深圳市盛鑫华业环保设备有限公司

1吨每小时MVR多效蒸发器设计方案

 二维码 965
发表时间:2018-03-21 11:36

1吨每小时MVR蒸发系统工程

第一章、设计依据

   我公司根据贵公司提供的水质资料信息,进行相关的计算和设计工作,确定相关设备的参数和蒸发器的类型。本方案的宗旨是用最低的运行成本以及最好的解决方案来达到蒸发浓盐水的目的。

贵公司要处理的物料其物料性质及设计要求如下:

进料成分:氯盐

进料浓度:7-12%

进料温度:按照常温进行设计


第二章、设计方案简介

2.1方案介绍

   我公司根据贵公司提供的资料,进行相关的计算和设计工作,确定相关设备的参数和蒸发器的类型。本方案的宗旨是用最低的运行成本以及最好的解决方案来达到蒸发结晶含氯盐为7-12%的溶液。

根据客户提供的水样参数,需要蒸发结晶的为氯盐,进料浓度为7-12%。根据此物料特性,进料浓度较高,含盐较多,为了盐不堵塞系统,保证系统的连续稳定运行,我们设计了强制循环蒸发流程。最后实现盐水分离。蒸馏水可回用。


2.2技术优势

能耗低

压缩机温升的选择除了与物料特性有关,还与投资有着密切的关系,高温升意味着能耗高,但投资小,反之,则投资大。本方案温升的选择综合考虑投资与能耗,达到最佳的经济效益。


系统稳定性高

蒸汽压缩机是MVR系统的核心设备,压缩机能否稳定运行,决定了系统能否稳定蒸发。压缩机的稳定运行除了本身压缩机设计是否合理,还与系统的匹配程度有关,在设计过程中应该讲二者结合起来,而不能分割开来。因此我们在该方案的设计过程中,经过理论上的详细计算,并进行优化,同时结合以往丰富的工程设计经验,保证系统运行过程中连续稳定。


最合理的蒸发流程

  针对同样的物料,蒸发流程的选择不是唯一的,这样就造成了不同的设计人员设计出来的流程会有所不同,有好有差。该方案根据物料特性及进料浓度采用强制循环流程,进行最优化设计。


防止跑料

系统的跑料不光影响蒸馏水水质,同时还会造成二次蒸汽管道及压缩机腐蚀,因此,在设计时需要避免。本装置采用自行设计的高效除沫器,在分离器内设置了高效的除沫器。本装置保证有效的防止了泡沫夹带料液的现象,同时也大大降低了蒸发出冷凝水中盐分的量,以延长了设备的使用寿命,确保设备正常运行。


结晶不易堵管

  该方案在设计时采取多种手段避免结晶堵管。


自动化程度高

该套系统自动化程度高,正常蒸发时,除了离心出盐,基本可实现自动化控制,大大降低劳动强度,同时保证系统稳定运行,增强系统的可靠性。核心的控制点如下:

自动进料

自动排出蒸馏水

系统液位自控控制

蒸发温度自动控制



2.3设备材质

  根据此物料特性,我们跟物料接触部分我们选用316L,其他选用304材质,可满足设备长期运行。


2.4、压缩机与系统的匹配

通常由机械蒸汽再压缩加热的蒸发装置可以在一定范围内稳定操作,例如质量流量、压力、温度等参数随时间波动。

  设备的操作性能用设备特性曲线或性能曲线来描述,它反应了必需的饱和蒸汽温升与吸入蒸汽质量流量之间的关系。设备的操作性能主要通过大量的工程经验来确定。


上图为MVR系统的运行范围,为了使MVR系统能够稳定运行,系统的设计及运行区间必须在压缩机的特性曲线范围内。


第三章、计算依据

设计蒸发器和高效分离器是该系统的重要设计部分。因为进料量和温度、换热面积必须与蒸汽压缩机的技术指标相互配合,才能达到设计指标。根据设计参数,应用换热面积的计算公式:Q=KAΔt、计算机设计软件和多年积累的实际设计经验,设计出该系统中蒸发器、分离器等的参数和指标。

影响换热系数的主要条件有:

换热管材质;

换热器结构;

