3. Расчёты, подтверждающие работоспособность

3.1. Технологический расчёт

Производительность фильтра:

П_ф= = 470 гл/ч = 47 м³

Где М — 16 млн дал годовая мощность предприятия по товарному пиву, гл/г; м³;

k_Т — температурный коэффициент, учитывающий уменьшение объема горячего сусла при охлаждении;

k_Т = 0,95;

N — 300 количество рабочих дней (суток) варочного отделения в году, сут;

k_В — коэффициент выхода товарного пива из горячего сусла, kв = 0,9;

τ_ф — 12 продолжительность фильтрования, ч. [6, c.588]

3.2. Конструктивный расчёт

Площадь фильтрующей поверхности фильтра:

F=П_ф/q_ф=470/6=78,3м²

Где q_ф — удельная производительность фильтра, гл/(м² ⋅ ч), зависящая от свойств фильтруемого пива и фильтровальной перегородки. [6, c.558]

3. Гидравлический расчёт

Потери давления на преодоление трения в прямом участке трубы:

Δp_ср=ρλlw²/2d=1029⋅0,03⋅2,9⋅1,8²/2⋅0,078=1859 Па

Где Δp_ср — потери давления на преодоление трения в прямом участке трубы, Па;

ρ — плотность среды, кг/м³,

λ — коэффициент гидравлического сопротивления (определяют расчетным путем или находят по справочнику);

l — длина участка трубопровода, м;

d — диаметр трубопровода, м;

w — скорость потока среды, м/с [5, c.250]

Потери давления от местных сопротивлений:

Δp_м=ζ ρw/2=0,5⋅1029⋅1,8/2=463,05 Па

Где ζ — коэффициент местного сопротивления, установленный экспериментально для разных типов арматуры, соединительных частей и т. п. (его значение выбирают по справочнику).[5, c.251]

Эквивалентная длина трубы:

l_экв= ζd/ λ=21,6 м [5,c.252]

Общие потери давления в трубопроводе:

Δp= ρw²(l+ l_экв) /2d=30775 Па= 30,8 Кпа [5, c.252]

Внутренний диаметр трубы:

d=0,02 =0,02 =0,078 м

Где - средняя скорость потока в трубах м/с

Q – объемный расход транспортируемой среды [5, c.254]

3. Прочностной расчёт

Толщина стенки:

Принимаем толщину стенки в соответствии с учебником = 5 мм [5, c.156]

S>= p D / (2 [σ ]φ - p) + c=0,003

D – диаметр замочного аппарата

С – прибавка к расчетным толщинам

С= П ∙ Та

П – скорость эрозии металла. П = 0,0005м

Та– срок службы аппарата (В данном случае пренебрегаем, т.к. аппарат из нержавеющей стали, Та=1)

[σ ]- допускаемое напряжение

[σ ]=η σ*

η – коэффициент, =1, т.к. среда не взрыво- и пожарно опасная

σ* - нормативное допускаемое напряжение, для нержавеющей стали = 240МПа

φ - коэффициент прочности сварных швов. Для стыкового или таврового с двусторонним сплошным проваром вида сварного шва, выполненного автоматической или полуавтоматической сваркой φ =1

р – давление, р=0,01МПа

S >= 0,01МПа ∙ 5м / (2∙ 240МПа ∙ 1 – 0,01МПа) + 0,0005м

S >= 0,001м

3. Энергетический расчёт

Определение мощности:

3N=ρgQH=2336,2 Вт [5, c. 274]

4. Монтаж, эксплуатация и ремонт тарельчатого кизельгурового фильтра

4.1. Монтаж

Оборудование, поступающее с заводов – изготовителей в собранном виде, не требует сборочных операций при его монтаже. Монтаж технического оборудования сводится в основном к его транспортированию с приобъектного склада в зону монтажа; такелажным работам внутри

монтажной зоны; распаковке, расконсервации; установке на фундамент, опорную металлическую конструкцию, железобетонное перекрытие или чистый пол; выверке в горизонтальной и вертикальной плоскостях, креплению фундаментными (анкерными) или самоанкерующимися болтами (дюбелями); испытанию на холостом ходу. [3, c. 141]

Монтаж трубопроводов выполняют в соответствии с рабочими чертежами проекта, деталировочными чертежами технологических трубопроводов, проектом производства монтажных работ и требованиями, изложенными в главе СНиП 3. 05. 05 – 84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы».

Трубопроводы монтируют преимущественно из готовых узлов, которые на монтажной площадке укрупняют в блоки трубопроводов.

Неподвижные опоры приваривают к опорным конструкциям и надежно закрепляют на трубе хомутами с установкой на болтах крепления контргаек.

