3 Принцип выпаривания сахарных растворов
Выпарная станция – наиболее крупный потребитель пара сахарного завода, одновременно является источником пара для обогрева потребителей тепла. Поэтому она является как бы центром теплотехнической и технологической схем сахарного завода. Снижение производительности выпарной станции влечет за собой снижение производительности завода, перерасход условного топлива, увеличение потерь сахара и снижения его выхода.
При выпаривании сахарных растворов применяется принцип многократного сгущения, заключающийся в последовательном соединении нескольких выпарных аппаратов, причем вторичный пар каждой ступени используется в качестве греющего пара для последующей ступени. При этом давление пара снижается от ступени к ступени таким образом, чтобы обеспечить разность температур между вторичным паром из предыдущей ступени и кипящим раствором в следующей ступени. При большой производительности завода отдельные ступени выпарной станции комплектуются из двух и более аппаратов. В этом случае по подводу пара они работают параллельно, а по соку последовательно.
На рисунке представлена принципиальная схема четырехкорпусной выпарной станции с концентратором. На этой схеме показаны пароотборы для обогрева потребителей тепла. Сок поступает в первую ступень и последовательно проходит все ступени выпарной станции. При этом в каждой ступени выпаривается часть воды Wi а сок сгущается до СВi . Ретурный пар подается в 1 корпус, а каждая последующая ступень обогревается вторичным паром предыдущей ступени.
Принцип многократного использования теплоты пара в выпарной станции прямоточного типа с естественной циркуляцией осуществляется лишь при условии, что температура кипения снижается от первой ступени к последней. Только в этом случае будет наблюдаться разность температур между вторичным паром данной ступени и температурой кипения раствора в последующей, что необходимо для передачи тепла от пара предыдущей ступени к кипящему раствору последующей ступени. Это достигается установлением определенной температуры в первом корпусе выпарки – 126 оС, а в последней - 89 оС. Последняя ступень выпарки соединяется с барометрическим конденсатором, снабженным вакуум-насосом для отвода неконденсирующихся газов и воздуха. С некоторым приближением считается, что 1 кг пара, поступившего в первый корпус выпарной станции, выпаривает 1 кг воды.
При отсутствии принципа многократного выпаривания, т.е. при однократном для испарения 100 кг воды потребовалось бы 100 кг пара, при двукратном использовании для испарения 100 кг воды потребуется только 50 кг пара и т.д. Таким образом, главная цель многократного использования тепла пара, это сокращение его расхода на выпаривание воды и соответственно расхода условного топлива.