蒸发设备的认知与操作-蒸发器的操作与维护

影响蒸发器蒸发强度的因素影响蒸发器蒸发强度的因素蒸发器的生产能力通常指单位时间内蒸发的水量，其大小由蒸发器的传热速率来决定。蒸发器的蒸发强度是指单位时间内单位传热面积上所能蒸发的水量，是评价蒸发器性能优劣的一个重要指标。对于给定的蒸发量，蒸发强度越大，所需传热面积越小，蒸发设备尺寸越小。要提高蒸发器的蒸发强度，必须做到以下几点：（1）总传热系数K提高总传热系数K是提高蒸发强度较为有效的途径。总传热系数的大小取决于传热面两侧的对流传热系数和污垢热阻。蒸汽冷凝的对流传热系数一般要比溶液沸腾的对流传热系数大，即溶液沸腾侧的对流传热热阻较大，设计和操作中应采取措施提高溶液沸腾的对流传热系数。可提高溶液的循环速度和湍动程度，从而提高蒸发器的蒸发能力。在蒸发器的操作中，还要注意及时排除加热蒸汽中的不凝性气体，若在蒸汽中含有少量不凝性气体时，则加热蒸汽冷凝膜系数下降。据测试，蒸汽中含l％不凝性气体，总传热系数下降60％。所以在操作中，必须密切注意和及时排除不凝性气体。在蒸发操作中，结垢现象不可避免，尤其当处理易结晶和腐蚀性物料时，由于结垢或析出结晶，会产生很大的污垢热阻，使总传热系数急剧下降。为了减小污垢热阻，蒸发器必须定期进行清洗。减小污垢热阻的措施还有选用适宜的蒸发器型式，例如强制循环型蒸发器，在溶液中加入微量阻垢剂，以阻止污垢的形成或减小污垢形成的速度；另一方面改进蒸发器的结构，如把蒸发器的加热管加工光滑些，使污垢不易生成，即使生成也易清洗，这就可以提高溶液循环的速度，从而可降低污垢生成的速度。（2）蒸汽压力为了提高蒸发器的生产能力，提高加热蒸汽的压力和降低冷凝器中二次蒸汽压力，有助于提高传热温度差。因为加热蒸汽的压力提高，饱和蒸汽的温度也相应提高。冷凝器中的二次蒸汽压力降低，蒸发室的压力变低，溶液沸点温度也就降低。通常加热蒸汽压力控制在300～500kPa；冷凝器中二次蒸汽的绝对压力控制在10～20kPa。假如压力再降低，势必增大真空泵的负荷，增加真空泵的功率消耗，且随着真空度的提高，溶液的黏度增大，使总传热系数下降，反而影响蒸发器的传热量。（3）传热量提高蒸发器的传热量，必须增加它的传热面积。在操作中，应密切注意蒸发器内液面高低。如在膜式蒸发器中，液面应维持在管长的1/5～1/4处，才能保证正常的操作。在自然循环型蒸发器中，液面在管长1/3～1/2处时，溶液循环良好，这时气液混合物从加热管顶端涌出，达到循环的目的。液面过高，加热管下部所受的静压强过大，溶液达不到沸腾；液面过低则不能造成溶液循环。蒸发器的操作蒸发器的操作（1）开车操作①开车前要检查泵、仪表、蒸汽和冷凝水管道，使之处于完好状态；②设置相关仪表设定值，同时置其为自动状态；③根据蒸发装置所附带的自控装置的不同，按照事先设定好的程序，通过控制室依次按规定的开度、规定的顺序开启加料阀、蒸汽阀，井依次查看各效分离罐的液位显示；④当液位达到规定值时，开启相关输送泵；⑤对需要抽真空的装置进行抽真空；⑥监测各效温度，检查其蒸发情况；⑦通过相关仪表观测产品浓度，然后增大相关蒸汽阀门开度以提高蒸汽流量；⑧当蒸汽流量达到期望值时，调节加料流量以控制浓缩液浓度，一般来说，减少加料流量则产品浓度增大，而增大加料流量，浓度降低。开车过程中由于非正常操作常会出现许多故障。最常见的是蒸汽供给不稳定。这可能是因为管道冷或冷凝水管道内有空气所致。应注意检查阀、泵的密封及出口，当达到正常操作温度时，就不会出现这种问题。也可能是由于空气进入二效、三效蒸发器所致。当一效分离罐工艺蒸汽压力升高超过一定值时，就会自行消失。（2）正常操作①不同的蒸发装置都有自身的运行情况。通常情况下，操作人员应按规定的时间间隔检查、调整该装置的运行情况，井如实、准时填写运行记录；②经常调校仪表，使其灵敏可靠。如果发现仪表失灵要及时查找原因井处理；③当装置处于稳定运行状态时，不要轻易变动工艺控制参数，否则会使装置处于不平衡状态，并需花费一定时间调整以达到新的平衡，这样会造成生产的损失或者出现更坏的影响；④控制蒸发装置的液位是关键，严格控制各效蒸发器的液面，使其处于工艺要求的适宜位置。目的是使装置运行平稳，从一效到另一效的流量更趋合理、恒定。有效地控制液位也能避免泵的“气蚀”现象，大多数泵输送的是沸腾液体，所以不可忽视发生“气蚀”的危险。只有控制好液位，才能保证泵的使用寿命；⑤在蒸发容易析出结晶的物料时，易发生管道、加热室、阀门等的结垢堵塞现象。