Phần V. Cân bằng công nghệ nhμ máy đ−ờng
III. L−ợng hơi tiêu hao của hệ bốc hơi
- 2 : 0,57
- 3 : 0,40
- 4 : 0,30
- 5 : 0,27
Số hiệu cμng nhiều, tiết kiệm hơi cμng ít, đồng thời để đảm bảo hiệu quả truyền nhiệt, hiệu số nhiệt độ mỗi hiệu không nhỏ hơn 5-70C do đó nhμ máy đường thường dùng hệ bốc hơi 4-5 hiệu.
(1) Công thức:
a. Trọng l−ợng n−ớc bốc hơi: W1 = G(1 -
n 1
Bx
Bx ) (% s/v mÝa) (5-14) b. L−ợng n−ớc bốc hơi các hiệu vμ l−ợng hơi thứ rút dùng (Tính theo n hiệu) Hiệu I : W1 = D (% s/v mía)
Hiệu II : W2 = W1 - E1 = D - E1 (% s/v mía)
(n-1) hiệu : Wn-1 = Wn-2 - En-2 = D-E1...-En-2 (% s/v mía)
n hiệu : Wn =Wn-1 - En-1 = D-E1-E1-E2 ... - En-1 (% s/v mía) Wtổng = W1 + W2...+Wn-1 + Wn
= nD-(n-1)E1 - (n-2)E2... -2En-2-En-1 (% s/v mÝa) W1 = D =
n E n 2E ...
n E 2 E n
n 1 n n
W n 2 n 1
2 1
tổng + − + − + − + − (% s/v mía) D' = k3 D (% s/v mÝa)
Wn = En (% s/v mÝa)
Wn-1 + Wn + En-1 = En + En-1 (% s/v mÝa)
W2 = W3 + E2 = En + En-1 + En-2 ... + E2 (% s/v mÝa) W1 = W2 + E1 = En + En-1 + En-2+ ... + E2 + E1 (% s/v mÝa) Wtổng = W1 + W2 + Wn-1 + Wn
= nEn + (n-1)En-1... 2E2 + E1 (% s/v mÝa)
c. L−ợng nhiệt truyền: Q = KAΔt (Kcal/giờ) (5-15) d. Cường độ bốc hơi: U =
r t k A
W = Δ (Kg/m2/giê) (5-16)
e. Hiệu suất bốc hơi: η = 100 (1 -
tổng n
W
W ) (5-17)
g. L−ợng hơi tiêu hao tối đa: D0 = k1D' (5-18) Trong đó:
G : L−ợng n−ớc mía trong hỗn hợp (% s/v mía) Bx1, Bx2 : Nồng độ nước mía vμo vμ ra (Bx)
W1,W2,Wn-1,Wn : L−ợng n−ớc bốc hơi các hiệu (% s/v mía) E1,E2,En-1,En : L−ợng hơi thứ rút dùng các hiệu (% s/v mía) k3 : Hệ số bổ sung tổn thất nhiệt
K : Hệ số t/n (Kcal/m2 giờ 0C) Δt : Tổng hiệu số n0 b/q có ích r : ẩn nhiệt hóa hơi (Kcal/kg)
A : Diện tích truyền nhiệt (m2) D : L−ợng hơi tiêu hao (% s/v mía) k1 : Hệ số biến động - thường 1,2 (2) Rút hơi thứ:
Việc sử dụng hơi thứ quyết định bởi chất l−ợng hơi thứ vμ gia nhiệt, yêu cầu chất l−ợng hơi thứ đ/v nấu đ−ờng.
