Báo cáo chuyên đề vận hành kinh tế lò hơi pot

Cấu tạo chung của lò hơi: - Hệ thống cung cấp nhiên liệu và đốt cháy nhiên liệu: Trong lò hơi thủ công, gồm có cửa cấp nhiên liệu, ghi lò, buồng lửa; trong lò ghi xích gồm có phễu than,

Báo cáo chuyên đề

Vận hành kinh tế lò hơi

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 3

MỞ ĐẦU 4

PHẦN MỘT: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ LÒ HƠI 5

I KIẾN THỨC CHUNG VỀ LÒ HƠI 5

1 Khái niệm lò hơi 5

2 Phân loại lò hơi 5

3 Nguyên lý cấu tạo và làm việc của các dạng lò hơi 6

3.1 Lò hơi công nghiệp loại ghi xích 6

3.2 Lò hơi đốt than phun có bao hơi 7

3.3 Lò đốt than phun trực lưu 9

3.4 Lò hơi tầng sôi tuần hoàn 9

3.5 Lò hơi đốt dầu, khí 11

II VẬN HÀNH LÒ HƠI 12

1 Khái niệm chung về vận hành 12

2 Các chế độ vận hành lò hơi 12

2.1 Khởi động lò 12

2.2 Vận hành ổn định 13

2.3 Chế độ làm việc thay đổi 13

2.4 Ngừng lò và ngừng lò khẩn cấp 13

3 Các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật vận hành lò hơi 13

4 Giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế trong vận hành lò hơi 14

4.1 Giải pháp kỹ thuật và quản lý vận hành 14

4.2 Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu 14

4.2.1 Hiệu suất lò và vận hành kinh tế 14

4.2.2 Giảm tổn thất lò hơi 15

4.2.3 Giảm tổn thất nhiệt thải lò 16

PHẦN HAI: CHUYÊN ĐỀ LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN 17

I KHỞI ĐỘNG LÒ 17

1 Kiểm tra và chuẩn bị 17

1.1 Kiểm tra 17

1.1.1 Hệ thống gió 17

1.1.2 Hệ thống nước và hơi 17

1.1.3 Hệ thống cấp than, thải xỉ, khử bụi 17

1.1.4 Buồng lò 18

1.2 Chuẩn bị 18

2 Khởi động lò 19

II VẬN HÀNH LÒ HƠI Ở CHẾ ĐỘ ỔN ĐỊNH 19

III NGƯNG LÒ 20

1 Ngưng lò bình thường 20

2 Ngưng lò tạm thời 20

3 Ngưng lò khẩn cấp 20

3.1 Một số trường hợp nên ngưng lò khẩn cấp 20

3.2 Thao tác ngừng lò khẩn cấp 21

IV ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG LÒ 21

KẾT LUẬN 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Lò hơi ghi xích……… 5

Hình 1.2: lò hơi kiểu than phun ……… 6

Hình 1.3: Cấu tạo lò hơi trục lưu………8

Hình 1.4: lò hơi tuần hoàn……… 9

Hình 1.5: Lò hơi đốt thủ công……… 10

MỞ ĐẦU

Nhu cầu về năng lượng trong sản xuất cũng như trong đời sống là rất lớn vàđang ngày càng tăng, trong đó nhiệt năng chiếm tỉ trọng chủ yếu Trong quátrình sản xuất và sử dụng năng lượng dưới dạng nhiệt năng thì việc sinh hơi vàđưa đến nơi tiêu thụ có một vai trò quan trọng Cùng với quá trình đó, hàng triệu

lò hơi với hàng trăm kiểu dáng và quy mô khác nhau đã được nghiênn cứu cũngnhư đưa vào sử dụng trong thực tế Và cùng với hàng loạt chủng loại lò hơi nhưvậy thì cũng đưa ra vấn đề làm sao để vận hành mỗi loại lò một cách kinh tếcũng như an toàn, hiệu quả nhất

Là người sinh viên khoa quản lý năng lượng, việc học và nắm rõ về lò hơilại càng quan trọng Sau thời gian học tập môn “ Vận hành kinh tế lò hơi” cùngvới sự hướng dẫn tận tình của thầy Ngô Tuấn Kiệt , được phân công tìm hiểu về

