Đang tải... (xem toàn văn)
Tìm hiểu quá trình cháy của nhiên liệu FO trong lò đốt gia nhiệt của nhà máy lọcdầu và tính toán hiệu suất lò đốtNgành công nghiệp lọc hóa dầu đang ngày càng phát triển và đóng vai trò hết sứcquan trọng trong cơ cấu kinh tế của một đất nước. Các sản phẩm của lọc hóa dầu rất đadạng và đáp ứng những nhu cầu bức thiết về năng lượng, vật liệu... mà hiện nay chưa cóngành nào thay thế được. Các sản phẩm phổ biến trong lọc hóa dầu thường là LPG, xăng,diesel, nhiên liệu phản lực, dầu nhờn... Nhà máy lọc hóa dầu luôn đòi hỏi tiêu tốn nhiềunăng lượng, vấn đề trao đổi nhiệt trong nhà máy lọc hóa dầu đương nhiên đóng một vaitrò hết sức quan trọng.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT Bộ môn Lọc Hố - Dầu TIỂU LUẬN MƠN HỌC LÝ THUYẾT Q TRÌNH CHÁY Q trình cháy nhiên liệu FO lò đốt gia nhiệt nhà máy lọc dầu tính tốn hiệu suất lị đốt HÀ NỘI – 2021 Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU iii DANH MỤC HÌNH VẼ iii MỞ ĐẦU PHẦN I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Giới thiệu Khái niệm buồng đốt Tính chất đặc trưng dầu đốt Thành phần, phân loại dầu đốt PHẦN II: XÂY DỰNG VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT LỊ ĐỐT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU 15 Giới thiệu chung lò 15 Các phương pháp tính hiệu suất lò 26 Nhiên liệu đặc tính nhiên liệu 30 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò biện pháp nâng cao hiệu suất lò 33 Các đại lượng cần đo lường thí nghiệm hiệu chỉnh lò số thiết bị đo lường cơng tác thí nghiệm hiệu chỉnh 39 Ví dụ phương pháp tính hiệu suất lị 40 KẾT LUẬN 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 43 i Trường Đại học Mỏ - Địa chất DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Đặc tính số loại màng chế tách lọc Bảng 1.2 Bảng tổng kết công nghệ lọc màng Bảng 1.3 Phân loại thuốc BVTV theo thời gian phân hủy Bảng 2.1 Các phương pháp xử lý nước thải 16 ii Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ tả màng lọc Hình 1.2 Kích thước lỗ rỗng số loại màng Hình 1.3 Hình dạng lỗ rỗng màng đồng chất Hình 1.5 Các mơ đun màng dạng khung dạng ống Hình 1.6 Các mô đun màng dạng quấn xoắn dạng sợi rỗng 10 Hình 2.1 Sơ đồ lọc chặn 11 Hình 2.2 Sơ đồ lọc trượt 11 Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý phần tử chuyển dịch qua màng 12 Hình 3.1 Nguyên lý hoạt động 19 Hình 3.2: Bể lọc Johkasou 20 Hình 3.3: Cấu tạo bể lọc Johkasou 20 Hình 3.4: Sơ đồ hệ thống xử lý phương pháp lọc sinh học ngập nước 22 iii Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học MỞ ĐẦU Tìm hiểu trình cháy nhiên liệu FO lò đốt gia nhiệt nhà máy lọc dầu tính tốn hiệu suất lị đốt Ngành cơng nghiệp lọc hóa dầu ngày phát triển đóng vai trị quan trọng cấu kinh tế đất nước Các sản phẩm lọc hóa dầu đa dạng đáp ứng nhu cầu thiết lượng, vật liệu mà chưa có ngành thay Các sản phẩm phổ biến lọc hóa dầu thường LPG, xăng, diesel, nhiên liệu phản lực, dầu nhờn Nhà máy lọc hóa dầu ln địi hỏi tiêu tốn nhiều lượng, vấn đề trao đổi nhiệt nhà máy lọc hóa dầu đương nhiên đóng vai trò quan trọng Từ phát đến , dầu mỏ khí tự nhiên nguồn nguyên liệu quý giá, đóng vai trò quan trọng sống người ,ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động kinh tế cuốc gia Trên giới quốc gia có dầu quốc gia khơng có dầu xây dựng cho cơng nghiệp dầu mỏ hóa dầu làm tăng hiệu kinh tế việc sử dụng dầu mỏ Ngành công nghiệp có tầm quan trọng đặc biệt kinh tế quốc dân quốc phòng nước Các sản phẩm dầu mỏ góp phần quan trọng vào cán cần lượng giới, nguồn nguyên liệu phong phú, trụ cột cho ngành công nghiệp khác Quả thật nhiên liệu đốt có vai trị to lớn việc sử dụng làm chất đốt sưởi ấm nước có khí hậu lạnh giá quanh năm, nhiên liệu sử dụng cho nhà máy công nghiệp Kiến thức dầu khí kho tàng vơ rộng lớn Trong nhiên liệu đốt (Fuel oils viết tắt FO) đóng vai trị quan trọng Với phát triển mạnh kinh tế cơng nghiệp việc khai thác nguồn nhiên liệu đốt khác để cung cấp đầy đủ lượng phục vụ cho đời sống sinh hoạt, sản xuất