Non A: 1,2 - 2,0 (kg/m2) B : 1,2 - 2,2
C : 1,5 - 2,5
Thường yêu cầu áp suất tuyệt đối trong nồi bốc hơi > 1, 1kg/m2 mới rút dùng L−ợng hơi rút dùng tiết kiệm đ−ợc:
Dk = k Ek n
n (% s/v mÝa) (5-19)
nk : Rút hơi thứ hiệu n n : Tổng số hiệu Ek : L−ợng hơi thứ rút (3) N−íc ng−ng tô tù bèc
Công thức:
D =
r ' t tk −
W (% s/v mÝa) (5-20) Trong đó:
tk : Nhiệt độ nước ngưng tụ (c)
Đ/v nhiệt độ nước ngưng tụ bốc hơi: Ak = T - 0,4 (T - t') (0C) t' : Nhiệt độ sôi của nước (0C)
r : ẩn nhiệt (Kcal/kg)
W : L−ợng n−ớc ng−ng tụ (% so với mía) T : Nhiệt độ hơi gia nhiệt (0C)
(4) Nhiệt tổn thất: 3 ữ 10%
- Hugot giới thiệu n0 tổn thất hệ bốc hơi 4 hiệu - Thiết bị ch−a bảo ôn : 9,8%
- Bảo ôn bộ phận : 5%
- Bảo ôn : 2,7%
(5) Hệ số truyền nhiệt (kcal/m2 giờ 0C)
Hiệu II : 1200 - 1800 Hiệu III : 800 - 1200 Hiệu IV : 400 - 700 Hiệu V : 400 - 500 Tổng hiệu số t0 có ích
a. Công thức:
Σ1nΔt = T - tk - [Σ1nΔtsôi + Σ1nΔttĩnh áp + Σ1nΔt tổn thất đ−ờng ống] (5-21) Trong đó:
T : Nhiệt độ hơi gia nhiệt (0C) tk : t0 hơi thứ hiệu cuối (0C) Σ1nΔtsôi : Tổn thất điểm sôi tăng cao Σ1nΔttĩnh áp: Tổn thất tĩnh áp
Σ1nΔt tổn thất đ−ờng ống: Tổn thất đ−ờng ống (%) Δtsôi = Δtsôi áp suất th−ờng x k (0C)
k : hệ số hiệu chỉnh
k = 0,003872 ( n−íc) 2
r xT 1 r
T
273+ =
(5-22) tnước : nhiệt độ sôi của nước (0C)
r : ẩn nhiệt hóa hơi (kcal/kg) 4. Tổn thất tĩnh áp: Tra bảng
5. Phân phối hệ số nhiệt độ các hiệu a. Δp các hiệu
Δp = kx x Δptổng = k (p0 - pn) (kg/cm2) (5-23) Trong đó:
Δptổng : Tổng h/s áp suất hệ phôi (kg/cm2) p0 : áp suất hơi vμo nồi bốc hơi
pn : áp suất hiệu cuối kx : hệ số phân phối
Bảng - Hệ số phân phối Kx
I II III IV V
H/s ph©n phèi
Số hiệu
3 hiệu 11/30 10/30 9/30
4 hiệu 11/40 10,3/40 9,7/40 9/40
5 hiệu 11/50 10,5/50 10/50 9,5/50 9/50
b. Phân phối hiệu số nhiệt độ - Hiệu số t0 hiệu I : Δt1 =
1 1
1
F k
Q (0C)
II : Δt2 =
2 2
2
F k
Q (0C)
III : Δt3 =
3 3
3
F k
Q (0C)
IV : Δt4 =
4 4
4
F k
Q (0C) 6. Tổng hiệu số nhiệt độ:
Σ1nΔt = Δt1 + Δt2 +... Δtn (0C)
( )%
F k ... Q F k
Q F k
Q
F k / Q t
t
n n
n 2
2 2 1 1
1
1 1 1 n
n 1
1
+ +
Δ = Σ
Δ
( )%
F k ... Q F k
Q F k
Q
F k / Q t
t
n n
n 2
2 2 1 1
1
2 2 2 n
n 1
2
+ +
Δ = Σ
Δ
( )%
F k ... Q F k
Q F k
Q
F k / Q t
t
n n
n 2
2 2 1 1
1
n n n n
n 1
n
+ +
Δ = Σ
Δ
Trong đó:
- Q1, Q2, Qn : L−ợng nhiệt truyền nhiệt các hiệu (kcal/giờ) - F1, F2, Fn : Diện tích gia nhiệt các hiệu (m2)
