VÝROBA PÁRY. Výroba cukru se vyznačuje vysokou spotřebou páry a mechanické energie spotřeba elektrické energie kwh/t řepy

Podobné dokumenty
Názvosloví Kvalita Výroba Kondenzace Teplosměnná plocha

Příklad 1: V tlakové nádobě o objemu 0,23 m 3 jsou 2 kg vodní páry o tlaku 1,6 MPa. Určete, jestli je pára sytá, mokrá nebo přehřátá, teplotu,

Výměna tepla může probíhat vedením (kondukcí), prouděním (konvekcí) nebo sáláním (zářením).

Výroba páry - kotelna, teplárna, elektrárna Rozvod páry do místa spotřeby páry Využívání páry v místě spotřeby Vracení kondenzátu do místa výroby páry

Příklad 1: Bilance turbíny. Řešení:

Potravinářské a biochemické technologie

12. Termomechanika par, Clausiova-Clapeyronova rovnice, parní tabulky, základni termodynamické děje v oblasti par

Rafinérie. Krystalizace svařování cukrovin

Rafinérie. Krystalizace svařování cukrovin

NA FOSILNÍ PALIVA: pevná, plynná, kapalná NA FYTOMASU: dřevo, rostliny, brikety, peletky. SPALOVÁNÍ: chemická reakce k získání tepla

Nedokonalé spalování. Spalování uhlíku C na CO. Metodika kontroly spalování. Kontrola jakosti spalování. Části uhlíku a a b C + 1/2 O 2 CO

Nedokonalé spalování. Spalování uhlíku C na CO. Metodika kontroly spalování. Kontrola jakosti spalování. Části uhlíku a a b C + 1/2 O 2 CO

Bilance sborníku kondenzátu

1/ Vlhký vzduch

ÚPRAVA VODY V ENERGETICE. Ing. Jiří Tomčala

PRŮMYSLOVÉ PROCESY. Přenos tepla II Odparky a krystalizátory

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Blokové schéma Clausius-Rankinova (C-R) cyklu s přihříváním páry je na obrázku.

Parogenerátory a spalovací zařízení

Zásobování teplem. Cvičení Ing. Martin NEUŽIL, Ph. D Ústav Energetiky ČVUT FS Technická Praha 6

ODBORNÉ VZDĚLÁVÁNÍ ÚŘEDNÍKŮ PRO VÝKON STÁTNÍ SPRÁVY OCHRANY OVZDUŠÍ V ČESKÉ REPUBLICE. Spalování paliv - Kotle Ing. Jan Andreovský Ph.D.

6. Jaký je výkon vařiče, který ohřeje 1 l vody o 40 C během 5 minut? Měrná tepelná kapacita vody je W)

U218 - Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. ! t 2 :! Stacionární děj, bez vnitřního zdroje, se zanedbatelnou viskózní disipací

Technologie výroby elektrárnách. Základní schémata výroby

Závěsné kondenzační kotle

MĚŘENÍ EMISÍ A VÝPOČET TEPELNÉHO VÝMĚNÍKU

Model dokonalého spalování pevných a kapalných paliv Teoretické základy spalování. Teoretické základy spalování

17. Základy přenosu tepla - přenosu tepla vedením, přenos tepla prouděním, nestacionární přenos tepla, prostup tepla, vyměníky tepla

Potravinářské a biochemické technologie

Závěsné kotle. Modul: Kondenzační kotle. Verze: 03 VU 156/5-7, 216/5-7, 276/5-7 ecotec exclusive 03-Z2

Mittel- und Großkesselsysteme

TYPY KOTLŮ, JEJICH DĚLENÍ PODLE VYBRANÝCH HLEDISEK. Kotel horkovodní. Typy kotlů dělení z hlediska:

DÁLKOVÉ VYTÁPĚNÍ =DISTRICT HEATING, = SZT SYSTÉM ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM = CZT CENTRALIZOVANÉ ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM

