蒸发设备的认知与操作

WZI型外循环真空蒸发器的操作实训WZI型外循环真空蒸发器的操作实训任务16.7WZI型外循环真空蒸发器的操作实训一、实训目的（1）熟悉蒸发器的选用，WZI型外循环真空蒸发器的结构、工作原理、技术性能；（2）掌握WZI型外循环真空蒸发器的开、停车操作及工艺参数的调节；（3）熟悉WZI型外循环真空蒸发器操作过程异常现象的判别及处理方法。二、实训装置及流程（一）实训装置WZI型外循环真空蒸发器操作实训装置由列管式加热器、蒸发罐、捕液器、板式换热器、水喷射泵、原料泵、水泵、水槽等组成。如图16.7-1所示。图16.7-1WZI型外循环真空蒸发器操作实训装置（二）实训流程训练装置采用-250型外循环式真空蒸发器，主要由列管式加热器、蒸发罐、捕液器及其他附属设备组成。如图16.7-2所示。三、基本原理料液在加热器的管内被加热至沸点后，部分水汽化，使热能转换为向上运动的动能；同时由于加热管内汽液混合物和循环管中未沸腾的料液之间产生了密度差，在膨胀动能和密度差的诱导下，产生了料液的自然循环，料液受热量愈多，沸腾愈好，其循环速度也就愈大。由于是在真空作用下蒸发，其料液的蒸发温度可以控制在50℃以下。蒸发出的二次蒸汽经丝网除沫器和捕液器捕集后，被水喷射真空泵的喷水冷凝后带走。蒸发罐内的料液经外循环管回到加热器的底部，进行再循环加热蒸发，如此循环加热蒸发，当达到要求的浓度时，开始连续出料，与此同时也连续进料，从而构成连续的真空浓缩操作。图16.7-2WZI-250型外循环式真空蒸发器四、实训内容（一）WZI型外循环式真空蒸发器的操作1.开车操作（1）将原料液加入到原料贮罐至3/4处，并分析其浓度；（2）将原料液用泵打入加热器及蒸发器至规定位置；（3）按列管式换热器开车操作程序加热加热器；（4）待蒸发器内有汽体挥发时启动水喷射真空泵；（5）操作中，定时从取样口取样分析浓缩液含量，随时观察蒸发器内液体沸腾状况，记录浓缩液含量，加热器、蒸发器温度，蒸发器、水喷射真空泵压力，根据需要调整温度和压力。2.停车操作（1）蒸发至规定浓度时，停止加热；（2）待蒸发器内液体没有汽体挥发时，停止水喷射真空泵；（3）待蒸发器内液体温度降至室温时，用泵打入包装桶；（4）用自来水清洗列管式加热器和蒸发罐至出水不混浊。3.异常现象及处理外循环式真空蒸发器异常现象及处理方法见表16.7-3。表16.7-3外循环式真空蒸发器异常现象及处理方法异常现象原

因处理方法雾沫夹带①真空度过大；②加热温度高。①减小真空度；②降低温度。蒸发速度慢①加热温度低；②真空度低；③加热器、蒸发罐结垢。①提高加热温度；②增大真空度；③定期清理加热器、蒸发罐。真空度低①水喷射真空泵发生故障；

