การบีบอัดไอด้วยกลไก (MVR): วิธีการทำงาน ประโยชน์ และการประยุกต์ใช้งาน

เครื่องระเหยที่รวมน้ำ 20,000 กิโลกรัมต่อชั่วโมงแบบผลกระทบเดี่ยวจะใช้ไอน้ำสดประมาณ 22,000 กิโลกรัมต่อชั่วโมงที่ทำงาน ต้นทุนไอน้ำอุตสาหกรรมโดยทั่วไปอยู่ที่ 30-50 ดอลลาร์ต่อตัน ซึ่งคิดเป็นค่าเชื้อเพลิงสูงถึงเจ็ดหลักตลอดการดำเนินงานหนึ่งปี การบีบอัดไอด้วยกลไก (เอ็มวีอาร์) เกิดขึ้นเนื่องจากเงินส่วนใหญ่ซื้อความร้อนที่ถูกทิ้งไป ไอระเหยที่ต้มออกจากผลิตภัณฑ์จะพาความร้อนแฝงแบบเดียวกับที่เพิ่งซื้อมา และในรถไฟธรรมดาจะถูกควบแน่นกับน้ำหล่อเย็นและระบายออกไปด้านนอก

คำตัดสินสั้นๆ สำหรับทุกคนที่กำลังประเมินเทคโนโลยี: MVR จะบีบอัดไอที่ประมวลผลอีกครั้งเล็กน้อย เพื่อให้สามารถควบแน่นที่ด้านความร้อนของเครื่องระเหยและต้มของเหลวได้มากขึ้น จากนั้นคอมเพรสเซอร์ไฟฟ้าหนึ่งกิโลวัตต์-ชั่วโมงจะทำงานการระเหยของไอน้ำประมาณ 10-25 กิโลวัตต์-ชั่วโมง และความต้องการไอน้ำสดจะลดลงเหลือประมาณ 0.02-0.05 กิโลกรัมต่อน้ำที่ระเหยหนึ่งกิโลกรัม สำหรับเครื่องระเหยที่มีการโหลดอย่างต่อเนื่องซึ่งมีจุดเดือดที่จัดการได้สูง ถือเป็นเส้นทางการระเหยที่มีต้นทุนการดำเนินงานต่ำที่สุด

วิธีการทำงานของการบีบอัดไอเชิงกล

แบบจำลองทางจิตที่สะอาดที่สุดคือปั๊มความร้อนแบบวงจรเปิด ไอระเหยที่ออกจากพื้นผิวที่เดือดของเครื่องระเหย ซึ่งมักจะเป็นไอน้ำ จะเข้าสู่คอมเพรสเซอร์แทนคอนเดนเซอร์ คอมเพรสเซอร์จะเพิ่มแรงดันจากบรรยากาศใกล้เคียงเป็นประมาณ 1.2-1.5 บาร์สัมบูรณ์ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิการควบแน่นเพิ่มขึ้นจากประมาณ 95-100 °C เป็น 105-112 °C การยกเพียงเล็กน้อยนั้นคือเคล็ดลับทั้งหมด: ไอที่ถูกบีบอัดจะควบแน่นภายในด้านความร้อนของ Calandria แล้วปล่อยความร้อนแฝงออกไปตามความแตกต่างของอุณหภูมิเล็กน้อยเพื่อต้มของเหลวให้มากขึ้น และคอนเดนเสทจะออกมาเป็นน้ำร้อนที่สะอาด นอกเหนือจากการสูญเสียความร้อนและการอุ่นผลิตภัณฑ์แล้ว ลูปไม่จำเป็นต้องใช้ไอน้ำในการทำงานอย่างต่อเนื่อง แหล่งเสริมขนาดเล็กครอบคลุมถึงการเริ่มต้นและการตัดโหลด

