KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP đại học CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH TÍNH TOÁN THIẾT kế lò hơi CHO NHÀ máy ĐƯỜNG AN KHÊ – GIA LAI

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH ––o0o— KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUN NGÀNH CƠNG NGHỆ NHIỆT-LẠNH TÍNH TỐN THIẾT KẾ LỊ HƠI CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG AN KHÊ – GIA LAI GVHD: ThS Nguyễn Văn Tuấn SVTH: Trần Thanh Tuấn 18072471 Trần Trung Quy 18094021 Phạm Cao Đại Vinh 18076221 Lê Quốc Trung 18086041 Trần Thanh Phúc 16042631 LỚP: ĐHNL14B Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 06 năm 2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM NHIỆM VỤ BÁO CÁO ĐỀ TÀI CUNG CẤP NHIỆT Họ tên: Trần Thanh Tuấn Trần Trung Quy Phạm Cao Đại Vinh Lê Quốc Trung Trần Thanh Phúc Ngành: Công nghệ kỹ thuật nhiệt MSSV: MSSV: MSSV: MSSV: MSSV: 18072471 18094021 18076221 18086041 16042631 Năm học: 2020-2021 Tên đề tài TÍNH TỐN THIẾT KẾ LÒ HƠI CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG AN KHÊ – GIA LAI I/ Thông tin thực đề tài: Số liệu cho trước: Nhiên liệu đốt: Bã mía Năng suất: 70 tấn/h Thông số hơi: Sản lượng định mức lò hơi: Ddm = 70 T/h Nhiệt độ đầu nhiệt: tqn = 440 C Nhiệt độ nước cấp: tnc = 230 C Áp suất đầu nhiệt: pqn = 42 bar Áp suất nước cấp: pnc  50 bar II/ Nội dung đề tài: Tra cứu số vấn đề Nghiên cứu nhiên liệu sinh khối Nghiên cứu lò đốt ghi Tính tốn thiết kế lị Tính nhiệt thiết bị lò III/ Ngày giao nhiệm vụ: //2021 IV/ Ngày hồn thành nhiệm vụ: Bộ mơn Thiết kế cung cấp nhiệt Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Văn Tuấn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN LỜI CẢM ƠN Trong suốt trinh thực đồ án này, chúng em nhận dạy giúp đỡ nhiều quý thầy cô đàn anh trước Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô Bộ môn khoa Công nghệ Nhiệt lạnh Trường Đại học Cơng Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, người truyền đạt kiến thức quý báu hỗ trợ tinh thần vật chất cho chúng em Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến Thầy Nguyễn Văn Tuấn người tận tình hướng dẫn động viên chúng em từ khó khăn ban đầu hồn thành đồ án Cuối cùng, chúng em cố gắng khả có thể, song đồ án còn nhiều sai sót Rất mong nhận đánh giá góp ý chân thành quý thầy cô Chúng em trân trọng cảm ơn góp ý quý báu Xin kính chúc sức khỏe q thầy Tơi xin cam đoan kết luận văn riêng tơi (chúng tơi ), khơng có chép chưa công bố tài liệu tác giả khác Sinh viên thực Trần Thanh Tuấn Trần Trung Quy Lê Quốc Trung Phạm Cao Đại Vinh Trần Thanh Phúc MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nhiên liệu đốt: 1.1.1 Tổng quan lượng nhiên liệu: 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước: 1.1.3 Tình hình nghiên cứu nước: .10 1.1.4 Sinh khối môi trường: 11 1.2 Giới thiệu lò .12 1.2.1 Thành phần lò 12 1.2.2 Phân loại lò 12 1.2.3 Ngun lí hoạt động lị 13 1.2.4 Ưu nhược điểm nồi 13 1.2.5 Lò ghi tĩnh 13 Chương 14 TÍNH TỐN, CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI 14 2.1 Thông số cho biết: .14 2.1.1 Bảng thành phần 14 2.1.2 Thông số hơi: 14 