太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)如何在啤酒釀造行業(yè)中應(yīng)用

中國是全球最大的啤酒生產(chǎn)和消費(fèi)國之一。根據(jù)中國酒業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，全行業(yè)近千家生產(chǎn)廠商，其中規(guī)模以上企業(yè)460家。

熱水供應(yīng)對(duì)啤酒釀造企業(yè)有著至關(guān)重要的作用和意義。啤酒釀造工藝中的設(shè)備清洗、淀粉糊化、糖化、煮沸、容器清洗和消毒等環(huán)節(jié)均需大量熱水。能源成本在整個(gè)加工環(huán)節(jié)中占比較高。目前，大部分啤酒釀造企業(yè)均以燃?xì)忮仩t或電鍋爐供應(yīng)熱水，用

量多在30-500噸／天之間，年消耗工業(yè)管道天然氣12-200萬立方米天然氣，能源成本50--700萬元/年。

從源頭降低生產(chǎn)成本，尤其是能源成本，選擇低成本、低排放、低污染的新能源，進(jìn)行熱力供應(yīng)就成了啤酒釀造企業(yè)的必然選擇。作為新能源行業(yè)的生力軍，太陽能具有運(yùn)行成本低、節(jié)能環(huán)保等諸多優(yōu)勢(shì)，是啤酒釀造企業(yè)改造、升級(jí)供熱系統(tǒng)的最優(yōu)方案。

近年來，隨著太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的改進(jìn)和完善，太陽能光熱系統(tǒng)可以提供400℃以內(nèi)的熱能。啤酒釀造工藝需求熱水多在40℃-110℃之間，而這也恰恰是太陽能光熱效率相對(duì)較高，運(yùn)行費(fèi)用最低，最經(jīng)濟(jì)的溫度區(qū)間。

太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)構(gòu)成

諾斯曼食品是一家主要生產(chǎn)和銷售精釀啤酒的企業(yè)，其40噸太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)主要用于設(shè)備清洗、淀粉糊化、糖化、煮沸、容器清洗和消毒。

系統(tǒng)由四部分組成，即太陽能熱水系統(tǒng)、輔助能源系統(tǒng)、供水管道系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

一、太陽能熱水系統(tǒng)

太陽能熱水系統(tǒng)是利用太陽能集熱器吸收陽光，通過光熱效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化為熱能，用以把自來水或冷水加熱。根據(jù)三聯(lián)食品車間結(jié)構(gòu)、熱水溫度需求以及濟(jì)寧市太陽能輻照等情況，確定采用太陽能HWS-58-1800-50型北極·高寒管橫插集熱模塊、不銹

鋼組合式水箱、水泵組成太陽能熱水系統(tǒng)，其中太陽能集熱器面積1015.36㎡。

二、輔助能源系統(tǒng)

考慮到連續(xù)陰雨天等特殊天氣，以及諾斯曼食品業(yè)已安裝燃?xì)忮仩t的事實(shí)，將燃?xì)忮仩t作為本系統(tǒng)的輔助能源。當(dāng)遭遇連續(xù)陰雨天等極端天氣或太陽輻照不具有利用價(jià)值，即太陽能集熱器的收集的熱量不足熱損的情況下，啟用燃?xì)忮仩t，為各用熱工序提供熱能。

三、供水管道系統(tǒng)

供水管道是保證水流均勻分布，提高集熱效率的分組自控系統(tǒng)。

四、控制系統(tǒng)

為滿足企業(yè)不同生產(chǎn)工藝的不同溫度需求，華春太陽能為本系統(tǒng)配置了專業(yè)設(shè)計(jì)的可編程控制器（PLC），以完成整套系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化運(yùn)行。

系統(tǒng)運(yùn)行原理

諾斯曼食品太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)為直接利用和預(yù)加熱的雙循環(huán)系統(tǒng)。

一、直接利用

在太陽輻照良好或具有可利用價(jià)值的情況下，基礎(chǔ)水溫15℃的冷水經(jīng)太陽能熱水系統(tǒng)進(jìn)水口進(jìn)入華春太陽能集熱器矩陣，在光熱效應(yīng)下把冷水加熱至設(shè)定水溫60℃。40℃-60℃是真空管式太陽能集熱器溫升速率較快，有效利用太陽能集熱器的光熱效

應(yīng)，最大限度地延長太陽能集熱器的使用壽命，減少燃?xì)忮仩t的使用頻率和強(qiáng)度，降低能源成本。當(dāng)太陽能集熱器中的水溫達(dá)到設(shè)定的60℃之時(shí)，電磁閥自動(dòng)打開，將預(yù)熱水存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱水箱中直接為各用熱需求60℃以下的工藝供熱。

二、預(yù)加熱

當(dāng)太陽輻照不足之時(shí)，通過PLC調(diào)節(jié)設(shè)定溫度，太陽能熱水作為預(yù)加熱使用，熱水存儲(chǔ)在預(yù)熱水箱中，為燃?xì)忮仩t供水。燃?xì)忮仩t把預(yù)熱水加熱成高溫蒸汽，輸送至各生產(chǎn)流程，轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)工藝所需溫度。

效益分析

一、經(jīng)濟(jì)效益

結(jié)合計(jì)算公式以及多行業(yè)太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況，安裝華春太陽能工業(yè)系統(tǒng)1015.36㎡，每年可節(jié)約天然氣費(fèi)用30萬元左右，靜態(tài)投資回收期為1.5-1.8年。從長期趨勢(shì)來看，天然氣、煤的價(jià)格將會(huì)越來越高，而華春太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)的

使用壽命高達(dá)15年。

所以，啤酒釀造行業(yè)投資太陽能熱力系統(tǒng)的投資回報(bào)率從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上來說均有非常高的使用價(jià)值。

二、社會(huì)效益

大規(guī)模利用太陽能熱水系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)自身節(jié)能降耗的同時(shí)，還積極響應(yīng)了中央政府“節(jié)能減排”號(hào)召，順應(yīng)了社會(huì)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展潮流，顯示出企業(yè)的社會(huì)責(zé)任和實(shí)力，可以大大提升企業(yè)的品牌形象。

三、環(huán)境效益

該企業(yè)使用1015.36㎡華春太陽能工業(yè)熱力系統(tǒng)，每年可減少碳排放335.07噸，為“建設(shè)天藍(lán)、地綠、水清的美麗中國”添磚加瓦。

由蒙托克管道恒溫閥整理