導(dǎo)致降膜式蒸發(fā)器生產(chǎn)能力降低的主要因素

文 / 劉殿宇 陳 麗 華禹乳品機(jī)械制造有限公司

降膜式蒸發(fā)器具有蒸發(fā)速率快，加熱溫度低，物料在設(shè)備中停留時(shí)間短等特點(diǎn)，且在真空減壓下蒸發(fā)，一般最高加熱溫度為85～87 ℃，有的甚至更低，屬于低溫蒸發(fā)，因此更適合熱敏性物料的蒸發(fā)濃縮。隨著降膜式蒸發(fā)器應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也出現(xiàn)了諸如生產(chǎn)能力降低的問(wèn)題。本文以RNJM03-8000型三效降膜式蒸發(fā)器在奶粉生產(chǎn)中的應(yīng)用為例對(duì)以上因素進(jìn)行了分析。

1 蒸發(fā)器的主要技術(shù)參數(shù)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 主要技術(shù)參數(shù)

物料介質(zhì)：牛奶；生產(chǎn)能力：8 000 kg/h；進(jìn)料質(zhì)量分?jǐn)?shù)：11.5%；出料質(zhì)量分?jǐn)?shù)：45%；進(jìn)料溫度：5 ℃。

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

采用并流加料法，末效出料；采用熱壓縮技術(shù)即熱泵抽吸一效二次蒸汽提高其溫壓作為一效一部分加熱熱源；采用間壁列管式冷凝器與水環(huán)真空泵合用冷凝抽真空保持蒸發(fā)系統(tǒng)的真空度。效體、預(yù)熱器、分離器等全部進(jìn)行保溫絕熱處理。

2 蒸發(fā)器泄漏嚴(yán)重，殼程存水

造成蒸發(fā)器在生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)能力降低，系統(tǒng)真空度衰減，蒸發(fā)溫度升高現(xiàn)象的原因之一就是系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，殼程中出現(xiàn)存水。出現(xiàn)泄漏的主要部位是：分離器方接口與下器體的聯(lián)接，二次蒸汽管道兩端與分離器、效體的聯(lián)接，或與預(yù)熱器、冷凝器的聯(lián)接，各效體與下器體的聯(lián)接等。過(guò)去均采用法蘭聯(lián)接,長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)致膠墊老化，各處漏氣現(xiàn)象嚴(yán)重。蒸發(fā)器一旦出現(xiàn)泄漏，系統(tǒng)真空度會(huì)降低，蒸發(fā)器殼程存水，分離器料位上漲，蒸發(fā)溫度升高，蒸發(fā)量隨之降低。效體與下器體聯(lián)接處如果出現(xiàn)泄漏，料液向下流動(dòng)受阻，導(dǎo)致降膜管下端或管板上結(jié)垢或結(jié)焦嚴(yán)重，且檢查漏氣點(diǎn)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，這樣的現(xiàn)象在實(shí)際操作過(guò)程中曾經(jīng)出現(xiàn)。其次是蒸發(fā)器殼程存水。蒸發(fā)器殼程存水除了管道口徑小外就是殼程或管道聯(lián)接處泄漏所引起的，改法蘭聯(lián)接為焊接結(jié)構(gòu)，能使蒸發(fā)系統(tǒng)真空度穩(wěn)定，真空度不衰減，蒸發(fā)量穩(wěn)定。盡量減少不必要的法蘭聯(lián)接是目前蒸發(fā)器發(fā)展的主要方向。

