---

¦Оттеки в сборниках перед вакуум-аппаратами ¦2,1 ¦

¦Утфель в вакуум-аппаратах ¦1,87 ¦

¦Клеровка ¦2,51 ¦

+-----------------------------------------------+----------------+

Приложение 12

Рекомендуемое

ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОДУКТОВ

ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ СТАНЦИЯМ ЗАВОДА

+------------------------------------------------+---------------+

¦ Наименование продуктов по технологическим ¦ Температура ¦

¦ станциям ¦ продуктов, °С ¦

+------------------------------------------------+---------------+

¦ 1 ¦ 2 ¦

+------------------------------------------------+---------------+

¦Наклонный диффузионный аппарат ¦ ¦

¦Стружка ¦10 ¦

¦Сок на производство ¦30 ¦

¦Жом ¦67 ¦

¦Жомопрессовая вода (после подогревателя) ¦85 ¦

¦Питательная вода (конденсат) ¦65 ¦

¦Сокостружечная смесь (в среднем по аппарату) ¦72 ¦

¦ ¦ ¦

¦Колонный диффузионный аппарат ¦ ¦

¦Стружка ¦10 ¦

¦Сок на производство ¦45 ¦

¦Жом ¦67 ¦

¦Жомопрессовая вода (после подогревателя) ¦85 ¦

¦Питательная вода (конденсат) ¦65 ¦

¦Сок на пеногашение ¦71 ¦

¦Циркуляционный сок ¦78 ¦

¦Сокостружечная смесь (в среднем по аппарату) ¦72 ¦

¦ ¦ ¦

¦Ротационный диффузионный аппарат ¦ ¦

¦Стружка ¦10 ¦

¦Сок на производство ¦45 ¦

¦Сок на предошпариватель ¦71 ¦

¦Жомопрессовая вода (после подогревателя) ¦85 ¦

¦Питательная вода (конденсат) ¦65 ¦

¦Жом ¦67 ¦

¦Циркуляционный сок на предошпариватель ¦80 ¦

¦Сокостружечная смесь (в среднем по аппарату) ¦72 ¦

¦ ¦ ¦

¦Подогреватели: ¦ ¦

¦преддефекованного сока ¦50 ¦

¦дефекованного сока ¦90 ¦

¦сока I сатурации перед фильтрованием ¦90 ¦

¦фильтрованного сока I сатурации перед дефекацией¦92 ¦

¦сока перед II сатурацией ¦95 ¦

¦сока перед пятикорпусной выпарной установкой ¦129 ¦

¦без концентратора ¦ ¦

¦сиропа ¦85 ¦

¦ ¦ ¦

¦Сборники: ¦ ¦

¦сиропа перед вакуум-аппаратами первых и вторых ¦85 ¦

¦оттеков I и II продуктов ¦ ¦

¦оттека аффинационного утфеля ¦85 ¦

¦Клеровочные мешалки желтого сахара ¦85 ¦

+------------------------------------------------+---------------+

Примечание. Приведенные температуры являются ориентировочными и уточняются при конкретном проектировании тепловой схемы завода по принятому регламенту и составу оборудования.

Приложение 13

Рекомендуемое

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО РАСЧЕТУ И ВЫБОРУ СЕКЦИОННЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

И ТЕПЛООБМЕННИКОВ, ВЫПУСКАЕМЫХ СМЕЛЯНСКИМ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫМ ЗАВОДОМ

1. Введение

Смелянский машзавод начиная с 1988 года прекратил серийный выпуск кожухотрубных многоходовых подогревателей и теплообменников, ранее использовавшихся для нагрева продуктов сахарной промышленности, и взамен освоил изготовление секционных аппаратов с повышенной скоростью движения в теплообменных трубах. Выпускается 19 типоразмеров секционных подогревателей и 6 - теплообменников. Новое оборудование отличается повышенной (в 3 - 4 раза) интенсивностью теплообмена, низкой металлоемкостью и практически не требует очистки теплообменной поверхности в течение производственного сезона.