“ Lò hơi tầng sôi tuần hoàn” chúng em đã nỗ lực học tập, tìm hiểu và đưa ranhững hiểu biết của mình về nguyên lý cũng như cách vận hành loại lò hơi nàytrong báo cáo tổng kết

Thông qua bản báo cáo chúng em hi vọng người đọc người nghe nắm đượcnhững điều cơ bản nhất về việc làm sao để khởi động, vận hành, dừng lò, bảodưỡng, một cách an toàn và kinh tế mang lại hiệu quả cao trong sản xuất vàkinh doanh

Do phạm vi hạn chế về dung lượng, thời gian thực hiện, kiến thức và kinhnghiệm nên khó tránh khỏi những thiếu sót, nhầm lẫn Chúng em rất mong nhậnđược sự góp ý của thầy cùng người đọc để bản báo cáo có thể hoàn thiện hơn.Chúng em xin chân thành cảm ơn!

PHẦN MỘT: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ LÒ HƠI.

I KIẾN THỨC CHUNG VỀ LÒ HƠI.

1 Khái niệm lò hơi.

Lò hơi là thiết bị tạo ra hơi nước bão hòa hoặc hơi nước quá nhiệt.Hơi nướcquá nhiệt dùng để làm nguồn năng lượng cung cấp cho cácthiết bị quay (rotatedevice) tại các nhà máy sản xuất công nghiệp nhưturbine truyền động bơm hoặc máy nén hay dẫn động các turbine để quaycác máy phát điện Bên cạnh việc tạo ra động năng, hơi nước quá nhiệt nàycòn có thể sử dụng trong một vài ứng dụngkhác như làm khô sản phẩm haygia nhiệt chất xúc tác…

Cấu tạo chung của lò hơi:

- Hệ thống cung cấp nhiên liệu và đốt cháy nhiên liệu: Trong lò hơi thủ

công, gồm có cửa cấp nhiên liệu, ghi lò, buồng lửa; trong lò ghi xích gồm

có phễu than, ghi xích, buồng lửa; trong lò hơi đốt than phun gồm có hệthống chế biến và cấp than, vòi phun nhiên liệu và buồng lửa

- Hệ thống cung cấp không khí và sản phẩm cháy: bao gồm cửa gió, quạt

gió, ống khói, quạt khói, nhiều trường hợp còn có bộ sấy không khí, hộptro xỉ, đôi khi còn có bộ khử bụi để giảm mài mòn cánh quạt khói và đảmbảo yêu cầu bảo vệ môi trường

- Hệ thống cấp nước: gồm bơm nước cấp đủ lưu lượng và áp suất nước cho

lò hơi, nhiều khi còn có bộ phận hâm nước để gia nhiệt nước trước khiđưa vào

- Hệ thống sản xuất nước nóng, hơi bão hòa hoặc hơi quá nhiệt: thỏa mãn

yêu cầu của hộ sử dụng, thường bao gồm các loại bề mặt truyền nhiệt nhưdàn ống nước lên, dàn phestôn, dàn ống nước xuống, ống góp dưới, balông và bộ quá nhiệt, nếu sản xuất hơi quá nhiệt, bộ quá nhiệt trung gian ởcác lò hơi nhà máy nhiệt điện

2 Phân loại lò hơi.

Tùy theo mục đích sử dụng mà cấu tạo lò hơi có thể rất khác nhau Vì vậy,việc phân loại chúng cũng rất khác nhau

- Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa có các loại : lò ghi gồm lòghi thủ công ( ghi cố định ), lò ghi nửa cơ khí và lò ghi cơ khí, lò phunđốt với nhiên liệu lỏng hay khí, đốt bột than, thải xỉ lỏng hay thải xỉkhô,…

- Theo chế độ tuần hoàn của nước gồm các loại : tuần hoàn tự nhiên,tuần hoàn cưỡng bức, đối lưu tự nhiên

- Theo lịch sử phát triển lò có các loại : kiểu bình, ống lò, ống lửa, ốngnước.

