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        蒸發(fā)器的預(yù)熱問題

        2019-01-13 17:01:46劉殿宇
        中國乳業(yè) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:膜式列管沸點

        文/劉殿宇

        (華禹乳品機械制造有限公司)

        蒸發(fā)器尤其是降膜式蒸發(fā)器的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,最典型的是應(yīng)用在乳制品工業(yè)生產(chǎn)中。料液進入蒸發(fā)器有低于沸點、等于沸點或高于沸點進料3 種方式。對于蒸發(fā)器尤其是降膜式蒸發(fā)器而言,低于沸點的進料必須先將料液溫度預(yù)熱至沸點或沸點以上,才能進入蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)。其目的是為了保證進出料的連續(xù)性和穩(wěn)定性。否則,蒸發(fā)器換熱管中的預(yù)熱段,由于受熱不均衡而引起結(jié)垢、結(jié)焦,嚴(yán)重時還會影響產(chǎn)品質(zhì)量,進而引起生產(chǎn)能力不足等問題。無論何種蒸發(fā)器,低溫進料蒸發(fā)與高溫蒸發(fā)效果完全不同,就此進行詳細闡述。

        1 進料溫度

        進入蒸發(fā)器前的料液溫度一般都較低,不論是何種蒸發(fā)器類型,低溫進料蒸發(fā)與等于或大于沸點進料蒸發(fā)的效果是截然不同的。進料溫度是蒸發(fā)器設(shè)計的一個重要參數(shù)[1,2],在生產(chǎn)工藝上盡量提高進入蒸發(fā)器的進料溫度。若物料沒有達到沸點進料,蒸發(fā)器換熱面積就會存在一定的預(yù)熱區(qū)域,且預(yù)熱效果不佳,易造成結(jié)垢、結(jié)焦情況。

        2 預(yù)熱形式

        低于沸點溫度的進料需要將物料逐級預(yù)熱至沸點或沸點以上溫度后再進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)操作。常用預(yù)熱器的形式分為盤管預(yù)熱、列管預(yù)熱、板式預(yù)熱等。加熱介質(zhì)有生蒸汽、二次蒸汽及冷凝水。

        2.1 盤管預(yù)熱

        盤管預(yù)熱一般是指以螺旋盤管的形式,纏繞在蒸發(fā)器換熱管的外部或是進行獨立預(yù)熱。如在多效蒸發(fā)器中,利用末效二次蒸汽預(yù)熱的方式進料就是采用獨立的盤管進行預(yù)熱,物料在盤管中的流速一般按1.2 m/s進行選取,殼程蒸汽流速按40~50 m/s進行選取[3]。

        2.2 列管預(yù)熱

        除了盤管預(yù)熱,比較常用的方式還有列管預(yù)熱。預(yù)熱器一般位于蒸發(fā)器器體之外,因此,列管預(yù)熱也稱為體外預(yù)熱。列管預(yù)熱分為單管程預(yù)熱與多管程預(yù)熱2 種。料液在預(yù)熱器中的流速一般按1.2~1.5 m/s選取,不超過2.5 m/s的速度,若速度過慢,其傳熱效果下降。

        2.3 板式預(yù)熱

        近年來采用板式換熱器進行預(yù)熱的情況越來越多。板式換熱器的殼程受壓一般不超過0.6 MPa,其特點是傳熱效果較好,但是阻力較大。膠墊易老化,板片較薄,若物料有腐蝕性,使用時間過久易出現(xiàn)泄漏情況。需要定期檢查,定期更換膠墊。

        3 預(yù)熱溫升的設(shè)置

        很多蒸發(fā)器都設(shè)置了預(yù)熱過程,但是效果并不理想,即料液經(jīng)過預(yù)熱后進入蒸發(fā)器前并沒有達到預(yù)熱溫度的設(shè)計值。這主要是與設(shè)置的預(yù)熱級數(shù),采用何種加熱介質(zhì),每一段的溫升設(shè)置,以及傳熱系數(shù)的選取是否合適有關(guān)。

        4 設(shè)計注意事項

        設(shè)計預(yù)熱器時,需要了解每一段預(yù)熱的溫度值是否與設(shè)計值相符,即在每個預(yù)熱級的出口設(shè)置溫度表。但在實際應(yīng)用中大多數(shù)蒸發(fā)器沒有配備溫度表,無法判斷實際應(yīng)用與設(shè)計值有無偏離,在下次設(shè)計時便缺少相應(yīng)的參考依據(jù)[3,4]。盡量做到預(yù)熱器在生產(chǎn)過程中物料不存留,沒有死角。

        5 小結(jié)

        無論何種蒸發(fā)器,高于沸點進料與低于沸點進料是截然不同的。因此,料液在進入蒸發(fā)器前需要進行預(yù)熱。否則,可能導(dǎo)致蒸發(fā)量不足,難以實現(xiàn)連續(xù)進料,連續(xù)出料。在降膜式蒸發(fā)器中,特別是在MVR蒸發(fā)器中表現(xiàn)的尤為明顯。

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