1、多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 1文档编号:多效蒸发器操作手册 .DOC多效蒸发仿真培训系统操作说明书北京东方仿真软件技术有限公司二零零七年八月多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 2一.工艺流程说明1、多效蒸发工作原理简述通常，无论在常压、加压或真空下进行蒸发，在单效蒸发器中每蒸发 1kg 的水要消耗比 1kg 多一些的加热蒸汽。因此在大规模工业生产过程中，蒸发大量的水分必需消耗大量的加热蒸汽。为了减少加热蒸汽消耗量，可采用多效蒸发操作。将加热蒸汽通入一蒸发器，则液体受热而沸腾，所产生的二次蒸汽，其压力和温度必较原加热蒸汽（为了易于区别，在多效蒸发中常将第一效的加热蒸汽称为生蒸气）的为低。因此
2、可引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽，这就是多效蒸发的操作原理，一般多效蒸发装置的末效或后几效总是在真空下操作。将多个蒸发器这样连接起来一同操作，即组成一个多效蒸发器。每一蒸发器称为一效，通入生蒸汽的蒸发器称为第一效，利用第一效的二次蒸汽以加热的，称为第二效，以此类推。由于各效(末效除外)的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率（又称为经济程度） ，即单效蒸发或多效蒸发装置中所蒸发的水量相等则前者需要的生蒸汽量远大于后者。例如，若第一效为沸点进料，并忽略热损失、各种温度差损失以及不同压力下蒸发潜热的差别，则
3、理论上在双效蒸发中，1kg 的加热蒸汽在第一效中可以产生 1kg 的二次蒸汽，后者在第二效中又可蒸发 1kg 的水，因此，1kg 的加热蒸汽在双效中可以蒸发2kg 的水，则 D/W=0.5。同理，在三效蒸发器中，1kg 的加热蒸汽可蒸发 3kg 的水，则D/W=0.333。但实际上由于热损失，温度差损失等原因，单位蒸汽消耗量并不能达到如此经济的数值。多效蒸发操作的加料，可有四种不同的方法：并流法、逆流法、错流法和平流法。工业中最常用的为并流加料法，溶液流向与蒸汽相同，既由第一效顺序流至末效。因为后一效蒸发室的压力较前一效为低，故各效之间可毋需用泵输送溶液，此为并流法的优点之一。其另一优点为前一
4、效的溶液沸点较后一效的为高，因此当溶液自前一效进入后一效内，即成过热状态而自行蒸发，可以发生更多的二次蒸汽，使能在次一效蒸发更多的溶液。2、工艺流程简介本仿真培训系统以 NaOH 水溶液三效并流蒸发的工艺作为仿真对象。仿真范围内主要设备为蒸发器、换热器、真空泵、简单罐和阀门等。 多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 3原料 NaOH 水溶液（沸点进料，沸点为 143.8）经流量调节器 FIC101 控制流量（10000kg/h）后，进入蒸发器 F101A， 料液受热而沸腾，产生 136.9的二次蒸汽，料液从蒸发器底部经阀门 LV101 流入第二效蒸发器 F101B。压力为 500KPa，温度为15
5、1.7左右的加热蒸汽经流量调节器 FIC102 控制流量（2063.4kg/h）后，进入 F101A加热室的壳程，冷凝成水后经阀门 VG08 排出。第一效蒸发器 F101A 蒸发室压力控制在 327KPa，溶液的液面高度通过液位控制器 LIC101 控制在 1.2m。第一效蒸发器产生的二次蒸汽经过蒸发器顶部阀门 VG13 后，进入第二效蒸发器 F101B 加热室的壳程，冷凝成水后经阀门 VG07 排出。从第一效流入第二效的料液，受热汽化产生 112.7 的二次蒸汽，料液从蒸发器底部经阀门 LV102 流入第三效蒸发器 F101C。第二效蒸发器F101B 蒸发室压力控制在 163KPa，溶液的液
6、面高度通过液位控制器 LIC102 控制在1.2m。第二效蒸发器产生的二次蒸汽经过蒸发器顶部阀门 VG14 后，进入第三效蒸发器 F101C 加热室的壳程，冷凝成水后经阀门 VG06 排出。从第二效流入第三效的料液，受热汽化产生 60.1 的二次蒸汽，料液从蒸发器底部经阀门 LV103 流入积液罐F102。第三效蒸发器 F101C 蒸发室压力控制在 20KPa，溶液的液面高度通过液位控制器 LIC103 控制在 1.2m。完成液不满足工业生产要求时，经阀门 VG10 卸液。第三效产生的二次蒸汽送往冷凝器被冷凝而除去。真空泵用于保持蒸发装置的末效或后几效在真空下操作。 3. 本工艺流程主要包括以
