Установка имеет горизонтальную компоновку и устанавливается в помещении. Это позволит защитить выпарные аппараты от воздействия внешней среды и обеспечить необходимый температурный режим.

2.3 Тепловой расчёт

2.3.1 Исходные данные теплового расчёта

2.3.1.1 Число ступеней испарения N=9 шт.;

2.3.1.2 Производительность по дистилляту Gд=750 т/час=208,3 кг/с;

2.3.1.3 Общее солесодержание исходной воды bисх=300 мг/кг;

2.3.1.4 Температура греющего пара tг.п.=101 оС;

2.3.1.5 Температура рассола, поступающего в первую ступень установки (после головного подогревателя) t1=100 оС;

2.3.1.6 Температура исходной осветлённой воды (летний режим) tисх.=30 оС;

2.3.1.7 Температура кипения раствора в последней ступени (принимается по технико-экономическим показателям) tк=40 оС;

2.3.1.8 Температура воды водооборотного цикла составляет: подающей tохл1=28 оС и обратной tохл2=35 оС.

2.3.1.9 Нагрузка 1 м2 поверхности камеры испарения sS=0,85 кг/м2.

2.3.2 Определим расход рассола, поступающего в первую камеру испарения G

	(2.3)

 

где rср= 2331,85 кДж/кг – средняя теплота парообразования в установке;

Сср=4,198 кДж/кг*К – средняя теплоёмкость воды, поступающей на испарение по таблице 2-8 [18];

Kот = 1% – коэффициент, учитывающий величину оттяжек парогазовой смеси из камер испарения по рекомендациям на стр. 184 [14].

2.3.2 Средний температурный напор между ступенями Dt

	(2.4)

 

(2.5) (2.6) (2.7) (2.8) (2.9) (2.10) (2.11) (2.12) (2.13)

2.3.3 Полагая равенство перепада температур по ступеням находим температуру кипения рассола по ступеням tкi

2.3.3.1 В первой ступени tк1=t1-Dt=100-6,67=93,33 оС;

2.3.3.2 Во второй ступени tк2=tк1-Dt=93,33-6,67=86,66 оС;

2.3.3.1 В третьей ступени tк3=tк2-Dt=86,66-6,67=79,99 оС;

2.3.3.1 В четвёртой ступени tк4=tк3-Dt=79,99-6,67=73,32 оС;

2.3.3.1 В пятой ступени tк5=tк4-Dt=73,32-6,67=66,65 оС;

2.3.3.1 В шестой ступени tк6=tк5-Dt=66,65-6,67=59,98 оС;

2.3.3.1 В седьмой ступени tк7=tк6-Dt=59,98-6,67=53,31 оС;

2.3.3.1 В восьмой ступени tк8=tк7-Dt=53,31-6,67=46,64 оС;

2.3.3.1 В девятой ступени tк9=tк8-Dt=46,64-6,67=40 оС.

2.3.4 Найдём количество выпаренной воды по ступеням Gi

2.3.4.1 В первой ступени G1

	(2.14)

 

где С1=4,205 кДж/кг*К – изобарная теплоёмкость воды при температуре кипения в первой ступени по таблице 2-4 [18];

r1=2274,7 кДж/кг – удельная теплота парообразования при температуре в первой камере испарения по таблице 2-1 [18].

2.3.4.2 Во второй ступени G2

	(2.15)

 

2.3.4.3 В третьей ступени G3

2.3.4.4 В четвёртой ступени G4

	(2.16)
		(2.17)

 

	(2.18)

 

2.3.4.5 В пятой ступени G5

2.3.4.6 В шестой ступени G6

	(2.19)

 

2.3.4.7 В седьмой ступени G7

2.3.4.8 В восьмой ступени G8

	(2.20)

 

	(2.21)

 

2.3.4.9 В девятой ступени G9

2.3.4.10 Количество пара на оттяжку, поступающего в конденсатор теплоиспользующих ступеней Gот’

			(2.22)
	(2.23)

 

2.3.4.11 Количество пара на оттяжку, поступающего в конденсатор теплоотводящих ступеней Gот”

2.3.5 Определим температуру вторичного пара по ступеням установки tsi с учётом величины физико-химической D1’ , гидростатической D1” и гидродинамической депрессий D1’’’

	(2.24)

 

2.3.5.1 В первой ступени ts1

ts1=tк1-D1’-(D1”-D1’’’)=93,33-0,4-0,4=92,53 оС;

где D1’=0,4 оС – физико-химическая температурная депрессия, вычисленная по формуле на стр. 95 [20] (одинаковая для всех ступеней испарения)

где bср=0,04% - средняя концентрация рассола в установке;

D1”-D1’’’=0,4 оС – сумма гидростатической и гидродинамической депрессий в первом аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.2 Во второй ступени ts2

ts2=tк2-D2’-(D2”-D2’’’)=86,66-0,4-0,6=85,66 оС;

где D2”-D2’’’=0,6 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.3 В третьей ступени ts3

ts3=tк3-D3’-(D3”-D3’’’)=79,99-0,4-0,8=78,79 оС;

