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1、第 4 5卷第 6期 2 0 0 8年 1 2月 化工设备与管道 P R O C E S S E Q U I P ME N TP I P I N G Vo 1 4 5 No 6 De c 2 00 8 影 响蒸发器使用 的几个 因素 刘殿 宇 ( 华 禹乳 品机械 制造 有限公司 , 黑龙江 安达 1 5 1 4 0 0 ) 摘要: 影响蒸发器使用的因素较 多, 但最重要的大致有四个方面, 即加热介质、 换热面积、 抽真空冷凝系统、 设备 的绝热处理等 , 就此进行 阐述 关键词 :多效 降膜 式蒸发 器 ; 加热介质 ; 换热面积 ; 抽 真空系统 ; 保湿处理 中图分类号 : T Q 0
2、5 1 8 文献标识码 : B 文章编号 :1 0 0 9 3 2 8 1 ( 2 0 0 8 ) 0 6 - 0 0 2 1 0 2 Fa c t o r s I nflue n c i ng Ope r a t i o n o f Ev a po r a t o r LI U Di a n- yu ( H u a Y u D a i r y Ma c h i n e Ma n u f a c t u r e C o , L t d , A n d a 1 5 1 4 0 0 ,C h i n a ) Ab s t r a c t : Ma n y f a c t o r s w i l l
3、 a f f e c t t h e u s e o f e v a p o r a t o r ,b u t f o u r f a c t o r s a r e t h e mo s t i mp o r t a n t o n e s ,t h a t a r e h e a t i n g me d i u m ,h e a t t r a n s f e r a r e a ,v a c u u n l a n d c o n d e n s a t i o n s y s t e m a n d h e a t i n s u l a t i o n t r e a t me n
4、 t Al l o f t h e s e f a c t o r s we r e d i s c u s s e d i n t h i s a rt i c l e , Ke y wo r ds: mul t i s t a g e fil m e v a po r a t o r ;h e a t i n g me di um;h e a t e x c ha n g e a r e a; v a c u um c r e a t i n g s y s t e m; mo i s t u r e ke e pi ng t r eat m ent 降膜式蒸发器在玉米深加工 中应用最为普
5、遍 , 尤其是多效降膜式蒸发器生产能力小到几吨 , 大到 几十吨, 而各个厂家蒸发器的使用状态差别较大 , 效 果也不一样 。有 的蒸发器生产能力 出现严重不足, 一 些蒸发器在不 同地区出现不 同的使用效果, 还有 一 些蒸发器反应能耗较高, 总之 , 影响蒸发器性能因 素较多, 但主要影响因素来 自以下几个方面 , 即加热 介质 、 换热面积 、 抽真空冷凝 系统 、 设备是否进行保 温处理等 , 就此进行阐述。 1 加热介质 的影 响 在玉米深加工 中, 所采用 的加热介质大致可分 为三种形式作为加热热源 : ( 1 )采用饱和蒸汽加热 , 这种加热最为普遍 , 其 加热 比较稳定 ,
6、容易控制 , 设计蒸发器时需要用户提 供饱和蒸汽的压力使用范围。设计制造单位是依据 用户提供 的饱和蒸汽压力进行设计 , 一般 的情况 , 对 于使用饱和蒸汽的蒸发器都带有热泵 ( 为节能而设 置) , 对于有热泵 的蒸 发器要求 饱和蒸汽压力一般 不低 于 0 6 5 MP a 。热 泵的工作原理是饱 和蒸汽经 过热泵喷嘴高速射流 , 在混合室处形成负压区, 由于 负压的作用将蒸发产生的二次蒸汽抽吸到热泵中再 压缩 , 从而提高其温压作为加热热源 , 因此进汽压力 越低 , 负压区真空度越低 , 抽吸二次蒸 汽量也就越 少 , 也就意味着节能效果越差。蒸发的进行是靠蒸 汽加热 , 反映在压力
7、上就是压力的高低 , 进汽压力高 与低决定蒸发器的蒸发效果 。有些用户总是希望低 压也能达到理想的蒸发效果 , 这是不可能的, 甚至有 的用户竟然拿低于合同签订压力的生产压力要求达 到设计蒸发量 , 这都是错误的。 ( 2 )采用过热蒸汽。过热蒸汽的特点是同压力 下蒸汽的温度较高 , 采用这种蒸汽往往压力较低 , 在 计算蒸发器换热面积时就应特别注意 , 计算不好往 往蒸发面积小 , 生产能力达不到设计要求 , 这样的例 子在实际中发生过。 ( 3 )利 用废气 ( 汽) 废 热作 为加热介 质 , 废气 ( 汽) 作为加热介质就更应加 以注意。一般废气 收稿 日期 : 2 O O 8 - o
