ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Схемы выпарных установок и методика их расчета из "Машины и аппараты химических производств" Кроме своего основного назначения— сгущения раствора — выпарная установка может выполнять и другие функции снабжение завода экстра-паром разного давления и конденсатом для питания паровых котлов и других технологических нужд. Выпарную установку надо рассматривать как единое целое, в увязке со схемой теплосилового хозяйства завода. Выпарная установка в простейшем оформлении — это однокорпусный выпарной аппарат. В такой установке расход тепла велик, так как на выпаривание 1 кг воды расходуется примерно 1 кг пара поэтому однокорпусные аппараты применяют в малых по масштабу производствах, где имеет значение простота устройства. [c.208] Однокорпусные выпарные аппараты бывают периодического и непрерывного действия. [c.208] В этом аппарате процесс протекает при непрерывном изменении концентрации, температуры кипения и других физических кЬнстант. Тепло затрачивается в общем случае на нагрев раствора до температуры кипения и на выпаривание воды. [c.208] Длительность цикла определяют следующим образом. [c.209] Это уравнение решаем методом графического интегрирования, если известны зависимости Q, К и t от концентрации раствора. [c.209] Расход тёпла на дегидратацию учитывают в случае, если он составляет несколько процентов от общего расхода тепла (например, при упаривании растворов ЫаОН), в других случаях (например, при сгущении сахарных растворов) им пренебрегают из-за незначительной величины. Потери тепла з окружающую среду при хорошей изоляции аппаратов составляют 3% от полезного расхода тепла. [c.210] После определения Q, а и 02 надо вычислить К и полезную разность температур. Так как О] и Я2 являются функцией д, а д — значения К находят методом последовательных приближений, задаваясь тремя-четырьмя значениями д и определяя для каждого значения К и А/ после этого строят график д — М. Зная Д/ для данного аппарата, определяют по графику расчетное значение д, а затем соответствующее значение К. Более подробно эта методика изложена в цифровом примере. [c.210] На практике число корпусов обычно не превышает 5, что объясняется необходимостью получения полезной разности температур в каждом корпусе не меньше 7—8° С. Если располагаемую полезную разность температур распределить на большее число корпусов, то эффективность работы каждого аппарата снизится и суммарная поверхность нагрева увеличится. Это вызовет увеличение затрат на сооружение выпарной установки, которые могут не окупиться за счет экономии пара при увеличении кратности выпаривания. В установке, работающей под разрежением, число корпусов обычно не превышает 5, а в установке под давлением — 3. [c.211] К особенностям прямоточной многокорпусной установки относится то, что в ней происходит частичное самоиспарение раствора при переходе из каждого корпуса в последующий, где давление и температура кипения понижаются это следует учитывать при расчете. [c.211] Типовые схемы. Наиболее общим классификационным признаком схем выпарных установок является давление, при котором раствор кипит в последних корпусах. С этой точки зрения, как указано, различают установки, работающие под разрежением и давлением. [c.212] Типовые схемы выпарных установок изменяются по мере совершенствования теплосилового хозяйства заводов. Наиболее новая типовая схема установки, работающей под разрежением, приведена на рнс. 62. [c.212] Пар из парового котла поступает через пароперегреватель в паровую турбину отработавший пар из турбины с противодавлением поступает в пароувлажнитель (во избежание чрезмерного перегрева), а затем первый корпус выпарной установки. [c.212] Отличительной особенностью установки, работающей под давлением, как уже указано, является возможность использования пара из последнего корпуса в качестве экстра-пара. [c.213] Для облегчения регулирования работы установки под давлением ее схему нередко изменяют таким образом к трехкорпусной установке присоединяют еще один аппарат, называемый концентратором, который воспринимает колебания нагрузки (рис. 63). При нормальной работе вторичный пар третьего корпуса полностью отбирается и в концентраторе происходит лишь самоиспарение поступающего из последнего корпуса раствора. Если же потребление экстра-пара из последнего корпуса уменьшается, то излишек его Автоматически направляется в паровую камеру концентратора. Наличие концентратора обеспечивает более устойчивую работу выпарной установки и получение концентрированного раствора равномерной плотности. [c.213] На рис. 65 приведена схема установки с термокомпрессором. Вторичный пар при давлении р2 поступает в компрессор, где сжимается до давления греющего пара и направляется в греющую камеру выпарного аппарата. Практически из-за потерь в окружающую среду требуется небольшая добавка пара, при запуске аппарата также требуется дополнительный пар. Таким образом, в этом аппарате энергия затрачивается главным образом на приведение в движение компрессора. [c.214] Более дешевой и простой является конструкция выпарного аппарата с термоинжектором (рис. 66). Вторичный пар при давлении р2 поступает в инжектор, в сопло которого подается пар более высокого давления р1 = 6 Ч- 10 кгс/см . Последний подсасывает вторичный пар, и при выходе смеси пара из диффузора инжектора получается пар требуемого давления / з, который направляется в паровую камеру аппарата. [c.214] Получающийся при этом излишек пара обычно используют для технологических нужд завода. [c.214] Методика теплового расчета. Задачей расчета является определение количества воды, выпариваемой в каждом корпусе, расхода греющего пара, распределение полезной разности температур между корпусами и вычисление площади поверхности нагрева. [c.215] Для определения количества выпаренной в каждом корпусе воды и расхола пара можно применить следующие методы расчета упрощенный метод упрощенный метод с поправкой на самоиспарение общий метод расчета многокорпусной выпарной установки. [c.215] Упрощенный метод основан на весьма реальном допущении, что при подаче 1 кг пара выпаривается 1 кг воды. При этом методе не учитывают самоиспарение раствора при поступлении его в данный корпус из предыдущего, а также потери тепла в окружающую среду, так как они в значительной мере компенсируются. Необходимо отметить, что при расчете по упрощенным методам получают значительно отклоняющиеся от действительных количества выпариваемой в отдельных аппаратах воды. В связи с этим упрощенные методы можно применять лишь для предварительных расчетов. [c.215] Вернуться к основной статье