Podstawowa zasada parownika MVR

Parownik MVR to skrót oznaczający mechaniczną kompresję pary w języku angielskim. MVR to technologia, która ponownie wykorzystuje energię wytworzoną przez własną parę wtórną w celu zmniejszenia zapotrzebowania na energię zewnętrzną.
Para wtórna po sprężeniu przez sprężarkę zwiększa ciśnienie i temperaturę, a co za tym idzie – entalpię. Jest on przesyłany do komory grzewczej parownika jako para grzewcza, która służy do wytwarzania pary w celu utrzymania stanu odparowania cieczy materiału. Para grzewcza sama przenosi ciepło do samego materiału i skrapla go w wodę. W ten sposób para, która pierwotnie miała być odrzucona, jest w pełni wykorzystywana, odzyskuje się ciepło utajone i poprawia się wydajność cieplna.
Już w latach sześćdziesiątych Niemcy i Francja z powodzeniem zastosowały tę technologię w takich gałęziach przemysłu, jak chemiczny, farmaceutyczny, papierniczy, oczyszczanie ścieków i odsalanie wody morskiej.
Proces roboczy polega na sprężaniu pary o niskiej temperaturze przez sprężarkę, zwiększaniu temperatury i ciśnienia, zwiększaniu entalpii, a następnie wejściu do wymiennika ciepła w celu skroplenia, aby w pełni wykorzystać ciepło utajone pary. Poza rozruchem nie ma potrzeby wytwarzania pary podczas całego procesu odparowania.
W procesie odparowania wieloefektowego para wtórna o określonym działaniu w parowniku nie może być bezpośrednio wykorzystana jako główne źródło ciepła, ale może być wykorzystana jedynie jako wtórne lub wtórne źródło ciepła. Jako podstawowe źródło ciepła należy dostarczyć dodatkową energię w celu podniesienia jego temperatury (ciśnienia). Pompa strumieniowa pary może sprężać tylko część pary wtórnej, podczas gdy parownik MVR może sprężać całą parę wtórną w parowniku.
Roztwór cyrkuluje w wyparce z opadającym filmem poprzez pompę cyrkulującą materiał w rurze grzewczej. Początkowa para jest podgrzewana przez świeżą parę na zewnątrz rury, która podgrzewa i wrze roztwór, tworząc parę wtórną. Powstała para wtórna jest zasysana przez turbodoładowany wentylator, a po sprężeniu temperatura pary wtórnej wzrasta. Służy jako źródło ciepła i wchodzi do komory grzewczej w celu cyklicznego odparowania. Po normalnym uruchomieniu turbosprężarka zasysa parę wtórną, która jest sprężana i przekształcana w parę grzewczą, stale krążącą i odparowującą. Odparowana woda ostatecznie zamienia się w kondensat i jest odprowadzana.
Ze względu na koszty w mechanicznych systemach ponownej kompresji pary powszechnie stosuje się jednostopniowe sprężarki odśrodkowe i wentylatory wysokociśnieniowe. Dlatego poniższe wyjaśnienie dotyczy tego typu konstrukcji. Sprężarka odśrodkowa to maszyna do regulacji objętości, która utrzymuje natężenie przepływu objętościowego na prawie stałym poziomie niezależnie od ciśnienia ssania. Zmiana masowego natężenia przepływu jest proporcjonalna do bezwzględnego ciśnienia ssania.
Cykl sprężania jednostopniowej sprężarki odśrodkowej przedstawiono na wykresie entropii entalpii. Moc wymagana dla jednostopniowej sprężarki odśrodkowej:
Na przykład sprężanie nasyconej pary wodnej z parownika ze stanu ssania p1=1,9 bar, t1=119 stopień do p2=2,7 bar, t2=161 stopień ( stopień sprężania Π= 1.4). Cykl sprężania przebiega po krzywej politropowej 1-2, zwiększając entalpię właściwą pary Δ HP. Dla określonej entalpii h2 pary, wchodzi ona ona do podgrzewacza parownika w tej temperaturze poprzez równanie sprawności wewnętrznej (sprawności izentropowej) sprężarki. W oparciu o ilość wdychanej pary, kg/godz. Jednostka HP zmienna (efektywna) praca sprężania, kJ/kg. Izentropowa praca ściskania, jednostka Hs, kJ/kg.
Sprawność izentropowa (sprawność wewnętrzna) sprężarki zależy między innymi od wskaźnika politropowości jednostkowej zmiennej pracy sprężania hp κ oraz masy molowej M wdychanego gazu, a także temperatury wdechu i wymaganego wzrostu ciśnienia. W przypadku rzeczywistej mocy sprzęgu głównego napędu (silnik elektryczny, silnik gazowy, turbina itp.) uwzględnia się większy margines strat mechanicznych. Jednostopniowa sprężarka odśrodkowa z wirnikiem wykonanym ze standardowych materiałów może osiągnąć wzrost ciśnienia pary wodnej przy współczynniku sprężania 1,8. W przypadku zastosowania materiałów wyższej jakości, takich jak tytan, współczynnik kompresji może osiągnąć nawet 2,5. W ten sposób ciśnienie końcowe p2 jest 1,8 razy większe od ciśnienia ssania p1, czyli maksymalnie 2,5 razy, co odpowiada wzrostowi temperatury pary nasyconej o około 12-18K, przy maksymalnym wzroście temperatury do 30K , w zależności od ciśnienia ssania. Jeśli chodzi o technologię parowania, typową praktyką jest przedstawianie ciśnienia w oparciu o odpowiednią temperaturę wrzenia wody. W ten sposób bezpośrednio odzwierciedlana jest efektywna różnica temperatur.
Zasada mechanicznej rekompresji pary
Urządzenie odparowujące jest kompaktowe, zajmuje niewielką powierzchnię i wymaga niewielkiej przestrzeni. Może również wyeliminować układ chłodzenia. W przypadku istniejących fabryk, które wymagają rozbudowy urządzeń odparowujących do dostarczania pary, niewystarczającej wydajności zaopatrzenia w wodę i niewystarczającej przestrzeni, szczególnie w sytuacjach, gdy parowanie w niskiej temperaturze wymaga kondensacji schłodzonej wody, może to zapewnić zarówno oszczędności inwestycyjne, jak i dobre efekty w zakresie oszczędzania energii.