蒸发器的预热问题

文/刘殿宇

（华禹乳品机械制造有限公司）

蒸发器尤其是降膜式蒸发器的应用领域广泛，最典型的是应用在乳制品工业生产中。料液进入蒸发器有低于沸点、等于沸点或高于沸点进料3 种方式。对于蒸发器尤其是降膜式蒸发器而言，低于沸点的进料必须先将料液温度预热至沸点或沸点以上，才能进入蒸发器内蒸发。其目的是为了保证进出料的连续性和稳定性。否则，蒸发器换热管中的预热段，由于受热不均衡而引起结垢、结焦，严重时还会影响产品质量，进而引起生产能力不足等问题。无论何种蒸发器，低温进料蒸发与高温蒸发效果完全不同，就此进行详细阐述。

1 进料温度

进入蒸发器前的料液温度一般都较低，不论是何种蒸发器类型，低温进料蒸发与等于或大于沸点进料蒸发的效果是截然不同的。进料温度是蒸发器设计的一个重要参数[1，2]，在生产工艺上尽量提高进入蒸发器的进料温度。若物料没有达到沸点进料，蒸发器换热面积就会存在一定的预热区域，且预热效果不佳，易造成结垢、结焦情况。

2 预热形式

低于沸点温度的进料需要将物料逐级预热至沸点或沸点以上温度后再进入蒸发器进行蒸发操作。常用预热器的形式分为盘管预热、列管预热、板式预热等。加热介质有生蒸汽、二次蒸汽及冷凝水。

2.1 盘管预热

盘管预热一般是指以螺旋盘管的形式，缠绕在蒸发器换热管的外部或是进行独立预热。如在多效蒸发器中，利用末效二次蒸汽预热的方式进料就是采用独立的盘管进行预热，物料在盘管中的流速一般按1.2 m/s进行选取，壳程蒸汽流速按40～50 m/s进行选取[3]。

2.2 列管预热

除了盘管预热，比较常用的方式还有列管预热。预热器一般位于蒸发器器体之外，因此，列管预热也称为体外预热。列管预热分为单管程预热与多管程预热2 种。料液在预热器中的流速一般按1.2～1.5 m/s选取，不超过2.5 m/s的速度，若速度过慢，其传热效果下降。

2.3 板式预热

近年来采用板式换热器进行预热的情况越来越多。板式换热器的壳程受压一般不超过0.6 MPa，其特点是传热效果较好，但是阻力较大。胶垫易老化，板片较薄，若物料有腐蚀性，使用时间过久易出现泄漏情况。需要定期检查，定期更换胶垫。

3 预热温升的设置

很多蒸发器都设置了预热过程，但是效果并不理想，即料液经过预热后进入蒸发器前并没有达到预热温度的设计值。这主要是与设置的预热级数，采用何种加热介质，每一段的温升设置，以及传热系数的选取是否合适有关。

4 设计注意事项

设计预热器时，需要了解每一段预热的温度值是否与设计值相符，即在每个预热级的出口设置温度表。但在实际应用中大多数蒸发器没有配备温度表，无法判断实际应用与设计值有无偏离，在下次设计时便缺少相应的参考依据[3，4]。尽量做到预热器在生产过程中物料不存留，没有死角。

5 小结

无论何种蒸发器，高于沸点进料与低于沸点进料是截然不同的。因此，料液在进入蒸发器前需要进行预热。否则，可能导致蒸发量不足，难以实现连续进料，连续出料。在降膜式蒸发器中，特别是在MVR蒸发器中表现的尤为明显。