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環(huán)諾動(dòng)態(tài)
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影響MVR蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行效率的主要因素分析

日期: 2021-08-16 作者: 環(huán)諾
前言：MVR蒸發(fā)器相對(duì)于傳統(tǒng)蒸發(fā)器具有能量利用率高，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定，占地面積小等特點(diǎn)；撬裝MVR蒸發(fā)器更是具備一體化、占地小、整套運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)免安裝、維護(hù)方便、標(biāo)準(zhǔn)化供應(yīng)、運(yùn)營(yíng)成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)。MVR蒸發(fā)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于鋰電池、危廢、食品加工、化工、制藥、生物等行業(yè)。為了保證MVR蒸發(fā)器得到高效節(jié)能低成本的運(yùn)行，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮物料、海拔、主要部件、操作等諸多因素，以下是廣東環(huán)諾為您整理的影響MVR蒸發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行效率的主要因素分析概述。
 
 
1、蒸發(fā)原料特性的影響
 
 
物料的主要物性參數(shù)有：密度、溶液組成成分、比熱、粘度、沸點(diǎn)升高、表面張力、熱敏性、腐蝕性等，密度、溶液組成成分、定壓比熱、粘度極大影響了物料的傳熱系數(shù)，而傳熱系數(shù)的不同會(huì)直接影響蒸發(fā)面積的設(shè)計(jì)計(jì)算。粘度和表面張力主要影響物料的汽、液分離過(guò)程和分離器的長(zhǎng)徑比的選擇，在成膜蒸發(fā)過(guò)程中還會(huì)影響物料的布膜情況。沸點(diǎn)升高，主要影響工藝流程的選擇，蒸發(fā)溫度的選擇，溫度梯度分布和蒸汽壓縮機(jī)的選擇。沸點(diǎn)升高比較高的物料，在蒸汽壓縮機(jī)溫升范圍內(nèi)，可以選用MVR蒸發(fā)工藝，單級(jí)高速離心壓縮機(jī)和容積式羅茨壓縮機(jī)都可以提供20℃以上的溫升，高溫升蒸汽壓縮機(jī)的生產(chǎn)工藝會(huì)更復(fù)雜，要求精度會(huì)更高。物料的熱敏性，要求物料在蒸發(fā)器中停留的時(shí)間要短，否則會(huì)使物料發(fā)生質(zhì)變，則需減少蒸發(fā)器的效數(shù)或級(jí)數(shù)，減少物料在蒸發(fā)器中循環(huán)時(shí)間。如果蒸發(fā)物料對(duì)溫度有要求時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮蒸發(fā)溫度、蒸發(fā)器型式及流程的選擇。一些物料的腐蝕性，如高含鹽廢水中氯根含量很高，特別是物料在高溫下的腐蝕性，這是影響選材的一個(gè)重要因素，尤其是MVR蒸發(fā)裝置的加熱器，材質(zhì)通常是系統(tǒng)中最高的。
 
 
2、安裝位置海拔的影響
 
 
海拔是反應(yīng)一個(gè)地區(qū)地勢(shì)高低的物理量。海拔高，當(dāng)?shù)氐臍鈮盒?，表壓降低，?duì)應(yīng)的溶液沸點(diǎn)降低。海拔高度對(duì)MVR蒸發(fā)的影響直接體現(xiàn)于系統(tǒng)的真空度以及對(duì)應(yīng)飽和蒸汽的熱工參數(shù)。為降低能耗MVR蒸發(fā)多數(shù)選擇在負(fù)壓下運(yùn)行，其負(fù)壓的獲得需采用真空系統(tǒng)。真空系統(tǒng)另一個(gè)作用是將MVR蒸發(fā)裝置中的不凝氣抽出，防止不凝氣富集，降低傳熱效率，阻礙蒸發(fā)。海拔高低會(huì)影響極限真空度。如水環(huán)真空泵在0海拔其極限真空為-0.094Mpa，在海拔1500m時(shí)，其極限真空為-0.08Mpa。對(duì)熱源蒸汽而言，表壓0.1Mpa的蒸汽，0海拔對(duì)應(yīng)溫度為99.6℃，1500m海拔對(duì)應(yīng)的溫度為95.1℃?？梢?jiàn)海拔會(huì)對(duì)蒸汽熱工參數(shù)有影響，因此，在MVR蒸發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮。高海拔對(duì)于水泵電機(jī)的選擇也有影響，海拔超過(guò)1000m時(shí)，需要選擇高原電機(jī)，以防止水泵電機(jī)不能按照設(shè)計(jì)參數(shù)運(yùn)行，影響水泵流量和揚(yáng)程。
 
 
3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的影響
 
 
工藝參數(shù)是MVR蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)的根本，對(duì)原料特性參數(shù)的了解和掌握，才能更好的避免設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。物料濃度、組成成分、處理量和蒸發(fā)量決定設(shè)備的規(guī)模，效、級(jí)的數(shù)量，蒸汽壓縮機(jī)選型，蒸發(fā)面積的大小，換熱器材質(zhì)，設(shè)備投資的成本。進(jìn)料濃度和出料濃度直接影響傳熱的計(jì)算和蒸發(fā)溫度的選擇，進(jìn)而影響蒸汽壓縮機(jī)進(jìn)、出口溫度的選擇。由于蒸發(fā)強(qiáng)度的問(wèn)題，出料濃度還會(huì)影響蒸發(fā)器形式的選擇和蒸發(fā)流程的設(shè)計(jì)。MVR蒸發(fā)裝置在工藝設(shè)計(jì)中要做到能量的極大化利用，因此在考慮滿足進(jìn)、出口物料溫度的情況下通過(guò)工藝變化將冷凝水出口溫度降低最低。
 
