Материал: Разработка конструкции пластинчатого пастеризатора

При толщине пластины  мм и теплопроводности нержавеющей стали  

Секция пастеризации

Для потока пива

Секция охлаждения

Для потока пива

Для потока рассола

.3 Конструктивный расчёт

.3.1 Расчёт количества пакетов

Поверхность теплопередачи одной пластины типа  равна 0,2 м², следовательно число пластин в секции регенерации равно 250

Ранее было подсчитано, что число каналов в пакете равно 16, следовательно, число пакетов в регенеративной секции должно быть равно 7,81

Число пакетов не может быть дробным, поэтому округляем его до 8. Тогда число пластин в секции станет равным

,

а поверхность теплопередачи

Компоновка секции регенерации на стороне нагревания и на стороне охлаждения одинакова, так как потоки пива одинаковы на обеих сторонах и скорости их равны.

Формула компоновки:

Число пластин в секции пастеризации равно 25

Число пакетов в секции пастеризации равно 1

Следовательно, действительное число пластин должно быть равно 32, поверхность теплопередачи

Компоновка секции пастеризации производится по следующим соображениям. На стороне нагревания число каналов между пластинами равно 16, что составляет один пакет.

Горячей воды расходуется вдвое больше, нежели пива, но и скорость движения воды также в два раза больше скорости пива, следовательно, со стороны охлаждения в секции пастеризации также будет один пакет из 16 каналов.

Число пластин в секции охлаждения равно 50.

Число пакетов на стороне охлаждения (то есть по потоку пива) равно 2

Следовательно, число пластин необходимо увеличить до

Тогда поверхность теплопередачи будет равна

Компоновка секции охлаждения по стороне потока пива определена выше в два пакета по 16 каналов. Так как расход рассола в два раза больше потока пива, а скорость движения у обеих жидкостей по условию одинакова, то по стороне рассола необходимо иметь всего один пакет на 32 каналов.

.3.2 Определение габаритных размеров пастеризатора

Длина секции регенерации

Длина секции пастеризации

Длина секции охлаждения

Остальные расчеты принимаются конструктивно

= 120 мм - толщина неподвижной плиты;

= 80 мм - толщина подвижной плиты секции регенерации;

= 80 мм - толщина подвижной плиты секции пастеризации;

= 80 мм - толщина подвижной прижимной плиты;

= 1000 мм - длина штанги от прижимной плиты до стойки;

= 100 мм - толщина стойки;

= 400 мм - ширина неподвижной плиты;

= 315 мм - ширина подвижной плиты секции регенерации;

= 315 мм - ширина подвижной плиты секции пастеризации;

= 400 мм - ширина подвижной прижимной плиты;

= 200 мм - ширина стойки;

= 1385 мм - высота неподвижной плиты;

= 1025 мм - высота подвижной плиты секции регенерации;

= 1025 мм - высота подвижной плиты секции пастеризации;

= 1045 мм - высота подвижной прижимной плиты;

= 1385 мм - высота стойки;

4.4 Гидравлический расчет

Коэффициент сопротивления пакетов секции регенерации для потока не пастеризованного пива (сторона нагревания) равняется:

Коэффициент сопротивления пакетов секции регенерации для потока пастеризованного пива (сторона охлаждения) равняется:

Коэффициент сопротивления пакета секции пастеризации равен: (для потока пива)

(для потока горячей воды)

Коэффициент сопротивления пакетов секции охлаждения равен:

(для потока пива)

(для потока рассола)

Суммарная потеря напора при преодолении гидравлических сопротивлений на всем пути движения пива между пластинами всех секций теплообменника

Потери напора при движении охлаждающих и нагревающих жидкостей - горячей воды и рассола - будут значительно меньше в следствии более короткого пути движения.

5. Сведения о монтаже, эксплуатации и ремонте проектируемого оборудования

.1 Монтаж оборудования

-     Перед монтажом оборудование осмотреть для выявления возможных дефектов. Проверить комплектность поставки в соответствии с упаковочными ведомостями.

-   Электродвигатель и пусковую аппаратуру заземлить. Сопротивление между шиной заземления участка и корпусами пластинчатого аппарата должно быть не более 0,4 Ом.

-       При монтаже пластинчатый аппарат установить по уровню. Точность установки 2,2 мм на 1000 мм, проверяется по верхним штангам.

-   Насос ля подачи установить на фундамент и закрепить анкерными болтами, руководствуясь инструкциями на эти изделия.

-   Подключить установку к электропитанию.

