圖2。

圖2 真空度與時間關系(真空度為絕對真空度)

由圖2可見，干式冷凝真空系統(tǒng)真空度隨時間增加真空度降低，當運行8 h候真空度達到脫臭系統(tǒng)需要的真空度極限值，需要進行切換冷凝器，此時的真空度遠傳壓力表也切換到另外一個冷凝器去監(jiān)控真空度。根據現(xiàn)場實際測量最終確定運行時間為8 h，當系統(tǒng)運行時間達到設定值時自動運行下一步。

切換：切換是指系統(tǒng)從冷凝器A切換到冷凝器B運行。操作時需要根據程序設定按照順序依次操作：開啟冷凝器B抽真空出口閥門，開啟冷凝器B抽真空進口閥門，關閉冷凝器A抽真空進口閥門，關閉冷凝器A抽真空出口閥門。

排冷媒：排冷媒是指把冷凝器A里面循環(huán)的冷媒排出。操作時需要根據程序設定按照順序依次操作：關閉冷凝器A冷媒進口閥門，關閉冷凝器A冷媒出口閥門，開啟冷凝器A冷媒排出閥門，開啟冷凝器A壓縮空氣吹掃閥門。根據冷媒排出管道視鏡的監(jiān)控確定排冷媒的時間，根據現(xiàn)場實踐最終確定排冷媒時間為45 min，當時間達到設定值時，關閉冷凝器A冷媒排出閥門，自動運行下一步。

化冰：化冰是指對冷凝器A里面的結冰進行融化排出?；^程一般分為幾次化冰，不可能一次性化冰完成。操作時需要根據程序設定按照順序依次操作：開啟冷凝器A脂肪酸排出閥門，開啟冷凝器A蒸汽進口閥門進行化冰，化冰過程中通過遠傳壓力及脂肪酸排出液位監(jiān)控實施周期性切換相關閥門進行化冰，直到冷凝器A內的結冰全部融化完畢并排出干凈，根據實踐操作化冰時間一般為1 h，當化冰結束之后自動運行下一步。

待機：待機是指冷凝器A為下一次使用做準備工作。操作時需要根據程序設定按照順序依次操作：關閉冷凝器A的脂肪酸排出閥，關閉冷凝器A的蒸汽進口閥，開啟冷凝器A的冷媒出口閥，開啟冷凝器A的冷媒進口閥，開啟冷凝器A與冷凝器B的預拉真空閥。使冷凝器A做好下次循環(huán)的準備工作。

3 結論

在國家環(huán)保政策越來越嚴格及蒸汽成本越來越高的情況下，作為傳統(tǒng)油脂企業(yè)尋求蒸汽消耗低、自動化穩(wěn)定、使用效果滿足生產需求等優(yōu)勢的替代工藝，干式冷凝真空系統(tǒng)是一個必然選擇。干式冷凝真空系統(tǒng)自動化控制目前已經可以做到全自動化控制，并且可以穩(wěn)定運行，既保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又節(jié)省了人工操作。為以后的企業(yè)需求增加了一種選擇。