4.Определение расхода пара, потребляемого в теплообменниках для подогрева варочного раствора. Количество тепла, поступающего в верхнюю зону варки с циркулирующим щелоком:
Q1=Р8*C1щ*t3=39325*3,87*158,04=24051752 кДж/т.
Количество тепла с циркулирующим через теплообменник щелоком:
Q2=Р8* C1щ*tВЕРХ=39325*3,87*150=22828162 кДж/т.
Количество тепла, сообщаемое циркулирующему щелоку верхней зоны варки:
Q3=Q1-Q2=24051752-22828162=1223590 кДж/т.
Расход пара, поступающего в теплообменник:
Д3= =568,7кг/т.
где i – энтальпия греющего пара (i при давлении 1,1 Мпа составляет 2780 кДж/т),
i1 – энтальпия конденсата (i1 =Cв*tВЕРХ=150*4,19).
Таблица 9
Тепловой баланс нижней зоны варки
Источники
| Расчетные данные на 1 т в.-с.ц., кДж/т
| 1
| 2
| Приход
| Со щепой (t3=150 ; CД=1,34 кДж/(кг ))
| G=Д*СД*t3=1833*1,34*150=368433
| С варочным щелоком (варочная жидкость) (t3=150 ; C1Щ=3,87 кДж/(кг ))
| G1=РЖ* C1Щ* t3=6050*3,87*150=3512025
| С циркулирующим щелоком из подогревателя (t4=? ; C2Щ=3,8 кДж/(кг ))
| G2=P8* C2Щ*t4=39325*3,8*t4=149435*t4
| Всего
| 3880458+149435*t4
| Расход
| Со щепой (tниж=160 )
| G3=Д*СД* tниж=1833*1,34*160=392995
| Со щелоком (tниж=160 ; C2Щ=3,8 кДж/(кг ))
| G4= РЖ* C2Щ* tНИЖ=6050*3,8*160=3678400
| С циркулирующим на подогрев щелоком (tниж=160 )
| G5= P8* C2Щ*tНИЖ=39325*3,8*160=23909600
| Всего
| 27980995
| Из равенства прихода и расход тепла определяем температуру циркулирующего подогретого щелока
3880458+149435*t4=27980995, t4=161,27°C.
Расход тепла на подогрев щелока в нижней зоне варки при температуре t4 составляет:
Q4=Р8*C2щ*t4=39325*3,8*161,27=24099382 кДж/т.
Количество тепла, пришедшего со щелоком в подогреватель:
Q5=Р8*C2щ*tНИЖ=39325*3,8*160=23909600 кДж/т.
Количество тепла, сообщаемое циркулирующему щелоком в нижней зоне варки:
Q6=Q4-Q5=24099382-23909600=189782 кДж/т.
Расход пара, поступающего в теплообменник:
Д4= =89,96кг/т.
Таблица 10
Тепловой баланс вытеснения щелока в циклон в разгрузочной зоне варочного котла
Источники
| Расчетные данные на 1 т в.-с.ц., кДж/т
| 1
| 2
| Приход
| С целлюлозой (tниж=160 ; СЦ=1,34 кДж/(кг ))
| М= Ц*СЦ* tНИЖ=880*1,34*160=188672
| Со щелоком (tниж=160 ; С3Щ=3,69 кДж/(кг ))
| М1=Р9* С3Щ* tНИЖ=7003*3,69*160=4134571
| Со слабым черным щелоком из промывного отдела (tСЛ=75 ; ССЛЩ=3,98 кДж/(кг ))
| М2= W21* ССЛЩ* tСЛ=11330*3,98*75=3382005
| Всего
| 77055248
| Расход
| С целлюлозой (tМ=90 )
| М3=Ц*СЦ* tМ=880*1,34*90=1061128
| Со щелоком (tМ=90 ; СЩМ=3,8 кДж/(кг ))
| М4=Р10*СЩМ* tМ=9000*3,8*90=3078000
| Со щелоком в циклон №1 (t5=? ; С3Щ=3,77 кДж/(кг ))
| М5=W1К* С3Щ* t5= 9333*3,77* t5= 35185,4* t5
| Всего
| 3184128+35185,4*t5
| Температура щелока, вытесненного в циклон:
7705248=3184128+35185,4*t5, t5=128,49°C.
Итоги теплового баланса варки целлюлозы при использовании свежего пара дляпропарки щепы в бункере.
В зимний период:
ДЗИМ=Д1+Д3+Д4= +568,7+89,96=1242,6 кг/т.
С учетом тепло потерь теплоотдачей котла в рабочее помещение варочного цеха или окружающую среду расход пара увеличится на 1…3% в зависимости от времени года и региона.
Расход пара зимой составит 3% больше т.е.
ДЗИМ=1242,6*1,03=1279,87 кг/т.
В летний период:
ДЛЕТ=Д2+Д3+Д4= +568,7+89,96=985,06 кг/т,
а с учетом тепло потерь расход пара возрастает приблизительно на 2% и составит
ДЛЕТ=985,06*1,02=1004,7 кг/т.
Определение количества паров вскипания в циклоне, если щелок, вытесненный в циклон, охлаждается до 105°С (t’ц):
Д5= 368,3 кг/т,
где – теплота парообразования в циклоне при 105°С.
Количество черного щелока, выходящего из циклона №1 в циклон №2:
Р11=W1к-Д5= -368,3=8964,7 кг/т.
