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關(guān)鍵詞：汽、液直接加熱；水熱器；高粘液料；準確控制；溫度；剪切力；汽槌1汽汽液徹底混合是成功直接加熱的要素直接直接加熱就是把定量的蒸汽直接注入定量的冷液料中混合后得到特定溫度的熱液料，是一個雙相的物理反應。最大的優(yōu)點就是傳熱速度快，在短時間內(nèi)可以完成大量液料的加熱。在工程上，由于氣相蒸汽的溫度多半遠高于液相液料溫度。在大量高溫蒸汽加熱大量液料的條件下，很容易因為混合不均勻形成局部過熱區(qū)或是到下游處仍有蒸汽、液料（雙相）共存，汽、液未能混合的現(xiàn)象。1.1汽汽槌，即震動與噪音，加熱反應運行不全的現(xiàn)象直接蒸汽本身帶有較大的能量，在工廠條件下有可能產(chǎn)生較劇烈的現(xiàn)象，最容易顯示出來的方式就是噪音和汽槌。原來應用于加熱的能量用來產(chǎn)生振動和噪音，除了破壞設備、降低工作環(huán)境質(zhì)量外也減低了加熱的效益。當蒸汽與液料共存于金屬管路、容器中時，高溫蒸汽分子遇見相對低溫的管壁立即冷凝成液體，造成瞬間體積劇減。這種瞬間的體積變化程度有如等量的水瞬間氣化爆炸，只是方向相反，也稱為“內(nèi)爆” 。這造成周圍的水分子迅速移動來彌補空間，形成噪音與振動，也就是俗稱汽槌。加大管路口徑可以減輕振動與噪音的程度，但真正解決的方法是讓蒸氣與液料即時混合立刻凝結(jié)成反應應得的單相產(chǎn)物——熱液料，然后安靜的流向工藝下游。1.2汽高粘液料的加熱直接高粘流體的擴散系數(shù)比一般流體低，蒸汽泡在高粘液料中的擴散、凝結(jié)過程也減緩。要有效地加熱高粘流體就必須提高蒸汽泡在流體中的擴散速度。一般降低流體粘度的方法有兩種，一是用水稀釋高粘流體（可長久性降低粘度）；二是對流體（僅限非牛頓流變形流體）施以強力機械剪切，這種方法在剪切停止后，粘度就會漸漸回升。因此，在加熱（蒸汽、液料混合）的同時，提供在加熱區(qū)的強力機械剪切可以達到促進汽、液均勻混合的效果。在高技術(shù)含量設備成本較高、能源成本較低的時代，稀釋是解決高粘物質(zhì)加熱的合理方法。　2蒸蒸煮器（水熱器）2.1汽控制是優(yōu)異加熱系統(tǒng)的關(guān)鍵直接美國水熱公司生產(chǎn)的水熱器，鑒于上述的需求，透過多年的研發(fā)，達到能精確計量、控制單位時間輸入的蒸汽、液料，并且確保蒸汽與液料在瞬間能徹底混合而避免局部過熱與汽槌。也因有加熱區(qū)的剪切攪拌功能，它能處理各種粘度的液料而達到節(jié)能、高效益、簡捷運作的目的。2.2汽高速汽、液加熱區(qū)瞬間混合環(huán)狀套管造成液料以環(huán)帶狀高速湍流的方式（30m/min）流入加熱區(qū)，這時蒸汽以音速 (>300m/min)噴出噴嘴撞擊在氣相/液相界面使得界面的液料形成霧滴狀。每一滴霧狀液料被懸浮于蒸汽之中與蒸汽充分接觸反應被蒸煮加熱完全以單相熱漿料的形式快速的流到下游的出流管路內(nèi)。整個過程在瞬間內(nèi)完成。由于每一滴液料在加熱區(qū)都經(jīng)過同樣的高速剪加熱區(qū)蒸汽，液料混合凝結(jié)反應圖切，攪拌，霧化，蒸煮。漿料中的每一液滴都被均勻加熱及完全蒸煮。因此，加熱區(qū)的機械剪切不僅能分散高粘顆粒懸浮液料的聚集顆粒使它們能完全蒸煮熟透，同時也能幫助蒸汽與液料的混合、凝結(jié)而徹底完成加熱反應?！?水水熱器應用于造紙直接美國水熱公司水熱器在美國與歐洲首先在制漿造紙工廠中體現(xiàn)現(xiàn)代直接加熱設備的用途?？偟膩碚f，水熱器具有以下優(yōu)點：直接（1）降低能耗，維護需求，節(jié)約化學制劑耗量而節(jié)約成本；（2）簡短停車維護時間而提高產(chǎn)能；（3）準確控制各工段重要液料溫度而提高產(chǎn)品質(zhì)量。3.1沖沖洗毛毯的加熱系統(tǒng)直接試驗結(jié)果顯示無論是連續(xù)、間歇沖洗，紙機停車、運行時沖洗紙機毛毯，50℃是發(fā)揮洗毛毯清潔劑和抑菌劑效果最佳溫度。這里介紹的毛毯沖洗用熱水系統(tǒng)設計重點在提供快速、可靠、準溫的的熱水。