MVR蒸发系统影响因素分析

第32卷第10期2016年5月甘肃科技GansuScienceandTechnologyVo1．32No．10Mav．2016MVR蒸发系统影响因素分析李亚仙，刘宝，陈晓庆，葛娟，韦正帅，刘帅，张倩(甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司，甘肃兰州730070)摘要：MVR蒸发是目前化工生产中重要的操作单元之一，由于其运行平稳、能耗低，广泛应用于化工、食品、医药、牛奶、环保等行业。文章根据MVR蒸发系统在设计、运行中出现的问题，对影响MVR蒸发的因素进行分析、总结。关键词：MVR；影响因素；物性；工艺；设备运行中图分类号：TQ051．6机械压缩(MVR)是利用电能驱动叶轮，将蒸发的二次蒸汽进行再压缩，提高蒸汽的品味作为蒸发器的热源进行二次利用目前．由于蒸汽价格和电价差异较大．加之国家对环保的控制已限制蒸汽锅炉的大量使用．致使利用电驱动的MVR压缩机已经广泛应用于食品、化工、乳品、发酵、明胶、环保等诸多行业1MVR蒸发装置简介MVR蒸发装置是MVR压缩机和蒸发系统的有机结合．在合理的蒸发温度下进行蒸发的一种方法。其主要的优点有：能耗低．蒸发一吨水只需消耗电量20～27kwh；蒸发温度可根据物料合理选择：蒸发速度快，物料进、出设备只需十几秒，有利于处理热敏介质：低温蒸发可以降低材料的腐蚀和能耗的损失：能量循环利用使能耗降低：最大程度的降低冷却水的消耗Ⅲ一套MVR蒸发装置主要由MVR压缩机、预热器、蒸发器、冷凝器、分离器、真空系统、泵、管件阀门、控制系统等组成。MVR蒸发装置能量利用率高．运行稳定被越来越多的用户和行业所接受但MVR蒸发系统在设计、运行中需考虑物料、海拔、设备、操作等诸多因素的影响．文章对可能影响MVR蒸发系统的各因素进行分析叙述2物料的物性对MVR蒸发的影响物料的主要物性参数有密度、定压比热容、导热系数、粘度、沸点升高、焓值、表面张力、热敏性、腐蚀性等。密度、定压比热、导热系数、粘度极大影响了物料侧的传热系数．而传热系数的不同会直接影响蒸发面积的设计计算[21表面张力，主要影响物料的汽、液分离过程和分离器的直径、高度的选择，在膜式蒸发中还会影响物料的布膜情况沸点升高主要影响工艺流程的选择．蒸发温度的选择．温度梯度分布和压缩机选择沸点升高比较高的物料，通常选用MVR单效蒸发．压缩机温升高．采用负压蒸发可以有效降低物料的沸点升物料的粘度除了影响传热系数还会对蒸发器型式的选择有影响浓度高的物料须选择强制循环或刮板式蒸发器．以防止物料流动速度过慢发生结焦的现象物料的热敏性l31．要求物料在蒸发器中停留的时间要短．否则会使物料发生质变．则需减少蒸发器的效数或级数．减少物料在蒸发器中循环时间。如果蒸发物料对温度有要求时．设计时一定要考虑蒸发温度、蒸发器型式及流程的选择。物料的腐蚀性特别是物料在高温下的腐蚀性．这是选材的一个重要因素3海拔的影响海拔是反应一个地区地势高低的物理量。海拔高。当地的气压小。表压降低，对应的溶液沸点降低海拔高度对MVR蒸发的影响直接体现于系统的真空度以及对应饱和蒸汽的热工参数。为降低能耗．MVR蒸发多数选择在负压下运行．其负压的获得需采用真空系统。真空系统另一个作用是将MVR蒸发装置中的不凝气抽出。海拔高低会影响极限真空度。如水环真空泵在0海拔其第1O期李亚仙等：MVR蒸发系统影响因素分析51极限真空为一0．094Mpa，在海拔1500m时，其极限真空为一0．08MDa。对热源蒸汽而言，表压0．1Mpa的蒸汽．0海拔对应温度为99．6cC，1500海拔对应的温度为95．1oC可见海拔会对蒸汽热工参数有影响，因此．在MVR蒸发设计时要充分考虑。4工艺参数的影响工艺参数对MVR蒸发器的设计起着重要的作用。处理量和蒸发量决定设备的规模。效、级的数量．蒸发面积的大小．设备投资的成本。进料浓度和出料浓度直接影响传热的计算和蒸发温度的选择，进而影响压缩机进、出口温度的选择。由于蒸发强度的问题．出料浓度还会影响蒸发器形式的选择和蒸发流程的设计[41进、出料温度。MVR蒸发装置在工艺设计中要做到能量的极大化利用．因此在考虑满足进、出El物料温度的情况下通过工艺变化将冷凝水、冷却水的出口温度降低最低5设备运行及操作的影响5．1进料参数变化的影响进料量：蒸发系统有其固有的操作弹性，即在正常运行时进料量有一定的范围根据能量守恒定律，设备最大传热量为定值。进料量过大．会影响蒸发传热系数『81，使蒸发量发生变化，出料的浓度会降低。进料量过小时．各效蒸发器物料侧流量大大减少，不仅会使蒸发温度升高，严重时会造成干烧、结焦的现象进料浓度：进料浓度变化会引起物料物性的变化，会直接影响传热系数以及沸点升高的变化．对蒸发的影响前面以叙述过不再详述进料温度：进料温度不仅会影响物料的物性．从而影响物料侧的传热系数蒸发器进料一般要求泡点进料．如果进料温