②真空管道或蒸发器有泄漏。①检查水喷射真空泵，按水喷射真空泵故障排除方法处理；②封堵泄漏。加热速度慢①加热器内有不凝性气体；②加热器内存有冷凝水；③加热蒸汽压力低。①放出不凝性气体；②及时排放冷凝水；③提高加热蒸汽压力。浓缩液产品浓度不稳定停止加热时间掌握不好。摸索经验，找出规律，确定停止加热时间。（二）水喷射真空泵的操作1.检查、准备（1）检查真空表、压力表指示是否正常；（2）确定水泵旋转方向是否正确，转动是否灵活；（3）开车前将水槽、管道内清理干净，不得有一点杂物，防止孔板堵塞；（4）检查机组真空系统，不得漏气；（5）水槽注满水，放入清水至溢流口外溢；（6）机组箱盖上的排气口应敞开，或用管子通往室外。2.开车操作（1）通知有关部门做好操作准备；（2）打开缓冲罐的排水阀排水；（3）关闭缓冲罐上外接真空管道上的阀门；（4）启动水泵，真空表的指针应该逐渐上升；（5）关闭缓冲罐上的排水阀，真空表应接近极限真空；（6）慢慢打开外接真空管道上的阀门，机组进入正常工作状态。3.停车操作（1）停车前，应先将工艺系统中的真空度降低，再关闭真空泵，以防止工作水逆流进入工艺管线。同时也防止回水现象，冲击真空泵而造成损坏；（2）停车时，先关闭外接真空管道上的阀门，然后逐渐打开缓冲罐上的排水阀，最后停车。4.常见故障及处理水喷射真空泵常见故障及处理方法见表16.7-4。表16.7-4水喷射真空泵常见故障及处理方法常见故障原因处理方法回水①水泵压力低，流量不够，封不住文氏管喉径；

②孔板装配位置不对(不含上吸式)；③停泵前，气水分离器底阀没打开(不含上吸式)；④法兰密封垫位置不正，阻碍水流，各垫孔大于管径；⑤孔板或水泵出入口堵塞；⑥突然停电或随意停泵。①检查水泵、叶轮、孔板、文氏管，严重者更换；②调整位置；③停泵前先打开底阀；④调整密封垫位置，不能挡水；

