Tài liệu Đồ án môn học lò hơi . PHẦN I doc

Chọn loại nhiên liệu đốt Theo TBLH T1 trang 13 với Vcb = 13% < 17% nên ta chọn than antraxit Yêu cầu: Dựa vào các thông số làm việc của lò hơi đã yêu cầu để tiến hành tính toán, thiết kế

PHẦN I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1 Sản lượng định mức của lò hơi: Ddm = 320 t/h

2 Thông số hơi:

- Ap suất của hơi ở đầu ra của bộ quá nhiệt: pqm = 170 bar

- Nhiệt độ của hơi ở đầu ra của bộ phận quá nhiệt: tqn = 570oC

3 Nhiệt độ nước cấp: tnc = 230oC

4 Nhiệt độ không khí nóng: tnkk = 350oC

5 Nhiệt độ không khí lạnh: t l kk = 30 o C

6 Nhiệt độ khói thải:  th = 140o C

7 Thành phần nhiên liệu:

Thành

phần

Clv Hl

v Nl

v Ol

6

3, 4

1, 2

1, 9

2,7 15,

2

5 oC 117

0

147 0 13

8 Nhiệt trị thấp làm việc: Qlvt = 27424 KJ/Kg

9 Chọn loại nhiên liệu đốt

Theo TBLH T1 trang 13 với Vcb = 13% < 17% nên ta chọn than antraxit

Yêu cầu:

Dựa vào các thông số làm việc của lò hơi đã yêu cầu để tiến hành tính toán, thiết kế, xác định cấu tạo của các thiết bị, đồng thời vẽ lên bảng

vẽ cấu trúc lò hơi

Sơ đồ cấu trúc lò hơi :

Hình 1 :

1 : Bao hơi 8 : Bộ hâm nước cấp I

2 : Bộ pheston 9 : Bộ sấy không khí cấp I

3 : Bộ quá nhiệt cấp II 10 : Dàn ống sinh hơi

4 : Bộ giảm ôn 11 : Vòi phun

5 : Bộ quá nhiệt cấp I 12 : Ống góp dưới

6 : Bộ hâm nước cấp II 13 : Phần đáy thải xỉ

7 : Bộ sấy không khí cấp II 14 : Đường khói thoát

PHẦN II XÁC ĐINH CẤU TRÚC  CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI

Trước khi tính toán cần xác định sơ bộ dạng lò hơi gồm :

Chọn lò hơi đốt bột than

Thải xỉ khô (do nhiệt độ chảy lỏng của tro rất cao t3=14700C )

Một bao hơi

Dạng đường khói đi : hình chữ

Sơ đồ làm khô nhiên liệu kiểu kín

Bộ quá nhiệt đối lưu hai cấp, bố trí hỗn hợp với dòng khói

Bộ hâm nước và bộ sấy không khí đều bố trí hai cấp đặt xen kẽ nhau Theo đường khói đi bố trí như sơ đò cấu trúc

Tiến hành tính toán phụ

TÍNH TOÁN PHỤ

1 Cân bằng không khí :

Hệ số không khí thừa  phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt, loại thiết bị buồng lửa và điều kiện vận hành Trong thiết kế này chọn :

,

bl

 =bl = 1.2

Hệ số không khí lọt chọn theo bảng (10.3)/ TBLH như sau :

- Buồng lửa Ôâbl = 0,08 (do D > 120 t/h)

- Cụm pheston  bl= 0

- Bộ quá nhiệt đối lưu l: do D > 120 t/h nên + Cấp I : ÔâqnI = 0,015

+ Cấp II : ÔâqnII = 0,015

- Bộ hâm nước ( Kiểu ống thép trơn ) + Cấp I : ÔâhnI = 0.02

+ Cấp II : ÔâhnII= 0.02

- Bộ sấy không khí ( Kiểu ống thép trơn ) + Cấp I : ÔâskkI = 0.03

+ Cấp II : ÔâskkII = 0.03

Công thức xác định hệ số không khí thừa đầu ra : ,,= â, + 

Hệ số không khí thừa

STT Tên bề mặt đốt

Đầu vào

'



Đầu ra â”

3 Bộ quá nhiệt cấp II 1,2 1,215

4 Bộ quá nhiệt cấp I 1,215 1,23

5 Bộ hâm nước cấp II 1,23 1 ,25

6 Bộ hâm nước cấp I 1,25 1,28

7 Bộ sấy không khí cấp II 1,28 1,3

8 Bộ sấy không khí cấp I 1,3 1,33

Lượng không khí lọt vào hệ thống máy nghiền than(Máy nghiền bi)

dược chọn theo tiêu chuẩn thiết kế :n = 0,08

Hệ số không khí thừa đầu ra bộ sấy không khí cấp II (Lượng không

khí ra khỏi bộ sấy không khí cấp II ) n

kk = ”scII = bl- 0 - n = 1,2 - 0,1 - 0,08 = 1,02

(0 = 0,1 : lượng không khí lọt vào buồng lửa )