Монтаж трубопроводов начинают с присоединения их к машинам и аппаратам. Присоединяемый при этом узел (участок) трубопровода временно закрепляют, не допуская, чтобы масса его передавалась на машины и аппараты. При прокладке трубопровода через стены перегородки и перекрытия трубопровод заключают в гильзы.

При монтаже трубопроводов высокого давления размещают опорные металлоконструкции и подвески, поднимают и укладывают трубы, соединительные детали и арматуру на опоры, соединяют все детали на фланцах с линзовыми уплотнениями, устанавливают компенсационные участки и компенсаторы. При сборе фланцевых соединений линзы заводят на место при помощи специальных щипцов. Фланцевые соединения затягивают равномерно и попеременно крест-накрест с постоянным контролем параллельности фланцев.

Технологические трубопроводы после монтажа подвергают промывке или продувке и испытаниям на прочность и герметичность. [3, c. 247-248]

4.2. Эксплуатация

• нанесение намывного слоя: ПВПП смешивают с водой в сборнике в соотношении 1 : 9 (1 кг ПВПП в 10 л суспензии), после чего наносят на сетчатые тарелки фильтра предварительный намывной слой из расчета примерно 200 г ПВПП на 1 м2;

• вытеснение воды из фильтра: воду из фильтра вытесняют СО2, после чего фильтр заполняют пивом и повышают давление;

• стабилизирующее фильтрование: при подаче пива на фильтрование в него дополнительно непрерывно дозируют ПВПП; удельный расход ПВПП при дозировании в пиво (в зависимости от его свойств) составляет 15–50 г/гл; в начале фильтрования осуществляют кратковременную циркуляцию пива, в процессе которой завершается формирование фильтрующего слоя, после чего отфильтрованное пиво направляют в промежуточный сборник, в котором поддерживается избыточное давление; удельный объем пива, получаемый за цикл стабилизирующего фильтрования, составляет около 165 гл/м2, после чего ПВПП подвергают регенерации;

• вытеснение пива из фильтра: по окончании фильтрования пиво вытесняют из фильтра СО2, а отработанный слой ПВПП остается на фильтрующих элементах;

• регенерация ПВПП: восстановление ПВПП осуществляют 2_кратной промывкой 1–2%-ным раствором NaOH при температуре 80–85 °С; при этом в щелочной среде происходит разрушение водородных связей, образовавшихся между ПВПП и полифенолами; первый промывочный раствор имеет черный цвет, поскольку щелочь вымывает фенолы из ПВПП; этот раствор обычно сбрасывают в канализацию; второй промывочный раствор не так сильно загрязнен фенолами, и его сохраняют для использования в качестве первого промывочного раствора при последующей регенерации;

• первая промывка ПВПП: после обработки щелочью фильтр с ПВПП промывают водой до снижения рН до 7–9;

• нейтрализация ПВПП: после промывки осуществляют нейтрализацию ПВПП слабокислым холодным раствором (1%-ный раствор Н3РО4, НNO3 или H2СО3), в результате чего рН снижается до 3–4;

• вторая промывка ПВПП: после кислотной обработки систему опять промывают водой;

• выгрузка регенерированного ПВПП из фильтра: после того как ПВПП становится вновь активным, пакет тарельчатых элементов приводят во вращение при 300 мин–1, при этом ПВПП сбрасывается центробежной силой с поверхности тарелок и перекачивается насосом в дозировочный бак, где содержание ПВПП в суспензии регулируют доведением его концентрации до оптимального 10%-ного значения; потери ПВПП при регенерации обычно не превышают 1%. [6, c. 576-577]

3. Ремонт

В процессе эксплуатации фильтров наблюдаются механические повреждения опорных, лобовой и прижимной плит, износ штанги и гайки, нарушение лакового покрытия опорных плит, износ и выход из строя резиновых уплотнений, нарушение плотности прилегания плит в результате неправильной установки фильтра и др. К характерным дефектам насоса и смыкающего с приводом устройства, которые выявляются при разборке фильтров, подлежащих ремонту, относятся износ подшипников, сальниковых втулок, рабочего колеса и прижимной буксы насоса, червяка и бронзовой втулки, смыкающего устройства, резиновых диафрагм дозатора. После замены быстроизнашивающихся деталей окончательно собирают фильтр с проверкой правильности его установки по уровню. До установки тщательно осматривают состояние смотровых фонарей (вышедшие из строя стеклянные детали заменяют), пробноспускных кранов и манометров. Затем монтируют подводящие и отводящие обвязочные трубопроводы. Смазочные точки дозатора, насоса и станции механического смыкания пластин смазывают согласно карте смазки. Перед вводом фильтра в эксплуатацию проверяют герметичность пластин сначала на воде, а затем на продукте. Течи при этом не допускаются. [3, c.330]