người ngày gia tăng Các nguồn nhiên liệu đốt thông dụng than đá, than củi, dầu FO… Phần lớn nhà máy thường sử dụng dầu FO làm nhiên liệu đốt lò để cung cấp lượng cho hoạt động sản xuất công nghiệp nhà máy Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học PHẦN I: TỔNG QUAN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Giới thiệu Việt nam quốc gia giới có tiêm dầu khí Nước ta có bước tiến quan trọng việc chế biến dầu mỏ trở thành sản phẩm có giá trị kinh tẻ cao Việc chế biến sản xuât sản phẩm thương mại có nguồn gốc từ dầu thơ địi hỏi nhiều trình phức tạp tiêu tốn nhiều lượng Đây vấn đề hàng đầu quyêt định đến giá trị kinh tê nhà máy Trong nhà máy lọc dầu, phân xưởng phân tách phân xưởng chưng cất hay trích lỵ nguồn lượng ln đóng vai trò cần thiết chặt chẽ nhiệt độ sản phẩm tách Các phân xưởng chuyển hóa hóa học cracking, reforming địi hỏi cần cung cấp lượng quan hệ nhiệt lớn để đạt tới ngưỡng nhiệt độ cần thiết mà phản ứng hóa học xảy Để cung cấp nhiệt lượng lớn cần thiết cho phân xương hoạt động có hiệu cần sử dụng lị cấp nhiệt để đun nóng dịng nguyên liệu lên đến nhiệt độ cần thiết Tuy nhiên việc sử dụng việc sử dụng lò cấp nhiệt gây tốn nhiều chi phí sản phẩm từ phân xưởng sản xuất mang theo nhiệt lượng đáng kể, nên cần có thiết bị làm mát chúng trước đem lưu trữ Do vấn đề đặt cần sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt để tận dụng cách có hiệu nguồn nhiệt kể với mục đích nâng cao nhiệt độ dịng nạp liệu lên đến nhiệt độ thích hợp làm giảm nhiệt độ sản phẩm trước cho vào bốn lưu trữ đồng thời giảm đáng kể chi phí cho lị cấp nhiệt nâng cao tính kinh tế nhà máy Ngoài việc sử dụng lưu chất có nguồn gốc từ dầu thơ nước Hơi nước khơng khí sử dụng để đun nóng hay làm sản phẩm đến nhiệt độ thích hợp cho việc sản xuất hay lưu trữ Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Khái niệm buồng đốt 2.1 Giới thiệu chung dầu đốt Nhiên liệu đốt lò sản phẩm chủ yếu trình chưng cất thu từ phân đoạn sau phân đoạn gas oil chưng cất dầu thô nhiệt độ sôi lớn 350°C Tuy nhiên, nhiên liệu đốt lo nhận từ phần cất nhẹ có nhiệt độ sơi hỏ 350°C, từ phần cặn công đoạn chế biến sâu( cracking refoming ) pha trộn với thành phần nhẹ sử dụng cho lào đốt hơi, cho động diezen tàu thủy q trình cơng nghiệp khác Vì vậy, khái niệm nhiệm nhiên liệu đốt lị (FO)cũng bao hàm cho loại nhiên liệu nhẹ hơn, có nhiệt độ cất trung bình, màu hổ phách nhiên liệu diezen, dầu hỏa tháp đèn Khi chúng sử dụng làm nhiên liệu đốt lò 2.2 Khái niệm Dầu FO hay gọi dầu mazut, phân đoạn nặng thu chưng cất dầu thô parafin asphalt áp suất khí chân khơng Các dầu FO có điểm sơi cao Trong kĩ thuật đơi người ta cịn chia thành dầu FO nhẹ FO nặng Vì thế, đặc trưng hố học dầu mazut có thay đổi đáng kể tất đặc trưng ảnh hưởng tới việc sử dụng chúng làm nhiên liệu kỹ thuật sử dụng để đạt hiệu cao Tính chất đặc trưng dầu đốt 3.1 Sử dụng nhiên liệu đốt lò 3.1.1 Nhiên liệu đốt lò gia đình (FO nhẹ) FO nhẹ loại nhiên liệu đốt lị có thành phần cất phân đoạn sản phẩm dầu mỏ dạng tương tự diezen Nó sử dụng cho thiết bị đốt lị cấp nhiệt dạng phun Ở Anh FO nhẹ thường bao gồm diezen chưng cất trực tiếp có nhiệt độ sôi khoảng 160-370 C (320–700°F) Ở Mĩ loại diện chưng cất trực tiếp thường pha với phân đoạn cất có nhiệt độ sơi tương tự từ q trình cracking Các thành phần cất xử lí thích hợp trước pha chế thành FO nhẹ thêm phụ gia để sản phẩm có độ ổn định đạt yêu cầu mong muốn Tại số nước khác Bi,Pháp Đức loại FO nhẹ dùng thiết bị bay kiểu ống khói kiểu phun Trong loại lò đốt kiểu phun trước Do nhiên liệu đốt cháy nhiên liệu phải phun thành hạt nhỏ trộn với lượng không cần thiết để tạo thành hỗn hợp chảy Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Trong loại lị đốt bay kiểu ơng khỏi, nhiên liên nhiều đường ông nằm dọc theo tưởng nạp vào đáy thùng chứa làm kim loại đồng thời gia nhiệt nhờ lượng xạ từ lửa Nhiên liệu bay từ bề mặt bốc lên đến lị đốt chúng trộn với khơng khí hút vào để đốt cháy Có dạng lị đốt kiểu phun khác tạo hoa nhanh