Používání energie v prádelnách

THERM 28 KD.A, KDZ.A, KDC.A, KDZ5.A, KDZ10.A

6.Úprava a čistění vod pro průmyslové a speciální účely

Jednotlivým bodům (n,2,a,e,k) z blokového schématu odpovídají body na T-s a h-s diagramu:

Závěsné kotle. Modul: Kondenzační kotle. Verze: 02 VU 466/4-5, VU 656/4-5 ecotec plus 02-Z2

Rekuperační jednotky

Udržitelný rozvoj v průmyslových prádelnách. Modul 2 Technologická zařízení. Kapitola 2. Klasické pračky

Identifikátor materiálu: ICT 2 58

Potravinářské a biochemické technologie

THERM 14 KD.A, KDZ.A, KDZ5.A

THERM 17 KD.A, KDZ.A, KDZ5.A, KDZ10.A

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

TEPELNÁ ČERPADLA EKOLOGICKÁ A ÚSPORNÁ ŘEŠENÍ PRO RODINNÉ DOMY, BYTOVÉ DOMY, VEŘEJNÉ OBJEKTY A FIRMY

Závěsné kotle se speciálním vestavěným zásobníkem. Proč Vaillant? Tradice, kvalita, inovace, technická podpora. VUI aquaplus

Závěsné kotle pro vytápění. VU atmotec plus VU turbotec plus

Technická dokumentace Kotle středních a vyšších výkonů řady GKS

Kogenerační jednotka se spalovací turbínou o výkonu 2500 kw. Stanislav Veselý, Alexander Tóth

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

ROŠTOVÝ KOTEL NA SPALOVÁNÍ UHLÍ A NEBO DŘEVNÍ BIOMASY O PARAMETRECH 200 T/H, 9,3 MPA, 520 C

Závěsné kondenzační kotle

KTEV Fakulty životního prostředí UJEP v Ústí n.l. Průmyslové technologie 3 příklady pro cvičení. Ing. Miroslav Richter, PhD.

- kondenzační kotel pro vytápění a přípravu teplé vody v externím zásobníku, provedení turbo

= [-] (1) Přednáška č. 9 Využití sluneční energie pro výrobu tepla 1. Úvod Součinitel znečištění atmosféry Z: Kde: I 0

NOVINKA. energeticky úsporné čerpadlo vestavěná ekvitermní regulace plynulá regulace výkonu snadné a intuitivní ovládání

Větrání plaveckých bazénů

U218 Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. Seminář z PHTH. 3. ročník. Fakulta strojní ČVUT v Praze

Základy procesního inženýrství Program výpočtových cvičení

Kyselina fosforečná Suroviny: Výroba: termický způsob extrakční způsob

IST 03 C ITACA KB Důležité informace pro výpočet. Překlad původních instrukcí (v italštině)

Zásobníky ocelové - až do max. průměru mm

20.1 Hmotnostní a entalpická bilance krystalizátoru

ZDROJE TEPLA Rozdělení Jako zdroj tepla může být navržena kotelna, CZT (centrální zásobování teplem) nebo netradiční zdroj (tepelné čerpadlo,

Kondenzační plynové kotle

Termomechanika 9. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Kotel je vybaven dvoustupňovým oběhovým čerpadlem s rychloodvzdušňovačem,

Tematické okruhy z předmětu Vytápění a vzduchotechnika obor Technická zařízení budov

Závěsné kotle pro vytápění. VU atmotec plus VU turbotec plus

DÁLKOVÉ VYTÁPĚNÍ (DISTRICT HEATING, CZT CENTRALIZOVAN ZÁSOBOVÁNÍ TEPLEM)

Kondenzace brýdové páry ze sušení biomasy

spotřebičů a odvodů spalin

ZDROJE TEPLA Rozdělení Jako zdroj tepla může být navržena kotelna, CZT (centrální zásobování teplem) nebo netradiční zdroj (tepelné čerpadlo,

