Эксплуатационные особенности схем МВУ

Прямоточная схема выпаривания имеет перед другими схемами следующие преимущества:

- самоиспарение перегретого раствора осуществляется в корпусе выпарного аппарата, что приводит к интенсификации теплообмена при кипении и затрачивается на 5 - 10% меньше греющего пара, чем при противотоке;

- отсутствуют насосы, перекачивающие раствор из корпуса в корпус, а следовательно, и трудности, связанные с их эксплуатацией в условиях высоких температур и концентраций щелоков. К недостаткам прямоточной схемы выпаривания следует отнести:

- получение в условиях низких температур и высоких концентраций выделение органических соединений типа метанола, затрудняющих работу вакуумного корпуса и поверхностных конденсаторов;

- низкая эффективность теплопередачи в вакуумном корпусе из - за повышения вязкости выпариваемых растворов;

- низкая эффективность теплопередачи в головном (по пару) корпусе вследствие интенсивного выделения на теплообменной поверхности накипи с низкой теплопроводностью: сульфатов и карбонатов кальция, различных силикатовкальция и натрия.

 Противоточная схема выпаривания лишена большинства недостатков прямоточной схемы. В этой схеме, по мере повышения концентрации раствора повышается его температура, что обеспечивает более высокую интенсивность теплового процесса. В этом случае повышение вязкости раствора с повышением концентрации компенсируется ее снижением с повышением температуры, что благоприятно влияет на интенсивность теплообмена. Однако сложная зависимость растворимости органических и неорганических соединений от температуры и концентрации сульфитных и сульфатных растворов приводит к выделению накипи на теплообменных поверхностях сложного минералогического и фазового состава в головных корпусах выпарных аппаратов. К недостаткам схемы противоточного выпаривания следует отнести установку большого количества насосов. Раствор, по мере концентрирования, нагнетается по корпусам насосами с постепенно повышающей температурой и давлением, что приводит к эксплуатационным осложнениям при их эксплуатации. Кроме того, суммарный расход электроэнергии на привод этих насосов (в сравнении с прямоточной схемой) существенно выше. Поскольку концентрация упариваемого раствора повышается параллельно температуре, усиливается коррозионное действие раствора на металл кипятильных труб. Особенно заметно это проявляется при выпаривании растворов сульфитного производства.

Смешанная схема выпаривания растворов сочетает элементы противотока и прямотока. Она возникла в результате поиска решений по уменьшению недостатков прямоточного и противоточного движения пара и раствора. В смешанной схеме сохраняются преимущества противотока, а число необходимых насосов и расход электроэнергии уменьшаются. Применение смешанного тока находит широкое распространение в процессе выпарки растворов агрессивных сред с накипеобразующими компонентами на отечественных целлюлозных заводах.

Работа подогревателей раствора в выпарных установках целлюлозного производства характеризуется низкой эффективностью теплового процесса и является «узким» местом в процессе их эксплуатации. К причинам этого следует отнести:

- образование накипи на теплообменных поверхностях органического и неорганического происхождения;

- забивка части теплообменных труб механическими примесями типа целлюлозного волокна и др.;

- высокой вязкости раствора, при которой осуществляется процесс нагрева в подогревателях раствора.

Все эти факторы приводят к увеличению гидравлических сопротивлений в теплообменниках, низкой интенсивности процесса теплопередачи и к эксплуатационным трудностям. По этим причинам подогреватели часто выводят из работы, и выпарные батареи работают без подогревателей. Эксплуатация выпарных установок без подогревателей приводит к снижению производительности процесса выпаривания и перерасходу пара с ТЭЦ.