NLZ型逆流冷凝真空器在糖厂的应用(图)
【中国制冷网】一、目前国内使用的真空冷凝设备
目前国内糖厂使用的真空冷凝设备有三种。
（一）淋洒式冷凝器+真空泵系统
这是国内外很早就使用的传统的真空冷凝设备。由一个淋洒式冷凝器与一个真空泵组成，属干式接触式冷凝器。其最大优点是：在所有的真空冷凝系统中，其用水量是最少的。其缺点是：淋洒式冷凝器与真空泵费用是这几种真空系统中最大的，真空泵容易损坏，维护麻烦，配件贵；运行耗电多；真空度受所套配的真空泵的功率及效能限制。
（二）传统的TDP水喷射冷凝器
此种冷凝器于70年代开始在我国糖厂使用，是至今为止我国大多糖厂普遍使用的传统的水喷射冷凝器，其特点是能把淋洒式冷凝器的冷凝作用与真空泵排除空气（包括不凝结气体）的作用合并在一个简单的设备中同时完成。与淋洒式冷凝器+真空泵系统相比，其优点是：结构简单，易于制造；无机械运转部件，操作、调节、维修简便，不用专人管理；能耗比真空泵系统低5~10%。其缺点是：用水量比真空泵系统大，水压要求高（0.15MPa以上）在使用循环水（水温约30℃）时，由于其冷凝效果不好，真空严重偏低，不能满足煮糖要求。
（三）进口或仿制的印度喷射雾化式冷凝器
该类型冷凝器由印度SEDL公司制造，最早于2005年由东亚糖业宁明公司引进使用，现已有多家企业仿制生产。与TDP水喷射冷凝器相比，该类型冷凝器有以下改进。
1、在垂直喷射的基础上，增加了横向喷射的喷嘴装置，增大了低温的横向喷射水流与高温的汁汽流的接触面积和接触时间，使冷热流体的热交换较充分，冷凝形成真空的效果也较好。
2、在器内增加了过滤装置，有利于清渣，避免水质不好造成喷嘴堵塞。
3、可采用自控调节系统，通过罐内真空信号反馈调节气动蝶阀的开启从而控制进水的流量，达到节水节能的效果。
经过国内数家糖厂多年使用检测，该种冷凝器有以下优点：
（1）真空度较高且较稳定；
（2）用水量比传统TDP冷凝器省约20%而真空度要比TDP冷凝器高；
（3）所需水压较低，0.05~0.15MPa即可。
二、NLZ型逆流冷凝真空器的结构特点及性能。
（一）NLZ型逆流冷凝真空器的结构
该产品是由南宁市马土特机械制造有限公司与广西工业职业技术学院的糖机专家、资深教授在对印度进口的喷射雾化式冷凝器进行吸收、消化基础上，于2007年独立自主创新设计的一款拥有自主知识产权的新型冷凝真空器，该新型逆流冷凝真空器与印度进口及仿印度式冷凝器相比，在结构上又有多项改进，性能更为优越。NLZ型逆流冷凝器的结构见下图。这两种冷凝器的结构及性能对比见下表。
中国制冷网配图：两种冷凝器结构性能对比
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（二）技术指标
1、真空度≥0.088MPa
2、进水温度：25℃~45℃
3、出水温度：35℃~55℃
4、进水压力：0.02~0.15MPa
（三）NLZ型逆流冷凝真空器的突出优点：
1.真空度高且稳定
经多家糖厂在07／08、08／09榨季使用显示，NLZ型逆流冷凝真空器在使用循环水的工况下，通过调节入水阀（或自动控制）真空度可达：
煮甲糖（前期）浓缩糖浆：0.086～0.088MPa
（中后期）养晶：0.088～0.094MPa
蒸发：0.075～0.090MPa
蒸发罐使用时，转停罐真空度恢复快。
2.在相同的工况条件下用水量在同类产品中（湿式接触式冷凝器）是最少的。
3.既适用于煮糖罐，又适用于蒸发罐。
4.水压要求低，煮糖前期最好为0.07～0.10MPa，中后期0.02～0.07MPa就可以了。
5.当循环水温很高（≥40℃）时，可采用喷雾进低温水，喷射进高温水方案同样可得到0．086～0．090MPa的高真空度。
6.喷嘴及器体均为不锈钢，无运转部件，无须维修。
7.价格比真空泵系统便宜，电耗比真空泵系统低，真空度比真空泵系统更高且更稳定。
三、新型逆流冷凝器的工作原理
从冷凝方式来分，TDP冷凝器、印度喷射雾化式冷凝器与马土特公司的NLZ型逆流冷凝器都属于湿式接触式冷凝器，工作原理基本相同。其之所以能形成真空，是由于两种作用：第一是冷凝作用，低温的喷射（雾）水流与高温的蒸汽直接接触，进行热交换，将绝大部分的蒸汽凝结成水，使蒸汽的体积急剧地缩小，从而获得一定的直空；第二是抽吸作用，从喷射嘴高速喷射的水流将不凝气体及一小部分未被冷凝的蒸汽挟带在汽室中互相摩擦混合和压缩，再经一段一定高度的尾管的抽吸作用排入大气，因而获得更高的真空度。大量的实验数据与生产实践证明，第一种作用（冷凝作用）形成真空度的效果要比第二种作用（抽吸作用）大得多。冷凝器最理想的状态是：低温的喷射（雾）水流与高温的蒸汽完全充分接触，彻底进行热交换，结果是将全部的蒸汽凝结成水，再通过高速射流的抽吸作用把这些凝结水及不凝气体从尾管排走，这时将达到最高的真空度。此时所需的低温水量可用以下热量平衡公式求出：
式中：D―进入冷凝器的蒸汽量（kg/h）
i―蒸汽热焓（kj/kg)
t2―冷凝水温度（℃）
t1―低温冷水温度（℃）
w―低温冷水消耗量（kg/h）
c水―水的比热［kj/(kg?℃)］
但在实际生产中，冷凝器要完全达到这种最理想的状态是不可能的，我们只能做到使冷凝器尽可能接近这种理想状态。这就要求我们把冷凝器这两种作用都尽可能充分发挥出来。而TDP型冷凝器只有喷射嘴，抽吸作用很强，而冷凝作用很弱，从喷射嘴喷射出的低温射流与高温汁汽的接触面积很小，热交换显然很不充分，冷凝效果很差，所以其真空度低且不稳定，特别在水温高时更明显，往往不能满足煮糖特别是甲糖和蒸发生产对真空度的要求。印度喷射雾化式冷凝器在保证抽吸作用的基础上，增加了横向喷雾嘴，其冷凝作用比TDP冷凝器要大得多，故形成的真空度自然要比TDP冷凝器高。其在生产中的效果是：在相同的工况下（用水量相同）其真空度比TDP冷凝器要高且稳定；或者说在相同真空度情况下，其用水量比TDP冷凝器要少。
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