Модель схемы подогрева химически очищенной воды паром вторичного вскипания в DWSIM

В работе рассмотрим, как при помощи симулятора химических процессов DWSIM рассчитать принципиальную тепловую схему подогрева химически очищенной воды паром вторичного вскипания.

Цель работы: Разработать компьютерную модель схемы подогрева химически очищенной воды паром вторичного вскипания и рассчитать параметры работы системы.

Описание схемы

Конденсат в состоянии насыщения расходом G₀ поступает в ёмкость Е-1. Давление конденсата P₀, давление в емкости поддерживается с помощью регулирующего клапана РК на уровне P₁. В ёмкости Е-1, вследствие снижения давления часть конденсата вскипает, в результате образуется насыщенный пар в количестве D₁, который отводится в теплообменник T-1. В теплообменнике T-1 происходит подогрев химически очищенной воды, расход которой составляет G_хов. Насыщенный пар конденсируется в межтрубном пространстве теплообменника T-1 и конденсат в состоянии насыщения отводится из схемы.

Необходимо найти расход получившегося пара вторичного вскипания D₁, температуру t₁ пара вторичного вскипания, температуру нагретой химически очищенной воды t”_хов в теплообменнике T-1, расход G₁ и параметры конденсата на выходе из сепаратора Е-1.

Исходные данные (N-номер варианта):

1. Расход исходного конденсата G₀ = 7+0,1N т/ч;
2. Давление исходного конденсата P₀ = 1+0,01N МПа;
3. Давление ёмкости Е-1  P₁ = 0,4+0,01N МПа;
4. Расход химически очищенной воды G_хов = 5+0,1N т/ч;
5. Температура химически очищенной воды на входе в Т-1 t’_хов= 30°С;
6. Давление химически очищенной воды на входе в Т-1 Р_хов= 0,3 МПа.

Порядок выполнения работы

1. Запустите программу DWSIM, выберите File->New Chemical Process Model

2. В окне конфигурации выберите компонент Water — вода

3. Добавьте пакет расчета свойств веществ Steam Tables (IAPWS-IF97). Этот пакет применяется для расчета свойств воды и водяного пара в пределах температур от 0 до 1000°C и давлений от 10 Па до 100 МПа.

4. Выберите систему измерений как на рисунке ниже

5. В панели инструментов выберите клапан и перенесите его в рабочую область программы

6. Добавьте остальные компоненты схемы: емкость, теплообменник.

7. Введите названия всех компонентов и материальных потоков.

Примечания! Лучше использовать сокращенные названия.

8. Введите исходные данные для каждого компонента. Например, для потока конденсата в состоянии насыщения следует задать давление и мольную долю пара (другими словами степень сухости) 0.

Для клапана следует задать давление на выходе.

Для емкость следует проверить верно ли заданы потоки теплоносителей.

Поток химически очищенной воды задается массовым расходом в кг/с, температурой и давлением.

В теплообменнике следует указать молярную долю пара на выходе греющего потока равную 0. Это означает, что весь греющий пар сконденсировался и превратился в воду.

9. Запустите симуляцию. В окне информации не должно быть сообщений об ошибках.

10. Определить давление после РК, при котором температура ХОВ после Т-1 составит 100°С. Для этого следует воспользоваться компонентом «Контроллер». В настройках следует выбрать в качестве управляемого объекта клапан РК и давление на выходе. В качестве контролируемого объекта материальный поток ХОВ после теплообменника Т-1 и задать 100°С. Затем жмем кнопку старт.

Заключение

Через несколько итераций DWSIM подберет необходимое давление после клапана РК.