- Theo thông số hay công suất của lò có lò hơi công suất thấp, trungbình, cao, siêu cao,…

- Theo công dụng có lò hơi tĩnh tại, lò hơi nửa di động và di động, lò hơicông nghiệp, lò hơi cho phát điện

Những phương pháp phân loại lò hơi như trên chỉ thể hiện một vài đặc tínhnào đó của lò hơi, vì vậy trong thực tế khi gọi tên lò hơi, người ta thường kếthợp nhiều kiểu phân loại, ví dụ như : lò đốt than phun có bao hơi, lò ghi cố địnhống nước nằm nghiêng,…

3 Nguyên lý cấu tạo và làm việc của các dạng lò hơi.

3.1 Lò hơi công nghiệp loại ghi xích.

Hình 1.1: Lò hơi ghi xích.

Thuộc loại lò hơi công suất nhỏ hoặc trung bình Cấu tạo gồm: trống (1), vanhơi chính (2), đường cấp nước (3), ghi lò dạng xích (4), buồng lửa (5), hộp tro xỉ(6), hộp gió (7) cấp gió cấp 1 qua ghi cho lớp nhiên liệu trên ghi, phễu than (8),ống khói (9), bộ sấy không khí (10), quạt (11), quạt khói (12), bộ hâm nước(13), dàn ống nước xuống (14), ống góp dưới (15), dàn ống nước lên (16), dãyphestôn (17) và bộ quá nhiệt (18)

Nguyên lý làm việc của lò hơi ghi xích:

Than từ phễu cấp than được rót lên ghi với một chiều dày được điều chỉnhsẵn và chuyển động cùng ghi vào buồng lửa; Tại đây nhiên liệu nhận được nhiệtbức xạ từ ngọn lửa, vách tường, cuốn lò Nhiên liệu được sấy nóng, khô dần vàchất bốc thoát Chất bốc và cốc cháy tạo thành tro xỉ và được gạt xỉ thải ra

ngoài Chiều dày lớp nhiên liệu trên mặt ghi cũng được lựa chọn hợp ly cho mỗiloại nhiên liệu Ví dụ: Than cám antraxit, than đá: 150-200 mm; than nâu 200-

300 mm; than bùn 700-1000 mm; củi gỗ 400-600 mm; Không khí cấp vàobuồng lửa thường chia thành gió cấp 1 cấp từ dưới ghi lên và gió cấp 2 cấp phíatrên lớp nhiên liệu Tỷ lệ giữa gió cấp 1 và cấp 2 cũng được tính toán lựa chọnphù hợp Thông thường gió cấp 2 chiểm khoảng 8-15%; Tốc độ gió cấp 2 rakhỏi vòi phun thường khá cao từ 50-80 m/s

Ưu nhược điểm của buồng lửa lò ghi xích:

Cơ khí hóa được quá trình cấp nhiên liệu và thải tro xỉ, nên vận hành nhẹnhàng;

Hiệu suất lò cao hơn do có thể tổ chức tốt hơn quá trình cháy (phân bố khôngkhí phù hợp với quá trình cháy, lò vận hành ổn định, tin cậy;

Ghi lò được làm mát khi ghi ở mặt dưới nên tuổi thọ được nâng lên;

Công suất vẫn hạn chế (dưới 100 T/h); quán tính nhiệt lớn không điều chỉnh;Yêu cầu về nhiên liệu cao, đặc biệt là độ ẩm không được vượt quá 20%, độtro cũng không được vượt quá 20-25%, nhiệt độ nóng chảy của tro xỉ cũngkhông được quá thấp Nếu thấp hơn 1.200OC tro xỉ nóng chảy sẽ bọc các hạtthan chưa cháy Kích cỡ hạt cũng đòi hỏi cao, không được quá lớn hoặc quánhỏ;

3.2 Lò hơi đốt than phun có bao hơi.

Hình 1.2: lò hơi kiểu than phun.

