книги из ГПНТБ / Тордуа, Г. А. Машины и аппараты целлюлозного производства конспект лекций
.pdf
|
fl - краткость циркуляций |
варочного реагента $ |
~\/к - ебадн |
|||
варочного котле в от I |
V - |
окорооть прохождения варочного рѳа~ |
||||
геята черев отверстія сета а н/бѳк. |
.5. . |
|||||
Общая |
площадь сита можно |
определить |
||||
нв ввражения F * ‘ |
|
|||||
отседа |
> |
|
|
|
|
|
где |
К - коэффициент перфорации |
сита - 0,20*0,40} |
|
|||
|
/і - площадь ромбического |
участка снта см.рио.39. |
|
Обычно диаметр сита на 200 мм ценное внутреннего диаметра котла,
т.е. |
Ь е «. ^ |
- 200 мм . |
Высота |
еіта |
■£- t~ * |
Согласно ОСТ 26-08-328-71 краткость циркуляции варочного реагента
составляет: |
У |
|
для оуяьфятаарочных котлов |
||
п = -JL.__ - 6*8 , |
||
|
W |
для сульфатварочямх я сульфатварочных с предгндрояивом котлов
п - — ■--'■“ 7 --- ю 10*13,
где 0,6 - часть объема котла, занимаемая варочный реагентом; У - оа.внме.
Опрелеление поверхности теплообмена подогревателя вацочного реагента в еяотеие принудительной циркуляции.
Формула для определения поверхности теплообмена при устано вившемся режиме
Q_s к F &к
для подогревателя варочного реагента не применима,так'как тепловой поток через поверхность теплообмена по времени меняется,т.е.
ф С<гпз4алѵі ,
где <3- =. количество |
тепла,проведшее |
через теплообменник $ |
К - коэффициент |
теплопередачи; |
|
F- поверхность теплообмена;
Д£ - полезная разнооть температур между температуроі гревше го пара ж варочным реагентом.
Формула для определения поверхности теплообмена должна бить выве дена всходя НЭ;неустанбвившег“ося режима работы.
Тепло, промедмее через поверхность теплообмена в течение ä<Z
времени,будет
d q - x f (-tn-£)dz> |
,(б) |
- 70 -
одругой стороны, CiQ нагревает варочного ремонта
|
|
|
0^2 = Giccfi , |
|
(7) |
|
где |
& |
- вес варочного реагента,кГ} |
с - »п*ев«ес- |
|||
иояотн |
£ £ р ; |
dl- приростъ температуры |
варочного |
реагента» |
||
|
й г С |
|
|
|
|
|
Остальные обозначения ен.вышв. |
|
|
|
|||
Is формулы |
(б-) я (7) следует |
|
|
|
||
|
|
|
Gi cd-l-k.F(J: п-і) |
j |
(8 ) |
|
где ' Gt,c, к, F |
- постоянные величины; |
|
|
|
||
|
i, |
d 4 . , c/c |
- переменные величины, |
|
|
|
Разделив обо ч а с » |
уравнения (8) на <к с ■ { - é n - i |
)( получил |
|
|
cfi _ kF Ja - |
|
|
||
Обозначки |
K-F |
=■$ |
тогда |
|
|
|
— — |
|
|
||||
|
6L-C. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j t L - j U t , |
||
|
|
|
|
I T T |
|
|
Обозначим |
£ h- £ - |
=? |
, тогда |
d z |
- - d i |
|
подставим их в выражение |
!(Ю). |
|
||||
|
|
|
|
d i ^ - Я с І я ; , |
||
Проинтегрируем внраженве (II) |
г |
|
||||
|
|
|
|
2 + С = - j J Z |
f |
|
при <T=ö |
„ с = - & , 2 ; |
c*b,(i„-i). |
|
|||
Поставив значение о |
в выражение(12),получив |
(9)
(Ю )
иди di= - d ?
(Н ) .
(I?)
