淀粉行业蒸汽节能的应用
时间:2014-08-06 阅读:88
某淀粉有限公司是国内变性淀粉产量zui大的企业之一,该公司除锅炉房内的阀门外,生产车间计量、压力控制、疏水和冷凝水回收系统的所有阀门均采用瑞克产品。
该公司生产用汽设备是旋转滚筒,两个滚筒组成一组生产设备,左边滚筒顺时针旋转,右边滚筒逆时针旋转,两个滚筒之间间隙很小,粉浆从两个滚筒之间上方喷入,在滚筒表面加热时浆中的水分蒸发同事由于温度作用使其变性成淀粉,滚筒表面的温度主要通过控制蒸汽压力而达到,滚筒转速20转/分钟,对于这样一个特殊的设备,如何选择一个合适的疏水阀来排除换热滚筒内的冷凝水是一个值得讨论的问题。
因为苏州瑞克阀门多年来在蒸汽行业的应用知识告诉我们,对于这种加热滚筒,如何有效地排除滚筒内的冷凝水是一难题,因为对于滚筒,仅仅安装一个简单的疏水阀是不够的。
冷凝水可以自由的由滚筒中的虹吸管进入疏水阀排放。当滚筒内的水排放到虹吸管底部时,蒸汽经过虹吸管到达疏水阀,疏水阀正常关闭。在此之后,随着滚筒在不断地向外放热,冷凝水也会不断产生,其水位也会越来越高,直至淹没虹吸管底部。但此时,冷凝水却无法在虹吸管内上升到达疏水阀,因为在虹吸管和疏水阀内封闭了一部分蒸汽,这部分蒸汽不冷凝,滚筒内的冷凝水就无法上升到达疏水阀排出。由于虹吸管内和管外的蒸汽压力相同,因此他们的温度也相同,造成它们之间没有任何的热量传递,也即此部分蒸汽无法冷凝,只能依靠疏水阀表面的向外散热使封闭的蒸汽冷凝。在这段蒸汽之前,设备在不断的产生冷凝水,有排除冷凝水的需要,但由于这段蒸汽的存在,使得这个阶段冷凝水无法排出,我们称这种现象为蒸汽汽锁。蒸汽汽锁主要发生在滚筒或疏水阀前管道有提升的场合。
在存在蒸汽汽锁可能的换热设备上必须选择带破蒸汽汽锁装置的浮球疏水阀,以消除蒸汽汽锁对换热的影响,具体型号为FT14。
由于排出来的温度高,所以建议观视镜采用型号为SG系列,否则镜片易破裂。
另外由于破汽锁而排一些蒸汽,所以冷凝水从疏水阀排出后管路选型相当关键,否则背压会很高。
具体的口径计算需要依据疏水阀前后压差,排量以及一定的安全系数来确定,详细如下:
一.滚筒的技术参数:
(一)滚筒直径: d = 1 m
滚筒长度: L = 3.05 m
滚筒面积: A = 1/2 r2×3.14 × 2 + 3.14 ×d × L
= 1/2 × 0.52 × 3.14 × 2 + 3.14 × 1 × 3.05
= 10.362 ㎡
滚筒重量: G = 3.2吨
(二)物料:淀粉与水的混合物:Ww=300 Kg/h 温度为25度其中水的含量为200Kg/h;
成品淀粉重量:Wd=100Kg/h; 温度为95度。
(三)使用蒸汽压力为7Barg,饱和温度170.5度。
二. 根据技术参数计算每组滚筒的消耗汽量
计算方式一:根据设备不同换热过程所消耗的蒸汽量分别计算
1、把160Kg的水汽化所需的蒸汽Q1
Q1 = 160 × 2550 ÷ hf(7) 2550 = 平均显热加上潜热(水汽化所需要的)
= 160 × 2550 ÷ 2047 hf(7)= 2047kJ/kg 7Barg饱和蒸汽所含的潜热
= 199 Kg/h
2、把90Kg的淀粉从250C至950C所消耗蒸汽量Q2
Q2 = 90 × Cp × ΔT ÷ hf(7) Cp = 2 淀粉的比热(估计)
= 90 × 2 × 70 ÷ 2047 hf(7)= 2047kJ/kg 7Barg饱和蒸汽所含的潜热
= 6 Kg/h ΔT = 95-25 = 700C
3、滚筒负荷时消耗的蒸汽量Q3
Q3 = G × Cp × ΔT ÷ hf(7) Cp = 0.5铸铁的比热
= 6400 × 0.5 × 75.5 ÷ 2047 hf(7)= 2047kJ/kg 7Barg饱和蒸汽所含的潜热
= 118 Kg/h ΔT = 170.5 - 95 = 75.50C
G = 6400kg两个滚筒的重量
4、滚筒向外界辐射所消耗蒸汽量Q4
Q4 = U × A × ΔT ÷ hf(7) U = 10w/m2传热系数
= 10 × 10.362 × 145.5 × 3.6 ÷ 2047 ΔT = 170.5 - 25 = 145.50C
= 27 Kg/h hf(7)= 2047kJ/kg 7Barg饱和蒸汽所含的潜热
每组滚筒总耗汽量Q:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= 199 + 6 + 118 + 27
= 350kg/h
计算方法二:根据经验公式计算滚筒耗汽量
Q = 1.5×[(Ww - Wd)× 2550 + 1.26Wd(T-t)] ÷ hf(7)
= 1.5×[(300 - 100)× 2550 + 1.26×90×(95 - 25)] ÷ 2047
= 379 kg/h
其中:
Ww----物料的湿重(kg/h)
Wd-----物料的干重(kg/h)
T------- 脱离干燥滚筒物料的温度(0C )
t--------进入干燥滚筒物料的温度(0C )
hf(7)----7Barg压力蒸汽的潜热(kg/kg)
1.5------适用于滚筒式干燥器的系数
2550----平均显热加上潜热(水汽化所需的)
1.26----平均比热
以上是当初计算滚筒蒸汽耗量的参数和计算方法,但由于产量不同滚筒的大小不同。从生产运行后看每组滚筒的耗汽量在300Kg/h左右。比实际计算的还小点但相当接近。考虑到一定的安全系数,疏水阀应选择1” FT14-10,使用情况良好!