2.2 Xác định sơ dạng lò 15 2.2.1 Chọn phương pháp đốt cấu trúc buồng lửa 15 2.2.2 Chọn dạng cấu trúc phận khác lò .15 2.2.2.1 Dạng cấu trúc pheston 15 2.2.2.2 Dạng cấu trúc nhiệt 15 2.2.2.3 Bố trí hâm nước sấy khơng khí 15 2.2.2.4 Đáy buồng lửa 15 2.3 Nhiệt độ khói khơng khí 15 2.3.1 Nhiệt độ khói thát khỏi lị θth .15 2.3.2 Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa bl 15 2.3.3 Nhiệt độ khơng khí nóng 15 2.4 Tính thể tích: .16 2.4.1 Tính thể tích khơng khí lý thuyết 16 2.4.2 Tính thể tích sản phẩm cháy 16 2.4.4 Thể tích sản phẩm cháy thực tế 17 2.5 Xác định hệ số khơng khí thừa 18 2.5.1 Lập bảng đặc tính thể tích khơng khí 19 2.6 Cân nhiệt lò hơi: 19 2.6.1 Lượng nhiệt đưa vào lò .19 2.7 Xác định tổn thất nhiệt lò 19 2.7.1 Tổn thất nhiệt khói thải mang 20 2.7.2.Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn hóa học 20 2.7.3 Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn học 20 2.7.4 Tổn thất nhiệt tỏa nhiệt môi trường xung quanh 20 2.7.5 Tổn thất nhiệt xỉ mang 20 2.8 Lượng nhiệt sử dụng có ích 20 2.9 Hiệu suất lò lượng tiêu hao nhiên liệu 21 2.9.1 Hiệu suất nhiệt lò 21 2.9.2 Lượng tiêu hao nhiên liệu lò .21 3.4.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính tốn lị .21 Chương 21 THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 21 3.1 Xác định kích thước hình học buồng lửa 21 3.1.1 Xác định thể tích buồng lửa 21 3.1.2 Xác định chiều cao buồng lửa 21 3.1.3 Xác định kính thước cạnh tiết diện ngang buồng lửa 22 3.1.4 Chọn loại, số lượng vòi cấp nhiên liệu cách bố trí .22 3.1.5 Các kích thước hình học buồng lửa .22 3.1.6 Hệ số buồng lửa: 23 3.1.7 Các đặc tính buồng lửa: 24 3.2 Dàn ống sinh 25 Chương 27 THIẾT KẾ DÃY PHESTON .27 4.1 Đặc tính cấu tạo 27 4.2 Tính nhiệt dãy pheston 31 4.3 Phân phối nhiệt lượng cho bề mặt đốt: 31 4.3.1 Tổng lượng nhiệt hấp thụ hữu ích lị 31 4.3.2 Tổng lượng nhiệt hấp thụ xạ dãy pheston 32 4.3.3 Lượng nhiệt hấp thụ xạ từ buồng lửa nhiệt II 32 4.3.4 Lượng nhiệt hấp thụ xạ dàn ống sinh 32 4.3.5 Tổng lượng nhiệt hấp thụ dãy pheston .32 4.3.6 Nhiệt lượng hấp thu nhiệt cấp I: .32 4.3.7 Nhiệt lượng hấp thu nhiệt cấp II .32 4.3.8 Nhiệt lượng hấp thụ nhiệt .32 4.3.9 Nhiệt lượng hấp thu đối lưu nhiệt 32 4.3.10 Tổng lượng nhiệt hấp thụ hâm nước 32 4.3.11 Độ sôi hâm nước 33 4.3.12 Tổng lượng nhiệt hấp thụ sấy không khí .33 4.3.13 Nhiệt độ khói trước sấy khơng khí cấp : 33 4.3.14 Nhiệt độ khói sau bề mặt đốt Nhiệt độ khói sau nhiệt cấp II 33 Chương THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT 34 5.1 Thiết kế nhiệt cấp II 34 5.1.1 Đặc tính cấu tạo 34 5.2 Thiết kế nhiệt cấp I 41 CHƯƠNG 45 THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP 45 6.1 Đặc tính hâm nước: 46 CHƯƠNG 49 THIẾT KẾ BỘ SẤY KHƠNG KHÍ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 LỜI MỞ ĐẦU A Đặt vấn đề Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa vấn đề lượng điều vô quan trọng cần thiết Năng lượng giúp ích nhiều lĩnh vực sản xuất hóa chất, điện năng, thực phẩm, cung cấp cho đời sống người Điển hình việc ứng dụng lượng vào sản xuất nhà máy đường An Khê – Gia Lai Trong đó, lò thiết bị quan