多单元加热系统 本发明涉及一种多单元加热系统。该系统特别用于控制加热器鳞垢的沉积而最大限度地减小鳞垢沉积的有害效应。本发明的系统具体用于提高矿浆的温度，其中的在加热单元内的鳞垢沉积是决定对于给定生产能力所需安装的设备数量和大小的一个重要因素。
在铝土提纯工业中一直在开发用于闪蒸设备的这种加热器系统，但是，本发明的应用并不限于上述行业，还可扩展到遇到下述相似或相同工艺问题的各行各业。
为了理解本发明展现的优点的来龙去脉，具体涉及到铝土提纯工业，解释一些该行业所面临的问题是有帮助的。为此，现就有关过程进行描述。
铝土或氧化铝，其化学式为Al2O3。这是一种重要矿物质，在工业上用于制造从磨料到金属铝的广泛领域的产品。其大量的存在形式是铝土矿，其中铝土表现为水合物和硅酸盐的形式；其中水合物表现为氧化铝单水合物和氧化铝三水合物，这些才是要提纯的化合物，必须将其从其余矿物中分离出来。典型的有商业开采价值的铝土矿包含从大约30％到大约60％的可提纯铝土。
在工业上，铝土的提纯由Bayer法来完成，这是根据在1888年发明该方法地奥地利化学家K.J.Bayer的名字来命名的。在该过程中，精细磨碎的铝土与水溶性苛性苏打溶液相混合并受到加热，这使氧化铝水合物发生溶解，从而使其与残留固体物质相分离。在商业上，通过沉淀再加上过滤来完成后一步。
冷却过滤后的液体与加热过程产生相反的效果，原来溶解的氧化铝水合物淀析出来，而剩余的液体回复到起始状态并可重新使用而重复这一过程。该过程的温度范围取决于铝土矿的品质，在此，煮解三水合物矿所需温度低于150℃，而煮解单水合物矿所需温度则高达300℃。
在生产厂，铝土提纯通常连续进行且规模宏大，根据Bayer法的要求，苛性母液连续循环并且交互加热和冷却。然而，由于作业规模大，母液流的含能量很高，特别是对于高温提纯，有效的能量利用对于生产厂的节约和竞争力是至关重要的。因此炼铝厂所安装设备中有很大部分是用于热能回收。
热能回收的主要区域在于提纯的煮解区，此处热量从流出的热Bayer母液传递给流入的冷铝土矿浆。这在管式加热器中完成，其中，冷矿浆流过管子内部而热闪蒸蒸汽流过管子的外部，蒸汽在较冷的管子上凝结而使其释放蒸发热，而该热量又被冷浆流吸收。
加热过程通常分若干分段进行。热力学理论表明，这种热能回收过程的效率随所用的加热分段数量而提高。实际上，分段的数目受经济方面限制；具体说，每增加一分段需要更多的设备，而且超过一定程度，效率的小幅度提高并不足以抵付附加的投资。
正是在Bayer法工厂、特别是高温Bayer工厂的煮解区的管状加热器中出现一些问题，这显著地增加了设备的资本投资及运行和维护该系流的费用。
特别是为了用Bayer法处理同时含有氧化铝单水合物和氧化铝三水合物的铝土矿，必须把铝土矿浆和苛性苏打溶液加热到高达300℃以成功地溶解氧化铝单水合物。然而，正如下面将要详述的那样，与大部分正常采用热交换器的过程相比，这需要把矿浆加热到鳞垢沉积极为严重的温度区。
在这方面，随着温度升高，三水合物易于溶进溶液，但部分三水合物转化为单水合物，在达到一更高温度之前，单水合物不易溶解，从而单水合物鳞垢易于析出而沉积在加热器壁面上。同样，其他类型的鳞垢，如硅酸盐和钛酸盐也沉积下来。