где ін - начальная температура варочного реагеита
£>,*?Ц-.-~Л<Гкт Ігуѣ^ ѣ — - 4< Ѵ
поотавнв значение А
-k F сг
|
ія.* |
|
|
а - с |
’ |
отсада |
/г3 ^ |
2 |
О |
І - А |
|
|
K Z |
^ |
» |
iJ.-t |
* |
Ф- определяется із теплового баланса варкщ
ca. [ і ] ,еіѵЛ50*И55; |
[ 2 ] |
, стрЛ97-200; |
f » при сульфитной |
варке |
определяется для з а м р и и варка и |
берется наибольиая. В остальных ояучаях определяется исходя ия графика варки;
ЯІ - прогі ж и т р явность нагревания варочного реагента в часах j
- 71 -
4 |
4н |
- температура варочного реагента. Меняется от А |
нач |
|||||||
вой де |
» конечной температур« aapsftj |
V- ковффициеят тепло- |
||||||||
передачи - определяете* по яввестным расчетным формуле» теплопере |
|
|||||||||
дачи} |
О. * еео цхркуяируемого варопяого реагента, |
определяет |
|
|||||||
ся яя заражения |
а с |
^ |
, |
q. **.,, |
|
|
|
|||
|
|
|
|
(к |
<Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' с ( і ч - Ц |
’ |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
с - |
теплоемкость |
и&рочного paareята^щда |
{ |
|
||||||
Іа- начальная температура варочного реагента определяется |
|
|||||||||
|
|
|
0.4, сн « |
|
+• a>c. t V •■■•+ Q t„ |
|
|
|||
|
|
|
I |
_ &,сі4,* |
..... * |
g <-" |
-> |
|
||
|
|
|
* " |
Ü,et + |
|
+ ---■« -* |
~éc t |
|
||
где сѵ- |
начальная |
теплоемкость |
|
|
||||||
варочного реагента; |
|
|
||||||||
О., |
- |
вес aflo, сухой щепы j |
б,. - aeo влаги в щепе и *,д, |
|
||||||
|
|
|
|
температура и теплоемкость цепи я влаги ! |
|
|||||
<2, -количество тепловой потери в окрухавдуо среду варочного котла |
||||||||||
é€ - средняя температура прочного рвагеята ва время подъема |
|
|||||||||
температури } |
+0- температура помедѳняя варочного |
цеха. |
|
|||||||
Расчетным путем получѳннуо поверхность теплообменника округляй* |
|
|||||||||
до величииДальио*, |
определяетпринятой пообадйOGT |
26ковффициент-08- 328-71} теплопередачи. |
|
|||||||
для оуяьфатварочкмх котлов. |
|
|
|
|
||||||
|
|
F = (0,7* I.5JVJ, |
|
|
|
|
|
|||
а для оульфитварочных коілов |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Fx |
(0,44* 0,96jMT. |
|
|
|
|
Тйплообмвйние аппараты для подогрева варочного реагента.
Применяет тепяоосиеййййй главным oöpasou жоиухотрубной кон струкции, лад аайбблеѳ йА^ежвые для вкоплуатацин в условиях ва рочного реагвйта,несуідегасообой мелкие частицы древесины и волок на. Із коиухотрубных конструкций теплообменников наиболее жярокоа применение находит кохухотрубяый теплообменник с плавающей голеехой. при нормальной эксплуатации в этой конструкции теплообмен ника не вовникает дополнитеявные температурные напрлхѳния в труб ках м корпусе.
Применение пяаотиичатнх теплообменников сварой конструкции типа Рамен для подогрева варочного реагента в системе принудитель-
- 72 -
но* циркуляции рекомендовать затруднительна так кака случай ваоо - рения их практически невозможно очистить.
Толщина кожуха теплотехнического аппарата о плавям»* гояовsoBрассчитывается по формуле для расчета Тонкостенных сосудов.
Для сферическая днищ, работающих под внутренним давлением, толщину стенки днища определяют по формуле
где |
д - коэффициент форм» днища, определяется в зависимости |
|
от |
ив графика (чертеж 10 [9], отр.б^; |
Н - внутрен |
няя высота выпуклое части днища без учета отбортовки,- примекямтся конструктивно. Значения остальных Величин известны Из I главы,
Для |
эйиптических |
Днищ, работающих под внутренним давлением,тол- |
|
дяна стенка определяется из выражения |
|||
|
|
Р-R |
,г .Г- |
|
|
----- -— |
-f-C+ C^ |
|
|
& - Щ Л - Р |
3 |
где |
R - радиус |
кривизны в вериине днища в см, |
/ ? = * ? , - w
Ъ- внутренний диаметр, в цилиндрической частя днища т «іи
Для стадартных днищ Н/Д .«= 0,25 |
И |
£= Й. |
|
||
Расчет элементов кожухотрубных тѳпжообиеввых ашьрйтоа дь |
|||||
производится по методике |
[9] |
, стр.73-93. |
|
||
Определение диаметра втуцеров |
теплоойМвякшг аннартов щл ъ ы т я / к - |
||||
ся исходя, иэ расхода и допустимо!!: скорости движенія сред |
|||||
|
с/. 4 Ж |
- |
ч |
|
|
|
тгхѵ |
|
|
|
|
гдѳ S - |
весовой расход |
среды в |
У - удельна® нео apt- |
||
да кг/м9 ; |
V - скорость орѳдн а »/сок. |
|
|||
Для пара tr-1/І0001 |
|
|
|
|
|
удельный вес пара при данном яааааай'в $ |
У - 2Ш Зед®в- |
дящих штуцеров варочного |
реагента пряннааетса ю вредазад 1 і2 i'/ßos I |
If- для конденсата |
0,5* 1,0 м/сек. |
С целью увеличения коэффиціента . d.A У твяговтдз®* а унгв&вяаая образованія отложения на внутренней поверхности tjfüos, скорбеть
Варочного реагента в трубках теплообменника нршйваетон в преде лах 3*4 м/сек.
