MVR蒸发浓缩系统技术方案

MVR蒸发浓缩系统
技
术
方
案
目录
1、蒸发系统的探讨 (4)
1.1、蒸发系统的原理与节能方式探讨 (4)
1.2、MVR蒸发系统原理 (5)
2、蒸发系统设计方案介绍 (5)
2.1、蒸发工艺的选择 (5)
2.1.1、管式强制循环MVR蒸发系统 (7)
2.1.2、细节设计特点 (9)
2.2、MVR蒸发系统 (10)
2.2.1、工艺流程示意图 (10)
2.2.2、工艺流程描述 (10)
2.3、蒸发系统重要设备介绍 (11)
2.3.1、MVR蒸发器部分 (11)
2.3.2、强制循环加热器 (11)
2.3.3、强制循环分离器 (12)
2.3.4、除雾器 (13)
2.3.5、冷凝水缓冲罐： (13)
2.3.6、预热器 (14)
2.3.7、泵的选型及选材 (14)
2.3.8、仪器仪表的选型 (14)
2.3.9、自动控制系统 (15)
2.3.10、系统保温 (17)
3、设备安装与验收计划 (17)
3.1、设备制造、交付周期 (17)
3.2、随机文件 (18)
3.3、设备安装 (18)
3.4、培训服务计划 (22)
3.4.1、设备工艺流程培训 (22)
3.4.2、安全培训 (23)
3.4.3、蒸发系统熟练操作培训 (23)
3.4.4、常见故障排除与日常保养 (23)
3.5、设备验收标准 (23)
3.5.1、设备外观验收 (23)
3.5.2、设备制造过程验收 (24)
3.5.3、设备实施标准验收 (24)
1、蒸发系统的探讨
1.1、蒸发系统的原理与节能方式探讨
需要提高料液的浓度或者是需要结出晶体，都需要将溶液中的水分蒸发出来，像日常生活中烧开水的时候就是蒸发的过程。

在工业化生产中，需要专业的蒸发系统来实现大规模的生产。

蒸发系统的原理是通过蒸发系统内换热装置来吸收热源的热量，将之传递给需要沸腾蒸发的溶液，再通过汽液分离装置将水蒸汽和浓缩液分离。

浓缩液达到要求后排出系统。

水蒸汽被后续效体利用（如多效蒸发）或者压缩（如MVR）。

蒸发是个非常耗能的过程，下图是针对某种物料，在蒸发量为5吨/h时，各种蒸发系统的能耗柱形图。

可以看出，单效蒸发系统的运行费用最高，无论是蒸汽消耗或是循环水消耗都是非常大。

为了降低运行费用，蒸发系统发展成多效，费用也大大降低，但是无论是单效还是多效蒸发，最终二次蒸汽都会被浪费，能量还是做不到最优化利用。

那么还有没有更节能的方法呢？MVR技术，就能够解决这一问题。

这种蒸发系统运行费用约为单效的1/5，MVR的1/2。

可以看出，MVR蒸发系统的主要消耗是电能，根据实际情况可以不用或者很少消耗鲜蒸汽。

1.2、MVR蒸发系统原理
MVR蒸发系统，即机械式蒸汽再压缩蒸发系统。

其原理是利用高能效蒸汽压缩机，对蒸发产生的二次蒸汽压缩做功，二次蒸汽热焓H1增加到H2，压力P1升至P2，温度T1升至T2。

被压缩后的二次蒸汽（H2，P2，T2），被送往蒸发系统的加热器，对系统内的料液再进行加热，释放热能的二次蒸汽冷凝后离开蒸发系统。

系统内料液浓度被提高。

整个系统运行时所需要的能量就是将二次蒸汽热焓H1增加到H2所需要的电能，其他能量消耗极少。

2、蒸发系统设计方案介绍
2.1、蒸发工艺的选择
根据丰富的无机盐处理经验来说，在这类料液中，常常伴随有碳酸根、硫酸根、钙镁离子、有机物等，这些都会造成换热面甚至是罐体和管道结垢堵塞。

