Находим количество оборотной воды, необходимое для конденсации паров парогазовой смеси оттяжек в каждом из конденсаторов

2.3.6 Находим количество оборотной воды, необходимое для конденсации паров парогазовой смеси оттяжек в каждом из конденсаторов

2.3.6.1 Количество оборотной воды, подаваемое в конденсатор теплоиспользующих ступеней G_охл1

где r_ср1=2320,4 кДж/кг – удельная теплота парообразования при средней температуре пара поступающего в конденсатор по таблице 2-1 [18];

С_охл.ср=4,179 кДж/кг´К – теплоёмкость охлаждающей воды при средней температуре по таблице 2-8 [18].

2.3.6.2. Количество охлаждающей воды, подаваемое в конденсатор теплоотводящих ступеней G_охл2

где r_ср1=2395,8 кДж/кг – удельная теплота парообразования при средней температуре пара поступающего в конденсатор по таблице 2-1 [18];

2.3.7 По температуре насыщения по таблице 2-1 [18] определим удельные теплоты парообразования в каждой ступени r_i

r₁=2276,8 кДж/кг;

r₂=2294,5 кДж/кг;

r₃=2311,9 кДж/кг;

r₄=2329,0 кДж/кг;

r₅=2346,1 кДж/кг;

r₆=2362,9 кДж/кг;

r₇=2379,5 кДж/кг;

r₈=2395,8 кДж/кг;

r₉=2406,5 кДж/кг.

2.3.7 Рассмотрим несколько вариантов тепловой схемы установки

2.3.7.1 Первый вариант

2.3.7.1.1 В схеме ступени разделены на два контура: шесть – теплоиспользующие и три – теплоотводящие. Конденсация пара в последних трёх ступенях осуществляется оборотной водой. Кроме того, для снижения расхода охлаждающей воды в седьмую и восьмую ступени заводится рассол из последней ступени испарения, а исходная вода перед подачей на испарение нагревается в теплоотводящих ступенях. Кратность концентрирования в данной схеме принимаем по рекомендациям на стр. 85 [20] a=3.

2.3.7.1.1. По тепловой схеме составляем материальные балансы потоков с учётом известной величины кратности концентрирования

2.3.7.1.2 Из совместного решения уравнений (2.39) и (2.41) находим величину расхода продувочной воды G_пр

2.3.7.1.3 Тогда расход исходной воды G_исх

2.3.7.1.5 Удельная производительность установки по дистилляту d

2.3.7.1.6 Общее солесодержание продувочной воды bк

bк=bисх´a=300´3=900 мг/кг.

2.3.7.1.7 Определим количество охлаждающей воды, необходимое для обеспечения конденсации пара в теплоотводящих ступенях G_охл

2.3.7.1.7.1 Находим количество теплоты, которое необходимо отвести в конденсаторах-пароохладителях каждой из трёх теплоотводящих ступеней

2.3.7.1.7.1.1 Количество теплоты, которое необходимо отвести в седьмой ступени Q₇

2.3.7.1.7.1.2 Количество теплоты, отводимое в восьмой ступени Q₈

2.3.7.1.7.1.3 Количество теплоты, отводимое в девятой ступени Q₉

где G_р=1740 кг/с – расход рассола на выходе из последней камеры испарения;

h^’₇=192,53 кДж/кг и h^’_к=167,45 кДж/кг – соответственно энтальпии рассола на выходе из конденсатора-пароохладителя седьмой ступени и на выходе из камеры испарения девятой ступени.

2.3.7.1.7.3 Найдём количество теплоты отбираемое в седьмой и восьмой ступенях исходной водой Q^и.в.

где h^и.в.’₉=147,81 кДж/кг – энтальпия исходной воды при температуре на выходе из девятой ступени t^и.в.₉=35,3 ^оС, найденной из условия равного перепада температур между ступенями охлаждения Dt_и.в.=(t_в7-t_исх)/3=(46-30)/3=5,3 ^оС.