chóng, là: - Lị đốt có vịi phun áp suất, nhiên liệu ép dướ áp lực qua lô có hình dáng đặc biệt cho nhiên liệu phun dạng hạt phun nhỏ, vào khoang cháy Lị đốt có thiết bị thổi phun kẹp nhiên liệu phun vào đồng thời với dịng khơng khí, ảnh hưởng đến việc xé nhiên liệu thành hạt nhỏ - Lò đốt có phun quay: Nhiên liệu đưa qua ống trung tâm vào mặt cốc rỗng quay nhanh, thon đầu Bằng tác động li tâm, dầu bị ép vào miệng rộng cốc bị từ mép cốc Khi dầu phân chia nhỏ trộn với không cần thiết để đốt cháy 3.1.2 Nhiên liệu đốt lò nặng (FO nặng) Trong công nghiệp dâu mỏ, trước FO nặng coi phần cận lại hiến nhiên sau tách thành phần nhẹ, xăng, KO, DO Trong q trình chế biến dầu thơ phương pháp chưng cất trực tiếp áp suất khí Ngày nhu cầu xăng tơ tăng nhanh, việc chế biến dầu mỏ buộc phải tận thu thành phần nhẹ nên công nghệ chế biến dầu tạo phát triển mạnh mẽ cracking nhiệt, cracking xúc tấc Kết chuyển hóa phần chưng cất áp suất khí quyền thành nhiên liệu nhẹ Phù hợp với thành phần pha chế cho xăng Việc tận thu thành phần nhẹ chế biến từ dầu mỏ để pha chế xăng ô tơ đã tới thành phần nhiên liệu đốt lị nặng thay đổi Nguồn nguyên liệu nặng có sản sau trình chứng cắt cracking để pha chế nhiên liệu đốt lò ngày tăng sản phẩm khác có từ quy trình chế bến trở nên dồi cho nhu cầu sản xuất nhiên liệu đốt lò Các sản phẩm trình chế biến dầu mỏ trước coi nhiên liệu đốt lị Thì phân nhẹ thu hồi tận dụng thành phần để pha chế nhiên liệu đốt lò Phân nhẹ bao gồm naptha, diezen chưng cất trực tiếp, diezen cracing thành phần chiết từ việc sản xuất dầu hỏa dầu nhờn sử dụng chất làm loãng để giảm độ nhớt thường coi nguồn nguyên liệu curter stocks? (tạm dịch nguyên liệu làm lỗng) Tóm lại ngày nay,FO nặng sản xuất từ quy trình chế biến đại kết việc pha chế có chọn lọc phần nặng khác nguồn nguyên liệu cutter Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học stock để sản xuất loại nhiên liệu đốt lò khác phù hợp với ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp Nhiên liệu đốt lị ngày hoàn toàn khác với quan niệm đơn giản trước đây, coi phần nặng lại sau lấy thành phần nhẹ 3.1.3 Những đặc tính kỹ thuật : Đối với FO nhẹ (nhiên liệu đốt gia đình) đặc tính khác liên quan tới đặc tính chảy nhiên liệu coi quan trọng khách hàng cần cảnh báo nhiều Nếu nhiên liệu không đủ khả bay hơi, hiệu suất cháy khơng đạt nhiên liệu cháy có xu hướng tạo cặn cacbon, đóng cặn vòi chảy thiết bị bay Kết khả bắt lửa kém, phải lau chùi, vệ sinh thiết bị Trong trình sản xuất chế biến nhiên liệu đốt lò chất lượng cháy phải kiểm tra cần thận phương pháp thử tiêu chuẩn đặc tính bay hơi, nhiệt trị, độ nhớt, hàm lượng lưu huỳnh Ngoài ra, số phương pháp thử quy trình đánh giá khác với mục đích quản lý chất lượng để đảm bảo cho q trình bảo quản vận chuyển khơng gây nhiễm bẩn, ăn mòn đề cập đến Thành phần, phân loại dầu đốt 4.1 Thành phần dầu đốt 4.1.1 Thành phần hoá học dầu đốt Thành phần hóa học nhiên liệu đốt lò bao gồm loại hydrocacbon thành phần hydrocacbon - Loại hydrocacbon bao gồm : ● Paraphinic có số nguyên tử cacbon từ 20 đến 30 phân tử ● Naphtenic ● Aromatic ● Các hợp chất lai hợp - Loại phi hydrocacbon bao gồm ● Các hợp chất lưu huỳnh ● Các hợp chất oxy ● Các hợp chất nito ● Nhựa asphanten ● Kim loại Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận mơn học Thành phần hóa học nhiên liệu đốt lị ảnh hưởng đến nhiệt trị u cầu nhiệt trị nhiên liệu đốt lò thường 10000 kcal/kg Thành phân paraphinic cho nhiệt trị lớn sau đến thành phần naphtenic thành phần aromatic lai hợp Các thành phân phi hydrocacbon khó cháy cháy lại gây nhiệt năng, sản phẩm cháy chúng tạo cặn cốc, bít vịi phun, bám vào thành nồi làm giảm hiệu truyền nhiệt, gây hỏng Hàm lượng kim loại có tác hại den hoạt động lị Nếu có mặt kim loại vanadi năui nhiệt độ cao chúng để tạo hợp kim với sắt gây hỏng Thành phần hóa học nhiên liệu đốt lị ảnh hưởng đến độ nhớt, chi tiêu quan trọng cho hoạt động vòi phun để đạt kích thước hạt nhiên liệu mong muốn Nhiên liệu đốt lò thể lỏng nên