05 主要設備選擇及操作的影響

a.進(jìn)料變化的影響

進(jìn)料量：蒸發(fā)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(shí)進(jìn)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(jìn)料量過(guò)大，會(huì )影響蒸發(fā)傳熱系數，使蒸發(fā)量發(fā)生變化，出料的濃度會(huì )降低。進(jìn)料量過(guò)小時(shí)，各效蒸發(fā)器物料側流量大大減少，不僅會(huì )使蒸發(fā)溫度升高，嚴重時(shí)會(huì )造成干燒、結焦的現象。同時(shí)進(jìn)料量過(guò)小，意味著(zhù)蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽減小，也會(huì )影響到蒸汽壓縮機的運行，甚至會(huì )造成壓縮機的損壞。

進(jìn)料濃度：進(jìn)料濃度變化會(huì )引起物料物性的變化，會(huì )直接影響傳熱系數以及沸點(diǎn)升高的變化，如果原料量保持不變，表現出來(lái)的現象就是蒸發(fā)量減低，達不到原始設計的蒸發(fā)量，同時(shí)還有可能導致物料結晶析出，造成結焦或堵管等問(wèn)題。

進(jìn)料溫度：蒸發(fā)器進(jìn)料一般要求泡點(diǎn)進(jìn)料，如果進(jìn)料溫度過(guò)低會(huì )犧牲部分蒸發(fā)器的面積用于提升物料顯熱而非潛熱，降低蒸發(fā)量，因此設計過(guò)程通常在原料液進(jìn)入蒸汽器前設置一臺蒸汽預熱器，一旦來(lái)料溫度過(guò)低，通過(guò)預熱器不能滿(mǎn)足泡點(diǎn)進(jìn)料，可以通過(guò)補充生蒸汽用蒸汽預熱器進(jìn)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(fā)裝置中核心設備。主要的參數有流量，進(jìn)、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(fēng)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(jìn)、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(jìn)口溫度低，比容增大，壓縮機可進(jìn)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(huì )降低，表現為進(jìn)、出口溫差不夠。當壓縮機進(jìn)口溫度升高時(shí)，比容減小，水蒸汽質(zhì)量流量減小，由于電機和效率值的影響，出料溫度會(huì )升高，但由于葉輪和轉速等影響，表征到進(jìn)、出口的溫差不會(huì )增大。

壓縮機開(kāi)機的過(guò)程是電機頻率逐漸增大的過(guò)程。在小頻率下，流量和溫升有個(gè)對應值，隨著(zhù)流量的增大，在相同的頻率下溫升會(huì )減小但是壓縮機會(huì )自動(dòng)提高頻率已保證更高的溫升。壓縮機頻率、流量、溫升會(huì )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(chǎng)所，分離器的設計要充分考慮蒸發(fā)量、蒸發(fā)溫度、物料粘度、分離器液位等因素。

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

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(huì )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(shí)保證蒸汽夾帶對后續影響減小。

d.泵的影響

泵是蒸發(fā)系統中主要的動(dòng)設備，主要起輸送液體的作用。MVR蒸發(fā)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(shí)的流量、吸程、揚程都會(huì )對蒸發(fā)系統產(chǎn)生影響。

系統設計如果選擇強制循環(huán)泵，尤其是有晶體生成的工藝設計，循環(huán)泵優(yōu)先選擇軸流泵，其特點(diǎn)是大流量，低揚程，同時(shí)其泵頭設計特點(diǎn)，在工作過(guò)程中對溶液產(chǎn)出的晶體破壞小，有利于系統晶體的生長(cháng)。

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，導致蒸汽發(fā)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(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、操作規范性的問(wèn)題等，都會(huì )對整套蒸發(fā)系統產(chǎn)生影響。

MVR蒸發(fā)系統，技術(shù)原理上已經(jīng)十分成熟，但是作為一套系統工程、設計、安裝、調試各個(gè)環(huán)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(chǎng)實(shí)際操作都對系統的運行產(chǎn)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(shí)也要了解原料產(chǎn)生過(guò)程，對蒸發(fā)系統的前后工藝都進(jìn)行了解，綜合考慮各種因素，以保證裝置正常、連續、高效的運行。