一、核心判断指标(按易操作程度排序)
1. 看浓缩效果:物料处理效率是否达标(最直观)
换热效率下降会直接导致热量传递不足,无法有效蒸发物料中的水分,表现为:
浓缩液浓度不达标:相同进料量、相同运行时间下,浓缩液浓度低于设定值(如设定浓缩至 15%,实际仅达 8-10%);或需延长 20% 以上运行时间才能达到目标浓度(例如原本 4 小时完成,现在需 5 小时以上)。
馏出液产量减少:单位时间内馏出液(冷凝水)收集量下降,且排除进料浓度升高的因素(如进料浓度未变,馏出液产量下降 15% 以上,大概率是换热效率问题)。
示例:处理含盐 10% 的工业废水,设计产能为每小时蒸发 500L 水分,若实际每小时仅蒸发 400L 以下,且进料流量、浓度无变化,可初步判断换热效率下降。
2. 查温度差:换热介质与物料的温差是否异常
低温蒸发器的换热效率核心取决于 “加热介质温度” 与 “物料蒸发温度” 的差值(简称 “传热温差”),正常情况下温差应稳定在设定范围,异常表现为:
传热温差变大:加热介质(如蒸汽、导热油)进出口温度差超过设计值,且物料温度升不上来。
例:设计蒸汽进口温度 60℃、出口 50℃(温差 10℃),若实际进口 60℃、出口 45℃(温差 15℃),说明加热介质释放的热量未有效传递给物料,大概率是换热面结垢(热阻增大)。
物料温度波动或偏低:设定蒸发温度为 25℃,实际物料温度长期在 20℃以下,且真空度正常(排除真空系统影响),说明换热效率不足,无法将物料加热至设定蒸发温度。
实操步骤:用温度计分别测量加热介质进口、出口温度,以及蒸发器内物料温度,记录连续 30 分钟数据,若温差波动超过 ±3℃或偏离设计值 5℃以上,需警惕换热效率下降。
3. 观压力变化:系统压力是否异常升高
换热面结垢、堵塞会导致流体流动阻力增加,表现为:
加热介质侧压力升高:蒸汽或导热油管路压力比正常运行时高 10-15% 以上,且流量下降(如蒸汽压力从 0.3MPa 升至 0.35MPa 以上,仍无法达到原加热效果)。
物料侧压力升高:蒸发器内物料循环压力上升,循环泵电流增大(超过额定电流的 10%),说明物料在换热管内流动受阻,换热面积有效利用减少。
排查要点:排除管路阀门堵塞、泵体故障后,压力仍异常升高,基本可判定为换热面结垢导致换热效率下降。
4. 察换热面状态:是否结垢、结霜或附着污染物
换热面是热量传递的核心,其清洁度直接影响效率,通过可视化或拆解检查:
结垢:打开设备观察窗或拆解换热器,若换热管(或板式换热器板片)表面出现白色、黄色或黑色附着物(钙镁盐垢、有机物垢、腐蚀产物),即使薄薄一层也会显著增加热阻(如 1mm 厚的水垢热阻相当于 40mm 厚的钢板)。
结霜:低温工况下,若换热面结霜(尤其是冷凝器换热面),会阻碍热量传递,导致蒸发侧换热效率下降(需区分 “正常结霜” 与 “过度结霜”:正常结霜均匀且薄,过度结霜会覆盖整个换热面,导致温度骤降)。
附着物:物料中的固体颗粒、悬浮物附着在换热面,形成 “污垢层”,即使无明显结垢,也会降低传热系数。
5. 对比运行能耗:单位处理量能耗是否上升
换热效率下降会导致设备 “费力不讨好”—— 为达到相同处理效果,需消耗更多能源,表现为:
电费 / 蒸汽费增加:处理相同体积的物料,电机(循环泵、真空泵)运行时间延长,或蒸汽消耗量上升(如原本处理 1 吨废水需消耗 50kg 蒸汽,现在需 60kg 以上)。
能耗比异常:计算 “单位馏出液能耗”(如 kWh/L 水、kg 蒸汽 / L 水),若该数值比设备初期运行时上升 20% 以上,且排除进料成分变化、环境温度影响,可判断换热效率下降。
示例:新设备运行时,每蒸发 1L 水需耗电 0.8kWh,使用 6 个月后升至 1.0kWh/L 以上,且无其他异常,大概率是换热面结垢导致效率下降。
二、工业场景实操判断流程(5 分钟快速排查)
记录当前运行参数:进料流量、浓度、蒸发温度、加热介质进出口温度、真空度、能耗数据;
对比历史数据(设备初期或正常运行时的参数):重点看 “馏出液产量”“传热温差”“单位能耗”,若两项以上不达标,初步判断效率下降;
可视化检查:通过观察窗查看换热面是否有明显结垢、结霜;
压力排查:检查加热介质管路压力、循环泵电流,是否存在压力升高、电流增大;
精准验证:若以上均异常,拆解换热器或用内窥镜检查换热面,确认结垢 / 附着物情况,最终判定换热效率下降的原因。
三、关键补充:排除非换热效率因素的干扰
部分情况看似 “换热效率下降”,实则是其他故障导致,需先排除:
总结:判断低温蒸发器换热效率下降,优先通过 “浓缩效果 + 温度差 + 压力变化” 三个核心指标快速筛查,再通过 “换热面状态 + 能耗对比” 精准验证,既适合现场运维人员快速判断,也可作为客户服务中故障诊断的标准化流程。