Теплонспользующие установки промышленных предприятий

Тепловые расчеты многокорпусных выпарных установок

При разработке проектов многокорпусных вы­парных установок тепловые расчеты производятся в целях определения количества выпаренной воды в каждом корпусе, расхода греющего пара на установку, тепловых нагрузок отдель­ных корпусов установки, распределения общей полезной раз­ности температур между корпусами, требуемой поверхности нагрева выпарных аппаратов. Основой для проведения расчетов служит тепловой баланс. При работе выпарной установки имеют место два характерных случая [89]: твердая фаза вместе с не - кристаллизующейся частью раствора протекает из корпуса п корпус (см. рис. 9.1); твердая фаза выводится из каждого корпуса и поступает на дальнейшую переработку (см. рис. 9.2).

Для первого случая тепловой баланс £-го корпуса выпарной установки без учета потерь тепла характеризуется следующим.

П<

Приход тепла: 0;/Гп —тепло греющего пара: XI А-^кои,^ — 1 1=2 тепло конденсата предыдущих корпусов; 5(_1с[_^Кип1_, — тепло

ЛК

Жидкой фазы (раствора), поступающей в /-й корпус; ^т, X X сТг_^К11П._1 — тепло твердой фазы, поступающей в /-й корпус; ит/ко — тепло кристаллизации; —^— (0(_[ — 6г)— тепло кон­центрирования при изменении концентрации раствора от&;_1До^.

Расход тепла! (?вып/вп — тепло вторичного пара; О(1к0Н/ — теп-

Ло конденсата греющего пара; £ 0(_1/Конг — тепло конденсата

1=1

Предыдущих корпусов; От,_____ , + От^Ст^КИП1— тепло, выводимое из аппарата твердой фазой; 5;сЛип, — тепло, выводимое из аппа­рата насыщенным раствором.

Используя уравнения материального баланса и приравнивая приход и расход тепла, получаем

Г

(/г, п,- /чон;) “Ь В;—| (/кон,- I /коИ[-) “4“ /— 1 ]^кип;_}—

6(_ I

■ С^КИП; Н 100" (9| — I 0|) 4" 6т (Л<р “Ь С/кИП( Ст/кип^] "Ь

"к

^ ^Т,__ | (с^кпп,__ | ^Т^КИП;) ^ Овып .(/в. П; С^КИП,)* (9.20)

Решив выражение (9.20) относительно йпы, и, окончательно запишем

Овып, = ^ ^ ■С>;_1 |а; + 51_1Р,- + <3Т(Р; + ^ ^1 0Т(_11 р£1 (9.21)

^Г. П; ^КОИ( , ^КОН/_1 ^КОН/

Где я, = - -------- ;------ коэффициент испарения; а,

_ ----------------- .............................. ............ ............

В. п,- I КПП; в. п; Гкнп<;

Коэффициент самоиспарения конденсата греющего пара предыду­щих корпусов;

Ь 1-І

TOC o "1-5" h z!— 1гкИП,-_1 сі^КИП; Тоо" ^

О__________ - 100

Р> — / _ с /

П. П; І ИИГІ;

Коэффициент самоиспарения раствора;

С£^КИП; СТ*КИП; “Ь ^Кр

Р.‘ =

'в. П^ Ї КИП;

Коэффициент самоиспарения раствора за счет изменения тепло­содержания твердой фазы;

СТ (^ККП; ^КИП,_1)

Р« = -

^П. П, С(^КИП(

Коэффициент самоиспарения раствора твердой фазы;

ВІ = Овып,^! — і “Ь 4~ (^і—і Ч~ £<—?) а,-; О; = £| (1 — *г) (1 — а3) (1 — а,+ )) ас.

Уравнение (9.21) перепишем в виде

(Знак плюс при противотоке, минус — при прямотоке).

В общем виде с учетом потерь тепла уравнение расхода выпара (вторичного пара) для лФбого корпуса выпарной уста­новки можно представить в форме

Овы ^йіХі + уі,

Где

(9.24)

Уі—і Ч - О,■ — Е/_і -)-

(9.25)

(п — коэффициенты потерь тепла; коэффициенты х,-, уі опреде­ляем, начиная с первого корпуса).

Во втором случае, т. е. когда твердая фаза выводится из каждого корпуса, тепловой баланс І-го корпуса выпарной уста­новки без учета потерь характеризуется следующим.

Лк

Приход тепла: 0/7,. п —тепло греющего пара; 5] і/кои/_, —

1=2

Тепло шденсата предыдущих корпусов; ^о,-соЛ — тепло исходного

V*

Раствора; Сг;г1<Р—тепло кристаллизации; (^о — 9<)— тепло

Концентрирования при изменении концентрации раствора от Ьо

До Ьн,

Расход тепла: вэып/»'„,— тепло вторичного пара; Оі/кон.—

"к

Тепло конденсата греющего пара; 2 А—і^кои, — тепло конденсата

М1

Предыдущего корпуса; С? Т(сАнл, — тепло, выводимое из аппарата солью; 5Л(с(Л;. —тепло, выводимое из аппарата насыщенным

Р аствором.

Используя уравнения материального баланса и, приравнивая при­ход и расход тепла, аналогично формуле (9.21) получаем

(9.27)

+ (5о£Р( + бТ;,3£) Лп.

При противотоке

При параллельном токе