1 介绍
中央循环管式蒸发器
加热室中产生的蒸气带有大量液沫,到了较大空间的蒸发室后,这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离。通常除沫器设在蒸发室的顶部。
蒸发器按操作压力分常压、加压和减压3种。按溶液在蒸发器中的运动状况分有:①循环型。沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面,如中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等。②单程型。沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面,不作循环流动,即行排出浓缩液,如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等。③直接接触型。加热介质与溶液直接接触传热,如浸没燃烧式蒸发器。蒸发装置在操作过程中,要消耗大量加热蒸汽,为节省加热蒸汽,可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。蒸发器广泛用于化工、轻工等部门。
医学中使用的蒸发器vaporizer,挥发性吸入麻醉药在室温下均呈液态。蒸发器能有效地将挥发性麻醉药液蒸发为气体,并能精确地调节麻醉药蒸气输出的浓度。麻醉药的蒸发需要热量,蒸发器周围的温度是决定挥发性麻醉药蒸发速度的主要因素。当代的麻醉机广泛采用了温度一流量补偿型蒸发器,即在温度或新鲜气流量发生变化时,能通过自动补偿机制来保持挥发性吸入麻醉药蒸发速度恒定,从而保证吸入麻醉药离开蒸发器的输出浓度稳定。由于不同挥发性吸入麻醉药的沸点和饱和蒸气压等物理特性不同,因此,蒸发器具有药物专用性,如恩氟烷蒸发器、异氟烷蒸发器等,相互不能通用。现代麻醉机的蒸发器多放置在麻醉呼吸环路之外,有单独的氧气气流与之连接,蒸发出的吸入麻醉药蒸气与主气流混合后再供病人吸入。
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2 分类
1.按蒸发方式分:
自然蒸发:即溶液在低于沸点温度下蒸发,如海水晒盐,这种情况下,因溶剂仅在溶液表面汽化,溶剂汽化速率低。
沸腾蒸发:将溶液加热至沸点,使之在沸腾状态下蒸发。工业上的蒸发操作基本上皆是此类。
2.按加热方式分:
直接热源加热它是将燃料与空气混合,使其燃烧产生的高温火焰和烟气经喷嘴直接喷入被蒸发的溶液中来加热溶液、使溶剂汽化的蒸发过程。
间接热源加热 容器间壁传给被蒸发的溶液。即在间壁式换热器中进行的传热过程。
3.按操作压力分:
可分为常压、加压和减压(真空)蒸发操作。很显然,对于热敏性物料,如抗生素溶液、果汁等应在减压下进行。而高粘度物料就应采用加压高温热源加热(如导热油、熔盐等)进行蒸发
4.按效数分:
可分为单效与多效蒸发。若蒸发产生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,称为单效蒸发。若将二次蒸汽作为下一效加热蒸汽,并将多个蒸发器串联,此蒸发过程即为多效蒸发。
3 特点
4 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。
5 故障排除
故障名称
| 现象
| 原因
| 排除方法
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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
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2、机组内制冷剂泄漏
| 机组检漏
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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
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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)
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5、蒸发器水室短路
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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
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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)
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2、制冷剂不纯或污脏
| 更换制冷剂
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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
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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
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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
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2、进口导叶自动与手动均失灵
| 检修导叶执行机构
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3、载冷剂(冷水)出口温度整定过高
| 调整整定值
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4、制冷量小于外界热负荷
| 检查导叶位置及操作是否正常
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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。
6 结垢
7 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。
8 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,最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。
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,最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。
9 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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升膜式蒸发器