功能要求
多效蒸餾水機(jī)性能的優(yōu)劣對注射用水系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性至關(guān)重要。體現(xiàn)在設(shè)備的蒸餾水產(chǎn)量、有效去除熱原的能力、純蒸汽被冷卻后變?yōu)檎麴s水不受冷卻水的污染。具有多效蒸發(fā)、合理利用能源的功能;純蒸汽發(fā)生器能有效控制各效的工作狀態(tài),合理有效地節(jié)能。優(yōu)良者還應(yīng)具備以下功能:
(1)蒸汽壓力的調(diào)節(jié)功能:利用進(jìn)口比例調(diào)節(jié)閥,當(dāng)壓力高、閥門開啟度小,壓力低、閥門開啟度大,從而使進(jìn)入設(shè)備的工業(yè)蒸汽壓力自動(dòng)穩(wěn)定。
(2)進(jìn)料水閥的開啟及水量的調(diào)節(jié)功能:當(dāng)工業(yè)蒸汽壓力大于0.2 MPa時(shí),進(jìn)料水泵會(huì)自動(dòng)開啟。蒸汽壓力越大,進(jìn)料水調(diào)節(jié)閥開啟度越大,流量越大,進(jìn)料水量與蒸汽壓力相匹配。另外一效液位與進(jìn)料水流量應(yīng)聯(lián)鎖控制。
(3)蒸餾水出水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)功能:當(dāng)蒸餾水的溫度高于92 ℃時(shí),冷卻水開啟,低于90 ℃時(shí),冷卻水關(guān)閉,使出水溫度自動(dòng)穩(wěn)定。有條件應(yīng)使用調(diào)節(jié)閥。
(4)溫度和電導(dǎo)的監(jiān)測控制功能:當(dāng)產(chǎn)水溫度低于85 ℃或電導(dǎo)率大于1 μS/cm時(shí),不合格的蒸餾水自動(dòng)排放至廢水裝置,保證產(chǎn)出蒸餾水的質(zhì)量。
(5)聯(lián)動(dòng)控制功能:具有蒸餾水機(jī)整機(jī)運(yùn)行和注射用水制備系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制功能。
(6)進(jìn)料水罐的低水位、蒸餾水罐的高低水位和保溫的自動(dòng)控制功能。
(7)PLC可編程序控制,有工作狀況監(jiān)控,有可靠的在線質(zhì)量指標(biāo)檢測,自動(dòng)切換功能,出故障自動(dòng)停機(jī),有記錄顯示打印功能等。
性能特點(diǎn)
由于多效蒸餾水機(jī)只有*效利用外來的加熱蒸汽獲得熱能,它的預(yù)熱器又將料水預(yù)熱至沸點(diǎn)后送入蒸發(fā)器,因此節(jié)約了大量的熱能。另外,使用的冷卻水只是為了彌補(bǔ)進(jìn)料水冷卻能力不足而設(shè)置的,起到參與調(diào)節(jié)熱平衡的作用,因此大大降低了冷卻水的用量。這是其主要特點(diǎn)。
多效蒸餾水機(jī)通常有四、五或六效,五效以上者較為節(jié)能,理論上效數(shù)越多節(jié)能越好,每增加一效就能增加節(jié)能效果,且相應(yīng)冷卻水的使用也較少。到六效時(shí)熱效率利用更好,節(jié)能效果更明顯。
通常選用的列管降膜式多效蒸餾水機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)先進(jìn)合理,節(jié)能效果好。降液膜蒸發(fā)原理:使料水均勻分布于列管中,消除了因干壁而引起的結(jié)垢現(xiàn)象。
結(jié)構(gòu)
列管式多效蒸餾水機(jī)由蒸發(fā)器(N只)、預(yù)熱器(N只)、冷凝器、多級(jí)水泵、機(jī)架及控制柜組成。
(1)蒸發(fā)器(蒸餾塔)的結(jié)構(gòu)分為兩部分:加熱室及蒸發(fā)室。加熱室由多根管子的外壁和塔芯組成,蒸發(fā)室由多根管子的內(nèi)壁和塔體組成。在蒸發(fā)室內(nèi)裝有螺旋板,其作用是除去蒸汽中的液滴和去除熱原。