在任一加热器单元上的鳞垢堆积相关联的主要问题是其严重影响热交换效率，鳞垢沉积也增加对流体流动的阻力，从而显著地增加为保持通过本装置所要求的流量所需的水压梯度。为了使加热器因清洗而停机的时间间隔(清洗循环)尽可能少而可以接受，通常在初始设计中采用宽裕的安全系数。结果，与鳞垢沉积不显著的行业的相应的加热器相比，这种加热器所具有的表面积要多几倍，这显著地增加了加热器管路的总长度；泵压水头因而提高，这又要求设备及其联接管道承受比其他情况下更高的压力。
很清楚，这些设计裕度其总的效果是对生产厂的设备的资本投资和运行费用产生重大影响。
进一步说，尽管在设计和设备花费中加入了大的安全系数，但其服役寿命仍然有限，仍需要相当长的停机时间对管道除垢和进行相关的维修，如更换堵塞的管子等。因而，在本行业通常的做法是设置充足的备用设备，因而，可轮流进行清洗而不影响工厂生产或作业的连续性。实际上，在大型提纯工厂通常在热能回收区段拥有30-50％的备用设备。
最后，加热器的热性能与蒸发容器中的闪蒸蒸汽的产生速率直接相关，而这与从加热器阵列收集的凝水的品质和利用率有重要关系。
说来不会令人吃惊，多年来该行业一直致力于改进煮解系统，其中有工艺过程改进、设备改进、操作运行改进或其数者的结合。
一种这样的改进采用了设有加热套的管系，其上没有传统的外壳，其中管子分成小组套起来。与标准的换热器管子相比这些管子直径大，并且该管子基本上连续不中断地贯通整个加热系统的全长。套则是不连续的，而是相应于蒸发装置的数目断续套加的，这适于拆卸加热器元件来清理和维修。在热设计方面，这种管式加热器和传统型加热器之间没什么实质差别；但在机械上其差别是明显的。
然而，这种设计主要旨在取消旧式蒸压釜型煮解装置，其中，鳞垢积聚与现代铝土提纯厂中所认为的严重鳞垢堆积完全不相称，因而并没有明确解决存在于大规模现代工厂中的问题。
此后，开发了一种有几分相似的设计，其目的类似，旨在给旧式蒸压釜找到一合适的代用品。由于管式煮解装置的鳞垢积聚仍是一个问题，所采用的加热器设计在每个套内包含三根管子，其中两根传输铝土矿浆，而第三根传输废母液。在加热器系统的端部，在煮解之前，三道流体混合起来提供一种所需稠度的煮解矿浆。通过各管子的流体周期性地进行换位，从而三根管线的每一个轮流承受废母液流，其目的在于溶解鳞垢。该过程在运行条件下(即在一定温度下)原位进行而至少去除一部分鳞垢，然而，这种设备需要定期酸洗来清除在废母液中不能溶解或还未溶解的鳞垢组分，这种清洗过程不能在运行条件下进行。
在冶金学方面的问题更严重，该过程产生的废母液高于140℃而不能容装在碳素钢中，这就要求用合金钢，而其要么是价钱昂贵，要么是即使其价钱适中，如铁基不锈钢，则其难于焊接。
另一改进是仍用传统的管壳式换热器并把管束垂直安装而代替水平安装。这在限制鳞垢聚增方面证明是相当有效的，并且显示了重力对管壁上的淀析和沉积/粘附的影响。
本发明的一个目的在于提供一种多单元加热系统，其允许对单个加热单元串进行清洗而其余的设备仍在运行。
本发明提供一种多单元加热系统，用于通过若干加热器单元串提高矿浆的温度，该加热系统包括一个加热器单元阵列，该阵列包括若干加热器单元串和若干加热器单元级，各级连接于一相应的热源并与其流体连通，每串定义为在相临级中相互对准的各加热器单元，从而可使矿浆分开流进两个或更多个串来对其加热，阵列布局成在其一侧具有一入口温度而在其另一侧具有一出口温度，其中串、级、单元和热源互相连接为各加热器单元串及各加热器单元均能与热介质相隔绝。在一优选方式中，热源是蒸发装置而热介质是蒸气或蒸汽。
