蘇州榮軒環(huán)保有限公司
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MVR蒸發(fā)器是指機(jī)械式蒸汽壓縮循環(huán)蒸發(fā)器，是國際上二十世紀(jì)九十年代末開發(fā)出來的新型高效節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備。其工作原理是蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽經(jīng)蒸汽壓縮機(jī)作用后，溫度提升8～9℃，返回用于蒸發(fā)器的加熱熱源，替代去絕大部分的生蒸汽，生蒸汽僅用于補(bǔ)充熱損失和補(bǔ)充進(jìn)出料溫差所需熱焓，從而大幅度減低蒸發(fā)器的生蒸汽消耗，達(dá)到節(jié)能的目的。？？
MVR蒸發(fā)器(一般為單效蒸發(fā))是熱泵的一個(gè)特例，也是眼下比較熱門的節(jié)能蒸發(fā)設(shè)備：。其作為熱泵的一個(gè)特例是因?yàn)樗苯邮褂谜舭l(fā)器連續(xù)產(chǎn)生的二次水蒸汽作為導(dǎo)熱劑，導(dǎo)熱劑經(jīng)壓縮冷凝后直接排出而不回流到低溫蒸發(fā)吸熱器中，所以可以將低溫蒸發(fā)吸熱器的換熱器與高溫冷凝放熱器的換熱器合并成一臺(tái)換熱器，并且借用蒸發(fā)設(shè)備的加熱器來兼作這臺(tái)合并后的換熱器。這樣MVR蒸發(fā)器就相當(dāng)于一個(gè)“工作介質(zhì)和傳熱介質(zhì)合二為一，以水作為導(dǎo)熱劑、由蒸發(fā)器的換熱器兼作低溫蒸發(fā)吸熱器與高溫冷凝放熱器共同合并使用的換熱器”的熱泵機(jī)組。蒸發(fā)器蒸發(fā)過程本身并不消耗能量，加熱蒸汽在使物料蒸發(fā)出二次蒸汽后，其中大量的能量即通過自然傳導(dǎo)進(jìn)入二次蒸汽中。普通的蒸發(fā)器由于無法再利用二次蒸汽中的能量(潛熱)，而被迫向加熱室連續(xù)補(bǔ)入外來蒸汽作為維持蒸發(fā)運(yùn)行的能源。MVR蒸發(fā)器由于形成了一個(gè)熱泵系統(tǒng)，則可以將二次蒸汽中的能量輸送回到蒸發(fā)器中作為物料蒸發(fā)出二次蒸汽所需能源，從而無需再添加外來蒸汽即可維持蒸發(fā)的連續(xù)運(yùn)行。這就是MVR蒸發(fā)器為什么節(jié)能，為什么不消耗外來蒸汽的根本道理。
MVR蒸發(fā)器的蒸汽消耗非常低，蒸發(fā)噸水耗汽量約0.02噸汽(20Kg汽，主要用于密封壓縮機(jī))，遠(yuǎn)比帶熱泵四效降膜最低汽耗0.23噸要低得多。在制糖工業(yè)生產(chǎn)的許多場合，很容易通過廢熱或料與料之間的換熱將蒸發(fā)進(jìn)料溫度升至比蒸發(fā)溫度略高，這樣MVR蒸發(fā)器的入料預(yù)熱也無需耗汽。
MVR的電能消耗是用來提升二次蒸汽的品位，通過壓縮升溫將本來已經(jīng)沒有使用價(jià)值的廢棄二次蒸汽變得可以再利用，而不是將電能作為驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)的能源，也不是用電來加熱蒸汽。
MVR蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度較低，因MVR蒸發(fā)器采用單效真空蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度相當(dāng)于多效降膜蒸發(fā)器的末效蒸發(fā)溫度。蒸發(fā)溫度低對(duì)糖液的濃縮非常有好處，糖液在濃縮過程顏色基本不加深。
MVR蒸發(fā)器的循環(huán)冷卻水的消耗量非常低。30℃循環(huán)冷卻水循環(huán)量<2噸/蒸發(fā)噸水。
MVR蒸發(fā)器的電耗相對(duì)較高，蒸汽壓縮機(jī)的裝機(jī)功率約為22KW/T蒸發(fā)量/h，由于蒸汽壓縮機(jī)電耗較大導(dǎo)致蒸發(fā)每噸水的電耗比帶熱泵四效降膜蒸發(fā)器高16～20度。