trọng giúp cung cấp lượng trình sản xuất đường nhà máy Điều quan trọng thiết bị lò giúp nhà máy tận dụng triệt để chất thải bã mía giải đầu chất thải, giảm thiểu gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh Năng lượng chứng tỏ vai trò quan trọng trình phát triển kinh tế - xã hội trở thành vấn đề mang tính chất tồn cầu Hiện nay, việc khai thác sử dụng lượng đặt loài người đứng trước hai thách thức: thiếu hụt nguồn lượng tương lai ô nhiễm môi trường Bởi vậy, việc sử dụng lượng cách tiết kiệm, có hiệu quả, sử dụng nguồn lượng quan trọng cần thiết chiến lược sách phát triển lượng quốc gia Vì chúng em định nghiên cứu, tính tốn thiết kế cho lị cơng nghiệp đốt nhiên liệu bã mía với suất 70 tấn/h, để phục vụ cho việc tìm hiểu lị đốt nhiên liệu sinh khối Trong q trình tính tốn chúng em cố gắng tránh khỏi số thiếu sót, mong góp ý chân thành từ phía thầy bạn Chúng em xin chân thành cảm ơn! Phụ lục Trang Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nhiên liệu đốt: 1.1.1 Tổng quan lượng nhiên liệu: Năng lượng phần thiếu cho phát triển kinh tế-xã hội quốc gia tồn cầu.Con người sử dụng cơng nghệ kĩ thuật để phát triển,tìm hiểu thêm nhiều loại hình lượng để loại lượng tự nhiên nhằm loại bỏ việc sử dụng nguồn tài ngun có hạn trái đất dầu mỏ,khí đốt Một phần để đảm bảo cạn kiệt tài nguyên trái đất,ô nhiễm môi trường làm ảnh hưởng đến sống chúng ta.Cũng có nhiều nguồn lượng đẩy mạnh cho việc khai thác sử dụng với suất ổn định bảo đảm thân thiện với mơi trường như:Năng lượng gió,năng lượng mặt trời,trong lượng sinh khối lượng đặc biệt sử dụng rộng rãi Việt Nam.Đảm bảo tác động xấu đến mơi trường xung quanh mang lại tính ổn định cho phát triển lâu dài cho kinh tế Việt Nam Năng lượng sinh khối biét đến loại lượng sử dụng nhiên liệu chất đốt từ loại công nghiệp,phế phẩm nông nghiệp như: trấu,vỏ cà phê,gỗ vụn,củi Trong bã mía nguồn nhiên liệu sinh khối cho thấy hiệu mặt suất,tác động xấu đến môi trường thấp,giá thành thấp Được sử dụng rộng rãi phát triển mạnh mẽ,làm nguồn nhiên liệu đốt tốt cho lò điển hình Nhà máy đường An Khê-Gia Lai Khái niệm 'chất thải thành cải' sinh khối chuyển đổi sinh khối có giá trị thấp thành sản phẩm giá trị gia tăng chứa đựng tiềm kinh tế cao, thu hút quan tâm giới học thuật doanh nghiệp ngành Với khí hậu nhiệt đới, Malaysia có ngành nơng nghiệp phong phú rừng mưa nhiệt đới dày đặc, làm nảy sinh vũ khí sinh khối mà hầu hết chúng chưa sử dụng Do đó, chuyển đổi "chất thải thành cải" sinh khối thông qua công nghệ chuyển đổi nhiệt hóa khác thách thức tiềm việc phân vùng thương mại Malaysia 1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nước: Trong báo này, đánh giá quan trọng tình trạng trưởng thành bốn tuyến chuyển đổi nhiệt hóa hứa hẹn Malaysia (tức khí hóa, nhiệt phân, hóa lỏng vàxử lý nước) đưa Sự phát triển công nghệ chuyển đổi nhiệt hóa cho sinh khối chuyển đổi Malaysia xem xét đánh giá theo tiến độ toàn cầu Bên cạnh đó, kỹ thuật cốt lõi Những thách thức việc thương mại hóa cơng nghệ xanh nhấn mạnh Cuối cùng, triển vọng tương lai cho việc thương mại hóa thành cơng cơng nghệ Malaysia Liên đồn Cơng nghiệp