生产过程的热平衡

出处：按学科分类—工业技术 轻工业出版社《甜菜制糖工业手册下册》第168页（6910字）

1．热平衡计算的基本数据

表8－14 热平衡计算的基本数据(1000吨／日甜菜糖厂)

2．蒸发热力条件

表8－15 蒸发热力条件

3．制糖工艺过程热量消耗计算(以100公斤菜丝为基础)

(1)连续渗出器

进入热量：

甜菜丝 100×(－80)×15／100=－1200千卡

渗出用水 65×1×45=2920千卡

压粕水 50×1×60=3000千卡

带出热量：

渗出汁 115×0．9×30=3110千卡

废粕 90×1×48=4320千卡

总耗热量：1．1〔(3110+4320)－(2920+3000－1200)〕

=1．1×2710=2980千卡

耗汽量：2980／(640．5－101．5)=5．55

(2)压粕水加热器

耗热量 50×1×(85－40)×1．03=2320千卡

耗汽量 2320／(640．5－101．5)=4．3

(3)预灰汁加热器

第Ⅰ组

耗热量 116．05×0．9×(50－30)×1．03=2150千卡

耗汽量 2150／(631．7－78．1)=3．88

第Ⅱ组

耗热量 116．05×0．9×(85－50)×1．03=3780千卡

耗汽量 3780／(640．5－101．5)=7．0

(4)一碳汁加热器

耗热量 129．037×0．9×(95－75)×1．03=2400千卡

耗汽量 2400／(640．5－101．5)=4．45

(5)二碳前加热器

耗热量 129．037×0．9×(105－90)×1．03=1800千卡

耗汽量 1800／(644．6－113．2)=3．39

(6)蒸发前加热器

第Ⅰ组

耗热量 127．27×0．9×(103－90)×1．03=1540千卡

耗汽量 1540／(644．6－113．2)=2．9

第Ⅱ组

耗热量 127．27×0．9×(118－103)×1．03=1780千卡

耗汽量 1780／(647．8－122．5)=3．4

第Ⅲ组

耗热量 127．27×0．9×(127－118)×1．03=1060千卡

耗汽量 1060／519．5=2．05

(7)糖浆贮箱

耗热量 37．26×0．6×(85－75)×1．1=246千卡

耗汽量 246／560．5=0．44

(8)一号原洗蜜箱

耗热量 12．55×0．5×(90－55)×1．1=242千卡

耗汽量 242／560．5=0．43

(9)二号原蜜箱

耗热量 9．45×0．5×(90－55)×1．1=182千卡

耗汽量 182／560．5=0．32

(10)再溶槽

总需热量 10．54×0．6×100×1．1=696千卡

二砂糖带入热量 6．39×0．25×20=32千卡

稀汁带入热量 4．08×0．9×127=466千卡

耗热量 696－(466+32)=198千卡

耗汽量 198／531≈0．4

(11)一砂结晶罐

设：一膏锤度92．5

煮糖真空度600毫米汞柱

汁汽温度62℃ 汽化热562千卡／公斤

加热用汁汽温度115．2℃ 汽化热529．1千卡／公

蒸发1公斤水需汁汽量 526／529．1=1．06

耗汽量 11．0×1．06×1．1=12．85

(12)二砂结晶罐

设：二膏锤度93

煮糖原料稀释至锤度75

糖糊蒸发水量 8．96(1－88／93)=0．49

由一原蜜煮糖蒸发水量

(14．86－8．96－0．49)(93／75－1)=1．3

总蒸发水量 1．3+0．49=1．8

耗汽量 1．80×1．06×1．1=2．1

(13)三砂结晶罐

设：

三膏锤度94．0

煮糖原料锤度75．0

蒸发水量 8．04(94／75－1)=2．04

耗汽量 2．04×1．06×1．1=2．38

结晶罐共用汽 12．85+2．1+2．38=17．33

4．蒸发罐热力计算(以100公斤菜丝为基础)

(1)蒸发水量概算

蒸发糖浆量27．0

Ⅲ效蒸发罐糖汁沸点109．2℃

浓缩罐糖汁沸点85℃

浓缩罐中自蒸发量

27．0×0．6×(109．2－85)／(631．7－85)=0．72

进入浓缩罐的糖浆量 27．0+0．72=27．72

进入浓缩罐的糖浆锤度

27．0×65／27．72=63．3

蒸发罐总蒸发水量

据工艺过程热消耗计算各效应抽出额外汁汽

E₁=3．4

E₂=3．39+2．90+2．50+0．40+17．33=26．52

E₃=18．8

W_总＜E₁+E₂+E₃

设供结晶罐用的Ⅱ效汁汽量为x

96．2=3．4+2(9．19+x)+3×18．8

Ⅱ效罐中应抽出的汁汽量为：

9．19+9．01=18．20

在W₃=E₃的条件下各效蒸发水量为：

W₃=18．8

W₂=18．8+18．2=37．0

W₁=18．8+18．2+3．4=40．4

(2)自蒸发系数β

β₁=0

β₂=(127－118．4)／(645．1－118．4)=0．016

β₃=(118．4－108．9)／(640．7－108．9)=0．018

(3)凝结水自蒸发汁汽量

凝结水自蒸发系数=(132－125．5)／(647．8－125．5)=0．012=(123．5－116．5)／(644．6－116．5)=0．013=(114．7－104．5)／(640．5－104．5)=0．019

凝结水量

Ⅰ号排水柱 40．4+2．05=42．45

Ⅱ号排水柱 37．0+3．4=40．4

Ⅲ号排水柱 18．8+2．5+3．39+2．9+17．33+0．4=45．32

凝结水自蒸发汁汽量：

I₁=42．45×0．012=0．51

1₂=(42．45+40．4)×0．013=1．08

I₃=(42．45+40．4+45．32)×0．019=2．44

(4)考虑凝结水自蒸发校正各效抽出汁汽量

E₁=3．4－0．51=2．89

E₂=9．19+X－1．08=8．11+x

E₃=18．8－2．44=16．36

E₂=8．11+14．0=22．11

(5)蒸发罐蒸汽消耗量计算

D₁=(W_总－S·C·y+E₁z₁+E₂z₂)

x=3－2β₂－2β₃=3－2×0．016－2×0．018=2．932

y=3β₁+2β₂+β₃=3×0+2×0．016+0．018=0．05

Z₁=2－β₃=2－0．018=1．982

z₂=1

W₁=D₁+S·C·β₁=40．41+(127．72－4．08)×0．9×0

=40．41

D₂=W₁－E₁=40．41－2．89=37．52

W₂=D₂+(S·C-W₁)β₂=37．52+〔(127．72－4．08)×0．9－40．41〕×0．016=37．52+1．13=38．65

D₃=W₂－E₂=38．65－22．11=16．54

W₃=D₃+(S·C－W₁－W₂)×0．018=16．54+〔(127．72－4．08)×0．9－40．41－38．65〕×0．018

=16．54+0．58=17．12

∑W=W₁+W₂+W₃=40．41+38．65+17．12=96．18

(6)蒸发罐加热面积计算

蒸发耗热量：

Q₁=40．41×(650．5－132)=21000千卡

Q₂=37．52×(647．8－123．5)=19700千卡

Q₃=16．54×(644．6－114．7)=8780千卡

Q_浓=6×(640．5－102．5)=3230千卡

加工能力为1000吨／日糖厂的所需加热面积

取200米²

〔注〕0．83为不均衡系数

加热面积总计

550+700+700+200=2150米²