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多效蒸發與熱泵(MVR/TVR)蒸發的分析與比較

作者:圣學科技來源:未知瀏覽: 時間:2013-12-02 20:18
 在化工浦京彩票平台官网、食品、醫藥等工業中,液體的濃縮、脫水等工藝中都是利用蒸發來實現的。蒸發操作是大量耗熱的過程,高溫位的蒸汽向低溫位轉化,因此較低溫位的二次蒸汽的利用在很大程度上決定了蒸發操作的經濟性。 多效蒸發與熱泵(MVR/TVR)蒸發是提高蒸發操作能量利用經濟性的兩條最主要的途徑,它們均利用了二次蒸汽的大量潛熱浦京彩票平台官网,有著明顯的節能效果浦京彩票平台官网。下面從節能效果和經濟效益兩個方面,分析浦京彩票平台官网、比較了多效蒸發與熱泵(MVR/TVR)蒸發。

1 、多效蒸發系統
將多個蒸發器串聯起來,前一個蒸發器的二次蒸汽作為下一個蒸發器的加熱蒸汽,下一個蒸發器的加熱室便是前一個蒸發器的冷凝器浦京彩票平台官网,這便是多效蒸發器的原理。蒸發同樣數量的水分,采用多效時所需要的生蒸汽量將遠較單效時為小浦京彩票平台官网,因此提高了生蒸汽的利用率。多效蒸發中物料與二次蒸汽的流向可有并流、逆流、平等流多種組合,這些變化可以改善系統物料在蒸發過程中隨著濃度的增加蒸發溫度反而下降,以及利用壓差自蒸發上各有所長外,其整體性能和能耗上并沒有大的改變;

2 、熱泵(MVR/TVR)蒸發系統
在單效蒸發中,可將二次蒸汽絕熱壓縮,然后將其送入蒸發器的加熱室。二次蒸汽經壓縮后溫度升高,與器內沸騰液體形成足夠的傳熱溫差,故可重新作加熱蒸汽用。這樣,只須補充一定量的壓縮功,便可利用二次蒸汽的大量潛熱。
熱泵(MVR/TVR)蒸發兩種方式:機械壓縮式和蒸汽動力壓縮式。
2.1 浦京彩票平台官网、機械壓縮式(MVR) 
機械壓縮式蒸發流程如圖2所示浦京彩票平台官网。從蒸發器出來的二次蒸汽進入壓縮機浦京彩票平台官网,在壓縮機中絕熱壓縮,溫度、壓力升高浦京彩票平台官网,然后又送入蒸發器作加熱蒸汽用,在加熱室中冷凝后排出浦京彩票平台官网。這種蒸發器只在啟動階段需要生蒸汽,故在缺水地區、船舶上尤為適合。
由于機械壓縮式蒸發器是用補充一定的壓縮功(耗電)代替了消耗大量的加熱蒸汽(耗煤),因而電煤比價是決定機械壓縮式蒸發系統是否有利的關鍵因素浦京彩票平台官网。我國目前電煤比價偏高,所以機械壓縮式蒸發只適用于那些沸點升高不大的溶液的濃縮。 再者,蒸發器的傳熱溫差直接影響著蒸發器的傳熱面積和壓縮機的耗功量。傳熱溫差越大,蒸發器的傳熱面積越小,因而蒸發器的投資亦越小,但壓縮機的耗功量與投資增加,所以存在著最佳傳熱溫差。
2.2、 蒸汽動力壓縮式(TVR) 
在蒸汽動力壓縮方式中浦京彩票平台官网,使用蒸汽噴射泵浦京彩票平台官网,以少量高壓蒸汽為動力,將部分二次蒸汽壓縮并混合后一起進入加熱室作加熱蒸汽用。
 蒸汽動力壓縮式蒸發系統只能利用大部分二次蒸汽(70%左右),其余的二次蒸汽送往冷凝器冷凝,因此在能量利用性上不及機械壓縮式蒸發系統。但其本身結構簡單,費用低廉,消耗蒸汽而不耗電,可以在投資較少的前提下取得較大的節能效果和經濟效益,因而很受一些企業的歡迎浦京彩票平台官网。 
同機械壓縮式蒸發系統一樣,蒸汽動力壓縮式蒸發系統也存在最佳傳熱溫差。此外浦京彩票平台官网,噴射泵工作蒸汽的壓力對系統的節能效果和經濟效益也影響甚大浦京彩票平台官网。噴射泵工作蒸汽的經濟壓力范圍為0.8-1.5MPa。 

3   多效蒸發與熱泵(MVR/TVR)蒸發的節能效果比較 
對于多效蒸發,節能率隨著效數的增多而增大,但增大的幅度卻越來越小,從五效以后,曲線已快接近水平,此時再增加效數浦京彩票平台官网,節能效果就不太明顯了。蒸汽動力壓縮式熱泵蒸發系統的節能率視噴射泵工作蒸汽壓力不同、傳熱溫差不同而不同,其正常范圍均介于二效和三效之間。機械壓縮式熱泵蒸發系統的節能率視傳熱溫差不同而不同,但均極高,超過十幾效的多效蒸發浦京彩票平台官网。 
但是,多效蒸發和蒸汽動力壓縮式熱泵蒸發消耗的是蒸汽(燃料),而機械壓縮式熱泵蒸發消耗的是電能,當比較使用不同能源為動力的系統時,采用一次能源利用系數更為合理。蒸汽動力壓縮式熱泵蒸發的一次能源利用系數范圍仍介于二效與三效之間,且恰好落在多效蒸發的直線上浦京彩票平台官网。機械壓縮式熱泵蒸發的一次能源利用系數隨傳熱溫差的不同變化很大浦京彩票平台官网,但經優化設計的機械壓縮式熱泵蒸發,其一次能源利用率仍高于八效蒸發。
       
4 、多效蒸發與熱泵蒸發的經濟效益比較 
對于多效蒸發,隨著效數的增加,年度總成本下降,但5效以后,下降就很緩慢浦京彩票平台官网。蒸汽動力壓縮式熱泵蒸發的年度總成本范圍仍介于二效與三效之間。而機械壓縮式熱泵蒸發系統視傳熱溫差的不同,年度總成本范圍在一效與五效之間浦京彩票平台官网。經優化設計的機械壓縮式熱泵蒸發系統,其年度總成本介于三效到四效之間。
5. 綜述
5.1   對于多效蒸發,隨著效數的增加浦京彩票平台官网,節能率逐漸增大,在八效之內成本也逐漸下降浦京彩票平台官网。但五效以后,節能效果與經濟效益就不再明顯。因此,工業用多效蒸發,一般不必多于五效。
5.2   蒸汽動力壓縮式熱泵蒸發(TVR)浦京彩票平台官网,無論從節能效果還是從經濟效益,均介于二效與三效之間浦京彩票平台官网。
5.3    機械壓縮式熱泵蒸發(MVR)的節能效果非常顯著,一次能源利用系數高于八效,但經濟效益只介于三效與四效之間。

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