Sinh khối Malaysia (MBIC) ghi nhận khoảng 96,54 triệu (MT) tổng số dự kiến hàng năm sinh khối sẵn có Malaysia Sự phân bố sinh khối loại thể Hình sau tạo khoảng 4,4 USD tỷ giá trị kinh tế năm cách giả định khả tiếp cận 30% Tạo giá trị RM500 / MT Việc huy động 25 triệu riêng sinh khối cọ dự kiến tạo khoảng 66.000 việc làm với tổng thu nhập quốc dân 10 tỷ USD tăng công suất lắp đặt lượng tái tạo lên đến 2080 MW vào năm 2020 (EPU, 2015) Trong bối cảnh này, sinh khối chiếm tỷ trọng lớn 38%, vượt qua thị phần quang điện mặt trời cao báo cáo năm 2014 Cơ quan Phát triển Năng Phụ lục Trang lượng Bền vững (SEDA) (EPU, 2015) Nhìn chung, sản xuất sinh khối cọ Malaysia đặt xu hướng ngày tăng suốt 10 năm qua (xem Hình 2) Hơn nữa, dự kiến đạt sản lượng sinh khối cọ N100 M t / y (Rizal cộng sự, 2018) Xem xét kỹ lưỡng tiềm khối lượng sinh học, thuyết phục có hội kinh doanh lớn cho phát triển ngành công nghiệp sinh khối Malaysia (MiGHT, 2013; Lam cộng sự, 2013; MGCC, 2017).( Tổng quan cơng nghệ chuyển đổi nhiệt hóa sinh khối Malaysia, *Yi Herng Chan đồng nghiệp*) 1.1.3 Tình hình nghiên cứu nước: Ở việt nam cơng nghệ hóa sinh khối cịn mẻ Trong nguồn nguyên liệu với trữ lượng koorng lồ lên đến 160 triệu năm [5] Nguồn sinh khối tiềm Việt Nam bao gồm nhóm: o Phế phụ phẩm trồng trọt: trấu, rơm, rạ, bã mía, thân ngơ, cơng nghiệp (sắn, cao su, dừa…), hạt loại (lạc, macca, casava), ăn quả… o Phế phụ phẩm lâm nghiệp: giấy vụn, vụn gỗ…; o Phế phụ phẩm chăn nuôi: phân từ trại chăn nuôi gia súc, gia cầm; o Và chất thải rắn đô thị Hình 1.1 Mơ quan hệ sinh khối Theo ước tính, đến năm 2030 năm 2050, tổng tiềm lý thuyết nguồn điện sinh khối đạt khoảng 113 triệu MWh 120 triệu MWh [3] Tiềm lý thuyết nguồn điện sinh khối nước tăng khoảng 1,9%/năm đến năm 2030 tăng khoảng 0,6%/năm cho giai đoạn 2030-2050 [3] Mặc dù tiềm lý thuyết trên, tiềm kỹ thuật nguồn điện sinh khối Việt Nam thấp giới hạn khai thác theo vùng miền, khu vực Tổng tiềm kỹ thuật nguồn điện sinh khối Việt Nam đến năm 2030 dự kiến đạt 75,5 triệu MWh tăng lên 82,17 triệu MWh vào năm 2050 [3] Phụ lục Trang 33 34 Hệ số trao đổi nhiệt từ khói đến vách Hệ số toả nhiệt  đối lưu từ ống đến Hệ số nhiệt truyền K 139,19 W / m 2oC Toán đồ 14  H Cd 1784,5 954,5 W / m 2oC  1. 99,67 1   2 91,11 35 II Lượng nhiệt Q tt qn truyền theo tính tốn kW K H qn t   0, 75 Đối với nhiên liệu rắn, trang 104 tài liệu [6] 1801,16 1645,81 Áp dụng quy tắc điểm để xác định nhiệt độ khói sau nhiệt cấp II  II  890oC Theo đồ thị ta xác định được:  qn  II  5131, 72kJ / kg I qn Lượng nhiệt truyền đối lưu II II  I qn II   qnII I kkl  Btt  0,9843   5260,109  5131,72    Q dl qn    I qn  1010,65 kW Tổng nhiệt hấp thụ BQN II II dl bx Q qn  Qqn  Qqn  1010,65  251,044  1261,69 kW Entanpi đầu vào BQN II QqnII 1261,69  3600 II   iqn   iqn  3301,672   3236,78 kJ/kg D 70  103 Phụ lục 28790,3 3600 Trang 37 II  412,74oC tqn 5.2 Thiết kế nhiệt cấp I Vì nhiệt cấp I nằm sau đường khói nhiệt cấp II nên có nhiệt độ thấp nguy đóng xỉ ống thấp, ống xoắn thường bố trí so le Ngồi ra, nhiệt cấp I nằm vùng có nhiệt độ khói thấp nên để tăng cường trao đổi nhiệt ta bố trí so