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列管式多效蒸馏水机的结构及功能性能要求

2012-11-23 [1852]

功能要求
多效蒸馏水机性能的优劣对注射用水系统的稳定性与可靠性至关重要。体现在设备的蒸馏水产量、有效去除热原的能力、纯蒸汽被冷却后变为蒸馏水不受冷却水的污染。具有多效蒸发、合理利用能源的功能;纯蒸汽发生器能有效控制各效的工作状态,合理有效地节能。优良者还应具备以下功能: 
(1)蒸汽压力的调节功能:利用进口比例调节阀,当压力高、阀门开启度小,压力低、阀门开启度大,从而使进入设备的工业蒸汽压力自动稳定。
(2)进料水阀的开启及水量的调节功能:当工业蒸汽压力大于0.2 MPa时,进料水泵会自动开启。蒸汽压力越大,进料水调节阀开启度越大,流量越大,进料水量与蒸汽压力相匹配。另外一效液位与进料水流量应联锁控制。
(3)蒸馏水出水温度自动调节功能:当蒸馏水的温度高于92 ℃时,冷却水开启,低于90 ℃时,冷却水关闭,使出水温度自动稳定。有条件应使用调节阀。
(4)温度和电导的监测控制功能:当产水温度低于85 ℃或电导率大于1 μS/cm时,不合格的蒸馏水自动排放至废水装置,保证产出蒸馏水的质量。
(5)联动控制功能:具有蒸馏水机整机运行和注射用水制备系统的联动控制功能。
(6)进料水罐的低水位、蒸馏水罐的高低水位和保温的自动控制功能。
(7)PLC可编程序控制,有工作状况监控,有可靠的在线质量指标检测,自动切换功能,出故障自动停机,有记录显示打印功能等。
 
性能特点
由于多效蒸馏水机只有*效利用外来的加热蒸汽获得热能,它的预热器又将料水预热至沸点后送入蒸发器,因此节约了大量的热能。另外,使用的冷却水只是为了弥补进料水冷却能力不足而设置的,起到参与调节热平衡的作用,因此大大降低了冷却水的用量。这是其主要特点。
多效蒸馏水机通常有四、五或六效,五效以上者较为节能,理论上效数越多节能越好,每增加一效就能增加节能效果,且相应冷却水的使用也较少。到六效时热效率利用更好,节能效果更明显。
通常选用的列管降膜式多效蒸馏水机技术结构先进合理,节能效果好。降液膜蒸发原理:使料水均匀分布于列管中,消除了因干壁而引起的结垢现象。

结构
列管式多效蒸馏水机由蒸发器(N只)、预热器(N只)、冷凝器、多级水泵、机架及控制柜组成。
(1)蒸发器(蒸馏塔)的结构分为两部分:加热室及蒸发室。加热室由多根管子的外壁和塔芯组成,蒸发室由多根管子的内壁和塔体组成。在蒸发室内装有螺旋板,其作用是除去蒸汽中的液滴和去除热原。
(2)预热器为列管或U型管式换热器。一效预热器的作用是:工业蒸汽在一效蒸发器中加热料水的同时自身变成了冷凝水,冷凝水再流经一效预热器,预热料水后排出机外。其余各效预热器的作用是:产出的纯蒸汽在蒸发器中加热上一效未被蒸发的进料水的同时自身变成了冷凝水,该冷凝水再流经预热器预热料水,之后收集在一起变成蒸馏水。
(3)冷凝器内装有进料水管和冷却水管。目前常用的有双冷凝器,相互独立的进原料水冷凝器和冷却水冷凝器。原料水冷凝器:既是*道工序对原料水(纯化水)进行预热,又是zui后的工序与此同时对末效产出的剩余纯蒸汽和各效预热器产出的蒸馏水的汽液两相间的混合液进行冷却,使其变成蒸馏水。冷却水冷凝器:调节产水温度。冷凝器上装有0.2μm的除菌空气过滤器,以排除不凝性气体,并防止外部空气的进入。

工作原理
工业蒸汽经阀门进入一效蒸发器壳程与管程中的纯化水热交换,冷凝后进入一效预热器的壳程,再次与其管程的纯化水热交换后由一次凝结水管路排出。
原料水(纯化水)由水泵送入冷凝器管程被末效剩余的纯蒸汽和系统产生的高温蒸馏水进行预热,并且同时也降低了产出的蒸馏水的温度;原料水再逐一进入N个预热器的管程,经过逐个预热器的预热,温度达到125 ℃以上后进入一效蒸发器管程,这时的纯化水成膜状沿管壁流动,接受管外壁高温工业蒸汽的热量而转变成二次蒸汽,并经汽水分离除去雾滴后变成纯蒸汽,该纯蒸汽进入二效蒸发器壳程,再给二效做加热源,在加热蒸发二效管程料水的同时自身凝结后成为蒸馏水;一效未被蒸发的进料水(纯化水),由该效底部管道(靠两效间的压力差)自动进入二效顶部及管程,被送入第二效蒸馏塔作为进料水,二效、三效以此类推,直到末效产生高浓缩水,排出系统。zui后从N效蒸馏塔(经预热器)出来的高纯度合格蒸馏水和末效产生的剩余纯蒸汽在压差的作用下进入冷凝器,在此不凝结气体被分离出去,从呼吸气排出。经冷却调节后产生的蒸馏水经温度传感器和电导率仪的检测,合格蒸馏水通过管道(此管路需有1/1 000的坡度,不许存死水)流入注射用水贮罐储存,温度应在85~99 ℃,以备输送到用水点使用。并设有蒸馏水采样口,以便定期检测出水水质。
热原去除原理:热原存在于水及蒸汽和水混合的液滴中,液滴和蒸汽粒子的质量之比相差若干几何级数;蒸汽到达蒸发器的底部后,由于蒸汽的物理特性加蒸发器的结构使得蒸汽强制转向180°,多效蒸馏水机使得含有杂质和颗粒的水滴被加速抛入到蒸发器底部,累积排出;多效蒸馏水机蒸汽继续在蒸发器内垂直上升,然后进入到螺旋轨道,带有液滴的湿蒸汽在高速旋转下使该系统里的液滴和蒸汽微粒因旋转产生的巨大离心力之差而分离;含有杂质和内毒素的液滴被甩到蒸发器的夹层,然后坠入蒸发器的底部;蒸汽加速通过螺旋板时运动阻力小,整个分离结构通畅干燥。
 

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