Optimalizace teplosměnné plochy kondenzátoru brýdových par ze sušení biomasy

Závěsné kotle pro vytápění. Proč Vaillant? Tradice, kvalita, inovace, technická podpora. VU atmotec plus VU turbotec plus

Technologie potravin - cukr 1

Tepelné ztráty akumulační nádoby

Deskové výměníky. nerezové deskové výměníky izolované čerpadlové skupiny pro přípravu teplé vody. Úsporné řešení pro vaše topení TECHNICKÝ KATALOG

Univerzita obrany. Měření na výměníku tepla K-216. Laboratorní cvičení z předmětu TERMOMECHANIKA. Protokol obsahuje 13 listů. Vypracoval: Vít Havránek

VU 200-5, 240-5, Atmotop Plus, VU 122-5, 202-5, 242-5, Turbotop Plus

Katalogový list č. Verze: 01 ecocompact VSC../4, VCC../4 a aurocompact VSC D../4 06-S3

Odpařování se používá k zahuštění roztoků, suspenzí nebo emulzí odstraněním části kapaliny nebo k regeneraci rozpouštědla.

Charakteristika výrobku VK 654/9-1654/9

Energetické využití a technologie spalování uhelného multiprachu v soustavách CZT a průmyslových energetikách

Stacionární kondenzační kotle s vestavěným zásobníkem. Proč Vaillant? Tradice, kvalita, inovace, technická podpora.

U218 - Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze

Stacionární kondenzační kotle s vestavěným zásobníkem Stacionární kondenzační kotel s vestavěným solárním zásobníkem

Univerzální středotlaké parní kotle KU

KONTROLA KOTLŮ A ROZVODŮ TEPELNÉ ENERGIE

Závěsné plynové průtokové ohřívače TV PANDA

Proudění Sborník článků z on-line pokračujícího zdroje Transformační technologie.

Parní turbíny Rovnotlaký stupeň

Ing. Jan Sedlář Matematický model chladicího zařízení s odtáváním výparníku ODBORNÁ KONFERENCE SCHKT 26. LEDNA 2016, HOTEL STEP, PRAHA

1/6. 2. Stavová rovnice, plynová konstanta, Avogadrův zákon, kilomol plynu


FORMENTERA KC KR KRB

ANTEA KC KR KRB

8. Komponenty napájecí části a příslušenství

Základy chemických technologií

Transkript:

VÝROBA PÁRY Výroba cukru se vyznačuje vysokou spotřebou páry a mechanické energie spotřeba elektrické energie - 20-30 kwh/t řepy Využití páry k výrobě elektrické energie k čtyř až pěti stupňovému odpařování v odparce s následným využitím brýdových par pro technologické náhřevy Účinnost výroby páry závisí na typu a stavu kotlů v kotelně používaném palivu přebytku vzduchu ve spalovacím procesu f = (c CO2 ) teor / (c CO2 ) sk = 1,5-1,7

Schéma výroby páry

Komínová ztráta podle Siegerta Zk = K * (t sp -t vz ) / c CO2 K - konstanta (pro hnědé uhlí K = 0,9) t sp - teplota spalin (má být 200 o C) t vz - teplota vzduchu v kotelně c CO2 - obsah CO 2 ve spalinách Ztráta tlaku páry mezi kotlem a turbinou p 2 = p 1. (1 - a) MPa a = 0,10-0,15 tomu odpovídá snížení teploty páry o 15-20 C

Množství páry potřebné na výrobu elektrické energie G p = N. D s t/h N D s výkon turbogenerátoru (kw) měrná spotřeba páry (t/kwh) Množství chladicí vody i 1 -i 2 G w = G p. ------------- kg/h i 2 -i v i 1 i 2 i v entalpie páry na vstupu entalpie páry na výstupu entalpie chladicí vody