-   Монтаж трубопроводов для воды и пива, монтаж электропроводки и электрооборудования производить в соответствии с действующими санитарно-техническими и электротехническими нормами.

-   Приборы для теплового контроля и автоматического регулирования установить по инструкциям, приложенным к ним.

-       Перед сборкой все узлы установки тщательно промыть щелочным раствором.

-       Проверить наличие уплотнений в трубопроводах и герметичность соединений.

5.2 Эксплуатация оборудования

-       После установки приборов на автоматическое управление включить подачу пива в насос для подачи в агрегат.

-      Воду из аппарата спустить через трехходовой кран в положении для слива воды и моющих средств, установленный на трубопроводе выхода охлажденного пива. Воду спускать до тех пор, пока не пойдет пиво, определить по цвету струи, пробой на вкус, а затем переключить в трехходовой кран на «Розлив».

-       Необходимым условием правильного пуска является непрерывная подача пива через аппарат и нагревание его при полном потоке, в противном случае пиво сильно пригорает на пластинах и производительность аппарата резко падает.

-     Продолжительность непрерывной работы установки 6…8 часов.

-      Для прекращения работы закрыть подачу пива в приемный бак. Когда остаток пива из бачка выйдет в насос, сразу же в бак подать воду вытеснения пива из аппарата.

-       Подачу воды осуществлять до тех пор, пока из установки не перестанет поступать пиво.

-      После вытеснения пива прекратить подачу воды и рассола, отключить пивной насос, насос горячей воды и рассола. Обесточить щит управления.

5.3 Техническое обслуживание

-      Проверка крепления деталей рабочих органов;

-     Проверка работы контрольно- измерительных приборов;

-     Проверка уплотнений;

-       Устранение мелких дефектов, обнаруженных в течение рабочей смены;

-     Проверка блокировок, и сигнальных устройства;

-      Периодическая чистка направляющих штанги и протирка их чистой ветошью с нанесением на нее чистой смазки;

-      Содержать ось ролика на нажимной плите, а также резьбу на тягах в чистоте и периодически смазывать техническим вазелином;

-       По мере износа резиновых уплотнительных прокладок, степень поджатия пластин аппарата необходимо последовательно увеличивать;

Таблица 1 - Характерные неисправности и методы их устранения

5.4 Чистка и ремонт пластинчатого теплообменника

При длительном применении теплообменника на поверхности его пластин возможно появление различных отложений. Это в свою очередь снижает эффективность его работы: нарушается температурный режим, увеличивается гидравлическое сопротивление и теплообменник может даже выйти из строя. Чтобы устранить эти отложения необходимо производить чистку поверхностей пластин.

Применяются два способа чистки пластинчатого теплообменника: химическая и механическая:

Химическая чистка (чистка теплообменника без разборки прямо в тепловом пункте в течение нескольких часов). Несмотря на опыт, накопленный пуско-наладочными и эксплуатационными организациями в этой области, оптимальной унифицированной схемы промывки не создано. Наиболее распространенным способом промывки является использование растворов ингибированной соляной кислоты для удаления карбонатных и железоокисных отложений. Однако применение такого раствора способствует протеканию коррозионных процессов на обрабатываемой поверхности. Особенно чувствительны к воздействию растворов на основе соляной кислоты конструкционные материалы теплообменного оборудования. Большинство иностранных производителей пластинчатых теплообменников категорически не рекомендуют использование таких растворов для промывки.

На отечественных заводах применяется для промывки специальный раствор «ЕРП-1», разработанный в лаборатории Объединенного Института Энергетических и Ядерных Исследований. Раствор представляет собой растворимую в воде композицию на основе ортофосфорной кислоты, активных комплексонов и современных ингибиторов коррозии, надежно защищающих конструкционные материалы. Раствор не агрессивен к нержавеющим сталям, меди и ее сплавам, алюминию, Сталь 20, Ст.3. Все его составляющие нетоксичны, при этом органические компоненты биоразлагаемы. Поэтому утилизация раствора после использования не вызывает дополнительных трудностей.

Раствор предназначен для удаления железоокисных (окалины, ржавчины), карбонатных и т.п. отложений с внутренних и наружных поверхностей энергетического оборудования. Раствор оптимален для мойки пластинчатых теплообменников как паяных, так и разборных, тепловых насосов, конденсаторов турбин, компрессорных установок, систем отопления, трубопроводов, маслоохладителей по водной стороне, систем охлаждения двигателей и других объектов.

