Разработан параметрический ряд таких подогревателей для заводов производительностью 1,5…6,0 тыс. т свеклы в сутки. В этих аппаратах при скорости диффузионного сока 3,0…3,5 м/с значительно уменьшается толщина отложений в трубках и процесс теплообмена интенсифицируется по сравнению с подогревателями диффузионного сока типа ПДС.
При увеличении скорости сока значительно возрастает гидросопротивление теплообменника. В существующих конструкциях ускоренное движение сока привело бы к повышению давления, что отрицательно отразилось бы на прочности подогревателя.
В секционных подогревателях гидростатическое давление жидкого продута в отдельных секциях определяется высотой греющих трубок и их диаметром. Переход из секции в секцию происходит плавно и незначительно влияет на общее сопротивление движению жидкости, поэтому общее сопротивление таких подогревателей при увеличенных значениях скорости жидкости и при одинаковой производительности соизмеримо с сопротивлением существующих теплообменников.
Теплопередача от конденсирующегося пара интенсифицируется созданием принудительной циркуляции смеси в межтрубном пространстве каждой секции. Это вызвано тем, что для нагревания сока на сахарных заводах используют вторичные пары многокорпусной выпарной установки, которые содержат неконденсирующиеся газы – воздух, аммиак, диоксид углерода и др. Присутствие их в паре снижает эффективность теплопередачи от пара к стенкам трубок.
Для увеличения скорости движения парогазовой смеси относительно теплообменных трубок пар подается в коллектор при помощи эжектора, а затем распределяется между греющими трубками отдельных секций.
Секционные подогреватели применяют для подогревания диффузионного сока, преддефекиционного сока, сатурационных соков и сока перед выпарной установкой
Рис.12.3. Подогреватель секционного типа с увеличенной циркуляцией А2-ПСС-60:
а – общий вид подогревателя: 1 – секция; 2 – переходные колена; 3 – патрубок для отвода аммиачных газов; 4 – трубная решетка; 5 – коллектор; 6 – теплообменные трубы; 7 – патрубок для отвода конденсата; 8 – эжектор; 9 – патрубок для отвода пара; б – греющая камера унифицированной секции теплообменника: I – секция с плавающим пучком теплообменных труб; II – секция с жестким креплением теплообменных труб; в – варианты различной компоновки секций теплообмена
Аппарат типа А2-ПСС-60 для подогревания диффузионного сока (рис. 12.3.а) состоит из шести унифицированных секций 1, последовательно соединенных между собой плавными переходными коленами 2, парового коллектора 5 со вставленным в него паровым эжектором 8. Каждая секция состоит из теплообменных труб 6 размером 33х1,5мм, двух трубных решеток 4, патрубка для отвода конденсата 7, патрубка для отвода аммиачных газов 3, патрубка для отвода пара 9 и запорной арматуры.
Применение стандартных унифицированных секций в конструкции секционных теплообменников позволяет увеличить площадь поверхности нагрева и повысить температуру нагревания продукта, поскольку при последовательном соединении секций I скорость потока сока не снижается и коэффициент теплопередачи остается постоянным. В зависимости от конкретных условий теплообменник можно компоновать в различных вариантах (рис. 12.3. в). В соответствии с производительностью завода подбирают размер секций, а затем согласно тепловому расчету определяют площадь поверхности нагрева. Максимальное число последовательно соединенных секций лимитируются напором насоса, подающего жидкость в теплообменник, геометрической высотой подъема, потерями напора по трассе и сопротивлением входа в трубопроводы.
В связи с тем что греющие трубки корпуса при температурных изменениях могут деформироваться и при длине, равной 5м, значительно деформироваться, их закрепляют в плавающих подшипниках I (рис. 12.3. б) при обычной жесткой конструкции II крепежных узлов.
К недостаткам секционных подогревателей относятся: повышенные потери теплоты в окружающую среду в связи с разобщенностью отдельных секций, относительно большой удельный объем занимаемых производственных помещений.
Основные параметры секционных теплообменников типа А2-ПТС, А2-ППС и А2-ПСС представлены в табл. 12.3.
12.3. Основные параметры секционных теплообменников
Показатель | Для нагрева диффузионного сока | Для нагрева сока I сатурации | Для нагрева сока II сатурации | Перед выпарной установкой | ||||||
I группа нагрева | II и III группа нагрева | |||||||||
А2-ПТС-40 | А2-ПТС-80 | А2-ППС-60 | А2-ППС-120 | А2-ППС-30-2 | А2-ППС-60-2 | А2-ПСС-60 | А2-ПСС-120 | А2-ПСС-60-4 | А2-ПСС-120-4 | |
Производительность завода по свекле, т/сут | 3000 | 6000 | 3000 | 6000 | 3000 | 6000 | 3000 | 6000 | 3000 | 6000 |
Число теплообменников | 1 | 1 | 2 | 5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 3 |
Производительность по соку, м3/ч | 150 | 300 | 150 | 300 | 170 | 340 | 170 | 340 | 170 | 340 |
Площадь поверхностей теплообменника, м2 | 40 | 80 | 60 | 120 | 30 | 60 | 60 | 120 | 60 | 120 |
Гидравлическое содержание аппарата при нормальном расходе сока, МПа | 0,15 | 0,15 | 0,21 | 0,18 | 0,03 | 0,22 | 0,22 | 0,22 | 0,06 | 0,06 |
Мощность электродвигателя для прокачки сока через аппарат, кВт | 10,3 | 20,6 | 14,5 | 29 | 2,4 | 4,8 | 10,9 | 33,8 | 4,8 | 99,6 |
Габаритные размеры, мм: | ||||||||||
длина | 2030 | 2475 | 2790 | 4020 | 2000 | 2700 | 2790 | 4020 | 2520 | 4200 |
ширина | 1420 | 1950 | 1254 | 1790 | 1600 | 2220 | 1254 | 1790 | 1430 | 2220 |
высота | 6300 | 6700 | 6300 | 6700 | 6700 | 7400 | 6300 | 6700 | 6300 | 7500 |
Масса, кг | 2800 | 4800 | 3810 | 7730 | 1430 | 3430 | 3810 | 7730 | 3030 | 5590 |