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    影響「MVR蒸發系統」的因素(5)

    發布時間:2019年12月04日
    作者:普瑞普勒(北京)
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    05 主要設備選擇及操作的影響

    a.進料變化的影響

    進料量:蒸發系統設計完成后,換熱器面積,傳熱系數,蒸汽壓縮確定后,整套系統有其固有的操作彈性,即在正常運行時進料量有一定的范圍。根據能量守恒定律,設備傳熱量為定值。進料量過大,會影響蒸發傳熱系數,使蒸發量發生變化,出料的濃度會降低。進料量過小時,各效蒸發器物料側流量大大減少,不僅會使蒸發溫度升高,嚴重時會造成干燒、結焦的現象。同時進料量過小,意味著蒸發產生的蒸汽減小,也會影響到蒸汽壓縮機的運行,甚至會造成壓縮機的損壞。

    mvr蒸發系統.png

    進料濃度:進料濃度變化會引起物料物性的變化,會直接影響傳熱系數以及沸點升高的變化,如果原料量保持不變,表現出來的現象就是蒸發量減低,達不到原始設計的蒸發量,同時還有可能導致物料結晶析出,造成結焦或堵管等問題。

    進料溫度:蒸發器進料一般要求泡點進料,如果進料溫度過低會犧牲部分蒸發器的面積用于提升物料顯熱而非潛熱,降低蒸發量,因此設計過程通常在原料液進入蒸汽器前設置一臺蒸汽預熱器,一旦來料溫度過低,通過預熱器不能滿足泡點進料,可以通過補充生蒸汽用蒸汽預熱器進行最后的加熱。

    b.蒸汽壓縮機工況變化影響

    MVR蒸汽壓縮機是此蒸發裝置中核心設備。主要的參數有流量,進、出口溫度(溫升),電流等。蒸汽壓縮機也根據溫升、蒸汽流量不同,有多種選擇,如離心風機、單機高速離心機、容積式羅茨壓縮機等。

    根據能量守恒定律,壓縮機需要的總功要等于水蒸氣進、出口總焓之差。功是由電機提供,壓縮需要的總功除效率值得到軸功率,根據軸功率和電機功率系列值選擇合適的電機。電機提供的功和蒸汽溫升所需的功在有的情況下差值較大,這就造成壓縮機富裕量大。

    壓縮機在設計參數下,流量、溫升、壓比、效率值都較高,壓縮機設計完成后,其運行由溫度、流量、電機等共同決定。當壓縮機進口溫度低,比容增大,壓縮機可進入的蒸汽量增大,但由于壓縮機功率已定,則根據能量守恒原理出口的溫度會降低,表現為進、出口溫差不夠。當壓縮機進口溫度升高時,比容減小,水蒸汽質量流量減小,由于電機和效率值的影響,出料溫度會升高,但由于葉輪和轉速等影響,表征到進、出口的溫差不會增大。

    壓縮機開機的過程是電機頻率逐漸增大的過程。在小頻率下,流量和溫升有個對應值,隨著流量的增大,在相同的頻率下溫升會減小但是壓縮機會自動提高頻率已保證更高的溫升。壓縮機頻率、流量、溫升會相互影響逐漸升高至額定值。

    c.氣液分離器的影響

    氣液分離器是提供物料和二次蒸汽分離的場所,分離器的設計要充分考慮蒸發量、蒸發溫度、物料粘度、分離器液位等因素。

    分離器如果設計過小,當蒸發量增大,會使二次蒸汽上升的速度加快,造成夾帶液量嚴重,也可能會造成壓降增大,對導致蒸汽攜帶大量高濃度物料進入壓縮機系統,造成壓縮機腐蝕,冷凝液品質下降。一旦原料粘附在壓縮機內部葉輪表面,會造成壓縮機腐蝕,嚴重會導致葉輪動平衡破壞,造成壓縮機損壞。

    物料濃度、粘度、表面張力增大,會造成二次蒸汽分離困難,分離器分離量不夠。分離器的物料循環量和液位高度增大會造成二次蒸汽夾帶量嚴重。分離器的直徑是保證汽、液分離有足夠的分離面,分離器高度是提高汽液相互夾帶的因素。分離器高度越高,分離效率越高,但設備成本也會增加。因此在分離器設計中,除沫器的設計十分需要,一方面可以降低分離器高度,同時保證蒸汽夾帶對后續影響減小。

    d.泵的影響

    泵是蒸發系統中主要的動設備,主要起輸送液體的作用。MVR蒸發系統中泵多采用雙機械密封的形式,主要因為要在負壓下降物料抽出。泵機械密封的好壞以及運行時的流量、吸程、揚程都會對蒸發系統產生影響。

    系統設計如果選擇強制循環泵,尤其是有晶體生成的工藝設計,循環泵優先選擇軸流泵,其特點是大流量,低揚程,同時其泵頭設計特點,在工作過程中對溶液產出的晶體破壞小,有利于系統晶體的生長。

    冷凝水泵如果不能及時將冷凝水抽出,會使冷凝水在蒸發器中聚集,會使蒸發器的傳熱發生嚴重的抑制作用。蒸發器中本來使用蒸汽加熱變為熱水加熱,效率會大大降低,導致蒸汽發生堵塞。

    e.其他的影響

    除了以上提出的影響因素外,還有配管時的管徑選擇,管道走向的問題、閥門形式的選擇,閥門安裝位置的選擇等等問題的影響、操作規范性的問題等,都會對整套蒸發系統產生影響。

    MVR蒸發系統,技術原理上已經十分成熟,但是作為一套系統工程、設計、安裝、調試各個環節都很重要。物料特性參數、工藝設計細節、設備選型注意事項、現場實際操作都對系統的運行產生影響。因此在系統設計的初期,要充分了解原原料特性,同時也要了解原料產生過程,對蒸發系統的前后工藝都進行了解,綜合考慮各種因素,以保證裝置正常、連續、高效的運行。

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