Проектирование ТЭЦ (стр. 2 из 9)
где
- оптимальный уровень раствора в трубах; 
- плотности раствора (при конечной концентрации в аппарате) и воды при температуре кипения, кг/м3;H=l – высота труб, м.
Так как температуры кипения заранее неизвестны, то можно с достаточной степенью точности использовать плотности
при температуре вторичного пара в аппарате.Для определения плотности раствора при заданной концентрации температуры воспользуемся формулой [5.3]:
для первого корпуса:
tв.п.=150,87оС, х=12,94%
- при х=12,94% [5.2, 5.3] 
- плотность воды при температуре 25оС [5.3] 
[5.3, 5.9] 
.для второго корпуса:
tв.п.=128,28оС, х=19,13%
- при х=19,13% [5.2, 5.3] - плотность воды при температуре 25оС [5.3] 
[5.3, 5.9]
.для третьего корпуса:
tв.п.=70,12С, х=40%
- при х=40% [5.2, 5.3] 
- плотность воды при температуре 25оС [5.3] 
[5.3, 5.9]
.Расчет плотностей раствора при температурах вторичных паров необходимо производить ввиду отсутствия опытных данных по теплофизическим свойствам раствора KOH при температуре, отличной от 20оС.
Для выбора высоты трубы Н=l необходимо ориентировочно определить поверхность теплопередачи выпарного аппарата Fop, выбрать параметры аппарата по ГОСТ 11987-81 [5.1, 5.7, 5.2].
Площадь поверхности теплопередачи ориентировочно определяется по формуле
где q – удельная тепловая нагрузка.
При выборе типа выпарного аппарата руководствуемся тем, что заданный раствор КОН при упаривании образует незначительный осадок, удаляемый механическим путем. Выбираем выпарной трубчатый аппарат с естественной циркуляцией: тип 1 исполнение 2 [5.1].
В связи с тем, что теплоотдача при кипении растворов еще не достаточно изучена, удельную тепловую нагрузку аппаратов с естественной циркуляцией принимаем q=20000..50000 Вт/м2. Примем q=50000 Вт/м2 [5.1, 5.2].
Тогда ориентировочные площади по корпусам равны:
Принимаем по ГОСТ 11987-81 [5.1] выпарной аппарат с площадью поверхности теплопередачи F=450 м2, длиной труб l=5м, диаметром труб 38х2 мм.
Таким образом, давления в среднем слое кипятильных труб корпусов равны:
Полученным давлениям соответствуют следующие температуры кипения [5.5]:
| Давление, МПа | Температура, оС | Теплота парообразования, кДж/кг |
| 0,492 | 152,4 | 2111,3 |
| 0,266 | 129,1 | 2175,7 |
| 0,052 | 82,43 | 2300,7 |
Гидростатическая депрессия по корпусам определяется как
. 
.Сумма гидростатических депрессий
.3.2.4. Определение температурной депрессии
Температурная депрессия по корпусам при атмосферном давлении определяется по данным табл. XXXVI
| Корпус | Концентрация КОН, % | Температура кипения, оС | Депрессия, оС |
| 1 | 12,94 | 150,87 | 2,4 |
| 2 | 19,13 | 128,28 | 5,89 |
| 3 | 40 | 70,12 | 23,6 |
Температурная депрессия по корпусам с учетом давления в них определяется по формуле
,где Т – температура паров в среднем слое кипятильных труб, К;
r – теплота парообразования воды при данном давлении pср, Дж/кг;
- температурная депрессия при атмосферном давлении. 
.Сумма температурных депрессий
.Таким образом получается, что температура кипения растворов по корпусам равна:
. 
3.2.5 Определение полезной разности температур
Общая полезная разность температур для всей установки:
.Полезная разность температур по корпусам:
.3.2.6. Определение тепловых нагрузок по корпусам
Расход греющего пара в 1-й корпус, производительность каждого корпуса по выпаренной воде и тепловые нагрузки по корпусам определим путем совместного решения уравнений тепловых балансов по корпусам и уравнения баланса по воде для всей установки:
,где 1,05; 1,03 – коэффициенты, учитывающие потери теплоты по корпусам в окружающую среду.
Как видно из формул, для расчета необходима теплоемкость раствора, которая определяется по следующей формуле:
,где 4190 кДж/кг – удельная теплоемкость воды;
х – концентрация растворенного вещества, массовые доли;
С1 – удельная теплоемкость безводного растворенного вещества, Дж/кг*К.
Удельную теплоемкость химического соединения ориентировочно рассчитываем по уравнению:
,где М – молекулярная масса химического соединения;
с – его массовая удельная теплоемкость, Дж/кг*К;
n1, n2 – число атомов элементов, входящих в соединение;