因此需定期用水冲洗保持畅通，或者采用真空抽拉等措施；⑥经常对设备、管道进行严格检查、探伤，特别是视镜玻璃要经常检查、适时更换，以防因腐蚀造成事故；⑦为确保故障条件下连续运转，所有的泵都应配有备用泵，并在启动泵之前，检查泵是否正常，严格按照要求进行操作；⑧按规定时间检查控制室仪表和现场仪表读数，如超出规定，应迅速找出原因并处理；⑨如果蒸发料液为腐蚀性溶液，应注意检查视镜玻璃，防止腐蚀。一旦视镜玻璃腐蚀严重，当液面传感器发生故障时，会造成危险。（3）停车操作完全停车。蒸发装置长时间不启动或因维修需要排空的情况下，应完全停车。短期停车。对蒸发装置进行小型维修只需短时间停车时，应使装置处于备用状态。紧急停车。对于事故停车，很难预知每一种可能情况，一般应遵循如下几条：①当事故发生时，首先用最快的方式切断蒸汽，关闭控制室气动阀，或现场关闭手动截止阀，以避免料液温度继续升高；②考虑停止料液供给是否安全，如果安全，应用最快方式停止进料；③再考虑破坏真空会发生什么情况，如果判断出不会发生不利情况，应该打开末效真空的放空阀，以打破真空状态，停止蒸发操作；④要小心处理热料液，避免造成伤害事故。蒸发器的维护蒸发器的维护（1）对蒸发器的维护通常采用“洗效”的方法。蒸发装置内易积存污垢，特别是当操作不正常时，污垢多。不同类型的蒸发器在不同的运行条件下结垢情况也不一样，因此要根据生产实际和经验积累定期进行洗效。洗效周期的长短和生产强度及蒸汽消耗紧密相关。因此要特别重视操作质量，延长洗效周期。洗效方法分大洗和小洗两种。①大洗。大洗是排出洗效水的洗效方法。首先降低进汽量，将效内料液出尽，然后将冷凝水加至规定液面，并提高蒸汽压力，使水沸腾以溶解效内污垢，开启循环泵冲洗管道，当达到洗涤要求时，降低蒸汽压力，再排出洗效水。若结垢严重，可进行两次洗涤；②小洗。小洗是不排出洗效水的洗效方法。一般蒸发器加热室下方易结垢，在未整体结垢前可定时水洗，以清除加热室局部垢层，从而恢复正常蒸发强度。方法是降低蒸汽量之后，将加热室及循环管内料液出尽，然后循环管内进水达一定液位时，再提高蒸气压，井恢复正常生产，让洗效水在效内循环洗涤。（2）经常观察各加料泵、过料泵、强制循环泵的运行电流及工作状态。（3）蒸发器周围环境要保持清洁无杂物，设备外部的保温保护层要完好，如有损坏，应及时进行维护，以减小热损失。（4）严格执行大、中、小修计划，定期进行拆卸检查修理，并做好记录，积累设备检查修理的数据，以利于加强技术改进。（5）蒸发器的测量及安全附件、温度计、压力表、真空表及安全阀等都必须定期校验，要求准确可靠，确保蒸发器的正确操作控制及安全运行。（6）蒸发器为一类压力容器，日常的维护和检修必须严格执行压力容器规程的规定；对蒸发室主要进行外观和壁厚检查。加热室每年进行一次外观检查和壳体水压试验；定期对加热管进行无损壁厚测定，根据测定结果采取相应措施。（7）检修设备前，要泄压泄料，并用水冲洗降温，去除设备内残存腐蚀性液体。拆卸法兰螺栓时应对角拆卸或紧固，而且按步骤执行，特别是拆卸时，确认已经无液体时再卸下，以免液体喷出，并且注意管口下面不能有人。检修蒸发器要将物料排放干净，并用热水清洗处理，再用冷水进行冒顶洗出处理。同时要检查有关阀门是否能关死，否则加盲板，以防检修过程中物料溅出伤人。蒸发器放水后，打开人孔，用空气进行置换并降温至36℃以下，此时检修人员方可穿戴好衣物进入检修，外面需有人监护，便于发生意外时及时抢救。3）蒸发操作在工业中的应用（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，例如有机磷农药生产中苯溶液的浓缩脱苯，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。在生物工业中，由于所生产的产品通常为具有生物活性的物质，或对于温度较为敏感的物质，这是蒸发浓缩操作在生物工业中应特别注意的问题。蒸发系统常见事故处理蒸发系统常见事故处理（1）高温腐蚀性液体或蒸汽外泄。泄漏处多发生在设备和管道焊缝、法兰、密封填料、膨胀节等薄弱环节。产生泄漏的直接原因多是开、停车时由于热胀冷缩造成开裂；或者是因管道腐蚀变薄，当开、停车时因应力冲击而破裂，致使液体或蒸汽外泄。要预防此类事故，在开车前应严格进行设备检验，试压、试漏，并定期检查设备腐蚀情况。（2）管道、阀门堵塞。对于蒸发易晶析的溶液，常会随物料增浓而出现结晶造成管道、阀门、加热器等堵塞，使物料不能流通，影响蒸发