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      MVR蒸發系統基本原理

             MVR蒸發器,是英文mechanical vapor recompression的簡稱。MVR蒸發系統是重新利用它自身產生的二次蒸汽的能量,從而減少對外界能源的需求的一項技術。
             二次蒸汽,經過壓縮機的壓縮,壓力和溫度得以升高,熱焓隨之增加,被送到蒸發器的加熱室當作加熱蒸汽即生蒸汽使用,使料液維持蒸發狀態,而加熱蒸汽本 身將熱量傳遞給物料本身冷凝成水。這樣,原來要廢棄的蒸汽就得到了充分的利用,回收了潛熱,又提高了熱效率。
             早在60年代,德國和法國已經成功的將該技術應用于化工、制藥、造紙、污水處理、海水淡化等行業。
             其工作過程是低溫位的蒸汽經壓縮機壓縮,溫度、壓力提高,熱焓增加,然后進入換熱器冷凝,以充分利用蒸汽的潛熱。除開車啟動外,整個蒸發過程中無需生蒸汽。
             多效蒸發過程中,蒸發器某一效的二次蒸汽不能直接作為本效熱源,只能作為次效或次幾效的熱源。如作為本效熱源必須額外給其能量,使其溫度(壓力)提高。蒸汽噴射泵只能壓縮部分二次蒸汽,而mvr蒸發器則可壓縮蒸發器中所有的二次蒸汽。
             溶液在一個降膜蒸發器里,通過物料循環泵在加熱管內循環。初始蒸汽用新鮮蒸汽在管外給熱,將溶液加熱沸騰產生二次汽,產生的二次汽由渦輪增壓風機吸入,經增壓后,二次汽溫度提高,作為加熱熱源進入加熱室循環蒸發。正常啟動后,渦輪壓縮機將二次蒸汽吸入,經增壓后變為加熱蒸汽,就這樣源源不斷進行循環蒸發。蒸發出的水分最終變成冷凝水排出。
             由于成本原因,單級離心壓縮機和高壓風機被普遍用于機械蒸汽再壓縮系統。因此下述說明是針對此類設計。離心壓縮機是體積控制機器,即無論吸入壓力多大,體積流率幾乎保持恒定。而質量流量的變化與絕對吸入壓力成比例。
             單級離心壓縮機的壓縮循環描繪在焓熵圖中。單級離心壓縮機需要的動力:例如:將來自蒸發器的飽和水蒸汽從吸入狀態p1=1.9 bar, t1=119 ℃壓縮到p2= 2.7 bar,t2=161℃(壓縮比 Π= 1.4)。壓縮循環沿著多變曲線1-2,蒸汽的比焓增加量Δhp。對于蒸汽的比焓h2,通過壓縮機內效率(等熵效率)的等式:在此溫度下,它進入到蒸發器的加熱器?;诒晃胝羝牧?,kg/hr。hp 單位多變(有效)壓縮功,kJ/kg。hs 單位等熵壓縮功,kJ/kg。壓縮機的等熵效率(內效率)除其他因素之外,單位多變壓縮功 hp取決于多方指數κ和吸入氣體的摩爾質量M,以及吸入溫度和要求的壓升。對于原動機(電動機、燃氣機、渦輪機等)的實際耦合功率,考慮了更大的機械損耗余量。葉輪由標準材料制造的單級離心壓縮機能夠獲得壓縮因子1.8的水蒸汽壓升,如果采用鈦等更高質量的材料,壓縮因子可高達2.5。
             這樣一來,最終壓力p2就是吸入壓力p1的1.8倍,或最大2.5倍,這對應于飽和蒸汽溫度升高約12-18K,最大溫升可到30K,這取決于吸入壓力。就蒸發技術而言,通常的做法是根據相應的水沸點溫度來表示其壓力。這樣,有效溫差就被直接表示出來。

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