Расчет и подбор вспомогательного оборудования теплообменника

РАСЧЕТ И ПОДБОР ВСПОМОГАТАЛЪНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

1.Ориентировочный расчет остальных теплообменников.

Теплообменник-рекуператор

В данном теплообменнике расходы теплоносителей в трубном и межтрубном пространстве равны между собой, т. к., количество воды, выходящей из десорбера и поступающей в десорбер равны из материального баланса десорбера, т. е. G1=G2. Поэтому перепад температур на концах такого теплообменника должен быть одинаков при противоточной схеме движения теплоносителей.

Загрязненная вода подогревается в нем от температуры абсорбции t_Hj=20 °C до t_Ki=70 °C (принимаем) Выходящая из десорбера вода охлаждается от t_H2-100 °C (температура кипения) до 1к2⁼ 50 °С. Средняя разность температур одинакова по всей длине труб и равна :

ДЦ,= 1_Н2- t_Ki= 100-70=30 °С.

Расход теплоносителя Gi=0,478 кг/с. (см. расчет основного аппарата).

Тепловая нагрузка теплообменника: Q<Ji*Ci*(t_Krt_Hi)⁼ 0,478 *4190*(70-20)=100141 Вт/м²*К. По табл.2. 1 [1] примем ор. значение коэффициента теплопередачи К^= 800 Вт/м²*К.

Тогда ориентировочное значение поверхности теплообмена составит:

F_op=Q/ (ДЦ, * К_ор)= 100141/(30*800)=4,2 м².

Из табл.2.3 [2] выбираем теплообменник с близкой поверхностью теплообмена.Р= 3,5 м² (диаметр кожуха dr= 159 мм).

Расхождение между ориентировочной поверхностью теплопередачи и поверхностью теплопередачи выбранного теплообменника составляет:

A=(Fop- F)* 100%/ F_op= (4,2 -3,5)* 100%/4,2=17 %.

Запас входит в интервал допустимых (10-30%),

Подогреватель-см. подробный расчет теплообменника

Холодильник воды

В данном теплообменнике регенерированная вода, частично охлажденная в теплообменнике-рекуператоре до t_Hi=50 С, охлаждается окончательно до температуры абсорбции (t_Ki=20 °C). В качестве охлаждающего агента используется оборотная вода, температура которой в процессе теплообмена изменяется от!_Н2⁼ 15 до 1*2= 30 °С (принимаем).

Выбираем движение теплоносителей противотоком.

At₆=t_Hl-tK2= 50-30=20 °С;                                 At_ll=t_Ki-t_li2=20-15=5   °C;

А^= (20-5)/1п(20/5)= 10,8 °С.

Массовый расход регенерированной воды из расчета теплообменника       gi= 0,478 кг/с Тепловая нагрузка теплообменника: Q=Gi*Ci*( t_Hi-t_Ki)= 0,478*4190*(50-20)= 60084,6 Вт. Расход охлаждающей воды: G₂=Q/(C₂*( t_K2-1^)= 60084,6 /(4190*(30-15))= 0,96 кг/с. По табл.2.1 [2] примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Кор= 800 Вт/м²*К.

Тогда ориентировочное значение поверхности теплообмена составит: Fop=Q/ (Atcp*K₀p)= 60084,6/00,8*800)= 6,9 м².

Из табл.2.3 [2] выбираем теплообменник с близкой поверхностью теплообмена.F= 8 м² (диаметр кожуха dr- 1200 мм).

Расхождение между ориентировочной поверхностью теплопередачи и поверхностью теплопередачи выбранного теплообменника составляет:

A-(F- F_op)* 100%/ Fop- (8 -6,9)/ 6,9 -16 %.

Запас входит в интервал допустимых (10-30%).

5.2. Расчет и подбор компрессора

Определяющими параметрами для расчета газодувных машин являются объемный расход перемещаемой ими среды и гидравлическое сопротивление технологической линии, по которой эта среда перемещается Технологическая линия состоит из трубопроводов и аппаратов Поэтому сопротивление технологической линии ДР= АРап+ АРтпСопротивление трубопровода складывается из потерь давления на трение АР,_Р, на местных сопротивлениях АР_МС, на создание скоростного напора АР_СК.

ДРтп=ДР«+ АРтр+ АР_МС= (1+Х,*Ш_т + S? )*pt*®²/2, где ^-коэффициент трения; L-длина трубопровода, м, S^-сумма коэффициентов местного сопротивления, pt-плотность среды, кг/м³.

Рассчитаем компрессор, подающий газ на абсорбцию.

Определим диаметр трубопровода из уравнения расхода:

d=_>/⁴*^Gi^/;r*^G7*A -Массовый расход газовой смеси :

fj

Gi=Vo* poy /3600; Vo по заданию равен 6400 м /ч.

Плотность газовой смеси: ро_у=1,272 кг/м³ (см. расчет абсорбера).

Gi= 6400 * 1,272/3600=2,26 кг/с.

Шотность газовой смеси при начальной температуре (по заданию):

p_t= 1,272*273*0,S/(0,1*(273+20))= 5,93 кг/м³.

Скорость газа в трубопроводе принимаем со=25 м/с (см стр.16 [2]):

d_Tn= V⁴*²'^{26   /3}>14   *25 *5,93    = 0,14 м.

По таблице (см стр.16 [2]) выбираем стандартный диаметр трубопровода dm= 159 мм с толщиной стенок 7 мм.

Действительная   скорость  газа   в   трубопроводе   (рассчитывается  для   внутреннего   диаметра трубопровода):

о> = 4*0,7(3,14* рМтп²);

0=4*2,267(3,14*5,93* 0,145²)=23,1 _м/с_

Для определения коэффициента трения X определим Re газа в трубопроводе:

Re- 23,1 *0,145 *5,93/1,027*10'⁵    -1934034,6.

Относительная шероховатость трубы:                                      е=Д/<Ьть где А-абсолютная шероховатость трубы (средняя высота выступов на поверхности трубы)., мм. Принимаем А=0,2 мм (см, стр. 14 [2]) (для стальных труб, бывших в эксплуатации).

6=0,2/145 = 0,0014.

При Re>560/e:        X =0,11 *е°^:25,

Х=0,11*0,0014°-²⁵=0,0213.

Длина трубопровода L= 3 м (2 м между компрессором и абсорбером