这就要求选择合适的处理工艺，合理的蒸发系统类型。

换热面上物料的流动形式、流动方向、速度都很关键，这些条件往往决定了设备的清洗周期。

同时，由于无机盐溶液在蒸发的过程中，
会过饱和出现晶体，这些晶体如果流动速度太慢，也会导致晶体粘附在换热面上，形成晶疤，堵塞蒸发系统。

强制循环蒸发系统无疑是最佳选择，料液在外力作用下保证较高的流速，在加热室内做强制剧烈湍流，能够增大传热系数，同时对换热面形成冲刷，这些对于处理无机盐非常有利。

在加热器和分离器之间，通过高度差形成适当的静压头，保证换热器内不发生相变，也就是说换热器内浓度不变，浓度的提高只发生在分离器内，这样加热器的结垢周期就得以延长。

而其他类型的蒸发系统，如升膜、降膜、自然循环蒸发系统、卧式喷淋、水平管降膜都必然存在结垢周期短的问题。

不同蒸发系统的特点比较：
本方案中，我们将采用管式强制循环MVR蒸发系统来处理该物料。

该工艺主要包括：
概括为：
2.2、MVR蒸发系统
2.2.1、工艺流程示意图
2.2.2、工艺流程描述
●MVR蒸发系统的流程：
原水→预处理→预热系统→MVR强制循环蒸发系统→浓缩液离开系统
经过预处理后的液，进入预热系统预热。

进入预热系统后，和MVR的二次蒸汽冷凝水预热；
预热后的物料进入MVR强制循环蒸发器，物料经过循环泵的作用，在加热室循环加热，然后在分离器蒸发分离，沸腾蒸发的蒸汽上升，浓缩液停留在系统内。

当浓缩液浓度达到设计值时排出分离器。

出料至离心机脱盐，结晶盐打包，母液返回与原液混合继续蒸发结晶。

●二次蒸汽流程：
二次蒸汽→除雾→加热器蒸汽侧→冷凝→回收热量→
蒸发产生的二次蒸汽夹带有少量的液滴，这些脏的二次蒸汽上升，进入除雾器，通过逆流洗涤，将二次蒸汽中夹带的微小液滴洗涤出来，重新进入料液。

被洗掉雾沫的二
次蒸汽，进入压缩机入口，温度有89.9℃提升到106.07℃。

在沿着二次蒸汽出口管道进入MVR加热器的蒸汽程。

二次蒸汽换热后冷凝成水，去往预热器为原料预热。

2.3、蒸发系统重要设备介绍
2.3.1、MVR蒸发器部分
压缩机系统
MVR蒸发系统所用的压缩机有以下几种选择，表中说明了各种压缩机的性能：
由于所处理物料主要是无机盐水溶液，物料沸点升高为8.5℃，结合设备投资成本考量，本系统压缩机采用一台温升为16.17℃的离心压缩机。

●压缩机配有：测温系统、测转速系统、轴封介质过滤器、冷凝水液位计、膨胀节、接线总成、油温油压控制系统等。

●压缩机采用进口变频器来调节转速。

2.3.2、强制循环加热器
蒸发系统的强制循环加热器采用符合MVR系统设计的独特管式蒸发器：
2.3.3、强制循环分离器
的液体很难进入二次蒸汽管道，从源头避免了大量的雾沫携带和跑
料现象。

2.3.4、除雾器
名称涡轮除雾器
除雾效率对10μm以上雾滴99%
材质316L不锈钢
配置除雾器、除雾器导流罩、安装架、清洗喷嘴
描述 采用上置除雾器，更换时不需要排空分离器内的料液。

