蒸发器节流孔板的作用及其调节

刘殿宇

华禹乳品机械制造有限公司 安达 151400

刘海超

纳瑞盛实业有限公司 嘉定 201801

张友廷

江苏天宇伟业科技有限公司 淮安 223001

节流孔板设置在蒸发器上下不凝气引出口管道上，用以调节各效的温度差。一般的蒸发器壳程均设置上下两个不凝气接口，但也有蒸发器只设置一个不凝气引出口，其节流孔板也是一个。近些年来，工厂生产装置中发现，有些蒸发器的各效温度差差别不大，其原因除了热平衡计算可能存在问题外，还因为节流孔板设置不恰当。应该如何计算、选择、调整节流孔板，本文仅以ZNJM03-4000型三效降膜式蒸发器为例，阐述节流板孔径的计算及其调节过程。

1 主要技术参数

主要技术参数见表1～表2。

表1 操作条件

表2 蒸发状态参数

2 节流孔板的孔径计算

蒸发器可看成是一个换热器，物料的蒸发过程是一个放热与吸热的过程，理论上，进来多少加热蒸汽的热量，就被物料吸收掉多少。实际上的蒸发过程会有热损耗，为了安全起见，在蒸发换热过程中加热热量一般都要稍微大于实际所需要的热量，在换热过程中有0.2%～1%未被冷凝的加热蒸汽通过蒸发器上下不凝气管道进入冷凝器的壳程中。下面，以ZNJM03-4000型三效降膜式蒸发器为例加以说明。本例一、二、三效壳程蒸汽量分别为：2250kg/h、1055kg/h、952kg/h(由热平衡多次试算而得)，按有0.3%未冷凝的加热蒸汽通过蒸发器上下不凝气管道进入到冷凝器壳程中的情况进行计算。ZNJM03-4000型三效降膜式蒸发器流程图见图1。

图1 ZNJM03-4000型三效降膜式蒸发器

由于进料温度为80℃，如果采用并流加料法，没有预热段，本例为降低其黏度采用混流加料，即二效出料。

2.1 孔板孔径计算公式

(1)

式中，G为未冷凝掉的加热蒸汽量，kg/h；V为饱和蒸汽比容，m3/kg；u为蒸汽流速，m/s(均按u=45计算)；d为节流孔板孔径，m。

2.2 各效上下节流板孔径

按公式(1)进行计算，计算结果见表3。

表3 计算结果

根据计算出来的节流板孔径来加工制造节流孔板,节流孔板外径根据活接密封圈槽径确定。此外还需加工出依次比计算大的、比计算小的节流孔板，以便在调试过程中根据各效温度差的情况进行调整。

3 注意事项

对于一个三效蒸发器(壳程均为负压状态)，节流孔极安放的通常原则是:每一效下不凝气管道上的节流孔板的孔径要大于上不凝气管道上节流孔板的孔径;二效要小于一效上下节流孔板的孔径;三效节流孔板的孔径与一效接近节省空间[2-6]。节流孔板设置在蒸发器壳程的上下不凝气接管上，用以调整效间温度差。节流孔板一般是一次调定好，没有特别情况一般不做调换。对调定好的各效上下不凝气管道上的节流孔板孔径，要做好记录，以便在下一次调整时作为参考。也有工厂采用截止阀之类作为节流孔板使用，其不足之处是运行过程中因为设备振动可能会导致节流孔或大或小。

4 结语

节流孔板在蒸发器中是一个简单的零件，容易被忽略，但其作用却不小。需要特别说明的是,本文所述节流孔板及节流孔板孔径的计算仅适用于饱和一次蒸汽、二次蒸汽等的气体，不适合液体的加热介质。节流孔板一次调定好一般不动，除非蒸发系统各效温度差发生了改变，才考虑进行更换。