⑤清除堵物；⑥作为事故，加强管理。表16.7-4水喷射真空泵常见故障及处理方法真空度低①杂物堵塞孔板；②真空管道泄漏；③循环水水温较高或气泡太多；④水泵轴封泄漏、压力下降；⑤喷嘴处产生冷凝水；⑥泵长期使用，喷嘴、扩散管积垢严重。①清除杂物；②封堵泄漏；③调整降温，加冷水；④修理，严重者更换；⑤放掉冷凝水；⑥除垢或换泵。电机发热①填料压盖过紧；②叶轮磨损，水泵供水过量；③水泵与电机轴不同心。①缓慢松动螺栓；②更换叶轮；③调整同心度。（三）列管式换热器的操作1.开车操作（1）检查压力表、温度计、安全阀、液位计以及有关阀门是否齐全好用；（2）在通入热流体（如蒸汽）之前，先打开冷凝水排放阀门，排除积水和污垢，再打开放空阀，排除空气和不凝性气体；（3）开启冷流体进口阀门和放空阀向换热器注液，当液面达到规定位置时，缓慢或分数次开启蒸汽（或其他加热剂）阀门，做到先预热后加热，防止骤冷骤热引起换热管和壳体温差过大而损坏或影响换热器的使用寿命；（4）根据工艺要求调节冷、热流体的流量，使其达到所需要的温度；（5）经常检查冷、热两种流体的进、出口温度和压力变化情况，发现温度、压力有异常，立即查明原因，及时排除故障；（6）定时排放不凝性气体和冷凝液，以免影响传热效果；根据换热效率下降情况应及时对换热器进行清洗，消除结疤，保持较高的传热效率；3.注意事项（1）保持压力表、温度计、安全阀和液位计等附件的齐全、灵敏、准确。保持主体设备外部整洁，保温层和油漆完好；（3）开、停换热器时，不应将蒸汽阀门和被加热介质阀门开得太猛，否则容易造成外壳与列管伸缩不一，产生热应力，使局部焊缝开裂或管子胀口松弛；（3）尽量减少换热器开、停次数，停止时应将内部液体放净；（4）要加强换热器的日常检查，检查的主要内容有：观察流量是否正常，是否超温超压，是否存在泄漏，用听棒判断异常声响以确认设备内换热器是否相互碰撞、摩擦，保温保冷层是否良好，设备的基础、支吊架、安全附件是否良好等；（5）列管式换热器监控的主要工艺指标是温度和压力。温度是换热器运行中的主要控制指标，通过介质的进、出口温度，可以分析、判断介质流量大小，可以判断换热效果的好坏及是否存在泄漏。由工作介质的进、出口温度的变化可决定对换热器进行检查和清洗。当用水作为冷却介质时，应将出口温度控制在50℃以内，若出口温度超过50℃，极易滋生微生物，引起列管的腐蚀穿孔。通过观察换热器的压力及进、出口压差，可以判断列管的结垢、堵塞程度及泄漏等情况。若列管结垢严重，则阻力将增大，若堵塞则会引起节流及泄漏。对于有高压流体的换热器，如果列管泄漏，高压流体一定向低压流体泄漏，造成低压侧压力很快上升，甚至超压，以致损坏低压设备或设备的低压部分。4.定期检查与日常维护（1）列管式换热器的定期检查列管式换热器的定期检查内容见表16.7-5。表16.7-5列管式换热器的定期检查内容检查项目检查内容检查周期，月检查方法壳体封头测定壁厚6～12超声波内部构件腐蚀情况6～12①流体腐蚀性检测器；②液体pH值测定；③液体金属含量分析。壳程、管程污垢堆积3～6①运行状态判断；②物料分析。压力表、安全阀、计器准确性、灵敏度、可靠性6～12①按计量检验标准规定；②按工艺操作法规定校验。表16.7-5列管式换热器的定期检查内容（2）列管式换热器的日常维护①严格执行操作规程，确保进、出口温度、压力及流量控制在操作指标内，防止急剧变化，并认真填写运行记录；②随时检查壳体、封头（浮头）、管程、管板及进、出口管道等连接处有无异响、腐蚀及泄漏；③检查各连接件的紧固螺栓是否齐全、可靠，各部仪表及安全装置是否符合要求。发现缺陷及时消除；④检查换热器及管道附件的绝热层，保持绝热层完好；⑤勤擦拭、勤打扫、保持设备及环境的整洁，做到无污垢、无垃圾，无泄漏；⑥严格执行交接班制度，未排除的故障应及时上报，故障未排除不得盲目开车。5.清理由于介质的腐蚀、冲蚀、积垢，列管式换热器必须进行清理。清理方法有机械法和化学法等。（1）机械除垢法该法常用于清除坚硬的垢层、结焦或其他沉积物。①利用各种刮刀、旋转式钢丝刷、铲、削、刷等工具清理，并用压缩空气、高压水和蒸汽等配合清洗。当结垢比较严重，或全部堵死时，可用管式冲水钻清洗；②冲洗法利用高压水泵打出的水通过压力调节阀，再经过高压软管通至手提式喷射枪，进行喷射清理污垢。若在水中混入细石英砂效果更好。（2）化学除垢化学法适用于形式较复杂的情况，如形管的清洗，管壳式换热器管间的清洗，但对金属多少会有一些腐蚀。首先应对结垢的物质进行化学分析，再决定采用什么溶剂清洗。一般对硫酸盐和硅酸盐水垢采用碱洗，碳酸盐水垢则用酸洗，对油垢结焦可用氧氧化钠、碳酸钠、洗衣粉，洗涤剂等，与水按一定比例配制清洗。采用化学清洗时必须考虑加入缓蚀剂。经过化学清洗后，加清水循环冲洗数次，直至水呈中性为止。除以上清洗方法外，还可采用海绵球自动清洗法。6.异常现象及处理列管式换热器异常现象及处理方法见表16.7-6。表16.7-6列管式换热器异常现象及处理方法异常现象原

因处理方法传热效率下降①列管结垢或堵塞；②管道或阀门堵塞；③不凝气或冷凝液增多。①清理列管或除垢；②清理疏通；③排放不凝气或冷凝液。列管和胀口渗漏①列管腐蚀或胀接质量差；②壳体与管束温差太大；③列管被折流板摩破。①更换新管或补胀；②焊接或补胀；③换管。振动①管道振动；②壳程流体流速太快；③机座刚度较小。①加固管道；②调节流体流量；③加固。管板与壳体连接处有裂纹①腐蚀严重；②焊接质量不好；③壳体歪斜。①鉴定后修补；②清除补焊；③找正。（四）数据记录及处理原料液浓度%；加热介质序号时间加热器蒸发器水喷射泵浓缩液浓度（%）温度（℃）压力（MPa）温度（℃）压力（MPa）水温（℃）压力（MPa）