Проектирование адиабатной выпарной установки термического обессоливания воды (стр. 9 из 21)
принимаем в качестве головного подогревателя восемь стандартных конденсаторов 1400КНВ-6-6-М3-0/20-6-2 ГОСТ15121-79 суммарной площадью теплообмена F=6920 м2.
2.3.17 Найдём площади теплопередающих поверхностей конденсаторов оттяжек парогазовой смеси из ступеней испарения полагая, что конденсируется весь пар
2.3.17.1 Задаёмся величиной коэффициента теплопередачи при конденсации пара, содержащего неконденсируемые газы, по таблице 4-6 [1] kк= 1500 Вт/м2´К
2.3.17.2 Площадь теплопередающей поверхности конденсатора теплоиспользующих ступеней Fк1
 |
принимаем стандартный вертикальный кожухотрубчатый конденсатор 1200КНВ-6-6-М1-О/25-6-2 ГОСТ15121-79 площадью поверхности теплообмена F=494 м2.
2.3.17.2 Площадь теплопередающей поверхности конденсатора теплоотводящих ступеней Fк2
 |
принимаем стандартный вертикальный кожухотрубчатый конденсатор 600КНВ-6-6-М1-О/25-6-4 ГОСТ15121-79 площадью поверхности теплообмена F=97 м2.
2.3.18 Найдём поверхность зеркала испарения для каждой ступени fi
 |
2.3.18.1 Для первой ступени поверхность зеркала испарения f1 составит
 |
2.3.18.2 Для второй ступени поверхность зеркала испарения f2 составит
 |
2.3.18.3 Поверхность зеркала испарения третей ступени f3
 |
2.3.18.4 Поверхность зеркала испарения четвёртой ступени f4
 |
2.3.18.5 Поверхность зеркала испарения пятой ступени f5
 |
2.3.18.6 Поверхность зеркала испарения шестой ступени f6
2.3.18.7 Поверхность зеркала испарения седьмой ступени f7
 |
2.3.18.8 Поверхность зеркала испарения восьмой ступени f8
 |
2.3.18.9 Поверхность зеркала испарения девятой ступени f9
 |
2.3.18.10 Принимаем для всех ступеней площадь зеркала испарения f=28 м2.
2.4 Расчёт количества используемого пара
2.4.1 По имеющимся данным теплового расчёта можно определить необходимое количество греющего низкопотенциального пара в случае использования в качестве рабочего пара различных параметров
2.4.2 Исходя из общего количества греющего пара и по коэффициенту эжекции определим требуемое количество рабочего пара 40 Gр40
 |
2.4.3 Необходимое количество низкопотенциального пара, отработанного в турбинах привода основного оборудования, составит Gн
Gн=Gр40´u=5,25´9=47,25 кг/с=170,1 т/час.
2.4.5 Аналогично определим потребность в паре при использовании в качестве рабочего пара других параметров и сведём полученные результаты в таблицу 5.
Таблица 5 – Зависимость количества греющего пара в зависимости от рабочего пара
| Параметры рабочего пара | Пар 10 Р=0,98 МПа, t=230оС | Пар 27 Р=2,4 МПа, t=280оС | Пар 40 Р=4,0 МПа, t=375оС |
| Расход рабочего пара, кг/с (т/час) | 10,49 (37,76) | 8,74 (31,46) | 5,25 (18,9) |
| Расход низкопотенциального пара, кг/с (т/час) | 41,96 (151,06) | 43,7 (157,32) | 47,25 (170,1) |
2.4.6 Таким образом, при использовании в эжекторе пара 40 потребуется 47,25 кг/с пара, отработанного в турбинах привода основного оборудования производств аммиака. Определим площадь поверхности воздушных холодильников, высвобождаемую в результате отвода части пара в головной подогреватель установки.
