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化工原理控制蒸发系统汽凝水等压排除装置及方法
    本发明涉及一种制糖工业的蒸发装置，尤其是一种采用化工原理控制蒸发系统汽凝水等压排除的装置和方法。

      糖厂，尤其甘蔗糖厂是传热设备较齐全的化工厂，热循环作用是制糖工艺过程重要的组成部分，传热过程汽凝水排除是影响传热效率的重要因素。七十年代初至八十年代末，蒸发系统汽凝水排除采用串罐或自蒸发器+平衡箱排除法，其缺点在于液封高度H设计及安装已固定，而操作压力差ΔP受多种因素影响处于频繁的波动状态，ΔP＞H时排水串汽蒸汽流失，ΔP＜H时排水困难，汽鼓积水，减少传热面积。针对上法存在问题，九十年代初出现等压排水新技术，此技术是传热设备的加热体与等压罐用平衡管连接，使汽鼓(在上)与等压罐(在下)成为等压状态。传热设备的汽鼓的蒸汽冷凝给热后的汽凝水靠自身的位能遵循柏努利方程的速度居高淋下排入等压罐。流体下冲力大，排水阻力小，顺畅彻底，提高传热效率，但该系统在汽凝水串级自蒸发排放过程需自控仪表控制各等压罐的液封液位，以达汽水分离的目的。控制装置造价高、投资大，加上仪表的质量欠佳，出现失控后串级串汽更严重，用户不易接受。

    本发明的目的是提供一种采用化工原理技术控制各等压罐的液封液位，以取代自控仪表，同样达到排水顺畅，汽水分离好的蒸发系统汽凝水等压排除装置及方法。

    本发明由等压排水单元、液封串级过罐闪蒸单元、真空保护装置、#1和#2效蒸发汽凝水含糖超标排放单元以及汽凝水泵送单元组成，以管道为纽带组成一个完整的体系。此体系应用流体力学原理，使各效蒸发、各次各级蔗汁加热的不同压力参数地蒸(汁)汽汽凝水殊途同归，集中在5～6个等压罐中收集，向锅炉及工艺用水两个方向泵送热水，这是本技术的主要特点。

    以下结合附图详细说明：

    图1为蒸发系统汽凝水等压排除技术工艺图。

    图2为未效蒸发罐真空保护装置示意图。

    本发明以流体力学原理、巴斯葛定律及热传导理论对蒸汽冷凝给热过程进行气汽水分离，以提高传热效率。

    本发明由5～6个蒸发罐和5～6个等压罐组合，并以管道连接组成两组等压单元。第一、二单元1-G1-1′-W1；2-G3-2′-W3作一组，汽凝水供锅炉用水；第三、四、五单元3-G5-3′B-W5；4-G7-4′-W7；5-G9-5′-W9作一组，汽凝水作工艺用水。为了尽可能收回余热，节约能源，在等压罐间增加7.0～9.0m液封装置，构成液封串级过罐闪蒸单元Z1-M1-N1-D1，Z2-M2-N2-C1，液封装置可用倒U型液封管，也可用套管式液封管。工作时，开启G1与W1阀，第一效蒸发罐汽鼓1与1′形成等压状态，蒸汽进入汽鼓1，冷凝给热后的汽凝水靠自身位能遵循柏努利方程的速度通过W1阀排入等压罐1′，由于等压罐1′与2′存在压力差ΔP1，开启阀门Z1，等压罐内汽凝水在压力差ΔP1的作用下，沿液封管M1上升至顶部(或观察罐)，经下降管N1通过D1阀进入第二等压罐2′闪蒸；同样方法，开启G3、W3阀，2-G3-2′-W3形成等压单元，第一效蒸发罐汁汽进入汽鼓2，冷凝给热后的汽凝水通过W3排入等压罐2′，由于等压罐2′与3′间存在压力差ΔP2，开启阀门Z2，等压罐内汽凝水在压力差ΔP2作用下，沿液封管m2上升到顶部(或观察罐)溢流经下降管n2通过阀C1进入等压罐3′闪蒸，泵去作锅炉用水，第二组各等压单元遵循同样的工艺原理，汽凝水去工艺用水。其差异之处：第四、五等压单元在真空下工作，为了防止漏真空而影响蒸发效能，在末效等压罐与汽凝水泵之间的管路上增加一个液封的真空保护装置。如图2所示。真空保护装置包括等压罐的出水管上装一条向上的液封管(1)，由一个密闭罐体(2)包围，密闭罐体(2)用管道与泵连接，顶部还有一平衡管(3)，末效等压罐的汽凝水入口低于液位。

    本发明应用化工流体力学原理控制蒸发系统汽凝水等压排除，通过液封管取代自控仪表，控制排水过程汽、水分离，防止串汽。该方法的主要特点是：当#1效蒸发罐汽凝水含糖超标，而#2效汽凝水含糖达标时，#1效汽凝水的排放路线为：关闭D1，开启D3阀，#1效汽凝水经阀Z1，上升液封管m1，溢流至下降管n2，通过D3阀进入3′B等压罐，#2效汽凝水按原路线入3′A等压罐；当#2效蒸发罐汽凝水含糖超标，而#1效汽凝水不超标时的排放路线为：关闭阀C1，开启阀C2，#2效汽凝水经阀Z2入上升液封管m2，溢流至下降管n2，通过阀C2进入3′B等压罐；#1效汽凝水含糖达标，排放路线是关闭D1阀，开启D2阀，#1效汽凝水通过Z1进入上升液封管m1，溢流至下降管n1，经D2进入3A′等压罐作锅炉入炉水。

    采用本发明的方法和装置，可以大大减少设备投资和维修费用，同样达到排水顺畅，汽、水分离好的效果。