Tepelný obsah páry i = 4,1868 * t + r kapalinné teplo výparné teplo vody Teplota kondenzátů t k = (6*t p + t 1 + t 2 ) /8 Množství tepla Q (W) převedené teplosměnnou plochou za jednotku času lze obecně vyjádřit vztahem Q = k. A. Δ t, A topná plocha ( m 2 ) k součinitel prostupu tepla (W.m -2.K -1 ) Δ t užitečný teplotní rozdíl mezi teplotou páry a šťávy ( o C) k = konst. * t/s

Prostup tepla rovinnou stěnou pára šťáva

ZAHŘÍVÁNÍ ŠŤÁV tepelné výměníky - zahřívače šťávy využívá se tepla brýdových par z posledního stupně odparky brýdových par z varny horkých kondenzátů barometrické vody Ekonomické hospodaření s teplem minimální teplotní rozdíly co nejmenší tepelný odpor přepážky protiproudný tok medií trubkové výměníky Δ t = 10-20 o C deskové výměníky Δ t = 3-5 o C ideální pro ohřev horkým kondenzátem nebo barometrickou vodou spirálové výměníky parokontaktní výměníky trubkové výměníky kapalina-kapalina

w = 0,8-1,5 (m/s) k = 210 + 4200 w (kj.m -2.h -1.K -1 ) Q = k. A. Δt

Trubkové výměníky

Spirálový výměník Deskový výměník

Parokontaktní zahřívač studená voda nezkondenzované plyny Ohřev vody na extrakci v technologii užitková voda Průtok vody 55-65 m 3 /h Brýdová pára 80-90 C Ohřátá voda 78-88 C

Spotřeba páry na ohřevy šťáv a svařování Účelová spotřeba celkem: 32 % n.ř. Z toho: ohřev extraktoru 4 % surové šťávy 7 % před 2.saturací 4 % před odparkou 5 % svařování cukrovin 12 % Neúčelová spotřeba celkem: 6 % Z toho: stroje 2 % vedlejší spotřeba 2 % ztráty sáláním 2 %

ZÁVADY PŘI ZAHŘÍVÁNÍ ŠŤÁV 1) Nízká hodnota součinitele prostupu tepla nízká rychlost proudění šťávy inkrustace (nejvíce u výměníků surové šťávy, nutné denní mechanické čištění) nedostatečný odvod kondenzátu z topné komory neodplynění topné komory - nezkondenzovatelné plyny 2) Vysoké tepelné ztráty v parním potrubí a ve vlastním výměníku nedostatečná izolace, ztráty sáláním ztráty v kondenzátech (normálně odchází s kondenzáty 1-2 % páry) ztráty odvodem nezkondenzovatelných plynů

Hlavní úkoly odparky: Odpařování šťáv 1. zahustit šťávu na sacharizaci 60-65 % 2. zásobit provoz cukrovaru potřebnou topnou párou na účelové ohřevy Množství odpařené vody m w (% n.ř.) m w = m 1 (1 - S 1 /S 2 ) Pro m 1 = 120 %, S 1 = 16 %, S 2 = 65 %, pak m w = 90 % n.ř. K odpaření m w kg vody se spotřebuje teplo Q w = m w. r (kj) r výparné teplo vody při teplotě t (kj/kg)

Hrubý předpoklad: na odpaření 1 kg vody ze šťávy ohřáté k bodu varu se spotřebuje 1 kg páry Praktická spotřeba páry v několikanásobné odparce m p = m w /(0,85. n) (% n.ř.) n počet stupňů odparky

Tepelný výkon odparky, Q (W) Q = k. A. Δ t k součinitel prostupu tepla (W.m -2.K -1 ) A velikost topné plochy (m 2 ) Δ t užitečný teplotní rozdíl mezi teplotou páry a šťávy ( C) podle Δ t vychází velikost teplosměnné plochy daného stupně čím je více stupňů, tím menší je Δ t v jednotlivých stupních a tím i větší teplosměnná plocha je-li n > 7 - vysoký nárůst investic v praxi se používá 4 až 6 stupňů