2 Thể tích không khí lý thuyết ( V0kk )

Tất cả các tính toán về thể tích , entanpi của không khí và sản phẩm

cháy đều tiến hành tính toán với một Kg nhiên liệu rắn :

- Lượng không khí khô lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg

nhiên liệu rắn :

V0kk = 0,0889 (Clv+ 0,375 Slv) + 0,265 Hlv- 0,0333 Olv

= 0,0889 ( 70,6 + 0,375.2,7) + 0,265.3,4 - 0,0333.1,9

= 7,2 m3tc/kg

3 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết ( = 1)

Khi quá trình cháy xảy ra hoàn toàn thì sản phẩm cháy bao gồm :

CO2 , SO2 , N2 , và H2O Trong đó hỗn hợp (CO2 , SO2 , N2) gọi chung

là khói khô , ký hiệu là V0KKhô

Vì khi phân tích khói , CO2 & SO2 thường được xác định chung với nhau nên ta kí hiệu chung là RO2

Vậy ta có thể tích khói lý thuyết là :

V0Khói = V0KK + V0H2O

- Xác định thể tích khói khô lý thuyết V0Kkhô

Ta có V0Kkhô = V0RO2 + V0N2

Trong đó : V0N2 : Thể tích lý thuyết của N2 trong khói

V0N2= 0,79.V0kk + 0,8

100

lv

N = 0,79 7,2 + 0,8

100

2 ,

1 = 5,7 m3tc/kg

- Xác định lượng hơi nước lý thuyết trong khói V0H2O :

V0H2O = 0,111 Hlv+ 0,0124 Wlv + 0,0161 V0kk

= 0,111 3,4 + 0,0124 5 + 0,0161 7,2 = 0,557 m3tc/kg

- Xác định V0RO2 :

V0RO2= 1,866 

100

375 ,

0 lv

C  = 1,866

100

7 , 2 375 , 0 6 ,

70  = 1,336 m3tc/kg

 Vậy thể tích khói khô lý thuyết :

V0kk= V0RO2 + V0N2 = 1,336 + 5,7 = 7,036 m3tc/kg

- Thể tích khói lý thuyết :

V0kk= V0RO2 + V0N2 + V0H2O = 1,336+ 5,7+ 0,557 = 7,593 m3tc /kg

4 Đặc tính sản phẩm cháy khi các hệ số không khí thừa khác nhau : Xem bảng 2 & bảng 3

- Entanpi của không khí lý thuyết :

I0kk= V0kk Ckk.kk

Trong đó : V0kk : Thể tích của không khí lý thuyết, ( m3tc/kg)

Ckk : Nhiệt dung riêng các loại khí , (kj/m3tc)

kk: Nhiệt độ các loại khí , (0C)

- Entanpi của khói lý thuyết ( Bảng 3-2_TBLH)

I0kk= VRO2 (C)RO2 + V0N2.(C)N2 + V0H2O.(C)H2O

- Entanpi của tro bay :

Itr =

100

lv

A ab (C)tr

Có ab= 0,9 : Tỷ lệ độ tro của nhiên liệu bay theo khói ( Trang 34

- TBLH - T1)

Vì lv

t

lv b

Q

A

a

.

10 3

= 27424

2 , 15 9 , 0

10 3

= 0,5 < 6 nên có thể bỏ qua

- Entanpi của khói thực tế :

0 0

0

0 ( 1 ) kk tro k ( 1 ) kk

k

I         

5 Cân bằng nhiệt và tính lượng tiêu hao nhiên liệu của lò hơi:

Xem bảng 4

* Tính phụ :

a Chọn q4= 6% do dạng buồng lửa là buồng lửa phun thải xỉ khô nhiên liệu là than Antraxit

b Chọn q3= 0,5% chọn theo dạng buồng lửa và nhiên liệu đốt, (Trang

33 - TBLH - tập 1 )

c.Tính q2 : q2 =

âv Q

Q2 100% =   

lv t

l kk th

th k

Q

q I

I   100  4 =

27424

6 100 74 , 344 33

,

1

95

,

= 0,5 %  (4%7%) , Thoả mãn

Với: Ithk=1914,95 KJ/kg , ( tth=140 0C ) ; Ilkk = 344,74 KJ/kg

d Tính q5 : q5= f (D) = 0,4 (Đồ thị q5 = f ( D ) Trên hình 41

-TBLH - T1 /34 )

e Tính q6 : q6 =  lv

t

lv tr aî Q

A C

a 

Trong đó :

ax= 0,1 : tỉ lệ tro rơi theo xỉ, phụ thuộc vào loại lò hơi, lò thải xỉ khô ab = 0,9 ax= 0,1