|
Ояреда |
чодзооти циркуляционного насоса |
|||
|
|
Л / |
~.£іг£ |
кет, |
|
ГД* |
= |
|
102.60^ |
|
|
АЦ,+&'йг + д Ц ъ+ лИ^+iHg ; |
|
||||
|
|
|
|||
|
потери напора tia сопротвьленке & трубопроводе , честные |
||||
I по диве 5 |
4/4 _ потерн напора в верхнем распределятель |
||||
ном |
устройстве ; |
дН3 - потерн напора в нижнем коннекторе ; |
|||
|
|
потерн напора в теплообменнике - вход, в трубках,выход; |
|||
|
Atjf- подмен жидкости. |
|
|
||
|
|
Потерн напора в трубопроводах (трубках вообще) |
|||
|
А- коэффициент трения о стенки трубки; |
і - длина в и; |
|||
|
Ü - внутренний диаметр труби в м; |
V - скорость реаген |
|||
та к м/сек; |
К - удельный вео варочного реагента кг/м3 ; |
||||
|
^ - ускорение |
силы |
тнИести в м/сек2. |
||
|
|
|
ХйбХВШ -Ш Ш ІШ Ш |
|
|
|
|
|
* i L ’ Z j - g r . |
|
|
где |
f |
- коаффицнѳит местного сопротивления. |
|||
Знакехм: |
а) входная иля выходная камера Ц =1,5, |
б) поворота на І80°С я менее у -2,5 , ві)вход в трубное пространство н ввход из него у =1 .
Еым&аксхмо от полученных результатов, напор насоса для принудитель но! циркуляции Варочного реагента, согласно ОСТ 26-08-328-71 должен быть в пределах:
H« 20*25 и вод.столба, ■»/=90* 100 квт.
Іеропркятия по борьбе с осадками в трубках подогревателя варочрого реагента;
1. Увеличенію скорости среда в трубках.
2.Работа подогревателя в заданном режиме.
S.Очистка нароакой.
4.Растворение осадка специальным минеральным раство рителей (сульфитно-азотная кислота).
5.Промывание горячих трубок холодной водой, растреснаваяяе зеедка и другие.
|
|
|
|
|
|
|
жесткой констсткиан. |
|
|
||||
|
|
Нижеприведенный расчет наглядно показывает,какие напряжения |
|||||||||||
возникают в |
корпусе я трубках теплообменников жесткой конструкція. |
||||||||||||
Из |
расчета |
следует, |
как важно |
соблюдение |
температурного |
р е й в а |
|||||||
работы аппарата (расчетного), |
равномерный прогрев |
аппарата перед |
|||||||||||
пуском |
в работе. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
При расчете допускается, что трубная доска не деформируется. |
|||||||||||
Усилие, |
приложенное |
на |
корпуся трубы от давления |
среда в |
нежтруб- |
||||||||
яом |
пространстве можно |
выразить формулой |
|
|
|
||||||||
а от |
давления |
трубного |
пространства |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
» < £ ) % , „г . |
|
|
|
||
Знаки |
показывают, |
что ояяы |
направлены з |
разные стороны. |
Усддзд |
||||||||
от |
давления |
среды |
трубного |
пространства, |
дейстзуецее за |
крыжу |
|||||||
аппарата,выразится |
|
формулой |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
« V f * / * |
, |
|
|
|
|
|||
где |
|
|
^ |
- |
внутренний диаметр корпуса; |
|
