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蒸發(fā)器原理及技術(shù)故障處理
實(shí)際生產(chǎn)中，有時(shí)還應(yīng)用直接接觸傳熱的蒸發(fā)器。它是將燃料（通常為煤氣和油）與空氣混合后，在浸于溶液中的燃燒室內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣經(jīng)燃燒室下部的噴嘴直接噴入被蒸發(fā)的溶液中。高溫氣體和溶液直接接觸，同時(shí)進(jìn)行傳熱使水分蒸發(fā)汽化，產(chǎn)生的水汽和廢煙氣一起由蒸發(fā)器頂部排出。其燃燒室在溶液中的浸沒(méi)深度一般為0.2～0.6m，出燃燒室的氣體溫度可達(dá)1000℃以上。因是直接觸接傳熱，故它的傳熱效果很好，熱利用率高。由于不需要固定的傳熱壁面，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，特別適用于易結(jié)晶、結(jié)垢和具有腐蝕性物料的蒸發(fā)。在廢酸處理和硫酸銨溶液的蒸發(fā)中，它已得到廣泛應(yīng)用。但若蒸發(fā)的料液不允許被煙氣所污染，則該類(lèi)蒸發(fā)器一般不適用。而且由于有大量煙氣的存在，限制了二次蒸氣的利用。此外噴嘴由于浸沒(méi)在高溫液體中，較易損壞。從上介紹可以看出，蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)型式很多，各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用的場(chǎng)合。在選型時(shí)，首先要看它能否適應(yīng)所蒸發(fā)物料的工藝特性，包括物料的粘性、熱敏性、腐蝕性以及是否容易結(jié)晶或結(jié)垢等，然后再要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、金屬消耗量少，維修方便、傳熱效果好等等。 [1]
布置
冰庫(kù)蒸發(fā)器蒸發(fā)面積的計(jì)算與其他冷間蒸發(fā)器的計(jì)算方法相同。也可根據(jù)冰庫(kù)凈面積來(lái)選配，一般按一平方米面積配0.6~0.7m2蒸發(fā)面積。冰庫(kù)溫度應(yīng)根據(jù)所貯冰的品種確定，貯存鹽水冰的冰庫(kù)其溫度應(yīng)為-4℃，貯存碎冰的冰庫(kù)溫度應(yīng)為-18~-15℃。在設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)管道時(shí)，應(yīng)考慮制冰機(jī)不生產(chǎn)時(shí)冰庫(kù)仍能降溫。蒸發(fā)器的融霜方式可采用人工掃霜。
在設(shè)置蒸發(fā)器時(shí)對(duì)于建筑凈高在6m以下的冰庫(kù)可不設(shè)墻排管，但頂排管必須分散布滿(mǎn)，建筑凈高在6m或高于6m的冰庫(kù)應(yīng)設(shè)墻排管不得采用翅片管，以防止堆碼冰垛式撞壞。 [2]
故障排除
故障名稱(chēng) 現(xiàn)象 原因 排除方法
蒸發(fā)壓力過(guò)低 蒸發(fā)溫度與載冷劑出口溫度之差增大 1、制冷劑充灌量不夠 補(bǔ)加制冷劑
2、機(jī)組內(nèi)制冷劑泄漏 機(jī)組檢漏
3、浮球閥動(dòng)作失靈，制冷液不能流入蒸發(fā)器 修復(fù)浮球閥
堵管或換管
檢修水室
壓縮機(jī)進(jìn)口過(guò)熱度加大造成冷凝溫度過(guò)高 4、蒸發(fā)器中漏入載冷劑（冷水）
5、蒸發(fā)器水室短路
6、載冷劑（冷水）泵的吸入口有空氣混入?yún)⒓友h(huán) 檢修載冷劑（冷水）泵
蒸發(fā)溫度偏低，但冷凝溫度正常 1、蒸發(fā)器傳熱管污垢或部分管子堵塞 清洗或修復(fù)堵塞的管子。（建議使用福世泰克環(huán)保清洗劑）
2、制冷劑不純或污臟 更換制冷劑
載冷劑（冷水）出口溫度偏低 1、制冷量大于外界熱負(fù)荷（進(jìn)口導(dǎo)葉關(guān)閉不夠） 檢查導(dǎo)葉位置及操作是否正常
