المبدأ الأساسي لمبخر MVR

مبخر MVR هو اختصار لضغط البخار الميكانيكي باللغة الإنجليزية. MVR هي تقنية تعيد استخدام الطاقة الناتجة عن البخار الثانوي الخاص بها لتقليل الطلب على الطاقة الخارجية.
البخار الثانوي، بعد ضغطه بواسطة الضاغط، يزداد ضغطه ودرجة حرارته، ويزداد المحتوى الحراري تبعًا لذلك. يتم إرساله إلى غرفة التسخين للمبخر كبخار تسخين، والذي يستخدم كتوليد بخار للحفاظ على حالة التبخر لسائل المادة. ينقل بخار التسخين نفسه الحرارة إلى المادة نفسها ويكثفها في الماء. بهذه الطريقة، يتم استخدام البخار الذي كان من المقرر التخلص منه في الأصل بشكل كامل، ويتم استعادة الحرارة الكامنة، ويتم تحسين الكفاءة الحرارية.
وفي وقت مبكر من الستينيات، نجحت ألمانيا وفرنسا في تطبيق هذه التكنولوجيا على صناعات مثل المواد الكيميائية والأدوية وصناعة الورق ومعالجة مياه الصرف الصحي وتحلية مياه البحر.
تتضمن عملية العمل ضغط البخار ذي درجة الحرارة المنخفضة من خلال ضاغط، وزيادة درجة الحرارة والضغط، وزيادة المحتوى الحراري، ثم إدخال المبادل الحراري للتكثيف للاستفادة الكاملة من الحرارة الكامنة للبخار. باستثناء بدء التشغيل، ليست هناك حاجة لتوليد البخار أثناء عملية التبخر بأكملها.
في عملية التبخر متعدد التأثيرات، لا يمكن استخدام البخار الثانوي ذو تأثير معين في المبخر مباشرة كمصدر حرارة أساسي، ولكن يمكن استخدامه فقط كمصدر حرارة ثانوي أو ثانوي. كمصدر حرارة أساسي، يجب توفير طاقة إضافية لزيادة درجة حرارته (الضغط). يمكن لمضخة البخار النفاثة ضغط جزء فقط من البخار الثانوي، بينما يمكن لمبخر MVR ضغط كل البخار الثانوي الموجود في المبخر.
يتم تعميم المحلول في مبخر الغشاء المتساقط من خلال مضخة تدوير المواد داخل أنبوب التسخين. يتم تسخين البخار الأولي بواسطة بخار جديد خارج الأنبوب، والذي يقوم بتسخين المحلول وغليه لإنتاج بخار ثانوي. يتم امتصاص البخار الثانوي الناتج بواسطة مروحة توربينية، وبعد الضغط تزيد درجة حرارة البخار الثانوي. إنه بمثابة مصدر تسخين ويدخل إلى غرفة التسخين للتبخر الدوري. بعد بدء التشغيل الطبيعي، يمتص الضاغط التوربيني البخار الثانوي، الذي يتم ضغطه وتحويله إلى بخار تسخين، يدور ويتبخر بشكل مستمر. يتحول الماء المتبخر في النهاية إلى مكثف ويتم تفريغه.
نظرًا لأسباب تتعلق بالتكلفة، تُستخدم ضواغط الطرد المركزي أحادية المرحلة ومراوح الضغط العالي بشكل شائع في أنظمة إعادة ضغط البخار الميكانيكية. ولذلك، فإن الشرح التالي لهذا النوع من التصميم. ضاغط الطرد المركزي عبارة عن آلة للتحكم في مستوى الصوت، والتي تحافظ على معدل تدفق حجمي ثابت تقريبًا بغض النظر عن ضغط الشفط. يتناسب التغير في معدل تدفق الكتلة مع ضغط الشفط المطلق.
تم توضيح دورة الضغط لضاغط الطرد المركزي أحادي المرحلة في مخطط الإنتروبيا الحراري. الطاقة المطلوبة لضاغط الطرد المركزي أحادي المرحلة:
على سبيل المثال، ضغط بخار الماء المشبع من المبخر من حالة الشفط p1=1.9 بار، t1=119 درجة إلى p2=2.7 بار، t2=161 درجة ( نسبة الضغط Π= 1.4). تتبع دورة الضغط منحنى متعدد التوجهات 1-2، مما يزيد من المحتوى الحراري النوعي للبخار Δ HP. أما بالنسبة للإنثالبي النوعي h2 للبخار فإنه يدخل إلى سخان المبخر عند درجة الحرارة هذه من خلال معادلة الكفاءة الداخلية (الكفاءة المتساوية الانتروبيا) للضاغط. على أساس كمية البخار المستنشق، كجم/ساعة. وحدة HP المتغيرة (الفعالة) لعمل الضغط، كيلوجول/كجم. وحدة Hs عمل الضغط المتساوي الانتروبيا، كيلوجول/كجم.
تعتمد الكفاءة المتساوية الانتروبيا (الكفاءة الداخلية) للضاغط، من بين عوامل أخرى، على المؤشر متعدد التوجهات لوحدة عمل الضغط المتغير hp κ والكتلة المولية M للغاز المستنشق، وكذلك درجة حرارة الاستنشاق وارتفاع الضغط المطلوب. بالنسبة لقوة الاقتران الفعلية للمحرك الرئيسي (المحرك الكهربائي، محرك الغاز، التوربينات، وما إلى ذلك)، يتم أخذ هامش خسارة ميكانيكية أكبر بعين الاعتبار. يمكن لضاغط الطرد المركزي أحادي المرحلة المزود بدافع مصنوع من مواد قياسية أن يحقق ارتفاعًا في ضغط بخار الماء بعامل ضغط يبلغ 1.8. إذا تم استخدام مواد ذات جودة أعلى مثل التيتانيوم، يمكن أن يصل عامل الضغط إلى 2.5. بهذه الطريقة، يكون الضغط النهائي p2 1.8 مرة من ضغط الشفط p1، أو بحد أقصى 2.5 مرة، وهو ما يتوافق مع زيادة في درجة حرارة البخار المشبع بحوالي 12-18 كلفن، مع أقصى ارتفاع لدرجة الحرارة يصل إلى 30 كلفن ، حسب ضغط الشفط. أما بالنسبة لتكنولوجيا التبخر، فإن الممارسة المعتادة هي تمثيل ضغطها على أساس درجة حرارة نقطة غليان الماء المقابلة. وبهذه الطريقة، يتم تمثيل الفرق الفعال في درجة الحرارة بشكل مباشر.
مبدأ إعادة ضغط البخار الميكانيكي
معدات التبخير مدمجة، وتحتل مساحة صغيرة، وتتطلب مساحة صغيرة. ويمكنه أيضًا القضاء على نظام التبريد. بالنسبة للمصانع القائمة التي تتطلب توسيع معدات التبخر لتزويد البخار، وعدم كفاية القدرة على إمداد المياه، وعدم كفاية المساحة، خاصة في الحالات التي يتطلب فيها التبخر في درجات الحرارة المنخفضة تكثيف الماء المبرد، يمكنها تحقيق وفورات في الاستثمار وتأثيرات جيدة في توفير الطاقة.