7、下设备和主要控制：3.1 设备列表：序号 位号 名称 说明1 F101A 第一效蒸发器2 F101B 第二效蒸发器3 F101C 第三效蒸发器4 F102 储液罐5 E101 换热器6 FV101 流量控制阀7 FV102 流量控制阀8 LV101 液位控制阀9 LV102 液位控制阀10 LV103 液位控制阀11 VG04 闸阀12 VG05 闸阀多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 413 VG06 闸阀14 VG07 闸阀15 VG08 闸阀16 VG09 闸阀17 VG10 闸阀18 VG11 闸阀19 VG12 闸阀20 VG13 闸阀21 VG14 闸阀22 VG15 闸阀23 A
8、泵 A 开关24 B 泵 B 开关3.2 仪表列表：序号 位号 名称 正常情况显示值1 FIC101 流量控制仪表 10000 kg/h2 FIC102 流量控制仪表 2063.3 kg/h3 PI101 压力显示仪表 3.22 atm4 PI102 压力显示仪表 1.60 atm5 PI103 压力显示仪表 0.25 atm6 PI104 压力显示仪表 0.20 atm7 TI101 温度显示仪表 143.8 oC8 TI102 温度显示仪表 124.5 oC9 TI103 温度显示仪表 87.0 oC10 LIC101 液位控制仪表 1.20m11 LIC102 液位控制仪表 1.20m1
9、2 LIC103 液位控制仪表 1.20m13 LI104 液位显示仪表 50%4. 控制方案：4.1 原料液流量控制FV101 控制原料液的入口流量，FIC101 检测蒸发器的原料液入口流量的变化，并将信号传至 FV101 控制阀开度，使蒸发器入口流量维持在设定点。流量设置点为10000 kg/h。4.2 加热蒸汽流量控制FV102 控制加热蒸汽的流量，FIC102 检测蒸发器的二次蒸汽流量的变化，并将信号传至 FV102 控制阀开度，使二次蒸汽流量维持在设定点。流量设置点为2063.4kg/h。多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 54.3 蒸发器的液位控制LV101、LV102 和 LV10
10、3 控制蒸发器出口料液的流量，LIC101、LIC102 和LIC103 检测蒸发器的液位，并将信号传给 LV101、LV102 和 LV103 控制阀的开度，使蒸发器的料液及时排走，使蒸发器的液位维持在设定点。液位设定点为 1.2m。二.多效蒸发单元操作规程1.冷态开车操作规程（1） 分别打开冷却水阀 VG05、VG04（2） 开真空泵 A，泵前阀 VG11，控制冷凝器压力（3） 开阀门 VG15，控制蒸发器压力（4） 开启排冷凝水阀门 VG12（5） 开疏水阀 VG06，VG07 和 VG08（6） 手动调节 FV101，使 FIC101 指示值稳定到 10000kg/h，FV101 投自
11、动（设定值为 10000kg/h）（7） 开阀门 LV101，调整 F101A 液位在 1.2m 左右，LIC101 投自动（设定值为1.2m）（8） 当 F101A 压力大于 1atm 时，开阀门 VG13（9） 开阀门 LV102，调整 F101B 液位在 1.2m 左右，LIC102 投自动（设定值为1.2m）（10） 当 F101B 压力大于 1atm 时，开阀门 VG14（11） 调整阀门 VG10 的开度，使 F101C 中的料液保持一定的液位高度（12） 手动调节 FV102，使 FIC102 指示值稳定到 2063.4 kg/h，FV102 投自动（设定值为 2063.4kg/
12、h）（13） 调整阀门 VG13 开度，使 F101A 压力控制在 3.22atm，温度控制在 143.8（14） 调整阀门 VG14 开度，使 F101B 压力控制在 1.60atm，温度控制在 124.5（15） F101C 温度控制在 86.8学员姓名: 学员操作单元: 冷态开车多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 6总分:480.00 测评历时 0 秒实际得分:30.00 测评限时 0 秒百分制得分:6.25其中普通步骤操作得分:30.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细： 应得 实得 操作步骤说明开车前准备: 90 0 该