ประเภทของคอมเพรสเซอร์และการยกอุณหภูมิ

การเลือกคอมเพรสเซอร์เป็นไปตามการยกที่ต้องการ พัดลมแบบแรงเหวี่ยงขั้นตอนเดียวจัดการกับไอน้ำปริมาณมากของการระเหยของน้ำด้วยแรงยกสูงถึงประมาณ 20-25 K ในขณะที่เครื่องจักรแบบสกรูคู่และการจัดเรียงพัดลมแบบสองขั้นจะขยายช่วงการยกที่สูงขึ้น ลิฟต์ที่คุณต้องการไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการ: มันเท่ากับจุดเดือดที่เพิ่มขึ้นของสุราบวกกับความแตกต่างของอุณหภูมิที่ต้องใช้ในการดันความร้อนไปทั่วพื้นผิวเครื่องระเหย ดังนั้นเคมีของกระบวนการและการออกแบบการถ่ายเทความร้อนจึงกำหนดไว้สำหรับคุณ

ที่ MVR ส่งมอบวันนี้

เทคโนโลยีนี้สร้างขึ้นเมื่อต้องระเหยน้ำหรือตัวทำละลายปริมาณมากอย่างต่อเนื่อง และไอระเหยมีความสะอาดพอสมควร:

• ผลิตภัณฑ์นม: นม หางนม และเพอมิเอตเข้มข้น ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้บริโภครายใหญ่กลุ่มแรกๆ
• อาหารและเครื่องดื่ม: น้ำผลไม้ น้ำเชื่อม และน้ำซุป
• เยื่อและกระดาษ: การทำให้เข้มข้นก่อนสุราดำก่อนหม้อต้มเพื่อการกู้คืน
• เคมีและเภสัชกรรม: การนำตัวทำละลายกลับมาใช้ใหม่และการกลั่นเหนือศีรษะ
• น้ำเสียและการปล่อยของเหลวเป็นศูนย์: ความเข้มข้นของน้ำเกลือเหนือกว่าเครื่องตกผลึก
• การแยกเกลือออกจาก: หน่วยอัดไอเชิงกลสำหรับการผลิตน้ำขนาดเล็กและขนาดกลาง

ข้อจำกัดในทางปฏิบัติยังคงมีอยู่ ระบบเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะรักษาอุณหภูมิจุดเดือดให้ต่ำกว่า 100-110 °C โดยประมาณ เนื่องจากวัสดุของคอมเพรสเซอร์และซีลเพลามีราคาแพงเกินช่วงนั้น และสุราที่มีคลอไรด์จะดันชิ้นส่วนที่เปียกไปทางสเตนเลส 316L เกรดดูเพล็กซ์ หรือโลหะผสมที่สูงกว่า จุดเดือดที่เพิ่มขึ้นของสุรายังคงเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้โครงการ MVR ที่เสนอได้รับการออกแบบใหม่

ตัวเลขมีลักษณะอย่างไร

ข้อสรุปประการแรก: เมื่อพลังงานกริดมีความน่าเชื่อถือและไอน้ำมีราคาแพง โดยทั่วไปโครงการ MVR จะคืนทุนภายในหนึ่งถึงสามปี เครื่องระเหยแบบเอฟเฟกต์เดี่ยวใช้ไอน้ำประมาณ 1.1 กิโลกรัมต่อน้ำที่ระเหยไป 1 กิโลกรัม และแม้แต่รถไฟแบบห้าเอฟเฟกต์ก็ยังต้องการไอน้ำประมาณ 0.25 กิโลกรัม หน่วย MVR จะแทนที่ส่วนใหญ่ด้วยไฟฟ้าคอมเพรสเซอร์ 15-30 kWh ต่อการระเหยหนึ่งตัน ขึ้นอยู่กับลิฟต์ เมื่อเทียบกับไอน้ำที่ 30-50 ดอลลาร์ต่อตันและพลังงานที่ 0.08-0.12 ดอลลาร์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง ต้นทุนการดำเนินงานต่อตันน้ำระเหยลดลงจาก 30 ดอลลาร์หรือมากกว่านั้นเหลือประมาณ 1.5-3.5 ดอลลาร์ สำหรับโรงงานขนาด 10 ตันต่อชั่วโมงที่ทำงาน 8,000 ชั่วโมงต่อปี การประหยัดจากการดำเนินการแบบผลกระทบเดี่ยวจะอยู่ระหว่าง 2 ล้านถึง 3 ล้านดอลลาร์ต่อปี