上述隔绝提供两种方式来控制加热器单元内的鳞垢沉积及加热系统的整体性能：
a)隔绝单串加热器单元使其受到冷却、排水和清洗，而其余的串仍处于运行状态；通过定期轮流清理各串，可把鳞垢的整个沉积保持在一平均水平；以及
b)隔绝单个加热器单元使蒸发装置的蒸汽流受到控制和分配，从而沿各蒸发装置保持所需的压力/温度分布。这种隔绝、或需要时对流入各加热器单元的蒸汽流量进行调节，提供一种方法来控制沿加热器管道的温度上升速率，即热流量。这是本发明的优点之一，其中鳞垢沉积速率取决于温度和热流量。
加热单元布局和连接方式提供一种有用的手段来控制各加热器单元串之间及加热器单元串之内的相对热性能，这使传热所需的表面积最小和系统性能最优。
进而，该多单元系统允许如此分配鳞垢沉积，从而显著地减少设备数量，否则在别的场合这些设备就会是必不可少的。该系统还提供有对通过该加热系统的压力和温度进行大范围控制，这特别有利于加热系统构成部分热能回收系统的处理设备，其中加热介质包括从闪蒸蒸发容器中分离出来的过程蒸汽。在此系统中，蒸汽和凝液的品质很大程度上取决于相对稳定的压力/温度分布，在各蒸发装置之间保持驱动力也需要一稳定的压力/温度分布，在相邻蒸发装置之间所需的力或压力旨在保证保持指定的闪流液体流量。该力或压力直接与温度有关，因而应贯穿设备系统操作循环期间保持稳定，而不管鳞垢堆积的增加情况如何及衍生的各加热单元的性能下降情况如何，以便冷凝/提取来自蒸发容器的蒸汽。
现具体参照Bayer方法来描述，随着铝土矿浆的温度升高，所含三水合物易于溶入母液，但部分三水合物转化为单水合物。单水合物在达到更高温度之前不易溶解，从而单水合物趋于淀析和沉积于加热器的壁面，同样亦沉积其他类型的鳞垢，如硅酸盐和钛酸盐。随着温度升高沉积继续下去，然后在温度达到某一定值时沉积达到峰值，一过该温度值沉积就下降。因此，在温度通过某一临界温度区域之后，单水合物的沉积便基本停止了。随着温度超过该温区，单水合物也易于溶入母液。
这样，在单水合物-三水合物铝土矿中存在一个临界温度区，在该温区之内，能够沉积于加热器设备之上的鳞垢的大部分就沉积下来。
在这方面，现有技术的加热器单元使矿浆升高温度，其包括若干根管子，这此管子平行穿过各加热器外壳中的一条壳。这样，这些管不能与蒸汽流相隔断，在加热系统仍处于运行状态时这使各个管道不能除鳞，从而使单个加热单元之内的鳞垢沉积不能保持在平均状态。在现有技术中，若干根管平行穿过各加热器外壳的其中之一，在运行的加热系统完全积垢时，进行除鳞并要使加热系统退出运行。为了在所有的管子清洁时和所有的管子完全积垢时之间的时期保持所需的压力/温度分布，该现有技术提供有宽裕的换热面积，该面积最初受到凝液的淹没而使管子暂时失效。随着管子清垢，降低凝液液位而把更多的管子面积暴露给蒸汽或其它加热介质。
然而，本发明的多元加热系统不需要宽裕的换热面积而通过在稳定状态下保持一平均的鳞垢沉积来控制其运行。