le đảm bảo: - So le: + Bước ống ngang: S1 / d  3,0  3,5 + Bước ống dọc: S  d  20 Vật liệu làm thép cacbon, uốn gấp khúc nhiều lần đảm bảo đường khói cắt đường nhiều lần Chọn   51mm Bán kính uốn nhỏ 70mm Vì chiều rộng lị cố định nên tốc độ khói chiều cao định Chiều cao đường khói ta chọn 2m Bảng 5.3 đặc tính cấu tạo nhiệt cấp I STT Tên đại lượng Ký hiệu d Đơn vị mm Cơng thức Kết 51 Đường kính ống Tiết diện lưu thông f m2 D 3600. p Số ống dãy Z ống f Bước ống ngang S1 mm 160 Bước ống dọc S2 mm 140 Bước ống ngang tương S1 d Phụ lục Ghi 0,038 23   dtr2 3,14 Trang 38 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Phụ lục đối Bước ống dọc tương đối Chiều dày ống Khoảng cách từ tâm ống ngồi đến tường bên Hệ số góc dàn ống Tổng số ống Chiều dày lớp xạ hữu hiệu Chiều rộng đường khói S2 d   2,2 mm mm Chọn 0,5. a   Z  1 S1  230 N Ống 299 s m Z m m : Số dãy ống  4.S S  0,9.d  2  1   d  a m 3,1 m m 1,9 m  Chiều cao H không gian trước sau cụm nhiệt cấp I Chiều cao lt ống dãy dọc Chiều dãi l ống xoắn chịu nhiệt Tiết diện đầu F vào cụm ống đường khói Tiết diện dầu F  cụm ống đường khói Tiết diện trung Ftb bình đường khói cụm nhiệt cấp I lu Chiều dài co uốn dãy dọc m2 a.h  d l.Z 0,45 3,97 m2 3,97 m2 3,97 m 0,07 Trang 39 Bảng 5.4 tính nhiệt nhiệt cấp I STT Tên đại lượng Ký hiệu Nhiệt độ tqn I vào nhiệt cấp1 Entanpy iqn I vào nhiệt cấp Nhiệt độ tqn I khỏi nhiệt cấp Entanpy iqn I khỏi nhiệt cấp Nhiệt độ khói  qn I vào nhiệt cấp I Nhiệt lượng Qqn hấp thu nhiệt cấp 10 11 12 Entanpy khói vào nhiệt cấp Entanpy khói khỏi nhiệt cấp Nhiệt độ khói khỏi nhiệt cấp Nhiệt độ khói trung bình nhiệt Nhiệt độ trung bình Tốc độ trung bình khói [7] Phụ lục Đơn vị Công thức Kết o C  I  tbh tqn 253,22 kJ / kg Tra bảng nước 1101,47 nước bão hoà o C I  tqn  II tqn 412,74 kJ / kg Tra bảng nhiệt 3236,77 o II  qnI   qn 890 C kW 10094,7 Qqn  Q II qn I I qn kJ / kg I I qn kJ / kg Tra bảng entanpy I    qn I kkl  II qn 5131,72 QqnI 3855,24  Btt  qnI o Tra bảng entanpy 671,20 I  tb qn o  I   qn I  0,5   qn 780,6 I t tb qn o  I  tqn  I  0,5  tqn 332,98 k m/s Btt Vkk  qn  273 I F 3600  tb qn 15,61 C C C tb I Ghi Trang 40 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Thành phần rH 2O thể tích nước khói Phân thể tích rRO2 khí Nồng độ tro bay khói Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu Thể tích riêng nước Tốc độ trung bình nhiệt cấp Hệ số trao đổi nhiệt từ vách đến Hệ số bám bẩn Độ chênh nhiệt độ đầu vào Độ chênh nhiệt độ đầu Độ chênh nhiệt độ trung bình 0,07  g / m3tc THIẾU 2,13  dl W / m K  dl   H Cs C z C 105,18 vh h 2 Toán đồ 12[5] m / kg Tra bảng nước chưa sôi 0,073 nhiệt với m/s 37,35 D.vh 3600 f W / m K  H Cd 2115 Toán đồ 14[5]  m K / W Toán đồ 8[5] t1 o  I  qnI  tqn 477,26 t2 o I  qnI  tqn 417,98 t o t1  t2  t  ln    t2  446,96 Nhiệt độ vách tv ống Hệ số làm kk yếu xạ khí nguyên tử o C I t tb qn  100 oC 432,98 cm m.kg  7,8  16.rH 2O   1   rn s    Tqn I     0,37   1000    37,91 kk rk  ktr tr 9,09  e  ksp 0,335 k 26 0,17 Độ đen mơi trường ak khói Phụ lục C C C 0,005 Trang 41 27 Hệ số trao đổi  tt bx nhiệt xạ  bx 28 29 30 31 Hệ số trao đổi 1 nhiệt từ khói đến vách Hệ số truyền K nhiệt Tra toán đồ số 18 tt W / m K ak abx 50,25 W / m K    dl   bx  155,43 83,98 W / m2 K 1   1 2 I Diện tích bề H t qn m2 mặt truyền nhiệt tính tốn Số lượng ống m d ống dọc nhiệt cần thiết I Tổng diện H qn m2 tích hấp thụ nhiệt cấp I Độ sai lệch e diện tích thiết kế tính tốn 150 W / m2 K % 166,95 QqnI K t 14 I H t qn d(l t  lu )Z .d.