Odparka čistá - Rillieux Spotřeba páry na odparku 26,4 % n.ř. Na účelové náhřevy 34 % celkem 66,4 % n.ř. Neúčelové ohřevy 6 % Kombinovaná odparka - Lexa Spotřeba páry na odparku a účelové náhřevy 43,25 % n.ř. Neúčelové ohřevy 6 % celkem 49,25 % n.ř.

o 1 o 2 o 3 m 4 Spotřeba páry na odparku a účelové náhřevy 36,75 % n.ř. Neúčelové ohřevy 6 % celkem 42,75 % n.ř.

Bilance tlakové odparky (4 členné) výpočet odparu v jednotlivých tělesech určení ztrát do kondenzace (m 4 ) odpar v 1.tělese m 1 = o 1 + o 2 + o 3 + m 4 odpar v 2.tělese m 2 = o 2 + o 3 + m 4 odpar v 3.tělese m 3 = o 3 + m 4 odpar v 4.tělese m 4 = m 4 m w = m 1 + m 2 + m 3 + m 4 = o 1 + 2.o 2 + 3.o 3 + 4.m 4 m w -(o 1 + 2.o 2 + 3.o 3 ) m 4 = -------------------------------- 4 Ekonomický provoz odparky: maximálně snížit ztráty do kondenzace snížit m w zvýšit odběry brýd, zejména ze třetího tělesa

Odpařováky cirkulační - typ Robert průtokové s filmovou vrstvou odpařované šťávy deskové

Robertův odpařovák Brýdové páry Lapač kapek Pára Nezkondenzované plyny Přívod šťávy Odvod šťávy Kondenzát

Filmový odpařovák

Desková odparka Vertikální uspořádání odparky

hnací pára Odparka s kompresí brýdových par brýdová pára paroproudý kompresor komprimovaná pára komprimovaná pára brýdová pára Šťáva kondenzát p 1 tlak páry v odparce t k1 teplota kondenzátu p 2 tlak komprimovaných brýd t k2 teplota kondenzátu t r teplota varu šťávy

hnací pára rozváděcí komora trysky Parní proudový kompresor komprimovaná pára směšovací komora difuzor brýdová pára rychlost průtoku páry po průchodu kompresorem klesá, kinetická energie se mění ve vnitřní energii za současného zvýšení tlaku a enthalpie páry

Zásady provozu odparky udržování optimální výšky hladiny šťávy sledování teplot a tlaků v parním i brýdovém prostoru rovnoměrný odběr brýd podtlak v posledním tělese odvod nezkondenzovatelných plynů odvod kondenzátů použití protiinkrustačních prostředků

Nezkondenzovatelné plyny vzduch, CO 2 a NH 3 nutnost odvádění nezkondenzovatelných plynů z topných komor z každého tělesa odparky samostatně úplné využití tepla nezkondenzovatelných plynů k účelovým náhřevům při nedostatečném odvodu dochází k: omezování vstupu topné páry snížení teploty snížení součinitele prostupu tepla

Odvod kondenzátů z topné komory jsou kondenzáty vedeny přes odváděče kondenzátů do sborníků nedostatečné odvádění kondenzátů způsobuje: zaplnění topné komory kondenzátem zhoršený přestup tepla Expanze kondenzátů (uvolnění) ve sborníku dochází k poklesu tlaku kondenzát se ochlazuje a samoodpařením se z něho uvolňuje pára uvolněná pára je odváděna vyrovnávacím potrubím do páry o stupeň nižší teplota kondenzátů ve sborníku je o 2 C nižší než je teplota varu šťávy