3 液體分布器發(fā)生錯(cuò)位

液體分布器是降膜式蒸發(fā)器的關(guān)鍵部件，目前被廣泛應(yīng)用的是盤(pán)式分布器。這種分布器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布料均勻，效果良好。布料器的主要作用是：料液通過(guò)布料器上的分布孔均勻的分配給每根降膜管，并保證每根降膜管周邊都有料液均勻的潤(rùn)濕，料液在自身的重力及二次蒸汽流的作用下沿著管壁以液膜狀均勻的向下流動(dòng)并與管外加熱蒸汽進(jìn)行熱和質(zhì)的交換。正常工作時(shí)下分布器上的每個(gè)小孔正沖著蒸發(fā)器上管板管間，如果在工作過(guò)程中分布器上小孔發(fā)生錯(cuò)位或偏離，料液在降膜管中就會(huì)產(chǎn)生偏流，甚至造成管壁無(wú)料，沿著管壁向下形成線流狀或在管中向下流動(dòng)。由于不能形成膜，因此不能潤(rùn)濕或完全潤(rùn)濕管壁，這樣就會(huì)造成結(jié)垢或結(jié)焦，導(dǎo)致蒸發(fā)量大幅度降低，蒸發(fā)溫度升高。其次，分布器變形嚴(yán)重或分布孔出現(xiàn)堵塞也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)能力降低。因此，液體分布器出廠前要預(yù)裝，需進(jìn)行檢查，應(yīng)拆分包裝運(yùn)輸，安裝后還要再次檢查上、下分布器小孔是否錯(cuò)位，生產(chǎn)過(guò)程中如果需要拆卸要按原位放回，不得放錯(cuò)。

4 蒸發(fā)器殼程結(jié)垢

蒸發(fā)器在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，尤其是設(shè)備間斷工作時(shí)，降膜管外壁、冷凝器（列管或盤(pán)管式，管內(nèi)走水）可產(chǎn)生垢層影響傳熱，會(huì)不同程度地影響蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力。目前國(guó)內(nèi)大部分蒸發(fā)器殼程沒(méi)有設(shè)置清洗接口，因此，殼程清洗也比較困難。正確的清洗方法應(yīng)是在殼程中通入濃度為3%的熱氫氧化鈉或草酸溶液，浸泡時(shí)間不低于6 h。

5 冷凝器的影響

冷凝器的冷卻水量及水溫是設(shè)計(jì)蒸發(fā)器的重要參數(shù)，冷卻水量不足或冷卻水溫升高都會(huì)直接導(dǎo)致蒸發(fā)器的蒸發(fā)量降低。我國(guó)南、北方冷卻水溫度差別較大，且都是循環(huán)水，即便是同一蒸發(fā)器蒸發(fā)同一種物料，南、北方的蒸發(fā)參數(shù)也會(huì)有變化。蒸發(fā)器的冷卻水給水量是定值，為保持系統(tǒng)真空度的穩(wěn)定，其冷卻水溫不得有較大波動(dòng)，冷卻水溫穩(wěn)定蒸發(fā)參數(shù)才會(huì)穩(wěn)定，因此，必須定期向循環(huán)水池中補(bǔ)充冷水以保持冷卻水溫的基本穩(wěn)定。需要特別說(shuō)明的是，如果生產(chǎn)車間是管網(wǎng)供水，必須考慮蒸發(fā)器的冷卻水供應(yīng)量是否重組，如果不能就應(yīng)考慮單獨(dú)供水。過(guò)去，由于管網(wǎng)供水，冷卻水從低水位流走，從而導(dǎo)致蒸發(fā)器冷卻水供應(yīng)量不足，冷凝二次蒸發(fā)量降低，蒸發(fā)溫度升高，蒸發(fā)量急劇下降的現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。冷凝器結(jié)垢的現(xiàn)象最為普遍。管壁水垢增大傳熱效果降低，也會(huì)降低蒸發(fā)量。因此，要對(duì)冷凝器進(jìn)行不定期的檢查，不定期進(jìn)行酸洗或堿洗。

6 結(jié)語(yǔ)

除了上述幾種影響因素外，熱泵噴嘴磨損嚴(yán)重也會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)系統(tǒng)熱量失衡；真空泵腐蝕嚴(yán)重，端面縫隙過(guò)大導(dǎo)致吸氣量不足，真空度衰減，也會(huì)引起蒸發(fā)溫度升高，降低蒸發(fā)量。此外，不按蒸發(fā)器操作規(guī)程進(jìn)行生產(chǎn)，如清洗間隔過(guò)長(zhǎng)或清洗不徹底等都會(huì)不同程度地影響蒸發(fā)器的蒸發(fā)量?？傊?，要保持蒸發(fā)器的正常工作，操作人員必須詳細(xì)了解并掌握設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理及操作注意事項(xiàng)，只有這樣，蒸發(fā)器出現(xiàn)故障時(shí)才能及時(shí)得以排除解決。C