自然循環(huán)蒸發(fā)器自動清洗與強化傳熱的研究及設(shè)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(jié)合湖南湘維有限公司5萬噸/年P(guān)VA多品種生產(chǎn)線的擴改工程，針對傳統(tǒng)蒸發(fā)加熱面結(jié)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(zhuǎn)扭帶技術(shù)和自然循環(huán)推動力強化技術(shù)的蒸發(fā)器新結(jié)構(gòu)，并將研究結(jié)果應(yīng)用到擴改工程的新型第一殘渣蒸發(fā)器中。對PVA生產(chǎn)的新型第一殘渣蒸發(fā)器的新技術(shù)研究，主要在兩個方面：(1) 熱流體動力旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)。
　　 研究方法是在現(xiàn)有蒸發(fā)器污垢處理技術(shù)基礎(chǔ)上，確定熱流體動力旋轉(zhuǎn)扭帶自動清洗防垢技術(shù)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(zhuǎn)扭帶進(jìn)行基本原理分析，以保障旋轉(zhuǎn)扭帶可靠自轉(zhuǎn)清洗的動力矩強化為首要目標(biāo)和兼顧傳熱強化功能，在扭帶結(jié)構(gòu)優(yōu)化實驗基礎(chǔ)上再進(jìn)行管內(nèi)結(jié)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(jié)垢速度因素和治理蒸發(fā)器結(jié)垢的現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，確定熱流體動力旋轉(zhuǎn)扭帶自動清洗防

3、垢及其強化傳熱作為提高蒸發(fā)生產(chǎn)效率的措施。以自動清洗防垢為目標(biāo)，新設(shè)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(zhuǎn)扭帶技術(shù)。根據(jù)流體動力旋轉(zhuǎn)扭帶技術(shù)的力學(xué)原理和旋轉(zhuǎn)扭帶自轉(zhuǎn)清洗的動力矩計算式，分析探討理論對工程應(yīng)用的指導(dǎo)作用，研究自轉(zhuǎn)力矩強化的新結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)扭帶。
　　 分別對光滑旋轉(zhuǎn)扭帶和斜齒旋轉(zhuǎn)扭帶進(jìn)行了動力學(xué)與傳熱強化結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。實驗表明：斜齒旋轉(zhuǎn)扭帶的強烈渦流效應(yīng)使對流傳熱過程得到非常有效強化，斜齒旋轉(zhuǎn)扭

4、帶能夠在管內(nèi)流速0.40m/s下即可自轉(zhuǎn)，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(jié)晶的方法，對斜齒旋轉(zhuǎn)扭帶自動清洗防垢能力進(jìn)行考核性的模擬實驗。實驗結(jié)果表明：傳熱管中安裝斜齒旋轉(zhuǎn)扭帶后，清洗效果明顯，管內(nèi)壁結(jié)晶鹽垢厚度降低了65％，總傳熱系數(shù)值比安裝斜齒旋轉(zhuǎn)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(biāo)，設(shè)計了蒸發(fā)器沸騰室的新型結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)蒸發(fā)器沸騰室結(jié)構(gòu)比較，其主要特點是：流程