 |
3.2.1.5. Тепловые нагрузки корпусов 4 страница
|
|
|
|
(Размер труб всех аппаратов 38× 2 мм 
)
Аппараты с естественной циркуляцией, соосной греющей камерой, вынесенной зоной кипения и солеотделением (Тип I исполнение 2)
Аппарат состоит из греющей камеры, сепаратора с трубой вскипания, циркуляционной трубы и солеотделителя.
Греющая камера представляет собой одноходовой кожухотрубчатый теплообменник, в верхней и нижней трубных решетках которого развальцованы концы греющих труб.
Сепаратор – цилиндрический сосуд с верхним эллиптическим и нижним коническим днищами. Внутри сепаратора установлен первичный каплеотбойник, а в верхней части закреплен брызгоотделитель.
Раствор на выпаривание подается через штуцер В.
При работе аппарата уровень раствора должен поддерживаться по верхней кромке трубы вскипания. Снижение уровня приводит к уменьшению производительности, а повышение вызывает гидравлические удары и увеличение уноса раствора с вторичным паром.
Циркуляция раствора в аппарате осуществляется по замкнутому контуру: сепаратор – циркуляционная труба – солеотделитель – греющая камера – сепаратор. Образовавшаяся при выпаривании часть кристаллов осаждается в солеотделителе и выводится с упаренным раствором через нижний штуцер Г. Греющий пар подается в межтрубное пространство греющей камеры через штуцер А.
В аппаратах данного исполнения кипение раствора происходит в трубе вскипания, ввиду чего отложение кристаллов на внутренней поверхности греющих труб уменьшается, а работа аппарата улучшается.
Техническая характеристика аппаратов (Тип I исполнение 2) 
| Поверхность теплопередачи, м2 | Число труб, шт. | D1 | D2 | D3 | D4 | D5 | D6 | H | H1 | H2 | H3 | H4 | L | l1 | l2 |
| мм
| |||||||||||||||
Диаметр условного прохода штуцеров, мм (Тип I исполнение 2)
| Поверхность теплопередачи, м2 | А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | К | Л | М | М1 | П |
Аппараты выпарные с принудительной циркуляцией, соосной греющей камерой и вынесенной зоной кипения 
(Тип III исполнение 1)
Аппарат состоит из греющей камеры, сепаратора с трубой вскипания, отбойником и брызгоотделителем, циркуляционного насоса с электроприводом и циркуляционной трубы.
Кипение раствора происходит в трубе вскипания, установленной над греющей камерой. Кипение в трубах предотвращается за счет гидростатического давления столба жидкости в трубе вскипания.
Уровень раствора в аппаратеподдерживается по верхней кромке трубы вскипания.
Циркуляция раствора в аппарате осуществляется осевым насосом по замкнутому контуру: сепаратор – циркуляционная труба – насос – греющая камера – сепаратор.
Упаренный раствор выводится через штуцер Г. Раствор в аппарат подается через штуцер В.
Циркуляционный насос обеспечивает скорость потока в трубах 2÷ 2, 5 м/с.
Греющий пар подается в штуцерА, а конденсат греющего пара удаляется через штуцер Д. Вторичный пар выходит из аппарата через штуцер Б.
Техническая характеристика аппаратов (Тип III исполнение 1)
| Поверхность теплопередачи, м2 | Число труб, шт. | D1 | D2 | D3 | D4 | H | H1 | H2 | H3 | H4 | L | l1 | l2 |
| мм | |||||||||||||
Диаметр условного прохода штуцеров, мм (Тип III исполнение 1)
| Поверхность теплопередачи, м2 | А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | К | Л | Л1 | М | М1 | П |
| - | |||||||||||||||
| - | |||||||||||||||
| - | |||||||||||||||
|
|
|
Аппараты с принудительной циркуляцией, соосной греющей камерой и солеотделением 
(Тип 3 исполнение 2)
Аппарат состоит из греющей камеры, сепаратора с трубой вскипания, отбойником и брызгоотделителем, циркуляционного насоса с электроприводом, циркуляционной трубы и солесборника.
К верхней трубной решетке греющей камеры присоединена труба вскипания, над которой расположен отбойник.
Кипение раствора происходит непосредственно в трубе вскипания.
Циркуляция раствора в аппарате осуществляется по замкнутому контуру: сепаратор – циркуляционная труба – циркуляционный насос – греющая камера – сепаратор. Исходный раствор подается в один из штуцеров В.
Выпариваемый раствор, перегретый в греющей камере, поднимается по трубе вскипания и по достижении давления, соответствующего температуре насыщения, закипает. Образовавшаяся парожидкостная смесь вместе с выделившимися кристаллами выбрасывается в сепаратор, где происходит отделение паровой фазы. Кристаллы соли попадают в солесборник и вместе с выпаренным раствором выводятся из аппарата через штуцер Г.
Вместе с исходным раствором, поступающим в аппарат через солесборник (штуцер В), в аппарат уносятся мелкие кристаллы, которые способствуют снижению инкрустации внутренней поверхности греющих труб.
Уровень раствора в аппарате поддерживается по верхней кромке трубы вскипания.