生產(chǎn)0.21噸蒸汽約需消耗42.0Kg標(biāo)煤，電廠發(fā)電15度約需消耗5.6Kg標(biāo)煤，用MVR蒸發(fā)器替代多效降膜蒸發(fā)器，蒸發(fā)每噸水可節(jié)約36.4 Kg標(biāo)煤，節(jié)煤率高達(dá)86.7%。
在當(dāng)今能源價(jià)格上漲造成蒸汽價(jià)格上升的前提下， MVR蒸發(fā)器的推廣應(yīng)用變得越來越合適。
MVR蒸發(fā)器的造價(jià)較高，造價(jià)高的主要原因在蒸汽壓縮機(jī)。MVR蒸發(fā)一般選用溫升8℃左右的蒸汽壓縮機(jī)(若采用更高溫升，蒸發(fā)器造價(jià)可以下降電耗會(huì)成比例增加，需從經(jīng)濟(jì)上核算后決策)，低于四效降膜蒸發(fā)器每效的傳熱溫差，所以MVR蒸發(fā)器的傳熱面積約為四效降膜蒸發(fā)器總換熱面積的1.5~1.8倍，較高的換熱面積造成MVR蒸發(fā)器扣除蒸汽壓縮機(jī)造價(jià)后仍然比帶熱泵四效降膜蒸發(fā)器高25~30%。不過采用MVR蒸發(fā)器后，是可以同時(shí)節(jié)省塊鍋爐房的投資和30℃循環(huán)冷卻水的投資，所以對(duì)自產(chǎn)蒸汽的企業(yè)，MVR蒸發(fā)器扣除蒸汽壓縮機(jī)造價(jià)后的投資額與帶熱泵四效降膜蒸發(fā)器的投資額基本持平。
氣體被壓縮后溫度的上升量我們稱之為壓縮溫升。一般氣體壓縮機(jī)的壓縮溫升都不會(huì)成為像MVR這樣重要的關(guān)注因素，因?yàn)镸VR的壓縮溫升是建立蒸發(fā)濃縮的能量循環(huán)使用系統(tǒng)最重要的驅(qū)動(dòng)力，也就是傳熱溫差。但是，由于機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，飽和蒸汽通過MVR壓縮后得到的被壓縮蒸汽是過熱蒸汽，其過熱度是與壓縮機(jī)的壓縮比成正比例的。我們都知道，過熱蒸汽的熱焓中，其潛熱是主要部分，顯熱與潛熱相比微不足道。雖然MVR壓縮后的蒸汽過熱對(duì)蒸發(fā)濃縮傳熱效率的影響不是很大，但是蒸汽的過熱對(duì)我們?cè)u(píng)判MVR和蒸發(fā)濃縮設(shè)備的工作效率和狀況卻會(huì)帶來極大的誤導(dǎo)。所以我們MVR制造和應(yīng)用行業(yè)形成了一個(gè)共識(shí)，評(píng)判MVR的壓縮溫升時(shí)不用溫度計(jì)實(shí)際測量的溫度，而是用壓力計(jì)測壓縮機(jī)進(jìn)出口的壓力，根據(jù)壓力查對(duì)應(yīng)的水蒸氣飽和溫度，飽和溫度之差才作為MVR的壓縮溫升。這一點(diǎn)很重要，如果你用溫度計(jì)實(shí)測的進(jìn)出口溫差來衡量MVR，你會(huì)得出不可思議的錯(cuò)誤結(jié)論。
MVR的密封采用多道碳環(huán)密封，無論進(jìn)口還是國產(chǎn)都無法做到零泄漏，所謂蒸汽密封是指添加微量蒸汽以替代空氣漏向MVR，因?yàn)檎羝┤隡VR后既不影響壓縮機(jī)的運(yùn)行性能，又不影響蒸發(fā)器的真空度。還有一種解決MVR泄漏的辦法是采用平衡氣腔式碳環(huán)密封，此次不詳細(xì)介紹。
MVR蒸發(fā)器用于濃縮糖液時(shí)，出料濃度是一個(gè)需要在設(shè)計(jì)蒸發(fā)器時(shí)重點(diǎn)考慮的問題。因?yàn)樘且簼舛仍礁撸且悍悬c(diǎn)升高越大，同樣壓縮溫升下蒸發(fā)的有效傳熱溫差越小，或者同樣的有效傳熱溫差下需要配備壓縮溫升更高，壓縮機(jī)耗電也更大。
飽和蒸汽的密度隨著溫度的升高而增大(82℃蒸汽比重0.31Kg/m3約為空氣的1/4)，所以MVR的進(jìn)口溫度對(duì)MVR的造價(jià)影響不小，而且蒸發(fā)溫度的提高對(duì)于減少蒸發(fā)濃縮造價(jià)和減少M(fèi)VR電耗多會(huì)有些許幫助。所以對(duì)于非熱敏性物料的蒸發(fā)濃縮，選擇MVR時(shí)可以采用更高的入口溫度，甚至可以采用常壓100℃或正壓來蒸發(fā)濃縮。但蔗糖或淀粉糖屬于熱敏性物料，則建議采用較低的蒸發(fā)濃縮溫度，一般在55～70℃之間選取。
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