在(zài)很多(duō)制程工業中(zhōng),液体在(zài)罐体或(huò)箱(xiāng)体內(nèi)加热,在(zài)整个工藝制程中(zhōng)是(shì)一(yī)个很重(zhòng)要(yào)的(de)环(huán)节(jié),例如(rú)牛奶、金(jīn)屬處(chù)理(lǐ)和(hé)紡織工業中(zhōng)都有(yǒu)大(dà)量(liàng)的(de)这(zhè)種(zhǒng)應(yìng)用(yòng)。水(shuǐ)需要(yào)被(bèi)加热为(wèi)热水(shuǐ)然后使用(yòng),或(huò)者(zhě),液体由(yóu)于(yú)其(qí)自(zì)身(shēn)工藝的(de)要(yào)求被(bèi)加热到(dào)一(yī)定(dìng)温(wēn)度而(ér)不(bù)論是(shì)否發(fà)生(shēng)了(le)化(huà)學(xué)反(fǎn)應(yìng)。这(zhè)些(xiē)制程有(yǒu):鍋(guō)爐給(gěi)水(shuǐ)箱(xiāng)、清(qīng)洗水(shuǐ)箱(xiāng)、蒸發(fà)器、沸騰鍋(guō)、蒸煮鍋(guō)、加热器和(hé)再沸器等。
一(yī)、罐体被(bèi)用(yòng)在(zài)加热制程中(zhōng)主要(yào)可(kě)以(yǐ)分(fēn)为(wèi)两(liǎng)種(zhǒng):
全(quán)封(fēng)閉罐体,如(rú)那(nà)些(xiē)用(yòng)来(lái)儲存燃料油(yóu)的(de)罐,热负荷的(de)計(jì)算非(fēi)常簡單。
頂部(bù)開(kāi)口(kǒu)罐体,这(zhè)些(xiē)罐体的(de)热负荷計(jì)算需要(yào)綜合考慮其(qí)內(nèi)的(de)物(wù)品和(hé)材料,並(bìng)計(jì)算蒸發(fà)損失。
1、鍋(guō)爐給(gěi)水(shuǐ)箱(xiāng):是(shì)一(yī)个儲存回(huí)收(shōu)的(de)冷(lěng)凝水(shuǐ)和(hé)經(jīng)过(guò)處(chù)理(lǐ)的(de)補給(gěi)水(shuǐ)的(de)容器,把(bǎ)水(shuǐ)加热並(bìng)除氧后,供給(gěi)鍋(guō)爐。鍋(guō)爐給(gěi)水(shuǐ)箱(xiāng)的(de)工作(zuò)温(wēn)度一(yī)般在(zài)80℃到(dào)90℃之(zhī)間(jiān)。
2、热水(shuǐ)箱(xiāng):水(shuǐ)箱(xiāng)的(de)工作(zuò)温(wēn)度随制程應(yìng)用(yòng)而(ér)不(bù)同(tóng),一(yī)般介于(yú)40℃到(dào)85℃之(zhī)間(jiān)。
3、儲油(yóu)罐:用(yòng)来(lái)儲存那(nà)些(xiē)在(zài)常温(wēn)下(xià)無法(fǎ)被(bèi)泵輸送的(de)油(yóu),比如(rú)鍋(guō)爐用(yòng)的(de)重(zhòng)油(yóu)、粮(liáng)油(yóu)行業的(de)棕榈油(yóu)。在(zài)常温(wēn)下(xià),重(zhòng)油(yóu)很粘稠,必須加热到(dào)30℃ - 40℃以(yǐ)降低(dī)它(tā)的(de)粘度,從而(ér)可(kě)以(yǐ)用(yòng)泵輸送。
常見(jiàn)加热容器的(de)加热温(wēn)度
| 行業 | 制程 | 典型温(wēn)度(℃) |
| 制糖 | 原汁加热 | 80~85 |
| 乳制品 ,啤酒(jiǔ) | 産生(shēng)热水(shuǐ) | 80 |
| 電(diàn)鍍 | 金(jīn)屬沉澱 | 70~85 |
| 制藥 | 清(qīng)洗水(shuǐ)箱(xiāng) | 70 |
| 橡胶(jiāo) | 加热腐蝕性(xìng)油(yóu) | 140 |
二(èr)、計(jì)算蒸汽耗量(liàng)
罐体類(lèi)設備需要(yào)的(de)總(zǒng)热量(liàng)包(bāo)含:
1. 把(bǎ)制程流体加热到(dào)工作(zuò)温(wēn)度需要(yào)的(de)热量(liàng)。
2. 把(bǎ)容器材料加热到(dào)工作(zuò)温(wēn)度需要(yào)的(de)热量(liàng)。
3. 從容器表(biǎo)面(miàn)散(sàn)失到(dào)大(dà)气(qì)环(huán)境的(de)热損失。
4. 從液体表(biǎo)面(miàn)散(sàn)失到(dào)大(dà)气(qì)环(huán)境的(de)热損失。