C = 0,933 : Nhiệt dung riêng của tro xỉ (Bảng 4-1 /TBLH - T1 )

 = 600 0C : Nhiệt độ của xỉ thải

q6 =

27424

600 2 , 15 933 , 0 1 ,

0  Có thể bỏ qua

f Tính Qhi = Dđm (iqn- inc) =

3600

10

320 3

(3116,25 - 994) = 188,6.103 KW Với : iqn= 3116,25 KJ/kg , tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ở

pqn =187 bar ,

tqn = 570 0C

inc = 994 KJ/kg Ở tnc = 230 0C , pnc = 198 0C

Bảng 2 : Đặc tính của sản phẩm cháy

ST

T

Tên đại lượng và công

thức tính

Kí hiệ u Đơn vị

B.Lửa

&

Phesto n

BQN cấp II

BQN cấp I

BHN cấp II

BSK K Cấp II

BHN cấp I

BSK

K cấp I

Khói thải

1

Hệ số không khí thừa

trung bình

) (

5 ,

0  '  "

2 Thể tích không khí thừa0

).

1 (   V kk Vth m3tc/kg 1,44 1,494 1,602 1,728 1,908 2,088 2,268 2,376

3 Thể tích hơi nước thực tế0 0

2O 0 , 0161 ( 1 ) kk

VH 2O m3tc/kg 0,58 0,581 0,83 0,585 0,588 0,59 0,594 0,595

4 Thể tích khói thực tếV0R02+ VN2+ ( -1)

V0KK+ VH2O

Vk m3tc/kg 9,056 9,111 9,221 9,349 9,532 9,714 9,898 10,007

5 Phân thể tích hơi nướcV

H2O/Vk

rH2

O _ 0,064 0,064 0,063 0,063 0,062 0,061 0,06 0,059

6 Phân thể tích các khiV

RO2/VK

rRO

2 _ 0,148 0,147 0.145 0,143 0,14 0,138 0,135 0,133 7

Phân thể tích các khí 3

nguyên tử

rn= rH2O+ rRO2

rn _ 0,212 0,211 0,208 0,206 0,202 0,201 0,195 0,192

Nồng độ tro bay trong

khói

) 9 , 0 (

.

K b

lv a V

a A



 g/m3tc 15,95 15,85 15,66 15,45 15,15 14,87 14,59 14,43

Bảng 3 - Entanpi của sản phẩm cháy (dựa vào bảng 3-2 trang 28 - TBLH T 1 ).

t I0KK I0k Ittro bl=1.2

5 qn2 =

1,275 qn1 = 1,3hn2=1.32 skk2=1.3

4 hn1=1

39 skk1=1.4

4

900 9049,97 10525,3 12008.5 12471,13 12608,6

9 7 8 100

0 10142,64

11826,2 3

13494.9

14169,0 4 110

0 11250,36

12985,0 2

14828.6

5 15403,85 120

0 12370,75

14490,8 1

16507.5

2 17150,02 130

0 13498,99

15843,0 6

18041.2 3 140

0 14634,14

17316,5 3

19697.9 6 150

0 15778,80 18574,27 21139.39

160

0 16932,10

19956,6 4

22690.7 7 170

0 18088,27

21278,9 3

24268.6 6 180

0 19254,67

22746,2 4

25872.0 4 190

0 20421,50 24149,4

27463.6 2 200

0 21600,06

25558,9 1

29032.3 7

Bảng 4 - Cân bằng nhiệt và tính lượng tiêu hao nhiên liệu

của lò hơi

lượng

Đơn vị

Tên đại lượng hay cơ sở chọn

,công thức

Kết quả

cách đốt nhiên liệu

6

đốt

0,5

Q

I I

lv t

kk th

th

lv t

lv tr aî

Q

A C

a .(  )



6

2

q % q2 +q3 +q4 +q5 +q6 11,9



6 2

qn -inc ) = .( 3116 , 25 994 )

3600

10

320 3

881 , 0 27424

3600 10 6 , 188

3600





t

lv t

hi

Q

100