Расчёт на прочность аппарата I сатурации

4.3.1. Расчёт толщины стенки обечайки корпуса аппарата I сатурации.

Толщина стенки обечайки, работающей под внутренним давлением  рассчитывается:

δ = р*D_в/2,3[σ](φ-р)+С,

где δ - толщина стенки обечайки аппарата, м;

р - внутреннее избыточное давление столба продукта на нижнюю часть

цилиндрической части аппарата, МПа; р = 0,0941 МПа;

D_B - внутренний диаметр корпуса, м; D, = 4 м;

[σ] - допускаемое напряжение на растяжение материала стенки, МПа; для стали СтЗ [а] = 128 МПа [19, с. 84];.

С - прибавка к расчётной толщине стенки, учитывающая коррозию, допуски на овальность и пр., обычно берут С = 0,003 м [11, с. 123].

δ = 0,0941*4/[(2,3*128-0,8 - 0,0941)] + 0,003 = 0,00460 м.

По конструктивным соображениям принимаем толщину стенки б = 0,006 м или

6 мм.

4.3.2. Расчёт опорных лап.

Опорные лапы служат для крепления аппарата к горизонтальным несущим конструкциям. Существуют много различных типов опорных лап. Чаще применяют сварную консольную конструкцию с вертикальными  рёбрами. Усилие, возникающее в рёбрах, зависит от угла наклона ребра. Наименьшее усилие будет при отношении высоты опоры к её вылету tg р = 2, что соответствует углу 26,5°.

δ = 1,118 Q/φ[σ]а

где Q- усилие на одну опору, МН;

φ - коэффициент уменьшения, выбираемый предварительно в пределах от 0,190 до

1,0; задаёмся коэффициентом уменьшения допускаемого напряжения φ = 0,80; [о_с]-допускаемое напряжение на сжатие, принимаемое для малоуглеродистых сталей 80-100 МПа; принимаем допускаемое напряжение материала лап [о_с] = 80 МПа;

а - вылет опоры, м (см. рис.);

по монтажным соображениям необходимо

устанавливать опоры с вылетом а = 0,250 м; G- вес аппарата с теплоносителями, МН;

принимаем вес аппарата заполненного

продуктом G = 1,960349 МН; z - количество опор, шт; z = 4 шт.

 

δ = 1,118-1,960349/(0,80-80-0,250-4) = 0,034 м.

Принимаем 5 = 34 мм.

 

4.3.2.2. Находим фактическое значение коэффициент уменьшения φ [11, с.170]:

 

φ = 1,05-43,5*10^-4χ

где χ - наименьший радиус инерции поперечного сечения ребра, м, определяется для р = 26° 30' из соотношения г = 0,289 δ.

Таким образом, гибкость ребра χ определяется по формуле [11, с. 170]:

 

χ = L/R

 

φ = 1,05-43,5*10^-456.613 = 0,804

 

Найденный по приведённым выше формулам коэффициент уменьшения ф практически совпадает с предварительно выбранным.

 

АВТОМАТИЗАЦИЯ

Основными приоритетами развития науки и техники в сахарной промышленности является разработка основ физико-химического контроля и экспертной компьютерной системы свеклосахарного производства: 1) создать экспертные компьютерные системы технологических процессов свеклосахарного производства; 2) создать методы и средства автоматического контроля физико-химических параметров продуктов сахарного производства.

Схема автоматизации станции дефекосатурация включает аппараты преддефекации и основной дефекации, сатураторы.

Система предназначена для автоматического контроля и стабилизации заданных значений основных технологических параметров процесса дефекосатурации (рН сока из преддефекатора, общей извести дефекованного сока, сока I и И сатурации).

Для стабильной работы отделения дефекосатурации системой предусмотрен контур регулирования расхода диффузионного сока. Перед аппаратом предварительной дефекации устанавливается датчик индукционного расходомера ИР-51 (16), сигнал от которого после электропневмопреобразователя ЭПП (16) поступает в качестве переменной на вторичный прибор со станцией управления ПВ10.1Э (1г) и пропорционально-интегральный регулятор ПР3.31 (1д), воздействующий на регулирующий клапан 25ч30нж (1е), установленный на трубопроводе дифсока.

Схемой предусмотрено регулирование процесса предцефекации изменением расхода дефекованного сока (сока возврата) в зависимости от расхода диффузионного сока, поступающего на станцию дефекосатурации. Расход сока возврата измеряется индукционным расходомером ИР-51 (5а). Электрический сигнал, пропорциональный расходу сока возврата, преобразуется в пневматический сигнал электропневмопреобразователем ЭПП (5а) и поступает в камеру „переменная" вторичного прибора со станцией управления ПВ10.1Э (5г) и пропорционально- интегральный регулятор ПР3.31 (5д). В камеру „программа" вторичного прибора ПВ10.1Э (5г) поступает пневматический сигнал, пропорциональный расходу диффузионного сока. Регулятор 5д воздействует на регулирующий клапан 25ч30нж (5е), установленный на трубопроводе сока возврата.

