При ограниченной конденсирующей способности конденсатора испарителя (из-за относительно большого количества конденсируемого вторичного пара) возможно получить увеличенное количество дистиллята, если сконденсировать часть производимого пара в теплообменнике типа испарителя. С этой целью применяют двухступенчатую испарительную установку. Подобно тому как первичный греющий пар конденсируется в первой верхней ступени испарительной установки, так в этом случае вторичный пар первой ступени конденсируется во второй нижней ступени, которая выдает часть готового дистиллята; остальное количество дистиллята получают, как обычно, из конденсатора испарительной установки.
Вид
уравнений теплового баланса двухступенчатой испарительной установки зависит от схемы питания ступеней водой: параллельной или последовательной (каскадной).
При параллельном питании (задвижка В закрыта, А и Б — открыты) поток очищенной воды перед испарительной установкой разделяется на два; один из них поступает в верхнюю, другой — в нижнюю ступень.
Вода из верхней ступени более высокого давления поступает во вторую ступень более низкого давления самотеком.
Правая часть этого уравнения имеет ту особенность, что вторая ступень испарителя питается водой с температурой выше температуры насыщения в этой ступени, так как Л'и1>Л'и2, часть пара этой ступени образуется в результате охлаждения воды. Таким образом, часть (относительно небольшая) вторичного пара в нижней ступени испарительной установки получается в результате самовскипания воды и Dm уменьшается; основная масса пара в нижней ступени образуется за счет теплоты греющего пара— вторичного пара верхней ступени. В данной схеме выход дистиллята примерно в 1,7 раза больше расхода греющего пара из отбора турбины.
Последовательное питание испарительной установки водой позволяет улучшить качество производимого пара и дистиллята, что можно пояснить следующим образом. Во вторую ступень через первую вводятся практически все примеси, т. е. вдвое больше, чем при параллельном питании. Если продувка из второй ступени вдвое больше, чем при параллельном питании ступеней водой (например, 10 вместо 5%), то качество пара и дистиллята из второй ступени можно считать одинаковым в обеих системах. В первую ступень также вводятся все примеси (соли), содержащиеся в питательной воде испарителей. Однако при двойном подводе солей из первой ступени производится продувка в размере примерно в 20 раз больше, чем при параллельном питании. Можно считать, что пар и дистиллят, получаемые в верхней ступени, значительно чище, чем при параллельном питании, поэтому при последовательном питании водой ступеней испарителей получается более чистый дистиллят. Последовательное питание ступеней испарителя особенно целесообразно при низком качестве исходной сырой воды, например при использовании морской воды.
Уравнение теплового баланса конденсатора двухступенчатой испарительной установки в случае слива в него конденсата греющего пара как при параллельном, так и при последовательном питании водой. В случае одноступенчатой испарительной установки, по известным значениям потоков пара и конденсата и их параметров обычно определяют энтальпию Ак.и и температуру к.и основного конденсата после подогрева его в этом теплообменнике. Основной критерий правильности схемы и ее параметров — положительный недогрев г>=И2—hK. При заданном выходе дистиллята Д1+Д2 в конденсаторе испарителя конденсируется примерно вдвое меньше пара и подогрев основного конденсата тк.и соответственно снижается; расход пара из отбора турбины уменьшается примерно вдвое.