|
||||||
|
|
|
dH- наружный диаметр трубки; |
|
|
|
|||||||
|
|
|
Уі - число |
|
Трубок; |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Рг - |
давление нѳжтрубного пространства, кГ/зы^; |
|
||||||||
|
|
|
давление трубного пространства, кг/см“1} |
|
|||||||||
|
|
|
dg— внутренний |
диаметр |
трубок. |
|
|
|
|||||
Равнодействующую силу очевидно |
найдем изmi |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
Q.н - © г С&ир “ Q ~ ^ > |
|
|
|
||||||
отсюда |
Q |
- Ц [ с ^ г. nd*)f> |
+ nde Рт],«гг |
|
|
||||||||
эта |
сила распределяется |
аѳжду |
корпусомв трубами: |
<5= |
|
||||||||
3{ и |
<РГ |
- силы, |
растягивающие корпус |
я трубы. |
|
|
|||||||
Они |
вызывают |
в |
них |
упругие |
деформации |
|
|
|
■&к = й т '
- 75 -
С'оглчсне влияв* |
влзпмви деформаціи |
определяются: |
|
|
|||||||
|
|
5.Л. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я £ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
frfr |
C |
r |
|
|
|
|
|
|
|
отсвда находи |
|
*-4 “к |
> |
|
|
|
|
|
|
||
5? = -— |
г--5? |
|
|
|
|
|
|
||||
сада |
- стремящаяся |
вырвать |
трубы |
яз гнезда |
трубной |
реиетяя, |
|||||
определятся: |
Ä . - ( 5 - Q , : Q - |
4 Ф |
7 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
ErFr |
|
|
|
|
|
|
отовда |
получим |
& т = _ |
/ Т~Г 7 - О. . |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
crrr* Сч.t-H |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Сила,растягивающая |
|||||
|
|
|
|
|
|
корпус |
и |
стремящаяся |
|||
|
|
|
|
|
|
оторвать |
его |
от трубной |
|||
|
|
|
|
|
|
доска |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
Е* Гч |
- Q . |
|
|
|
|
|
|
|
. ______ |
F< |
||||
|
|
|
|
|
|
^ |
" IrFr + |
|
|||
|
|
|
|
|
|
Из этих уравнений сле |
|||||
|
|
|
|
|
|
дует, |
что |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S« Я |
|
|
|
|
|
|
|
|
3>т |
' |
Er Fr |
|
||
|
|
|
|
|
|
Усилие, |
возникающее от |
||||
|
|
|
|
|
|
давленая |
среды |
в аппара |
|||
|
|
|
|
|
|
т е , |
распределяется межд |
||||
|
|
|
|
|
|
корпусом и трубами пря- |
|||||
|
|
|
|
|
|
нопропорциояально отно |
|||||
|
|
|
|
|
|
шение |
произведений |
||||
|
|
|
|
|
|
площадей |
ах |
поперечного |
|||
|
Рас.40. |
|
|
|
сеченая на модуль упру |
||||||
|
|
|
|
гости . |
|
|
|
|
|||
Куаухо^грубныЯ |
теплообменник (расчетная |
Напряженно в |
материале |
||||||||
e xeaa), |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
труб: |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
«V |
Ü |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
•Т
- 76 -
Напряжение в материале корпуса: |
|
|
6 Г = 3 |
Е* |
- а . |
£ |
ErFr-1-tJ« |
При одинаковом материале трубок и корпуоа теплообменника формула значительно упрощается.
