一、蒸發罐的主要結構
蒸發罐是一種采用蒸汽作為熱源，將糖汁進行沸騰濃縮的一種設備。現代製糖工業中廣泛采用各種立管式蒸發罐。在製糖工業的整個發展過程中，人們主要圍繞設備如何適應工藝的要求，增大加熱麵的利用率，改善糖汁的對流循環作用，避免出入汁相混以及減少糖汁靜壓引起的溫度損失等方麵，進行設備革新，以提高設備的利用率，提高蒸發效能，減少糖分損失和保證產品質量。
糖廠有各種型式的蒸發罐，雖然構造各有不同，但基本由以下幾個部分組成：加熱室、蒸汽室、糖汁分離裝置（捕汁器）、糖汁和蒸汽的給送裝置及不凝性氣體和汽凝水的排除裝置等。
（一）加熱室
加熱室（汽鼓）由上下兩塊多孔的管板（又稱花板）及許多根脹（或焊）接在管板之間的加熱管所組成。管板焊接在蒸發罐壁上，在罐壁上有蒸汽管焊接於汽鼓，以便通入蒸汽加熱，有的蒸發罐在管板中心有一條直徑較大的降液管。
蒸發罐的加熱室是傳遞熱量以供糖汁進行沸騰蒸發的部件。加熱室決定了蒸發效能的高低，其主要影響因素有：降液管的位置和大小、加熱管的直徑和長度、蒸汽的入口和分布、不凝性氣體和汽凝水的排出位置等。
加熱室的結構應能使蒸發罐具有較高的總傳熱係數。為了提高蒸發罐的總傳熱係數，必須設法增大表麵傳熱係數α1，特別是α2的數值，並盡可能延緩積垢的生成或及時將生成的積垢清除，以提高總傳熱係數。可采取將加熱管子與降熱管在汽鼓中合理布置，管子材料及規格的合理選擇及將不凝汽與汽凝水從汽鼓中充分地排除等措施。
1.加熱管的規格與排列
（1）加熱管的規格蒸發罐的加熱管有銅管、普通鋼管和不鏽鋼管等幾種。過去多采用銅管作加熱麵，這是由於它的傳熱效能好、耐用及表麵光滑易於清除積垢。但由於銅的供應不能滿足生產發展的要求，因此，新建糖廠的蒸發罐幾乎都用鋼管。
采用較小的管徑，可增大糖汁的流速，有利於提高管壁對糖汁的表麵傳熱係數，並可布置較多的加熱麵。但是，管徑太小，會增大流體的阻力，增加通洗積垢的困難，所以管徑應以適中為好。甘蔗糖廠一般采用的無縫鋼管規格是42/36mm。
管子厚度應與管徑相適應。較小管子的管壁宜薄些，較大管子的管壁宜厚些。目前，加熱管規格已經“標準化”，這對材料供應及維修都有好處。
加熱管長度根據各種蒸發罐的型式而不同，短管式蒸發罐一般為2m以下，中管式為2.5～4m，長管式為5～7m。
選擇加熱管規格時應考慮：提高管壁至糖汁的表麵傳熱係數α2；價格較低，耐用，有較高的傳熱係數；易於通洗積垢；在同一列蒸發罐中盡量使用同一規格的加熱管。
（2）排管的方式把管子均勻地排列在管板上有正方形、同心圓和等邊三角形（菱形）等幾種形式，從既緊湊而又不影響積垢通洗的原則出發，等邊三角形是普遍采用的一種形式。
2.蒸汽擋板和蒸汽通道
使蒸汽在加熱室內分布均勻，並合理排除不凝性氣體，對於提高蒸汽對管壁的表麵傳熱係數以及總的傳熱效率是極為重要的。在蒸汽不經過的部分，就有不凝氣停滯在其間，稱為氣袋或死角。因此，在加熱室的蒸汽入口部位不宜安裝加熱管，對直徑較大的蒸發罐，應從兩邊進汽，此外，還可安裝蒸汽擋板或設置蒸汽通道，以均勻分布蒸汽，避免不凝氣的積聚。
（1）蒸汽擋板為了降低蒸汽入口速度，避免蒸汽流直接衝擊位於入口管對麵的加熱管上，可在加熱室周圍安裝兩個或多個入口管，並在入口管的對麵裝設緩衝板。
在汽鼓內裝設各種形式的擋板，使蒸汽在汽鼓內均勻分布，不凝性氣體合理排除，對發揮加熱麵的作用，有一定的效果。
①環形多縫擋板，是一種安裝在汽鼓內並與罐體同心的蒸汽擋板，蒸汽從兩個入口進入罐壁與擋板的環隙中，然後從擋板的小縫出來，均勻地分布在整個加熱麵中。
②六角形擋板，蒸汽從一條汽管入罐後，在加熱室中沿一定的路程移動，使各部分加熱管與蒸汽充分接觸。這種擋板的缺點是結構比較複雜，壓力損失較大。
③螺旋槳形蒸汽擋板。螺旋槳形蒸汽擋板比較簡單，用兩塊擋板把加熱室分成兩部分。蒸汽由兩個入口進入加熱室後，能按一定的路程均勻通過加熱麵，不凝性氣體的排出也較良好。