Đây là loại nồi hơi có thể dùng nhiên liệu lỏng (mazút), nhiên liệu khí (khíthiên nhiên, khí lò cốc, ) nhiên liệu rắn đã nghiền thành bột

Lò hơi đốt phun gồm các bộ phận: trống (1), van hơi chính (2), đường nướccấp (3), vòi phun (4), buồng lửa (5), phễu tro lạnh (6) dùng làm nguội các hạt tro

xỉ khi thải ra ngoài trường hợp thải xỉ khô, giếng xỉ (7), bơm nước cấp (8), ốngkhói (9), bộ sấy không khí (10), quạt gió (11), bộ hâm nước (13), dàn ống nướcxuống (14), dàn ống nước lên (15), dãy phestôn (17), bộ quá nhiệt (18)

Nguyên lý làm việc của buồng lửa lò hơi than phun:

Than bột với kích thước khoảng 40 μm (đường kính các hạt dưới 90 μmm (đường kính các hạt dưới 90 μm (đường kính các hạt dưới 90 μmmchiếm 80-90%) được phun vào buồng lửa bằng gió cấp 1 qua các vòi phun vớitốc độ từ 12-26m/s Bột than được nhận nhiệt và tiếp xúc với không khí đã đượcsấy nóng thoát chất bốc và cháy Không khí cấp vào lò gồm gió cấp 1, cấp 2 và

có thể có gió cấp 3 (hỗn hợp của không khí với bột than sau hệ thống nghiềnthan); Tùy theo loại nhiên liệu người ta lựa chọn tỷ lệ giữa các loại gió cấp 1 và2; Ví dụ: gió cấp 1 có thể chiếm khoảng 11-45% và được sấy nóng đến nhiệt độ

từ 100-400OC; Gió cấp 2 thổi vào lò với tốc độ 18-32 m/s; Gió cấp 3 thườngchiếm khoảng 10% và thổi vào lò với tốc độ cao hơn (thường từ 30-60m/s);Nhiệt độ gió cấp 1 có ảnh hưởng rất lớn tới quá trình cháy Thực nghiệm chothấy không khí sấy đến 900OC thì khi tiếp xúc với bột than sẽ bén lửa và cháyngay, ở 700OC sẽ bốc cháy sau 0,4s và ở 100OC bốc cháy sau 1,6 s Khi cháynhiệt sinh ra trong buồng lửa Do quá trình trao đổi nhiệt hệ thống ống sinh hơi

ở vách lò nên nhiệt độ giảm đi nên nhiệt độ trong buồng lửa không đều Tạitrung tâm nhiệt độ cao nhất có thể đạt tới 1500-1600OC hoặc cao hơn; Càng gầndàn ống nhiệt độ càng giảm;

Quá trình cháy của nhiên liệu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như tính chấtcủa nhiên liệu, nồng độ bột than, nhiệt độ và tốc độ của hỗn hợp bột than vàkhông khí, nhiệt độ không khí v.v…

Nồng độ bột than được lựa chọn thích hợp cho từng loại than Nồng độ nàythường nằm trong khoảng 400-500 g/m3;

Nhiệt độ hỗn hợp không khí và bột than càng cao quá trình cháy sẽ xảy ranhanh, hiệu suất cháy nâng lên, song cần tránh hiện tượng tự bốc cháy trong ốngdẫn nhiên liệu Vì vậy giới hạn trên của nhiệt độ này không quá 400OC;

Ưu nhược điểm của lò than phun:

Đây là loại lò tương đối hiện đại, công suất từ trung bình trở lên; Vận hànhđòi hỏi kỹ thuật cao; Hiệu suất nhiệt cao, có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu,kể

cả loại có chất lượng tương đối thấp, Có thể tự động hóa và điều chỉnh linhhoạt;

Nhược điểm

Loại lò này là cồng kềnh do cần thêm các hệ thống phụ như hệ thống nghiềnthan, sấy than v.v…

Quán tính nhiệt nhỏ, nên dễ bị tắt lò, vì vậy thường phải bố trí thêm các vòiphun dầu hỗ trợ, đặc biệt khi giảm phụ tải Do nhiệt độ cháy trong buồng lửa lớnnên các khí phát thải có hai như NOx, SOx không thể hạn chế được;

