臥式蒸發器是一種利用熱量傳遞原理將液體蒸發成蒸汽的設備。它采用水平布置的管束,液體在管束內流動,通過與加熱介質的接觸,將液體中的溶質蒸發出來,實現液體的濃縮和分離。具有結構簡單、傳熱效果好、操作穩定等優點,在許多工業領域得到廣泛應用。
臥式蒸發器的工作原理基于傳熱和質量傳遞的原理。液體通過進料管道進入蒸發器,經過預熱后進入蒸發器的管束內。加熱介質(如蒸汽)通過外殼側的加熱管道流過,與管束內的液體進行熱量交換。熱量的傳遞使得液體中的溶質蒸發成蒸汽,蒸汽與未蒸發的液體分離,蒸汽通過蒸汽管道排出,而濃縮后的液體則從液體管道流出。
一、核心換熱組件
筒體(殼體)
功能:容納換熱管束和介質,承受內部壓力。
材質:碳鋼、不銹鋼或鈦合金(根據介質腐蝕性選擇)。
結構:通常為圓柱形,兩端焊接管板或法蘭連接。
換熱管束
功能:介質與換熱流體的熱交換界面,通過管壁傳遞熱量。
材質:銅管(導熱性好)、不銹鋼管(耐腐蝕)、鈦管(高腐蝕性環境)等。
形式:光管、翅片管(增強換熱)、螺紋管(強化湍流)。
排列方式:直列、錯列或螺旋纏繞,優化流速和換熱效率。
管板(管箱)
功能:固定換熱管束,密封管程與殼程流體。
結構:厚鋼板鉆孔,與筒體焊接,部分設計可拆卸便于維護。
二、流體分配與支撐組件
折流板(擋板)
功能:引導殼程流體(如制冷劑或載冷劑)按設定路徑流動,增強湍流,提高換熱效率。
類型:弓形折流板、圓盤式折流板或螺旋折流板(減少壓降)。
導流筒(內筒)
功能:在殼程中引導流體流向,避免短路,均勻分布流速。
適用場景:多用于需要逆流或錯流換熱的場合。
支撐件
功能:防止換熱管束因流體沖擊或重力發生振動或變形。
形式:桿式支撐、板式支撐或彈簧支承(減震降噪)。
三、接管與接口組件
進出口接管
管程接口:連接換熱管束的進出流體管道(如制冷劑或載冷劑)。
殼程接口:連接筒體內的流體管道(如冷卻水或蒸汽)。
材質:與筒體一致,通常配有法蘭或焊接接頭。
安全閥與壓力表接口
功能:監測和泄放超壓狀態,保障設備安全運行。
位置:通常安裝在殼程或管程的最高點。
四、輔助功能組件
保溫層(可選)
功能:減少熱量散失或外界熱量侵入,維持介質溫度穩定。
材質:聚氨酯發泡、巖棉或玻璃棉。
檢修人孔
功能:便于維護時進入筒體內檢查或清理換熱管束。
位置:通常設置在筒體頂部或側面。
排氣與排液口
功能:排放殼程或管程中的不凝性氣體(如空氣)或積液,避免氣阻或腐蝕。
設計:自動排氣閥或手動排污閥。
五、控制系統(配套設備)
溫度傳感器
功能:實時監測進出口流體溫度,反饋至控制系統。
安裝位置:管程和殼程的進出口處。
壓力調節裝置
功能:調節流體壓力,確保穩定運行。
組成:壓力調節閥、壓差控制器等。
流量控制閥
功能:調節介質流量,優化換熱效率。
類型:截止閥、球閥或變頻泵(根據工況選擇)。