2、載冷劑（冷水）溫度調(diào)節(jié)器上對(duì)出口溫度的限定值過(guò)低 調(diào)整制冷劑出口溫度
蒸發(fā)壓力偏高 載冷劑（冷水）出口溫度偏高 1、進(jìn)口導(dǎo)葉卡死，無(wú)法開(kāi)啟 檢修導(dǎo)葉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
2、進(jìn)口導(dǎo)葉自動(dòng)與手動(dòng)均失靈 檢修導(dǎo)葉執(zhí)行機(jī)構(gòu)
3、載冷劑（冷水）出口溫度整定過(guò)高 調(diào)整整定值
4、制冷量小于外界熱負(fù)荷 檢查導(dǎo)葉位置及操作是否正常
蒸發(fā)器的腐蝕：
管板受介質(zhì)及焊接應(yīng)力的影響，及易出現(xiàn)滲漏串液及腐蝕現(xiàn)象，致使設(shè)備功能下降，嚴(yán)重影響企業(yè)正常生產(chǎn)。若處理不及時(shí)，不但會(huì)導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢，甚至造成重大的生產(chǎn)事故。 [2]
結(jié)垢
原因危害
蒸發(fā)器循環(huán)冷卻水中含有大量的鹽類(lèi)物質(zhì)、腐蝕產(chǎn)物和各種微生物，由于未對(duì)其進(jìn)行水處理，蒸發(fā)器運(yùn)行一段時(shí)間后水側(cè)會(huì)結(jié)有大量的鈣鎂碳酸鹽垢及藻類(lèi)、微生物淤泥、粘泥等，這些污垢牢固附著于銅管內(nèi)表面，導(dǎo)致傳熱惡化、循環(huán)壓力上升、機(jī)組真空度降低，影響機(jī)組的運(yùn)行效率，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。
傳統(tǒng)的清洗方法通常采用化學(xué)清洗-酸洗，這種方法對(duì)各種沉積都有效，比機(jī)械方法省時(shí)。但化學(xué)清洗對(duì)系統(tǒng)和其他金屬部件有腐蝕性，容易出現(xiàn)腐蝕設(shè)備管線(xiàn)的事情，而且在排放時(shí)污染環(huán)境。 [2]
除垢準(zhǔn)備
1 、斷開(kāi)與蒸發(fā)器無(wú)關(guān)的其它系統(tǒng)。
2 、開(kāi)啟蒸發(fā)器水側(cè)高點(diǎn)放空閥和蒸汽側(cè)低點(diǎn)導(dǎo)淋閥，以保證清洗過(guò)程中反應(yīng)產(chǎn)生的大量氣體能夠及時(shí)排放和清洗液的充滿(mǎn)度；同時(shí)通過(guò)導(dǎo)淋閥監(jiān)測(cè)清洗過(guò)程中換熱器銅管的泄漏情況。
3 、為了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的清洗效果及清洗過(guò)程中設(shè)備的腐蝕情況，在清洗施工前，將相當(dāng)于設(shè)備材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試片、監(jiān)測(cè)管段分別懸掛于清洗槽中。 [2]
維護(hù)
1、經(jīng)常進(jìn)行蒸發(fā)器的檢漏工作。泄漏是蒸發(fā)器常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，在使用過(guò)程中應(yīng)注意經(jīng)常檢漏。
氨蒸發(fā)器泄漏時(shí)，有刺激性氣味，漏點(diǎn)處不結(jié)霜。對(duì)泄漏處可用酚酞試紙檢查，因?yàn)榘笔菈A性，遇酚酞試紙變紅色。用眼看時(shí)，一般在蒸發(fā)器的某處不結(jié)霜的地方通常就是泄漏點(diǎn)，也可在泄漏處用肥皂水找漏。
氟利昂蒸發(fā)器泄漏的檢查可使用鹵素?zé)艉望u素檢漏儀，也可用肥皂水找漏。檢查時(shí)可先用眼查看蒸發(fā)排管上是否有油跡，因?yàn)榉号c油能互溶，氟利昂泄漏時(shí)，油也會(huì)從漏點(diǎn)滲出，因此，哪里有油跡，哪里就泄漏。用鹵素?zé)魴z漏時(shí)，若某處有氟利昂泄漏時(shí)，鹵素?zé)羧紵幕鹧嬗伤{(lán)色變成微綠、淺綠、草綠、紫綠、紫色等顏色可判斷氟利昂泄漏量的多少。若火焰呈深綠或紫色時(shí)，火焰中的光氣有毒，不能長(zhǎng)時(shí)間用此方法檢查。這種情況下，可用肥皂水檢查泄漏點(diǎn)。對(duì)于微量泄漏時(shí)，應(yīng)使用鹵素檢漏儀進(jìn)行檢漏。