沖洗毛毯的進度再也不必因燒熱水時間周期或熱水系統(tǒng)停車而延誤。加熱、供熱水可以在瞬間完成也可以在沖洗完畢時停車。自控的流量開關(guān)裝置在沒有水流的時候可自動關(guān)閉蒸汽閥門，因此蒸汽絕不會直接接觸毛毯而損壞毛毯。高速蒸汽造成的湍流除了提供瞬間加熱效果也同時防止加熱區(qū)內(nèi)面結(jié)垢。自動控溫水熱器是這個熱水系統(tǒng)的心臟。3.2沖本色漿料溫度控制直接單位：美國某包裝紙板制造廠與造紙廠直接目的：廠方?jīng)Q定裝置一加熱器，能在漂白工段前準確控制漿料溫度以便充分發(fā)揮漂白劑功能而節(jié)約漂劑費用。設計條件：直接液料：4%本色漿料直接流量：350～800m3/h直接入流溫度：72℃直接出流溫度：107℃直接入流液壓力：0.13MPa直接蒸汽壓力：1.0MPa直接過熱蒸汽：274℃直接方案：由于原有直接蒸汽加熱器冷凝系統(tǒng)效果不良，劇烈振動造成混合器損傷，每次開車時有嚴重的水槌現(xiàn)象，影響混合器及管道的正常運作。水熱公司工程師決定裝置較大的水熱器以符合設計條件的流量需求。直接結(jié)果：本色漿料溫度成功的控制在+/-0.6℃。所有的水槌，振動，噪音現(xiàn)象完全排除。已進行了6個月的無停車運作。3.3本綠液加熱直接單位：美國喬治亞州佛爾多斯塔市尼古斯包裝公司直接目的：排除原有綠液加熱器嚴重的水槌與結(jié)垢問題。設計條件:直接液料：綠液直接流量：70～189m3/h直接入流液溫度：60℃直接出流液溫度：88℃直接入流液壓力：0.27MPa直接蒸汽壓力：1.0MPa直接方案：過去用外控式蒸汽加熱器。蒸汽流量由一個外置蒸汽閥門調(diào)整蒸汽壓力來完成。蒸汽壓力波動造成較狹窄的穩(wěn)定運作范圍。在穩(wěn)定范圍之外運作時，加熱系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的水槌與振動，進而損壞內(nèi)部的配件。廠方?jīng)Q定在熟化器前裝置K414AS水熱器，以便準確控制溫度并提高熟化石灰轉(zhuǎn)化率。直接結(jié)果：安裝水熱器后已維持了兩年的零停車運作。廠方報告所有的水槌與振動都消除了。綠液的溫度長時準確維持在88℃。3.4本白液加熱直接單位：美國明尼蘇達州格倫羅比市布蘭丁紙業(yè)公司直接目標：開發(fā)能在30min以內(nèi)將200m3白液從27℃升溫至88℃的加熱系統(tǒng)，以便加速設備啟動速度。設計條件：直接液料：白液直接流量存在波動性直接入流液料溫度：27℃直接出流液料溫度：開機時43℃,煮熟時88℃直接供液壓力直接來自白液罐直接蒸汽壓力：0.3MPa直接方案：廠方兩套系統(tǒng)都是在白液罐外裝置水熱器，利用蒸汽動力帶動液流，節(jié)約了外置循環(huán)泵的需要。水熱器適應三種不同需要的應用條件：起動，維持溫度，和煮熟而自動調(diào)節(jié)蒸汽流量。直接結(jié)果：6號機的水熱器提供了3項重點功能：（1）高效加熱；（2）節(jié)約外置循環(huán)泵的購置與維護；（3）消除桶內(nèi)蒸汽發(fā)散器所帶來的許多問題?，F(xiàn)在5、6號紙機的白液加熱系統(tǒng)都維持低維護高效運作。3.5本黑液加熱直接單位：美國田納西州金世柏特市米式紙業(yè)公司直接目標：排除原有噴槍回路內(nèi)通往回收鍋爐黑液加熱器帶來的振動與水槌現(xiàn)象。設計條件：直接液料：67%干物濃度黑液直接流速：1.2m3/h直接入流液溫度：82℃直接出流液溫度：121℃直接供液壓力：0.27MPa直接蒸汽壓力：1.0MPa直接過熱蒸汽溫度：204℃。直接方案：原加熱器是一個簡單的管路內(nèi)蒸汽發(fā)散器。由于蒸汽流量控制與凝結(jié)能力不適宜，管路接頭經(jīng)常因為運作時產(chǎn)生的劇烈水槌振動而損壞。這是設計不良黑液加熱系統(tǒng)的通病。水熱公司工程師在噴槍回路前裝置K412AS水熱器，準確加熱黑液到最優(yōu)化溫度，使得噴出的液滴噴灑形狀與大小一致，得到最佳燃燒效果。3.6本水力碎漿直接優(yōu)化水力碎漿溫度以縮短碎漿時間，增加碎漿能力，已得到生產(chǎn)證實。