Борьба с потерями теплоты
25-04-2017, 19:47
Выпарка должна применяться всегда с полным использованием ее соковых паров, т. е. без всяких потерь пара на конденсатор. По сравнению с нашим примерным балансом это даст экономию в 1863 ккал (7820 кдж). Для достижения этого нужен ряд условий:
1) по возможности снижать откачку, что требует или большей длительности диффундирования, или установки хороших диффузионных аппаратов непрерывного действия;
2) вести уваривание утфелей исключительно на соковых парах, что требует увеличения поверхности нагрева вакуум-аппаратов или удлинения уваривания;
3) подогреватели нужно обогревать по возможности паром последних корпусов выпарки, для чего требуется увеличение поверхности нагрева и возможно большее снижение температуры нагревов;
4) при уменьшении расхода экстрапара на всевозможные нагревы (например, при частичном обогреве подогревателей диффузионного сока отбросным паром из вакуум-аппаратов) требуется компрессирование сокового пара при помощи инжекторов или турбокомпрессоров, так как иначе окажутся излишки соковых паров и потери их на конденсатор. Чем больше экономия в потреблении пара на всякие прочие станции сахарного завода, тем больше оказывается потребность в компрессии соковых паров.
Вакуум-аппараты. Потери пара из вакуум-аппаратов на конденсатор весьма велики. Для снижения этих потерь нужно заботиться о том, чтобы концентрация сиропа была максимальная (65%). Иногда предлагают доводить концентрацию сиропа до 70% (И.Ф. Зеликман предлагает даже до 72—73%): если вместо 65% иметь сироп концентрацией 70%. то потери пара снизятся на 18%, или на 1370 ккал (5736 кдж). Но при этом придется сульфитировать и фильтровать промежуточный полусироп из предпоследнего корпуса выпарки, так как сироп с содержанием 70% СВ слишком вязок. Нужно также избегать всякого разбавления водой увариваемых оттеков.
Очень важный метод снижения потерь пара из вакуум-аппаратов — это использование части этих парой для обогрева первой группы подогревателей диффузионного сока. Но для этого нужно, чтобы диффузионный сок имел низкую температуру, например 23° С, а не обычные 35—40° С. Это можно получить на двухшнековой диффузии и на I-диффузии. Тогда появляется возможность нагреть диффузионный сок паром из вакуум-аппаратов, имеющим температуру 55° С, от 23 до 46° С, т. е. на 23°, или сэкономить из теплоты пара вакуум-аппаратов 115*0,9*23 = 2380 ккал (9964 кдж).
Конденсаты. Для снижения потерь теплоты в конденсатах можно использовать их также для нагревания диффузионного сока при помощи специального противоточного теплообменника. Таким образом, сок, нагретый уже парами вакуум-аппарата до 46° С, можно нагреть дальше до 60° С, на что потребуется
Можно также использовать горячие конденсаты для отопления помещения.
Пропарка вакуум-аппаратов может быть снижена примерно в 2 раза, если применять аппараты с кольцевой поверхностью нагрева или с конусообразной, а не с горизонтальной верхней трубной поверхностью. Это дает экономию около 150 ккал (628 кдж).
При пробелке сахара в центрифугах при современном методе пробелки лишь водой пара не требуется. Однако при этом пар затрачивается на нагревание воздуха для сушки сахара, но эта затрата теплоты раза в 2 меньше, т. е. получается тоже экономия 150 ккал (628 кдж).
I сатурация. Здесь для снижения охлаждения сока при сатурации нужно по возможности снижать расход извести, повышать содержание СO2 в сатурационном газе (не меньше 30%; в лучших современных известняковообжигательных печах получают газ даже с 40—42% СO2), снижать несколько нагрев сока перед дефекацией и сатурацией (не до 90° С, как делали раньше, а до 85°С). Здесь возможна экономия около 400 ккал (1675 кдж).
Лучеиспускание и конвекция — самый крупный источник потерь [9657 ккал (40432 кдж), или 28%]. Вследствие остывания сока при фильтрациях его приходится многократно подогревать, на что расходуется около 3000 ккал (12560 кдж). Эти охлаждения сока обусловлены самоиспарением воды при вытекании горячего сока струйками на открытом воздухе (например, на мешочных фильтрах соков и сиропа). Эти потери не следует допускать. Все места вытекания сока при фильтрации необходимо плотно прикрывать, все сборники соков и сиропов также должны быть закрыты плотными изолированными крышками.
Другой путь борьбы с самоиспарением — это снижение температуры соков при фильтрации.
Все эти мероприятия могут, вероятно, снизить потери тепла, например, на 500 ккал (2093 кдж).
Главная часть потерь (более 5000 ккал, 20934 кдж) происходит просто путем теплопроводности, лучеиспускания и конвекции через стенки всевозможных соковых и паровых труб и аппаратов. По Классену, только в паропроводах теряется около 1700 ккал (7118 кдж). Отсюда ясна вся важность тщательной тепловой изоляции аппаратов, труб и фланцев. Весьма вероятно, что улучшая изоляцию, можно снизить потери на лучеиспускание и конвекцию процентов на 20, т. е. на 1000 ккал (4187 кдж).
Сумма всех приблизительно оцененных нами возможных снижений потерь тепла в общем составляет 8262 ккал (34591 кдж). Таким образом, от топлива пришлось бы получать лишь
а затрачивать лишь
условного топлива. Возможна еще дальнейшая экономия топлива от повышения к. п..д. паровых котлов. В самом деле, встречаются заводы, расходующие лишь 5—6 кг условного топлива на 100 кг свеклы, в то время как при меньшем внимании к вопросам экономии этот расход доходит иногда до 9—10 кг на 100 кг свеклы.