Циркуляционный насос обеспечивает скорость потока в греющих трубах 2÷ 2, 5 м/с.
Греющий пар через штуцерА подается в межтрубное пространство аппарата, где конденсируется и удаляется через штуцер Д.
Вторичный пар, проходя сепаратор и брзгоотделитель, освобождается от капель раствора и выходит из аппарата через штуцер Б.
Техническая характеристика аппаратов (Тип III исполнение 2)
| Поверхность теплопередачи, м2 | Число труб, шт. | D1 | D2 | D3 | D4 | H | H1 | l |
| мм | ||||||||
Диаметр условного прохода штуцеров, мм (Тип III исполнение 2)
| Поверхность теплопередачи, м2 | А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | К | Л | Л1 | М | П |
|
|
|
Аппараты выпарные пленочные с восходящей пленкой и соосной греющей камерой 
(Тип V)
Аппарат состоит из греющей камеры, сепаратора с отбойником и брызгоотделителем и нижней камеры.
В верхней части сепаратора расположен брызгоотделитель. В нижней части сепаратора над греющей камерой расположен отбойник.
Раствор подается через штуцерВ, установленный на обечайке нижней камеры.
Раствор подают через штуцерВ, установленный на обечайке нижней камеры.
Из нижней камеры раствор поступает в греющие трубы, где вскипает под действием теплоты греющего пара. Образующийся вторичный пар, поднимаясь вверх, постепенно занимает все центральное пространство трубок и увлекает раствор в виде тонкого слоя по периметру трубок. Раствор, захваченный снизу, благодаря поверхностному трению проходит с большой скоростью по всей длине трубок, выпаривается по пути и выбрасывается в сепаратор. Упаренный раствор отводится из аппарата через штуцер Г. Уровень заполнения труб греющей камеры обычно составляет 20÷ 25%.
Несмотря на большую высоту труб греющей камеры, потери полезной разности температур за счет гидростатического столба невелики и их можно не учитывать при расчете аппарата.
Греющий пар подается в штуцерА, а конденсат греющего пара удаляется через штуцер Д. Вторичный пар выходит из аппарата через штуцер Б.
Для наблюдения за работой аппарата предусмотрены смотровые окна, для установки манометров и термометров – бобышки.
Техническая характеристика аппаратов (Тип V)
| Поверхность теплопередачи, м2 | Число труб | D1 | D2 | D3 | H | H1 | H2 | H3 | l | ||
| при размере труб 38× 2× 5000 мм | при размере труб 57× 2, 5× 7000 мм | ||||||||||
| мм | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
| - | |||||||||||
|
|
|
Диаметр условного прохода штуцеров, мм (Тип V)
| Поверхность теплопередачи, м2 | А | Б | В | Г | Д | Е | Ж | З | И | К | Л | М | П |
Условные проходы штуцеров, люков и других элементов выпарных аппаратов
| Обозначение | Назначение | Диаметр греющей камеры D1, мм | ||||||||||||
| Условный проход Dу, мм | ||||||||||||||
| А | Вход греющего пара | |||||||||||||
| Б | Выход вторичного пара | |||||||||||||
| В | Вход раствора | |||||||||||||
| Г | Выход раствора | |||||||||||||
| Д | Выход конденсата | |||||||||||||
| Е | Технологический | |||||||||||||
| Ж | Вход воды для промывки и опрессовки межтрубного пространства | |||||||||||||
| З | Вход воды для промывки | |||||||||||||
| И | Резервный | |||||||||||||
| К | Отбор проб | |||||||||||||
| Л | Слив из аппарата | |||||||||||||
| М | Сдувка неконденсирующихся газов | |||||||||||||
| Н | Технологический | |||||||||||||
| О | Резервный | |||||||||||||
| П | Воздушник | |||||||||||||
| Р | Для термометра сопротивления | М33× 2, 0 | ||||||||||||
| С | Для ртутного термометра | М33× 2, 0 | ||||||||||||
| Т | Для манометра | М20× 1, 5 | ||||||||||||
| У | Люк на сепараторе | |||||||||||||
| Ф | Люк на греющей камере | |||||||||||||
| Х | Люк | - | ||||||||||||
| Ц | Для регулятора уровня | |||||||||||||
| Ч | Вход воды для промывки брызгоотделителя | |||||||||||||
| Ш | Смотровое окно | |||||||||||||
| Щ | Вход воды для промывки смотрового окна | |||||||||||||
| Э | Для указателя уровня конденсата | 3/4ʺ | ||||||||||||
Приложение 3. Сведения о материалах, используемых при изготовлении выпарных аппаратов
Нержавеющая сталь является сложнолегированной, устойчивой к коррозии в обычных и агрессивных средах. Основной легирующий элемент – хром. Его содержание в нержавеющей стали от 12% до 20%. В состав также входят элементы, сопутствующие железу – углерод, кремний, марганец, сера, фосфор и элементы, придающие сплаву необходимые прочностные и антикоррозионные характеристики – никель, марганец, титан, молибден.