实际上，在现有技术的系统中，使加热器鳞垢定位沉积特别麻烦，这使在高温区的加热器的热性能比在该区之外的加热器热性能下降得快得多。随着最受影响的加热器的性能下降，沿热能回收系统的压力/温度分布改变，热负荷逐渐转给较洁净的加热器，在较洁净的加热器之间的温度差异增大，其效果是减少实际上所利用的加热器级数，转而又使热能回收过程的整体效率降低，并限制充分利用其鳞垢沉积基本仍在容限之内的那些加热器中的换热面积；换句话说，若能够到一个状态，若加热器总的有效面积若在若干级之间予以更均匀地划分则其仍可服役运行，但现实是，有效的级数已经减少，整个加热系统不能再运行且效率急剧下降。
进而，复杂的加热器鳞垢定位沉积直接关系到蒸发容器的性能。在传统的热能回收系统中，蒸发装置的出力总等于其相应的加热器的冷凝能力。蒸发装置的尺寸设计成使向上蒸发的速度保持在某一限度之下，这是为了防止蒸发装置流体所含的碱性或固体或其他污染物质随蒸汽流夹带走。当加热器以不同的速率结垢而压力/温度分布及热性能改变时，蒸发容器的蒸汽产生速率必然随之改变。在较清洁的级的蒸发速率逐渐增加而其向上的蒸汽速度不免会超过允许数值，杂质就会由蒸汽流夹带而以下述两种方式影响该过程：
a)杂质将在加热器管子外部沉积而进一步降低传热能力，进而在管子外部的鳞垢难以检测，而且与沉积于管子内部的鳞垢相比要去除掉更难得多；以及
b)杂质会污染凝液，使其不再适于返回到蒸汽系统。这样的蒸汽必须用作次等用途，从而总地来说导致其所含能量的大量损失，为了补偿锅炉的补给水损失而增大系统的耗水量。
就鳞垢沉积的程度和位置来说，加热器不均衡结垢最终将以下述三种方式之一来限制热能回收系统的性能。
i.因为加热串已经达到其热性能极限，而相当比例的总换热面积可能只是中度结垢；
ii.由于流通面积局部受限而到达其液力(压力)能力极限；及
iii.因为其产生劣质凝液。
如上面i、ii和iii所述的这些限制可由本发明的多单元加热系统解决。本发明使有效换热面积得到更高效地利用，能够控制沿各蒸发装置的压力/温度分布，而同时使所需的换热面积达到最小。因而蒸汽产生速率保持一致且减小杂质污染凝液的可能性。更重要的是，由于各级之间的温度差异保持恒定，当加热器结垢时，有效级数不减少，因而不会在热能回收过程中衍生总体效率下降。
本发明的一优选实施方式中，加热器单元是多通道加热器。但是，每个通道最好只包含一根管子。这种单管加热器组装成传统的加热器，其中具有一壳侧、一管侧、一管板和管通道，虽然不像传统的加热器，但其没有槽形截面。
尽管每个加热器单元可包含一个或多个通道，而每条通道最好仅有一单根管子构成。在其最方便的布局中不需为管子和外壳的膨胀差来采取措施，管子在外壳内部装有回弯。这样在管板之外，各个通道通过回弯的作用在每个外壳内提供一单条连续通管。
在设计中应考虑要用的通道数目，并权衡管子规格、外壳直径、加热器长度和所需的换热面积，以提供一套最优成本-效益的系统。
在管板处，所有管子均可设有法兰来为人工除鳞提供方便，通常内部弯头不须设置清理法兰，其最好具有充足的半径而允许常规的清理设备有效作业，在与管板相反的一端，可在外壳上设置一法兰式帽盖，以允许检查内部弯头。
外壳直径通常可由管束几何尺寸来决定。外壳最好具有充足的空间而离开换热表面来起凝液收容装置的作用。在这方面，在加热器外壳内收集凝液便不需要为各单元或单元级设置凝液容置装置。这也简化了连接各单元的凝液管道且有助于均衡来自各蒸发装置的蒸汽流量。
