择加热室直径的确定分离室直径与高度的确定封头设计计算接管尺寸的确定溶液进出口管加热蒸汽与二次蒸汽接管冷凝水出口管不凝性气体排出管主要受压元件的强度校核广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计筒体厚度的校核封头强度校核第四章蒸发器辅助设备的设计气液分离器蒸汽冷凝器支座设计结语参考文献附件致谢广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计前言国内外蔗糖厂蒸发器的改进目标，大致是趋向于节约能源电能，提高效率减小糖分转化损失避免色值增加节省投资，污垢少于易于清除等指标要求。从糖厂传统用的标准蒸发罐到长管升膜式蒸发罐长管降膜式蒸发罐到容器升膜板式蒸发罐容器降膜板式蒸发罐，不断改进，进而不设计出种塔式容器型降膜式蒸发器等不断的提高改进蒸发设备。我国是世界上第三大产糖国家和食糖消费国，有大中小型制糖厂多家，而广西是全国甘蔗的主产区，拥有发达的制糖工业，其总体规模和实力长期处在全国各省各区前茅。众所周知，糖厂是耗能大户，目前糖厂传统的蒸发工业大多采用多效蒸发，需要消耗大量的高温高压蒸汽，燃烧燃料以制水蒸气所耗能及所需费用，仅次于原料甜菜或甘蔗，而占糖厂产品原料成本的第二位，传热设备的投资占总设备费的左右。传统的蒸发工艺大多存在设备结构复杂，成本高，易结垢且维修除垢过程费用高，传热系数低，能耗高等特点。因此可看出，我国制糖工业的节能潜力很大。我们通过研究应用新技术新工艺和新设备，可以将制糖工艺节能水平提高大步，显著增加企业的经济效益，减小能源的损耗，使广西的制糖业得到更好的发展。中央循环管式蒸发器也称标准蒸发器，是运用得较早的蒸发器，也是运用最广泛的蒸发器，它结构紧凑，制造方便，结构简单，但仍有较大的改进空间，因此，对中央循环进行优化设计对蔗糖工业尤为重要。其优化设计主要从以下几点入手占地面积小，空间高度低，结构紧凑，造价低，投资少常为连续操作，亦可间歇操作，提高操作可控性污垢少，清洗方便，劳动强度低，并可用清洗液循环清洗使物料循环较好，正常操作时不易结焦低能耗，高效率，高产量设备耐用，不易腐蚀蒸发器的运用不仅仅局限与制糖行业，在氯碱化工轻工食品制药和环保等行业均为广泛的应用，因此，优化蒸发器的设计提高蒸发器的效率减少能源的消耗对资源日益趋少的当今世界来说意义十分重大。广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计第章蒸发过程流程设计方案加热蒸汽压强的确定通常被蒸发的溶液有个允许的最高温度，若超过此温度，物料就会变质破坏或分解，这是确定加热蒸汽压强的个依据。应使操作在低于最大温度范围内进行，可以采用加压蒸发常压蒸发或真空蒸发。些化工厂，常装设蒸汽机或透平机以驱动发电机发电，因而蒸发用汽应考虑用蒸汽机透平机的乏汽，直接采用未经做功的锅炉蒸汽进行减压蒸发式不经济的，乏汽压强般在左右。蒸发式个消耗大量加热蒸汽而又产生大量二次蒸汽的过程。从节能观点出发，应充分利用二次蒸汽作为后续蒸发过程或者其他加热用的热源，即要求蒸发装置能够提供温度较高的二次蒸汽。这样既可减少锅炉产生蒸汽的消耗量，又可减少末效进入冷凝器的二次蒸汽量，提高蒸汽利用率。因此，参考传热传质过程设备设计可知，此次加热蒸汽压强选取。冷凝器操作压强的确定若效采用较高压强的加热蒸汽，则末效可采用常压或加压蒸发，此时末效产生的二次蒸汽具有较高的温度，可以全部利用。而且各效操作温度高氏，溶液粘度低，传热效果好。若效加热蒸汽压强低，末效应采用真空操作，此时各效二次蒸汽温度低，进入冷凝器冷凝需消耗大量冷却水，而且溶液粘度大，传热差。但对于那些热敏性物料的蒸发，为充分利用热源还是经常采用真空蒸发的。对混合式冷凝器，其最大的真空度取决于冷凝器人的水温和真空装置的性能。通常冷凝器的最大真空度为。此次设计选择冷凝器的真空度为，大气压强按进行计算，则绝对压强为。蒸发器的类型及其选择蒸发器是种特殊的传热设备，它与般换热器的区别是需要不断地将蒸发所产生的二次蒸汽出去。因此，蒸发器在结构上除设有用于进行热量交换的加热室外，还设有汽液分离的蒸发室。此外，为了使蒸汽和液沫能有效地分离，还设有除沫器。在化工生产中，大多数蒸发器都是利用饱和水蒸汽作为加热介质，因而蒸发。根据经验般取。广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计各效总温差损失为，则计算结果见表。ⅠⅡⅢⅣ溶液沸点加热蒸汽传热温差计算各效蒸发量和传热量对第效进行焓衡算，并计入溶液的浓缩热及蒸发器的热损失时，第效的蒸发量计算式为式中第效的加热蒸汽量当无额外蒸汽引出时，，分别为第效加热蒸汽，二次蒸汽的汽化潜热且，分别为原料液和水的比热﹚﹚﹚，分别为第效和第效溶液的沸点为各效的热利用系数，取第效沸点进料广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计第二效第三效第四效由于可解得各效传热量广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计蒸发器的传热面积由传热速率方程得在多效蒸发中为便于制造和安装，通常采用各效传热面积相等的蒸发器。