导致降膜式蒸发器生产能力降低的几种主要因素

刘殿宇 陈 丽

（华禹乳品机械制造有限公司，黑龙江安达 151400）

降膜式蒸发器具有蒸发速率快，加热温度低，物料在设备中停留时间短，且在真空减压下蒸发，一般最高加热温度多在85～87℃之间，有的加热温度更低，属于低温蒸发，它最大限度地保持了物料中有益元素不被破坏。因此，更适合热敏性物料的蒸发浓缩。随着降膜式蒸发器应用领域的不断扩大，在实际应用过程中也出现了诸如生产能力降低的问题。导致降膜式蒸发器生产能力降低的主要因素是：蒸发器泄漏严重，壳程存水；液体分布器发生错位或变形；蒸发器壳程结垢严重；冷凝器进水温度升高。仅以RNJM03-10000型三效降膜式蒸发器在维C药液生产中的应用为例进行阐述。

1 蒸发器泄漏严重、壳程存水

设备的主要技术参数及结构特点：

(1)物料介质：维C药液；

(2)生产能力：10000kg/h；

(3)进料质量分数：12～15%；

(4)出料质量分数：30～40%；

(5)进料温度：40℃；

(6) pH值：1.4～1.7。

结构特点：采用并流加料法，末效出料；采用热压缩技术即热泵抽吸一效二次蒸汽提高其温压作为一效一部分加热热源；采用间壁列管式冷凝器与水环真空泵合用冷凝抽真空保持蒸发系统的真空度。凡与物料接触部位采用Ti，TiA1或316L制造。效体、预热器、分离器等全部进行保温绝热处理。

蒸发器在生产过程中生产能力降低，系统真空度衰减，蒸发温度升高的原因之一就是系统出现泄漏，壳程中出现存水。出现泄漏的主要部位是：分离器方接口与下器体的联接、二次蒸汽管道两端与分离器、效体的联接，或与预热器、冷凝器的联接；各效体与下器体的联接等，过去均采用法兰联接,长时间使用由于胶垫老化，各处漏气现象比较严重，蒸发器一经出现泄漏系统真空度会降低，蒸发器壳程存水，分离器料位上涨，蒸发温度升高，蒸发量随之会降低。效体与下器体联接处如果出现泄漏，料液向下流动就会受阻，导致降膜管下端或管板上结垢或结焦严重，且检查漏气点费时比较困难，这样的现象在实际中是发生过的。其次是蒸发器壳程存水，蒸发器壳程存水除了管道口径小外就是壳程或管道联接处泄漏引起的，改上述法兰联接为焊接结构蒸发系统真空度稳定真空度不衰减，蒸发量稳定。尽量减少不必要的法兰联接这是目前蒸发器发展的方向。

2 液体分布器发生错位

液体分布器是降膜式蒸发器的关键部件，目前被广泛应用的是盘式分布器，这种分布器结构简单，布料均匀，效果佳。布料器的主要作用是：料液通过布料器上的分布孔均匀的分配给每根降膜管，并保证每根降膜管周边都有料液均匀的润湿，料液在自身的重力及二次蒸汽流的作用下沿着管壁以液膜状均匀地向下流动并与管外加热蒸汽进行热和质的交换。正常工作时下分布器上的每个小孔正冲着蒸发器上管板管间，如果在工作过程中分布器上小孔发生错位或偏离，料液在降膜管中就会产生偏流，甚至管壁无料，而是沿着管壁向下形成线流状或在管中向下流动，由于不能形成膜不能润湿或完全润湿管壁这样就会造成结垢或结焦，蒸发量会大量降低，蒸发温度会升高，其次，分布器变形严重或分布孔出现堵塞也会导致生产能力降低。上述现象在实际工作中是出现过的。因此，液体分布器出厂前要预装，要进行检查，要拆分包装运输，安装后还要检查上、下分布器小孔是否错位，生产过程中如果需要拆卸要按原位放回不得放错。

3 蒸发器壳程结垢

蒸发器在长期使用过程中，尤其设备间断工作使用，降膜管外壁、冷凝器（列管或盘管式，管内走水）也会产生垢层影响传热，也会不同程度地影响蒸发器的生产能力，国内大部分蒸发器壳程没有设置清洗接口，所以，壳程清洗也比较困难。正确的清洗方法是：在壳程中通入热的3%氢氧化钠或草酸进行浸泡，浸泡时间不低于6 h。

4 冷凝器的影响

冷凝器的冷却水量及水温是设计蒸发器的重要参数，冷却水量不足或冷却水温升高都会直接导致蒸发器蒸发温度升高，蒸发量降低。设计时用户必须能提供当地比较准确的冷却水参数。我国南北方冷却水温度差别较大，且都是循环水，即便是同一蒸发器蒸发同一种物料在南北方其蒸发参数会有变化，蒸发器的冷却水给水量是定的，为保持系统真空度的稳定，其冷却水温不能有较大的波动，冷却水温稳定蒸发参数才会稳定，因此，必须定期向循环水池中补充冷水以保持冷却水温的基本稳定。降膜式蒸发器的安装高度，冷凝器的安装高度都较高，冷凝器的进水量是一定的，也要求定量供水。需要特别说明的是如果生产车间是管网供水必须考虑蒸发器的冷却水量是否足够，如果不能满足就应考虑单独供水，过去由于管网供水冷却水从低水位流走从而导致蒸发器冷却水量不足，冷凝二次蒸发量降低、蒸发温度升高、蒸发量急剧下降的例子是出现过的。其次是冷凝器结垢，这种现象最为普遍。管壁水垢增大传热效果降低，也会降低蒸发量。因此，要对冷凝器做不定期的检查，不定期的进行酸洗或碱洗。

5 结束语

除了上述几种影响因素外，热泵喷嘴磨损严重导致蒸发系统热量失衡；真空泵腐蚀严重端面间隙过大导致吸气量不足，真空度衰减，也会引起蒸发温度升高，蒸发量降低。此外，不按蒸发器操作规程进行生产，如清洗间隔时间过长或清洗不彻底等都会不同程度地影响蒸发器的蒸发量。总之，要保持蒸发器的正常工作，操作人员必须详细了解并掌握设备的结构、原理及操作注意事项，只有这样蒸发器一经出现故障才能及时得以排除解决。