3.3 Lò đốt than phun trực lưu.

Lò hơi trục lưu có môi chất chuyển động cưỡng bức cấu tạo của lò hơitrục lưu được chỉ ở hình 1.5 Đặc điểm làm việc của nó là môi chất làmviệc một chiều, từ lúc vào ở trạng thái nước cấp tới lúc ra ở trạng thái hơiquá nhiệt có thông số quy định Lò hơi trục lưu ra đời vào năm 1925-1930

Hình 1.3: Cấu tạo lò hơi trục lưu

1-phần hấp thụ nhiệt bức xạ, 2- bộ quá nhiệt, 3-bộ hâm nước, 4-bộ sấy, 5- bộ lấy hơi ra, 6- khói thải

Ưu điểm của lò hơi trục lưu là:

Do không có bao hơi và rất ít ống góp nên tốn rất ít kim loại, khung lò

và bảo ôn nhẹ nhàng thuận lợi hơn

Khắc phục được nhứng thiếu sót về tuần hoàn tự nhiên: như tốc độ tuầnhoàn bé hay không có tuần hoàn

Cho phép tăng áp suất của hơi lên cao Mặt khác, chỉ có lò hơi trục lưumới sản xuất ra được hơi có áp suất tới hạn

Khuyết điểm lớn nhất của lò hơi trục lưu là đến nay vẫn chưa khắc phụcđược là yêu cầu cấp nước phải đặc biệt sạch Hơn nữa lượng nước trong lò

ít (không có bao hơi) nên lò hơi trục lưu thường chỉ dùng khi phụ tải thayđổi ít

3.4 Lò hơi tầng sôi tuần hoàn.

Hình 1.4: lò hơi tuần hoàn.

Nguyên lý làm việc của lò hơi tầng sôi tái tuần hoàn:

Nhiên liệu sau khi sơ chế được đưa vào buồng lửa, gió cấp 1 được cấp vào từphía dưới buồng đốt làm nhiệm vụ tạo lớp sôi Gió cấp 2 được cấp vào buồnglửa ở một độ cao nhất định Các hạt nhiên liệu chuyển động lên xuống trongbuồng lửa và cháy Khi cháy các hạt than nhẹ dần và bay theo khói ra khỏibuồng lửa Khi vào bộ phận phân ly hạt than lắng lại và được đưa trở về buồnglửa tiếp tục quá trình cháy Chu trình được lặp lại cho đến khi hạt than cháy kiệt

Để khử lưu huỳnh trong than người ta đưa thêm vào buồng lửa đá vôi

Lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình cháy nhiên liệu được cấp cho các dàn ốngsinh hơi bố trí xung quanh buồng lửa, khói với nhiệt độ cao (800-900 OC) từbuồng lửa đi ra sẽ truyền nhiệt cho các bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy khôngkhí v.v Khói thải ra khỏi lò hơi với nhiệt độ thấp (dưới 200 OC) được đưa qua

hệ thống thiết bị khử bụi để lọc tro xỉ bay theo khói trước khi đi qua ống khóivào môi trường

Ưu điểm chính của lò hơi tầng sôi tuần hoàn:

Có thể đốt kiệt nhiều loại nhiên liệu rắn có đặc tính khác nhau, kích thướctương đối thô (dưới 10 mm); Thường sử dụng đốt than chất lượng xấu;

Nhiệt thế buồng lửa cao, cường độ truyền nhiệt lớn nên giảm được kíchthước cũng như nguyên vật liệu;

Có thể giảm được ô nhiễm môi trường do phát thải khí độc hại ít (NOx giảmtrên 30% so với lò than phun, có thể khử được SOx khi đưa đá vôi vào buồngđốt;

Nhược điểm:

Vấn đề thải tro xỉ còn có những khó khăn, khó chủ động trong việc điềukhiển quá trình tạo và thải xỉ, nếu thải tro thì làm tăng lượng bụi trong khói đòihỏi phải nâng công suất thiết bị lọc bụi;

Mài mòn bề mặt truyền nhiệt lớn cần có các giải pháp giảm thiểu;