同时不会占用分离器的分离空间。

除雾器配置有在线自动定时清洗器。

特殊喷头可
以360°清洗除雾器，使其保持良好的除雾效果，同时具有很低的阻力
降。

高效的除雾器，能够逆流洗涤二次蒸汽，保证二次蒸汽的纯净，
也降低产品流失。

当脏的二次蒸汽进入除雾装置时，与填料塔盘内的
除雾器接触、碰撞，形成集聚效应，液滴由于重力或者离心力等因素，
往下离开二次蒸汽，这样纯净的二次蒸汽便可以离开分离室。

除雾器
安装在分离室外面。

筒身直径600mm
筒体高度1200mm
全容积0.35m3
材质316L不锈钢
描述用于储存蒸发出的冷凝水，并通过自动控制系统控制流量，使其与原
预热器将采用板片式结构，具有传热系数高、维护方便、占地面积小的优点。

本系统共采用1级预热。

一级预热：热源来自蒸发的二次蒸汽冷凝水
2.3.7、泵的选型及选材
下列参数为初步计算结果。

部分泵未做介绍，详见清单。

2.3.8、仪器仪表的选型
●控制方式
系统将采用PLC+工业计算机控制的模式。

即通过PLC系统采集和处理实时数据，并通过通讯和工控机交互。

操作人员只需要监控工控机或者是通过工控机下达指令，即可实现对系统的控制。

●主要控制系统构成
工业控制计算机：
是一种采用总线结构，对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。

工控机具有重要的计算机属性和特征，如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口，并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。

工控行业的产品和技术非常特殊，属于中间产品，是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。

CPU：
选用西门子品牌，其型号为S7-300，我们选择的为扩展型，具有更强的耐受振动和污染特性，该系列CPU为模块化中小型PLC系统，能满足中等性能要求的应用大范围的各种功能模块，可以非常好地满足和适应自动控制任务由于简单实用的分散式结构和多界面网络能力，使得应用十分灵活方便用户和简易的无风扇设计当控制任务增加时，可自由扩由于大范围的集成功能使得它功能非常强劲应用，多种的性能递增的CPU 和丰富的且带有许多方便功能的I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。

当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加模块对PLC进行扩展。

模块：
所有的数字量和模拟量模块均选用西门子品牌。

●主要控制方法
自动进料 :系统根据设定的参数判断是否达到进料条件，并自动开启进料系统补料。

自动出料：系统根据设定的参数判断是否达到出料条件，并自动开启出料系统出料。

自动清洗：检测温度变化，判断是否需要清洗，并根据设定条件，切换清洗系统。

在线调节PH值：通过PH在线监测技术反馈调节加酸量。

自动运行：先进的和复合工况的设计，使得系统能够做到一键启动和一键关机。

当点击启动系统时，系统会自动开机、自动运转、自动进料、自动清洗、自动出料等。

自动报警：当系统检测到超常参数时，会按级别发出文字报警和声音报警，并告知可能的解决办法。

当触发保护程序时，系统会保护停机。

自动记录：系统会自动记录各关键点的数据，并自动输入到内存中，这些数据可以浏览、复制、下载。

●其他的配置
急停：系统中标配有急停按钮，当紧急时，可以做到紧急停车。

泵的运行状态：泵运行时，分为“运行”、“停止”、“故障”三个状态，当故障时会报警，并告知原因和解决方法。

●控制系统界示意图（参考，实际会有变化）
2.3.10、系统保温
设备及管道的外表面温度在50℃以上时或者要求需要保温时（散热工况除外），均设置绝热层。

保温按照GB50264-97的要求来设计与施工，保温材料采用硅酸铝制品，保温外保护层采用铝皮板。

在详细设计时，根据当地露点、风速等情况，再按国标要求设计。

下表是设备及管道保温暂定参数表：
设备名称保温厚度保温材料保护层
MVR分离器50mm 硅酸铝铝皮板
MVR物料循环管50mm 硅酸铝铝皮板
MVR二次蒸汽管50mm 硅酸铝铝皮板
管道口径≤DN10020mm 硅酸铝铝皮板
管道口径≥DN10030mm 硅酸铝铝皮板
3、设备安装与验收计划
3.1、设备制造、交付周期
甲乙双方合同生效后，乙方在50天内完成整套设备生产。

