де СРС и СРН – потокова теплоємність холодного та гарячих потоків, кВт/°С.
Для гарячого потоку №4 - це холодний потік №1 з потоковою теплоємністю СР12= 4,1 кВт/°С.
Таким же чином підбираємо партнера до гарячого потоку №2, №3, №5 з потоковою теплоємністю СР2= 3,7 кВт/°С, СР3=4,1 кВт/°С, СР5=1,04 кВт/°С, холодний потік №1, з потоковою теплоємністю СР1= 13,4 кВт/°С.
Подальший розвиток проекту технологічної системи випарювання гідроксиду калію піде по шляху мінімізації капітальних витрат.
Капітальні витрати досить сильно залежать від кількості теплообмінних апаратів, що використовуються в теплообмінній мережі. Тому при проектуванні будемо максимізувати навантаження кожного встановлюваного теплообмінника. При цьому максимізуючи навантаження на кожному встановлюваному теплообміннику, ми будемо прагнути зменшити кількість теплообмінних апаратів у тепловій мережі технологічної системи.
Для того, щоб максимізувати навантаження в теплообмінниках обчислимо зміну потокової ентальпії кожного потоку.
Зміна ентальпии гарячих потоків:
DНn = СРn(TPH- ТSn),
(4.10)
де n – номер потоку;
TPH–гаряча температура пінча,°С;
ТSn – температура постачання, °С.
Зміна ентальпії гарячого потоку №2:
DН2 = СР2(TPH- ТS2) = 0,673×(58-47) = 7,403 кВт
Зміна ентальпії гарячого потоку №3:
DН3 = СР3(TPH- TS3) = 2,842×(99-47) = 147,784 кВт
Зміна ентальпії холодного потоку№1:
DНn = СРn(TТn- TРС), (4.11)
де n – номер потоку;
TРС –холодна температура пінча, °С;
TТ3– цільова температура, °С
Зміна ентальпії холодного потоку №1:
DН11=СР11(TТ3-TРС) = 33,65 кВт
DН12=СР12(TТ3-TРС)=142,5 кВт
Запишемо ці значення на потоковій діаграмі поруч із відповідними потоками. Максимізуємо теплове навантаження теплообмінного апарата, розміщеного на потоках №3 і №1. Відзначаємо вхідний у пінч потік №3 з найбільшим СР12= 2,85 кВт/°С и максимізуємо навантаження теплообмінного апарата, розміщеного на ньому. У цьому випадку мінімальна зміна ентальпії гарячого потоку дорівнює DН1=299 кВт, тому й теплове навантаження цього теплообмінного зв'язку буде дорівнювати 299 кВт.
Максимізуємо теплове навантаження теплообмінного апарата, розміщеного на потоках №2 і №1. У цьому випадку мінімальна зміна ентальпії гарячого потоку дорівнює DН2= 359 кВт, тому й теплове навантаження цього теплообмінного зв'язку буде дорівнювати 106 кВт.
Максимізуємо теплове навантаження теплообмінного апарата, розміщеного на потоках №3 і №1. У цьому випадку ентальпія гарячого потоку складає DН3= 230 кВт, тому й теплове навантаження цього теплообмінного зв'язку буде дорівнювати 230 кВт.
Запишемо значення теплових навантажень під відповідним зображенням теплообмінного апарата на сітковій діаграмі рис 4.5.
Після розміщення на сітковій діаграмі другого теплообмінника в нас залишилося незадоволено навантаження на холодному потоці №1 потужністю, необхідної для нагрівання першого потоку, після третьго теплообмінника, до його цільової температури, що дорівнює 67°С.
Визначаємо цю потужність:
DH =DH F- DН2- DН3 = 33,65-7,403-5,284=20,963 кВт
Вся теплота гарячих потоків під пінчьом вже рекуперована холодними, за допомогою розміщення трьх теплообмінників. Тому, щоб привести потік №1 до його цільової температури, нам необхідно використовувати гарячі утиліти, наприклад, нагріти потік паром. Відзначаємо це на сітковій діаграмі див. рис 4.9.
Н – нагрівач;
Рисунок 4.5 – Підсистема вище пінча
4.3.2 Підсистема нижче пінча
Розглянемо підсистему, що знаходиться нижче пінча.
Обчислимо зміну потокової ентальпії гарячих потоків у підсистемі нижче пінча, за формуллами:
DН3 = СР3(TТ1-ТРH) = 4,1×(25-30) = 20,5 кВт
DН2 = СР2(TТ2-ТРH) = 1,04×(20-30) = 10,4 кВт
Для того щоб привести потоки №2 і №3 до їх цільових температур, необхідно використовувати холодні утиліти, наприклад, охолоджувати потоки водою. Відзначаємо це на сітковій діаграмі див. рис 4.6.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.