Повышение интенсивности теплообмена в секционных аппаратах достигается в результате увеличения скорости движения парогазовой смеси или греющего конденсата в межтрубном пространстве, а также увеличения скорости движения нагреваемого сока по трубам.

Шестиходовые подогреватели А2-ПСС имеют два раздельных подвода греющего пара и отвода конденсата: один - на первые три секции по ходу сока и второй - на последующие три секции, что позволяет осуществить их грев парами разного потенциала. Это, наряду с уменьшением занимаемой полезной площади, снижает суммарное гидравлическое сопротивление двух групп подогревателей и расширяет диапазон их использования на заводах различной производительности.

Методические указания и рекомендации согласованы НПО "Сахар" и Укрниипродмашем 29.09.89.

2. Технические данные секционных подогревателей

и теплообменников

(Составлены на основании ОСТ 27-31-204-86, ОСТ 27-31-819-86 и данных завода-изготовителя.)

+------------+-------+-----+------+-------+--------+-------+-----------+

¦Типоразмер ¦Номин. ¦Число¦Число ¦Диаметр¦Номин. ¦Номин. ¦Гидравли- ¦

¦тепло- ¦площадь¦ходов¦тепло-¦ и ¦произво-¦потреб-¦ческое со- ¦

¦обменного ¦поверх.¦(сек-¦обмен.¦толщина¦дит. по ¦ление ¦противление¦

¦аппарата ¦тепло- ¦ций),¦труб ¦стенки ¦нагрев. ¦греюще-¦(МПа) при ¦

¦ ¦обмена,¦n, ¦диам. ¦корпуса¦продук- ¦го пара¦номинальном¦

¦ ¦F, ¦шт. ¦33 x ¦секции,¦ту, ¦или ¦расходе ¦

¦ ¦кв. м ¦ ¦1,5 мм¦ мм ¦куб. м/ч¦конден-+-----+-----+

¦ ¦ ¦ ¦в ¦ ¦ ¦сата, ¦сока ¦кон- ¦

¦ ¦ ¦ ¦одном ¦ ¦ ¦т/ч ¦ ¦ден- ¦

¦ ¦ ¦ ¦ходу, ¦ ¦ ¦ ¦ ¦сата ¦

¦ ¦ ¦ ¦m, шт.¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦

+------------+-------+-----+------+-------+--------+-------+-----+-----+

¦ 1 ¦ 2 ¦ 3 ¦ 4 ¦ 5 ¦ 6 ¦ 7 ¦ 8 ¦ 9 ¦

+------------+-------+-----+------+-------+--------+-------+-----+-----+

¦ Подогреватели ¦

¦ ¦

¦А2-ППС-30 ¦30 ¦6 ¦11 ¦194 x 3¦75 ¦2,3 ¦0,20 ¦- ¦

¦А2-ППС-45 ¦45 ¦-"- ¦15 ¦219 x 6¦100 ¦3,1 ¦0,20 ¦- ¦

¦А2-ППС-60 ¦60 ¦-"- ¦19 ¦219 x 6¦150 ¦6,0 ¦0,22 ¦- ¦

¦А2-ППС-90 ¦90 ¦-"- ¦30 ¦273 x 7¦225 ¦6,9 ¦0,20 ¦- ¦

¦А2-ППС-120 ¦120 ¦-"- ¦42 ¦325 x 8¦300 ¦12,0 ¦0,18 ¦- ¦

¦А2-ПСС-30 ¦30 ¦-"- ¦11 ¦194 x 3¦90 ¦1,6 ¦0,22 ¦- ¦

¦А2-ПСС-45 ¦45 ¦-"- ¦15 ¦219 x 6¦115 ¦2,16 ¦0,22 ¦- ¦

¦А2-ПСС-60 ¦60 ¦-"- ¦19 ¦219 x 6¦170 ¦4,0 ¦0,22 ¦- ¦

¦А2-ПСС-90 ¦90 ¦-"- ¦30 ¦273 x 7¦270 ¦4,8 ¦0,26 ¦- ¦

¦А2-ПСС-120 ¦120 ¦-"- ¦42 ¦325 x 8¦340 ¦9,0 ¦0,22 ¦- ¦

¦А2-ПСС-30-4 ¦30 ¦4 ¦15 ¦219 x 6¦90 ¦2,5 ¦0,13 ¦- ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦85 ¦2,5 ¦0,13 ¦- ¦