Увеличение хрома в сплаве повышает его сопротивляемость коррозии. При содержании хрома 12% и выше сплав является коррозионностойким в обычных и слабоагрессивных средах, более 17% - коррозионностойким и в более агрессивных средах (кислоты, щелочи).
|
|
|
Марки высокохромистой стали, такие как 0Х13 устойчивы к слабым кислотам, а хромоникелевые, такие как Х18Н10Т, Х15Н9Ю, Х17Н13М2Т способны выдерживать даже концентрированные кислоты типа азотной и серной.
ВМСт. 3кп - сталь применяется при работе в химически неагрессивных средах.
0Х13 – для изделий, подвергающихся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот и др. ).
Х17 – оборудование заводов пищевой и легкой промышленности среды средней агрессивности).
Х15Н9Ю – рекомендуется как высокопрочная сталь для изделий, работающих в атмосферных условиях, уксуснокислых и других солевых средах (коррозионная стойкость несколько ниже чем у Х18Н10Т, но значительно выше чем у 0Х13).
0Х21Н5Т – для изготовления аппаратуры в химической, пищевой и других отраслях промышленности, работающей с агрессивными средами при температурах не выше 300º С.
Х17Н13М2Т – рекомендуется для изготовления конструкций, работающих в условиях действия кипящих фосфорной, серной, уксусной кислот и в сернокислых средах (в средах повышенной и высокой агрессивности).
Х18Н10Т – применяется для изготовления сварной аппаратуры, работающей в средах средней и повышенной агрессивности в разных отраслях промышленности.
Типы некоторых стойких конструкционных материалов
| Вещество | Концентрация, % | Температура, °С | Рекомендуемый материал |
| CaCl2 | насыщенный раствор | 
| Х18Н10Т |
| KOH | 20–50 | 
| Х18Н10Т |
| KCl | насыщенный раствор |
| Х17Н13М2Т |
| K2CO3 | растворы |
| Х18Н10Т, ОХ13 |
| KNO3 | любая |
| Х18Н10Т, ОХ13 |
| MgCl2 | 2Х13, Х18Н10Т, Х15Н9Ю | ||
| NaOH | 30–40 | ОХ21Н5Т, Х18Н10Т | |
| NaCl |
| ОХ21Н5Т, Х18Н10Т | |
| NaNO3 | любая |
| ОХ13, Х18Н10Т |
| Na2SO4 | 5–50 |
| Х18Н10Т, Х17Н13М2Т |
| Na2CO3 | насыщенный раствор |
| ОХ13, Х18Н10Т |
| CuSO4 | любая |
| ОХ13, ОХ21Н5Т, Х18Н10Т |
| NH4NO3 |
| ОХ21Н5Т, Х18Н10Т | |
| Ca(NO3)2 | любая |
| ОХ13, Х18Н10Т |
| (NH4)2SO4 | любая |
| ОХ21Н5Т, Х18Н10Т |
Теплопроводность некоторых сталей и изоляционных материалов
| Марка стали | λ ст, Вт/м∙ К при 20–100°С | Изоляционный материал | λ из, Вт/м∙ К |
| ВМСт. 3кп | 50, 0 | асбокартон | (0, 16–0, 17)10-3 t |
| ОХ13, 1Х13 | 25, 1 | стекловата | 0, 051–0, 059 |
| Х17 | 25, 1 | совелит | 0, 098 |
| 0Х21Н5Т | 17, 2 | шлаковата | 0, 076 |
| Х15Р9Ю | 13, 4 | войлок | 0, 047 |
| Х18Н10Т | 16, 4 | шлакобетон | 0, 70 |
| Х17Н13М2Т | 15, 9 | асбошифер | 0, 17–0, 35 |
| ОХ21Н6М2Т | 12, 6 | опилки древесные | 0, 07–0, 093 |
Приложение 4. Основные размеры барометрических конденсаторов
| Размеры, мм | Внутренний диаметр конденсатора, мм | ||||||
| Толщина стенки аппарата δ | |||||||
| Расстояние от верхней полки до крышки аппарата a | |||||||
| Расстояние от нижней полки до днища аппарата r | |||||||
| Ширина полки b | - | - | |||||
| Расстояние между осями конденсатора и ловушки: | |||||||
| K1 | |||||||
| K2 | - | - | |||||
| Высота установки H | |||||||
| Ширина установки T | |||||||
| Диаметр ловушки D | |||||||
| Высота ловушки h | |||||||
| Диаметр ловушки D1 | - | - | |||||
| Высота ловушки h1 | - | - | |||||
| Расстояние между полками: | |||||||
| a1 | |||||||
| a2 | |||||||
| a3 | |||||||
| a4 | |||||||
| a5 | |||||||
| Условные проходы штуцеров: | |||||||
| для входа пара (А) | |||||||
| для входа воды (Б) | |||||||
| для выхода парогазовой смеси (В) | |||||||
| для барометрической трубы (Г) | |||||||
| воздушник (С) | - | - | |||||
| для входа парогазовой смеси (И) | |||||||
| для выхода парогазовой смеси (Ж) | |||||||
| для барометрической трубы (Е) | |||||||
|
|
|
