蒸發(fā)器節(jié)流孔板的作用及其調(diào)節(jié)

劉殿宇

華禹乳品機械制造有限公司 安達 151400

劉海超

納瑞盛實業(yè)有限公司 嘉定 201801

張友廷

江蘇天宇偉業(yè)科技有限公司 淮安 223001

節(jié)流孔板設(shè)置在蒸發(fā)器上下不凝氣引出口管道上，用以調(diào)節(jié)各效的溫度差。一般的蒸發(fā)器殼程均設(shè)置上下兩個不凝氣接口，但也有蒸發(fā)器只設(shè)置一個不凝氣引出口，其節(jié)流孔板也是一個。近些年來，工廠生產(chǎn)裝置中發(fā)現(xiàn)，有些蒸發(fā)器的各效溫度差差別不大，其原因除了熱平衡計算可能存在問題外，還因為節(jié)流孔板設(shè)置不恰當。應(yīng)該如何計算、選擇、調(diào)整節(jié)流孔板，本文僅以ZNJM03-4000型三效降膜式蒸發(fā)器為例，闡述節(jié)流板孔徑的計算及其調(diào)節(jié)過程。

1 主要技術(shù)參數(shù)

主要技術(shù)參數(shù)見表1～表2。

表1 操作條件

表2 蒸發(fā)狀態(tài)參數(shù)

2 節(jié)流孔板的孔徑計算

蒸發(fā)器可看成是一個換熱器，物料的蒸發(fā)過程是一個放熱與吸熱的過程，理論上，進來多少加熱蒸汽的熱量，就被物料吸收掉多少。實際上的蒸發(fā)過程會有熱損耗，為了安全起見，在蒸發(fā)換熱過程中加熱熱量一般都要稍微大于實際所需要的熱量，在換熱過程中有0.2%～1%未被冷凝的加熱蒸汽通過蒸發(fā)器上下不凝氣管道進入冷凝器的殼程中。下面，以ZNJM03-4000型三效降膜式蒸發(fā)器為例加以說明。本例一、二、三效殼程蒸汽量分別為：2250kg/h、1055kg/h、952kg/h(由熱平衡多次試算而得)，按有0.3%未冷凝的加熱蒸汽通過蒸發(fā)器上下不凝氣管道進入到冷凝器殼程中的情況進行計算。ZNJM03-4000型三效降膜式蒸發(fā)器流程圖見圖1。

圖1 ZNJM03-4000型三效降膜式蒸發(fā)器

由于進料溫度為80℃，如果采用并流加料法，沒有預(yù)熱段，本例為降低其黏度采用混流加料，即二效出料。

2.1 孔板孔徑計算公式

(1)

式中，G為未冷凝掉的加熱蒸汽量，kg/h；V為飽和蒸汽比容，m3/kg；u為蒸汽流速，m/s(均按u=45計算)；d為節(jié)流孔板孔徑，m。

2.2 各效上下節(jié)流板孔徑

按公式(1)進行計算，計算結(jié)果見表3。

表3 計算結(jié)果

根據(jù)計算出來的節(jié)流板孔徑來加工制造節(jié)流孔板,節(jié)流孔板外徑根據(jù)活接密封圈槽徑確定。此外還需加工出依次比計算大的、比計算小的節(jié)流孔板，以便在調(diào)試過程中根據(jù)各效溫度差的情況進行調(diào)整。

3 注意事項

對于一個三效蒸發(fā)器(殼程均為負壓狀態(tài))，節(jié)流孔極安放的通常原則是:每一效下不凝氣管道上的節(jié)流孔板的孔徑要大于上不凝氣管道上節(jié)流孔板的孔徑;二效要小于一效上下節(jié)流孔板的孔徑;三效節(jié)流孔板的孔徑與一效接近節(jié)省空間[2-6]。節(jié)流孔板設(shè)置在蒸發(fā)器殼程的上下不凝氣接管上，用以調(diào)整效間溫度差。節(jié)流孔板一般是一次調(diào)定好，沒有特別情況一般不做調(diào)換。對調(diào)定好的各效上下不凝氣管道上的節(jié)流孔板孔徑，要做好記錄，以便在下一次調(diào)整時作為參考。也有工廠采用截止閥之類作為節(jié)流孔板使用，其不足之處是運行過程中因為設(shè)備振動可能會導致節(jié)流孔或大或小。

4 結(jié)語

節(jié)流孔板在蒸發(fā)器中是一個簡單的零件，容易被忽略，但其作用卻不小。需要特別說明的是,本文所述節(jié)流孔板及節(jié)流孔板孔徑的計算僅適用于飽和一次蒸汽、二次蒸汽等的氣體，不適合液體的加熱介質(zhì)。節(jié)流孔板一次調(diào)定好一般不動，除非蒸發(fā)系統(tǒng)各效溫度差發(fā)生了改變，才考慮進行更換。