自然循環(huán)蒸發(fā)器自動清洗與強化傳熱的研究及設計.pdf

1、蒸發(fā)器是過程工業(yè)中的一種高能耗裝備。本課題結合湖南湘維有限公司5萬噸/年PVA多品種生產線的擴改工程，針對傳統(tǒng)蒸發(fā)加熱面結垢問題和強制循環(huán)泵的高能耗問題，研究一種適合蒸發(fā)器加熱室自動清洗防垢及強化傳熱的旋轉扭帶技術和自然循環(huán)推動力強化技術的蒸發(fā)器新結構，并將研究結果應用到擴改工程的新型第一殘渣蒸發(fā)器中。對PVA生產的新型第一殘渣蒸發(fā)器的新技術研究，主要在兩個方面：(1) 熱流體動力旋轉扭帶自動清洗防垢及對流傳熱強化；(2) 強化自然循環(huán)

2、動力的蒸發(fā)器新結構。
　　 研究方法是在現有蒸發(fā)器污垢處理技術基礎上，確定熱流體動力旋轉扭帶自動清洗防垢技術方案，重點對具有自動清洗防垢功能和強化傳熱功能的旋轉扭帶進行基本原理分析，以保障旋轉扭帶可靠自轉清洗的動力矩強化為首要目標和兼顧傳熱強化功能，在扭帶結構優(yōu)化實驗基礎上再進行管內結晶鹽垢自動清洗功能考核性的模擬實驗。
　　 在分析影響蒸發(fā)器結垢速度因素和治理蒸發(fā)器結垢的現有技術基礎上，確定熱流體動力旋轉扭帶自動清洗防

3、垢及其強化傳熱作為提高蒸發(fā)生產效率的措施。以自動清洗防垢為目標，新設計的蒸發(fā)器加熱室采用具有強化傳熱和在線防垢除垢雙功能流體動力旋轉扭帶技術。根據流體動力旋轉扭帶技術的力學原理和旋轉扭帶自轉清洗的動力矩計算式，分析探討理論對工程應用的指導作用，研究自轉力矩強化的新結構旋轉扭帶。
　　 分別對光滑旋轉扭帶和斜齒旋轉扭帶進行了動力學與傳熱強化結構優(yōu)化研究。實驗表明：斜齒旋轉扭帶的強烈渦流效應使對流傳熱過程得到非常有效強化，斜齒旋轉扭

4、帶能夠在管內流速0.40m/s下即可自轉，從而發(fā)揮自動清洗和傳熱強化的作用。
　　 采用過飽和鹽熱溶液冷卻結晶的方法，對斜齒旋轉扭帶自動清洗防垢能力進行考核性的模擬實驗。實驗結果表明：傳熱管中安裝斜齒旋轉扭帶后，清洗效果明顯，管內壁結晶鹽垢厚度降低了65％，總傳熱系數值比安裝斜齒旋轉扭帶前提高了一倍多。
　　 以強化逆向自然循環(huán)推動力為主要目標，設計了蒸發(fā)器沸騰室的新型結構。與傳統(tǒng)蒸發(fā)器沸騰室結構比較，其主要特點是：流程