3.5 Розрахунок техніко-економічних показників роботи апарата

Амортизаційні витрати знаходимо по формулі:

де – площа поверхні теплообміну, м²;

– вартість 1 м² поверхні теплообміну апарату, грн/м²;

– річна доля амортизаційних відрахувань, %.

Експлуатаційні витрати:

де – кількість годин роботи теплообмінника за рік;

– потужність електродвигуна насоса, кВт ( =0,153 кВт, див. п.3.3).

– вартість 1 кВт/год електроенергії, грн/(кВт∙год).

3.6 Розрахунок оптимальної швидкості руху теплоносія в апараті

Для визначення оптимальної швидкості руху теплоносія виконаємо технологічні та економічні розрахунки при w=0,25; 0,65 і 0,85 м/с.

w=0,25 м/с

w=0,65 м/с

w=0,85 м/с

Результати розрахунків узагальнено в табл. 3.1 та на рис. 3.1.

Таблиця 3.1 – Зведена відомість розрахунків

w, м/с	0,25	0,45	0,65	0,85
Reп	1377,03	2478,66	3580,29	4681,92
Reв	2381,97	4287,55	6193,13	8098,71
Nuп	4032,	60,85	78,71	94,97
Nuв	43,71	65,96	85,32	102,94
αп, Вт/(м2·К)	4320,51	6519,64	8433,66	10175,84
αв, Вт/(м2·К)	5024,79	7583,04	9808,43	11834,59
К, Вт/(м2·К)	1201,25	1455	1606,36	1710,07
F, м2	29,05	24,36	22,06	20,72
H, м	3,92	9,2	15,68	23,14
N, кВт	0,065	0,153	0,261	0,385
Ka, грн./рік	8260,56	7095,2	6177,31	5802,66
Ke, грн./рік	3201,05	7497	12793,92	18877,17
KΣ, грн./рік	11461,61	14592,2	18971,23	24679,83

4. Умови безпечної експлуатації спроектованого апарата і питання екології

До обслуговування теплообмінних апаратів допускається персонал, який навчений і атестований у встановленому порядку, має посвідчення на право обслуговування судин, що працюють під тиском.

Підприємство, яке експлуатує теплообмінні апарати, зобов'язане виконувати вимоги інструкцій з експлуатації, відповідних нормативно-технічних документів, затверджених в установленому порядку, що регламентують правила зберігання, монтажу, техніки безпеки та експлуатації судин, працюючих під тиском.

Конструкція апаратів повинна відповідати нормам і правилам з проектування, улаштування та безпечної експлуатації судин, працюючих під тиском. Нею повинно бути передбачене забезпечення встановленого режиму експлуатації, технологічності, надійності протягом призначеного терміну служби, можливості контролю технічного стану теплообмінника.

При виборі матеріалів для виготовлення теплообмінників слід враховувати розрахункові тиск, температуру стінок, хімічний склад і характер середовищ, корозійну стійкість матеріалів.

Термін надійної роботи теплообмінних апаратів неоднаковий для різних їх типів, зокрема [6]:

• «П», «У», «ПК», «ІП», «ІУ» - 20 років;

• «Н» і «К» - 12 років;

• ТТОН - 12 років;

• ТТОР, ТТМ і ТТРМ - 20 років.

Для апаратів, які відпрацювали призначений термін служби, він може бути продовжений в установленому порядку за результатами технічного діагностування і визначення залишкового ресурсу. Термін служби трубних пучків повинен визначатися технічними службами експлуатуючих підприємств, виходячи з реальних умов експлуатації.

Число циклів навантаження не повинно перевищувати 1000 за весь термін служби апаратів, якщо в технічній документації немає інших вказівок.

Для контролю за технологічним процесом повинні використовуватися стандартні засоби вимірювання КВП та А (манометри і термометри). Вибір засобів вимірювання в залежності від робочих параметрів середовища та умов експлуатації здійснюється при проектуванні технологічного процесу. Засоби вимірювання повинні бути опломбовані і мати клеймо, яке засвідчує їх придатність до використання.

Монтаж, пуск та експлуатація апаратів повинні здійснюватися з дотриманням всіх правил безпеки, встановлених для різних видів робіт, загальних правил безпеки та протипожежних вимог, що діють на даному підприємстві,

Установка теплообмінних апаратів повинна виключати небезпеку їх перекидання. Для зручності їх обслуговування повинні бути встановлені, при необхідності, площадки та сходи. Зазначені пристрої не повинні порушувати міцності та стійкості апаратів.

