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蒸发器原理及技术故障处理

发布时间:2020-08-21   点击次数:218次

实际生产中,有时还应用直接接触传热的蒸发器。它是将燃料(通常为煤气和油)与空气混合后,在浸于溶液中的燃烧室内燃烧,产生的高温火焰和烟气经燃烧室下部的喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中。高温气体和溶液直接接触,同时进行传热使水分蒸发汽化,产生的水汽和废烟气一起由蒸发器顶部排出。其燃烧室在溶液中的浸没深度一般为0.2~0.6m,出燃烧室的气体温度可达1000℃以上。因是直接触接传热,故它的传热效果很好,热利用率高。由于不需要固定的传热壁面,故结构简单,特别适用于易结晶、结垢和具有腐蚀性物料的蒸发。在废酸处理和硫酸铵溶液的蒸发中,它已得到广泛应用。但若蒸发的料液不允许被烟气所污染,则该类蒸发器一般不适用。而且由于有大量烟气的存在,限制了二次蒸气的利用。此外喷嘴由于浸没在高温液体中,较易损坏。从上介绍可以看出,蒸发器的结构型式很多,各有其优缺点和适用的场合。在选型时,首先要看它能否适应所蒸发物料的工艺特性,包括物料的粘性、热敏性、腐蚀性以及是否容易结晶或结垢等,然后再要求其结构简单、易于制造、金属消耗量少,维修方便、传热效果好等等。 [1] 

布置

 

冰库蒸发器蒸发面积的计算与其他冷间蒸发器的计算方法相同。也可根据冰库净面积来选配,一般按一平方米面积配0.6~0.7m2蒸发面积。冰库温度应根据所贮冰的品种确定,贮存盐水冰的冰库其温度应为-4℃,贮存碎冰的冰库温度应为-18~-15℃。在设计制冷系统管道时,应考虑制冰机不生产时冰库仍能降温。蒸发器的融霜方式可采用人工扫霜。

在设置蒸发器时对于建筑净高在6m以下的冰库可不设墙排管,但顶排管必须分散布满,建筑净高在6m或高于6m的冰库应设墙排管不得采用翅片管,以防止堆码冰垛式撞坏。 [2] 

故障排除

 

故障名称 现象 原因 排除方法

蒸发压力过低 蒸发温度与载冷剂出口温度之差增大 1、制冷剂充灌量不够 补加制冷剂

2、机组内制冷剂泄漏 机组检漏

3、浮球阀动作失灵,制冷液不能流入蒸发器 修复浮球阀

堵管或换管

检修水室

压缩机进口过热度加大造成冷凝温度过高 4、蒸发器中漏入载冷剂(冷水)

5、蒸发器水室短路

6、载冷剂(冷水)泵的吸入口有空气混入参加循环 检修载冷剂(冷水)泵

蒸发温度偏低,但冷凝温度正常 1、蒸发器传热管污垢或部分管子堵塞 清洗或修复堵塞的管子。(建议使用福世泰克环保清洗剂)

2、制冷剂不纯或污脏 更换制冷剂

载冷剂(冷水)出口温度偏低 1、制冷量大于外界热负荷(进口导叶关闭不够) 检查导叶位置及操作是否正常

2、载冷剂(冷水)温度调节器上对出口温度的限定值过低 调整制冷剂出口温度

蒸发压力偏高 载冷剂(冷水)出口温度偏高 1、进口导叶卡死,无法开启 检修导叶传动机构

2、进口导叶自动与手动均失灵 检修导叶执行机构

3、载冷剂(冷水)出口温度整定过高 调整整定值

4、制冷量小于外界热负荷 检查导叶位置及操作是否正常

蒸发器的腐蚀:

管板受介质及焊接应力的影响,及易出现渗漏串液及腐蚀现象,致使设备功能下降,严重影响企业正常生产。若处理不及时,不但会导致设备报废,甚至造成重大的生产事故。 [2] 

结垢

 

原因危害

蒸发器循环冷却水中含有大量的盐类物质、腐蚀产物和各种微生物,由于未对其进行水处理,蒸发器运行一段时间后水侧会结有大量的钙镁碳酸盐垢及藻类、微生物淤泥、粘泥等,这些污垢牢固附着于铜管内表面,导致传热恶化、循环压力上升、机组真空度降低,影响机组的运行效率,造成较大的经济损失。

传统的清洗方法通常采用化学清洗-酸洗,这种方法对各种沉积都有效,比机械方法省时。但化学清洗对系统和其他金属部件有腐蚀性,容易出现腐蚀设备管线的事情,而且在排放时污染环境。 [2] 

