Конденсационные установки используются в консервной промышленности преимущественно для создания разрежения в вакуум-выпарных установках и аппаратах за счет охлаждения пара водой и перевода его при этом в жидкое состояние. Объем полученного конденсата в тысячи раз меньше объема пара.

Наибольшее распространение на консервных заводах получили барометрические, полубарометрические и эжекторные конденсаторы, которые по способу действия относятся в большинстве своем к так называемым «мокрым» конденсаторам смешения, где охлаждающая вода, конденсат и газы откачиваются вместе одним насосом. В «сухих» барометрических конденсаторах вода и конденсат удаляются самотеком по барометрической трубе, а газы откачиваются из верхней части корпуса вакуум-насосом.

 

Конструкция конденсационной установки

Противоточный барометрический конденсатор (рис. 1), в котором пар движется вверх, а вода вниз, состоит из цилиндрического стального корпуса 4 с выпуклой крышкой 7 и днищем 1. С помощью лап 3 конденсатор монтируется на стальном каркасе на необходимой высоте. Смесь воды и конденсата отводится из корпуса снизу через барометрическую трубу. Внутри корпуса находится от 3 до 8 полок 5 - стальных перфорированных пластин с бортом 9. К корпусу приварены штуцера: б - для ввода охлаждающей воды, 10 - для вывода воды и конденсата к барометрической трубе, 2 - для ввода пара, 8 - для вывода газов (воздуха, просачивающегося внутрь корпуса через неплотности и поступающего вместе с охлаждающей водой).

Конденсационная установка (рис. 1) с противоточным барометрическим конденсатором состоит из конденсатора 1, напорного водяного бака 2, ловушки 3, барометрического бассейна 7, барометрической трубы 9, вакуум-насоса 5, трубы 8 для отвода из ловушки в бассейн задержанных капель, жидкости, унесенных воздухом, трубы 4 для отвода воздуха из ловушки к вакуум-насосу, насосов 6 (для перекачивания воды из бассейна к градирне) и 10 (для подачи воды в напорный водяной бак).

 

 

Аппарат работает при очень низком остаточном давлении и для предотвращения его заполнения водой высота расположения корпуса (т. е. длина барометрической трубы) должна составлять 10,5-11 м. Во избежание подсоса воздуха в корпус нижний конец трубы 9 опускают в бассейн на 0,5-1 м ниже уровня воды, что создает надежный гидравлический затвор.

Перед пуском конденсатора в нем предварительно с помощью вакуум-насоса создают пониженное давление, отчего вода в барометрической трубе поднимается на соответствующую высоту. Затем внутрь корпуса подают воду. Через отверстия в полках она стекает струями вниз, одновременно переливаясь через бортики и создавая сплошные водяные завесы.

После этого открывают линию подачи вторичного пара. Зигзагообразно перемещаясь между полками вверх, пар соприкасается с водой и конденсируется. Качество (степень полноты) конденсации и расход воды зависят от температуры охлаждающей воды, которая должна быть как можно ниже, и от площади поверхности водяных струй и завес, возрастающей с уменьшением диаметра струй и капель.

Для снижения расхода воды, составляющего в противоточном барометрическом конденсаторе от 16 до 24 кг на 1 кг пара, рекомендуется перекачивать теплую воду из барометрического бассейна в градирню для охлаждения, а оттуда - снова в напорный бак конденсатора. Потери воды при этом равны всего лишь 7-11% от общей массы воды, что делает систему рециркуляции экономически выгодной.

В выпускаемых барометрических конденсаторах ПКО внутренний диаметр корпуса составляет от 1 до 3,5 м, а высота - от 5,4 до 8,965 м. По нормалям Главхиммаша наружный диаметр корпуса
может быть равен 0,5; 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,6 и 2 м. Диаметр отверстий в полках 2 или 3 мм (соответственно для чистой и грязной воды).

Высота полки от 40 до 80 мм. Расстояние между полками уменьшается в направлении снизу вверх от 0,4-0,5 до 0,25 м. Причинами некачественной работы барометрического конденсатора могут быть недостаточное поступление холодной воды (при этом температура барометрической воды превышает заданную), неисправность вакуум-насоса, поступление с водой большого количества воздуха или подсос воздуха при неплотном соединении фланцев на трубопроводах, обрыв полки в конденсаторе, высокая температура поступающей в конденсатор воды. Температура смеси воды и конденсата должна быть ниже температуры вторичного пара на 5-10°С.

Прямоточные полубарометрические конденсаторы отличаются от описанных укороченной барометрической трубой, подачей пара в верхнюю часть корпуса, наличием системы автоматического регулирования подачи воды. Эти установки компактны, но расход охлаждающей воды в них выше, чем в установках с барометрическим конденсатором (22-27 л на 1 кг пара).

В последнее время в промышленности в связи с внедрением высокопроизводительных линий по выработке томатной пасты все большее распространение получают эжекторные конденсаторы. 

Конденсационная установка с эжекторным конденсатором (рис. 2) состоит из конденсатора 3, брызгального бассейна. 13, центробежного насоса 9 марки 8НДВ производительностью 360 м3/ч. Рабочее колесо насоса приводится во вращение электро двигателем 10 мощностью 55 кВт. Вторичный пар из вакуум-аппарата 12 по трубопроводу 11 поступает внутрь корпуса конденсатора сверху и через зазоры направляющих конусов 4 увлекается струями воды, выбрасываемой под давлением 0,45 МПа из сопел 2 водяной камеры /, куда вода подается насосом 9. В камере сжатия 5, находящейся под корпусом конденсатора, часть кинетической энергии переходит в потенциальную, что увеличивает давление уходящей воды. По трубе 6 смесь воды и конденсата сливается в коллектор 7, откуда направляется в брызгальный бассейн, где распыляется и охлаждается.
Из брызгального бассейна вода перекачивается в коллектор 8, откуда забирается и снова подается насосом в конденсатор.

За счет рециркуляции, многократного использования воды ее расход невелик (он нужен лишь для восполнения потерь за счет уноса в брызгальном бассейне, т. е. составляет около 10% общего количества воды).

 

 

 

Расход охлаждающей воды в барометрическом конденсаторе (в кг/с):

 

W=D(i-c_вt_к)/с_в(t_к-t_к)

где D- rколичество конденсирующего вторичного пара, кг/с; i - удельная энтальпия вторичного пара, Дж/кг; с_в - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг*K); t_н t_к - начальная и конечная температура охлаждающей воды, С.