【技术】高效节汽节能的MVR蒸发器介绍

MVR蒸发器的蒸汽消耗非常低，蒸发吨水耗汽量约0.02吨汽(20Kg汽，主要用于密封压缩机)，远比带热泵四效降膜最低汽耗0.23吨要低得多。在制糖工业生产的许多场合，很容易通过废热或料与料之间的换热将蒸发进料温度升至比蒸发温度略高，这样MVR蒸发器的入料预热也无需耗汽。

MVR的电能消耗是用来提升二次蒸汽的品位，通过压缩升温将本来已经没有使用价值的废弃二次蒸汽变得可以再利用，而不是将电能作为驱动蒸发的能源，也不是用电来加热蒸汽。

MVR蒸发器的蒸发温度较低，因MVR蒸发器采用单效真空蒸发，蒸发温度相当于多效降膜蒸发器的末效蒸发温度。蒸发温度低对糖液的浓缩非常有好处，糖液在浓缩过程颜色基本不加深。

MVR蒸发器的循环冷却水的消耗量非常低。30℃循环冷却水循环量<2吨/蒸发吨水。

MVR蒸发器的电耗相对较高，蒸汽压缩机的装机功率约为22KW/T蒸发量/h，由于蒸汽压缩机电耗较大导致蒸发每吨水的电耗比带热泵四效降膜蒸发器高16～20度。

生产0.21吨蒸汽约需消耗42.0Kg标煤，电厂发电15度约需消耗5.6Kg标煤，用MVR蒸发器替代多效降膜蒸发器，蒸发每吨水可节约36.4 Kg标煤，节煤率高达86.7%。

在当今能源价格上涨造成蒸汽价格上升的前提下， MVR蒸发器的推广应用变得越来越合适。

MVR蒸发器的造价较高，造价高的主要原因在蒸汽压缩机。MVR蒸发一般选用温升8℃左右的蒸汽压缩机(若采用更高温升，蒸发器造价可以下降电耗会成比例增加，需从经济上核算后决策)，低于四效降膜蒸发器每效的传热温差，所以MVR蒸发器的传热面积约为四效降膜蒸发器总换热面积的1.5~1.8倍，较高的换热面积造成MVR蒸发器扣除蒸汽压缩机造价后仍然比带热泵四效降膜蒸发器高25~30%。不过采用MVR蒸发器后，是可以同时节省块锅炉房的投资和30℃循环冷却水的投资，所以对自产蒸汽的企业，MVR蒸发器扣除蒸汽压缩机造价后的投资额与带热泵四效降膜蒸发器的投资额基本持平。

气体被压缩后温度的上升量我们称之为压缩温升。一般气体压缩机的压缩温升都不会成为像MVR这样重要的关注因素，因为MVR的压缩温升是建立蒸发浓缩的能量循环使用系统最重要的驱动力，也就是传热温差。但是，由于机械能的转化，饱和蒸汽通过MVR压缩后得到的被压缩蒸汽是过热蒸汽，其过热度是与压缩机的压缩比成正比例的。我们都知道，过热蒸汽的热焓中，其潜热是主要部分，显热与潜热相比微不足道。虽然MVR压缩后的蒸汽过热对蒸发浓缩传热效率的影响不是很大，但是蒸汽的过热对我们评判MVR和蒸发浓缩设备的工作效率和状况却会带来极大的误导。所以我们MVR制造和应用行业形成了一个共识，评判MVR的压缩温升时不用温度计实际测量的温度，而是用压力计测压缩机进出口的压力，根据压力查对应的水蒸气饱和温度，饱和温度之差才作为MVR的压缩温升。这一点很重要，如果你用温度计实测的进出口温差来衡量MVR，你会得出不可思议的错误结论。

MVR的密封采用多道碳环密封，无论进口还是国产都无法做到零泄漏，所谓蒸汽密封是指添加微量蒸汽以替代空气漏向MVR，因为蒸汽漏入MVR后既不影响压缩机的运行性能，又不影响蒸发器的真空度。还有一种解决MVR泄漏的办法是采用平衡气腔式碳环密封，此次不详细介绍。

MVR蒸发器用于浓缩糖液时，出料浓度是一个需要在设计蒸发器时重点考虑的问题。因为糖液浓度越高，糖液沸点升高越大，同样压缩温升下蒸发的有效传热温差越小，或者同样的有效传热温差下需要配备压缩温升更高，压缩机耗电也更大。

饱和蒸汽的密度随着温度的升高而增大(82℃蒸汽比重0.31Kg/m3约为空气的1/4)，所以MVR的进口温度对MVR的造价影响不小，而且蒸发温度的提高对于减少蒸发浓缩造价和减少MVR电耗多会有些许帮助。所以对于非热敏性物料的蒸发浓缩，选择MVR时可以采用更高的入口温度，甚至可以采用常压100℃或正压来蒸发浓缩。但蔗糖或淀粉糖属于热敏性物料，则建议采用较低的蒸发浓缩温度，一般在55～70℃之间选取。

（本文作者系河北乐开节能科技股份有限公司 赖庚音）