Электрификация цеха по переработки молока в ЗАО «Шушенский молочно-консервный комбинат

 

 

Зависимость влагопоглощения воздуха от температуры.

 

Температура воздуха  на входе в сушилку. С Влагопоглащающая способность воздуха г / кг 

150 22

180 31

220 46

250 60

300 78

350 95

400 113

500 156

 

 

примечание: Начальная температура воздуха 20 С.

Начальное содержание влаги 9 г/кг.

температура отработанного  воздуха 80 С.

В настоящее время  на предприятиях всероссийского производственного  объединения " Росконсервмолоко " ведущим технологическим оборудованием  при производстве сухих молочных продуктов являются распылительные сушильные установки типа: " ЦТ - 500 "," ЦТР - 500" " НЕМА - 500 " , " ЦТ - 300 ", " , ЦТР - 300 ", " НЕМА - 300 ",   " РС - 1000 ", " ВРА - 4 ".       На рассматриваемом предприятии эксплуатируется одна сушильная    установка "ОСВ-1". Это сушильное оборудование было установлено около 20 лет назад и в настоящее время имеет значительный   моральный и физический износ. Замена устаревшего агрегата на современное сушильное оборудование, в основном установки    Чехословацкого производства " ЦТР-500 "," ВРА - 4 " , в целом по отрасли идет крайне медленно. Кроме того, названные установки имеют высокую стоимость, и строительство новых цехов для производства сухих молочных продуктов требует больших капитальных затрат. Поэтому экономически  выгоднее представляется провести реконструкцию  существующего сушильного  оборудования, с целью повышения его производительности. В связи со спадом заготовок молочного сырья в зимний период  позволило  предприятию запланировать и начать такую реконструкцию. По технологическим соображениям было решено подвергнуть конструкцию сушилки частичным изменениям и питания установки установить  практическую ценность такой реконструкции.

 

2.5. Принцип работы  сушильной установки типа " ЦТР-500".

 

Распылительная сушильная  установка " ЦТР-500" работает следующим образом. Способ работы установки может быть непрерывным или прерывным. В случае непрерывного действия выпариваемое молоко подается непрерывно. Если достигнута желаемая конечная концентрация сгущенное молоко непрерывно отводится насосами. Молоко проходит через предварительные подогреватели, которые обогреваются вторичным  паром отдельных ступеней или смешанным паром от компрессора вторичного пара и отработанным паром вакуумного насоса. С помощью регулирующего крана 9 регулируется подача молока, и молоко поступает к первому подогревателю. От первого ко второму испарителю молоко проливается, т.е. все молоко, которое в избытке в первом отделители, переливается во второй подогреватель. В переливном трубопроводе от первого отделителя ко второму подогревателю встроена дросселирующая «Е» (12) с отверстием, которое имеет диаметр, позволяющий переход молока с малым содержанием пара, что между этими аппаратами имеется перепад давления. Поэтому дрессилирующий клапан в нормальном случае закрыт. От второго отделения сгущенное молоко подается к отсасывающему насосу, который во время отсасывания из вакуума. В случае периодического действия выпариваемое молоко также подается беспрерывно, но сгущенное молоко выгружается только тогда, когда достигнута желаемая конечная концентрация в двух ступенях испарителей.

Аппаратура работает с пароэжекторным компрессором, для  которого необходим свежий пар. Возникающий  в первом испарителе вторичный пар  служит для подогрева второго  испарителя. Пароэжекторный компрессор отсасывает часть вторичного пара из первого отделителя, сжимает его с помощью рабочего пара на более высокое давление и смесь вторичного пара подается к первому подогревателю и к предварительному подогревательному подогревателя «С» в качестве обогревающего пара.

Вторичный пар из второго  отделителя подается через предварительный  подогреватель «А», вследствие чего осуществляется подогрев поступающего разбавленного молока.

Поверхностный конденсатор  конденсирует вторичный пар из предварительного подогревателя и отводит теплоту испарения в охлажденную воду.

Предварительный подогреватель  «В» обогревается через второй подогреватель  вторичным паром из первого отделителя. Обогрев предварительного подогревателя  или предварительного подогревателя  «Д» осуществляется отработанным паром из вакуумного насоса. Конденсат переходит от первого подогревателя ко второму или от предварительного подогревателя «С» к предварительному подогревателю «В», к предварительному подогревателю «А», затем к конденсатному насосу через трубы, снабженные шайбами с отверстиями.

Отверстия в этих шайбах рассчитаны таким образом, чтобы  одновременно с отводом конденсата осуществлялся и необходимый  спуск воздуха из подогревателей и из предварительных подогревателей. Возникающая в поверхностном  конденсаторе и в предварительном подогреватели «А» конденсационная влага поступает к отсасывающему насосу и откачивается из вакуума.

