1.4. Розрахунок витрати пари на окремі споживачі

1.4.1. Витрата пари на підігрівник циркуляційного соку

1.4.2. Витрата пари на нагрівання жомопресової води

Жомопресову воду у кількості 370 кг/т з початковою температурою необхідно нагріти до температури 88 ^оС для припинення життєдіяльності бактерій і, охолодивши її до температури 75 ^оС, направити на живлення дифузії.

Один із можливих варіантів організації зазначеного вище нагріву і охолодження жомопресової води передбачає її двохступеневе нагрівання в пароконтактних підігрівниках з наступним охолодженням в розширювачі і одерженням пари самовипаровування.

Складаємо рівняння теплового балансу пароконтактних підігрівників ПКП №1 і ПКП №2, а також розширювача (рис.2.2), та визначаємо витрату пари на підігрівники Дⁿ і Д^(n-1).

Рис 2.2. Принципова схема підготовки жомопресової води.

Для підігрівника ПКП №1, в якому жомопресова вода нагрівається до 70 ^оС, маємо:

де: -ентальпія насиченої вторинної пари з останнього корпусу ВУ біля споживача, кДж/кг.

З таблиці температурного режиму на ВУ приймаємо: кДж/кг;

- ентальпія насиченої пари при температурі 75^оС, кДж/кг;

1,03 – коефіцієнт, що враховує втрату теплоти в навколишнє середовище

Тоді: 370  50  4.19+ Дⁿ(2679,5-70  4.19)+е(2657-70· 4,19)=(370+ +Дⁿ+е)70  4,19  1,03;

77515+2386,2 Дⁿ+2363,7е=111777+302,1 Дⁿ+302,1е;

34262=2084,1 Дⁿ+2061,6е;

Дⁿ=16,44-0,99е, кг/т.

Рівняння теплового балансу підігрівника ПКП №2:

де: - ентальпія насиченої вторинної пари передостаннього корпусу ВУ біля споживача, кДж/кг. З таблиці 7-1 температурного режиму на ВУ приймаємо кДж/кг.

Тоді:

108521+293.3Дⁿ+293,3е+2326,1Д^(n-1)=140526+380Дⁿ+380е+380Д^(n-1)

32005=1931 Д^(n-1)-86.5е-86,5 Дⁿ

Підставимо в одержану формулу вираз Дⁿ=f(e), одержаний з теплового балансу ПКП №1.

Тоді:

32005=1930.8 Д^(n-1)-86,5е-86,5(16,44-0,99е)=1930,8 Д^(n-1)_86,7е-1439,2+85,8е,

33427=1931Д^(n-1) -0,9е.

Нехтуючи значенням 0,9е, одержимо:

Д^(n-1)=17,3 кг/т.

Рівняння теплового балансу розширювача:

(370+Дⁿ+ Д^(n-1)+е)88  4,19  0,99=е+(370+ Дⁿ+ Д^(n-1))754.19,

135062+365 Дⁿ+365Д⁽ⁿ⁺¹⁾+365е=2657е+116272,5+314,3 Дⁿ+314,3Д^(n-1)

18789,5=2292е-50,7 Дⁿ-50,7Д^(n-1)

Підставляємо одержані раніше значеня Дⁿ=f(e) і Д⁽ⁿ⁺¹⁾

18789,5=2270,3е-50,716,44+50,70,99е-50,717,4;

20500,1=2342,2е,

е =8,75 кг/т .

Тоді: Дⁿ=16,44-0,998,75=7,78 кг/т.

Кількість жомопресової води, яка після розширювача надходить в дифузію,

=370+7,78+17,3=395,1 кг/т.

Уточнюємо кількість деамонізованого конденсату, необхідного для живлення дифузійного апарата.

1200+797-1000-395.1=601.9 кг/т.

1.4.3. Витрата теплоти і пари на підігрівники, вакуум-апарати та інші споживачі.

У відповідності з вихідними даними нагрівання соку після попередньої дефекації перед основною гарячою дефекацією здійснюємо від початкової температури до 90^оС.