13、过程历时 0 秒10 0 开冷却水入口阀门 VG0510 0 开冷却水出口阀门 VG0410 0 开真空泵 A10 0开真空泵阀门 VG11，开度为 50%，控制冷凝器压力在 0.20atm（绝压）10 0 开阀门 VG15，使末效蒸发器压力为负压 10 0 开排冷凝水阀门 VG1210 0 开疏水阀 VG0610 0 开疏水阀门 VG0710 0 开疏水阀 VG08冷物流进料: 140 0 该过程历时 0 秒10 0 打开 FV101 的前截止阀 V110 0 打开 FV101 的后截止阀 V210 0手动打开冷物料进口阀门 FV101 开度为50%，控制流量在 10000kg/h10 0
14、打开 LV101 的前截止阀 V110 0 打开 LV101 的后截止阀 V510 0F101A 液位接近 0.8m 时，开阀门 LV101 至50%10 0 液位接近 1.2m 时，LIC101 投自动10 0 液位控制器 LIC101 的 SP 值设为 1.2m10 0 打开 LV102 的前截止阀 V710 0 打开 LV102 的后截止阀 V810 0F101B 液位接近 0.8m 时，开阀门 LV102 至50%10 0 液位接近 1.2m 时，LIC102 投自动10 0 液位控制器 LIC102 的 SP 值设为 1.2m多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 710 0调整阀门 VG
15、10 的开度，使 LIC103 显示大于 0热物流进料: 50 0 该过程历时 0 秒10 0 打开 FV102 的前截止阀 V1110 0 打开 FV102 的后截止阀 V1010 0手动开热物流进口阀 FV102 开度为 50%，控制流量在 2063.4kg/h10 0 F101A 压力大于 1atm 时，开阀门 VG1310 0 F101B 压力大于 1atm 时，开阀门 VG14调节至正常: 200 30 该过程历时 0 秒步骤结束: 操作正确 10 10调整阀门 VG13 开度，使 F101A 压力控制在3.22atm，温度控制在 143.8步骤结束: 操作正确 10 10调整阀门
16、VG14 开度，使 F101B 压力控制在1.60atm，温度控制在 124.5步骤结束: 操作正确 10 10 F101C 温度控制在 86.8 左右10 0 流量控制器 FIC101 投自动10 0 流量控制 FIC101 的 SP 值设为 10000kg/h10 0 流量控制器 FIC102 投自动10 0 流量控制 FIC102 的 SP 值设为 2063.4kg/h10 0 F101A 压力稳定在 3.22atm10 0 F101A 温度稳定在 143.810 0 F101B 压力稳定在 1.60atm10 0 F101B 温度稳定在 124.510 0 F101C 温度稳定在 86
17、.810 0 F101A 出口液浓度为 0.1410 0 F101B 出口液浓度为 0.2010 0 F101C 出口液浓度为 0.3010 0待 F101C 的浓度接近 0.30 时，关闭阀门VG1010 0 打开 LV103 的前截止阀 V1310 0 打开 LV103 的后截止阀 V1410 0 F101C 液位接近 1.2m 时，投自动10 0 液位控制器 LIC103 的 SP 值设为 1.2m扣分步骤: 0 0 该过程历时 0 秒10 0 F101A 压力超过 4atm10 0 F101A 压力超过 5atm10 0 F101A 压力超过 6atm10 0 F101B 压力超过 2
18、atm10 0 F101B 压力超过 3atm10 0 F101B 压力超过 4atm多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 810 0 F101C 压力超过 0.3atm10 0 F101C 压力超过 0.4atm10 0 F101C 压力超过 0.5atm10 0 F101A 液位 LC101 过高10 0 F101A 液位 LC101 过低10 0 F101B 液位 LC102 过高10 0 F101B 液位 LC102 过低10 0 F101C 液位 LC103 过高10 0 F101C 液位 LC103 过低2正常工况下工艺参数（1）原料液入口流量 FIC101 为 10000kg/h（2