Монтаж выпарной установки  производится по чертежу. После того, как установка монтирована, необходимо проверить ее на герметичность. При этом обращать внимание на то, чтобы напорные трубопроводы насосов были закрытыми. Испытание на герметичность производится гидравлическим испытанием водой с давлением 10 м. В. ст., но не выше, чтобы не повредить мановакууметр 6. Чтобы аппараты полностью заполнить водой, необходимо открыть запорный болт, находящийся в высшей  точке конденсатора. Аппараты считаются заполненными тогда, когда в этих точках выходит вода. Если установлено, что установка герметична, можно пустить ее.

Чтобы достичь  хороших эксплутационных показателей установки, необходимо учитывать следующие пункты: 

1. Аппараты должны быть хорошо герметичными. Поэтому уплотнение и набивки сальников должны находиться в хорошем состояние.
2. Аппараты должны быть абсолютно чистыми, особенно поверхности обогрева и охлаждения, где происходит теплообмен, должен иметь металлический блеск. По этой причине подогреватели и предварительные подогреватели должны регулярно прочищаться (ежедневно один раз).
3. Давление рабочего пара для пароэжекторных компрессоров и пароэжекторных насосов для отсасывания воздуха должен быть равными – по возможности регулируемыми. По возможности пар должен быть сухим, но не перегретым. Рекомендуется встроить в паропровод отделитель воды.
4. Охлаждающая вода должна иметь температуру не выше 25 градусов и должна поступать из емкости, находящейся, по меньшей мере, 5 м. выше пола здания установки или должна быть подана особым насосом. Ни в коем случае нельзя брать охлаждающую воду из трубопровода, из которого питаются одновременно и другие потребители, так как колебания в подаче охлаждающей воды приводят к колебаниям вакуума обуславливающим потери производительности, вследствие образования пены и т.д.

Вакуум или температура  выпаривания во втором корпусе испарителя должна иметь постоянное значение 50 градусов или соответственно вакуум 9 м. вод. Столба в конденсаторе. Этот вакуум  регулируется в случае герметичного аппарата количеством охлаждающей воды. Более высокое количество охлаждающей воды (открыть вентиль охлаждающей воды) обуславливает повышение вакуума и приводит к снижению температуры выпаривания во втором отделителе, и наоборот – вакуум падает и поднимается температура выпаривания, если уменьшается количество охлаждающей воды.

Нельзя производить  регулирование с помощью изменений  давления пара на пароэжекторном компрессоре и на воздушных насосах, так как эти эжекторные аппараты правильно работают только при определенных давлениях пара 0,8Мпа. Температуры должны соответствовать приблизительно указанным в начале температурам. Решающим для оценки отдельных корпусов испарителей является разность температур между пространством обогрева и кипения. Если она ниже нормальной, это более благоприятно и показывает, что имеется хорошая теплопередача в корпусе испарителя. Если, однако, при первом пуске в эксплуатацию имеется более высокая разность температур в одном из корпусов испарителей, как нормальная, то необходимо увеличить отверстия в шайбе с отверстием «а», «б» или «с», или «д» на около 1\5 диаметра. Отверстия в шайбах с отверстиями должны быть настолько большими, насколько это необходимо, потому что большие отверстия приводят к потерям пара. Если после увеличения отверстия нее получается изменение в разности температуры, то необходимо заново вставить шайбы с отверстиями с прежним диаметром. Высокая разность температур имеет тогда другие причины.

При пуске установки  может возникнуть разность температур (большая) вследствие недостаточного количества молока. Она уменьшается если молоко поступает в достаточном количестве.    Если отверстия в шайбах с отверстиями опробованы при пуске установки, то в последствии они не меняются. Появляющаяся в последствии изменении разности температур имеют тогда другие причины. Например, загрязнения или инструкция поверхности обогрева или засорение шайб с отверстиями посторонними телами. Они устраняются или удаляются.

Если высокая разность температур обусловлена загрязнением или инструкцией поверхностей, обязательно  производить чистку установки.

Концентрация сгущенного молока регулируется только с помощью  регулировочного крана. Подача молока регулируется регулировочным краном таким образом, чтобы степень сгущения соответствовала желаемой. В случае недостаточной степени сгущения, необходимо больше закрыть регулировочный кран или наоборот. При этом обращать внимание на то, что каждое регулирование дает о себе знать через некоторое время. Положение регулировочного крана для желаемой степени сгущения лучше всего маркировать, чтобы затем работать с самого начала с правильным положением.

Возникающие неполадки  в большинстве случаев замечаются тем, что не достигается предписанный вакуум.