Визначаємо значення температури . На попередній дефекації змішується дифузійний сік з температуроюt_с=30 ^оС з поверненим нефільтрованим соком І сатурації в кількості , що має температуру біля, та з поверненою суспензією соку ІІ сатурації в кількості з температурою.

Тоді:

.

Звідси:

.

Оскільки передбачена необхідність використання теплоти вторинної пари вакуум-апаратів і теплоти конденсатів останніх корпусів ВУ (після їх деамонізації),

нагрівання соку перед основною гарячою дефекацією організуємо в 4-х групах підігрівників такими теплоносіями:

І група – від 39,6 ^оС до 49 ^оС - вторинною парою вакуум-апаратів;

ІІ група – від 49 ^оС до 66,6 ^оС – конденсатом останніх корпусів ВУ після його деамонізації;

ІІІ група – від 66,6 ^оС до 78 ^оС – вторинною парою V корпусу ВУ;

IV група – від 78 ^оС до 90 ^оС – вторинною парою IV корпусу ВУ.

Нагрівання соку перед ІІ сатурацією від від 83 ^оС до 95 ^оС реалізуємо в підігрівниках 2-х груп. Як теплоносій для підігрівника І групи використовуємо конденсат вторинної пари І корпусу, теплота якого, частково використовується як вторинний енергоресурс. В підігрівниках кожної з груп сік нагріваємо на 6 ^оС. Для підігрівника ІІ групи використовуємо вторинну пару третього корпусу.

Теплоту конденсату відпрацьованої пари частково використовуємо для нагрівання соку перед ВУ в підігрівнику І групи.

Визначаємо витрату пари на вакуум-апарати.

а) Витрата пари вакуум-апарати першого продукту.

Кількість води, яку слід випарувати в процесі уварювання утфелю І продукту, визначаємо з рівняння:

.

З таблиці напівпродуктів і продуктів маємо, що

S_сир+S_кл=391,4 кг/т і їх концентрація СР_сир=72%.

Концентрація утфелю І кристалізації СР_сир=92%.

Тоді:

.

Витрата пари на одержання утфелю І кристалізаціі

Д_І=1.1W_І+С_І ,

де: С_І – враховує можливі водні підкачки в процесі уварювання утфелю. Приймемо С_І=10 кг/т.

Тоді:

Д_І=1.1 85+10=103,5 кг/т.

б) витрата пари на вакуум-апарати ІІ продукту.

Оскільки на уварювання утфелю ІІ кристалізації концентрацією СР_{ут. ІІ кр}=93% використовується перший відтік утфелю І кристалізації у кількості кг/т концентрацією, а також другий відтік утфелю І кристалізації у кількостікг/т концентрацією 67.6%, то кількість випареної вологи буде дорівнювати:

Витрата пари на вакуум-апарати ІІ продукту складає:

Д_ІІ=1,1W_ІІ,

Д_ІІ=1,1*49,1

в) витрата пари на вакуум-апарати ІІІ продукту.

Утфель ІІІ кристалізації концентрацією 93.5% уварюється із загального відтоку утфелю ІІ кристалізації у кількості

концентрацією та з афінаційного відтоку концентрацією .

Тоді

Витрата пари на вакуум-апарати ІІІ продукту дорівнює

Д_ІІІ=1,1W_ІІІ+с_ІІІ=1,1*7,56+5=13,3 кг/т.

Витрата пари на інші споживачі складає:

а) відпрацьованої пари:

- на сушарку цукру – 5 кг/т;

- пропарку центрифуг – 5 кг/т разом 10 кг/т;

б) вторинної пари І корпуса ВУ:

- клеровку жовтого цукру – 3 кг/т;

- пропарку вакуум-апаратів – 15 кг/т; разом 18 кг/т;

в) гострої пари після парових котлів:

- продувку бурякорізок – 2 кг/т.

З урахуванням цього розподілу складаємо таблицю розрахунку витрати тепла і пари на нагрівання напівпродуктів.