7.Расчёт и подбор оборудования варочного отдела

7.1 Определение необходимого количества варочных котлов [1, с.80-82; с. 106-108]

Для расчёта необходимо определить количество целлюлозы, получаемое за 1 котло-варку (G_к-в)

Для этого определим выход абсолютно-сухой целлюлозы с 1 м³ варочного котла (L_а.с.ц.).

- при установленной величине объёмной условной плотности древесины сосны (Z) района произрастания (лесосырьевой базы) - 409 кг a.с.д /пл.м³

-объемной плотности загрузки варочного котла (X) - 0,37 пл.м³./м³в.к.

- выходу целлюлозы из древесины (В₁) - 46 %

7.1.1 Количество абсолютно-сухой древесины сосны, загружаемой в 1 м³ варочного котла (Т_а.с.д.):

Т_а.с.д. = Z*X = 409*0,37 = 151 кг а.с.д,/м³ варочного котла.

7.1.2 Выход абсолютно-сухой целлюлозы с 1 м³ варочного котла (L_а.с.ц.):

L_а.с.ц.= Т_а.с.д.*В₁ = 151*46% = 69,46 кг а.с.ц. варочного котла.

7.1.3 Выход воздушно-сухой целлюлозы с 1 м³ варочного котла (L_в.с.ц.):

L_в.с.ц ⁼ L_а.с.ц: 0,88 = 69,46: 0,88 = 78,93 кг в.с.ц/м³ варочного котла.

7.1.4 Количество воздушно-сухой целлюлозы, получаемой за 1 котло-варку (G_к-в) при объёме варочного котла - 140 м³:

G_к-в = L_в.с.ц*140= 78,93*140 = 11050 кг =16,050 т.в.с. целлюлозы.

7.1.5 Суточная производительность варочного котла (G_к.сут):

G_к.сут= =(78,93 *140*24)/(1000*6)= 75,12 т.в.с. целл./сутки

7.1.6 Количество варочных котлов(N);

N = Q: С_к.сут = 600: 75,12 = 7,98

Принимаем к установке 9 варочных котлов объёмом по 140 м³ каждый.

7.2 Расчет емкости выдувного резервуара [1, с104-106; 6, С.89-90]

Выдувка сваренной целлюлозы осуществляется в выдувной резервуар.

На группу из 2 - 4 котлов (до 6 котлов включительно) устанавливается один выдувной резервуар [I, с104]. Выдувной резервуар должен вмещать 2 котло-варки при условии заполнения его на 60% [6, с.90].

Коническая нижняя часть выдувного резервуара используется для разбавления массы промывным чёрным щелоком, и поэтому её объем не входит в расчётный объём для приема целлюлозы, выдуваемой из варочных котлов.

В нашем случае количество воздушно-сухой целлюлозы за 1 котло-варку:

G_к.в. = 16,050 т в.с.ц.

Количество черного щёлока на 1 т в.с ц. равно 6001,43л (по табл. 5, гр. 6 или по табл. 6, гр, 12). Тогда необходимый объём цилиндрической части ( V_{цил.в.р.})

V_цил.в.р= (16,050 *6001,43*2)/0,6 = 375051 л = 375 м³

Определим диаметр (D_цил) и высоту (Н_цил) цилиндрической части выдувного резервуара для получения его рассчитанного объёма (V_{цил,в,р,}).

У большинства выдувных резервуаров соотношение

Н_{цил.в.р.}:D_{цил.в.р.}= 2:1.

V_цил= F_цил H_цил; H = 2D; F = ; Тогда V_{цил.в.п.}=

Отсюда

D_цил.в.р= D_цил.в.р= = 6,2 м.

Н_цил.в.р= 2D_цил.в.р=2*6,2 = 12,4 м.

Определим размеры конической части.

Угол конуса практически равен 60°, то есть в продольном сечении - это равносторонний треугольник со сторонами равными диаметру (D_цил.в.р), у которого высота равна общему большому катету смежных прямоугольных треугольников. Тогда

h²_{кон.в.р.}= D²_{цил.в.р.}-(1/2 D_цил.в.р)² или

h_{кон.в.р.}= =5,37 м

О6ъём конической части выдувного резервуара (V_{кон.в.р.} )

V_кон.в.р= = ((3,14*6,2²)/4)*(1/3)*5,37 = 54 м³

Общая высота выдувного резервуара (Н_{общ.в.р.})

H_{общ.в.р.} = Н_{цил.в.р.}+ Н_кон.в.р= 12,4 + 5,37 = 17,77 м.

Общий объём выдувного резервуара (V_{общ.в.р.})

V_{общ.в.р.} = V_{цил.в.р.} + V_{кон.в.р.} = 375 +54 = 429 м³.

Принимаем к установке выдувные резервуары объемом V_в.р. = 500 m³ каждый, [c.104, табл.20]. Количество выдувных резервуаров- 2 шт, так как общее количество устанавливаемые варочных котлов равно 9.

7.3 Мерник белого щёлока

Мерник должен вмещать запас щёлока не менее, чем на 2 варки при коэффициенте запаса 20%.

Количество белого щёлока на 1 варку (V_б.щ.к-в)

V_б.щ.к-в = V₂*G_к-в = 2904*17,897 = 51973 л = 52 м³.

Соответственно, объём мерника белого щёлока равен

V_{мерн.б.щ.} = (52*2) + (52*2)*0,2 = 124,8m³.

Принимаем к установке мерник белого щёлока объёмом 130 м³

7.4 Мерник чёрного щёлока

Мерник должен вмешать запас щёлока не менее, чем на две варки при коэффициенте запаса 20 %.

Количество черного щелока на 1 варку (V_ч.щ.к-в)

V_ч.щ.к-в= V₃*G_к-в= 4068,3 *16,050 = 72810 л = 73 м³

Соответственно, объем мерника чёрного щёлока равен

V_{мерн.ч.щ.}=(73*2) + (73*2)*0,2 = 175,2 м³

Принимаем к установке мерник черного щёлока объёмом 180 м³