dùng cho lò nung xi măng,gồm sứ, thủy tinh lò sấy lương thực, thực phẩm, lò nhà máy điện Sẽ có ưu điểm hẳn nhiên liệu rắn tện lợi cho trình tự động hóa cơng nghệ cấp liệu sử dụng vịi phun để phun nhiên liệu phân tán vào khơng khí phun hịn hợp nhiên liệu vào khơng khí Cấu tạo vịi phun có liên quan với độ nhớt nhiên liệu đốt lị FO Kích thước hạt nhiên liệu sau phun bé tốt phân tán triệt để khơng khí cháy hồn tồn Thành phần nhiên liệu đốt lị hỗn hợp phức tạp bao gồm hợp chất có trọng lượng phân tử lớn, chúng có mặt dầu the ban đầu hay sinh từ qua trình chuyển hoa sâu Cấu trúc hợp chất phức tạp việc phân tách chúng thành hợp chất riêng lẻ hay họ nghiên cứu phân đoạn nhẹ khó khăn khơng có nhiều ý nghĩa thực tế Trong thực tế để nghiên cứu thành phần hố học nhiên liệu đốt lị người ta dựa vào tính chất lý học khả tan dung môi, khả hấp phụ khác để tách loại chúng thành nhóm chất khác Thực tế người ta thu ba nhóm chất sau: ● Nhóm dấu ● Nhóm nhựa ● Nhóm asphalten Việc phân chia nhiên liệu đốt lị thành nhóm chất thường khơng rõ ràng cấu trúc phân nặng nhóm nhẹ cấu trúc phần nhẹ nhóm nặng khơng khác nhiều, nhóm nhựa nhóm asphalten Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận mơn học g N06 loại có độ nhớt cao dùng chủ yếu quy mô thương mại cơng nghiệp Nó u cầu phải gia nhiệt trước bồn chứa bể bơm yêu cầu gia nhietj bổ sung vào đèn đốt để phun Việc trang bị bổ sung và bảo dưỡng loại nhiên liệu thường ngăn cản hạn chế việc sử dụng thiết bị nhỏ h Loại dầu FO cặn cung cấp nhằm thay đáp ứng cho yêu cầu dầu có hàm lượng lưu huỳnh thấp.(khác loại với quy định trên) cung cấp Nếu dạng lỏng nhiệt độ phương pháp thử D.97 khơng phản ánh xác điểm đơng đặc,đặc biệt sau thời gian bảo quản.Vì giải pháp tốt người mua người cung cấp cần bàn bạc kĩ thuật để sử dụng loại dầu FO có hàm lượng lưu huỳnh thấp hay thiết bị cần phải dùng đến - Chỉ tiêu chất lượng loại dầu sau: ● Chỉ tiêu chất lượng dầu FO N01 (2,0% lưu huỳnh) + Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm - Khối lượng riêng 150C (max) - TCVN 3893-95 0,965 - Độ nhớt động học 400C (max) -CST ASTM-D445 87 - Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0C- ASTM-D93/TCVN 2693-9566 - Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 2,0 - Điểm đông đặc (max) 0 C CASTM-D97/TCVN3753-9510 - Hàm lượng nước (max) %tt ASTM-D95/TCVN2692-951,0 - Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15 - Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800 - Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN2690-950,15 - Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 ● Chỉ tiêu chất lượng dầu FO N02A (1,5% lưu huỳnh ) + Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm - Khối lượng riêng 150C (max) - TCVN 3893-95 0,97 - Độ nhớt động học 400C (max) cSt ASTM-D445 180 - Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566 - Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 1,5 - Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521 - Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học - Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15 - Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800 - Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN2690-950,15 - Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 10 ● Chỉ tiêu chất lượng dầu FO N02B (3,0% lưu huỳnh) + Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm - Khối lượng riêng 150C (max) - TCVN 3893-95 0,97 - Độ nhớt động học 400C (max) cSt ASTM-D445 180 - Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566 - Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 3,0 - Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521 - Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0 - Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15 - Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800 - Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN 2690-950,15 - Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 10 ● Chỉ tiêu chất lượng dầu FO N03 + Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm - Khối lượng riêng 150C(max) - TCVN 3893-95 0,991 - Độ nhớt động học 400C(max)cSt ASTM-D445 380 - Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566 - Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 3,0 - Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521 - Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0 - Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15 - Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800 - Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN 2690-950,35 10 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học - Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 14 11 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học PHẦN II: XÂY DỰNG VÀ TÍNH TỐN HIỆU SUẤT LỊ ĐỐT CỦA NHÀ MÁY LỌC DẦU Giới thiệu chung lò - Lị cơng nghiệp sử dụng nhiên liệu để đun sôi nước, tùy theo cấu tạo loại lị mà nhiên liệu : rắn (như củi, than, gỗ ), lỏng (như dầu ), khí (như gas) Cấu tạo đơn giản lị gồm có hai trống nước bao nước), phía trên, phía dưới, có hai dàn ống, dàn nằm buồng đốt để đốt nóng tạo hỗn hợp nước sơi chuyển động lên trống (còn gọi trống hơi), dàn nằm phia ngồi vách lị đưa nước tách xuống trống (còn gọi trống nước).Việc tuần hồn hỗn hợp nước sơi nước lên trống để tách hơi, nước từ trống chuyển xuống trống tuần hồn tự nhiên, tuần hồn cưỡng bức: phải dùng bơm chuyên dụng Trống nơi tách khỏi hỗn hợp hơi-nước, phần khỏi bao (trống hơi) đưa đến nhiệt dàn ống xoắn ruột gà (hoặc cấu tạo khác) đặt ngang dọc đỉnh lò để tận dụng nhiệt khói lị, nhận thêm lượng nhiệt thành nhiệt ( khô ), có áp suất nhiệt độ cao đưa sử dụng cho thiết bị động nước, turbine nước Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo nguồn nhiệt có nhiệt độ áp suất cao để đáp ứng cho loại máy móc đặc chủng Để vận chuyển nguồn lượng có nhiệt độ áp suất cao người ta dùng ống chịu nhiệt, chịu áp suất cao - Lò sử dụng nhiều công ngiệp tạo để vận hành đầu máy xe lửa nước, vận hành turbine máy phát điện - Và điều đặc biệt lị mà khơng thiết bị thay tạo nguồn lượng an tồn khơng gây cháy để vận hành thiết bị động nơi cần cấm lửa cấm nguồn điện (như kho xăng, dầu) Cấu tạo lò - Nồi ống nước, đốt dầu DO/FO thường gồm phận sau: Thân,vỏ: Thường có dạng hình trụ trịn làm thép, bên ngồi có bọc lớp cách nhiệt Vỏ bọc thường tơn có cách nhiệt phía Trên thân có gắn thiết bị đo, điều khiển, Thường có nắp hình trịn, bầu dục để kiểm tra nồi 12 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Buồng đốt: Là phận quan trọng nồi hơi, hình trụ Trong buồng đốt này, dầu phun vào dạng sương để tạo thành lửa Khi bắt đầu đốt ban đầu phải mồi lửa thơng qua hệ thống đánh lửa: hai que điện cực (bugi) biến áp đánh lửa, sau cháy hoạc thới gian ngắn ngắt lửa Chùm ống: Chùm ống ống nước ống lửa Đây nơi trao đổi nhiệt để biến nước thành Thường làm nhiều lớp ống, tăng diện tích tiếp xúc để tăng hiệu kinh tế suất sinh Bầu góp hơi: Nằm phía nồi hơi, không gian chứa sau nước biến thành hơi, thường gắn đồng hồ theo dõi áp suất hơi, hệ thống van an tồn Quạt gió: Dùng để cung cấp oxy cho trình cháy, đồng thời dùng để thổi gió qt khí dễ cháy khỏi nồi trước sau trình đốt Bộ đốt phun nhiên liệu, đánh lửa: Gồm bơm dầu, van tay van điện từ, vòi phun phận đánh lửa Dầu có áp sấut cao từ bơm thong qua van vào vòi phun, dầu xé nhỏ dạng sương phun vào buồng đốt Biến áp đánh lửa bugi tạo tia lửa điện làm dầu phun vào bốc cháy Áp lực dầu thường từ 15-25 kg/cm2 Bơm cấp nước: Khi nước biến thành mực nước nồi giảm đi, hệ thống bơm cấp nước bổ sung để bù vào lượng nước Các thiết bị khác: Ngồi thíêt bị nêu bao gồm thiết bị khác như: Van tay gạn mặt, xả nước đáy nồi, van chính, van an tồn, hệ thống đồng hồ, ống thuỷ theo dõi mực nước nồi,… 13 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Lựa chọn đầu đốt dầu, gas cho lò - nồi công nghiệp - Nguyên lý ưu nhược điểm phương pháp xử lý dầu trước đưa vào đầu đốt - Mục tiêu liên quan tới kỹ thuật đốt phải đốt cháy dầu với tiêu chí phải