19、）加热蒸汽流量 FIC102 为 2063.4kg/h，压力 PI105 为 500KPa（3）第一效蒸发室压力 PI101 为 3.22atm，二次蒸汽温度 TI101 为 143.8（4）第一效加热室液位 LIC101 为 1.2m（5）第二效蒸发室压力 PI102 为 1.60atm，二次蒸汽温度 TI102 为 124.5（6）第二效加热室液位 LIC102 为 1.2m（7）第三效蒸发室压力 PI103 为 0.25atm，二次蒸汽温度 TI103 为 86.8（8）第二效加热室液位 LIC103 为 1.2m（9）冷凝器压力 PIC104 为 0.20atm3.停车操作规程（1）
20、关闭 LIC103，打开泄液阀 VG10（2） 调整 VG10 开度，使 FIC101 中保持一定的液位高度（3） 关闭 FV102，停热物流进料（4） 关闭 FV101，停冷物流进料（5） 全开排气阀 VG13（6） 调整 LV101 的开度，使 F101A 的液位接近 0（7） 当 F101A 中压力接近 1atm 时，关闭阀门 VG13（8） 关闭阀门 LV101（9） 调整 VG14 开度，当 F101B 中压力接近 1atm 时，关闭阀门 VG14多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 9（10） 调整 LV102 开度，使 F101B 液位为 0（11） 关闭阀门 LV102（12） 逐
21、渐开大 VG10 泄液（13） 关闭阀门 VG10，VG15（14） 关闭真空泵 A，泵前阀 VG11（15） 关闭冷却水阀 VG05，VG04（16） 关闭冷凝水阀 VG12（17） 关闭疏水阀 VG08，VG07，VG06学员姓名: 学员操作单元: 正常停车总分:450.00 测评历时 0 秒实际得分:0.00 测评限时 0 秒百分制得分:0.00其中普通步骤操作得分:0.00质量步骤操作得分:0.00趋势步骤操作得分:0.00操作失误导致扣分:0.00以下为各过程操作明细： 应得 实得 操作步骤说明F101A 停车: 240 0 该过程历时 0 秒10 0 将控制器 LIC103 设定为
22、手动 10 0 设定 LIC103 的 OP 值为 010 0 关闭 LV103 前截止阀 V1310 0 关闭 LV103 前截止阀 V1410 0 打开卸液阀 VG10 10 0调整 VG10 开度，使 F101C 中液位保持一定高度10 0 将控制器 FIC102 设定为手动 10 0 关闭 FV102，停热物流进料10 0 关闭 FV102 前截止阀 V1110 0 关闭 FV102 后截止阀 V1010 0 将控制器 FIC101 设定为手动 10 0 关闭 FV101，停冷物流进料10 0 关闭 FV101 前截止阀 V1多效蒸发器仿真培训系统操作说明书 1010 0 关闭 FV1
23、01 后截止阀 V210 0 全开排气阀 VG1310 0 同时将控制器 LIC101 设定为手动 10 0调整阀门 LV101 的开度，使 F101A 液位接近 010 0当 F101A 压力为 1atm 左右时，关闭阀VG1310 0 关闭阀 LV10110 0 关闭 LV101 前截止阀 V410 0 关闭 LV101 后截止阀 V510 0 保持 F101A 压力为 1atm 左右10 0 F101A 温度为 25左右10 0 F101A 液位为 0F101B 停车: 90 0 该过程历时 0 秒10 0调节阀门 VG14 开度，当 F101B 压力为1atm 左右时，关闭阀 VG14
24、10 0 将控制器 LIC102 设定为手动 10 0调整阀门 LV102 的开度，使 F101B 液位为010 0 关闭阀 LV10210 0 关闭 LV102 前截止阀 V710 0 关闭 LV102 后截止阀 V810 0 保持 F101B 压力为 1atm 左右10 0 F101B 温度为 25左右10 0 F101B 液位为 0F101C 停车: 50 0 该过程历时 0 秒10 0 逐渐开大 VG10 卸液10 0 F101C 液位为 010 0 关闭 VG1010 0 关闭 VG15 10 0 F101C 温度为 25左右停真空泵: 10 0 该过程历时 0 秒10 0 关闭真空泵阀 VG11停冷却水: 30 0 该过程历时 0 秒10 0 关冷却水阀 VG0510 0 关冷却水出口阀 VG0410 0 关闭冷凝水阀 VG12关疏水阀: 30 0 该过程历时 0 秒