不凝气的排除。

换热管材质问题:换热管材质的选取由物料理化性质决定,本套设备选择不锈钢材质的换热管。

换热器结构问题:在本公司优化设计后换热器结构对换热系数的影响在本套设计中降低到最低点,从而得到良好的传热效果。

不凝气问题:在系统运行一段时间后,换热器中不凝气的积累对换热器换热效果影响较为严重。不凝气为饱和水蒸汽加热过程中水蒸气冷凝了,而其中夹带的空气(主要成分,O2,N2等气体成分),除了在冷凝水中溶解的极少量之外,其余的都仍以气态存在,这部分气体因为不凝结,稀释了本来作为加热介质的蒸汽,对传热效率影响很大。根据经验,知道不凝性气体并不是均匀地分布于冷凝空间内,而是根据密度的不同一般分布于换热器顶部。

我司配置专用管道对不凝气进行定期排放,通过电动调节阀对蒸发器壳程压力进行有效控制,确保蒸发温度稳定在设计值。

强制循环换热器设计:

强制循环换热器是为了解决物料在管道堵塞而设计的。换热管采用钛材材质,适用于粘度较大的物料蒸发,确保设备长期稳定的运行。

强制循环换热器具体参数见设备表。

分离器设计:

特别设计的分离器具有结构独特、分离效果好的特点,在实践中得到了合理化验证,有着成熟的工程经验,具体参数见设备表。

第四章、工艺流程

进料:氯盐溶液从原液罐出来,由进料泵P01打入板式换热器,在板式换热器HE01内进料液与蒸汽冷凝水进行热交换,再经不凝气板换升温至蒸发温度,进入蒸发器。

物料在换热器内与蒸汽进行换热,温度和压力升高,焓值增加,然后进入分离器。

物料在进入结晶分离器内进行闪蒸,此时蒸出气体从分离器上部排出至压缩机。结晶用泵打入冷却结晶器,浓缩液在强制循环蒸发器内继续进行升温,后进入分离器,在分离器内进行闪蒸,之后结晶析出,如此循环

达到过饱和的物料会有小颗粒的结晶析出,析出的结晶泵入冷却结晶器后物料通过冷却降温水降温,晶粒长大,通过离心机离心。

离心后的结晶打包,在离心过程中降温了的母液经加热后达到蒸发温度返回系统继续进行蒸发浓缩。

从分离器出来的二次蒸汽,进入MVR压缩系统。压缩后的蒸汽进入强制循环换热器加热物料。加热物料的过程中,蒸汽凝结成水流至凝水灌并由蒸馏水泵泵入板式换热器与原料液换热,温度降至35℃左右排出系统。

整套蒸发系统通过PLC软件来控制,所有的输出和输入信号,系统的操作都可由配套的计算机完成。

第五章、系统技术参数

序号

项    目

指    标

1

系统处理量

1300 kg/h

2

系统蒸发量

1000 Kg/h

3

出盐量

100 Kg/h

4

蒸发气相温度

85 ℃

5

蒸汽消耗

100-200 kg/h

6

MVR系统装机功率

230 kw

7

每吨蒸馏水电耗

~60 kwh

8

装置占地面积

8m*4m*10m


第六章、能耗指标

电价:

0.7

RMB/KW h






蒸汽价:

200

RMB/t






冷凝水价:

0.5

RMB/t






工作时间:

24

小时/天

蒸发一吨水耗电量:

60.00

KW h


330

天/年

蒸发一吨水蒸汽量:

33.33

kg


设备

MVR

三效

压缩机

130

KW

91.00

RMB





50

KW

35.00

RMB

50

KW

35.00

RMB

蒸汽

100

kg/h

20.00

RMB

1300

kg/h

260.00

RMB

补充冷却水

10

m³/h

5.00

RMB

60

m³/h

30.00

RMB

每小时成本

151.00

RMB

325.00

RMB

每吨成本

50.33

RMB

108.33

RMB

每年运行成本

1,195,920.00

RMB

2,574,000.00

RMB

与传统蒸发器相比年节约金额:

1,378,080.00

RMB


第七章、压缩机系统

MVR压缩机系统是本套设备的核心部分,从分离器出来的二次蒸汽通过蒸汽压缩机的压缩升温,再打入蒸发室加热物料。达到循环利用二次蒸汽的目的,从而也节省了能源。

一套完整的单级高速离心式蒸汽压缩机机组应包括:压缩机本体、电动机、集成式增速齿轮箱、联轴器及其防护罩壳、润滑油系统、底座及其安装地脚螺栓、仪表和控制系统(包括就地控制箱至MCP柜电缆,压缩机配套仪表至就地控制箱及MCP电缆等)以及有效和安全运行所需的所有附件。