¦А2-ПСС-40-4 ¦40 ¦-"- ¦19 ¦219 x 6¦120 ¦3,3 ¦0,14 ¦- ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦115 ¦3,3 ¦0,14 ¦- ¦

¦А2-ПСС-60-4 ¦60 ¦-"- ¦30 ¦273 x 7¦150 ¦4,0 ¦0,13 ¦- ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦170 ¦4,0 ¦0,13 ¦- ¦

¦А2-ПСС-80-4 ¦80 ¦4 ¦42 ¦325 x 8¦200 ¦7,5 ¦0,14 ¦- ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦250 ¦7,5 ¦0,14 ¦- ¦

¦А2-ПСС-120-4¦120 ¦4 ¦62 ¦426 x 9¦300 ¦8,0 ¦0,12 ¦- ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦340 ¦8,0 ¦0,12 ¦- ¦

¦А2-ПСС-180-4¦180 ¦4 ¦92 ¦530 x 9¦450 ¦12,0 ¦0,10 ¦- ¦

¦А2-ПСС-240-4¦240 ¦4 ¦124 ¦630 x 9¦600 ¦16,0 ¦0,10 ¦- ¦

¦А2-ПСС-30-2 ¦30 ¦2 ¦30 ¦273 x 7¦115 ¦1,7 ¦0,05 ¦- ¦

¦А2-ПСС-60-2 ¦60 ¦2 ¦62 ¦426 x 9¦250 ¦3,9 ¦0,05 ¦- ¦

¦ ¦

¦ Теплообменники ¦

¦ ¦

¦А2-ПТС-20 ¦20 ¦4 ¦11 ¦194 x 3¦75 ¦45,0 ¦0,147¦0,13 ¦

¦А2-ПТС-40 ¦40 ¦-"- ¦19 ¦219 x 6¦150 ¦90,0 ¦-"- ¦-"- ¦

¦А2-ПТС-60 ¦60 ¦-"- ¦30 ¦273 x 7¦225 ¦135,0 ¦-"- ¦-"- ¦

¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦200 ¦135,0 ¦-"- ¦-"- ¦

¦А2-ПТС-80 ¦80 ¦-"- ¦42 ¦325 x 8¦300 ¦180,0 ¦-"- ¦-"- ¦

¦А2-ПТС-120 ¦120 ¦-"- ¦62 ¦426 x 9¦450 ¦270,0 ¦-"- ¦-"- ¦

¦А2-ПТС-180 ¦180 ¦-"- ¦92 ¦530 x 9¦600 ¦360,0 "¦-"- ¦-"- ¦

+------------+-------+-----+------+-------+--------+-------+-----+-----+

Примечание. 1. Рабочее давление в паровой камере подогревателей - не более 0,343 МПа.

2. Рабочее давление в соковой камере подогревателей, а также в соковой и греющей камере теплообменников - не более 0,589 МПа.

3. Материал труб подогревателей А2-ППС - латунь Л-68 или н/ж.

4. Материал теплообменных труб подогревателей А2-ПСС и теплообменников А2-ПТС - сталь 08Х18Т1, 12Х18Н10Т, 10Х18Н10Т.

5. Высота (длина) теплообменных труб всех типоразмеров секционных аппаратов - 5 м.