(l t  lu ).Z.m d I H t qn  H qnI I H t qn 100 168,34 0,83 CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP Ta biết nhiệt lượng cần cấp, nhiệt độ khói vào, nhiệt độ nước ra, đồng thời chọn sơ nhiệt độ khói nhiệt độ nước vào hâm nước Từ dự kiện trên, tính tốn bề mặt nhận nhiệt cần thiết, chọn diện tích phù hợp với thực tế tinh toán lại lượng nhiệt hấp thụ, nhiệt độ khơng khí ra, nhiệt độ nước vào hâm nước Phụ lục Trang 42 6.1 Đặc tính hâm nước: Theo bảng phân bố nhiệt nước khỏi hâm nước chưa sôi Do ta chọn hâm nước kiểu chưa sơi Sử dụng ống thép trơn để chế tạo Chọn ống có đường kính 51 mm Để tăng hiệu trao đổi nhiệt ta bố trí dịng mơi chất chuyển động ngược chiều, khói từ xng nước từ lên Đồng thời bố trí ông hâm kiểu sole + Bước ngang tương đối S1/d=2÷3 để hạn chế bám tro Chọn S1= 144mm + Bước dọc tương đối s2/d=1,5÷2.Chọn S2= 76mm (bước dọc nhỏ bám bẩn ít) + Bán kính uốn ống xoắn khoảng (1,5÷2)d Chọn 60mm Tốc độ nước ống xoắn lựa chọn sở ngăn ngừa tượng ăn mòn Đối với hâm nước kiểu chưa sôi, vận tốc không nhỏ 0,3m/s Khoảng cách cụm ống hâm khơng bé 500÷600mm Bảng 6.1 đặc tính cấu tạo hâm nước STT Tên đại lượng Ký Đơn Cơng thức hiệu vị Đường kính ngồi d Kết Ghi mm Chọn 51 ống Bước ống ngang S1 mm Chọn 144 Bước ống dọc S2 mm Chọn 76 Bước S1 d 2,8 S2 d 1,5 m Thiết kế 3,1 m Thiết kế mm Chọn 50 ống b  2s v 1 S1 21 ống tương  đối ngang Bước ống tương  đối dọc Chiều rộng đường a khói Chiều sâu đường b khói Khoảng cách từ sv tâm ống đến vách Số ống n dãy ngang 10 Số ống md Phụ lục ống Trang 43 dãy dọc 11 Chiều dài co lu m đường kính ống a  lu  2.sv 2,94 m Chọn 0,096 đường F m2 a.b  n.d lo 6,15 Tiết diện lưu thông f m2  d tr2 n 0,039 uốn dãy dọc 12 1,5  m Chiều dài l0 lần 0,06 ống dãy dọc 13 Khoảng cách l1 hai cụm ống hâm nước 14 Tiết diện khói 15  16 Hệ số đặt ống 17 Chiều cao h 0,7 m 1,5 hâm nước 18 Chiều dày xạ s    4.S1.S  0,9.d   1  d       d  l0  lu  n m hữu hiệu 19 Diện tích bề mặt H hn m2 0,94 10,09 hấp thụ nhiệt hâm nước cấp Bảng 6.2 Tính nhiệt hâm nước STT Tên đại lượng Ký hiệu  Nhiệt độ khói vào  hn Đơn vị Cơng thức tính Kết o    qn  I  hn 671,20 kJ / kg Tra bảng entanpy 3892,80 o Đã tính chương 236,12  hn   hn 453,66 Đã tính chương 20307,09 C hâm nước cấp Entanpy khói vào  I hn hâm nước cấp  Nhiệt độ khói sau  hn C hâm nước cấp tb Nhiệt độ trung bình  hn o C khói Lượng nhiệt khói Qhn Phụ lục kW Trang 44 truyền cho hâm nước cấp  Nhiệt độ nước cấp thn o Nhiệm vụ thiết kế 230 kJ / kg Đã tính chương 990,4 kJ / kg   ihn o Tra bảng nước chưa sôi 238,73 C đầu vào  Entanpy nước đầu ihn vào  Entanpy nước đầu ihn  Nhiệt độ nước thn C đầu 10 Hiệu nhiệt độ t1 o C Qhn D 2034,76 nhiệt   hn  thn 432,47   hn  thn 6,12 t1  t2  t  ln    t2   hn   hn 100,13 khói đầu vào nước đầu 11 Hiệu nhiệt độ t2 o