3.2.2 Период варки (от 110 ºС до 140 ºС)

Рассмотрим статьи расхода тепла в период варки.

1. Нагрев щепы (целлюлозы ) и органических растворенных веществ . Во время перепуска жидкости, который проводится в период от 116 до 128 °С (рисунок 3.1), уходит органических растворенных веществ 140,9 кг/т целлюлозы (таблица 3.3), или всего

140,9 · 28,288 = 3985,8 кг.

Средняя температура, до которой они успевают нагреться, будет

(116 + 128) : 2 = 122° С.

Остальное количество органических веществ древесины в виде волокна и растворенных веществ нагревается до 140° С.

Q₁ = 3985,8 · 1,34 · (122 − 110) + (49 786,88 + 5374,72 − 335,21 − 3985,8) · 1,34 · · (140 − 110) = 2 107 883,4 кДж.

2. Нагрев влаги в щепе

Q₂ = 33 190,31 · 4,19 · (140 − 110) = 4 172 022 кДж.

3. Нагрев конденсата пара парового уплотнителя

Q₃ = 5091,84 · 4,19 · (140 − 110) = 640 044,3 кДж.

4. Нагрев кислоты. С перепускной жидкостью при средней температуре 122 °С уходит из котла 52 718,08 л кислоты (по данным материального баланса). Остальное ее количество нагревается до 140° С.

Q₄ = 52 718,08 · 4,19 · (122 − 110) + (225 308,83 − 13 179,38 − 52 718,08) · 4,19 · · (140 − 110) = 22 688 674 кДж.

5. Нагрев изоляционного слоя

Q₅ = 11 000 · 0,92 · (90 − 80) = 101 200 кДж.

6. Нагрев стального кожуха котла

Q₆ = 80 000 · 0,49 · (140 − 105) = 1 372 000 кДж.

7 . Потери тепла теплоотдачей в окружающую среду. Эти потери определим по формуле

Q₇ = K · F · [(t₁ – t₂) · τ₁ + (t^´₁ – t₂) · τ₂],

где t₁ – средняя температура кислоты за время подъема температуры от 110 − 140 °С, равная 125 °С;

t₂ − температура помещения, равная 25 °С;

τ₁ − продолжительность подъема температуры, равная 2,5 ч;

t^´₁ – температура конечной стоянки, равная 140 °С;

τ₂ − продолжительность стоянки, равная 1 ч.

K = 5,95 Вт/(м² · ºС); F = 270 м².

Получим:

Q₇ = 5,95 · 270 · [(125 − 25) · 2,5 + (140 − 25) · 1] = 586 300 кДж.

8. Потери тепла со сдувками. Согласно расчету материального баланса со сдувками в период варки уходит пара 40 кг/т целлюлозы (таблица3.3), или всего

40 · 28,288 = 1131,52 кг.

Во время подъема температуры сдувка начинается при 116° С и продолжается 2 ч; средняя температура для этого периода

(116+140) : 2 = 128°С.

Скрытая теплота парообразования при 128 °С равна 2180 кДж/кг. Тепло десорбции 227,06 кг SO₂, выделяющихся со сдувками в виде газа (таблица3.3), будет равным

целлюлозы. Следовательно, потери тепла

Q₈ = 2180 · 1131,52 + 104 916,7 · 28,288 = 2 466 713,6 + 2 967 883,6 = 5 434 597,2 кДж.

Суммарные затраты тепла за время варки (в кДж) приведены в таблице 3.7.

Расход пара (тех же параметров, что и для заварки) будет равен

D₂ = = 13 753,1 кг,

или на 1 т воздушно-сухой целлюлозы

13 753,1 : 28,288 = 486,2 кг.

Таблица 3.7 – Суммарные затраты тепла за время варки

i	Название статей	Расход тепла Qi, кДж
1	Нагрев щепы и органических веществ	2 107 883,4
2	Нагрев влаги в щепе	4 172 022
3	Нагрев конденсата пара парового уплотнителя	640 044,3
4	Нагрев кислоты	22 688 674
5	Нагрев изоляционного слоя	101 200
6	Нагрев стального кожуха котла	1 372 000
7	Потери теплоотдачей в окружающую среду	586 300
8	Потери тепла со сдувками	5 434 597,2
	Итого Qвар	37 102 720,9

Общий теоретический расход пара на заварку и варку составит

D = 940,6 + 486,2 = 1426,8 кг/т целлюлозы.

Фактический расход пара за счет потерь в паропроводах на теплоотдачу и утечки примем на 5% больше:

1426,8 · 1,05 = 1498 кг/т целлюлозы.

Вместе с расходом пара на уплотнение щепы (200 кг/т) общий расход пара в варочном отделе составит

1498 + 200 = 1698 кг или 1,698 т/т целлюлозы.

Полная сводка расхода тепла на заварку и варку с указанием относительной доли отдельных затрат приведена в таблице 3.8.

Таблица 3.8 – Полная сводка расхода тепла на заварку и варку

№ п/п	Статьи расхода	Расход тепла, кДж			Доля от общего расхода теплоты, %
		на заварку	на варку	всего
1	Нагрев щепы и органических веществ	2 390 811,72	2 107 883,4	4 498 695,12	4,625
2	Нагрев влаги в щепе	4 172 021,97	4 172 022	8 344 043,97	8,578
3	Нагрев конденсата	426 696,19	640 044,3	1 066 740,49	1,097
4	Нагрев кислоты	51 094 095,84	22 688 674	73 782 769,84	75,849
5	Нагрев изоляции	202 400	101 200	303 600	0,312
6	Нагрев кожуха котла	1 372 000	1 372 000	2 744 000	2,821
7	Потери теплоотдачей	322 906,5	586 300	909 206,5	0,935
8	Потери тепла со сдувками	192 143,4	5 434 597,2	5 626 740,6	5,784
	Итого	60 173 075,62	37 102 720,9	97 275 796,52	100,001

Часовые расходы пара в периоды заварки и варки с учетом потерь в паропроводах составят:

− в период заварки

= 13 969 кг/ч;

− в период варки

= 5501 кг/ч.