При чистке химическим способом разборка теплообменника не требуется. Для химической чистки необходимо иметь циркуляционную установку по схеме: емкостьàнасосàтеплообменникàемкость. Чистка производится циркуляцией раствора между пластинами с расходом, равным по возможности рабочему. Способ применения реагента: исходя из степени и характера отложений, продолжительность обработки и концентрация рабочего раствора могут варьироваться. Рекомендуемые разбавления от 1:5 до 1:25, время от 4 до 10 часов. Исходя из возможностей, обеспечивается циркуляция или статическое травление. Скорость удаления отложений с повышением температуры несколько возрастает, однако выше 50 °С раствор нагревать не следует. Более высокие температуры приводят к распаду ингибиторов и, как следствие, ускорению коррозии. Затем необходимо произвести промывку теплообменника водой. Допускается химическая промывка теплообменников слабыми минеральными и органическими кислотами и запрещается - соляной кислотой, также продуктами на её основе.

- Механическая чистка пластинчатого теплообменника

Если теплообменник засорен нерастворимыми включениями, необходим ремонт с разборкой теплообменника. Разборный пластинчатый теплообменник может быть разобран, промыт и собран с заменой вышедших из строя пластин и прокладок за несколько часов, в зависимости от сложности засорения пластин.

Механическая чистка проводится щетками из капроновых или нейлоновых материалов. Перед чисткой необходимо разобрать теплообменник и отделить пластины от прокладок. При очистке не допускается повреждение резиновых прокладок и поверхности пластин. При присохших отложениях пластины замачиваются в ванне со слабыми минеральными и органическими кислотами , после чего производится механическая чистка пластин щетками. Запрещается для чистки пластин использовать соляную кислоту и продукты на ее основе, а также использовать для чистки металлические щетки. После очистки необходимо промыть пластины водой.

Подготовка к работе.

- Перед пуском теплообменника необходимо провести гидравлические испытания холодной водой с помощью гидропресса давлением 1,6 МПа (16 кгс/см²) в течение 10 минут.

ВНИМАНИЕ: гидравлические испытания теплообменника проводятся автономно, без подключения к сетям теплопункта. Основание: ТУ ВУ 690397591.002-2007

- Перед гидравлическими испытаниями постепенным заполнением водой из теплообменника должен быть удален воздух. Результаты гидравлических испытаний считаются положительными, если во время их проведения не произошло падения давления, не обнаружено разрыва, перетока воды между контурами, течи, отсутствуют признаки сдвига или деформации. Ремонтный цикл предусматривает проведение капитального, среднего и текущего (мелкого) ремонтов. Помимо этого, проводят периодические осмотры пресса.

Сведения о структуре ремонтного цикла, периодичности проведения всех видов ремонтов и осмотров приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Структура ремонтного цикла

К-О-О-Т-О-О-Т-О-О-Т-О-О-С-О-О-Т-О-О-Т-О-О-Т-О-О-К

Рисунок 2 - Структура ремонтного цикла

Таблица 3 - График 111 IP на 2012 год.

6. Охрана труда при обслуживании оборудования

6.1 Требования безопасности перед началом работ

Перед приемом смены слесарь должен:

- Проверить на рабочем месте наличие и пригодность средств защиты, инструмента и приспособлений, а также наличие электрического фонаря, средств пожаротушения, плакатов или знаков безопасности;

- Проверить в зоне обслуживания исправность ограждений площадок и лестниц, наличие на оборудовании нумерации и надписей, отсутствие течи масла, свищей, выбросов горячей воды, пара, предметов, загромождающих проходы и проезды;

- Проверить достаточность освещения рабочей зоны и на обслуживаемом оборудовании (отсутствие перегоревших ламп) наличие плафонов на светильниках.

- При проверке инструмент должен соответствовать следующим требованиям:

- Рукоятки молотков, зубил должны быть гладкими и не иметь трещин. Рабочие поверхности гаечных ключей не должны иметь сбитых скосов, а рукоятки - заусениц;

- Тиски на верстаках должны быть закреплены так, чтобы их губки находились на уровне локтя работающего;

Доложить вышестоящему дежурному персоналу о замеченных неисправностях и нарушениях требований техники безопасности.

Запрещается:

- Опробовать оборудование до приемки смены;

- Приходить на смену в нетрезвом состоянии или употреблять спиртные напитки;

- Уходить со смены без оформления приема и сдачи смены.