若计算所得的有明显的差别时，应依据各效面积相等的原则重新分配各效的有效温度差，使趋于相等。由甘蔗糖厂设计手册上册知，各效的传热系数可由斯帕伊厄勒公式粗算出来,则再结合国内生产查定数据及经验值表查询，取各效的传热系数如下各效传热面积初算广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计校核第次计算结果故应调整有效温度差和蒸发量，其方法如下通常值不会发生太大的变化，可不予考虑。因而调整后的面积有效温度差与调整前的面积有效温度差的关系为，令各效相等，将个相加，得但不论如何变化，总传热温度差不变，即，重新分配之后的平均传热面积，就是调整后各效的新的温度差，从末效开始计算，重复步骤，直至各效传热面积相近为止。温差的重新分配与试差计算有效温度差的重新分配广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计各效溶液的组成各效蒸发量取上次计算值，即则各效溶液的组成各效罐中的平均锤度为入口锤度出口锤度各效溶液的沸点因冷凝器压力和完成液组成没改变，故第四效中各种温度差损失及溶液沸点与上次结果相同，即，由有效温差的重新分配，可得第四效的加热蒸汽的冷凝温度，即第三广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计效的二次蒸汽温度第三效由查化工原理上册附录饱和水蒸气表可得第三效罐的二次蒸汽压。再由平均锤度查糖汁加热与蒸发页表可得第三效罐浓度效应的沸点升高由平均锤度查表可得第三效罐的平均密度再由得则由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失所以第三效罐的总温差损失为第三效罐的溶液沸点第三效的加热蒸汽温，即第二效的二次蒸汽温第二效由查化工原理上册附录饱和水蒸气表可得第二效罐的二次蒸汽压。再由平均锤度查糖汁加热与蒸发页表可得第三效罐浓度效应的沸点升高由平均锤度查表可得第二效罐的平均密度再由得则由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失所以第二效罐的总温差损失为第二效罐的溶液沸点第二效的加热蒸汽温，即第效的二次蒸汽温广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计第效由查化工原理上册附录饱和水蒸气表可得第效罐的二次蒸汽压。再由平均锤度查糖汁加热与蒸发页表可得第三效罐浓度效应的沸点升高由平均锤度查表可得第效罐的平均密度再由得则由于管道流动阻力产生的压强降所引起的温度差损失所以第效罐的总温差损失为第效罐的溶液沸点重新分配有效温差后各效的指数数据如表所示表效数ⅠⅡⅢⅣ二次蒸汽压二次蒸汽温浓度效应损失液柱静压效应管道温度损失总温度损失各效溶液沸点有效温差广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计求加热蒸汽用量及各效蒸发量第效沸点进料第二效第三效第四效由于可解得各效传热量广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计蒸发器的传热面积校核第次计算结果由上可知，所计算出来的传热面积满足等面积法要求，则平均传热面积为均各效传热面积取均计算结果总表表效数ⅠⅡⅢⅣ广西大学本科毕业论文甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计各效入料浓度各效出料浓度加热蒸汽压加热蒸汽温度二次蒸汽压二次蒸汽温浓度效应损失液柱静压效应管道温度损失总温度损失各效溶液沸点有效温差各效传热系数各效水蒸气蒸发量各效传热量各效传热面积甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计毕业设计论文题目甘蔗糖厂四效真空蒸发系统的优化设计摘要在已知蔗汁锤度为的情况下，设计个处理量为的四效蒸发器，蔗汁经过处理后锤度为。本设计选择中央循环管式蒸发器进行并行法沸点进料，根据已知的加热蒸汽压及末效的冷凝器气压，由各效之间蒸汽压降相等来估算各效的加热蒸汽压，再假设各效蒸发量相等可以计算出各效传热温差。算出各效传热系数及各效传热量后后便可求出各效传热面积。用蒸发器传热面积相等的方法重新分配传热温差，可求出各效液的沸点进而求出新的有效传热温差及各效传热量，最后可计算出传热面积。计算出传热面积后，便可选择蒸发器加热管型号及确定管数，加热管进行三角形排列。由管板大小可确定加热室内径，蒸发室内径及高度由二次蒸汽流量确定。蒸发室加热室筒体厚度及封头厚度由蒸汽压大小进行设计，设计后并进行受压元件的强度计算与应力校核。接管尺寸及型号的选择由蒸汽压及蒸汽流量共同决定。蒸发器辅助设备主要有气液分离器蒸汽冷凝器支座等，本设计选择惯性式气液分离器水喷射冷凝器耳式支座。本设备严格按照钢制压力容器进行制造检验验收。设备设计细节工艺尺寸安装尺寸等详见图纸。关键词蒸发量温度损失有效温差传热系数传热面积工艺尺寸设计