卧式蒸发器是一种利用热量传递原理将液体蒸发成蒸汽的设备。它采用水平布置的管束,液体在管束内流动,通过与加热介质的接触,将液体中的溶质蒸发出来,实现液体的浓缩和分离。具有结构简单、传热效果好、操作稳定等优点,在许多工业领域得到广泛应用。
卧式蒸发器的工作原理基于传热和质量传递的原理。液体通过进料管道进入蒸发器,经过预热后进入蒸发器的管束内。加热介质(如蒸汽)通过外壳侧的加热管道流过,与管束内的液体进行热量交换。热量的传递使得液体中的溶质蒸发成蒸汽,蒸汽与未蒸发的液体分离,蒸汽通过蒸汽管道排出,而浓缩后的液体则从液体管道流出。
一、核心换热组件
筒体(壳体)
功能:容纳换热管束和介质,承受内部压力。
材质:碳钢、不锈钢或钛合金(根据介质腐蚀性选择)。
结构:通常为圆柱形,两端焊接管板或法兰连接。
换热管束
功能:介质与换热流体的热交换界面,通过管壁传递热量。
材质:铜管(导热性好)、不锈钢管(耐腐蚀)、钛管(高腐蚀性环境)等。
形式:光管、翅片管(增强换热)、螺纹管(强化湍流)。
排列方式:直列、错列或螺旋缠绕,优化流速和换热效率。
管板(管箱)
功能:固定换热管束,密封管程与壳程流体。
结构:厚钢板钻孔,与筒体焊接,部分设计可拆卸便于维护。
二、流体分配与支撑组件
折流板(挡板)
功能:引导壳程流体(如制冷剂或载冷剂)按设定路径流动,增强湍流,提高换热效率。
类型:弓形折流板、圆盘式折流板或螺旋折流板(减少压降)。
导流筒(内筒)
功能:在壳程中引导流体流向,避免短路,均匀分布流速。
适用场景:多用于需要逆流或错流换热的场合。
支撑件
功能:防止换热管束因流体冲击或重力发生振动或变形。
形式:杆式支撑、板式支撑或弹簧支承(减震降噪)。
叁、接管与接口组件
进出口接管
管程接口:连接换热管束的进出流体管道(如制冷剂或载冷剂)。
壳程接口:连接筒体内的流体管道(如冷却水或蒸汽)。
材质:与筒体一致,通常配有法兰或焊接接头。
安全阀与压力表接口
功能:监测和泄放超压状态,保障设备安全运行。
位置:通常安装在壳程或管程的最高点。
四、辅助功能组件
保温层(可选)
功能:减少热量散失或外界热量侵入,维持介质温度稳定。
材质:聚氨酯发泡、岩棉或玻璃棉。
检修人孔
功能:便于维护时进入筒体内检查或清理换热管束。
位置:通常设置在筒体顶部或侧面。
排气与排液口
功能:排放壳程或管程中的不凝性气体(如空气)或积液,避免气阻或腐蚀。
设计:自动排气阀或手动排污阀。
五、控制系统(配套设备)
温度传感器
功能:实时监测进出口流体温度,反馈至控制系统。
安装位置:管程和壳程的进出口处。
压力调节装置
功能:调节流体压力,确保稳定运行。
组成:压力调节阀、压差控制器等。
流量控制阀
功能:调节介质流量,优化换热效率。
类型:截止阀、球阀或变频泵(根据工况选择)。