и систему утилізації випарив.
3.2 Схема утилізації випарив
Існує не мало варіантів утилізації випарив. Для розробки схеми утилізації випарив слід вирішити ряд питання, таких як:
- куди буде використана теплота від охолодження випарив;
- куди буде використаний конденсат випарив.
Стандартне рішення цих питання представлено на рис. 4. [7]
Малюнок 4.
За схемою видно, що впоратися з деаератора надходить в охолоджувач випарив, де конденсується. Теплота, що утворилася при цьому, витрачається на підігрів хімічно очищеної води, що надходить в деаератор. Сам конденсат також повертають назад в деаератор.
Вміст кисню (13,0 мг/дм 3) в впоратися не дозволяє використовувати подібну схему в нашому випадку. Тому, ми будемо повертати конденсат вдеаератор не відразу, а після відкритого бака-накопичувача, звідки кисень природним шляхом буде випускатися в атмосферу.
Пропонована система утилізації випарив (рис. 5) складається з наступних основних частин:
- деаератор (Д);
- охолоджувач випарив - теплообмінник (Т);
- накопичувальний бак для конденсату (Б);
- насос (Н).
Пар (впоратися) з температурою подається в охолоджувач випарив, де охолоджується до температури 40 ° С і конденсується. Новоутворена вода разом із залишками пара поступає в накопичувальний бак, з якого залишився пар вільно виходить в атмосферу. Скопившаяся в баку вода подається назад вдеаератор за допомогою насоса.
Малюнок 5. Теплова схема утилізації випарив деаератора.
4. Розрахунок елементів схеми
4.1 Охолоджувач випарив
Охолоджувач випарив (рис. 6) призначається для конденсації пари, що міститься в впоратися, з метою збереження тепла і конденсату цього пара. За типом охолоджувачі випарив можуть бути поверхневими (трубчастими) і змішують, виносними або вбудованими в Деаераційно колонку. Найбільш раціональними є кожухотрубні апарати виносного типу. [8]
В якості матеріалу для трубної системи охолоджувача випарив повинні застосовуватися корозійно-стійкі матеріали. Цими матеріалами можуть бути латунь марки ЛВ - 71-1 ГОСТ 15527-70, сплав МНЖ - 5-1 ГОСТ 492-73 і корозійно-стійке (нержавіюча) сталь. [10]
Найбільш уживаними для даних апаратів є труби із зовнішнім діаметром мм і товщиною стінки мм.
Малюнок 6. Охолоджувач випарив.
Використовуючи рівняння (2), визначимо кількість теплоти, яка отримаємо при конденсації і охолодженні випарив протягом години (теплова продуктивність підігрівача):
Ця кількість теплоти піде на підігрів води, що подається в деаератор. Тоді, з формули (2) можемо знайти температури підігрітої води на виході з теплообмінника:
(2а)
Площа поверхню охолоджувача випарив трубчастого типу (рис. 5) визначається за формулою:
(3)
де? t - среднелогаріфміческая різниця температур, ° С;
- коефіцієнт теплопередачі, ккал/м2 · год · ° С;
- теплова продуктивність підігрівача, Дж,.
среднелогаріфміческая різниця температур знаходиться з виразу:
(4)
де і - температури охолоджуючої води або конденсату до і після охолоджувача випарив, ° С;
- температура випарив, ° С.
Коефіцієнт теплопередачі визначається за формулою
(5)
де - коефіцієнт тепловіддачі від пари до стінки трубки, ккал/м2 · год · ° С, ккал/м2 · год · ° С;
?- Товщина стінки трубок, м;
?- Коефіцієнт теплопровідності металу трубок, ккал/м · год · ° С;
- коефіцієнт тепловіддачі від стінки трубки до охолоджувальної среде, ккал/м2 · год · ° С.
Коефіцієнт тепловіддачі від стінки трубки до охолоджувальної воді визначається з виразу:
(6)
де z - множник, що залежить від температури охолоджуючої води, z=2 310;
- швидкість охолоджуючої води, м/с;
- внутрішній діаметр трубки, м.
Представлені на ринку охолоджувача випарив мають стандартний діаметр трубок 16/2 мм. Звідси м, а? =0,002 м.
Швидкість охолоджуючої води в трубках вибирається залежно від матеріалу трубок і допустимої втрати тиску. При латунних трубках рекомендується приймати не вище 2,5 м/с, при трубках з мельхіору або нержавіючої сталі - до 3,5 - 4,0 м/с.
Так як охолоджувачі випарив з трубками з нержавіючої сталі на порядок дешевше, то р...