Použití kondenzátů jako napájecí voda do kotelny kondenzát z vratné, redukované nebo 1. brýdové páry zaručeně beze stop cukru kontrola přítomnosti stop cukru chemicky α-naftolovou zkouškou pomocí analyzátoru (citlivost 0,03 g/litr) jako horká voda v technologii kondenzát z 2. a 3. brýdy Odváděče kondenzátu Kondenzační skříňka

Chemické změny a reakce při odpařování pokles alkality rozdíl mezi ph lehké a těžké šťávy rozklad amidů a invertního cukru v brýdových párách a kondenzátech odchází NH 3, CO 2, (NH 4 ) 2 CO 3 nadměrný pokles alkality - špatná práce na epuraci (nízké teploty, krátké doby) rozklad sacharosy závisí na teplotě a době nutno zkrátit dobu zdržení šťávy zejména v prvních tělesech, kde jsou vysoké teploty zvýšení koncentrace barevných látek nedokonale vyčištěné šťávy během odpařování značně tmavnou, zvláště při ph 10 preventivní účinek síření lehké šťávy před odparkou

Inkrustace Vznik inkrustací lehká šťáva je nasyceným roztokem málo rozpustných vápenatých solí tepelný rozklad solí rozpuštěných v lehké šťávě, zejména hydrogenuhličitanů vznik šťavelanových inkrustací - oxalogenní reakce Preventivní opatření 1. dokonalé odstranění zeminy a písku při praní řepy 2. výběr vápence s minimálním obsahem křemičitanů 3. energické čeření 4. dodržování optimální alkality 2. saturace 5. dodržování teplotního režimu na epuraci

Inkrustace o tloušťce 0,5 mm - snížení tepelného výkonu odpařovací stanice až o 50 % materiál tepelná vodivost (W.m -1.K -1 ) ocel 50 měď 380 inkrustace uhličitan - šťavelan 2 inkrustace křemičitan - šťavelan 0,5 Inkrustace v tělesech odparky: 1. těleso CaCO 3, CaSO 4, CaSO 3 2. těleso CaSO 4, CaSO 3, CaSiO 3, Ca(COO) 2 3. a 4. těleso CaSiO 3, Ca(COO) 2

Protiinkrustační prostředky polyakrylové deriváty anionaktivní inhibitory a dispergační prostředky narušují krystalickou strukturu inkrustací při jejich tvorbě usnadňují rozpad starých inkrustací zabraňují tvorbě nových inkrustací dávkování do 1. tělesa odparky - 10 30 ppm (= g/t) dokonalé rozmíchání prostředku ve šťávě zajištění dostatečného kontaktního času rovnoměrný provoz odparky bez chemického vyváření v průběhu kampaně. přídavek fosforečnanu sodného

Chemické vyváření odparky 1. převedení nerozpustných vápenatých solí na uhličitany CaSO 4 + Na 2 CO 3 CaCO 3 + Na 2 SO 4 (COO) 2 Ca + Na 2 CO 3 CaCO 3 + (COONa) 2 5 % roztok Na 2 CO 3, 4-6 h 2. rozpuštění uhličitanů CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 +H 2 O 1-3 % roztok HCl, 45 min ochrana kovového povrchu trubek dibenzylsulfoxid

Závady na odparce malý výkon, nízká sacharizace těžké šťávy kolísání sacharizace těžké šťávy vysoké ztráty cukru vysoký přírůstek obsahu barevných látek velká spotřeba páry

Těžká šťáva S = 65 % Q = 90-93 % alkalita 0,02-0,03 g CaO/100 ml obsah rozpustných Ca ++ solí (tvrdost, zavápnění) 0,05 g CaO/100 ml barva světle hnědá jemný zákal

Síření a filtrace těžké šťávy konečná alkalita po síření 0,01-0,02 g CaO/100 ml filtrace na naplavovacích filtrech Skladování těžké šťávy S = 67-69 % ph 8,5-9,0 t = 15 C

Sítový filtr Putsch Sibomat