3. Общие указания

Разработчики оборудования (Укрниипродмаш и ПО "Укрсахтехэнергоремонт") на основании проектно-конструкторских расчетов, а также результатов экспериментальных исследований и промышленной эксплуатации рекомендуют:

3.1. Для нагрева циркуляционного и диффузионного сока подогреватели А2-ППС и теплообменники А2-ПТС.

3.2. Для нагрева остальных продуктов сахарного производства подогреватели А2-ПСС и теплообменники А2-ПТС.

3.3. Для обеспечения минимального накипеобразования при оптимальном гидравлическом сопротивлении выдерживать скорости движения сока в теплообменных трубах в следующих пределах:

- циркуляционный сок - 2,4 - 2,8 м/с;

- диффузионный сок - 2,8 - 3,0 м/с;

- преддефекованный сок - 2,0 - 2,4 м/с;

- сок I сатурации нефильтрованный - 2,0 - 2,2 м/с;

- сок I сатурации фильтрованный - 3,3 - 3,5 м/с;

- сок перед выпарной установкой - 2,0 - 2,2 м/с;

- жомопрессовая вода - 2,0 - 2,4 м/с.

3.4. Величины коэффициентов теплопередачи для предварительных

ориентировочных расчетов необходимой поверхности теплообмена

секционных аппаратов:

- для циркуляционного сока - 2000 Вт/кв. м x К;

- для диффузионного сока - 2200 Вт/кв. м x К;

- для преддефекованного сока - 2300 Вт/кв. м x К;

- для нефильтрованного сока I сатурации - 2800 Вт/кв. м x К;

- для фильтрованного сока I сатурации - 2600 Вт/кв. м x К;

- для сока перед выпарной установкой - 2200 Вт/кв. м x К;

- для жомопрессовой воды - 2200 Вт/кв. м x К.

3.5. Скорость движения конденсата в межтрубном пространстве теплообменников А2-ПТС не более 1,5 м/с.

3.6. На станциях нагрева, имеющих 3 или 4 группы подогревателей, давление перед первой группой не должно превышать 0,589 МПа.

4. Методика теплового расчета и выбора подогревателей

и теплообменников

4.1. Выбор исходных данных из технологических нормативов и расчетов, а также тепловой схемы и расчета выпарной установки, выполненных в соответствии с заданием на проектирование.

Необходимые исходные данные:

- суточная техническая мощность сахарного завода по переработке свеклы А (т/сут.);

- вид и количество нагреваемого продукта, пределы нагрева и удельный расход тепла и пара на нагрев;

- теплофизические характеристики нагреваемого продукта и теплоносителя (теплоемкость, плотность, содержание сухих веществ, температуры, энтальпия, теплота парообразования и др.).

4.2. Учитывая п. 3.3 настоящих Указаний, определяем необходимое число теплообменных труб в одном ходе подогревателя в пределах рекомендуемых скоростей по формуле (для труб диаметром 33 x 1,5 мм):

А x а

m = ----------, шт., (1)

р 6,1 ро x u

где:

а - % к м.св. - количество нагреваемого продукта;

ро - кг/куб. м - плотность (объемная масса);

u - м/с - рекомендуемые п. 3.3 скорости движения нагреваемого продукта.

Определение производится для верхнего и нижнего пределов скорости.

4.3. По исходным данным (п. 4.1) определяем располагаемую разность температур на подогреватель по формуле:

t - t

2 1

ДЕЛЬТА t = -------------, °C, (2)

р T - t

1

2,3 lg ------

T - t

2

где:

t - °С - начальная температура нагреваемого продукта;

1

t - °С - конечная температура;

2

Т - °С - температура греющего пара.

4.4. Ориентировочно определяем необходимую площадь поверхности

теплообмена подогревателя по формуле:

А x q

F = ------------------, кв. м, (3)

86,4 К x ДЕЛЬТА t

р

где:

А - т/сут. - суточная техническая мощность завода;

q - кДж/т - удельный расход тепла на подогреватель;

К - Вт/кв. м x К - коэф. теплопередачи (из п. 3.4);

ДЕЛЬТА t - °С - располагаемая разность температур

р

(по п. 4.3).