5. 其(qí)它(tā)冷(lěng)的(de)物(wù)体浸入(rù)制程流体时吸收(shōu)的(de)热量(liàng)。
下(xià)面(miàn)分(fēn)别介紹:
1、針(zhēn)对(duì)完全(quán)密閉的(de)大(dà)型儲油(yóu)罐或(huò)密閉水(shuǐ)箱(xiāng),需要(yào)的(de)總(zǒng)热量(liàng)主要(yào)是(shì)提(tí)高(gāo)流体温(wēn)度所(suǒ)需要(yào)的(de)热量(liàng),即上述第(dì)1項,加热罐体所(suǒ)需的(de)热量(liàng)相对(duì)較小,一(yī)般可(kě)以(yǐ)忽略,因(yīn)此(cǐ)按以(yǐ)下(xià)公(gōng)式計(jì)算蒸汽耗量(liàng)就(jiù)可(kě)以(yǐ):
Q=CpMΔT/rt
其(qí)中(zhōng)Cp---物(wù)料的(de)比热容,一(yī)般流体,如(rú)水(shuǐ)的(de)比热容=1
M—儲存物(wù)料的(de)質(zhì)量(liàng)(kg),ΔT--升温(wēn)温(wēn)差(℃ ),
r—工作(zuò)壓力下(xià)蒸汽的(de)热焓值(kcal/kg)
t--加热时間(jiān)(小时)
2、針(zhēn)对(duì)敞開(kāi)式的(de)鋼(gāng)制水(shuǐ)箱(xiāng),则主要(yào)需要(yào)考慮上面(miàn)的(de)第(dì)1、4項,加热水(shuǐ)需要(yào)的(de)热量(liàng)和(hé)水(shuǐ)散(sàn)热到(dào)大(dà)气(qì)的(de)热量(liàng)。
因(yīn)为(wèi)热量(liàng)僅在(zài)表(biǎo)面(miàn)與(yǔ)环(huán)境之(zhī)間(jiān)存在(zài)温(wēn)差的(de)时候才会(huì)發(fà)生(shēng)热傳遞,如(rú)果(guǒ)箱(xiāng)体或(huò)罐体的(de)底部(bù)沒(méi)有(yǒu)暴露(lù)在(zài)空(kōng)气(qì)中(zhōng),而(ér)是(shì)放置在(zài)地(dì)上,通(tòng)常这(zhè)部(bù)分(fēn)的(de)散(sàn)热損失可(kě)以(yǐ)被(bèi)忽略。
例2:開(kāi)放式水(shuǐ)箱(xiāng),無保温(wēn),頂部(bù)開(kāi)放,放置于(yú)車間(jiān)地(dì)闆上,长(cháng)宽(kuān)高(gāo)=3m*3m*2m,水(shuǐ)位(wèi):2/3高(gāo)度,蒸汽壓力3barg,要(yào)求每天(tiān)早(zǎo)上開(kāi)機(jī)时30分(fēn)鐘(zhōng)內(nèi)從常温(wēn)16℃升温(wēn)到(dào)60℃,然后一(yī)直(zhí)保持恒温(wēn)。
解(jiě):水(shuǐ)箱(xiāng)側面(miàn)積=24m2,水(shuǐ)体積=2*3*3*2/3= 12m3
水(shuǐ)箱(xiāng)與(yǔ)空(kōng)气(qì)的(de)換热系(xì)數U1 = 23 W/(m2·℃)
水(shuǐ)箱(xiāng)由(yóu)15mm厚的(de)鋼(gāng)闆制成(chéng)
(密度 = 7850 kg/m3, cp = 0.5 kJ/(kg·℃))
液体表(biǎo)面(miàn)積A = 9m2
1.1 加热液体的(de)热量(liàng)QM(液体)= CpMΔT/rt=1*12000*(60-16)/(510*0.5)=2070kg/h
1.4 液体表(biǎo)面(miàn)的(de)热損失Q(表(biǎo)面(miàn))= =UAΔT*3.6/hfg=23*9*(38-16)*3.6/2133=7.68kg/h
表(biǎo)面(miàn)積 A = 9m2
初始(shǐ)温(wēn)度 T1 = 8℃
最(zuì)终温(wēn)度 T2 = 60℃
平均温(wēn)度 Tm =(16+60)/2=38℃
相比于(yú)加热液体需要(yào)的(de)热量(liàng),这(zhè)个热損失基本可(kě)以(yǐ)忽略,因(yīn)此(cǐ),正(zhèng)常在(zài)進(jìn)行閥門(mén)和(hé)設備選型时,只(zhī)要(yào)計(jì)算加热液体所(suǒ)需的(de)蒸汽量(liàng),然后适當放一(yī)點(diǎn)安(ān)全(quán)餘量(liàng)即可(kě)。