ความต้องการน้ำหล่อเย็นก็ลดลงอย่างรวดเร็วเช่นกัน เนื่องจากความร้อนแฝงจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่แทนที่จะถูกปฏิเสธ ข้อเสียอยู่ที่ฝั่งทุน: คอมเพรสเซอร์ที่มีตัวขับเคลื่อนและส่วนควบคุม พื้นที่ถ่ายเทความร้อนที่ใหญ่ขึ้นเนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิในการขับขี่มีน้อย และโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้ามีขนาดสำหรับโหลดมอเตอร์อย่างต่อเนื่อง คอมเพรสเซอร์ยังเป็นเครื่องจักรหมุนเพียงเครื่องเดียวในวงจรวิกฤต ดังนั้นอะไหล่ การตรวจสอบสภาพ และพนักงานบำรุงรักษาที่ได้รับการฝึกอบรมจึงอยู่ในงบประมาณการดำเนินงานตั้งแต่วันแรก

ข้อจำกัดในการเลือก: ในกรณีที่ MVR ดิ้นรน

ก่อนที่จะคัดเลือก MVR ให้ดำเนินการตรวจสอบเหล่านี้ตามลำดับ แต่ละคนมีการตัดสิทธิ์โครงการจริง:

1. ความสูงของจุดเดือด คอมเพรสเซอร์จะต้องผ่าน BPE ของสุรา บวกกับความแตกต่างของอุณหภูมิการถ่ายเทความร้อน เมื่อ BPE เกินประมาณ 15-20 K พัดลมยกต่ำจะหลุดออก และตัวเลือกจะแคบลงเหลือเพียงคอมเพรสเซอร์แบบสกรู การบีบอัดไอความร้อนใหม่ หรือการออกแบบหลายเอฟเฟกต์
2. พฤติกรรมที่เปรอะเปื้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิเล็กน้อยและพื้นผิวขนาดใหญ่ไม่ทำให้เกิดขอบสำหรับท่อที่เปรอะเปื้อน ชั้นสเกลที่แทบจะไม่รบกวน Calandria ที่ให้ความร้อนด้วยไอน้ำสามารถทำลายสมดุลความร้อนของ MVR ได้ ดังนั้น การทำความสะอาดแบบแทนที่จะต้องเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบ
3. โหลดโปรไฟล์ MVR ได้รับการประหยัดจากการปฏิบัติหน้าที่อย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอ การหมุนเวียนเป็นชุดบ่อยครั้ง การหยุดการผลิตในวงกว้าง และการปิดระบบเป็นเวลานานจะกัดกร่อนเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว
4. การกัดกร่อนและวัสดุ การลำเลียงเกลือและกรดเข้าไปในไอและคอนเดนเสทจะตัดสินอายุการใช้งานของอุปกรณ์ การเลือกวัสดุและการจัดการการกำจัดจำเป็นต้องได้รับการดูแลด้านวิศวกรรม
5. บริการคอมเพรสเซอร์ ขีดจำกัดการสั่นสะเทือน ระบบซีล และความพร้อมใช้งานของโรเตอร์อะไหล่ควรได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ไม่ใช่ทำแบบด้นสดหลังจากเกิดความล้มเหลวครั้งแรก