工程安装调试完成总期
限为68天（采用重叠交叉施工法）。

甲方负责提供电能、以及调试用的其他介质。

随机文件包括下表中的所有文件
施工程序
（1）基础复查验收
基础移交时，应有测量记录。

在基础上应明显地画出：标高基准线及基础的纵横中
心线，在建筑物上应标有坐标轴线。

对基础进行外观检查，不得有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等缺陷。

按有关土建基础图及设备的技术文件，对基础的尺寸、位置、标高进行复测检查，其允许偏差应符合规定。

验收结果必须有土建单位代表、建设单位代表、安装单位三方签字。

设备安装前应对基础做如下工作：
灌浆的基础表面，应铲出麻面，表面不允许有油污或疏松层。

垫铁处的基础表面应铲平。

螺栓孔内的碎石、泥土等杂物和积水，必须清除干净。

（2）开箱检验及管理
设备及材料等运到施工现场后，由建设单位组织有关单位的人员参加，依据订货合同、装箱清单及技术文件进行开箱检验，其主要内容如下：
核对设备、材料包装的状况、箱号、规格型号及数量；
检查随机技术文件及专用工具要齐全，包括：设备的装配图样及部件、易损零件图样和安装使用说明书；制造质量证明书和出厂合格证书、装配、试验及试运转等检验记录；装箱清单；
对设备、零件、部件进行外观检查，并核实零件、部件的种类、规格、型号及数量等；
检验后，参加验收的各方代表应签署检验记录。

设备及其零部件，应采取有效的防护、保管措施。

严防变形、损坏、锈蚀、老化、错乱、丢失等现象。

与设备配套的电气、仪表等设备及部件，应由各专业人员进行验收、妥善保管。

（3）设备平台安装
设备做了整体钢架平台，分离器等设备放置于钢架平台之上，为了施工方便，在设备吊装以前，将这些平台一次性焊好，省去以后施工难度和施工机械台班。

（4）吊装前检查
方案已送交审批合格。

吊装车停放现场，杂物清理干净，夯实。

吊装用材料机具备齐。

设备基础检查验收合格。

所有参加吊装人员技术安全交底完毕。

试吊：专工及各岗位人员到位，清理塔体杂物，各承重部件捆绑牢固可靠，方位正确。

塔体与其无关部分隔离，确认无误后，由现场总指挥发令试吊，缓慢起吊至塔体离地面100mm时，进行全面检查。

正式起吊：连续试吊两次正常后，方可正式起吊，在吊装过程中，随时注意调整吊臂角度，防止碰撞吊臂及损伤设备；在吊装就位前要确保设备垂直，以便就位，找平、找正。

设备就位过程中要缓慢，平稳，严防损伤地脚螺栓丝扣。

中心线位置调整：设备吊装就位前，在设备上和基础上都标识好纵向和横向中心线，吊起就位时，在落在垫铁上以前，用倒链进行纵向和横向的调整，使塔类设备精确的落在垫铁上。

（5）二次灌浆与养护
对于需要灌浆的设备，在设备进行找正找平，核查无误后进行二次灌浆与养护。

二次浇注采用无收缩性水泥，在冬季施工应采用可靠的防冻措施；
二次浇灌的高度抹面后要略低于底座上表面，不得盖没地脚螺栓的螺帽，不得阻碍设备的膨胀；
采用无垫铁安装的罐体，待二次浇灌混凝土强度达到70%以上时再撤离临时垫铁，并及时用混凝土填充空间；
施工人员应配合建筑施工人员进行二次浇灌，并防止建筑施工人员撞击垫铁和设备，以免造成设备偏离安装值；
二次浇灌必须捣实、抹平；
（6）泵类（设备）安装.
基础放线：按施工图和有关建筑物的轴线和标高线，划定安装的基准线。