Навантаження на штуцера апаратів від зовнішніх сил і моментів, що діють від технологічних трубопроводів, не повинні перевищувати навантажень, зазначених у робочої документації.

Теплообмінники слід теплоізолювати, виходячи з умов тепловтрат, вимог техніки безпеки, запобігання конденсації вологи. Необхідність теплоізоляції, її товщина і тип визначаються проектною організацією, що здійснює технологічний розрахунок апаратів з урахуванням температурного режиму їх роботи і кліматичних умов. Теплоізоляція повинна виконуватися спеціалізованою організацією відповідно до проекту після завершення гідравлічних та інших випробувань теплообмінників.

При експлуатації апаратів забороняється перевищувати розрахункові параметри, вказані в паспорті.

Теплообмінні апарати слід негайно зупинити у випадках, передбачених інструкцією з режиму роботи і безпечного обслуговування, затвердженої в установленому порядку підприємством, експлуатуючим апарати, зокрема [7]:

• при підвищенні тиску або температури в апаратах вище дозволених технічною характеристикою, якщо тиск не знижується, незважаючи на заходи, вжиті обслуговуючим персоналом;

• при несправності запобіжних клапанів;

• при виявленні в апаратах, що працюють під тиском, тріщин, випучин, утоншения стінок нижче розрахункових значень, пропусків, течі в зварних швах, фланцевих з'єднаннях, розриву прокладок;

• при несправності або відсутності контрольно-вимірювальних приладів і засобів автоматики;

• при порушенні технологічного режиму;

• при виникненні пожежі, котра безпосередньо загрожує апаратам, які перебувають під тиском;

• при несправності або неповній кількості кріпильних деталей фланцевих з'єднань;

• при аварійних ситуаціях (відключення електроенергії, припинення подачі стисненого повітря і т.д.).

Дотримання правил експлуатації теплообмінних апаратів і техніки безпеки при їх обслуговуванні є необхідною умовою довготривалої, надійної роботи теплообмінників у технологічних процесах.

Пивоварне виробництво є джерелом значної кількості відходів органічного походження. Тверді та рідкі відходи пивоварного виробництва можна віднести до вторинних матеріальних ресурсів (BMP), так як за

складом вони е джерелом білкових та мінеральних речовин, вуглеводів та

вітамінів. Наприклад, на основі солодової дробини. що утворюється в процесі виробництва пива, розроблено білково-вітамінну добавку для введення її в раціон курчат-бройлерів; з надлишкових дріжджів шляхом пресування отримують дріжджі з 25%-ним вмістом сухих речовин, що містять більше 50% білку, 40% вуглеводів та безазотистих речовин, 8-9% мінеральних речовин.

Але у відношенні деяких з BMP пивоваріння практично відсутні дані щодо шляхів можливої утилізації. До них можна віднести хмелеву дробину, білковий відстій та стічні води, що утворюються в процесі виробництва пива.

Відомо, що при виробництві 1 млн. барелей пива в рік утворюється 900 т хмелевої дробини. Вона містить безазотисті екстрактивні речовини, білкові речовини, нерозчинну частину шишок хмелю, значну кількість дубильних речовин, а також адсорбоване на поверхні пивне сусло [8].

Незважаючи на високу кормову цінність, хмелева дробина не використовується на корм тваринам, через різко виражений гіркий смак, обумовлений наявністю α- та β- гірких смол.

В процесі виробництва пива на стадії охолодження пивного сусла утворюється білковий відстій. Він являє собою комплекс зкоагульованого білка з дубильними речовинами, зв'язаних гіркими речовинами хмелю та має високу калорійність. За своїм складом, білковий відстій містить 50-60% білку в перерахунку на сухі речовини, до 20% гірких смол та до 30% дубильних речовин в окисленій формі. Незважаючи на високу поживну цінність, білковий відстій не знайшов застосування через притаманний йому різкий гіркий смак.

Існує багато способів утилізації відходів пивоварного виробництва: ферментація, висушування з подальшим додаванням у різні продукти, консервування та ін. Найбільш оптимальним технологічним рішенням є ферментативне зародження відходів пивоваріння з метою отримання біогазу і підвищення енергоефективності виробництва пива в цілому [9].