С другой стороны, чтобы обеспечить нормальную работу выпарных аппаратов необходимая полезная разность температур должна находиться в пределах 12 – 15 ºС , для аппаратов с естественной циркуляцией и 5 – 8 ºС, для аппаратов с принудительной циркуляцией. При меньшей разности температур выпарные аппараты работают неустойчиво или процесс выпаривания вообще прекращается. Однако увеличение числа корпусов выпарной установки приводит к увеличению суммы температурной, гидростатической и гидравлической депрессий, которая снижает величину общей полезной разности температур выпарной установки. Поэтому при увеличении числа корпусов больше некоторого допустимого предела полезная разность температур настолько уменьшится, что ее значение будет недостаточной для работы аппаратов.
На практике во многих случаях установка содержит меньшее число корпусов, чем это возможно. С увеличением числа корпусов капитальные затраты растут примерно пропорционально числу корпусов, а расходы тепла уменьшаются медленно и может случиться так, что рост капитальных затрат перекроет эффект от уменьшения расхода пара. Кроме того, при использовании многокорпусных выпарных установок возрастают также затраты на соединяющие корпуса трубопроводы и арматуру, приборы и средства автоматики, вспомогательное оборудование, здания и т. д., на электроэнергию для перекачивания раствора, обслуживание аппаратов и их ремонт. Следует также отметить, что суммарная поверхность теплообмена многокорпусной выпарной установки всегда больше поверхности теплообмена одиночного выпарного аппарата, работающего при тех же параметрах.
Поэтому для определения оптимального числа корпусов необходимо учитывать всю совокупность технических и экономических факторов. А так как стоимость пара, электроэнергии, воды и т. д. на разных предприятиях неодинакова, то и оптимальное число корпусов для конкретных предприятий может быть разным.
На практике во многих случаях, из-за малой полезной разности температур, число корпусов выпарной установки меньше оптимального. Обычно для выпаривания растворов минеральных солей с концентрацией, близкой к насыщению, или при значительной величине температурной депрессии, выпарная установка имеет 3–4 корпуса.
Технологический расчет многокорпусной выпарной установки выполняют для определения поверхности нагрева выпарных аппаратов и расхода энергоносителей. Алгоритм расчета выпарной установки существенно зависит от схемы установки, типа аппаратов и целого ряда других факторов. Поэтому в данном разделе в самом общем виде представлена только последовательность расчета выпарных установок, которая включает следующие стадии.
1. Определение общего количества выпаренной воды и распределение ее по корпусам установки.
2. Расчет концентрации раствора по корпусам установки и температур кипения раствора.
3. Расчет тепловых нагрузок корпусов.
4. Расчет коэффициентов теплопередачи по корпусам установки.
5. Распределение полезной разности температур.
6. Расчет поверхности нагрева выпарных аппаратов и выбор их по нормалям или стандартам.
7. Уточнение параметров работы выпарной установки и повторение расчетов по п.п. 1–6 до тех пор, пока расхождения в значениях тепловых нагрузок корпусов будут меньше заданных (обычно 5 % – при выполнении расчетов в учебном процессе и 1÷2 % – для практических целей).
Современные выпарные установки, как уже указывалось, потребляют очень большие количества энергоресурсов, поэтому уменьшение их расхода является чрезвычайно важной задачей. Направления повышения эффективности выпарных установок различны. Основными из них являются: интенсификация тепло- и массопереноса в аппаратах, утилизация вторичных энергоресурсов, снижение капитальных затрат, улучшение эксплуатационных характеристик установок, комбинирование выпаривания с другими технологическими процессами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.