Трехкорпусная выпарная установка

Перечень чертежей:

1. Технологическая схема выпарной установки на формате А1 с условными обозначениями среды в трубопроводе – пара, воды оборотной (подачи), воды оборотной (возврата), конденсата, воды щелочной, раствора исходного, раствора упаренного;
2. Сборочный чертеж аппарата выпарного с естественной циркуляцией и греющей камерой А1 с габаритными размерами, разрезами деталей, таблицей штуцеров, техническими характеристиками аппарата и следующими техническими требованиями:

• при изготовлении аппарата руководствоваться ОСТ 26-01-112-79, ГОСТ 12.2.003-74,
• корпус аппарата и детали, соприкасающиеся с упариваемым раствором, изготовить из стали Х17 ГОСТ 5832-72, остальные детали – из стали Ст3 ГОСТ 380-71,
• прокладки из паронита ПОН-1 ГОСТ 481-80,
• аппарат испытывать на прочность и плотность гидравлически в горизонтальном положении под давлением 0,9 МПа,
• сварные соединения контролировать рентгенопросвечиванием в объеме 100% по ОСТ 26-291-71. Сварные соединения нержавеющих сталей контролировать на стойкость против межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032-84,
• не указанный вылет штуцеров 120 мм.

Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 16 страницах.

Задание: спроектировать трехкорпусную выпарную установку для концентрирования Gн = 8.611 кг/с  водного раствора KOH от начальной концентрации х_н = 8 % до конечной х_к = 40% при следующих условиях:

• обогрев производится насыщенным водяным паром давлением Pг1 = 0,65 МПа;
• давление в барометрическом конденсаторе Рбк = 0,015 МПа;
• взаимное направление пара и раствора – прямоток;
• раствор поступает в первый корпус при температуре t=20 град.

В пояснительной записке описан процесс разработки технологической схемы трехкорпусной выпарной установки.

Функции, которые выполняют выпарные установки, предопределяют требования к их конструкции – схемы, типы аппарата, число ступеней.

Приведены основные принципы работы трехкорпусной выпарной установки и исходные данные для проектирования такой установки – расход водного раствора КОН 8,611 кг/с от начальной концентрации 8% до конечной 40%, давление насыщенного водяного пара 0,65МПа, давление в барометрическом конденсате 0,015 МПа, взаимное направление пара и раствора – прямоток, раствор поступает в первый корпус при температуре 20 ⁰С.

Определена поверхность теплопередачи выпарного аппарата: исходя из производительности установки по выпариваемой воде (6,46 кг/с) рассчитаны:

• концентрации упариваемого раствора – зависят от соотношения нагрузок по выпариваемой воде в каждом аппарате (12,94, 19,13 и 40%),
• температуры кипения растворов – вычисляется по давлениям паров (156,41, 130,85 и 85,43 ⁰С),
• полезная разность температур – 47,54 ⁰С,
• тепловые нагрузки – 4797, 4119 и 4701 кВт,
• конструкционный материал – принята сталь марки Х17,
• коэффициенты теплопередачи – 1694, 982,52 и 576 Вт/м²К,
• распределение полезной разности температур – из условия равенства их поверхностей теплопередачи – 16,21, 14,17 и 17,16 град.

На основании произведенных расчетов выбран выпарной аппарат с естественной циркуляцией и выносной греющей камерой (ГОСТ 11987-81), поверхность теплопередачи которого составляет 160 кв.м. Произведен уточненный расчет поверхности теплопередачи – рассчитаны тепловые нагрузки, коэффициенты теплопередачи, распределение полезной разности температур, проверка суммарной полезной разности температур.

Определена толщина тепловой изоляции – из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду. Подобран материал теплоизоляции – совелит толщиной 0,05 м.

Выполнен расчет барометрического конденсатора с определением расхода охлаждающей воды (43,78 кг/с), основных размеров барометрического конденсатора барометрической трубы (диаметр 1200 мм, высота – 8,98 м), производительности вакуум-насоса (108 куб.м./мин), подобран вакуум-насос типа ВВН-12 с мощностью на валу 22 кВт.

Спецификация –  присутствует на чертеже

В программе: Компас 3Dv