液氯蒸发器系统及其设计.doc

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1、液氯蒸发器系统及其设计熊水应　　提要　阐述了液氯蒸发器设置的目的及依据，蒸发器的内部结构、功能和操作原理；介绍了蒸发器管道系统及电气、仪表控制系统的设计；并提出了设计中注意的问题和建议。　　关键词　液氯　氯气　蒸发器　管道系统　设计DesignofLiquidChlorineEvaporatorSystemXiongShuiying　　Abstract:Thepurposeandreasontoadoptliquidchlorineevaporators(LCE)andtheirstructure

2、andfunctionaswellarediscussed.ThedesignofLCEsystem,especiallythepipelinesystem,theelectricalandinstrumentcontrolsystemareintroducedindetail,Somepointsforattentionandsuggestionarealsopresentedinthepaper.1　液氯蒸发器设置的目的及依据　　氯主要以液态、气态两种状态存在，是液态还是气态由温度和压力两个参

3、数决定。在一定的饱和蒸气压下，氯的温度高于其汽化临界温度时，氯就呈气态。因此，供给热源可帮助液氯汽化。单凭从大气环境中吸收热量自然蒸发，将受到当地常年的气温条件的影响。据美国氯气协会规范：一只吨级氯瓶，4℃时，凭自然蒸发获得的供气量只有8kg/h～10kg/h，而不至于结霜。我国目前尚无一权威单位可提供氯瓶的有关可靠数据，参考美国、日本等国家的规范及多年的运行经验，我国的LP8001t氯瓶出气量约为7kg/h，由于有些地区水质较差，相应氯投加量较大，加之水厂规模大，因此大容量加氯场合是经常遇到的。

4、例如：上海地区，前加氯量有的达到8mg/L，后加氯量4mg/L。对于一个20万m3/d的水厂，经计算加氯量为100kg/h。倘若采用自然蒸发来满足100kg/h的需气量，每边必须挂上15只吨级氯瓶(按照美国规范也得需要10只瓶)。这样，不但要增加并联氯瓶的个数，扩大加氯间建筑面积，而且由于管道连接接头过多，增加了氯泄漏的机会。因此，对于这种大容量加氯的场合，必须考虑设置液氯蒸发器来解决对氯源的需求。　　对于大容量加氯必须设置液氯蒸发器，目前还没有一个统一的界限。美国首都控制公司(简称首都公司)选择

5、标准大致以100kg/h的需气量为分界；德国等欧洲国家认为：当需气量大于40kg/h或从大容量储存系统中供应液氯时，一般采用液氯蒸发器；日本《水道设施设计指南》中指出：对液氯使用量在20kg/h以上的设施，原则上都要设置蒸发器。2　液氯蒸发器的内部结构及功能　　液氯蒸发器各个生产厂家设计方法稍有不同，系统的配置或者某些部件结构上也有些差异，但基本原理一致，即蒸发器缸(蒸发室)从热媒中获取热量并有效地传送给液相氯，使之变成带有饱和热的气体。传热的媒质很多，主要是电加热水，如：美国Wallace&Ti

6、ernan(W&T)公司，Fischer&Porter(F&P)公司，首都公司等。就水作传热媒质而言，W&T公司50-200系列，采用外部加热器，用一水泵强制循环被加热水。F&P公司的71V1100B系列，首都公司的VAX4600系列，W&T公司德国分部E-2000系列均采用直接将电加热器浸入水箱中，利用对流的自然传热方式，简化了内部结构。也有采用电加热油的，如ALLDOS公司的RV171系列使用一种矿物油。　　上述各种系列的蒸发器内部结构大致相似，都置于一柜体中，柜体材料与加氯机柜相同，有的是采

7、用高强度玻璃钢，有的是压制成型ABS及结构泡沫塑料。下面以W&T公司的50-200系列蒸发器为例，介绍一个蒸发器的内部结构及功能(见图1)。图1　50-200系列蒸发器　　蒸发器柜内主要包括电加热器、蒸发室、热水箱、阴极保护装置、控制盘及各种自控仪表、热水循环泵等部分。(1)电加热器装在热水箱外部，用水泵强制循环热水，可防止蒸发室局部过热，更易保证水温均匀。(2)蒸发室是蒸发器的主要部件，浸泡在热水箱中。液氯进入蒸发室底部，经热传导，蒸发为过热的氯气，由蒸发室上部出气口送出。蒸发室内设有检测氯的温

8、度和压力的传感器。(3)热水箱是储存传热媒质的地方。里面还包括控制水位、水温状态的传感部件。(4)阴极保护装置是利用镁棒作牺牲阳极插入热水箱中，以适量的硫酸钠溶于水中，以保持恒定导电性，达到水箱壁和蒸发室壁防腐的目的。(5)控制盘设在蒸发器的上方。上面设有电源接线端子，容纳了所有控制功能及各种检测仪表。　　71V1100B系列和VAX4600系列蒸发室内部还设有过热缓冲装置，使氯气离开蒸发器出口时过热，即在给定压力下超过沸点最少5.5℃，使其具有更多的热焓，减小其流出后重新液化的可