Причинами этого являются:

1. Негерметичность (при этом конденсатная и охлаждающая вода холодная, т.е. меньше 35 градусов). Негермитичность можно обнаружить заполнение аппарата водой.
2. Нехватка охлаждающей воды (выходящая и охлаждающая вода горячая, т.е. выше 45 градусов).
3. Загрязнение конденсатора. Холодная охлаждающая вода, т.е. ниже 35 градусов, конденсатная вода теплая, т.е. выше 45 градусов.
4. Воздушный насос не работает, вследствие низкого давления пара. Засорение сопла или сита на входе пара в воздушном насосе или отшлифованные сопла после длительного срока эксплуатации, вследствие паровой влаги (при этом конденсаторная вода и охлаждающая вода холодная, т.е. ниже 35 градусов).
5. Сальниковые набивки на насосах не герметичны.
6. Низкая производительность по испарению при обычных нормальных условиях является последствием загрязнения поверхностей обогрева.

При этом возникает большая  разность температур между пространствами обогрева и кипения.

    

 

3 . РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.

 

3.1 Выбор типа электропривода  распылителя.

 

Рассматривая существующие системы электроприводов распылителей,   необходимо было выбрать оптимальный  вариант электропривода для конкретной сушильной установки. Выбор усложнился тем, что существующие виды электроприводов применяются в сушильных установках с положением распылительного диска в верхней части сушильной камеры. Сушильная установка типа " ЦТР-500" отличается тем, что воздуховоды для подачи горячего  воздуха и распылительный диск расположены в нижней части сушильной камеры. В связи с этим электроприводы, работающие на установках  различных типов использовать применительно к данной установке очень сложно. Кроме того, существуют проблемы в поставках технологического оборудования для сушилок молока. По условиям технологии требуется сообщить распределительному диску скорость вращения 8000 - 9000 об/мин, следовательно, необходимо    использовать высокоскоростной редуктор. Таким условиям отвечает    редуктор от молочного сепаратора типа " ОСТ - 3 ".Используя электродвигатель с числом оборотов 3000 об/мин при передаточном числе 1:3, данный редуктор позволит придать распылительному диску необходимую частоту вращения. Привод распылителя будет осуществляться от электродвигателя через  клиноременную  и червячную передачи. Часть вала, на которой установлен распылительный диск, открытая. Остальная часть вала, веретено  и шестерня располагаются в закрытом картере, где поддерживается  постоянный уровень масла. Смазка всех частей осуществляется за счет  разбрызгивания масла шестерней. От ранее эксплуатируемого привода  остается неизменной только система смазки и охлаждения редуктора,  а также система охлаждения масла.

 

 

3.2 Выбор и расчет  электродвигателя привода распылителя.

 

Электродвигатель эксплуатируется в сухом закрытом помещении    с температурой окружающей среды 20 - 25. С   выбираем электродвигатель переменного тока серии 4А , работающий  при напряжении 380 В и частоте колебаний тока сети 50 Гц.  Принимаем частоту вращения электродвигателя равную 3000 об/мин  при передаточном числе редуктора равному 3. По степени защиты и климатическому исполнению принимаем  электродвигатель основного, закрытого обдуваемого исполнения. Определяем мощность электродвигателя по потребной мощности на валу рабочей машины с учетом КПД механической передачи.

                       

                        Рмп

               Рдв = ----   кВт, где       п - КПД механической передачи.

               Рмп - мощность на валу рабочей  машины.

           п. =  pм. п. +  чеpв. п. = 0,95 * 0,9 = 0,86

                         15

               Рдв = ---- = 17,44 кВт

                        0,86

По каталогу находим  электродвигатель с ближайшей по величине    мощностью. Выбиpаем  электродвигатель серии:

              Р. = 22 кВт               n = 3000 об/мин

 

          П. * n     3,14 * 3000

      = ------- = ------------- = 314  1/с

             30           30

пуск.мом = 1,3

min мом  = 1

пp  мом  = 22

S н = 2,8%  = 0,028           S min = 0,8

S кp = Sн * (кp.м + кp.м - 1) = 0,028 *  (2,2 = 2.2 - 1) = 0,092 = 9,24 %

Hаходим моменты инерции  для электродвигателя и рабочей  машины. По каталожным значениям  махового момента определяем

              Ig = 0,4 кг   кв.м.

              Ip.м = Ig * к1 , где

          к1 - приближенный коэффициент

          к1 = 10

          Ip.м  = 0,4 * 10 = 4 кг м кв. ¤

Момент инерции системы находим  так:

                                Ip.м

          Iсис = Iдв + Iп.з +  (-I) ¤

          Iп.з = (0,1 - 0,3) * Iдв = 0,3 * 0,4 = 0,12

               n н.дв     3000

          i = -------- = ------ = 0,33

               n pаб      9000                                4

          Iсис = 0,4 + 0,12 + ----- = 37 кг м ¤

                              0,33 ¤

Стpоим механическую характеристику электродвигателя.

           н =    (1 - Sн) = 314 * (1 - 0,028) = 305 1/с