- k1, k2, kn : Hệ số truyền nhiệt các hiệu (kcal/m2 giờ 0C) 7. Cường độ bốc hơi: (kg/m3 giờ)
- Hiệu I I III IV V 25 - 40 24 - 40 18 - 22 10 - 15 9 - 15 8. L−ợng hơi dùng phân mật
áp suất sử dụng: 6 - 8 kg/cm2(ata) hơi quá nhiệt, tính 2% so với mía. Hệ số biến
9. L−ợng hơi tiêu hao khác
- Lọc chân không (% so với mía) : 2,0
- Hơi tiêu hao khác : 4,5 - 5% (so với mía) 10. Tổn thất nhiệt đ−ờng ống
1,5 - 2,5% so víi mÝa. Lín nhÊt x 1,2
Ví dụ: Tính l−ợng hơi tiêu hao của công đoạn bốc hơi 1. Công thức tính
Chọn ph−ơng pháp bốc hơi nh− sau:
Giả sử cứ bốc hơi 1kg nước cần 1kg hơi (để đơn giản trong quá trình tính toán) Hiệu I: W1 = D
ở hiệu I, l−ợng hơi thứ rút dùng E1, l−ợng n−ớc bốc hơi Hiệu II: W2 = W1 - E1
T−ơng tự, L−ợng bốc hơi hiệu III: W3 = W2 - E2 = W1 - E1 - E2 L−ợng bốc hơi hiệu IV: W4 = W3 - E3 = W1 - E1 - E2 - E3 Tổng l−ợng n−ớc bốc hơi = Tổng l−ợng n−ớc bốc hơi 4 hiệu
W = W1 + W2 + W3 + W4 = 4W1 - 3E1 - 2E2 - E3 Từ trên: W1 = D
D = 4
1(W + 3E1 + 2E2 + E3) Trong đó:
D : L−ợng hơi tiêu hao của hệ bốc hơi W : Tổng l−ợng n−ớc bốc hơi
E1, E2, E3: L−ợng hơi thứ rút dùng của hiệu I, II, III
2. Tính cụ thể l−ợng hơi tiêu hao a. Số liệu dùng tính
I II III IV
D
W1
E1 E2 E3 Ng−ng tô
W1 - E1 W2 - E2 W3 - E3
W2 W3 W4
Hình. Hệ bốc hơi 4 hiệu
- L−ợng n−ớc mía trong s/v mía: 108,3% ; Bx1 = 13,6; Bx2 = 60 - L−ợng hơi tiêu hao s/v mía (%)
N−ớc mía hỗn hợp N−ớc mía trung hòa N−ớc mía trong Hạng mục
CÊp I CÊp II CÊp I CÊp II CÊp I CÊp II Nguồn hơi Hiệu III Hiệu II Hiệu II Hiệu I Hiệu I Hơi thải L−ợng hơi tiêu
hao s/v mÝa (%) 5,34 4,62 2,68 2,95 3,02
TÝnh
- Tổng l−ợng n−ớc bốc hơi: W = 108,3%(1 - 60
6 ,
13 ) = 83,75% s/v mÝa
- L−ợng hơi tiêu hao: D = (83,75 3x5,97 2x7,48 5,34)
4
1 + + +
= 30,49% s/v mÝa - L−ợng n−ớc bốc hơi các hiệu
Hiệu I : W1 = D = 30,49% s/v mía
Hiệu II : W2 = W1 - E1 = 30,49% - 5,97% = 24,5% s/v mía Hiệu III : W3 = W2 - E2 = 24,52% - 7,48% = 1704% s/v mía Hiệu IV : W4 = W3 - E3 = 17,04% - 5,34% = 11,7% s/v mía
Ch−ơng III. Tính cân bằng n−ớc
Nhμ máy đ−ờng cần nhiều n−ớc, trong quá trình sản xuất sản sinh nhiều n−ớc ngưng tụ, thông qua tính toán, phân phối hợp lý việc dùng nước vμ còn lμm căn cứ để chọn bơm vμ thiết kế đ−ờng ống.
Tính toán cân bằng cấp n−ớc bao gồm dùng n−ớc vμ cấp n−ớc, tính toán đ−ợc các loại n−ớc dùng nh− n−ớc lạnh, n−ớc nóng.