每级的单元数目通常通过考虑节约和运行来决定。根据前述的原理，为了承接两种不同的蒸汽流，每级至少需要两个加热器单元，但为了除鳞应添加一个单元。实际上，每级加热器最合适的单元数目范围为6-10。三个单元，其中只有两个在运行，这几乎没有什么操作灵活性。在三个单元之中有一个备用单元则高达50％的非生产性备用设备。
然而，一级加热器包括6个小单元-5个运行单元及一个备用单元-则提供一更合适的布局。5个运行单元使每级的换热面积以20％的幅度进行重新分配，备用单元是20％的备用设备，该数值更能代表运行循环的长度和除鳞循环的长度之间的比率。该比率大约为1∶10，从而具有9个运行单元和1个备用单元的系统相对于必须提供的备用设备数量来说则是最优的，但是，每级加热器具有10个外壳，设备件数的多重性会导致回位操作减少。
如上所述，一级加热器单元最好安装在各闪蒸蒸发装置对面，每个加热单元级最好能够具有来自与其相连的闪蒸蒸发装置的蒸汽向其供流。这样，一级中的各加热器单元最好各由阀门连接，并可具有其自身的蒸汽供应线，可按要求对各供应线分别进行连接、改变或隔绝。
最好，矿浆流与蒸汽流相垂直。若要垂直安装各级，也垂直分配流到加热器单元的蒸汽流，在此情况下，矿浆流分配成行或串而水平流动。这样，在各级中所有最上面的单元均连到管侧而形成一单股连续的矿浆流；每级的第二单元也一样，都连接起来来提供一单股从各加热器单元串的矿浆入口到其终端的连续流体。
关于加热器阵列的连接方式，则要对其各个方面进行考虑。具体说，鳞垢的生长对液动阻力有显著的影响；在由公共压力源泵压的并行流体之间，这也严重影响流量分配。这些流体以不同的速率结垢，根据各个流股的液力阻力来对流量予以分配。然而，这种流量分配未必与各股流体的相对热容量一致，故而损害整体热性能。最好各加热器单元串分别控制，这可以两种方式做到。
第一，每股浆流可分别泵压，在实际上，在大型系统中，通过各单串加热器单元的流体才有足够大的流量来达到占有一专用泵，或在使用多腔正排量泵的情况下占有一套专用泵腔。第二，所有浆流均泵压自一共用源，在各加热器管线可安装一流量控制阀。鳞垢增加是一渐进过程，而当其增长率改变时，鳞垢增长不会急剧波动地影响加热器，因而采用节流阀手动控制是相当令人满意的。进而，不论是手动控制还是自动控制，二者均可受矿浆出口温度的调控。
就凝液的收集和输送而言，各个加热单元可运行于不同的温度，其凝液不应像在传统的系统中那样收集在安装于各级的一共用容装容器之中，但每串加热器单元应该分别独立收集和传送其凝液。这把凝液系统分成若干从加热系统的高压端流向其低压端的并行流股，在此，各股流量小，允许在加热器单元内部收集凝液。除在通过加热器壳体的累积凝液流可能有害于管子有效面积的位置之外，不需要在每个加热器级设置单独的凝水槽。若凝液管道以最优方式布局，对凝液槽、回流、蒸汽管线、凝汽阀或流量控制阀的需要量可尽可能减小或完全不要。
这种优选部局要依赖于孔板，且在凝液流量下降时允许蒸汽通过旁路，这发生于因鳞垢沉积而整个系统效率低或冷凝能力下降之时。若旁路蒸汽在顺流压力作用下呈饱合状态抵达下级加热器壳体，则其对该加热器串的运行无害，在实际上所预期的系统运行状态的区域，情况总是如此。进而，在因加热器管子结垢而降低凝水流量的情况下，旁路蒸汽实际上提高了热性解。实际上，这把蒸汽分配给下流的加热器级而没有在上流的蒸发装置中衍生压力增加，这有助于保持所需的压力/温度分布。
这样设置的凝液系统相对简单，比传统加热系统中相应的装置具有更多的优点。该优点并不局限于高温系统，也同样适用于低温系统。
