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

9

Tổng quan về nhiên liệu đốt

1.1.1 Tổng quan về năng lượng của nhiên liệu:

Năng lượng đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế-xã hội toàn cầu, buộc con người phải tìm kiếm và phát triển các loại hình năng lượng mới để giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên hữu hạn như dầu mỏ và khí đốt Việc này không chỉ nhằm bảo vệ nguồn tài nguyên trên trái đất mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến cuộc sống con người Nhiều nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng gió, năng lượng mặt trời và đặc biệt là năng lượng sinh khối đang được khai thác và sử dụng rộng rãi tại Việt Nam Những nguồn năng lượng này không chỉ đảm bảo tính ổn định cho nền kinh tế mà còn thân thiện với môi trường, góp phần vào sự phát triển bền vững.

Năng lượng sinh khối là nguồn năng lượng sử dụng nhiên liệu từ cây công nghiệp và phế phẩm nông nghiệp như trấu, vỏ cà phê, gỗ vụn và củi Bã mía nổi bật như một nguồn nhiên liệu sinh khối hiệu quả, với năng suất cao, tác động môi trường thấp và chi phí thấp Nguồn năng lượng này được sử dụng rộng rãi và phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là trong các lò hơi, như tại Nhà máy đường An Khê-Gia Lai.

Khái niệm "chất thải thành của cải" thông qua chuyển đổi sinh khối đang thu hút sự chú ý của cả giới học thuật và doanh nghiệp, đặc biệt tại Malaysia, nơi có ngành nông nghiệp phong phú và rừng mưa nhiệt đới dày đặc Với khí hậu nhiệt đới, Malaysia sở hữu nguồn sinh khối dồi dào chưa được khai thác, tạo ra tiềm năng kinh tế cao Việc áp dụng các công nghệ chuyển đổi nhiệt hóa để biến chất thải thành sản phẩm giá trị gia tăng đang mở ra cơ hội mới, đồng thời cũng đặt ra những thách thức trong việc phát triển thương mại sinh khối tại quốc gia này.

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước:

Bài báo này đánh giá tình trạng trưởng thành của bốn công nghệ chuyển đổi nhiệt hóa tiềm năng tại Malaysia, bao gồm khí hóa, nhiệt phân, hóa lỏng và xử lý nước Sự phát triển của các công nghệ này được so sánh với tiến độ toàn cầu, đồng thời nhấn mạnh những thách thức trong việc thương mại hóa các công nghệ xanh Triển vọng tương lai cho việc thương mại hóa thành công các công nghệ này cũng được xem xét Liên đoàn Công nghiệp Sinh khối Malaysia (MBIC) ước tính khoảng 96,54 triệu tấn sinh khối có sẵn hàng năm, với khả năng tạo ra giá trị kinh tế khoảng 4,4 tỷ USD nếu tiếp cận 30% và tạo giá trị RM500 mỗi tấn Đặc biệt, việc huy động 25 triệu tấn sinh khối cọ có thể tạo ra 66.000 việc làm mới và đóng góp 10 tỷ USD vào thu nhập quốc dân, đồng thời nâng công suất năng lượng tái tạo lên 2080 MW vào năm 2020 Trong bối cảnh này, sinh khối chiếm tỷ trọng lớn nhất là 38%, vượt qua thị phần quang điện mặt trời cao nhất được báo cáo vào năm 2014.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

Trong suốt 10 năm qua, sản xuất sinh khối cọ tại Malaysia đã có xu hướng tăng trưởng mạnh mẽ, theo báo cáo của Năng lượng Bền vững (SEDA) năm 2015 Dự báo, sản lượng sinh khối cọ sẽ đạt 100 triệu tấn mỗi năm, như nghiên cứu của Rizal và các cộng sự đã chỉ ra.

Nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng Malaysia có tiềm năng lớn cho sự phát triển của ngành công nghiệp sinh khối, mở ra cơ hội kinh doanh hấp dẫn Các báo cáo từ MiGHT (2013), Lam và cộng sự (2013), cũng như MGCC (2017) đều nhấn mạnh tầm quan trọng của công nghệ chuyển đổi nhiệt hóa sinh khối trong việc khai thác nguồn tài nguyên này.

1.1.3 Tình hình nghiên cứu trong nước: Ở việt nam công nghệ hóa sinh khối vẫn còn khá mới mẻ Trong khi đó nguồn nguyên liệu với trữ lượng koorng lồ này lên đến hơn 160 triệu tấn mỗi năm [5] Nguồn sinh khối tiềm năng ở Việt Nam bao gồm các nhóm: o Phế phụ phẩm trồng trọt: trấu, rơm, rạ, bã mía, thân ngô, cây công nghiệp (sắn, cao su, dừa…), hạt các loại (lạc, macca, casava), cây 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 Mô phỏng quan hệ sinh khối

Theo dự báo, tổng tiềm năng lý thuyết nguồn điện sinh khối ở Việt Nam sẽ đạt khoảng 113 triệu MWh vào năm 2030 và 120 triệu MWh vào năm 2050 Tiềm năng này dự kiến sẽ tăng trưởng khoảng 1,9% mỗi năm cho giai đoạn đến năm 2030, và khoảng 0,6% mỗi năm trong giai đoạn từ 2030 đến 2050.