除垢准备

1 、断开与蒸发器无关的其它系统。

2 、开启蒸发器水侧高点放空阀和蒸汽侧低点导淋阀,以保证清洗过程中反应产生的大量气体能够及时排放和清洗液的充满度;同时通过导淋阀监测清洗过程中换热器铜管的泄漏情况。

3 、为了监测系统的清洗效果及清洗过程中设备的腐蚀情况,在清洗施工前,将相当于设备材质的标准腐蚀试片、监测管段分别悬挂于清洗槽中。 [2] 

维护

 

1、经常进行蒸发器的检漏工作。泄漏是蒸发器常见的故障现象,在使用过程中应注意经常检漏。

氨蒸发器泄漏时,有刺激性气味,漏点处不结霜。对泄漏处可用酚酞试纸检查,因为氨是碱性,遇酚酞试纸变红色。用眼看时,一般在蒸发器的某处不结霜的地方通常就是泄漏点,也可在泄漏处用肥皂水找漏。

氟利昂蒸发器泄漏的检查可使用卤素灯和卤素检漏仪,也可用肥皂水找漏。检查时可先用眼查看蒸发排管上是否有油迹,因为氟利昂与油能互溶,氟利昂泄漏时,油也会从漏点渗出,因此,哪里有油迹,哪里就泄漏。用卤素灯检漏时,若某处有氟利昂泄漏时,卤素灯燃烧的火焰由蓝色变成微绿、浅绿、草绿、紫绿、紫色等颜色可判断氟利昂泄漏量的多少。若火焰呈深绿或紫色时,火焰中的光气有毒,不能长时间用此方法检查。这种情况下,可用肥皂水检查泄漏点。对于微量泄漏时,应使用卤素检漏仪进行检漏。

2、经常对蒸发器的结霜状况进行检查。当霜层过厚时,应及时除霜。当结霜异常时,可能是由于堵塞造成的,应及时查找原因并予以排除。

3、蒸发器长期停用时,将制冷剂拙到储液器或冷凝器中,使蒸发器的压力保持在0.05MPa(表压)左右为宜。若为盐水池中的蒸发器,还需用自来水冲洗,冲洗后在池内注满自来水。 [2] 

融霜影响

 

1、霜对制冷系统的影响

冷库制冷系统正常运行时蒸发器的表面温度远低于空气的露点温度,食品和空气中的水分会析出而凝结在管壁上。若管壁温度低于0°时水露则凝结成霜。结霜也是制冷系统正常运行的结果,所以蒸发器表面允许少量的结霜。

  由于霜的热导率太小,它是金属的百分之一,甚至几百分之一,因而霜层就形成了较大的热阻。特别是霜层较厚时,犹如保温一样,使蒸发器中的冷量不容易散发出来,影响了蒸发器的制冷效果,终使冷库达不到所要求的温度。同时,制冷剂在蒸发器内的蒸发情况也要减弱,不完全蒸发的氨液有可能被压缩机吸入而造成液击事故。 

  2、融霜对局部环境的影响

  融霜的方法很多,如人工扫霜、制冷剂热熔霜、水融霜、电热融霜等。对于较小的制冷系统,可采用人工除霜和电热融霜,但应在系统停止运行时进行。对于较大的制冷系统,则应采用制冷剂热熔霜和水融霜。由于压缩机的排气式热熔霜的热源,所以制冷剂的热熔霜应在制冷系统运行的条件下进行。这样看来不论采用哪种融霜方式,都要影响到冷库温度,特别是制冷剂热熔霜,因为要分库房进行,即一部分库房止制冷,而另一部分库房融霜,融霜的时间更长一些,对库温的影响也更大一些若库温波动过大,会影响到库内食品的质量,特别是保鲜食品的质量。而融掉的霜要及时清扫,否则会造成库房地面的冰冻。 [2] 

工业应用

 

蒸发就是用加热的方法,将含有不挥发性溶质的溶液加热至沸腾状况,使部分溶剂汽化并被移除,从而提高溶剂中溶质浓度的单元操作。工业生产中应用蒸发操作有以下几种场合:

1、浓缩稀溶液直接制取产品或将浓溶液再处理(如冷却结晶)制取固体产品,例如电解烧碱液的浓缩,食糖水溶液的浓缩及各种果汁的浓缩等。

2、同时浓缩溶液和回收溶剂,例如有机磷农药苯溶液的浓缩脱苯,中药生产中酒精浸出液的蒸发等。

3、为了获得纯净的溶剂,例如海水淡化等。

总之,在化学工业、食品工业、制药等工业中,蒸发操作被广泛应用。

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