C khói đầu nước đầu vào 12 Độ chênh nhiệt độ t o C trung bình 13 tb Nhiệt độ trung bình  hn o C khói 14 tb Nhiệt độ trung bình t hn   thn  thn o C nước 15 17 Nhiệt độ vách bám tro tv Tốc độ trung bình k 234,36 t tb hn  100 o C 334,36 Btt Vkk  hn  273 F 3600  tb hn tb m/s khói[7] 18 453,66 Thành phần thể tích rH 2O 11,83 0,1702 nước khói 19 Thành phần thể tích rRO2 khí nguyên tử 20 Hệ số truyền nhiệt đối  dl 0,0728 W / m K  dl   H Cs Cz C lưu Toán đồ 12 [6]  21 Hệ số bám bẩn 22 Hệ số toả nhiệt xạ  bx Hệ số trao đổi nhiệt từ 1 23 Phụ lục 93,324 W / m K Toán đồ 18 [6] W / m K 64 204,53 Trang 45   .d 1     dl   bx  2S2     1,   0,7 khói đến vách 24 Hệ số truyền nhiệt K 25 Diện tích bề mặt hấp tt H hn thụ W / m K  1   0,75 Qhn m2 K t BHN theo tính tốn 26 Diện tích hấp thu H hnn m2  d  l0  lu  n 153,39 354,81 10,09 dãy ống dọc BHN 27 Số lượng ống md ống dãy dọc 28 Tổng diện tích bề mặt tt H hn H hnn 35 Hl m2  d ll n 0,323 H hn m2  d l.n.md  H l 353,61 hấp thu dãy ống cụm 29 Diện tích bề mặt hấp thụ thực tế 30 Độ sai lệch thiết e % kế tính tốn tt H hn  H hn 100 tt H hn 0,338 Kết luận Nhận thấy thơng số sau tính tốn không sai lệch lớn thông số thiết kế ban đầu phận truyền nhiệt, nên ta sử dụng kết sau tính tốn phận truyền nhiệt CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ SẤY KHƠNG KHÍ Bộ sấy khơng khí làm việc nhiệt độ thấp bị ăn mòn mạnh nên ta chia làm đoạn dọc theo đường khói Phần phía có khả bị ăn mịn mạnh nên ta tách riêng đoạn khoảng 100mm, để dễ thay bị ăn mịn Bộ sấy khơng khí chế tạo thép cacbon   51mm Bảng 7.1 đặc tính cấu tạo sấy khơng khí Phụ lục Trang 46 STT Tên đại lượng Ký hiệu Đơn vị Cơng thức d mm Chọn Đường kính dt mm Chọn 48 Bước ống ngang S1 mm Chọn 110 Bước ống dọc S2 mm Chọn 60 Bước ống tương đối S1 d Tính S2 d Tính Đường kính ngồi ống ngang Bước ống tương đối dọc Đường kính ống trung bình dtb mm 0,5.( d tr  d ng ) Số cụm ống theo chiều rộng đường Kết 51 2,16 1,18 49,5 n Cụm Chọn khói Khoảng cách từ tâm ống ngồi đến e mm 60 Chọn vách Số dãy ống ngang Z1 Dãy 10 Chiều rộng cụm a mm 11 Số dãy ống dọc Z2 Dãy 12 13 Số ống trung bình cụm Z a 1 S1 15 Chọn a 1 S2 1500 (2.Z2  1).Z1 383 26 b m Chọn Đoạn lt m Chọn Đoạn lg m Chọn Đoạn ld m Chọn F m A m Chiều rộng sâu cụm Chiều cao ống 14 15 16 17 Tiết diện khói qua [7] Chiều rộng đường khói F .d 2tb n.Z Chọn 2,94 Tiết diện không khí Phụ lục Trang 47 Đoạn ft m2 l t ( A  Z n.d ) 8,82 Đoạn fg m2 l g ( A  Z n.d ) 8,82 Đoạn fd m2 l d ( A  Z n.d ) 8,82 Ht m2 l t ( n.Z d tr ) Hg l g ( n.Z d tr ) Hd m2 m2 H sI m2 Ht  H g  Hd Diện tích bề mặt chịu nhiệt 18 Đoạn Đoạn Đoạn 19 Tổng diện tích bề mặt chịu nhiệt l d ( n.Z d tr ) 693,06 693,06 693,06 2079,18 Bảng 7.2 Tính nhiệt sấy khơng khí Stt Tên đại Ký lượng hiệu Qs Đơn Cơng thức tính hay chọn Kết vị kW Chương 3915,78 độ  s C    hn   skk 236,12 độ  s C Đã tính chương 137,86    skk   skk 186,96 Lượng nhiệt hấp thụ BSKK Nhiệt trước BSKK Nhiệt sau BSKK Nhiệt tb độ  s khói trung bình Nhiệt độ t s C Nhiệt độ môi trường 30 C Nhiệm vụ thiết kế 140 C   t skk  t skk 85 khơng khí đầu vào BSKK Nhiệt độ t s khơng khí đầu BSKK Nhiệt tb độ t s trung