Mặc dù Việt Nam có tiềm năng lý thuyết lớn về nguồn điện sinh khối, nhưng tiềm năng kỹ thuật thực tế lại thấp hơn do các hạn chế trong khai thác theo từng vùng miền Dự kiến, tổng tiềm năng kỹ thuật của nguồn điện sinh khối tại Việt Nam sẽ đạt 75,5 triệu MWh vào năm 2030 và tăng lên 82,17 triệu MWh vào năm 2050.

Hình 1.2 Bản đồ thông tin sinh khối Việt Nam

Bản đồ thông tin sinh khối Việt Nam cho thấy sự khác biệt giữa tiềm năng lý thuyết và tiềm năng kỹ thuật của phế phụ phẩm nông nghiệp Tiềm năng lý thuyết (bên trái) phản ánh tổng lượng phế phụ phẩm có thể khai thác, trong khi tiềm năng kỹ thuật (bên phải) chỉ tính đến những giới hạn thực tế như sự đồng ý của nông dân trong việc bán phế phụ phẩm và sản lượng còn lại sau khi đã phục vụ các mục đích khác.

Chúng em đã chọn đồ án lò hơi sử dụng nguyên liệu sinh khối, cụ thể là bã mía, nhằm công nghiệp hóa nguồn năng lượng vô tận này.

1.1.4 Sinh khối và môi trường:

Sinh khối hấp thụ CO2 trong suốt quá trình phát triển và chỉ thải ra một lượng CO2 rất nhỏ khi bị đốt cháy, do đó, nó đóng góp vào việc giảm thiểu tác động của hiệu ứng nhà kính.

Năng lượng sinh khối không chứa lưu huỳnh và khi được đốt cháy, chỉ tạo ra một lượng nhỏ carbon monoxide (CO) mà không sinh ra các chất độc hại Do đó, việc sử dụng năng lượng sinh khối sẽ giúp cải thiện mục tiêu giảm ô nhiễm không khí so với việc sử dụng năng lượng từ xăng dầu.

Bảng 1.1 Sự sắp xếp nguyên tố và giá trị gia nhiệt của các loại nhiên liệu khác nhau

Nhiên liệu C H O N S Ash Giá trị gia nhiệt

Giới thiệu về lò hơi

Nồi hơi (lò hơi) là thiết bị sử dụng nhiên liệu như than, củi, trấu và giấy vụn để đun sôi nước, tạo ra hơi nước mang nhiệt phục vụ cho các nhu cầu công nghiệp như giặt là, sấy gỗ và khách sạn Tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, nồi hơi có thể tạo ra hơi với nhiệt độ và áp suất phù hợp Để vận chuyển nguồn năng lượng này, người ta sử dụng các ống chuyên dụng chịu nhiệt và áp suất cao Điểm đặc biệt của nồi hơi là khả năng cung cấp năng lượng an toàn mà không gây cháy, thích hợp cho việc vận hành thiết bị ở những khu vực cấm lửa và nguồn điện như kho xăng, dầu.

Lò hơi hoạt động dựa trên nhiệt lượng từ nhiên liệu, chuyển hóa thành nhiệt năng của hơi nước Hơi nước này được sử dụng trong các quy trình sản xuất công nghiệp, như gia nhiệt không khí để sấy, rửa thiết bị, và cung cấp nhiệt cho các ngành dệt, sản xuất đường, hóa chất, rượu bia và nước giải khát, được gọi là hơi bão hòa Trong công nghệ cao, các nhà máy nhiệt điện sử dụng tuabin hơi để vận hành máy phát điện, trong trường hợp này hơi được gọi là hơi quá nhiệt.

Hình 1.3 Lò hơi ghi có hai ba- long 1.2.1 Thành phần cơ bản của lò hơi

- Bộ phận sử dụng hơi

- Bể cấp nước cho lò hơi

- Hệ thống đường ống dẫn hơi và nước

- Thiết bị điều khiển và van công nghiệp hơi nóng.

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

Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa, có các loại lò ghi như lò ghi thủ công (ghi cố định), lò ghi nửa cơ khí và lò ghi cơ khí Ngoài ra, còn có lò phun đốt sử dụng nhiên liệu lỏng hoặc khí.

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

Lò hơi đã trải qua nhiều giai đoạn phát triển với các loại hình như lò kiểu bình, lò ống, lò ống lửa và lò ống nước Bên cạnh đó, lò hơi cũng được phân loại theo công suất, bao gồm lò hơi công suất thấp, trung bình, cao và siêu cao.