关于收集夹带于蒸汽流中的不可凝气体，这些气体在冷凝过程中被分离开来并聚集在加热器中。然而，这些气体对加热器的性能是有害的，因而最好应予排除。加热器串中的各单元均联接于一不可凝气体排放系统。尽管各排放气流小，但其均饱含着水汽，故总体上其相当于一可观数量的能量和凝水。通过冷却可把水汽分离开来，该过程最好在两个低压加热器单元中进行，能量就由流入的矿浆流予以回收。在热设计中，应考虑进这项作业所需要的换热面积。
把所有的加热单元做成一样有利于设计、制造装配、运行和维护。因而，最好地各加热单元除前两级之外均设计成相等的换热面积。前两级最好设计成把较小的面积专门用作冷凝蒸气流，其中该面积差可使前两级加热器中的一整个单元从蒸发容器上分离而用于冷却不可凝气体。
本发明的加热系统达到了极为紧凑和灵活的空间布局，其中各加热器单元实际上是由矿浆和蒸汽分配系统所构成的网架中的结点。具体说，这种布局方便了除鳞作业，而同时该加热系统仍在运行。这显著地减少了每次为除鳞而不得不退出运行的设备数量，并大大节省了需要安装的备用设备数量。这种布局为控制各股矿浆流之内和各股矿浆流之间的鳞垢沉积提供了极大的灵活性，并可控制各蒸发装置和各加热器单元的蒸汽分配及凝液的品质。
本发明提供了一种允许清理单个加热器单元串而其余设备仍在运行的加热系统，这可控制一单个操作中的加热系统中的全面的鳞垢增生，从而把该系统内的鳞垢沉积总量保持于一平均值(稳定状态)。实际上这意味着，换热面积可依据鳞垢形成的平均状况而不是最坏状况来决定。由于鳞垢堆积是决定需要安装的换热面积大小的最重要因素，该多单元加热系统可节省大量的投资。通过控制蒸汽流而保持指定的压力/温度分布，该多单元加热系统在运行上也有显著优点。
本发明将结合附图所示的实施例予以说明，附图中：
图1是一传统加热系统的示意图；
图2是本发明第一实施例的一多单元加热系统的示意图；
图3和4是本发明第二实施例一多单元加热系统的示意图；
图5a、5b、5c和5d分别是图3和4所示实施例中用的一级加热器单元的正视图、俯视图、和截面图；
图6a、6b和6c分别是图3和4所示实施例中用的一级另一种加热器单元的正视图、俯视图和截面图；
图7a、7b和7c分别是图3和4所示实施例中用的一级再一种加热器单元的正视图和透视图；
图8和9分别是图2和图3和图4所示实施例中附加联接关系的示意图。
下述示例具体涉及铝土提纯行业，特别是指由Bayer法达到的铝土提取，然而，正如如上解释的那样，本发明并不限于仅用于Bayer法。
如图1所示是一传统的闪蒸蒸发/加热系统，其具有的若干传统管式换热器10排列成三排(12、14和16)并分成五级(18、20、22、24和26)。头两排12和14是运行管路而第三排是一备用管洛。
所示系统是铝土提纯的一传统煮解系流，在此处进行大部分的热能回收，热能回收主要通过流出的热Bayer母液(经矿浆流30通过蒸发装置28)和流入各加热器排(12、14和16)的冷矿浆流32之间的换热来进行。
热能回收完成于传统的管式换热器之中，其中冷矿浆流流过管子的内部而热闪蒸蒸汽流过管子的外部。蒸汽在(较)冷的管子上凝结而使其释放其蒸发热，该热量又为冷矿浆流所吸收。