Стабилизация заданного значения рН сока в предцефекаторе осуществляется одноконтурной системой регулирования: рН сока на выходе из преддефекатора измеряется датчиком ДМ-5М (2а) и преобразователем П201.2 (26), преобразуется ЭПП (2в) в стандартный пневматический сигнал, который поступает на вторичный прибор ПВ10.1Э (2г) и изодромный регулятор ПР3.31 (2д). Выходной сигнал регулятора управляет регулирующим клапаном 25ч30нж (2е), изменяющим расход дефекованного сока на подщелачивание.

Автоматическое регулирование содержания общей извести в дефекованном соке осуществляется следующим образом. Сигнал, пропорциональный расходу диффузионного сока, от преобразователя ЭПП (1в) суммируется в блоке ПФ1.1 (Зг) с корректирующим сигналом от регулятора ПР2.8 (36), компенсирующим влияние изменения расхода диффузионного сока на содержание общей извести в дефекованном соке. На суммирующий блок Зг в минусовую камеру поступает также сигнал ручной коррекции от панели дистанционного управления ДПУ-2 (За) по плотности известкового молока.

Выход прибора ПФ1.1 (Зг) и сигнал, пропорциональный расходу известкового молока, от индукционного расходомера ИР-51 (4а, 46) и преобразователя ЭПП (4в), поступают на вторичный прибор ПВ10.1Э (4г) и ПИ-регулятор соотношения ПРЗ.ЗЗ (4д), управляющий клапаном 25ч5п (4е), установленным на трубопроводе подачи известкового молока в дефекатор.

Стабилизация заданного значения рН сока I и II сатурации (на рисунке аппарат II сатурации не показан) выполняется по принципу каскадного регулирования. Основной контур - регулирование рН, вспомогательный - стабилизация расхода сатурационного газа.

Контуры регулирования рН сока I и П сатурации аналогичны. рН сока измеряется датчиком ДПг-4М (6а) и преобразователем П-201.2 (66). Электрический сигнал преобразуется блоком 6в в пневматический и поступает на вторичный прибор ПВ10.1Э (6г) и ПИ-регулятор ПР3.31 (6д). Сигнал от последнего поступает в камеру „программа" вторичного прибора ПВ3.2 (7г) и в камеру „задание" пропорционального регулятора ПР2.8 (7д). На этот же регулятор в камеру „переменная" поступает сигнал, пропорциональный расходу сатурационного газа, от диафрагмы ДК (7а) и дифманометра ДС-П (76). Выход регулятора 7д воздействет заслонкой на расход сатурационного газа в аппарат.

У мест непосредственного выделения тепла имеются укрытия и завесы с устройством отсоса из-под них (сборники соков и др.). Для компенсации объёма воздуха, удаляемого вытяжной вентиляцией, в помещение подаётся приточный воздух, который в зимний период подогревается до температуры не ниже + 16 °С. Скорость движения приточного воздуха, подаваемого в рабочую зону (в пределах 2 м над уровнем пола), должна быть не более 0,3 - 0,5 м/с.

Приточ но-вытяжная вентиляция и отопление должны способствовать поддержанию нормальной температуры и влажности в рабочих помещениях. В переходный и холодный период года при наружней температуре ниже + 10 °С температура воздуха в сокоочистительном отделении не должна быть выше + 24 °С, а относительная влажность воздуха - не более 75 %. В тёплый период года при наружней температуре + 10 °С и выше температура воздуха в этом отделении может быть выше наружной не более чем на 5 °С и относительная влажность 60-10%.

Для оздоровления метеорологических условий в цехах большое значение имеют мероприятия по борьбе с избытком влаги. Выделение влаги происходит из дефекационных и сатурационных котлов. Для уменьшения влаговыделений необходимо устройство плотно закрывающихся крышек над всеми указанными аппаратами, а также устройство приспособлений для местного отсасывания паров там, где это возможно по техническим условиям.

При работе на дефекации и сатурации следует остерегаться ожогов горячим щелочным соком и паром. Дефекацнонные и сатурационные котла надо плотно закрывать крышками с отводом от них пара. Отводные трубки для сока из верхней части сатураторов, входные и выходные отверстия в контрольном ящике должны обеспечивать медленное стекание горючей жидкости без разбрызгивания.

 

 

При обслуживании мерников известкового молока надо соблюдать осторожность, чтобы брызги горячего известкового молока не попали на лицо и руки (особенно следует защищать глаза). В профилактических целях лицо и руки надо смазывать жиром, а глаза защищать предохранительными очками.

В сатураторах после спуска сока всегда остаётся углекислый газ, поэтому в случае необходимости внутреннего осмотра предварительно следует открывать люки в котле, хорошо его проветривать и при помощи защищенной свечи, спущенной в лаз, проверить, нет ли там углекислого газа. При наличии углекислого газа опускаться в котёл опасно. Во время чистки возле котла должен находиться дежурный. Осмотр и ремонт сульфитаторов допускается также после тщательного и продолжительного их проветривания, так как сернистый газ может вызвать отравление.