设计、制造、试验标准:


第八章、主要设备配置

序号

名称

规格参数

单位

数量

材质

备注

1

预热器

换热面积:6 ㎡,  板式换热器

1

316L


2

强制循环蒸发器

直径:1100mm

长度:7000mm

1

316L


3

不凝气换热器

换热面积:5㎡

1

316L


4

结晶分离器

直径:1600mm

高度:4500mm

1

316L


5

压缩机及变频器

过气量:3000kg/h

电机功率:160kw

电压:380V

1

不锈钢


6

离心机


1

316L


7

蒸馏水罐

800*1000mm

1

316L


8

母液罐

800*1000mm

1

316L


9

冷却结晶釜

V=1.5m³

2

搪瓷


10

进料泵

Q=5m³/h H=25m   电机功率:4kw

1

316L


11

蒸馏水泵

Q=5m³/h H=20m   电机功率:3kw

1

316L


12

强制循环泵

Q=1500m³/h H=4m 电机功率:55 kw

1

316L


13

出料泵

Q=3m³/h H=20m  电机功率:3kw

1

316L


14

母液泵

Q=3m³/h H=20m  电机功率:3kw

1

316L


15

阀门类


1

不锈钢


16

管道管件


1

不锈钢

包括大管和小管,管件

17

自控系统


1



18

仪器仪表


1




第九章、工程技术服务

9.1、技术服务

1.供方应提供本套装置中全部设备的安装指导及开车调试服务。

2.供方应对需方的具体管理、运行和维修人员就该系统的操作规程进行培训。

3.供方应派遣身体健康、有能力、有经验的工程师或专家到现场指导装置的建设、安装和开车调试,并与需方人员一起进行该设备的性能考核。

4.在质量保证期内,供方提供的设备出现异常情况或发生质量事故,在需方告知后的48小时以内,供方应提出解决办法,或深入现场调查了解,提出解决措施,直至恢复正常。

5.在质量保证期后,出现上述的异常情况或发生质量事故,供方积极配合需方给予技术支持和服务工作,在需方告知后的48小时以内到达现场,提出解决措施,直至恢复正常。服务期间发生费用问题,应通过两方友好协商的途径来解决。

9.2、现场服务计划表

表 8 现场服务计划表

序号

技术服务内容

计划人天数

派出人员构成

备    注

职称

人数


1

安装技术交底

1天

工程师

1人


2

安装技术指导

根据需要

工程师

1人


3

设备调试

根据需要

工程师

1人



9.2、指导安装、调试监督的工序表

表 9 指导安装、调试监督工序表

序号

工序名称

工序主要内容

备注

1

设备交验

设备数量、规格、外观、质量检验

按维护手册正确安装,管理和电器控制均符合手册要求

2

设备安装指导

设备安装现场技术服务


3

设备调试

设备现场调试


4

设备性能测试

确定设备性能



9.3、培训计划和内容

表 10 培训计划表

序号

培训内容

计划人天数

培训教师构成

地点

备注

职称

人数


1

安装技术交底

1天

工程师

1人

需方现场


2

设备原理、结构介绍、维护管理故障分析及排除

2天

工程师

1人

需方现场


3

操作故障分析及排除

1天

工程师

1人

需方现场



第十章、供货范围、工期


需方提供

水、电、汽(气)等公用工程管路接至蒸发装置1米范围内

原料液、浓缩液及其它外围贮罐

设备保温

调试所需要的物料

项目建设、调试期间,提供人员协助配合


供方提供

设备制造

电气仪表

安装


预计工程工期

第1~2个月   设计、设备制造的材料准备

第2~3个月    设备制造、配套设备采购

第2~3个月   设备安装

第2~3个月   设备调试

附件 样版工程

MVR蒸发器

附件二 工艺流程图

工艺流程图



声明:本文源自盛鑫华业环保设备整合整理,如本站文章和转稿涉及版权等问题,请作者在及时联系本站,我们会尽快处理。
在线客服
 
 
——————
热线电话
135 3764 0479