雖然蒸汽擋板有一定的作用，但在生產實踐中，由於它容易腐蝕，更換困難，同時又占去一部分加熱麵，因此除了大型糖廠兩邊入汽的蒸發罐仍安裝擋板外，中小型糖廠的蒸發罐一般沒有必要裝設蒸汽擋板。
（2）蒸汽通道蒸汽通道的采用遠比蒸汽擋板普遍，在汽鼓中留出一定的空位不安裝加熱管便形成了蒸汽通道，與蒸汽擋板一樣，具有均勻分布蒸汽的作用。
某糖廠，原有的蒸汽通道太小，後來在汽道附近抽出一些加熱管，擴大了蒸汽通道，傳熱效能有一定的提高；有些蒸發罐原來沒有設置蒸汽通道，後來減少了部分加熱管，開了蒸汽通道，蒸發效能得到提高。由此可見，蒸汽通道在蒸發罐中是不可缺少的，對大麵積的蒸發罐顯得更加重要。
蒸汽通道的選型，應根據蒸發罐的型式、直徑及進汽管位置等具體情況決定。
標準式蒸發罐的蒸汽通道，因加熱麵積、罐體直徑及進汽位置的不同而有所不同。兩側進汽的蒸發罐的蒸汽通道，一側進汽的蒸發罐的蒸汽通道。
在外降液管蒸發罐中，蒸汽通過汽環的周邊入罐，蒸汽通道的布置與標準式蒸發罐不同，采用了環形進汽的蒸汽通道。
3.中央降液管
為了加強糖汁的對流循環，在通用式蒸發罐汽鼓的中心裝設一個直徑較大的管子，即中央降液管。由於糖汁在加熱管內受熱蒸發後產生的糖汁與蒸汽混合物的密度比降液管中的糖汁密度小，而形成一定的密度差，這樣，糖汁從加熱管上升並沿降液管下降時就形成自然循環。在自然循環蒸發罐中，中央降液管的麵積一般為加熱管總截麵積的30%～35%。
中央降液管有下列三種結構型式。
Ⅰ敞開式降液管：糖汁在罐內全部再循環；
Ⅱ半封閉式降液管：糖汁有部分再循環；
Ⅲ全封閉式降液管：糖汁不循環。
目前糖廠普遍采用半封閉式降液管，生產實踐表明，這種型式的降液管對穩定糖液濃度和液麵有很大的作用，又消除了出入汁相混對傳熱的不良影響。
一種是在降液管中間安裝漏鬥過汁裝置。這種漏鬥必須安裝在適宜的位置才能發揮作用，如果安裝得太高，即高於罐內糖汁的正常液麵，便會由於液封不足，使汁汽漏入下一效蒸發罐而影響溫度差。
另一種裝置是在降液管之下連接一個漏鬥，並在糖汁出口處套一個短的圓筒。這種裝置可克服上一種的缺點，並且不受液麵高低的限製，所以它的適應性比較好。
4.不凝性氣體排出管
（1）氨管的設置氨管應安裝在不凝性氣體高度集中的地方，即蒸汽的滯流區域，具體位置可根據蒸汽進入汽鼓的位置、蒸汽擋板和蒸汽通道的布置情況來決定。
由於不凝性氣體包含各種不同的氣體成分（氨氣、二氧化碳、空氣等），它們的相對密度各不相同，相對密度小的就積聚在汽鼓的上部，而相對密度大的就積聚在下部。因此，氨管在距離汽鼓底一定高度（一般為100mm左右）的管板上垂直插入汽鼓中。每條氨管的上下各部開有3～4個小孔（上麵距上管板30～100mm，下麵距下管板100～150mm），使不凝性氣體從汽鼓中徹底排去。
（2）不凝縮氣體的排除方式不凝性氣體有兩種排除方式。一種按效數順序串聯排除，就是將氨管從每效的汽鼓接至各自的汽室中，各效罐都按此排除氨氣，最後，所有的不凝性氣體都集中到末效罐然後排到冷凝器中去。這種方式可避免排氣過多浪費蒸汽，但不凝性氣體在後效中會積聚得越來越多，對傳熱是不利的，不凝性氣體較少的壓力蒸發係統可采用這種排氣方式。在這種方式下，若將第二效汽鼓中的不凝性氣體適當單獨排至大氣中，則可減少後麵幾效不凝性氣體的大量積聚。
另一種方式是各效罐的不凝性氣體排往各自冷凝器，真空蒸發罐多采用這種排氣方式，以適應在減壓條件下操作時，由於設備和管路等泄漏，增加不凝氣的數量的特殊情況。在這種係統中，後效不會大量積聚不凝性氣體，隻要適當進行操作，便可減少蒸汽的浪費。
排出不凝性氣體，必須要有一個壓力差，正壓下的加熱室可以選擇直接排室外；負壓下的加熱室可以接至同一效的汁汽室，也可以直接接到真空大管上。
（3）閥門汁汽中的不凝氣含量是逐效遞增的，排氣管的尺寸也因逐效增大，排氣管上都應安裝有閥門，以便調節。