Выпарной аппарат с расчетами конструкции

 Перечень чертежей:

1. Чертеж общего вида выпарного аппарата со схемой расположения штуцеров и таблицей штуцеров с позициями:
   • Вход греющего пара
   • Выход вторичного пара
   • Вход и выход раствора
   • Технологический
   • Для промывки
   • Отбор проб
   • Слив из аппарата
   • Сдувка
   • Воздушник
   • Для термометра сопротивления
   • Для манометра
   • Люк
   • Смотровое окно
   • Для указателя уровня
2. Функциональная схема выпаривания растворов А1
3. Технологическая схема установки выпарной трехкорпусной с указанием среды в трубопроводе: пар, вода оборотная, конденсат, вода щелочная, раствор исходный и упаренный, с позициями:
   • Аппарат выпарной
   • Теплообменник
   • Конденсатор барометрический
   • Расширитель
   • Емкость
   • Насос вакуумный
   • Вентиль запорный / регулирующий
   • Конденсатоотводчик

 Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 60 листах.

         В пояснительной записке проведены исследования конструкции выпарного аппарата и рассмотрены законы, факторы и методы автоматизации процесса выпаривания. В химической, нефтехимической, пищевой, легкой и других отраслях промышленности выпаривание является одним из основных технологических процессов производства солей, щелочей, экстрактов растительных дубильных веществ, сахара. Выпарные установки применяются в технологии для концентрирования или разделения растворов, суспензий и эмульсий.

Описан процесс технологический выпаривания, где приведены закономерности физические и основы физико-химические выпарного процесса. Выпаривание применяется как для повышения концентрации разбавленных растворов, так и для выделения из них твердого вещества путем кристаллизации. Выпаривание является типичным процессом переноса тепла от более нагретого теплоносителя – греющего пара – к кипящему раствору. Процесс выпаривания проводится при разных давлениях: атмосферном, повышенном, под вакуумом.

Рассмотрено обеспечение аппаратное выпарного процесса. Выпарные аппараты с паровым обогревом состоят из двух основных частей:

• Кипятильника (греющей камеры), в котором расположена поверхность теплообмена, выполненная из труб, где происходит процесс парообразования
• Сепаратора – пространства, в котором вторичный пар отделяется от раствора

Приведена классификация аппаратов выпарных. Рассмотрены следующе конструкции аппаратов выпарных с описанием устройства и принципа действия:

• С внутренней нагревательной камерой и центральной циркуляционной трубой: у аппарата с внутренней нагревательной камерой и центральной циркуляционной трубой нагревательная камера располагается в нижней части вертикального корпуса и состоит из двух трубных решёток, в которых закреплены кипятильные трубы (длиной 2 – 4 м) и циркуляционная труба большого диаметра, установленная по оси камеры.

Греющий пар подается в межтрубное пространство нагревательной камеры. Поступление раствора в аппарат осуществляется над верхней трубной решеткой. Опускание раствора выполняется по циркуляционной трубе вниз, после чего он поднимается по кипятильным трубам и на некотором расстоянии от их нижнего края вскипает. Поэтому движение вверх парожидкостной смеси производится на большей части длины труб, содержание пара в которой возрастает по мере ее движения. Поступление вторичного пара выполняется в сепарационное (паровое) пространство, где с помощью брызгоуловителя, который изменяет направление движения парового потока, от пара отделяется унесенная им влага под действием инерционных сил. После этого производится удаление вторичного пара через штуцер сверху аппарата.

Удаление упаренного раствора происходит через нижний штуцер конического днища аппарата в качестве промежуточного или конечного продукта. Циркуляция раствора в аппарате осуществляется за счет разности плотностей раствора в циркуляционной трубе и парожидкостной смеси в кипятильных трубах.

• С подвесной нагревательной камерой
• С выносными циркуляционными трубами
• С выносными греющей камерой и зоной кипения

         Сделано описание методов увеличения эффективности технико-экономической установок выпарных. Описан контроль и управление процессом выпаривания.

         Приведены принципы общие управления процессом. Основные принципы управления процессом выпаривания рассмотрены на примере однокорпусной выпарной установки естественной циркуляции с выносными греющей камерой и зоной кипения. Концентрация упаренного раствора является показателем эффективности процесса, а поддержание определенного значения этой концентрации, а также поддержание материального и теплового балансов - целью управления.

Проведен анализ возмущающих и управляющих воздействий в объекте управления, по результатам которого установлено, что для достижения цели управления процессом необходима регулировка температурной депрессии, давления в аппарате и расхода теплоносителя. Для поддержания материального ба­ланса в аппарате необходимо выполнять регулировку уровня раствора путем изменения расхода упаренного раствора.

         Рассмотрено регулирование выпарного процесса: одноконтурное и многоконтурное. Выполнено описание частных случаев выпаривания, где изучена:

• Регулировка:
  • Разрежения в установках вакуум-выпарных
  • Концентрации раствора упаренного изменением его расхода
  • Концентрации раствора упаренного изменением расхода теплоносителя
  • Концентрации постоянной растворенного вещества в растворе свежем
• Управление аппаратами выпарными действия периодического

Приведен раздел с описание регулировки процесса. Описаны сведения о регулировке. Автоматический регулятор представляет собой устройство, которое оказывает воздействие на технологический процесс для поддержания технологического параметра на заданном значении. Для измерения технологического параметра применяется чувствительный элемент, конструкция которого определяется видом этого параметра.

         Рассмотрена классификация регуляторов. Описаны законы регулирования. Закон регулирования – вид математической зависимости между выходной и входной величинами регулятора. Законы регулирования делятся на линейные и нелинейные.

Регуляторы с линейными законами регулирования подразделяются на интегральные (И-регуляторы), пропорциональные (П-регуляторы), пропорционально-интегральные (ПИ-регуляторы), пропорционально-дифференциальные (ПД-регуляторы) и пропорционально-интегрально-дифференциальные (ПИД-регуляторы). Сделано описание регуляторов с линейными законами регулирования. Приведено описание регулировки процесса выпаривания.

В программе: АutoCad