Dalam keadaan ideal teoretis, jumlah uap segar yang dibutuhkan untuk tiga efek evaporator untuk menguap 1 ton air sekitar 0,30 ton dan 0,40 ton.
Kisaran ini didasarkan pada prinsip kerja dari tiga efek evaporator:
Prinsip Dasar dan Ekonomi Uap: Tiga Efek Evaporator menggunakan uap sekunder yang dihasilkan oleh evaporator sebelumnya sebagai sumber uap pemanas untuk evaporator berikutnya dengan menghubungkan tiga evaporator secara seri. Ini sangat meningkatkan tingkat pemanfaatan uap.
Ekonomi Uap Teoritis: Secara teori, ekonomi uap dari sistem evaporator yang dirancang dengan baik dan ideal (jumlah air yang diuapkan dengan jumlah uap segar yang dikonsumsi) kira-kira sama dengan efisiensi N.
Efek tunggal: w/s ≈ 1.0 (yaitu 1 ton uap diperlukan untuk menguapkan 1 ton air)
Efek ganda: W/S ≈ 2.0 (yaitu menguap 1 ton air membutuhkan 0,5 ton uap)
Triple Effect: W/S ≈ 3.0 (yaitu menguap 1 ton air membutuhkan s = w/3 ≈ 0,333 ton uap)
Empat Efek: W/S ≈ 4.0 (yaitu menguap 1 ton air membutuhkan 0,25 ton uap)
Oleh karena itu, untuk evaporator tiga efek, konsumsi uap segar minimum teoritis adalah sekitar 0,333 ton uap per ton air.
Mengapa nilai aktual menyimpang dari nilai ideal (0,30-0,40 ton)?
Dalam operasi aktual, karena berbagai kehilangan energi dan faktor efisiensi, konsumsi uap segar akan lebih tinggi dari nilai minimum teoritis 0,333 ton, biasanya berada dalam kisaran 0,30-0,40 ton uap/ton air. Faktor kunci yang mempengaruhi konsumsi uap aktual meliputi:
Peningkatan titik didih:
Larutan yang diuapkan (seperti air asin, jus buah, air limbah, dll.) Berisi zat terlarut yang membuat titik didihnya lebih tinggi dari titik didih air murni pada tekanan operasinya.
Semakin besar peningkatan titik didih, semakin kecil perbedaan suhu perpindahan panas untuk setiap efek (perbedaan antara suhu uap pemanas dan suhu titik didih dari larutan berkurang).
Untuk mempertahankan laju perpindahan panas yang cukup dan kapasitas penguapan, mungkin perlu untuk meningkatkan suhu atau tekanan uap pemanas, atau meningkatkan konsumsi uap untuk mengkompensasi, yang akan mengurangi ekonomi uap. Bahan dengan titik didih yang tinggi dapat menyebabkan konsumsi uap mendekati atau bahkan melebihi 0,40 ton/ton air.
Kehilangan Panas:
Peralatan (cangkang evaporator, pipa, katup, dll.) Kehilangan panas ke lingkungan (radiasi termal dan kehilangan konveksi).
Insulasi yang baik dapat mengurangi kerugian ini.
Permintaan panas yang masuk akal:
Feed Preheating: Jika suhu umpan lebih rendah dari suhu operasi efek pertama, uap tambahan perlu dikonsumsi (atau panas limbah air kental atau uap sekunder perlu digunakan) untuk memanaskannya ke titik didih.
Kehilangan panas kondensasi: Setelah uap panas segar memadatkan air (kondensat), biasanya masih memiliki suhu tinggi (dekat dengan suhu saturasi). Jika bagian panas ini dapat dipulihkan secara efektif (seperti memanaskan feed), ia dapat menghemat uap secara signifikan. Sebaliknya, jika air kental langsung habis atau efisiensi pemulihan panas rendah, itu berarti panas terbuang.
Pompa vakum dan pelepasan gas yang tidak dapat dikondensasi:
Efek akhir biasanya membutuhkan pompa vakum untuk mempertahankan tekanan negatif untuk menurunkan titik didih dan meningkatkan perbedaan suhu perpindahan panas. Menjalankan pompa vakum membutuhkan energi.
Gas -gas yang tidak dapat dikenakan dalam sistem (seperti udara yang dilarutkan dalam pakan) akan menumpuk di ruang pemanas, membentuk film gas yang menghambat perpindahan panas dan harus terus -menerus habis. Saat habis, itu akan menghilangkan sedikit uap dan panas.
Tekanan operasi dan distribusi suhu:
Desain penurunan tekanan antara setiap efek akan mempengaruhi laju aliran suhu dan massa uap sekunder, sehingga mempengaruhi efisiensi perpindahan panas dari efek berikutnya.
Mengoptimalkan distribusi tekanan dapat meningkatkan efisiensi secara keseluruhan.
Desain peralatan, skala, dan efisiensi:
Penskalaan tabung pertukaran panas (penurunan koefisien perpindahan panas).
Desain struktur internal evaporator (efisiensi pemisahan, tetesan pengangkut uap sekunder akan meningkatkan beban efek selanjutnya).
Skala sistem (rasio kehilangan panas perangkat kecil biasanya lebih tinggi dari perangkat besar).
Konsentrasi Pakan:
Semakin tinggi konsentrasi pakan, semakin besar peningkatan titik didih (terutama di efek samping), dan ekonomi uap akan berkurang. Konsumsi uap akan meningkat ketika berhadapan dengan solusi konsentrasi tinggi.
ringkasan
Nilai minimum teoritis: ≈ 0,333 ton uap segar/ton penguapan air (W/S ≈ 3.0).
Kisaran khas aktual: 0,30-0,40 ton uap/ton penguapan air segar.
Nilai Desain/Estimasi Umum: Dalam desain teknik, nilai empiris yang umum digunakan adalah 0,35-0,38 ton uap segar/ton penguapan air sebagai titik awal untuk perhitungan terperinci atau pemilihan peralatan.
Nilai yang akurat: Untuk mendapatkan konsumsi uap yang tepat untuk aplikasi tertentu, panas terperinci dan perhitungan keseimbangan material harus dilakukan, dengan mempertimbangkan semua faktor yang mempengaruhi yang disebutkan di atas, terutama karakteristik kenaikan titik didih material dan suhu umpan. Produsen peralatan biasanya menyediakan data perhitungan berdasarkan kondisi operasi tertentu.
Oleh karena itu, jawaban paling akurat untuk pertanyaan "berapa banyak uap yang diperlukan untuk menguapkan 1 ton air dalam evaporator tiga efek" adalah: biasanya, sekitar 0,30 hingga 0,40 ton uap segar diperlukan, tergantung pada sifat larutan (terutama peningkatan titik didih), suhu umpan, efisiensi peralatan, tingkat pemulihan panas, dan kondisi operasi. Sistem yang dirancang dengan baik berusaha untuk mencapai tingkat sekitar 0,35 ton atau lebih rendah.