MVR, TVR หรือมัลติเอฟเฟกต์: มุมมองแบบเคียงข้างกัน

MVR เป็นหนึ่งในสามเส้นทางที่กำหนดไว้สำหรับการนำไอระเหยกลับมาใช้ใหม่ การอัดไอความร้อนใหม่ (TVR) ใช้เครื่องพ่นไอน้ำเป็นคอมเพรสเซอร์ โดยแลกเปลี่ยนไอน้ำเคลื่อนที่กับไอที่กักไว้ การระเหยหลายผลกระทบ (MEE) จะทำให้ไอระเหยผ่านขั้นตอนต่อเนื่องกันที่ความดันลดลง คำตอบที่ถูกต้องขึ้นอยู่กับแฟชั่นน้อยกว่าตัวเลขสามตัว ได้แก่ ราคาไอน้ำ ราคาพลังงาน และพฤติกรรมการเดือดของสุรา

เส้นทางดังกล่าวยังถูกรวมเข้าด้วยกันในทางปฏิบัติ การกำหนดค่าทั่วไปจะทำความร้อนเอฟเฟกต์แรกด้วยไอน้ำสดหรือตัวเป่า TVR และรันเอฟเฟกต์ขั้นสุดท้ายบน MVR ดังนั้นคอมเพรสเซอร์จะจัดการเฉพาะไอระเหยที่มี BPE ที่สะอาดที่สุดและต่ำสุดในขบวนรถไฟเท่านั้น

การติดตั้ง MVR เข้ากับแผนการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ทั่วทั้งโรงงาน

MVR แก้ปัญหาด้านไอของพลังงาน แต่ไม่มีเครื่องระเหยทำงานเพียงลำพัง โรงงาน MVR ยังคงดำเนินการโรงต้มหม้อไอน้ำ เครื่องอบแห้ง เตาเผา สารออกซิไดซ์ความร้อน หรือเตาเผากระบวนการที่ปล่อยก๊าซไอเสียร้อนตลอดเวลา ก๊าซนั้นไม่สามารถอัดซ้ำได้ จะต้องจับความร้อนด้วยอุปกรณ์แบบพื้นผิว

หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งทางอุตสาหกรรมสำหรับการนำไอน้ำกลับมาใช้ใหม่จากก๊าซไอเสีย การนำไอน้ำกลับมาใช้จากไอเสียจากกระบวนการร้อนจะช่วยเสริมโรงงาน MVR ซึ่งยังคงใช้หม้อไอน้ำ เครื่องอบแห้ง และเตาเผาตลอดเวลา ด้วยความจุก๊าซไอเสียสูงถึง 320,000 นิวตันเมตร/ชม. และอัตราการระเหยที่ 3.8-54.5 ตัน/ชม. เปลี่ยนความร้อนทิ้งอย่างต่อเนื่องให้เป็นไอน้ำในโรงงานที่ใช้งานได้ ดูผลิตภัณฑ์ →

ในกรณีที่ไอเสียมีพลังงานที่ใช้ได้เพียงพอ หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งทางอุตสาหกรรมจะเปลี่ยนเป็นไอน้ำสำหรับส่วนที่เหลือของโรงงาน และคำแนะนำของเรา หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งทางอุตสาหกรรมทำงานอย่างไร ครอบคลุมหลักการทำงานโดยละเอียด ในกรณีที่สิ่งสำคัญที่สุดคือการลดอุณหภูมิปล่องและเพิ่มประสิทธิภาพหม้อไอน้ำ เครื่องประหยัดด้านก๊าซโดยเฉพาะจะกู้คืนระดับการใช้งานสุดท้ายจากก๊าซไอเสียก่อนที่จะถึงปล่อง

เครื่องประหยัดสำหรับอุปกรณ์ในกระบวนการนำความร้อนจากก๊าซไอเสียกลับมาใช้ใหม่ เมื่อลดอุณหภูมิปล่องและเพิ่มประสิทธิภาพหม้อไอน้ำเป็นสิ่งสำคัญอันดับแรก เครื่องประหยัดด้านก๊าซจะจับองศาสุดท้ายที่ใช้งานได้ก่อนที่ไอเสียจะถึงปล่อง สร้างขึ้นสำหรับโรงกลั่นที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและก๊าซไอเสียเคมีที่อุณหภูมิ 250-400°C โดยจะอุ่นน้ำป้อนด้วยโครงสร้างที่ปิดสนิทและได้รับการตรวจสอบ ดูผลิตภัณฑ์ →