2、經(jīng)常對(duì)蒸發(fā)器的結(jié)霜狀況進(jìn)行檢查。當(dāng)霜層過(guò)厚時(shí)，應(yīng)及時(shí)除霜。當(dāng)結(jié)霜異常時(shí)，可能是由于堵塞造成的，應(yīng)及時(shí)查找原因并予以排除。
3、蒸發(fā)器長(zhǎng)期停用時(shí)，將制冷劑拙到儲(chǔ)液器或冷凝器中，使蒸發(fā)器的壓力保持在0.05MPa(表壓)左右為宜。若為鹽水池中的蒸發(fā)器，還需用自來(lái)水沖洗，沖洗后在池內(nèi)注滿(mǎn)自來(lái)水。 [2]
融霜影響
1、霜對(duì)制冷系統(tǒng)的影響
冷庫(kù)制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)蒸發(fā)器的表面溫度遠(yuǎn)低于空氣的露點(diǎn)溫度，食品和空氣中的水分會(huì)析出而凝結(jié)在管壁上。若管壁溫度低于0°時(shí)水露則凝結(jié)成霜。結(jié)霜也是制冷系統(tǒng)正常運(yùn)行的結(jié)果，所以蒸發(fā)器表面允許少量的結(jié)霜。
由于霜的熱導(dǎo)率太小，它是金屬的百分之一，甚至幾百分之一，因而霜層就形成了較大的熱阻。特別是霜層較厚時(shí)，猶如保溫一樣，使蒸發(fā)器中的冷量不容易散發(fā)出來(lái)，影響了蒸發(fā)器的制冷效果，終使冷庫(kù)達(dá)不到所要求的溫度。同時(shí)，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的蒸發(fā)情況也要減弱，不*蒸發(fā)的氨液有可能被壓縮機(jī)吸入而造成液擊事故。
2、融霜對(duì)局部環(huán)境的影響
融霜的方法很多，如人工掃霜、制冷劑熱熔霜、水融霜、電熱融霜等。對(duì)于較小的制冷系統(tǒng)，可采用人工除霜和電熱融霜，但應(yīng)在系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)進(jìn)行。對(duì)于較大的制冷系統(tǒng)，則應(yīng)采用制冷劑熱熔霜和水融霜。由于壓縮機(jī)的排氣式熱熔霜的熱源，所以制冷劑的熱熔霜應(yīng)在制冷系統(tǒng)運(yùn)行的條件下進(jìn)行。這樣看來(lái)不論采用哪種融霜方式，都要影響到冷庫(kù)溫度，特別是制冷劑熱熔霜，因?yàn)橐謳?kù)房進(jìn)行，即一部分庫(kù)房止制冷，而另一部分庫(kù)房融霜，融霜的時(shí)間更長(zhǎng)一些，對(duì)庫(kù)溫的影響也更大一些若庫(kù)溫波動(dòng)過(guò)大，會(huì)影響到庫(kù)內(nèi)食品的質(zhì)量，特別是保鮮食品的質(zhì)量。而融掉的霜要及時(shí)清掃，否則會(huì)造成庫(kù)房地面的冰凍。 [2]
工業(yè)應(yīng)用
蒸發(fā)就是用加熱的方法，將含有不揮發(fā)性溶質(zhì)的溶液加熱至沸騰狀況，使部分溶劑汽化并被移除，從而提高溶劑中溶質(zhì)濃度的單元操作。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用蒸發(fā)操作有以下幾種場(chǎng)合：
1、濃縮稀溶液直接制取產(chǎn)品或?qū)馊芤涸偬幚恚ㄈ缋鋮s結(jié)晶）制取固體產(chǎn)品，例如電解燒堿液的濃縮，食糖水溶液的濃縮及各種果汁的濃縮等。
2、同時(shí)濃縮溶液和回收溶劑，例如有機(jī)磷農(nóng)藥苯溶液的濃縮脫苯，中藥生產(chǎn)中酒精浸出液的蒸發(fā)等。
3、為了獲得純凈的溶劑，例如海水淡化等。
總之，在化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、制藥等工業(yè)中，蒸發(fā)操作被廣泛應(yīng)用。