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:

D_тех^год=А*D_тех/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: w=1, 5 м/с;

6) довжина нагрівної труби: L=3500мм;

7) діаметр нагрівної труби: Æ 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:

λ ₁= 0, 685 Вт/(м К);

ν ₁= 0, 22 10^-6 м²/с;

ρ ₁= 926 кг/м³;

r₁=2145 кДж/(кг К);

Pr₁=1, 26.

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

λ ₂ = 0, 674 Вт/(м К);

ρ ₂ = 962, 3 кг/м³;

ν ₂ = 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	---
2. Число Нуссельта	---		356, 8
3. Коефіцієнт тепловіддачі від стінки	Вт/м2К
4. Число Рейнольдса конденсації	---		178, 22
5. Коефіцієнт тепловіддачі до стінки	Вт/м2К
6. Коефіцієнт теплопередачі	Вт/м2К
7. Коефіцієнт теплопередачі з урахування накипу	Вт/м2К
8. Розрахунковий тепловий потік	Вт
Розрахунковий тепловий потік відрізняється від заданого на 0%, що менше допустимо
9. Тепловий потік	кВт
10. Площа поверхні нагріву	м2		165, 55
11. Кількість труб (одного хода)	шт
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: w₂=1, 5 м/с;

6) швидкість конденсату: w₁=0, 7 м/с;

6) довжина нагрівної труби: L=3500мм;

7) діаметр нагрівної труби: Æ 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:

λ ₁= 0, 685 Вт/(м К);

ν ₁= 0, 217 10^-6 м²/с;

ρ ₁= 926, 1 кг/м³;

r₁=2145 кДж/(кг К);

Pr₁=1, 26.

ТФВ соку для середньої температури t_2ср = 94 ^оС:

λ ₂ = 0, 674 Вт/(м К);

ρ ₂ = 962, 3 кг/м³;

ν ₂ = 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	---
3. Коефіцієнт тепловіддачі до стінки	Вт/м2К
4. Площа між трубного простору	м2
5. Внутрішній діаметр корпусу	м		0, 902
6. Еквівалентний діаметр	м		0, 315
7. Число Рейнольдса	---
8. Коефіцієнт тепловіддачі від стінки	Вт/м2К
9. Коефіцієнт теплопередачі	Вт/м2К
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

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.