Расчет дефлегматора сдувок

3.4 Расчет дефлегматора сдувок

В трубках циркулирует охлаждающая техническая вода, в корпусе -парогазовая сдувка.

Парогазовая сдувка имеет следующие параметры: давление пара Р_п=0,12 МПа, его температура °С, энтальпия пара h_п=2683,8кДж/кг, энтальпия

конденсата h_к=439,36кДж/кг [3], температура конденсата на выходе из дефлегматора t_к=50°С.

Начальная и конечная температуры охлаждающей воды: °С, °С. Средняя температура воды

°С.

Схема движения теплоносителей прямоточная.

Тепловая мощность дефлегматора определяется из уравнения теплового баланса:

 [14,с.20] (3.4.1)

где W_ДФ - расход парогазовой сдувки, кг/с;

W_ДФ =0,165кг/с (согласно технологическому процессу (0,161+0,004)кг/с);

С - удельная теплоёмкость жидкого горячего теплоносителя, С=4225 Дж/(кг*К);

G_в - расход охлаждающей воды, кг/с;

С_в - удельная теплоёмкость воды, С_в=4174Дж/(кг*К) при t_в=42,5°С;

Q_ДФ=0,165(2683,8-439,36)10³+0,165*4225(104,81-50)=408542Вт.

Расход охлаждающей воды:

(3.4.2)

Средний температурный напор:

(3.4.3)

°С

Средняя температура в корпусе

t_ср=t_в+=42,5+33,61 =76,11 °С.

Определим коэффициент теплопередачи графоаналитическим методом, т.к. не имеем значения температуры стенки. [6, с.35,69]

По формуле Нуссельта при °С среднее значение коэффициента теплоотдачи для пара

(3.4.4)

Поверхностная плотность теплового потока от пара к стенке, Вт/м²:

Вт/м².

Дефлегматор выполнен из стали 12Х18Н10Т с =26,ЗВт/(м*К), d_н/d_вн⁼25/20мм, толщина стенки 2,5мм. Для накипи примем значения 2 Вт/(м*К) и 0,2мм.

Поверхностная плотность теплового потока через стенку трубы:

(3.4.5)

Поверхностная плотность теплового потока через накипь:

Вт/м² .

Поверхностная плотность теплового потока от стенки к воде:

Вт/м²;

для вертикальных труб =0,636Вт/(м*К);

=1,5м/с - принятая скорость в трубах;

=0,633* 10^-6 м²/с - кинематическая вязкость воды при t_в=42,5°С;

(3.4.6)

4739310⁴<Rе< 10⁶, движение турбулентное;

(3.4.7)

[6,с.36,59].

Строим график зависимости (рисунок 3.2).

При =33,61°Сq=96000Вт/м²

Коэффициент теплопередачи дефлегматора:

2856 Вт/(м²*К).

Площадь поверхности теплообмена:

4,26 м².

Рисунок 3.2 - Построение зависимости  при графоаналитическом методе расчета дефлегматора

Примем количество уходящих несконденсировавшихся газов 0,028кг/с (производственные данные), тогда в конденсатор-дегазатор возвращается конденсат в количестве 0,165-0,028=0,137кг/с.