图2示出本发明的第一优选实施例，其中矿浆流分成四股流体而泵入四个加热器单元串(分别称A、B、C和D)，目的在于通过利用本发明的多单元加热系统将矿浆的温度从大约90℃的入口温度提高到大约为210℃的出口温度。
在完成此加热过程之后，加热的铝土矿浆可再受新蒸汽或其他加热介质的进一步加热而把矿浆增温到其最终运行温度，然后再进行混合、煮解和闪蒸而释放蒸汽压力和从中消减热(能)，其后再进行正常澄清和淀析过程来澄清和淀析所要的铝土。
虽然最常用的进一步加热方式是蒸汽加热，但还可按需要采用其他加热方式。
在商用生产中，铝土提取的作业数量很大，根据Bayer法的要求，对碱性母液进行连续循环以及交替加热和冷却来生产铝土。然而，由于作业规模宏大，母液流的含能量很高，特别是对于此处所述的高温提纯过程，有效地利用能量对生产厂节约资金和竞争能力是很重要的。这样，正如如上所指出的那样，在铝土提取中安装的设备的很大比例是用作热能回收的。
如图2所示的第一优选实施例中，主要的热能回收是通过在流出的热Bayer母液(未示)和流进加热器串A、B、C和D中的流入冷铝土矿浆之间的换热而在加热器单元组42之中进行的。通过发生于若干级的闪蒸装置中的闪蒸蒸发而从热液流中抽除热能，在此，闪蒸装置44示于各加热器级(46和48)的上部。
通过在加热器单元42中冷凝闪蒸蒸汽来对冷矿浆流进行加热，其中，蒸汽冷凝于管子的外部，而铝土矿浆流过管子内部而受到加热。闪蒸蒸发装置的数目取决于系统设备的类型和矿浆运行温度的高低，例如在高温处理设备中，其数目可从8个到大蒸约20个。在此为便于理解，在图2中示出8个闪蒸蒸发装置44。各加热级也可连接于一个和多个压力容器，在其中把矿浆保持一段时间以使其充分溶解，在这些压力容器中可把矿浆直接或间接地加热到所希望的最高温度。
从图2可见，本发明第一优选实施例的多单元加热系统包括一加热器单元42的阵列，其基本以排和列的方式布局，在此，各排系指四个加热器单元串A、B、C和D，而列是指八个加热单元级(46和48)。当然，在每串和各级中的加热器单元数目可按需要改变，这在如图3-9所示的第二优选实施例中将是显而易见。
如图2所示的系统包括泵50，其可为任何类型的合适的泵，如离心泵或正排量泵，串A、B、C和D的各股液流52可分别独立泵压。另外，亦可是一共用泵，各股流体上有一阀；或是一多腔室泵，而一个或多个泵腔供应每一股流体。自然，可自动或手动控制这些股流体。
如上所述，图2所示加热器单元42采取多通路管式加热器的形式，这些多通路管式加热器的典型长度为20-30m的数量级，还可包括直径为400mm-1000mm的外壳。典型的加热器容量为约180m3/h。
闪蒸蒸发装置器44在加热器级(46或48)之上对准并且二者互相连接成使通到一特定级中的任一加热器单元的闪蒸蒸汽量可改变、调节或关断。
这样，可以把加热系统控制成使管子内部的鳞垢堆积总量和穿过蒸发装置的压力/温度分布在稳定状态下保持平均数值，从而在系统运行时，通过监控鳞垢的分布和分别清理各加热器串，就有可能在任意位置限制鳞垢的厚度。这降低穿过系统的压降并使热流流向最能使该加热系流高效工作的部分。具体说，可以理解，通过改变在一特定加热器级中的各个加热器单元的闪蒸蒸汽流量，系统操作人员可沿各个加热器串控制温度分布和影响加热速率以及由此控制结鳞速率。
在这方面，如前面曾指出，已知鳞垢的增长率随温度和热量呈指数增加。结鳞速率可在某一温度达到峰值，但这完全取决于所处理的铝土矿类型及其矿物组分。