8、 7 ) 4 作者简介 : 刘殿宇 ( 1 9 6 2 一 ) , 男 , 黑龙江安达人 , 高级工程师 , 总工程 师 。主要从事乳品机械 、 轻工化机 械研究 。 2 2 化工设备与管道 第 4 5卷第 6期 ( 汽) 是 由其他生产 工段产生 , 其压力温度都很低 , 需要借助其他装置 , 如引风机等将其引入至蒸发器 中, 其温度低且波动性较大 , 设计这样的蒸发器往往 蒸发面积很大, 其使用效果也不一定达到理想状态。 2换热面积的影响 蒸发器换热面积的大小决定了蒸发量的大小 , 因此也就基本决定 了使用性能的好坏 。蒸发器的换 热面积可分为两块 , 一块是预热面积 , 一块是蒸发面 积
9、。物料进入蒸发器前 的温度有两种可能, 一是低 于沸点温度进料 , 二是等于或超过沸点温度进料 , 后 一 种情况不多见。低 于沸点温度进 料必须进行 预 热 , 在蒸发器中通过几段进行逐级预热 , 达到蒸发所 要求的沸点或沸点以上的温度。这里需要特别说明 的是每级预热的温升应控制在 1 01 5之间, 不宜 过大 , 否则难 以达到设定 的预热温度值。在味精 的 生产中就有这样的例子, 料液低 于沸点温度进入蒸 发器 , 在蒸发器中无预热过程 , 直接进入蒸发器进行 蒸发( 这样蒸发实 际上蒸 发器 中有一块预热过程 , 效果不好) , 生产能力仅达 到原设计能力 的 2 3 , 因 此无法
10、正常生产 , 最终还是将预热系统加到蒸发器 中, 对刚刚使用的设备实施改造 , 这对用户与设计制 作单位无疑是最惨痛的教训 。蒸发面积是蒸发器的 核心 , 各效蒸发面积由物料 、 热量平衡计算确定 。不 同的物料或相同的物料且不 同的参数其蒸发器的蒸 发面积是不同的, 如麦芽糖浆 、 木糖 、 山梨醇等料 液 的蒸发是不同的, 设计这些蒸发器必须 了解 物料 的 特性 , 必须广泛吸收过去行业类似成功与失败的教 训 , 多听听用户对这方 面的建议更能有 利于设计。 有些特殊的物料仅凭理论计算是远远不够 的, 还必 须借助试验的方法进行确定 , 由于缺少对一些物料 特性的了解 , 往往设计出的蒸
11、发器蒸发面积不足 导 致生产能力不够 , 这样 的例子在实际 中是 比较多见 的。物料是多种多样 的, 要设计 出适合物料特性 的 蒸发器 , 每个设计工作者必须在实践 中不断积 累经 验 , 深入 了解物料特性 , 不断对产品进行改进完善 。 3抽真空 系统的影响 蒸发器是在负压状态下工作 的, 蒸发系统真空 度的高低直接关系到蒸发器的蒸发效果 , 冷凝器冷 凝面积的大小 、 真空泵吸气量的大小 、 冷却水量及水 温的高低都直接影 响蒸发器的蒸发量及使用效果。 冷凝器有直接式与 间接式两种, 直接式冷凝器 即高 位混合式冷凝器, 这种冷凝器随着环保的规范治理, 其应用已受到限制。间接式冷凝器
12、则是 目前蒸发器 中应用最普遍的冷凝形式 , 冷凝器换热面积 的确定 主要由被冷凝的二次蒸汽参数及冷却水量水温决 定 , 南北方 的冷却水温是不同的 , 为了节水大部分地 区使用的是循环水, 尤其是南方的水温一般都很高, 都在 3 0, 这也是为什么同一蒸发器在南北方或者 是冬天与夏天使用效果不同的主要原因。因此设计 冷凝器时用户要提供当地准确的冷却水进水温度、 冬天与夏天水温的变化情况。需要特别说明的是冷 凝器在使用过程中应根据 当地的水质情况对其 管 、 壳程做不定期 的酸洗 、 碱洗 , 冷凝器结垢也会影响生 产能力。抽真空系统除 了冷凝器还有真空泵 , 真空 泵的主要作用是抽 吸系统
13、中不凝结气体 , 使蒸发系 统在一定的真空度下稳定蒸发。真空泵 的大小 自然 也会影 响蒸发 。选择 真 空泵 时应注 意料 液 的 p H 值 , 对有腐蚀的二次蒸汽, 真空泵过流件应选择耐腐 蚀 的不锈钢材质 , 否则 真空泵被腐蚀后 叶轮端面间 隙变大 , 抽真空速率衰减 , 导致蒸发温度升高 , 影响 生产能力 , 甚至无法使用 。 4 保温处 理的影响 蒸发器安装分为室 内与室外安装。蒸发器不做 保温处理( 室内安装 ) , 其热损失一般在 5 6 之 问 , 如果安装在室外其热损失是很大的, 因此室外安 装必须做保温绝热处理 。这样既可以减少热量损失 又可 以使蒸发器处于正常的生产状态 , 否则不做保 温处理不但热损失大 , 而且蒸发器生产也很难正常 进行 , 尤其在北方。 5 结束语 影响蒸发器使用的因素较多 , 上述仅从几个大 的方面作以介绍 , 其实蒸发器在实际生产过程 中还 有与操作者的操作、 责任心、 使用维护状态等因素有 关。如设备胶垫的老化、 泄漏、 清洗不彻底等这些都 会不同程度地影响蒸发器的使用 , 因此蒸发器的 良 好使用效果 除了来 自于 比较完美 的设计外 , 还必须 有良好的使用与维护, 只有这样才能使蒸发器长期 处 于一个 良好 、 比较稳定的工作运行状态。
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