Улучшение эксплуатационных характеристик выпарных установок

Эксплуатационные характеристики выпарных аппаратов и установок определяются их надежностью, продолжительностью межпромывочного пробега, количеством обслуживающего персонала и т. п.

Обычно надежность выпарных установок зависит от работы питательных или циркуляционных насосов, а также контрольно-измери­тельных приборов и аппаратуры. Некоторые элементы установки, например питательные насосы, дублируют, и при выходе из строя одного из них в работу включают дублирующий насос. Однако большинство элементов установки продублировать невозможно технически и нецелесообразно экономически. Поэтому конструкция этих устройств должна обеспечивать их надежную работу в течение промежутка времени между плановыми остановками на ремонт или промывку.

Серьезные проблемы при эксплуатации выпарных аппаратов создают отложения (инкрустации) различных веществ на поверхностях теплообмена или забивка трубок греющей камеры солевыми пробками, из-за чего аппараты необходимо периодически останавливать на чистку или промывку. Интенсивность инкрустации или образования солевых пробок значительно повышается с ростом концентрации раствора и уменьшается при увеличении скорости циркуляции раствора. Поэтому для предотвращения инкрустации и забивки трубок применяют следующие методы: увеличивают скорость движения раствора в трубках греющей камеры, создают режим работы выпарного аппарата при ненасыщенном состоянии раствора у поверхности теплообмена, выносят зоны кипения из трубок греющей камеры в трубу вскипания, производят предварительную физико-химическую обработку раствора, уменьшающую отложения. Подробно эти методы рассмотрены в специальной литературе.

Комбинирование выпаривания с другими технологическими процессами

На практике возможны различные варианты комбинирования выпаривания с другими технологическими процессами. Основными из них являются: использование для работы выпарной установки отбора пара с энергетической установки; использование экстрапара выпарной установки для энергоснабжения других потребителей тепла; утилизация сбросного тепла выпарной установки в энергетической или технологической установке.

Выпарные установки мгновенного испарения

Наряду с многокорпусными выпарными установками, оснащенными выпарными аппаратами поверхностного типа, для выпаривания низкодепрессионных растворов и, в частности, опреснения морской воды, широкое распространение получили установки мгновенного (адиабатного) испарения.

В установках такого типа концентрирование раствора происходит вследствие испарения перегретой жидкости, подаваемой в камеру, давление в которой ниже давления насыщения, соответствующего температуре поступающей жидкости.

Схема такой установки приведена на рис. 10.10.

Рисунок 10.10 – Схемы установок мгновенного испарения: а– одноступенчатая;б– многоступенчатая: 1, 5, 7 – насосы; 2 – конденсатор-регенератор; 3 – подогреватель; 4 – камера испарения; 6 – поддон; 8 – сепаратор

В одноступенчатой установке (рис. 10.10а) исходная жидкость насосом 1 прокачивается через конденсатор-регенератор 2, где предварительно нагревается образующимися при испарении парами. Затем раствор подают в головной подогреватель 3, из которого он поступает в камеру испарения 4. Образующийся в камере пар проходит через сепаратор 8 и направляется в конденсатор 2. Из камеры испарения раствор частично поступает на рециркуляцию, а частично – на последующую стадию технологического процесса. Конденсат, стекающий в поддон 6, насосом 7 направляют потребителю.

В многоступенчатой установке (рис. 10.10 б) раствор подогревают сначала в конденсаторах, затем в головном подогревателе, откуда он поступает в первую камеру испарения. Давление в камерах последовательно уменьшается и раствор, испаряясь, перетекает из одной камеры в другую. Такие установки имеют до 50 адиабатных ступеней, при перепаде температур в каждой ступени 2 –3С. Производительность установок мгновенного испарения по выпаренной воде составляет от нескольких десятков до сотен тысяч тонн в час.

Камеры адиабатного испарения представляют собой либо вертикальные или горизонтальные цилиндрические емкости из металла, либо железобетонные блоки. Конденсаторами служат парожидкостные теплообменники. Раствор перетекает из одной камеры в другую через гидрозатворы или дросселирующие устройства. Конденсат из одного теплообменника в другой перетекает под действием разности давлений.

Недостатком этих установок, несмотря на простоту их конструкции, является высокая металлоемкость и громоздкость.

Подробно вопросы расчета и проектирования установок мгновенного испарения расматриваются в специальной литературе.