使用本发明的加热系统，有可能通过检测传热来监控鳞垢的生成及通过定期清理来使整套设备的鳞垢生成保持在一稳定平均状态。通过控制流到各个单元的蒸汽流量，也有可能影响热流量及控制和分配蒸汽流来保持凝水品质及蒸发器的出力。这种平均均匀的鳞垢沉积也使穿过本系统的压降减小。
图3和4示出的多单元加热系统包括一加热器单元62阵列，布局成若干加热器串(称作串A、B、C、D、E和F)以及若加热器单元级(第一、二、三、四和五级分别由数字64、66、68、70和72表示)，因此显然可把各个加热器单元叫做1A、1B、2A、2B、3A等。每一级的各加热器单元分别与一相应的闪蒸蒸发装置74相联接。
如所示，热Bayer母液流78通过蒸发装置来冷却该母液。但是可以理解，受到加热的冷铝土矿浆流并未全部示出，只是加热器串F的液流76详细绘出了。
在该实施例中，蒸汽管系布局成来自于各蒸发装置74的蒸汽(参见管路80)分别由阀连接着其相应加热器级中的各个加热器单元。由此可见，这允许操作人员更精细地控制流到各加热器单元的蒸汽，从而能控制各加热器单元的温度。虽然可使蒸汽分配更精细，在产生还免强说得过去的好外的同时，这总地来说增加了连接管道的复杂性。
图5-9示明了本发明第一和第二实施例的各个方面，这些图更好地表示出加热器连接的各个方面，对此将予以叙述。
图5a、5b、5c和5d分别是图3中加热器单元之一级的正视图、俯视图及截面图。该级列加热器单元包括6个单元62，其互相迭置布局，具有蒸汽入口82、闪凝入口(flash condensate inlet)84、非可凝气体排放口86和凝水出口88。该单元包括两个单通回弯管，从而，矿浆可进入单元的入口90、流过该单元的全长、然后再经过一回弯返回到单元的入口端、再经另外一个回弯返回第二个单通管、经第二管返回到单元端头、经第三个回弯返回到单元的出口92。从图5c明显看出，每个单元中包括四根管子。
参见图6a、6b、6c和7a、7b、7c所示的结构，用与图5a、5b、5c和5d所述的相同的标号指明相同的特征。但是，当然应该明白，图7b和图7c示明六根管而图5c和6c示明四根管。
图8所示布局为第一和第二优选实施侧的凝水管道的一优选布置方式。该优选布局依靠孔板并且当冷凝水流速下降时允许蒸汽从旁路经过。若旁路蒸汽在下游压力条件下呈饱和状态而到达相邻的加热器单元，则其对加热系统的运行是无害的；而且，在因鳞垢而凝水流量下降的情况下，实际上旁路蒸汽均会提高热性能。实际上，这把蒸汽分配到毗邻蒸发级而没有衍生蒸发压力和温度的重新分配，从而增大了蒸汽分配管系。
除了在第一级的加热器和在通过加热器壳体的累积凝水流量可能会有损于管道的有效面积的场合之外，本布局并不需要单独的凝水槽。因而，对凝水槽、蒸汽回流管路、凝汽阀或控制阀的需要量可尽可能地少或完全不要。
图9示出如图2-4所示系统的不可凝气体出口管道的优选布局。在这方面蒸汽系统夹带的不可凝气体可在冷凝过程中分离出来并在加热器中回收。然而，这些气体对加热器的性能是有害的，故需要排除。如图9所示，系统中的各加热单元均连接着不可凝气体排气系统。虽然各排放气流小，但每股气流均饱含着水汽，总的加起来仍具有可观的能量和凝水。
最后，应该理解，在所述本发明主旨精神范围内，可以对结构做其他修改和变更。