đạt hiệu xuất tốt nhất, đảm bảo an tồn vận hành giảm thiểu nhiễm khơng khí Mục tiêu đạt cách sử dụng cụm đầu đốt thích hợp vận hành chúng cách đắn Chúng ta xếp nhóm đầu đốt tuỳ theo nguyên lý xử lý dầu trước đưa vào đốt phương pháp phân biệt đầu đốt hoạt động theo cách làm hoá hay phun sương a Nguyên lý đầu đốt hoạt động cách làm hoá là: dầu làm hoá điểm cháy, sau dầu tạo thành hồ trộn với khơng khí cần thiết cho cháy đốt cháy Các loại đầu đốt kiểu sử dụng với loại dầu hoá nhiệt độ thấp dầu nhẹ, diesel Các đầu đốt kiểu hố dùng lị sưởi dầu gia đình nồi cơng suất nhỏ b Nhiệm vụ đầu đốt dầu hoạt động theo kiểu phun sương dẫn nhiên liệu vào vùng đốt lúc phân tán chúng thành hạt sương nhỏ Dầu phun sương, hoá nhiệt xạ lửa, truyền nhiệt nhiệt lượng tuần hoàn lửa Độ lớn giọt dầu phun sương vào khoảng 10 - 200 m, số trường hợp, yếu tố phụ thuộc vào chất lượng dầu, vào kiểu phun sương hoạt động chúng, giọt dầu lớn xuất nhiên liệu phun sương Tuỳ theo kiểu phun sương mà phân bố kích thước, hạt sương thay đổi c Yêu cầu đặt đầu đốt phải đảm bảo phân bố hạt sương cách hợp lý, để việc hoá nhanh Ngoài ra, nhiên liệu phải phân bổ đặn khơng khí, xếp nhóm đầu đốt sau: Đầu đốt phun sương khơng khí (kiểu gió tán sương - air atomizing), có ưu diểm sau: - Phun sương mịn, vận tốc tương đối lớn, nên hồ trộn tốt với khơng khí dùng để đốt cháy - Kết cấu đơn giản, không cầu kì mà cháy tốt, hiệu suất cao - Khơng kén dầu, đốt dầu xấu - Cần phải trang bị thêm máy nén khí Đầu đốt phun sương bão hồ (hơi nóng tán sương – steam atomizing), có ưu điểm : - Dầu tiếp tục hâm nóng từ dùng để phun sương 14 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học - Kết cấu đơn giản, không cầu kỳ mà cháy tốt, hiệu suất cao - Khơng kén dầu, đốt dầu xấu Nhược điểm: - Tiêu hoá để phun sương, khoảng - 3% sản lượng Đầu đốt dùng áp lực phun sương (cao áp), có ưu điểm sau: - Dầu có áp suất cao (đến 30 at) dưa vào đầu đốt cải thiện độ mịn việc phun sương - Kết cấu đơn giản Nhược điểm: - Béc phun dầu chi tiết đòi hỏi gia cơng cầu kỳ, xác địi hỏi vật liệu chịu mài mòn - Chất lượng dầu ảnh hưởng nhiều đến việc đốt cháy Đầu đốt phun sương phương pháp ly tâm (kiểu chén xoay), có ưu điểm sau: - Xét quan điểm hoà trộn với khơng khí, kiểu có lợi Sự phân bố hạt sương thừa so với phân bố kiểu phun sương dùng áp lực - Khơng kén dầu, đốt dầu xấu Nhược điểm: - Kết cấu phức tạp, chi tiết đòi hỏi gia cơng xác, chén xoay có vận tốc cao, giá thành cao Một đầu đốt dầu tốt đòi hỏi q trình đốt cháy hồn hảo đảm bảo lượng khơng khí dư tối thiểu Một q trình đốt trạng thái lý tưởng có số điểm lợi quan trọng là: a Hiệu suất nồi cải thiện giảm lượng khí thải, đồng thời giảm tổn thất theo đường khí thải việc tạo muội than nên bề mặt trao đổi nhiệt hơn, tạo trao đổi nhiệt tốt b Giảm lượng chất thải phóng thích vào môi trường Do giảm việc sinh axit sulfuric hạ thấp điểm sương, nên giảm ăn mịn hố học c Để q trình đốt cháy hoàn hảo, cần phải đảm bảo việc hồ trộn tốt dầu khơng khí dùng để đốt cháy, ngoại trừ trường hợp dùng khí để phun sương tất loại đầu đốt bắt đầu sau trình phun sương 15 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Trên thị trường Việt Nam nay, chủ yếu sử dụng loại đầu đốt chế tạo theo nguyên lý cao áp nhiều nước khác Các loại đầu đốt sau thời gian sử dụng bộc lộ rõ điểm sau: a Do không trọng đến hệ thống lọc dầu trước vào bơm cao áp, nên thường bị giảm áp làm dầu đốt khó cháy tiêu hao nhiên liệu tăng lên Việc sửa chữa phục hồi hay thay thường có chi phí cao (từ 300 - 1.000USD/bơm) b Việc cân chỉnh đầu đốt cao áp điều kiện chất lượng dầu khơng ổn định thường khó, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm Đặc biệt, điều kiện chất lượng dầu xấu, đầu đốt cao áp khó đốt cháy Một số nhà đầu tư có đủ lực tài thường chọn loại đầu đốt gió tán sương hay chén xoay - hai kiểu đầu đốt kén dầu Tuy vậy, trình bày trên, kiểu đầu đốt chén xoay thường có giá thành cao Trong trường hợp dầu nặng phổ biến thị trường Việt Nam nay, giải pháp dùng gió