2.4.6.1 В настоящее время для конденсации пара, отработанного в турбинах привода, применяются следующие воздушные холодильники:
1 101 JC – F=33384 м2;
2 T401 JC – F=8200 м2;
2 102 JC – F=12594 м2;
3 103 JC- F=50076 м2;
4 T403 JC – F=8200 м2;
5 104 JC – F=8396 м2;
6 105 JC- F=33380 м2;
7 T403 JC– F=8200 м2;
общей площадью поверхности теплообмена Fобщ=162430 м2 (для одного производства) [15]. Общее количество пара подаваемое на холодильники составляет 248 т/час или 68,89 кг/с. В холодильниках осуществляется его конденсация и охлаждение до температуры t=57 оС.
 |
2.4.6.2 Найдем средний коэффициент теплопередачи воздушных холодильников kср
где Dt=21,3 оС – температурный напор в воздушных холодильниках, вычисленный, как среднелогарифмический из расчёта средней летней температуры воздуха tв=18 оС и воздуха на выходе из холодильников tвых=60 оС;
r=2333,8 кДж/кг – удельная теплота парообразования при температуре пара;
Сср=4,187 кДж/кг´К – теплоёмкость воды при средней температуре в холодильниках tср=(tп+ tк)/2=(70+57)/2=63,5 оС.
2.4.6.3 Площадь поверхности теплообмена, которая высвобождается при включении установки в производственный цикл F’
 |
2.4.6.4 По полученным результатам и известным площадям отдельных холодильников [15] определим, какие воздушные холодильники возможно переключить для использования в установке для охлаждения оборотной воды - это холодильники 101 JC и T401 JC, 102 JC, 104 JC, 105 JC и T105 JC общей площадью поверхности теплообмена F=104154 м2. Оставшийся холодильник будет покрывать имеющуюся нагрузку.
2.4.6.5 Ориентировочно оценим количество оборотной воды, которое можно охладить в высвобождаемых воздушных холодильниках Gх
 |
где Dt=10,7 оС – среднелогарифмический температурный напор в воздушном холодильнике при охлаждении оборотной воды.
2.4.6.6 Отсюда следует, что задействовав, в случае включения установки в производственный цикл, неиспользуемые воздушные холодильники производства “Аммиак - 2” можно сократить затраты на производство водооборотного цикла. Остальное количество оборотной воды направляется на ВОЦ 17, где имеется запас по мощности.
2.4.6.7 Количество оборотной воды, направляемое на ВОЦ 17 составляет Gоб
Gоб=GохлS-Gх=3484,8-1809,6=1675,2 кг/с.
2.5 Расчёт сепарационного устройства и нахождение ожидаемого качества дистиллята
2.5.1 Для нахождения количества примесей, которые с паром переходят в дистиллят необходимо определить влажность пара, которую обеспечивает сепарационное устройство. Принимаем для установки в камерах испарения жалюзийные сепараторы с горизонтальными пакетами. Для аппаратов безбарботажного типа, реализуемых в установке, принимаем величину критерия, определяющего параметры сепаратора N=0,4 (стр. 194 [20]). При этом ожидаемый унос составит j=5´10-5-1´10-4 кг/кг.
2.5.2 Произведём расчёт первой ступени испарения как наиболее напряжённой
2.5.2.1 По формуле (5-15) [20] найдём значение предельно допустимой скорости пара в нормальном сечении между пластинами жалюзи сепарационного устройства w”д1
 |
где s1=60,19 Па – поверхностное натяжение воды при температуре в первой ступени по таблице 2-8 [18],
r’1= 962,8 кг/м3 – плотность воды при её температуре в первой ступени по таблице 2-1 [18],
r”1=0,462 кг/м3 – плотность пара при температуре насыщения в первой ступени по таблице 2-1 [7].
2.5.2.2 Принимаем рабочую скорость пара равную
w”р1=w”д1´0,6=28,6´0,6=17,2м/с.
2.5.3. Найдём количество примесей, которое уносится со вторичным паром и переходит в дистиллят. Согласно методике [2] на стр.247 значение величины примесей зависит от влажности пара и от силы электролита растворов примесей. Наиболее интенсивно уносятся с паром вещества, водные растворы которых образуют очень слабые электролиты.