Simplot 爱达荷工厂燃烧器升级：大幅降能耗与成本

为大幅削减能耗与运营成本，J.R. Simplot 公司升级其位于爱达荷州考德韦尔马铃薯加工厂的蒸汽系统。借助 DOE 开发的蒸汽系统评估工具（SSAT）与 Steam Engineering Inc. 合格专家 Bill Moir 的专业指导，项目实现可量化节能与可靠性提升。

企业/工厂背景

J.R. Simplot 公司总部设博伊西，年销售额约 30 亿美元，员工 1.2 万+，业务跨美、加、中、墨、澳，涵盖食品生产、化肥、草坪园艺、养牛等。Simplot 节能计划聚焦员工培训与持续改进。能源与自然资源总监 David Hawk、食品集团工程经理 Alan Christie 联合 DOE、华盛顿州立大学能源项目、爱达荷州水资源部能源司，展示工业能效提升的实质生产力与财务收益。

考德韦尔工厂是 Simplot 最大工厂之一，年产约 2.7 亿磅冷冻薯条。拥三台天然气水管锅炉——两台 70,000 lb/hr、一台 60,000 lb/hr，产 275 psig 饱和蒸汽。蒸汽贯穿马铃薯去皮、烫漂、油炸全工艺。

项目概览

2000 年 Simplot 委托 Steam Engineering Inc. 审计蒸汽系统。考德韦尔评估显示：平均蒸汽负荷 90,000 lb/hr，过量空气 50%，烟气氧高达 7.5%。三锅炉均部分负荷运行以满足 140,000 lb/hr 波动峰值需求，致冷凝水回收受限、运营成本高企。分析锁定机会：安装并联定位控制现代燃烧器、增设烟气氧调节系统，降低过量空气、提升燃烧效率。

2002 年 SSAT 软件发布后，Moir 用其建模厂蒸汽系统。模型预测：通过燃烧器升级与氧调节将烟气氧维持 3%，年节天然气超 25,000 MMBtu；冷凝水回收可提升，过量空气可降至 10%，仅两锅炉即可满足峰值需求。

项目实施

Simplot 高层批准 SSAT 驱动建议。为最小化停机，两台锅炉在计划停工期安装新燃烧器、控制、燃烧风机、烟气再循环风道、氧分析仪、引风机调节系统。升级使工厂以更少燃料满足蒸汽负荷，产量零妥协。

项目成果

效率大幅跃升：平均烟气氧稳 ≤3%，峰值蒸汽负荷降至 110,000 lb/hr，10% 过量空气下仅需两锅炉。冷凝水回收率升至 50%，五台冷凝水泵退役。年节约：天然气 52,000 MMBtu（前耗 7.5%）折合 $279,000，电力 526,000 kWh 折 $20,000，维护 $30,000，合计 $329,000/年。项目投资 $373,000，回收期不足 14 月。完工以来零锅炉非计划停运，可靠性显著提升。

此后 Simplot 在 8 个设施推广 SSAT 方法论，年增天然气节约 176,000 MMBtu。公司参与西部美国食品加工能效倡议，进一步向区域食品加工商推广最佳实践。

图 1. 进气组件

经验总结

SSAT 体现的标准化数据驱动法，揭示工业蒸汽系统巨大性能增益与成本节约潜力。Simplot 实践证明：传统优化技术经严谨建模，能产出预期内外的双重收益。因此公司将 SSAT 确立为所有蒸汽动力设施的企业标准，确保持续、可复制的改进。

图 2. 燃烧器与燃烧器外壳

燃烧效率定义

燃烧效率衡量燃料热值转化为可用热量的效果。关键指标：烟温与烟气氧。天然气锅炉以最优过量空气（典型 10%）运行，可最小化热损、最大化效率。燃料成分或蒸汽需求波动时，在线氧调节系统可自动调整燃烧器控制，维持理想燃烧工况。

DOE ITP 最佳实践蒸汽系统评估工具

BestPractices 提供蒸汽系统评估优化工具套件。SSAT 为核心软件，支持建模改进场景、精准估算能源与成本节约。工具及相关软件可通过 EERE 网站（https://www.oit.doe.gov/bestpractices/software_tools.shtml）获取，或致电 EERE 信息中心 877‑337‑3463 订购。

了解美国能源部工业技术计划详情，请访问 https://www1.eere.energy.gov。