tán sương giải pháp hợp lý với chất lượng phun sương tốt giá thành chấp nhận Béc đốt dầu FO loại cấp 4.1 Mô tả Loạt sản phẩm Riello 40 N béc đốt dầu nặng cấp, loạt sản phẩm đƣợc phát triển dể đáp ứng yêu cầu cho lò đốt Loạt sản phẩm Riello 40 N có sẵn mơ hình khác nhau, với cơng suất từ 34 tới 217 kW, đƣợc chia loại cấu trúc khác Với tất loại sử dụng thành phần đƣợc thiết kế Riello cho loạt sản phẩm Riello 40 N Đảm bảo chất lƣợng cao an toàn hoạt động Trong việc phát triển béc đốt, đặc biệt quan tâm đƣợc bỏ dễ dàng lắp đặt điều chỉnh Dể thu đƣợc kích tƣớc nhỏ phù hợp với loại lị có mặt thị trƣờng Tất loại phù hợp với tiêu chuẩn Châu Âu, điện áp thấp máy móc Tất loại béc đốt Riello 40 N đƣợc kiểm tra trƣớc xuất khỏi nhà máy - Thông số tham khảo: Nhiệt độ: 200C Áp suất: 1013.5 mbar Độ cao: 100 m a.s.l Tiếng ồn chu vi 1m 16 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học 4.2 Thông số kỹ thuật 17 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học 4.3 Phạm vi bắt lửa Năng suất đốt cháy hiển thị hai đồ thị với dòng model: 18 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Quan sát đồ thị ta thấy, vùng làm việc tối ưu phạm vi tam giác, béc đốt đạt đến cột áp cao nhiệt lượng cần cung cấp cho buồng đốt không yêu cầu cao 4.4 Nguyên lý hoạt động béc đốt dầu FO Hệ thống nhiên liệu có nhiệm vụ cung cấp nhiên liệu với chất lượng tốt, nhiệt độ phù hợp vào buồng đốt nồi Hệ thống nhiên liệu bao gồm: két nhiên liệu, phin lọc, bơm tuần hoàn nhiên liệu, bầu hâm nhiên liệu, vòi phun nhiên liệu, van điện từ Dưới trình bày hệ thống nhiên liệu tiêu biểu Hệ thống nhiên liệu vịng tuần hồn 19 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Bồn chứa dầu Van điện từ Phin lọc Vòi phun Bơm Bộ điều khiển Bộ điều chỉnh áp suất Relay nhiệt Bộ hâm dầu 10 Relay áp suất Hệ thống nhiên liệu hoạt động theo chế độ CẤP/NGẮT (ON/OFF) Nguyên lý hoạt động hệ thống sau: Nhiên liệu từ bồn chứa dầu bơm nhiên liệu hút qua van chặn (thường van đóng nhanh), phin lọc đẩy qua bầu hâm Nếu sử dụng nhiên liệu nặng (HFO), nhiên liệu hâm tới nhiệt độ cao bầu hâm (khoảng 95-1200C), sau đưa tới vòi phun Tuỳ điều kiện mà van điện từ bố trí đường dầu hồi điều khiển đóng mở theo chương trình đặt sẵn từ điều khiển trung tâm Nếu van điện từ đóng, áp suất nhiên liệu sau bơm cấp tăng lên nhiên liệu vòi phun phun vào buồng đốt; van điện từ mở, áp suất nhiên liệu thấp khơng đủ để mở van tuần hồn vịi phun nên khơng cấp vào buồng đốt mà tuần hồn ngược trở lại bơm Tín hiệu lệnh đưa tới điều khiển trung tâm để đóng van điện từ có nhu cầu cấp nhiên liệu vào buồng đốt, nghĩa áp suất nồi thấp Điều xảy bắt đầu đốt nồi nồi hoạt động chế độ tự động mà áp suất giảm đến giá trị đặt trước Tuy nhiên, nhiên liệu cấp vào buồng đốt nồi (van điện từ đóng lại) điều kiện để đảm bảo cho q trình cháy đủ như: quạt gió chạy; nhiệt độ hâm nhiên liệu đảm bảo, áp suất nhiên liệu đảm bảo; mức nước nồi không thấp Khi đốt với nhiên liệu FO bầu hâm đưa vào hoạt động Thông thường người ta sử dụng bầu hâm điện Nhiệt độ hâm nhiên liệu điều chỉnh tự động nhờ rơ le nhiệt Một rơle nhiệt đảm nhận nhiệm vụ đóng, ngắt nguồn hâm nhiệt độ nhiên liệu thấp hay cao (ví dụ: đóng nhiệt độ giảm tới 95 0C, ngắt nhiệt độ tăng đến 1200C); ngồi cịn có rơle nhiệt điều khiển bơm tuần hoàn nhiên liệu, báo động nhiệt độ nhiên liệu cao (trên 145 0C) Khi nhiệt độ nhiên liệu thấp (dưới 85 0C) rơle nhiệt đưa tín hiệu báo động nhiệt độ nhiên liệu thấp đồng thời van điện từ mở để nhiên liệu tuần hoàn qua bầu hâm, dừng trình cháy Một số nồi thiết kế cháy hai chế độ: cháy thấp cháy cao (low/high flame) Khi trình tự hoạt động hệ thống nhiên liệu là: NGẮT CHÁY THẤP - CHÁY CAO - CHÁY THẤP - NGẮT (OFF/LOW/HIGH/LOW/OFF) Việc chuyển từ cháy thấp sang cháy cao thực chất tăng lượng nhiên liệu cấp vào buồng đốt nồi Thông thường có hai cách để thay đổi lượng nhiên liệu cấp: sử dụng hai vòi phun; sử dụng hai chế độ áp suất phun nhiên liệu Với trường hợp bơm cấp nhiên liệu đồng thời tới hai vòi phun (nozzle) Hai vòi phun điều khiển 20 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học độc lập: chế độ cháy thấp vòi phun đưa vào làm việc; chuyển sang cháy cao, hai vòi phun cấp nhiên liệu vào buồng đốt Trường hợp thứ hai có vịi phun hệ thống trang bị thiết bị phun nhiên liệu đặc biệt: chế độ cháy thấp hệ thống điều chỉnh để làm việc với áp suất nhiên liệu thấp (ví dụ: MPa), lượng nhiên liệu hồi trở lại; chuyển sang cháy cao hệ thống tăng áp suất phun nhiên liệu lên (ví dụ: MPa), lượng nhiên liệu cấp vào tăng theo 4.5 Các thiết bị điển hình BEC đốt dầu Cảm biến lửa Bộ gia nhiệt Bơm dầu Biến đánh lửa Thiết bị đánh lửa 21 Phin Lọc Vòi phun Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận môn học Thiết bị đánh lửa có chức mồi lửa để đốt lò, bao gồm biến áp đánh lửa 220V/2500V, dây cáp cao áp ống sứ, bu-gi đánh lửa Việc đánh lửa dựa nguyên tắc tạo hồ quang điện hai điện cực đặt gần Cảm biến lửa Thiết bị đánh lửa làm việc chế độ ngắn hạn, đốt lị thành cơng phải có thiết bị cảm biến lửa để đưa tín hiệu đến ngắt biến áp đánh lửa khỏi mạch điện Để thực chức này, người ta sử dụng tế bào quang điện điện trở quang, có đặc điểm dịng điện qua tăng nhanh có ánh sáng chiếu vào Dịng điện qua khuếch đại đưa đến điều khiển tiếp điểm ngắt biến áp đánh lửa Bơm dầu : dầu vào ( ống hút ) : dầu ( ống đẩy ) : điều áp dầu cấp : kết nối vào áp kế ( dầu cấp ) : áp suất ngõ : kết nối vào áp kế chân không Bơm dầu ứng dụng công nghiệp dầu nặng với cơng suất trung bình Khả chịu nhiệt độ cao có thêm hâm dầu, thiết kế đặc biệt nhằm khởi động lạnh dễ dàng tuổi thọ cao Phạm vi áp suất : 14 – 30 bars Vòng quay : 2850 vòng / phút, lưu lượng 20 bar 170 – 360 lít/giờ 22 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tiểu luận mơn học Các phương pháp tính hiệu suất lị Có phương pháp thường sử dụng tính tốn xác định hiệu suất lị Phương pháp thứ gọi “phương pháp cân nghịch” hay gọi “phương pháp tổn thất” Phương pháp thứ hai gọi phương pháp cân thuận hay gọi phương pháp “đầu vào - đầu ra” - Phương pháp cân nghịch xác định, tính tốn hiệu suất lị dựa việc xác định tổn thất lò Phương pháp sử dụng khơng có đồng hồ đo thơng số đầu vào - đầu như: lưu lượng lò sản xuất được, nhiệt độ - áp lực hơi, lưu lượng nước xả lò, lưu lượng nước cấp, lưu lượng nhiên liệu cấp cho lị có đồng hồ đo khơng xác Ưu điểm phương pháp xác định hiệu suất lò theo cân nghịch là: Độ xác cao (nhất hiệu suất lò cao 75%) biết nguyên nhân hiệu suất lò bị giảm sút Nhược điểm phương pháp phải lấy nhiều mẫu, số lượng thơng số cần đo đạc, phân tích lớn - Phương pháp cân thuận xác định, tính tốn hiệu suất lị dựa thơng số đầu vào đầu lị Phương pháp địi hỏi phải có đủ đồng hồ đo thông số đầu vào - đầu lò như: lưu lượng lò sản xuất được, nhiệt độ - áp lực hơi, lưu lượng nước xả lò, lưu lượng nước cấp, lưu lượng nhiên liệu cấp cho lò Đồng thời đòi hỏi đồng hồ phải có độ xác cao, việc phân tích nhiệt trị nhiên liệu đầu vào cần phải thật xác Ưu điểm phương pháp cân thuận đơn giản, số lượng mẫu phải lấy thơng số cần đo Nhược điểm độ xác thấp khơng biết ngun nhân gây nên giảm hiệu suất lị Trong thí nghiệm xác định đặc tính hiệu suất lị người ta hay sử dụng phương pháp nghịch Tuy nhiên việc ứng dụng phương pháp tùy theo điều kiện thiết bị thiết bị thực tế cho phù hợp 5.1 Phương pháp tính hiệu suất lị theo cân nghịch: Hiệu suất lị tính theo phương pháp cân nghịch sau: 23 ... - Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): bao gồm loại dầu giống diezen DO, dầu hỏa KO chúng sử dụng làm nhiên liệu để đốt lị (lị đốt dạng bay hơi, dạng ống khói lị đốt gia đình) - Nhiên liệu đốt. .. nhiệm nhiên liệu đốt lị (FO) cũng bao hàm cho loại nhiên liệu nhẹ hơn, có nhiệt độ cất trung bình, màu hổ phách nhiên liệu diezen, dầu hỏa tháp đèn Khi chúng sử dụng làm nhiên liệu đốt lò 2.2... liệu bao gồm: két nhiên liệu, phin lọc, bơm tuần hoàn nhiên liệu, bầu hâm nhiên liệu, vịi phun nhiên liệu, van điện từ Dưới trình bày hệ thống nhiên liệu tiêu biểu Hệ thống nhiên liệu vịng tuần