где D3”-D3’’’=0,8 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.4 В четвёртой ступени ts4

ts4=tк4-D4’-(D4”-D4’’’)=73,32-0,4-1,0=71,92 оС;

где D4”-D4’’’=1,0 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.5 В пятой ступени ts5

ts5=tк5-D5’-(D5”-D5’’’)=66,65-0,4-1,2=65,05 оС;

где D5”-D5’’’=1,2 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.6 В шестой ступени ts6

ts6=tк6-D6’-(D6”-D6’’’)=59,98-0,4-1,4=58,18 оС;

где D6”-D6’’’=1,4 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.7 В седьмой ступени ts7

ts7=tк7-D7’-(D7”-D7’’’)=53,31-0,4-1,6=51,31 оС;

где D7”-D7’’’=1,6 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.8 В восьмой ступени ts8

ts8=tк8-D8’-(D8”-D8’’’)=46,64-0,4-1,8=44,44 оС;

где D8”-D8’’’=1,8 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.9 В девятой ступени ts9

ts9=tк9-D9’-(D9”-D9’’’)=39,97-0,4-2,0=37,57 оС;

где D9”-D9’’’=2,0 оС - сумма гидростатической и гидродинамической депрессий во втором аппарате по рекомендациям [20] на стр. 96.

2.3.5.10 Определим среднюю температуру пара на оттяжку, поступающего в конденсатор из теплоиспользующих ступеней tSср1

2.3.5.11 Определим среднюю температуру пара на оттяжку, поступающего в конденсатор из теплоиспользующих ступеней tSср2

2.3.6 Находим количество оборотной воды, необходимое для конденсации паров парогазовой смеси оттяжек в каждом из конденсаторов

2.3.6.1 Количество оборотной воды, подаваемое в конденсатор теплоиспользующих ступеней Gохл1

где rср1=2320,4 кДж/кг – удельная теплота парообразования при средней температуре пара поступающего в конденсатор по таблице 2-1 [18];

Сохл.ср=4,179 кДж/кг´К – теплоёмкость охлаждающей воды при средней температуре по таблице 2-8 [18].

2.3.6.2. Количество охлаждающей воды, подаваемое в конденсатор теплоотводящих ступеней Gохл2

где rср1=2395,8 кДж/кг – удельная теплота парообразования при средней температуре пара поступающего в конденсатор по таблице 2-1 [18];

2.3.7 По температуре насыщения по таблице 2-1 [18] определим удельные теплоты парообразования в каждой ступени ri

r1=2276,8 кДж/кг;

r2=2294,5 кДж/кг;

r3=2311,9 кДж/кг;

r4=2329,0 кДж/кг;

r5=2346,1 кДж/кг;

r6=2362,9 кДж/кг;

r7=2379,5 кДж/кг;

r8=2395,8 кДж/кг;

r9=2406,5 кДж/кг.

2.3.7 Рассмотрим несколько вариантов тепловой схемы установки

2.3.7.1 Первый вариант

2.3.7.1.1 В схеме ступени разделены на два контура: шесть – теплоиспользующие и три – теплоотводящие. Конденсация пара в последних трёх ступенях осуществляется оборотной водой. Кроме того, для снижения расхода охлаждающей воды в седьмую и восьмую ступени заводится рассол из последней ступени испарения, а исходная вода перед подачей на испарение нагревается в теплоотводящих ступенях. Кратность концентрирования в данной схеме принимаем по рекомендациям на стр. 85 [20] a=3.

2.3.7.1.1. По тепловой схеме составляем материальные балансы потоков с учётом известной величины кратности концентрирования

	(2.39) (2.40) (2.41)

 

2.3.7.1.2 Из совместного решения уравнений (2.39) и (2.41) находим величину расхода продувочной воды Gпр

2.3.7.1.3 Тогда расход исходной воды Gисх

2.3.7.1.4 Количество циркулирующего раствора Gцирк по формуле (2.40)

2.3.7.1.5 Кратность циркуляции Кц

2.3.7.1.5 Удельная производительность установки по дистилляту d

2.3.7.1.6 Общее солесодержание продувочной воды bк

bк=bисх´a=300´3=900 мг/кг.

2.3.7.1.7 Определим количество охлаждающей воды, необходимое для обеспечения конденсации пара в теплоотводящих ступенях Gохл

2.3.7.1.7.1 Находим количество теплоты, которое необходимо отвести в конденсаторах-пароохладителях каждой из трёх теплоотводящих ступеней

2.3.7.1.7.1.1 Количество теплоты, которое необходимо отвести в седьмой ступени Q7

2.3.7.1.7.1.2 Количество теплоты, отводимое в восьмой ступени Q8

2.3.7.1.7.1.3 Количество теплоты, отводимое в девятой ступени Q9

2.3.7.1.7.2 Из условия обеспечения недогрева в седьмой ступени Dн~5 оС, задаёмся температурой охлаждающего рассола и исходной воды на выходе из седьмой ступени tв7=46 оС найдём количество теплоты отбираемое рассолом в седьмой и восьмой ступенях Qр

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14