05 主要設(shè)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(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，換熱器面積，傳熱系數(shù)，蒸汽壓縮確定后，整套系統(tǒng)有其固有的操作彈性，即在正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)料量有一定的范圍。根據(jù)能量守恒定律，設(shè)備傳熱量為定值。進(jìn)料量過大，會(huì)影響蒸發(fā)傳熱系數(shù)，使蒸發(fā)量發(fā)生變化，出料的濃度會(huì)降低。進(jìn)料量過小時(shí)，各效蒸發(fā)器物料側(cè)流量大大減少，不僅會(huì)使蒸發(fā)溫度升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成干燒、結(jié)焦的現(xiàn)象。同時(shí)進(jìn)料量過小，意味著蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽減小，也會(huì)影響到蒸汽壓縮機(jī)的運(yùn)行，甚至?xí)斐蓧嚎s機(jī)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(shù)以及沸點(diǎn)升高的變化，如果原料量保持不變，表現(xiàn)出來的現(xiàn)象就是蒸發(fā)量減低，達(dá)不到原始設(shè)計(jì)的蒸發(fā)量，同時(shí)還有可能導(dǎo)致物料結(jié)晶析出，造成結(jié)焦或堵管等問題。

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(shè)計(jì)過程通常在原料液進(jìn)入蒸汽器前設(shè)置一臺(tái)蒸汽預(yù)熱器，一旦來料溫度過低，通過預(yù)熱器不能滿足泡點(diǎn)進(jìn)料，可以通過補(bǔ)充生蒸汽用蒸汽預(yù)熱器進(jìn)行最后的加熱。

b.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)功率系列值選擇合適的電機(jī)。電機(jī)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(jī)富裕量大。

壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)參數(shù)下，流量、溫升、壓比、效率值都較高，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)開機(jī)的過程是電機(jī)頻率逐漸增大的過程。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)提高頻率已保證更高的溫升。壓縮機(jī)頻率、流量、溫升會(huì)相互影響逐漸升高至額定值。

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(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)十分需要，一方面可以降低分離器高度，同時(shí)保證蒸汽夾帶對(duì)后續(xù)影響減小。

d.泵的影響

泵是蒸發(fā)系統(tǒng)中主要的動(dòng)設(shè)備，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)械密封的形式，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)，在工作過程中對(duì)溶液產(chǎn)出的晶體破壞小，有利于系統(tǒng)晶體的生長。

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)器中本來使用蒸汽加熱變?yōu)闊崴訜幔蕰?huì)大大降低，導(dǎo)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(guī)范性的問題等，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。