6.2 Требования безопасности во время работы

- Слесарь должен следить за исправностью полов, перекрытий, решеток, приямков закрепленной зоны. При обнаружении не огражденных проемов слесарь должен принять меры, предупреждающие падение и травмирование людей (ограждение канатами и вывешивание предупредительных знаков безопасности).

- При работе с инструментом слесарь не должен класть его на перила ограждений или не огражденный край площадки.

- Положение инструмента на рабочем месте должно устранять возможность его скатывания или падения.

- При работах инструментом ударного действия слесарь должен пользоваться защитными очками для предотвращения попадания в глаза твердых частиц.

- При переноске или перевозке инструмента острые части его должны быть защищены.

- Элементы оборудования, расположенные на высоте более 1,5 м от уровня пола (рабочей площадки), следует обслуживать со стационарных площадок с ограждениями и лестницами.

- При обнаружении свищей в паропроводах необходимо оградить опасную зону и вывесить знаки безопасности: "Осторожно. Опасная зона".

- При обнаружении загазованности или недостаточного содержания кислорода в воздухе помещения входить в него можно только после вентиляции и повторной проверки воздуха в нем на отсутствие газа и достаточность кислорода. Если в результате вентиляции удалить газ не удается, то входить и работать в газоопасном помещении допускается только в шланговом противогазе.

- Вход в запаренные подземные и подвальные помещения запрещается. Спуск в подземные (подвальные) сооружения при температуре воды на полу выше  независимо от ее уровня не допускается; при более низкой температуре спуск разрешается при уровне воды до 20 см.

- Подлежащий ремонту участок трубопровода во избежание попадания в него пара или горячей воды должен быть отключен как со стороны смежных трубопроводов и оборудования, так и со стороны дренажных и обводных линий. Дренажные линии и воздушники, сообщающиеся непосредственно с атмосферой, должны быть открыты.

- С трубопроводов, отключенных для ремонта, следует снять давление и освободить их от пара и воды. С электроприводов отключающей арматуры снять напряжение, а с цепей управления электроприводами - предохранители.

- Вся отключающая арматура должна быть в закрытом состоянии. Вентили открытых дренажей, соединенных непосредственно с атмосферой должны быть открыты. Вентили дренажей закрытого типа после дренирования трубопровода должны быть закрыты; между запорной арматурой и трубопроводом должна быть арматура, непосредственно соединенная с атмосферой. Отключающая арматура и вентили дренажей должны быть обвязаны цепями или заблокированы другими приспособлениями и заперты на замки. На вентилях и задвижках отключающей арматуры должны быть вывешены знаки безопасности.

- Приступать к ремонту трубопроводов при избыточном давлении в них не разрешается. Дренирование воды и пара должно производиться через спускную арматуру.

- Открывать и закрывать задвижки и вентили с применением рычагов, удлиняющих плечо рукоятки или маховика, не предусмотренных инструкцией по эксплуатации арматуры, запрещается.

- При закрывании и открывании арматуры следует действовать осторожно, избегая срыва применяемого приспособления с маховика задвижки.

- ЗАПРЕЩАЕТСЯ эксплуатация теплообменных аппаратов после истечения срока очередного освидетельствования или выявления дефектов, угрожающих нарушением надежной и безаварийной работы, при отсутствии и неисправности элементов их защит. Наличие дефектов, а также неисправность защит повышает вероятность разрушения теплообменных аппаратов и, соответственно, вероятность несчастных случаев.

- ЗАПРЕЩАЕТСЯ подтяжку фланцевых соединений производить при избыточном давлении более 0,5 МПа (5 кгс/см²). При подтяжке болтовых соединений фланцев и лючков машинист-обходчик должен располагаться с противоположной стороны от возможного выброса струи воды, пара или газовоздушной среды при срыве резьбы. Затяжку болтов следует производить с диаметрально противоположных сторон. Подтягивание фланцевого соединения и сальников чугунной арматуры без снятия давления и дренирования теплоносителя - запрещается.

- Добивку сальников компенсаторов и арматуры допускается производить при избыточном давлении в трубопроводах не более 0,2 МПа (2 кгс/см²) и температуре теплоносителя не выше . Заменять сальниковую набивку компенсаторов разрешается после полного опорожнения трубопроводов.

На всех фланцевых соединениях болты следует затягивать постепенно поочередно с диаметрально противоположных сторон. При подтягивании резьбового соединения рабочий должен располагаться с противоположной стороны от возможного выброса струи воды и пара при срыве резьбы. Подтяжка фланцевых и муфтовых соединений при наличии давления в системе запрещается.

