Витрата пари та палива на технологічний процес

Кількість відпрацьованої пари після РОУ та турбіни, що використовується на технологічний процес:

де - витрата пари на випарну станцію (витрата пари на перший корпус ВУ без врахування пари перепуску);

- витрата пари на інші споживачі (підігрів соку перед ВУ (ІV група), сушка цукру, клеровка жовтого цукру, пропарка центрифуг, продувка бурякорізок).

Кількість відпрацьованої пари, що використовується на технологічний процес з врахуванням витрати пари на продування різок і міжкорпусний перепуск:

де - витрати пари на продування різок;

- ентальпія пари підвищених параметрів, що надходить на продування різок ( t = 200С);

- ентальпія пари, що іде на технологічні потреби

(при Р = 0,37Мпа і t = 140,6С);

Кількість тепла, необхідного для технологічних потреб заводу:

де - ентальпія води в деаераторі (при t = 104°С).

Годинна витрата тепла:

_Dтех^год_{=А*Dтех/24=3000*491,7/24=61,4 т/год}

_{Питома витрата умовного палива на технологічні потреби:}

де - ККД трубопроводів;

- ККД парогенератора.

Тепловий розрахунок паро-рідинного підігрівника

Розглянемо тепловий розрахунок підігрівника ІІІ групи підігріву соку перед ВУ.

Вихідні дані:

1) температура соку початкова: t_п=110 ^оС;

2) температура соку кінцева: t_к=120 ^оС;

3) температура нагрівної пари: t_гр=129 ^оС;

4) витрата соку: S=123.8 %;

5) робоча швидкість соку: =1,5 м/с;

6) довжина нагрівної труби: L=3500мм;

7) діаметр нагрівної труби: 331,5 мм;

8) товщина стінки нагрівної труби: δ_ст=1,5 мм;

9) матеріал труб – нержавіюча сталь Х18Н10Т.

Перед початком розрахунку визначаємо теплофізичні властивості (ТФВ) нагрівної пари та соку за середньої температури.

ТФВ нагрівної пари визначаємо з таблиць термодинамічних властивостей води та водяної пари для температури, що на 2^оС нижча за температуру насичення пари.

Для t₁= 127^oС:

λ₁= 0,685 Вт/(м К );

ν₁= 0,22 10^-6 м²/с;

ρ₁= 926 кг/м³;

r₁=2145 кДж/( кг К);

Pr₁=1,26.

ТФВ соку для середньої температури t₂ = t_s - t = 129–10,5 = 118,5 ^оС:

λ₂ = 0,674 Вт/(м К);

ρ₂ = 962,3 кг/м³;

ν₂ = 0,31310^-6 м²/с;

Pr₂ =1,45.

Розрахунок виконується методом послідовних наближень – попередньо задаємо тепловий потік q і порівнюється із розрахунковим, який визначається з рівняння теплопередачі.

Задаємо тепловий потік: q = 21,95 кВт/м². Розрахунок паро-рідинного підігрівника зводимо для зручності читання у таблицю:

Назва величини	Розмірність	Формула для розрахунку	Результат
1. Число Рейнольдса	---		14380
2. Число Нуссельта	---		356,8
3. Коефіцієнт тепловіддачі від стінки	Вт/м2К		8016
4. Число Рейнольдса конденсації	---		178,22
5. Коефіцієнт тепловіддачі до стінки	Вт/м2К		8711
6. Коефіцієнт теплопередачі	Вт/м2К		3051
7. Коефіцієнт теплопередачі з урахування накипу	Вт/м2К		2093
8. Розрахунковий тепловий потік	Вт		21950
Розрахунковий тепловий потік відрізняється від заданого на 0%, що менше допустимо
9. Тепловий потік	кВт		3634
10. Площа поверхні нагріву	м2		165,55
11. Кількість труб (одного хода)	шт		55
12. Площа поверхні нагріву (одного хода)	м2		19,1
13. Кількість ходів	шт		8,67 (9)
14. Загальна кількість труб	шт		495,6
15. Діаметр корпуса апарата	м		1,18

На основі проведених розрахунків вибираємо стандартний паро-рідинний підігрівник типу ПДС-10-160 з такими характеристиками:

Площа поверхні теплообміну: 160 м²;

Кількість труб: 460 шт.;

Кількість ходів: 10 шт.;

Внутрішній діаметр корпусу: 1280 мм;

Висота: 4490 мм;

Маса: 5640 кг.

Тепловий розрахунок рідинорідинного підігрівника

Розглянемо тепловий розрахунок підігрівника І групи підігріву соку перед ВУ.

Вихідні дані:

1) температура соку початкова: t_2п=88 ^оС;

2) температура соку кінцева: t_2к=100 ^оС;

3) температура конденсату початкова: t_1p=136 ^оС;

4) витрата соку: G_s=128,8 %;

5) робоча швидкість соку: ₂=1,5 м/с;

6) швидкість конденсату: ₁=0,7 м/с;

6) довжина нагрівної труби: L=3500мм;

7) діаметр нагрівної труби: 222 мм;

8) товщина стінки нагрівної труби: δ_ст=2 мм;

9) матеріал труб – нержавіюча сталь Х18Н10Т.

10) температура конденсату кінцева – 106,7 ^оС;

Перед початком розрахунку визначаємо теплофізичні властивості (ТФВ) конденсату та соку за середньої температури.

ТФВ конденсату визначаємо з таблиць термодинамічних властивостей води та водяної пари для середньої температури.

Для t_1ср= 121,4^oС:

λ₁= 0,685 Вт/(м К );

ν₁= 0,217 10^-6 м²/с;

ρ₁= 926,1 кг/м³;

r₁=2145 кДж/( кг К);

Pr₁=1,26.

ТФВ соку для середньої температури t_2ср = 94 ^оС:

λ₂ = 0,674 Вт/(м К);

ρ₂ = 962,3 кг/м³;

ν₂ = 0,31310^-6 м²/с;

Pr₂ =1,45.

Розрахунок виконується NTU методом. Для зручності читання зводимо його у таблицю:

Назва величини	Розмірність	Формула для розрахунку	Результат
1. Кількість труб в апараті	шт
2. Число Рейнольдса	---		46560
3. Коефіцієнт тепловіддачі до стінки	Вт/м2К		5517
4. Площа між трубного простору	м2
5. Внутрішній діаметр корпусу	м		0,902
6. Еквівалентний діаметр	м		0,315
7. Число Рейнольдса	---		2088000
8. Коефіцієнт тепловіддачі від стінки	Вт/м2К		6491
9. Коефіцієнт теплопередачі	Вт/м2К		2725
10. Ефективність теплообмінного апарату	---
11. Максимальне значення NTU	---
12. Площа поверхні нагріву	м2
13. Кількість труб на максимальній діагоналі	шт		25,15
14. Відстань між перегородками	м		0,35
15. Кількість ходів	шт		10

На основі проведених розрахунків вибираємо стандартний рідинорідинний підігрівник типу ТДС-160 з такими характеристиками:

Площа поверхні теплообміну: 160 м²;

Кількість труб: 460 шт.;

Кількість ходів: 10 шт.;

Внутрішній діаметр корпусу: 1280 мм;

Висота: 4660 мм;

Маса: 6710 кг.