Gió cấp 1 có áp suất cao tiêu tốn nhiều năng lượng

3.5 Lò hơi đốt dầu, khí.

Đây là loại lò hơi đơn giản gồm các bộ phận chính: Trống (bao hơi) (1)chứa nước hơi và cũng là bề mặt truyền nhiệt; van hơi chính (2) để điều chỉnhlượng hơi cung cấp Van cấp nước (3) để cấp nước vào nồi hơi; (5) buồng lửa;ghi lò (4) cố định, đỡ nhiên liệu cháy, đồng thời có khe hở để không khí cấp từ(6) buồng cấp không khí và nhận tro, xỉ; cửa gió (7) và cửa cấp nhiên liệu (8);ống khói (9)

Hình 1.5: Lò hơi đốt thủ công

Nguyên ly làm việc của lò hơi với buồng lửa cố định:

Than được đưa vào trên ghi gặp lớp nhiên liệu đang cháy sẽ nhận nhiệt vànhiệt độ tăng lên, nước trong nhiên liệu bay hơi, nhiên liệu khô dần Tiếp theo làchất bốc thoát ra găp oxy trong không khí sẽ bốc cháy Nhiên liệu khi đạt đến

nhiệt độ cháy sẽ bốc cháy Các loại than ít chất bốc (than gầy, than antraxit quátrình cháy chủ yếu diễn ra trên mặt ghi, các loại dễ cháy khác thì cháy trongbuồng lửa Để duy trì quá trình cháy người ta cấp không khí từ dưới ghi lên.Hiệu suất cháy của nhiên liệu phụ thuộc vào tỷ lệ giữa khí và nhiên liệu, chiềudày lớp nhiên liệu trên ghi Chiều dày lớp nhiên liệu được lựa chọn theo loạinhiên liệu sử dụng Theo kinh nghiệm thiết kế vận hành lò hơi dạng này thì thanantraxit với kích thước hạt từ 2-5mm lớp than trên ghi cố định dày từ 60-120mm; than don tối đa khoảng 200mm, than bùn khoảng từ 300-900mm, gỗ bã míakhoảng 600-1500mm;

Ưu nhược điểm của buồng lửa ghi cố định:

Cấu tạo rất đơn giản, không có các chi tiết chuyển động, nên rẻ tiền;

Vận hành dễ dàng, đơn giản, luôn có lớp tro xỉ trên mặt ghi ngăn cách lớpthan cháy nên ghi lò ít bị hư hỏng;

Công suất bị hạn chế (nhỏ hơn 2 T/h); Hiệu suất thấp và khó nâng cao;

Vận hành nặng nhọc

II VẬN HÀNH LÒ HƠI.

1 Khái niệm chung về vận hành.

Vận hành lò hơi là công việc thao tác, điều khiển phức tạp theo đúng quytrình Quy trình vận hành ghi rõ các thông số của hơi, nước, khói và không khítheo công suất định mức, công suất tối đa, tối thiểu, trung gian và độ lệch chophép của các thông số đó Nhiệm vụ của công việc vận hành lò hơi là đảm bảo

sự làm việc tin cậy, an toàn của lò hơi trong thời gian dài với việc đạt được độkinh tế cao nhất và thỏa mãn nhu cầu hộ tiêu thụ về lưu lượng, thông số hơi, lưulượng, thông số nước nóng Các công việc vận hành lò hơi bao gồm:

- Chuẩn bị và khởi động lò;

- Trông coi điều khiển và điều chỉnh lò hơi ở chế độ làm việc bình thường;

- Ngừng lò, bảo quản và bảo dưỡng lò trong thời gian ngừng

Để đảm bảo lò hơi vận hành an toàn tin cậy với chỉ tiêu kinh tế cao cần phảixây dựng những quy trình vận hành hợp lí cho mỗi chế độ

2 Các chế độ vận hành lò hơi.

2.1 Khởi động lò.

Khởi động lò là chế độ vận hành đưa lò từ trạng thái nguội dần vào trạng tháihoạt động bình thường Trước khi khởi động lò hơi, nhân viên vận hành cần cónhững thao tác chuẩn bị khởi động như: kiểm tra nguồn, kiểm tra nhiên liệu đầuvào, nước cấp, các van đóng cắt, dụng cụ đo, thiết bị phụ trợ…