1) по возможности снижать откачку, что требует или большей длительности диффундирования, или установки хороших диффузионных аппаратов непрерывного действия;
2) вести уваривание утфелей исключительно на соковых парах, что требует увеличения поверхности нагрева вакуум-аппаратов или удлинения уваривания;
3) подогреватели нужно обогревать по возможности паром последних корпусов выпарки, для чего требуется увеличение поверхности нагрева и возможно большее снижение температуры нагревов;
4) при уменьшении расхода экстрапара на всевозможные нагревы (например, при частичном обогреве подогревателей диффузионного сока отбросным паром из вакуум-аппаратов) требуется компрессирование сокового пара при помощи инжекторов или турбокомпрессоров, так как иначе окажутся излишки соковых паров и потери их на конденсатор. Чем больше экономия в потреблении пара на всякие прочие станции сахарного завода, тем больше оказывается потребность в компрессии соковых паров.
Вакуум-аппараты. Потери пара из вакуум-аппаратов на конденсатор весьма велики. Для снижения этих потерь нужно заботиться о том, чтобы концентрация сиропа была максимальная (65%). Иногда предлагают доводить концентрацию сиропа до 70% (И.Ф. Зеликман предлагает даже до 72—73%): если вместо 65% иметь сироп концентрацией 70%. то потери пара снизятся на 18%, или на 1370 ккал (5736 кдж). Но при этом придется сульфитировать и фильтровать промежуточный полусироп из предпоследнего корпуса выпарки, так как сироп с содержанием 70% СВ слишком вязок. Нужно также избегать всякого разбавления водой увариваемых оттеков.
Очень важный метод снижения потерь пара из вакуум-аппаратов — это использование части этих парой для обогрева первой группы подогревателей диффузионного сока. Но для этого нужно, чтобы диффузионный сок имел низкую температуру, например 23° С, а не обычные 35—40° С. Это можно получить на двухшнековой диффузии и на I-диффузии. Тогда появляется возможность нагреть диффузионный сок паром из вакуум-аппаратов, имеющим температуру 55° С, от 23 до 46° С, т. е. на 23°, или сэкономить из теплоты пара вакуум-аппаратов 115*0,9*23 = 2380 ккал (9964 кдж).
Конденсаты. Для снижения потерь теплоты в конденсатах можно использовать их также для нагревания диффузионного сока при помощи специального противоточного теплообменника. Таким образом, сок, нагретый уже парами вакуум-аппарата до 46° С, можно нагреть дальше до 60° С, на что потребуется
115 * 0,9(60 — 46) = 1449 ккал (6067 кдж).
Можно также использовать горячие конденсаты для отопления помещения.
Пропарка вакуум-аппаратов может быть снижена примерно в 2 раза, если применять аппараты с кольцевой поверхностью нагрева или с конусообразной, а не с горизонтальной верхней трубной поверхностью. Это дает экономию около 150 ккал (628 кдж).
При пробелке сахара в центрифугах при современном методе пробелки лишь водой пара не требуется. Однако при этом пар затрачивается на нагревание воздуха для сушки сахара, но эта затрата теплоты раза в 2 меньше, т. е. получается тоже экономия 150 ккал (628 кдж).
I сатурация. Здесь для снижения охлаждения сока при сатурации нужно по возможности снижать расход извести, повышать содержание СO2 в сатурационном газе (не меньше 30%; в лучших современных известняковообжигательных печах получают газ даже с 40—42% СO2), снижать несколько нагрев сока перед дефекацией и сатурацией (не до 90° С, как делали раньше, а до 85°С). Здесь возможна экономия около 400 ккал (1675 кдж).
Лучеиспускание и конвекция — самый крупный источник потерь [9657 ккал (40432 кдж), или 28%]. Вследствие остывания сока при фильтрациях его приходится многократно подогревать, на что расходуется около 3000 ккал (12560 кдж). Эти охлаждения сока обусловлены самоиспарением воды при вытекании горячего сока струйками на открытом воздухе (например, на мешочных фильтрах соков и сиропа). Эти потери не следует допускать. Все места вытекания сока при фильтрации необходимо плотно прикрывать, все сборники соков и сиропов также должны быть закрыты плотными изолированными крышками.
Другой путь борьбы с самоиспарением — это снижение температуры соков при фильтрации.
Все эти мероприятия могут, вероятно, снизить потери тепла, например, на 500 ккал (2093 кдж).
Главная часть потерь (более 5000 ккал, 20934 кдж) происходит просто путем теплопроводности, лучеиспускания и конвекции через стенки всевозможных соковых и паровых труб и аппаратов. По Классену, только в паропроводах теряется около 1700 ккал (7118 кдж). Отсюда ясна вся важность тщательной тепловой изоляции аппаратов, труб и фланцев. Весьма вероятно, что улучшая изоляцию, можно снизить потери на лучеиспускание и конвекцию процентов на 20, т. е. на 1000 ккал (4187 кдж).
Сумма всех приблизительно оцененных нами возможных снижений потерь тепла в общем составляет 8262 ккал (34591 кдж). Таким образом, от топлива пришлось бы получать лишь
32 259 — 8262 = 23997 ккал (97079 кдж),
а затрачивать лишь
23 997 : 4900 = 4,9 кг
условного топлива. Возможна еще дальнейшая экономия топлива от повышения к. п..д. паровых котлов. В самом деле, встречаются заводы, расходующие лишь 5—6 кг условного топлива на 100 кг свеклы, в то время как при меньшем внимании к вопросам экономии этот расход доходит иногда до 9—10 кг на 100 кг свеклы.