 
4、蒸汽壓縮機(jī)工況變化影響
 
 
MVR蒸汽壓縮機(jī)是此蒸發(fā)裝置中核心設(shè)備。主要的參數(shù)有流量，進(jìn)、出口溫度(溫升)，電流等。蒸汽壓縮機(jī)也根據(jù)溫升、蒸汽流量不同，有多種選擇，如離心風(fēng)機(jī)、單機(jī)高速離心機(jī)、容積式羅茨壓縮機(jī)等。根據(jù)能量守恒定律，壓縮機(jī)需要的總功要等于水蒸氣進(jìn)、出口總焓之差。功是由電機(jī)提供，壓縮需要的總功除效率值得到軸功率，根據(jù)軸功率和電機(jī)功率系列值選擇最佳的電機(jī)。電機(jī)提供的最大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(jī)富裕量大。壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)參數(shù)下，流量、溫升、壓比、效率值都為最高，壓縮機(jī)設(shè)計(jì)完成后，其運(yùn)行由溫度、流量、電機(jī)等共同決定。
 
當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)口溫度低，比容增大，壓縮機(jī)可進(jìn)入的最大蒸汽量增大，但由于壓縮機(jī)功率已定，則根據(jù)能量守恒原理出口的溫度會(huì)降低，表現(xiàn)為進(jìn)、出口溫差不夠。當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)口溫度升高時(shí)，比容減小，水蒸汽質(zhì)量流量減小，由于電機(jī)和效率值的影響，出料溫度會(huì)升高，但由于葉輪和轉(zhuǎn)速等影響，表征到進(jìn)、出口的溫差不會(huì)增大。壓縮機(jī)開(kāi)機(jī)的過(guò)程是電機(jī)頻率逐漸增大的過(guò)程。在小頻率下，流量和溫升有個(gè)對(duì)應(yīng)值，隨著流量的增大，在相同的頻率下溫升會(huì)減小但是壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)提高頻率以保證更高的溫升。壓縮機(jī)頻率、流量、溫升會(huì)相互影響逐漸升高至額定值。
 
 
5、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(chǎng)所，分離器的設(shè)計(jì)要充分考慮蒸發(fā)量、蒸發(fā)溫度、物料粘度、分離器液位等因素。分離器如果設(shè)計(jì)過(guò)小，當(dāng)蒸發(fā)量增大，會(huì)使二次蒸汽上升的速度加快，造成夾帶液量嚴(yán)重，也可能會(huì)造成壓降增大，對(duì)導(dǎo)致蒸汽攜帶大量高濃度物料進(jìn)入壓縮機(jī)系統(tǒng)，造成壓縮機(jī)腐蝕，冷凝液品質(zhì)下降。一旦原料粘附在壓縮機(jī)內(nèi)部葉輪表面，會(huì)造成壓縮機(jī)腐蝕，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致葉輪動(dòng)平衡破壞，造成壓縮機(jī)損壞。物料濃度、粘度、表面張力增大，會(huì)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(huán)量和液位高度增大會(huì)造成二次蒸汽夾帶量嚴(yán)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(shè)備成本也會(huì)增加。因此在分離器設(shè)計(jì)中，除沫器的設(shè)計(jì)十分必要，一方面可以降到分離器高度，同時(shí)保證蒸汽夾帶影響對(duì)后續(xù)影響最小。
 
 
6、泵的影響
 
 
泵主要起輸送液體的作用。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)中泵多采用雙機(jī)械密封的型式。主要因?yàn)橐谪?fù)壓下降物料抽出。泵機(jī)械密封的好壞以及運(yùn)行時(shí)的流量、吸程、揚(yáng)程都會(huì)對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。系統(tǒng)設(shè)計(jì)如果選擇強(qiáng)制循環(huán)泵，尤其是有晶體生成的工藝設(shè)計(jì)，循環(huán)泵優(yōu)先選擇軸流泵，其特點(diǎn)是大流量，低揚(yáng)程，同時(shí)其泵頭設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在工作過(guò)程中對(duì)溶液產(chǎn)出的晶體破壞最小，有利于系統(tǒng)晶體的生長(zhǎng)。冷凝水泵如果不能及時(shí)將冷凝水抽出，會(huì)使冷凝水在蒸發(fā)器中聚集，會(huì)使蒸發(fā)器的傳熱發(fā)生嚴(yán)重的抑制作用。蒸發(fā)器中本來(lái)使用蒸汽加熱變?yōu)闊崴訜?，效率?huì)大大降低，導(dǎo)致蒸汽發(fā)生堵塞。
 
 
7、其它影響
 
 
除了以上提出的影響因素外，還有配管時(shí)的管徑選擇，管道走向的問(wèn)題、閥門(mén)形式的選擇，閥門(mén)安裝位置的選擇等等問(wèn)題的影響、操作規(guī)范性的問(wèn)題等，都會(huì)對(duì)整套蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，技術(shù)原理上已經(jīng)十分成熟，但是作為一套系統(tǒng)工程、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試各個(gè)環(huán)節(jié)都很重要。物料特性參數(shù)、工藝設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)、設(shè)備選型注意事項(xiàng)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作都對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初期，要充分了解原原料特性，同時(shí)也要了解原料產(chǎn)生過(guò)程，對(duì)蒸發(fā)系統(tǒng)的前后工藝都進(jìn)行了解，綜合考慮各種因素，以保證裝置正常、連續(xù)、高效的運(yùn)行。
 

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