The innvestigation of the process streams integration in the multi­effect evaporation plant for the concentration of sorghum syrup

Abstract

Представлено дослідження інтеграції теплових потоків багатокорпусної випарної установки для концентрування сиропу сорго. Актуальність роботи визначається технологією процесу, який вимагає високих витрат енергії. Тому всі дослідження, спрямовані на зниження споживання зовнішньої енергії і підвищення ефективності роботи, актуальні і мають практичну цінність. Головною метою роботи є створення науково обґрунтованого проекту з поліпшеними економічними показниками роботи, забезпечення економії споживання гарячого теплоносія (пари) і охолоджуючої води. Рішення проблеми було проведено з використанням методу пинч-аналізу. Були ідентифіковані теплові потоки, що вимагають нагрівання та охолодження, і створений альтернативний проект, заснований на виборі значення мінімальної різниці температур ΔTmin. Це значення було розраховане і обґрунтовано на основі даних по тепловим потокам. У систему був доданий потік конденсату ретурної пари, надлишок тепла якого не використовувався досі. Для альтернативного проекту була запропонована схема розміщення теплообмінного обладнання, проведено розрахунок пластинчастих теплообмінників. Запроектована мережа теплообмінних апаратів дозволила знизити річні витрати пари на 18 %. Аналіз економічної ефективності проводився порівнянням показників для двох проектів відділення попереднього нагріву сиропу для випарної станції. Запропонований альтернативний проект забезпечує економію споживаної потужності охолоджуючої води 35,9 кВт, пари, що гріє – 60,5 кВт. При процентній ставці податку 18 % реалізація альтернативного проекту окупиться через 4 місяці. В результаті чистий річний дохід підприємства планується більше на 16 %, при практично однаковому терміні окупності проектів. Застосування методів інтеграції теплових потоків дозволило розробити ефективний проект попереднього підігріву сиропу сорго перед випаровуванням та забезпечити економію зовнішніх утиліт.