液氨蒸發(fā)器是一個換熱設(shè)備。它是利用液氨的汽化需要吸收大量熱量,以此來冷卻流經(jīng)管內(nèi)的被冷物料。在生產(chǎn)上,往往要求被冷卻物料的出口溫度穩(wěn)定,這樣就構(gòu)成了以被冷物料出口溫度為被控變量,以液氨流量為操縱變量的控制方案,見圖19—1(a)。這一控制方案用的是改變傳熱面積來調(diào)節(jié)傳熱量的方法。因液位高度會影響換熱器的浸潤傳熱面積,因此,液位高度即間接反映了傳熱面積的變化情況。由此可見,液氨蒸發(fā)器實質(zhì)上是一個單輸入(液氨流量)兩輸出(溫度和液位)系統(tǒng)。液氨流量既會影響溫度,也會影響液位,溫度和液位有一種粗略的對應(yīng)性。通過工藝的合適設(shè)計,在正常工況下當(dāng)溫度得到控制后,液位也應(yīng)該在一定允許區(qū)間內(nèi)。
超限現(xiàn)象總是因為出現(xiàn)了非正常工況的緣故。在這里,不妨假設(shè)有雜質(zhì)油漏入被冷物料管線,使傳熱系數(shù)猛降,為了取走同樣的熱量,就要大大增加傳熱面積。但當(dāng)液位淹沒了換熱器的所有列管時,傳熱面積的增加已達(dá)到極限,如果繼續(xù)增加氨蒸發(fā)器內(nèi)的液氨量,并不會提高傳熱量。但是液位的繼續(xù)升高,卻可能帶來生產(chǎn)事故。這是因為汽化的氨是要回收重復(fù)使用的,氨氣將進入壓縮機人口,若氨氣帶液,液滴會損壞壓縮機葉片,因而液氨蒸發(fā)器上部必須留有足夠的汽化空間,以保證良好的汽化條件。為了保持足夠的汽化空間,就要限制氨液位不得高于某一最高限值。為此,需在原有溫度控制基礎(chǔ)上,增加一個防液位超限的控制系統(tǒng)。
這兩個控制系統(tǒng)工作的邏輯規(guī)律如下:在正常工況下,由溫度控制器操縱閥門進行溫度控制;而當(dāng)出現(xiàn)非正常工況,引起氨的液位達(dá)到最高限時,被冷卻物料的出口溫度即使仍偏高,但此時溫度的偏離暫成為次要因素,而保護氨壓縮機不致?lián)p壞已上升為主要矛盾,于是液位控制器應(yīng)取代溫度控制器工作(即操縱閥門)。