Рис. 3.7 – Каскад табличного алгоритму при цільвих значеннях гарячих утилітах
В результаті виконання розрахунку каскадним методом отримали,
що
QHmin = 201,34 кВт, а QCmin=
0 кВт. Визначили температури пінча для
гарячих ТНПІНЧ=40°С та холодних потоків ТСПІНЧ=10 °С. Ці значення відповідають величинам,
що отримали при побудові складових кривих.
3.3Сіткова діаграма
На звичайній технологічній схемі при проектуванні дуже важко провести поділ технологічної схеми випарювання на підсистему, що перебуває вище пінча, і підсистему нижче пінча. Найбільше зручно це зробити – представити технологічні потоки технологічної схеми випарювання за допомогою сіткової діаграми, на якій показуються тільки операції теплопередачі. На сітковій діаграмі пінч легко побачити, розставивши температури пінча гарячих і холодних потоків.
В даному випадку технологічна схема випарювання має лише одну підсистему. Ліворуч від вертикальних ліній перебуває підсистема потоків, що розташовується вище пінча рис. 3.8.
Вище пінча вся теплота гарячих потоків може бути рекуперована холодними потоками, а нижче пінча вся необхідна для нагрівання холодних потоків енергія може бути отримана від гарячих потоків. Це означає, що вище пінча всі гарячі потоки повинні бути наведені до температури пінча за допомогою теплообміну з холодними потоками.
В області пінча діють найменші рушійні сили теплопередачі, тому це сама стиснута область для можливих розміщень рекуперативних теплообмінників. Дійсно, на всіх теплообмінних апаратах у районі пінча мінімальна різниця температур повинна бути строго дорівнювати DТmin = 30°С. Починати проектування теплообмінної мережі необхідно в точці пінча і рухатися від нього убік [4].
1, 2, 3 – холодні потоки; 4, 5, 6, 7 – гарячі потоки;
Рисунок 3.8 – Сіткова діаграма технологічної схеми випарювання
розчину гідроксиду калію
4.3.1 Підсистема вище пінча
Починаючи виконання розміщення теплообмінників у підсистемі технологічної схеми випарювання, що перебуває вище пінча, спочатку звернемо увагу на кількість потоків.
Для того, щоб вище пінча здійснити рекуперацію теплової енергії гарячих потоків холодними , необхідно, щоб кількість гарячих потоків була менша або дорівнювала числу холодних потоків. Ця умова для нашої технологічної схеми випарювання не виконується, тому виконаємо розщеплення потоків наступним чином. Виконати теплообмін за один підхід між конденсатами, які мають кінцеву темперару 40°С і випареними розчинами 2-го і 3-го корпусів з початковими температурами 71,1 і 104,1°С відповідно, неможливо, тому розчеплюємо холодний потік №3 на три вітки.
Розстановку теплообмінників розпочинаємо з холодного потоку №2. Для цього знаходимо партнера по теплообміну для холодного потока №2 з потоковою теплоємністю СР2 = 9,63 кВт/°С. Оскільки він має початкову температуру 71,1 °С, то
для забезпечення ΔТmin = 30°C цей потік раціонально з'єднати з потоком №3, з температурою на виході теплообмінника не меншою ніж ΔТmin = 30 °C.
Навантаження на цей теплообмінник буде наступним:
ΔНТ1 = СР5 (130 – 103,86) = 109,79 кВт
Температура на виході із теплообмінника №1 на гарячій стороні визначиться величиною:
Твих1 = 130 – 109,79/4,2 = 103,86 °С
Другим кроком являється розщеплення холодного потока №3 на три паралельні вітки з наступними потоковими теплоємностями: СР3.2 = 1,72 кВт/°С, СР3.2 = 7,95 кВт/°С і СР3.3 = 3,76 кВт/°С.
В данному випадку є можливість зменшення кількості теплообмінників за рахунок змішування конденсатів 2-го і 3-го корпусів. Температура суміші після змішуваня розраховується наступним чином:
°С
Навантаження на ці два потоки будуть наступними:
ΔНТ2 = (СР5 + СР6)·(tСМ – ТТ5) = (4,2 + 3,747)·(101,15 – 40) = 485,93 кВт
Знаходимо партнера гарячому потоку №7 з потоковою теплоємністю СР7=1,047 кВт/°С серед холодних потоків, при цьому щоб виконувалася умова:
СРН ≤ СРС , (3.18)
де СРС та СРН – потокова теплоємність холодного та гарячих потоків, кВт/°С.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.