Определение количества паров вскипания в циклоне №2 при снижении температуры до 100°С (t2ц):
Д6= =74,8 кг/т,
где – теплота парообразования при 100°С.
Количество черного щелока, выходящего из циклона №2 в систему регенерации и в оборот на варку целлюлозы (используемый щелок):
Р12=Р11-Д6=8964,7-74,8=8042,3 кг/т.
Определение расхода пара на варку целлюлозы при использовании паров вскипания черного щелока из циклона №1 для пропарки щепы в бункере типа Dimondback представлено в таблице 11,12 в материальный баланс- в таблице 13,14. Расчеты выполнены для зимнего и летнего периода работы варочного цеха.
Таблица 11
Тепловой баланс пропарки щепы в бункере в зимний период
Источники
| Расчетные данные на 1 т в. –с.ц.,кДж/т
| 1
| 2
| Приход
| Со щепой (tЗИМ =-10 ; СД=1,34 кДж/(кг ))
| Y=Д*СД*tЗИМ =1833*1,34*(-10)=-24562,2
| С водой в щепе (tЗИМ =-10 ; СЛЕД=2,1 кДж/(кг ))
| Y1=WЩ*СЛЕД*tЗИМ=1220*2,1*(-10)=-25620
| С парами вскипания из циклона №1 (i5=2244 кДж/кг)
| Y2=Д5*i5=368,3*2244=826465
| Со свежим паром давлением 0,35 МПа (iП=2732 кДж/кг, Д7=?)
| Y3=Д7* iП= Д7*2732=2732* Д7
| Всего
| 776283+2732*Д7
| Расход
| Со щепой (tПР=100 )
| Y4=Д*СД*tЗИМ =1833*1,34*100=245622
| С водой в щепе (tПР=100 ; = 100+10 110 )
| Y5=WЩ*СВ* =1220*4,19*110=562298
| С паровоздушной смесью в терпентинный конденсатор уходит паров вскипания около 50 кг/т целлюлозы при энтальпии i5=2244 кДж/кг
| Y6=50*i5=50*2244=112200
| С конденсатом в зимний период (tПР=100 )
| Y7=WКЗИМ*СВ* tПР=534*4,19*100=223746
| С конденсатом свежего пара (Д7=?; tПР=100 )
| Y8=Д7*СВ* tПР=Д7*4,19*100= 419*Д7
| Всего
| 1143866+419*Д7
| Определим расход свежего пара на пропарку щепы в бункере в зимний период Д7.
776283+2732*Д7=1143866+419*Д7, Д7=158,92 кг/т
Таблица 12
Материальный баланс бункера пропарки щепы в зимний период
Источники
| Расчетные данные на 1 т в. –с.ц.,кДж/т
| 1
| 2
| Приход
| Со щепой
| Д=1833
| С водой в щепе
| WЩ=1220
| С парами вскипания из циклона №1
| Д5=368,3
| Со свежим паром
| Д7=158,92
| Всего
| 3580,22
| Расход
| Со щепой
| Д=1833
| С водой в щепе
| WЩ=1220
| С паром и паровоздушной смесью в терпентинный конденсатор
| Д5+Д7-WКЗИМ=368,3+158,92-534=-6,78
| С конденсатом, образовавшимся в зимний период
| WКЗИМ=534
| Всего
| 3580,22
| Таблица 13
Тепловой баланс пропарки щепы в бункере в летний период при использовании паров вскипанию из циклона №1
Источники
| Расчетные данные на 1 т в. –с.ц.,кДж/т
| 1
| 2
| Приход
| Со щепой (tЛЕТ=15 )
| Х=Д*СД*tЛЕТ=1833*1,34*15=36843,3
| С водой в щепе
| Х1=WЩ*СВ* tЛЕТ=1220*4,19*15=76677
| С парами вскипания
| Х2=Д5*i5=368,3*2244=826465,2
| Со свежим паром давлением 0,35 МПа, Д8=?
| Х3=Д8*iП=2732*Д8
| Всего
| 939985,5+2732*Д8
| Расход
| Со щепой (tПР=100 )
| Х1=Д*СД*tПР=1833*1,34*100=245622
| С водой в щепе (tПР=100 )
| Х5=WЩ*СВ* tПР=1220*4,19*100=511180
| С парами вскипания и паровоздушной смесью в терпентинный конденсатор
| Х6=50*i5=50*2244=112200
| С конденсатом в летний период
| Х7=WКЛ*СВ* tПР=275,4*4,19*100=115392,6
| Свежего пара Д8=?
| Х8=Д8*СВ* tПР=Д8*4,19*100=419*Д8
| Всего
| 984394,6+419 *Д8
| Определим Д8, т.е. расход пара на пропарку щепы в бункере в летний период:
939985,5+2732*Д8=984394,6+419 *Д8, Д8=19,2
Таблица 14
Материальный баланс бункера пропарки щепы в летний период
Источники
| Расчетные данные на 1 т в. –с.ц.,кДж/т
| 1
| 2
| Приход
| Со щепой
| Д=1833
| С водой в щепе
| WЩ=1220
| С парами вскипания
| Д5=368,3
| Со свежим паром
| Д8=19,2
| Всего
| 3440,5
| Расход
| Со щепой
| Д=1833
| С водой в щепе
| WЩ=1220
| С паром и паровоздушной смесью в терпентинный конденсатор
| Д5+Д8-WКЛЕТ=368,3+19,2-275,4
| С конденсатом, образовавшимся в летний период
| WКЛЕТ=275,4
| Всего
| 3440,5
|
|