2.3.7.1.7.4 С учётом найденных величин, определим количество оборотной воды, необходимое для полной конденсации пара в седьмой и восьмой ступенях G_{охл 7,8}, предполагая независимую её подачу в девятую ступень

где С_охл.ср.=4,179 кДж/кг´К – истинная изобарная теплоёмкость охлаждающей воды при средней её температуре t_в.ср.=(t_охл2+t)/2 =(40+25)/2=32,5 ^оС во втором контуре установки по таблице 2-4 [18].

2.3.7.1.7.5 Определим количество теплоты, отбираемое исходной водой в девятой ступени Q^и.в.₉

где h_исх^’=125,66 кДж/кг– энтальпия исходной воды по таблице 2-1 [18].

2.3.7.1.7.6 Тогда количество оборотной воды, необходимое для конденсации паров в девятой ступени составит G_охл9

2.3.7.1.7.7 Суммарное количество охлаждающей воды, которое необходимо подать в теплоотводящие ступени составит G_охл^т

G_охл^т=G_охл7,8+G_охл9=1715,6+1601,2=3316,8 кг/с.

2.3.7.1.7.8 Общее количество оборотной воды с учетом охлаждения конденсаторов составит G_охлS

G_охлS=G_охл^т+G_охл1+G_охл2=3316,8+112,1+55,9=3484,8 кг/с.

2.3.7.1.8 Найдём температуру воды на выходе из каждой ступени конденсатора t_вi, учитывая, что первые шесть ступеней охлаждаются водой, поступающей на опреснение, а последние три – оборотной водой, циркулирующим рассолом и исходной водой.

2.3.7.1.8.1 Температура охлаждающего рассола на выходе из шестой ступени составляет t_в6

где С_ср=4,190 кДж/кг – истинная изобарная теплоёмкость воды при средней температуре поступающего на опреснение рассола по таблице 2-4 [18].

2.3.7.1.8.2 Температура охлаждающего рассола на выходе из пятой ступени составляет t_в5

2.3.7.1.8.4 Температура рассола на выходе из третей ступени t_в3

2.3.7.1.8.5 Температура охлаждающего рассола на выходе из второй ступени t_в2

2.3.7.1.8.6 Температура охлаждающего рассола на выходе из первой ступени t_в1

где h_п^’’=2684,1 кДж/кг – энтальпия насыщенного пара, подаваемого в головной подогреватель, при температуре t_п=105 ^оС по таблице 2-1 [18],

h_п^’=440,17 кДж/кг – энтальпия конденсата при температуре в подогревателе.

2.3.7.1.10 Удельный расход теплоты составит dт

2.3.7.2 Второй вариант

2.3.7.2.1 Схема предполагает последовательное включение по исходной воде всех девяти ступеней. Исходная вода смешивается с циркуляционной и подаётся в конденсатор-пароохладитель девятой ступени.

2.3.7.2.2 Задаваясь температурой воды на входе в первый конденсатор-пароохладитель t_вх1=32,5^оС по формуле (3-38) [8] найдём величину отношения G_цирк/G

2.3.7.2.3 Тогда расход циркулирующей воды составит G_цирк

G_цирк=0,25*G=0,25*1950,5=487,6 кг/с.

2.3.7.2.4 По материальному балансу схемы определим расход исходной воды G_исх

G_исх=G-G_цирк=1950,5-487,6=1462,9 кг/с.

2.3.7.2.5 Тогда расход продувочной воды составит G_прод

G_прод=G-G*(1-Кот)-G_цирк=1950,5-208,3*(1+0,01)-487,6=1252,5 кг/с.

2.3.7.2.5 Кратность концентрирования a

2.3.7.2.6 Общее солесодержание продувочной воды bк

bк=a´bисх=1,2´300=360 мг/кг.

2.3.7.2.7 Кратность циркуляции К_ц