将设备安装好，如果设备带有电机，要检查电机与设备转动件是否同心等高。

保证联轴器位置的间隙。

螺栓及联轴器按规范施工。

设备试运转前，应检查电机的转向是否正确，各固定连接部位有无松动；泵各润滑部位加注润滑剂的规格和数量应符合设备技术文件的规定；有预润滑要求的部位应按规定进行润滑。

各指示仪表、安全保护装置及电控装置均应灵敏、准确、可靠。

盘车应灵活，无异常现象。

设备空负荷试运转，检查泵的固定部位是否有松动，转子及运动部件，是否有异常
声响和摩擦现象，润滑油不得有渗漏和雾状喷油现象。

（7）管道安装
在设备就位后需进行管道的安装及焊接。

管道安装前必须按图纸设计要求之轴线位置、标高、坡度进行定位，安装顺序一般是主管→支干管→分支管→直管→横管。

首先应根据建筑物的结构及工艺布置要求确定配管位置和走向，尽量做到合理、美观，方便检修。

管道下料和组对时先点焊，检查合格后正式焊接。

一般情况下，若遇管道交叉，则小管让大管，不保温管让保温管。

专业施工员要根据设计图纸要求经现场勘测，有条件的应安设联合支架，满足安装要求。

管架型式、材料的选用应符合设计或现场管道布置、排列的实际需要。

管架下料和组对时先点焊，检查合格后编号，然后正式焊接。

管架制作完毕后及时进行防锈处理。

管架的安装部位，设置要合理，各种管道尽量布置在同一管架上。

施工原则：先大管后小管，先易后难。

管架应牢固紧密固定在设备钢架结构、墙上或柱子上。

管架安装应水平，吊杆应垂直，受力部件焊接牢靠。

成排管架安装要在同一水平或垂直面上，使管架布置整齐、统一。

管架的标高位置要符合设计图纸要求。

（8）阀门安装
阀门安装前，应仔细检查核对型号与规格，是否符合设计要求。

检查阀杆和阀盘是否灵活，有无卡阻和歪斜现象，阀盘必须关闭严密。

阀门安装前，必须先对阀门进行强度和严密性试验，不合格的不得进行安装。

阀门搬运时，不允许抛掷，吊装时，绳索拴在阀体的法兰处，切勿拴在手轮或阀杆上。

阀门安装在操作、维修、检查方便的地方。

垂直管道上阀门阀杆，必须顺着操作巡回线方向安装。

阀门安装时应保持关闭状态，并注意阀门的特性及介质流向。

阀门与管道连接时，不得强行拧紧法兰上的连接螺栓。

一个区域内的阀门尽量安装在同一标高上，一般距地1.5m（设计已标明的除外）。

在水平管道上安装阀门时，阀杆应在水平方向或水平方向以上的角度内，不得向下
安装。

阀门安装时注意安装位置符合设计要求，流向标志与管道介质流动方向一致。

连接牢固、紧密、启闭灵活。

（9）设备防腐
所有的碳钢、铸铁或镀锌设备：包括设备钢架、水管、管架管托等都需防腐，刷底漆一道，调和漆一道。

3.4、培训服务计划
岗前培训服务是乙方为甲方培养合格技术人员的必须过程，对设备的安全使用具有重要的作用。

培训服务主要是一个循序渐进的过程，需要甲方人员及时的参入到设备的安装、调试过程，这样才能更快、更好的掌握设备操作技能。

甲方应至少配3名操作人员参入培训。

见故障排除与日常保养这几方面。

3.4.1、设备工艺流程培训
3.5、设备验收标准3.5.1、设备外观验收
设备外观整齐、美观、大方。

管道除特殊要求外要横平竖直。

设备、管路等布置要合理，充分考虑维修空间。

3.5.2、设备制造过程验收
设备制造过程包括：图纸审核确认、列材料清单、下采购清单、来料检验、下料、审查尺寸、卷制、焊接、检验、标记开口位置、审查尺寸、焊接接管、抛光、检验、试压、包装固定、打包资料、出厂运输、交付；
3.5.3、设备实施标准验收。