mvr高效蒸发器
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新闻动态
MVR低温蒸发器简介
发表时间:2016-8-30  文字 〖 〗  阅读次数:3388   [关闭窗口]
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    MVR是蒸汽机械再压缩技术,(mechanical vapor recompression )的简称。mvr是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。早在60年代,德国和法国已成功的将该技术用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化及污水处理等领域。


多效蒸发过程中,蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源,只能作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量,使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽,而mvr蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽.

  溶液在一个降膜蒸发器里,通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热,将溶液加热沸腾产生二次汽,产生的二次汽由涡轮增压风机吸入,经增压后,二次汽温度提高,作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动后,涡轮压缩机将二次蒸汽吸入,经增压后变为加热蒸汽,就这样源源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分最终变成冷凝水排出

  蒸发器其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩,温度、压力提高,热焓增加,然后进入换热器冷凝,以充分利用蒸汽的潜热。除开车启动外,整个蒸发过程中无需生蒸汽 从蒸发器出来的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加,然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。这样,原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潜热,又提高了热效率,生蒸汽的经济性相当于多效蒸发的30效。为使蒸发装置的制造尽可能简单和操作方便,经常使用单效离心再压缩器,也可以是高压风机或透平压缩器。这些机器在1:1.2到1:2压缩比范围内其体积流量较高。对于低的蒸发速率,也可用活塞式压缩机、滑片压缩机或是螺杆压缩机。 蒸发设备紧凑,占地面积小、所需空间也小。又可省去冷却系统。对于需要扩建蒸发设备而供汽,供水能力不足,场地不够的现有工厂,特别是低温蒸发需要冷冻水冷凝的场合,可以收到既节省投资又取得较好的节能效果。

机械蒸汽再压缩MVR低温蒸发器的原理及起因
机械蒸汽再压缩的原理
  由于成本原因,单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此下

  述说明是针对此类设计。离心压缩机是体积控制机器,即无论吸入压力多大,体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与绝对吸入压力成比例。

  单级离心压缩机的压缩循环描绘在焓熵图中。单级离心压缩机需要的动力:

  例如:将来自蒸发器的饱和水蒸汽从吸入状态p1=1.9 bar, t1=119 ℃压缩到p2= 2.7 bar, t2=161℃(压缩比 Π= 1.4)。压缩循环沿着多变曲线1-2,蒸汽的比焓增加量Δhp。对于蒸汽的比焓h2,通过压缩机内效率(等熵效率)的等式:在此温度下,它进入到蒸发器的加热器。基于被吸入蒸汽的量,kg/hr。hp 单位多变(有效)压缩功,kJ/kg。hs 单位等熵压缩功,kJ/kg。

  压缩机的等熵效率(内效率)除其他因素之外,单位多变压缩功 hp取决于


mvr能流图能流图

多方指数κ和吸入气体的摩尔质量M,以及吸入温度和要求的压升。对于原动机(电动机、燃气机、涡轮机等)的实际耦合功率,考虑了更大的机械损耗余量。叶轮由标准材料制造的单级离心压缩机能够获得压缩因子1.8的水蒸汽压升,如果采用钛等更高质量的材料,压缩因子可高达2.5。这样一来,最终压力p2就是吸入压力p1的1.8倍,或最大2.5倍,这对应于饱和蒸汽温度升高约12-18K,最大温升可到30K,这取决于吸入压力。就蒸发技术而言,通常的做法是根据相应的水沸点温度来表示其压力。这样,有效温差就被直接表示出来。

采用机械蒸汽再压缩的原因MVR低温蒸发器
  1)单位能量消耗低

  2) 因温差低使产品的蒸发温和

  3) 由于常用单效使产品停留时间短

  4) 工艺简单,实用性强

  5) 部分负荷运转特性优异

  6) 操作成本低

  通过使用相对少的能量,即在压缩热泵情况下的压缩机叶轮的机械能,能量被加入工艺加热介质中并进入连续循环。在此情况下,不需要一次蒸汽作为加热介质。

机械蒸汽再压缩机-设计
机械蒸汽再压缩机-设计与功能范围
  用于气体压缩的机器是按照正位移原理或动力学原理来操作的。在正位移机器中,机器活动件将吸入室和压力室分隔开,操作室的体积减少而气体压力升高。在使用往复式压缩机的情况下,这样的过程通过气缸内活塞的运动来实现的。在动力式机器中,通过叶轮片高周速的旋转供给气体能量。气体首先被加速然后通过位于叶轮下游的扩散器减速。这样,高速度转化为压力能。根据流体通过叶轮的方向,将相关设备称为轴流、混流或离心式压缩机。最适用的压缩机类型取决于相关应用的操作条件。关键参数是需要达到的压升和待压缩蒸汽的流量。Π是最终压力p2与吸入压力p1的比值,定义为压缩比。由于蒸发装置经常是在真空范围内操作,加热表面负荷中等,温差小,所以通常采用离心式再压缩机。

离心压缩机的设计细节
  气体出口整体蜗壳允许最终压力高达60bar进口导向叶轮用于连续调节,达到最大的部分载荷效率

  气体入口最高质量的小齿轮轴确保安全操作免维护的小齿轮轴承具有最佳的润湿特性

  坚固的齿轮箱紧凑设计斜齿轮直接驱动主油泵给轴承和齿轮提供

  可靠的润滑半开式设计的叶轮允许每级达到最大的压力比

机械蒸汽再压缩机技术特点及应用
技术特点:
 
mvr原理图

  1)低能耗、低运行费用;

  2)占地面积小;

  3)公用工程配套少,工程总投资少,

  4)运行平稳,自动化程度高;

  5)无需原生蒸汽;

  6)可以在40℃下蒸发而无需冷冻设备,特别适合热敏性物料。

应用推广范围:
  1)蒸发浓缩

  2)蒸发结晶

  3)低温蒸发

技术参数:
  1)蒸发一吨水需要耗电为23-70度电;

  2)可以实现蒸发温度17- 40℃的低温蒸发(无需冷冻水系统)

  MVR风机

  目前国内外多数的MVR低温蒸发器MVR蒸发装置中使用单级离心式风机。这些离心式风机被当作高压风机或者涡轮压缩机使用。MVR风机的设计提资很重要,它将影响和决定系统最终的蒸发量。对于不同干物浓度下沸点差异不大的物料,采用单台风机即可满足;对于不同干物浓度下沸点差异较大的物料,采用两台风机串联,或使用多级压缩风机。

  机械蒸汽再压缩时,通过机械驱动的压缩机将蒸发器产生的二次蒸汽压缩至较高压力,通过提高二次蒸汽的品质(温度、压力、焓值、使用效果)进入加热器循环使用。用机械蒸汽再压缩方式加热的蒸发装置操作仅需很少的热量。机械蒸汽再压缩的工作原理类似于热泵,几乎全部的蒸汽都通过电能进行压缩和再循环,只需很少的生蒸汽用于开车;系统需要冷凝的“废热”很少。另外再压缩机也可作为热泵来工作,给蒸汽增加能量。

  MVR蒸发装置根据操作条件的不同,有时需要少量的额外蒸汽补充,有时又需将剩余的蒸汽冷凝来保持蒸发器总体的热平衡和保证操作条件的稳定。


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