Обозначения:
-абоолмрное удлинение корпуса ;
-абсолютное удлинение трубки ;
і- расстояние между трубными рѳмѳтками, равно длине трубок;
Ек - |
моду » упругости материала корпуса, кГ/м2 ; |
£у- мо |
|
дуль упругооти материала труб, кГ/м2. |
|
|
|
Внвѳлрявѳдещше расчетные формую показывает, что |
от давления сре |
||
ды. как трубного, так и межтрубного пространства, |
корпус |
и трубы |
|
испытывает |
только растягивающие напряжения. |
|
|
Совместные действия давления среды и нагревания J руб и корпуба
Усилие, возникающее в трубах от давления и нагревания,будет
|
|
•?'= |
% + |
Г , |
|
|
|
|
|
а в корпусе |
|
|
|
|
|
|
|
||
Соответственно полное напряжение в трубах, |
6^'= 6"т+ б^1 |
||||||||
в корпусе |
s'* = бр + егк , |
|
|
|
|
||||
При |
-К>ік - корпус растянут, трубы сжаты |
и,наоборот,при -ér |
|||||||
трубы растянуты, а корпус сжат. |
|
|
|||||||
От нагревания корпус удлиняется на величину |
, от растягиваю |
||||||||
щего усилия |
- |
на |
Jjsj? . |
|
|
||||
Суммарное удлинение |
|
e<Fk |
|
„ |
|
Ф " Р |
|||
корпуса |
|
&"„ - |
|
— > |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ск Г* |
|
соответственно трубы удлиняются |
д" |
> |
|||||||
А |
л" |
|
|
|
|
|
|
tTFT |
|
благодарясовместности |
деформации, следовательно, |
||||||||
ач - л т |
|||||||||
|
|
A 4 |
Е + |
|
- о! J |
|
|
||
ң |
|
|
t+ TTf- |
|
- & Т “ Г С+ ё ~ В ~ ' |
|
|||
|
|
|
**** |
|
еГ*> |
|
|||
Jt: 9X', так как растягивающее усилие корпуса по абсолютной ве |
|||||||||
личине |
равно усилию |
сжимающей трубы, можно |
написать |
||||||
|
|
к - - г = — |
|
ь К Т ь Я Г * • |
|
- 77 -
Соответственно температурные напряхення в корпусе и трубках будет
|
с-" (érir-<*M)EK prFT |
и Г/ |
г |
|
|
|
|||
|
** - етг7+ г: тк |
* |
|
, |
|
|
|||
|
б** |
-°^<гц)ETE*Fu |
ц |
р I |
t |
|
|
||
|
т'~ |
Ег Ь + Ъ Ъ |
|
’ |
|
|
|
|
|
Пр« |
! к > 4 |
соответственно |
|
|
|
||||
|
б'"-' frr^r |
|
rFT |
W |
g-l,_ r°jr^r-°<4l!k)fr£«fi, |
||||
|
£rfr t£.P, |
|
|
T - |
fT fr+£«£* |
||||
Если суммарные осевые напряхення в корпусе н в трубках аппарата |
|||||||||
не превышант допускаемых, то конструкции теплообменника следует |
|||||||||
принимать хесткус. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Для надѳхности развальцовки необходимо проверить плотность |
||||||||
развальцовки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£ г Ут+ f r ' «г/ I |
» |
|
|
||||
|
|
И Ttântt |
|
<'t4 |
|
|
|||
где |
£ - допускаемая нагрузка, |
приходящаяся на единицу услов |
|||||||
ной поверхности вальцевки, Для |
стальных |
труб |
и стальной рѳметкх |
||||||
f = 150 кГ/см |
р |
|
|
|
|
|
|
О |
|
, для |
гладковальцованных труб f = ЗОО кГ/ см , |
||||||||
для труб, завальцованных в пазы |
|
£ |
=400 кГ |
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
см2 |
’ |
|
Ч - число труб} |
4 |
- |
глубина для развальцовки труб жесткой |
|||||
конструкции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
- 78 -
Г Л А В А Ц
л ш ш *
Создание промысленных установок для непрерывней варки делли лоза и пояуцелдвлозн является значительным достижением в производ стве целлюлозы во второй половине 20 века.
Непрерывная установка имеет ряд преимуществ перед периодиче ской варкой, а именно: высокая производительность единичны*;устано вок, возможность полученія целлюлозы равномерного качества, меньВБЯ удельная потребность объема и площади производственного помеаення, мѳвьвна удельные расходы - материала для корпуса и комму никации тепловой и электроэнергии, количества обслуживающего персонала; возможность полной автоматизация производственных про цессов и другие,
Между тем установка непрерывной варки требует особых условий для нормальной работы ; бесперебойное обеспечение щепой, варочным реагентом, паром, электроэнергией, высококвалифицированным обслужи вающим пѳроонадоы; строгое соблюдение графиков планово-предупреди тельного ремонта отдельных узлов и в целом установки, как меха нической службы, так и службы электропривода комплектующего обору дования, КИП и автоматики. Строгое соблюдение технологического ре жима работы установки в целом.
Неплановая остановка установки нарушает ритм не только самой установка, но и всего предприятия в целом,так как неплановый вы ход аз строя установки большой мощности (350-800 т/е а более)
невозможно пополнить без ухудшения качественных показателей про дукции, Поэтому нельзя допускать неплановую остановку установка непрерывной варки целлюлозы.
Для нормальной эксплуатации установки все тщательно заранее должно быть подготовлено по всем видам службы установки. По оконча нии монтажа установки, должна быть разработаны подробные правила экслуатацни установки по всем видан службы.
Для нормальной и безперебойной работы установка должна бить обеспечена не временным, а капитальным потоком подачи щепы, вароч ного реагента, пара, эксплуатации, отвода сваренной целлюлозе.
- 79 -