NLZ型逆流冷凝真空器在糖廠的應用(圖)

　　【中國制冷網】一、目前國內使用的真空冷凝設備

    目前國內糖廠使用的真空冷凝設備有三種。

    （一）淋灑式冷凝器+真空泵系統

    這是國內外很早就使用的傳統的真空冷凝設備。由一個淋灑式冷凝器與一個真空泵組成，屬干式接觸式冷凝器。其z*大優點是：在所有的真空冷凝系統中，其用水量是z*少的。其缺點是：淋灑式冷凝器與真空泵費用是這幾種真空系統中z*大的，真空泵容易損壞，維護麻煩，配件貴；運行耗電多；真空度受所套配的真空泵的功率及效能限制。

    （二）傳統的TDP水噴射冷凝器

    此種冷凝器于70年代開始在我國糖廠使用，是至今為止我國大多糖廠普遍使用的傳統的水噴射冷凝器，其特點是能把淋灑式冷凝器的冷凝作用與真空泵排除空氣（包括不凝結氣體）的作用合并在一個簡單的設備中同時完成。與淋灑式冷凝器+真空泵系統相比，其優點是：結構簡單，易于制造；無機械運轉部件，操作、調節、維修簡便，不用專人管理；能耗比真空泵系統低5~10%。其缺點是：用水量比真空泵系統大，水壓要求高（0.15MPa以上）在使用循環水（水溫約30℃）時，由于其冷凝效果不好，真空嚴重偏低，不能滿足煮糖要求。

    （三）進口或仿制的印度噴射霧化式冷凝器

    該類型冷凝器由印度SEDL公司制造，z*早于2005年由東亞糖業寧明公司引進使用，現已有多家企業仿制生產。與TDP水噴射冷凝器相比，該類型冷凝器有以下改進。

    1、在垂直噴射的基礎上，增加了橫向噴射的噴嘴裝置，增大了低溫的橫向噴射水流與高溫的汁汽流的接觸面積和接觸時間，使冷熱流體的熱交換較充分，冷凝形成真空的效果也較好。

    2、在器內增加了過濾裝置，有利于清渣，避免水質不好造成噴嘴堵塞。

    3、可采用自控調節系統，通過罐內真空信號反饋調節氣動蝶閥的開啟從而控制進水的流量，達到節水節能的效果。

    經過國內數家糖廠多年使用檢測，該種冷凝器有以下優點：

    （1）真空度較高且較穩定；

    （2）用水量比傳統TDP冷凝器省約20%而真空度要比TDP冷凝器高；

    （3）所需水壓較低，0.05~0.15MPa即可。

     二、NLZ型逆流冷凝真空器的結構特點及性能。

    （一）NLZ型逆流冷凝真空器的結構

    該產品是由南寧市馬土特機械制造有限公司與廣西工業職業技術學院的糖機專家、資深教授在對印度進口的噴射霧化式冷凝器進行吸收、消化基礎上，于2007年獨立自主創新設計的一款擁有自主知識產權的新型冷凝真空器，該新型逆流冷凝真空器與印度進口及仿印度式冷凝器相比，在結構上又有多項改進，性能更為優越。NLZ型逆流冷凝器的結構見下圖。這兩種冷凝器的結構及性能對比見下表。

中國制冷網配圖：兩種冷凝器結構性能對比

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    （二）技術指標

    1、真空度≥0.088MPa

    2、進水溫度：25℃~45℃

    3、出水溫度：35℃~55℃

    4、進水壓力：0.02~0.15MPa

    （三）NLZ型逆流冷凝真空器的突出優點：

    1.真空度高且穩定

    經多家糖廠在07／08、08／09榨季使用顯示，NLZ型逆流冷凝真空器在使用循環水的工況下，通過調節入水閥（或自動控制）真空度可達：

    煮甲糖（前期）濃縮糖漿：0.086～0.088MPa

    （中后期）養晶：0.088～0.094MPa

    蒸發：0.075～0.090MPa

    蒸發罐使用時，轉停罐真空度恢復快。

    2.在相同的工況條件下用水量在同類產品中（濕式接觸式冷凝器）是z*少的。

    3.既適用于煮糖罐，又適用于蒸發罐。

    4.水壓要求低，煮糖前期z*好為0.07～0.10MPa，中后期0.02～0.07MPa就可以了。

    5.當循環水溫很高（≥40℃）時，可采用噴霧進低溫水，噴射進高溫水方案同樣可得到0．086～0．090MPa的高真空度。

    6.噴嘴及器體均為不銹鋼，無運轉部件，無須維修。

    7.價格比真空泵系統便宜，電耗比真空泵系統低，真空度比真空泵系統更高且更穩定。

　　三、新型逆流冷凝器的工作原理

　　從冷凝方式來分，TDP冷凝器、印度噴射霧化式冷凝器與馬土特公司的NLZ型逆流冷凝器都屬于濕式接觸式冷凝器，工作原理基本相同。其之所以能形成真空，是由于兩種作用：第一是冷凝作用，低溫的噴射（霧）水流與高溫的蒸汽直接接觸，進行熱交換，將絕大部分的蒸汽凝結成水，使蒸汽的體積急劇地縮小，從而獲得一定的直空；第二是抽吸作用，從噴射嘴高速噴射的水流將不凝氣體及一小部分未被冷凝的蒸汽挾帶在汽室中互相摩擦混合和壓縮，再經一段一定高度的尾管的抽吸作用排入大氣，因而獲得更高的真空度。大量的實驗數據與生產實踐證明，第一種作用（冷凝作用）形成真空度的效果要比第二種作用（抽吸作用）大得多。冷凝器z*理想的狀態是：低溫的噴射（霧）水流與高溫的蒸汽完全充分接觸，徹底進行熱交換，結果是將全部的蒸汽凝結成水，再通過高速射流的抽吸作用把這些凝結水及不凝氣體從尾管排走，這時將達到z*高的真空度。此時所需的低溫水量可用以下熱量平衡公式求出：  

　　 式中：D―進入冷凝器的蒸汽量（kg/h）

    i―蒸汽熱焓（kj/kg)

    t2­―冷凝水溫度（℃）

    t1―低溫冷水溫度（℃）

    w―低溫冷水消耗量（kg/h）

    c水―水的比熱［kj/(kg?℃)］

    但在實際生產中，冷凝器要完全達到這種z*理想的狀態是不可能的，我們只能做到使冷凝器盡可能接近這種理想狀態。這就要求我們把冷凝器這兩種作用都盡可能充分發揮出來。而TDP型冷凝器只有噴射嘴，抽吸作用很強，而冷凝作用很弱，從噴射嘴噴射出的低溫射流與高溫汁汽的接觸面積很小，熱交換顯然很不充分，冷凝效果很差，所以其真空度低且不穩定，特別在水溫高時更明顯，往往不能滿足煮糖特別是甲糖和蒸發生產對真空度的要求。印度噴射霧化式冷凝器在保證抽吸作用的基礎上，增加了橫向噴霧嘴，其冷凝作用比TDP冷凝器要大得多，故形成的真空度自然要比TDP冷凝器高。其在生產中的效果是：在相同的工況下（用水量相同）其真空度比TDP冷凝器要高且穩定；或者說在相同真空度情況下，其用水量比TDP冷凝器要少。

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