- При выполнении текущих ремонтных работ на тепловом пункте, когда температура теплоносителя не превышает , оборудование следует отключать головными задвижками на тепловом пункте. При температуре теплоносителя тепловой сети выше  ремонт и смену оборудования на тепловом пункте следует производить после отключения системы головными задвижками на тепловом пункте и задвижками на ответвлении к абоненту (в ближайшей камере). Систему должен отключать персонал района тепловых сетей.

- ЗАПРЕЩАЕТСЯ во время работы теплообменного аппарата проведение его ремонта или работ, связанных с ликвидацией неплотностей соединений отдельных элементов аппарата, находящихся под давлением.

- При засорении дренажного штуцера в процессе прогрева паропровода или увеличении давления в нем штуцер должен быть продут быстрым закрытием и открытием вентиля. Если устранить засорение продувкой невозможно, следует полностью отключить паропровод и прочистить дренажный штуцер. При производстве продувки дренажного штуцера слесарь должен находиться на стороне, противоположной выходу дренируемого конденсата или пара. Выполнять эту работу следует в рукавицах.

- При проведении продувок водоуказательных приборов машинист- обходчик должен находиться сбоку от водонапорного стекла и выполнять все операции в защитных очках и рукавицах.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ во время работы:

- прикасаться к горячим частям оборудования, трубопроводов и другим элементам, имеющим температуру  и выше;

- находиться вблизи фланцевых соединений и арматуры трубопроводов более времени, необходимого для снятия показаний КИП или проведения осмотров;

- открывать дверки распределительных шкафов, щитов и сборок, производить очистку светильников и замену перегоревших ламп освещения, прикасаться к оголенным или неизолированным проводам;

- эксплуатировать неисправное оборудование, а также оборудование с неисправными или отключенными устройствами аварийного отключения блокировок, защит и сигнализации;

- опираться и становиться на барьеры площадок, перильные ограждения, предохранительные кожуха муфт и подшипников, ходить по трубопроводам, а также по конструкциям и перекрытиям, не предназначенным для прохода по ним;

- запрещается для сокращения маршрута обхода перепрыгивать или перелезать через трубопроводы. Переходить через трубопроводы следует только в местах, где имеются переходные мостики;

- передвигаться по случайно брошенным предметам (кирпичам, доскам и т.п.);

- находиться в зоне производства работ по подъему и перемещению грузов грузоподъемными механизмами и погрузчиками;

- производить уборку вблизи механизмов без предохранительных ограждений или с плохо закрепленными ограждениями;

- наматывать обтирочный материал на руку или пальцы при обтирке наружных поверхностей работающих механизмов. В качестве обтирочного материала следует применять хлопчатобумажные или льняные тряпки, которые должны находиться в закрываемом металлическом ящике. Грязный обтирочный материал должен убираться в специальный ящик;

- применять при уборке металлические прутки, стержни и прочие подручные случайные средства и приспособления;

- применять для отмывки и обезжиривания деталей и оборудования керосин, бензин, бензол, ацетон и другие горючие и легковоспламеняющиеся вещества при уборке помещений и оборудования горючие вещества, а также хлорпроизводные углеводороды;

смазывать и подтягивать сальники уплотнителей на действующем оборудовании.

- При обнаружении дефектов на оборудовании дежурный слесарь должен немедленно сообщить об этом своему вышестоящему дежурному персоналу.

6.3 Требования безопасности по окончании работы

Перед окончанием смены необходимо:

·        закончить переключения (за исключением аварийных случаев и случаев включения или отключения основного оборудования);

·        произвести уборку рабочего места;

·        сделать в журнале дефектов запись об обнаруженных неисправностях.

- Весь инструмент, приспособления и средства защиты привести в порядок и разместить в шкафах и стеллажах.

- Сообщить сменщику о всех имеющихся замечаниях и неисправностях оборудования и доложить о сдаче смены своему вышестоящему дежурному персоналу.

- Снять спецодежду и рабочую обувь, убрать их в шкафчик для рабочей одежды и, при необходимости, принять душ.

Литература

1. В.Е. Балашов. Дипломное проектирование предприятий по производству пива и безалкогольных напитков 1983 г.

2. В.И. Попов Примеры расчетов по курсу технологического оборудования предприятий бродильной промышленности 1969 г.

. Н.А. Ястребова, А.И. Кондаков, Б.А. Спектор. Техническое обслуживание и ремонт оборудования 1991 г.

4. www.obor-pp.ru <http://www.obor-pp.ru>