Энергосбережение в выпарных установках

В процессах выпаривания имеет место выход вторичных энергетических ресурсов (ВЭР) в виде вторичного пара и отходящего конденсата.

Ранее были рассмотрены схемы выпарных установок с тепловым насосом (рис 2.10), позволяющие использовать вторичный пар для обогрева этой же установки. Показателями целесообразности применения теплового насоса может служить соотношение стоимостей энергии, затрачиваемой на сжатие вторичного пара в компрессоре, и стоимости дополнительного расхода первичного пара, поступающего на обогрев аппарата при работе его без теплового насоса.

Многокорпусные выпарные аппараты, имея своим целевым назначением концентрирование растворов, яв­ляются одновременно как бы трансформаторами первичного пара; за счет по­следнего получаются потоки вторичных паров (по числу корпусов) более низких
давлении, но близких по энтальпиям. Вторичными парами, отбираемыми из одного или даже нескольких корпусов, можно снабжать внешних потребителей, а также нагревать концентрируемые растворы перед подачей их в выпарной аппарат. Выгодность отбора экстра-паров очевидна, поскольку они получаются после одно- или многократного использования первичного греющего пара для достижения основной цели - концентрирования растворов.

При отборе экстра-пара необходимо учесть, что более экономично отбирать пар из последних корпусов, если это допускается температурными условиями работы теплообменников.
Отбор можно производить из всех корпусов (за исключением
последнего корпуса выпарной установки под разрежением, пар
из которого направляется в конденсатор) с таким расчетом,
чтобы потребители пара более высоких параметров обогревались экстра-паром из первых корпусов, остальные потребители — из последних корпусов.

На рис. 3.8 представлена схема [1] использования ВЭР на подогрев исходного раствора.

Раствор перед поступлением на выпаривание в первую ступень вы­парной установки подогревают до температуры, по возможности близ­кой к температуре кипения. Для этой цели в прямоточных схемах в первую очередь используют вторичный пар и конденсат последней сту­пени, а затем последовательно подогревают раствор в каскаде тепло­обменников экстра-парами и конденсатом из ступеней более высокого давления. Окончательный догрев раствора осуществляют часто свежим паром в специальном подогревателе. Подогрев раствора до темпера­туры кипения перед выпарными аппаратами уменьшает площадь по­верхности нагрева выпарных аппаратов, стоимость 1 м² поверхности которых всегда выше стоимости 1 м² поверхности обычных теплооб­менников.

Рис. 3.8. Схема выпарной установки с использованием вторичных энергоресурсов:

1 - выпарной аппарат; 2 - подогреватель раствора; 3 - конденсатоотводчик; 4 - адиабатный расширитель; 5 - насос

Конденсат из первой ступени выпарной станции, как правило, на­столько чист, что его следует возвращать на ТЭЦ или в котельную, в то время как конденсат из других ступеней содержит уносимые из кипящего раствора соли и поэтому не может быть использован в качестве питательной воды для паровых котлов.