bình khơng khí Phụ lục Trang 48 độ k Tốc khói trung m s Vk   s Btt F 273 3600 13,66 bình [9] Thành phần thể tích rH 2O 0,167 rRO2 0,0715 nước 10 Thành phần thể tích khí nguyên tử 11 Hệ số tản  k nhiệt từ khói đến W m2K 49,44 vách [7] 12 Chiều cao Li toàn m Chọn m2  Z n.dtb Li 1191,2 1429,4 1667,6 10,47 12,2 2,33 1,67 1,43 0,75 0,75 BSKK 13 Diện tích H s bề mặt nhiệt hấp thụ 14 m2 Li  A  d n Z1  m trung bình Li 1,67 m (bộ sấy khơng khí chia làm đoạn) Tiết diện fi 8,74 lưu thơng khơng khí 15 Chiều cao Ltb đoạn 16 Tốc tb độ k trung bình m s tb Vk  tskk    s  2,001   B  s  tt  3600 f  khơng khí [7] 17 Hệ số sử  0,75 dụng[9] Phụ lục Trang 49 18 Hệ số  k TĐN từ W m2K Cvl  tc C z 6,81   s  ts    s  ts  101,87 vách 19 Độ chênh tn nhiệt C     t   ln  s s    s  ts  độ theo chiều nhiên liệu [9] 20 Tham số P 21 Tham số R 22 Hệ số hiệu   s   s t s  t s t s  ts  s   s 0,893 1,12 0,81 chỉnh 23  tn Độ chênh t nhiệt 82,51 độ trung bình thực [7] 24 Hệ số K truyền k  k  k  W m2K   k kW H s K t 4,49 nhiệt [7] 25 Qstt Lượng nhiệt 1901,44 2281,7 2662,0 truyền theo tính tốn [7] Kết luận Lượng nhiệt truyền theo tính tốn sấy khơng khí cấp QsItt = 1901,44 kW Nhận thấy thơng số sau tính tốn không sai lệch lớn thông số thiết kế ban đầu phận truyền nhiệt, nên ta sử dụng kết sau tính tốn phận truyền nhiệt Phụ lục Trang 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sugar Milling Research Institute Boilers, boiler fuel and boiler eficiency South Africa : Durban 4041, 2001 [2] C Cordeiro et al Cement and Concrete Research 39 Brazil : Rio de Janeiro, 2009 [3] Full Advantage And Colleague Final Report on Biomass Atlas for Vietnam The World Bank : The World Bank, 31/8/2018 [4] Nguyễn, Việt Anh Dự thảo Báo cáo Quy hoạch tổng thể lượng quốc gia thời kỳ 2021-2030 Hà Nội : tầm nhìn đến năm 2050, 11/12/2020 [5] Phạm, Trọng Thực Cẩm nang lượng xanh - Năng lượng Sinh khối Việt Nam Hà Nội : Trung tâm hỗ trợ phát triển lượng Việt Nam, 2018 [6] Hoàng Ngọc Đồng, Đào Ngọc Chân Tính nhiệt thiết bị lị Đà Nẵng : Nhà xuất Xây Dựng, 2014 [7] Nguyễn, Sĩ Mão Lò Hơi tập Hà Nội : Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 1974 [8] Phạm, Xuân Vượng Giáo kỹ thuật lò Hà Nội : Trường đại học Nông Ngiệp Hà Nội, 2007 [9] Trần, Thanh Kỳ Hướng dẫn thiết kế lò Tp.Hồ Chí Minh : Trung tâm nghiên cứu Thiết bị Năng lượng mới, 1990 [10] Phạm Lê Dần, Nguyễn Công Hn Cơng nghệ lị mạng nhiệt Hà Nội : Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2001 Tài liệu tham khảo Trang 51 ... dụng lượng vào sản xuất nhà máy đường An Khê – Gia Lai Trong đó, lị thiết bị quan trọng giúp cung cấp lượng trình sản xuất đường nhà máy Điều quan trọng thiết bị lò giúp nhà máy tận dụng triệt để... Năm học: 2020-2021 Tên đề tài TÍNH TỐN THIẾT KẾ LỊ HƠI CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG AN KHÊ – GIA LAI I/ Thông tin thực đề tài: Số liệu cho trước: Nhiên liệu đốt: Bã mía Năng suất: 70 tấn/h Thơng số hơi: ... Trang 39 Bảng 5.4 tính nhiệt nhiệt cấp I STT Tên đại lượng Ký hiệu Nhiệt độ tqn I vào nhiệt cấp1 Entanpy iqn I vào nhiệt cấp Nhiệt độ tqn I khỏi nhiệt cấp Entanpy iqn I khỏi nhiệt cấp Nhiệt