(2)預(yù)熱器為列管或U型管式換熱器。一效預(yù)熱器的作用是:工業(yè)蒸汽在一效蒸發(fā)器中加熱料水的同時(shí)自身變成了冷凝水,冷凝水再流經(jīng)一效預(yù)熱器,預(yù)熱料水后排出機(jī)外。其余各效預(yù)熱器的作用是:產(chǎn)出的純蒸汽在蒸發(fā)器中加熱上一效未被蒸發(fā)的進(jìn)料水的同時(shí)自身變成了冷凝水,該冷凝水再流經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱料水,之后收集在一起變成蒸餾水。
(3)冷凝器內(nèi)裝有進(jìn)料水管和冷卻水管。目前常用的有雙冷凝器,相互獨(dú)立的進(jìn)原料水冷凝器和冷卻水冷凝器。原料水冷凝器:既是*道工序?qū)υ纤兓┻M(jìn)行預(yù)熱,又是zui后的工序與此同時(shí)對末效產(chǎn)出的剩余純蒸汽和各效預(yù)熱器產(chǎn)出的蒸餾水的汽液兩相間的混合液進(jìn)行冷卻,使其變成蒸餾水。冷卻水冷凝器:調(diào)節(jié)產(chǎn)水溫度。冷凝器上裝有0.2μm的除菌空氣過濾器,以排除不凝性氣體,并防止外部空氣的進(jìn)入。
工作原理
工業(yè)蒸汽經(jīng)閥門進(jìn)入一效蒸發(fā)器殼程與管程中的純化水熱交換,冷凝后進(jìn)入一效預(yù)熱器的殼程,再次與其管程的純化水熱交換后由一次凝結(jié)水管路排出。
原料水(純化水)由水泵送入冷凝器管程被末效剩余的純蒸汽和系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫蒸餾水進(jìn)行預(yù)熱,并且同時(shí)也降低了產(chǎn)出的蒸餾水的溫度;原料水再逐一進(jìn)入N個(gè)預(yù)熱器的管程,經(jīng)過逐個(gè)預(yù)熱器的預(yù)熱,溫度達(dá)到125 ℃以上后進(jìn)入一效蒸發(fā)器管程,這時(shí)的純化水成膜狀沿管壁流動(dòng),接受管外壁高溫工業(yè)蒸汽的熱量而轉(zhuǎn)變成二次蒸汽,并經(jīng)汽水分離除去霧滴后變成純蒸汽,該純蒸汽進(jìn)入二效蒸發(fā)器殼程,再給二效做加熱源,在加熱蒸發(fā)二效管程料水的同時(shí)自身凝結(jié)后成為蒸餾水;一效未被蒸發(fā)的進(jìn)料水(純化水),由該效底部管道(靠兩效間的壓力差)自動(dòng)進(jìn)入二效頂部及管程,被送入第二效蒸餾塔作為進(jìn)料水,二效、三效以此類推,直到末效產(chǎn)生高濃縮水,排出系統(tǒng)。zui后從N效蒸餾塔(經(jīng)預(yù)熱器)出來的高純度合格蒸餾水和末效產(chǎn)生的剩余純蒸汽在壓差的作用下進(jìn)入冷凝器,在此不凝結(jié)氣體被分離出去,從呼吸氣排出。經(jīng)冷卻調(diào)節(jié)后產(chǎn)生的蒸餾水經(jīng)溫度傳感器和電導(dǎo)率儀的檢測,合格蒸餾水通過管道(此管路需有1/1 000的坡度,不許存死水)流入注射用水貯罐儲(chǔ)存,溫度應(yīng)在85~99 ℃,以備輸送到用水點(diǎn)使用。并設(shè)有蒸餾水采樣口,以便定期檢測出水水質(zhì)。
熱原去除原理:熱原存在于水及蒸汽和水混合的液滴中,液滴和蒸汽粒子的質(zhì)量之比相差若干幾何級(jí)數(shù);蒸汽到達(dá)蒸發(fā)器的底部后,由于蒸汽的物理特性加蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)使得蒸汽強(qiáng)制轉(zhuǎn)向180°,多效蒸餾水機(jī)使得含有雜質(zhì)和顆粒的水滴被加速拋入到蒸發(fā)器底部,累積排出;多效蒸餾水機(jī)蒸汽繼續(xù)在蒸發(fā)器內(nèi)垂直上升,然后進(jìn)入到螺旋軌道,帶有液滴的濕蒸汽在高速旋轉(zhuǎn)下使該系統(tǒng)里的液滴和蒸汽微粒因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的巨大離心力之差而分離;含有雜質(zhì)和內(nèi)毒素的液滴被甩到蒸發(fā)器的夾層,然后墜入蒸發(fā)器的底部;蒸汽加速通過螺旋板時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小,整個(gè)分離結(jié)構(gòu)通暢干燥。
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