4.5. Ориентируясь на результаты, полученные по формулам 1, 2, 3, а также указания п. п. 3.1, 3.2, предварительно выбираем типоразмер подогревателя к установке и выполняем его поверочный расчет.

4.6. Если не удается выбрать подогреватель с необходимой величиной поверхности теплообмена и числом труб в ходу в пределах интервала, вычисленного по формуле (1), рекомендуется заглушить часть труб в центре трубной решетки до расчетной величины, предусмотреть последовательное или параллельное соединение нескольких аппаратов и т.п.

Для подогревателя принятой конструкции определяется фактическая величина поверхности теплообмена по формуле (для труб диаметром 33 x 1,5 мм, d ср. = 31,5 мм, высотой 5 м):

-5

F = 49455 x 10 x m x n, кв. м, (4)

ф

где:

m - шт. - число трубок в ходе предварительно выбранного типоразмера подогревателя с учетом корректировки;

n - шт. - число ходов подогревателя (теплообменника).

5. Уточненный поверочный расчет подогревателя

ном

5.1. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке альфа

1

определяем по номограмме рис. 1 (см. том 1), где альфа =

1

f (W, l, t ), с учетом интенсификации процесса теплообмена

k

(К = 1,25) за счет наличия в подогревателях А2-ППС и А2-ПСС

ном

эжектора, т.е. альфа = 1,25 альфа , Вт/кв. м x К, где: альфа -

1 1 1

коэфф. теплоотдачи по номограмме рис. 2 при пленочной конденсации

паров и ламинарном стекании пленки конденсата.

5.1.1. Напряжение поверхности нагрева определяем по формуле:

10 А x Д

W = --------, кг/кв. м x ч, (5)

ф

где:

Д - % к м. св. - удельный расход пара на подогреватель;

F - кв. м - площадь поверхности нагрева подогревателя (при

ф

отсутствии заглушенных труб принимается равной F ).

ном

5.1.2. Высота труб у выпускаемых подогревателей l = 5 м

(примечание 5 к п. 2).

5.1.3. Температура конденсата принимается по данным теплового

расчета выпарной установки либо по формуле:

t = T - (1 - 3), °С. (6)

k

5.2. Термическое сопротивление стенки вычисляем по формуле:

дельта

R = --------, кв. м x К/Вт, (7)

ст лямбда

ст

где:

дельта - м - толщина стенки теплообменной трубы (дельта =

1,5 мм = 0,0015 м);

лямбда - Вт/м x К - коэффициент теплопроводности материала

ст

стенки.

Для латунных труб лямбда = 93 Вт/м x К.

ст

Для нержавеющих труб лямбда = 17,5 Вт/м x К.

ст

5.3. Коэффициент теплоотдачи от стенки к нагреваемому продукту

альфа определяем по номограмме рис. 3 (см. том 1), где:

2

альфа = f (u, СВ, t ).

2 ср

5.3.1. Скорость движения нагреваемого продукта по трубам

определяется по формуле:

А x а

u = ----------, м/с. (8)

6,1 ро x m

5.3.2. Концентрация раствора (нагреваемого продукта) СВ, %, по

технологическим данным.

5.3.3. Средняя расчетная температура нагреваемого продукта для

подогревателей определяется по формуле:

t = T - ДЕЛЬТА t , °С, (9)

ср р

- для теплообменников:

t + t

1 2

t = -------, °С. (9)

ср 2

5.4. На основании определенных выше частных составляющих

вычисляем коэффициент теплопередачи для чистой стенки по формуле:

1

К = ----------------------------, Вт/кв. м x К. (10)

0 1 дельта 1

-------- + -------- + ------

ном альфа

альфа лямбда 2

1 ст

(Кривизной теплообменных труб пренебрегаем.)

5.5. Расчетный коэффициент теплопередачи с учетом коэффициента