ประสิทธิภาพด้านก๊าซขึ้นอยู่กับพื้นผิวท่อในที่สุด พื้นผิวที่ขยายออกจะดึงความร้อนได้มากขึ้นจากก๊าซไอเสียที่มีปริมาตรเท่ากัน และท่อแบบครีบชนิด H ต้านทานการเปรอะเปื้อนโดยเฉพาะเนื่องจากมีช่องทางก๊าซตรงที่เรียงตัวกัน ภาพรวมของเรา ประเภทท่อครีบ วัสดุ และประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น เดินผ่านวิศวกรที่ต้องแลกกับการชั่งน้ำหนักเมื่อระบุ

ท่อครีบ H-Type สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนก๊าซไอเสียที่มีฝุ่น ประสิทธิภาพด้านก๊าซขึ้นอยู่กับพื้นผิวท่อเป็นอย่างมาก ท่อครีบชนิด H ขยายพื้นที่ทำความร้อนได้มากถึง 1.5-2 เท่าเมื่อเทียบกับครีบเกลียว ในขณะที่ช่องทางก๊าซขนานตรงต้านทานการเปรอะเปื้อนและการอุดตัน ทำให้เหมาะสำหรับการนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ใหม่จากไอเสียที่มีฝุ่นมาก ดูผลิตภัณฑ์ →

การปฏิบัติต่อ MVR loop และด้านก๊าซเป็นการออกแบบที่ผสานรวมเป็นหนึ่งเดียว ช่วยป้องกันข้อผิดพลาดแบบคลาสสิกในการปรับเครื่องระเหยให้เหมาะสม ในขณะที่กองหม้อไอน้ำต้นทางยังคงร้อนอยู่

ประเด็นที่เป็นประโยชน์สำหรับวิศวกรและผู้ซื้อ

ลำดับการตัดสินใจที่เราแนะนำนั้นสั้น วัดปริมาณไอน้ำและค่าไฟฟ้าของคุณต่อหน่วยการระเหย วัดระดับความสูงของจุดเดือดของสุราจริง ไม่ใช่ตัวอย่างในห้องปฏิบัติการที่เจือจาง ยืนยันว่าโปรไฟล์การโหลดมีความต่อเนื่องอย่างแท้จริง จากนั้นจึงออกแบบด้านก๊าซในโครงการเดียวกัน นำความร้อนจากปล่องควันและความร้อนไอเสียกลับคืนมาด้วยเครื่องประหยัดและหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งควบคู่ไปกับวงจร MVR แทนที่จะคิดในภายหลัง

สำหรับผู้ซื้อที่ระบุอุปกรณ์การนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ คุณภาพการผลิตจะตัดสินว่าการประหยัดที่คำนวณได้จะยังคงอยู่ต่อไปในการยกเครื่องครั้งแรกหรือไม่ ชิ้นส่วนแรงดันที่สร้างขึ้นตามข้อกำหนด ASME สายการเชื่อมอัตโนมัติที่ได้รับการสนับสนุนจากการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์แบบเรียลไทม์ และกำลังการผลิตที่สูงกว่า 20,000 ตันต่อปีสำหรับโครงการ EPC ขนาดใหญ่ เป็นมาตรฐานที่เราดำเนินการที่ Wuxi Jinker Power Equipment เนื่องจากระบบนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่จะเชื่อถือได้เท่ากับการเชื่อมที่ยึดไว้ด้วยกันเท่านั้น ให้ฝ่ายกระบวนการและฝ่ายแก๊สทำงานเป็นหนึ่งเดียว และเครื่องระเหยที่เคยเผาไอน้ำจำนวนตันต่อน้ำหนึ่งตันจะใช้ความร้อนเป็นส่วนใหญ่