3.5 Вспомогательное оборудование выпарной установки

Выпарная установка состоит из целого ряда вспомогательных аппаратов и емкостей, наличие или отсутствие которых определяется типом установки.

Рассмотрим наиболее важные составные части выпарной установки.

Теплообменник – это аппарат, в котором осуществляются теп-ловые процессы.

Теплообменные аппараты подразделяются в зависимости от формы поверхности (трубчатые теплообменники, змеевиковые тепло-обменники и др.), вида теплоносителей (водяной пар, др. растворите-ли), способа передачи теплоты. В соответствии с последним показате-лем, их можно классифицировать на поверхностные (рекуперативные), смесительные (контактные) и регенеративные.

Поверхностные теплообменники – это наиболее значительная и важная группа теплообменных аппаратов, используемых в хозяйст-венной промышленности. В поверхностных теплообменниках, тепло-носители разделены стенкой, причем теплота передается через поверх-ность теплообмена в таких теплообменниках, формирующихся из труб, то их называют трубчатыми (рисунок 6).

Рисунок 6 – Кожухотрубчатый теплообменник

В другой группе поверхностных теплообменников поверхностью теплообмена является стенка аппарата или плоские металлические листы. В смесительных (контактных) теплообменниках теплообмен происходит при непосредственном соприкосновении теплоносителей (например, градирни).

В регенеративных теплообменниках процесс переноса теплоты от горячего теплоносителя к холодному разделяется во времени на два периода и происходит при попеременном нагревании и охлаждении насадки. Теплообменники такого типа часто применяют для регенерации теплоты отходящих газов.

Конденсатор барометрический

Конденсационное устройство (рисунок 7) является необходимым элементом оборудования выпарных установок, работающих под вакуумом. Так как в химической промышленности обычно не требуется получить чистый конденсат, то широко распространенны конденсаторы смешения.

111

Рисунок 7 – Барометрический конденсатор

Наиболее распространены сухие конденсаторы. В зависимости от взаимного направления потоков пара и воды, различают конденсаторы противоточные и прямоточные. Первые наиболее рациональны, т.к. в них можно получить конденсационную воду более высокой температуры, меньший объем отсасываемых газов с температурой, близкой к начальной температуре охлаждающей воды, что уменьшает расход мощности на привод вакуум-насоса.

Одним из условий нормальной работы выпарных аппаратов с паровым нагревом является непрерывное удаление конденсата греющего пара. Для непрерывного удаления конденсата из нагревательных камер применяют специальные устройства, называемые конденсатоотводчиками.

Конденсатоотводчики предназначены для автоматического отделения конденсата от паровой эмульсии в выпуска его из системы, как не участвующего в технологическом процессе. На рисунке 8 представлена классификация конденсатоотводчиков.

Рисунок 8 – Классификация конденсатоотводчиков

Конденсатоотводчик должен выпускать воду и задерживать пар, что осуществляется с помощью гидравлического или механического затвора.

Соответственно конденсатоотводчики делятся на бесклапанные и клапанные.

Для обслуживания энергетических установок обычно применяются клапанные конденсатоотводчики периодического действия. Для обслуживания обогревательных устройств в городском хозяйстве используются бесклапанные конденсатоотводчики непрерывного действия с гидравлическим затвором – лабиринтные, сопловые или с подборной шайбой.

Конденсатоотводчики с поплавком объединяют многочисленную группу конструкций. Могут применяться для выпуска большого количества конденсата.

Конденсатоотводчики с закрытым поплавком применяются в случаях с ограничением температуры 300 ºC и давлением насыщенного водяного пара в 1,3 МПа.

Конденсатоотводчики с открытым поплавком используются в энергетике с высокими параметрами пара.

Конденсатоотводчики с «опрокинутым» поплавком применяются в линиях при давлении до 1,5 МПа и температуре до 200 ºC. Применяются в основном в технологических линиях с непрерывным образованием конденсата. Имеют массу преимуществ по сравнению с конденсатоотводчиками с открытым поплавком.

Термодинамические конденсатоотводчики (рисунок 9) тарель-чатого типа получили наибольшее применение. Они применяются для давления 10 МПа и температуре до 300 ºC. Они имеют простую конструкцию, малые габариты, размеры и массу. Надежны в работе и дешевы в изготовлении, создают высокую пропускную способность и малые потери пара.

1 – корпус; 2 – прокладка; 3 – седло; 4 – тарелка; 5 – крышка

Рисунок 9 – Термодинамический конденсатоотводчик

1

Термостатные конденсатоотводчики (термостатические) имеют чувствительный элемент в виде сильфона или изогнутой трубки, за-полняемой легко испаряемой жидкостью или снабжаются термоплас-тинами, обладающими высокими коэффициентами линейного расширения.

Сопловые конденсатоотводчики пригодны лишь при непрерывном и равномерном поступлении пароводяной смеси. Обычно сопловые конденсатоотводчики используют при небольших количествах отводимого конденсата и давлениях не выше 2,5 МПа.

На работу любого конденсатоотводчика сильно влияет разность давлений в нагревательной камере (из которой нужно отводить конден-сат) и в конденсатопроводе. Это исключает возможность правильного выбора конденсатоотводчиков по одним лишь размерам, приводимым в каталогах, и требует в каждом конкретном случае проверочного рас-чета.

Тепловой насос. Выпаривание с применением теплового насоса основано на возможности использования вторичного пара для испарения растворителя в том же аппарате, если тем или иным способом повышена до температуры греющего пара. Температуру вторичного пара можно повысить до температуры греющего пара путем сжатия его ком-прессором или паровым инжектором.