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

1.2.3 Nguyên lí hoạt động của lò hơi

Lò hơi, mặc dù có vẻ phức tạp với nhiều thiết bị đi kèm, thực chất hoạt động theo nguyên lý đơn giản Quá trình tạo nhiệt lượng bắt nguồn từ việc đốt cháy nhiên liệu, từ đó nhiệt lượng này sẽ gia nhiệt nước, biến thành nhiệt năng của hơi nước Nước cấp được bơm tuần hoàn từ bể chứa và liên tục được cung cấp vào nồi hơi.

1.2.4 Ưu và nhược điểm của nồi hơi

-Sử dụng nguồn nhiên liệu than, củi, trấu, giấy vụn nên có thể tiết kiệm được những nguồn tài nguyên bị bỏ phí

Nguồn năng lượng an toàn, không gây cháy được tạo ra để vận hành thiết bị và động cơ ở những khu vực cấm lửa và nguồn điện, như kho xăng và dầu Hệ thống này cho phép điều chỉnh và cài đặt mức nhiệt và áp suất nhiệt phù hợp với từng ngành nghề và lĩnh vực cụ thể.

Lò hơi đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiệt cao của các ngành công nghiệp, với quá trình vận hành êm ái và không gây tiếng ồn Ngoài ra, lò hơi còn có nhiều chủng loại đa dạng, phù hợp với mọi yêu cầu sử dụng.

Lắp đặt nồi hơi yêu cầu một không gian và diện tích rộng lớn Trong quá trình hoạt động, nồi hơi sản sinh ra nhiệt lượng và áp suất cao, điều này có thể dẫn đến nguy cơ cháy nổ nếu không được quản lý đúng cách.

-Khi sử dụng nguyên liệu đốt sinh nhiệt có thể sản sinh ra khói, bụi gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh

1.2.5 Lò hơi ghi tĩnh Đây là công nghệ đốt trên mặt ghi cố định, đưa nhiên liệu vào trong buồng lửa bằng phương pháp thủ công Nhiên liệu được đưa qua cửa lò vào ghi, nhiên liệu mới đưa vào nằm trên lớp nhiên liệu cũ đang cháy Không khí cung cấp cho quá trình cháy được thổi từ gầm ghi lên qua lớp tro xỉ, được gia nhiệt tới một nhiệt độ nhất định, đồng thời có tác dụng làm cho một ít cốc chưa cháy hết trong xỉ tiếp tục cháy hết Sau đó không khí đã nóng sẽ cung cấp ô xy cho lớp cốc đang cháy Buồng lửa ghi tĩnh làm việc với nhiều loại nhiên liệu có kích cỡ khác nhau, đặc biệt là kích cỡ Nhiên liêu đươc câp vao buông đôt băng thủ công, và nhơ gio câp dươi ghi, nhiên liêu se đươc đôt chay trên ghi toa ra năng lương cung câp cho cac chum ông sinh hơi.

Hình 1.4 Lò hơi ghi đốt bã mía

*Tại sao nôi hơi ghi tĩnh lại phổ biến như vậy?

Thông qua các đặc điểm nổi bật, bạn sẽ nhận thấy lý do tại sao loại lò hơi ghi tĩnh lại được ưa chuộng đến vậy Bên cạnh đó, còn nhiều đặc điểm khác cũng góp phần vào sự phổ biến của loại lò này.

- Thiết kế đơn giản và dễ vận hành, bảo trì

- Sử dụng được cho nhiều loại nguyên liệu

- Buồng đốt cho hiệu suất cao

- Độ tiêu hao nhiên liệu thấp

- Các hệ thống đi kèm đạt tiêu chuẩn quốc tế

Lò hơi ghi tĩnh cho phép đốt các loại nhiên liệu có kích thước lớn và không đồng đều, đồng thời cho phép đốt kết hợp hoặc riêng lẻ từng loại nhiên liệu.

-Lò hơi nhỏ gọn,chiếm ít không gian -Lo hơi ghi tĩnh vân hanh đơn gian, dê dang bao tri bao dưỡng.

-Lò vận hành thủ công, mất nhiều nhân công vận hành -Hiệu suất lò hơi thấp

14

Xác định sơ bộ dạng lò hơi

Với công suất lò hơi 70 T/h và sử dụng nhiên liệu rắn, lò hơi buồng lửa ghi là sự lựa chọn phù hợp Độ tro không cao và lượng chất bốc vừa phải, do đó phương pháp thải xỉ khô được áp dụng Phương pháp này không chỉ giảm tổn thất nhiệt mà còn nâng cao hiệu suất hoạt động của lò hơi.

Chọn lò hơi kiểu chữ Π là lựa chọn phổ biến nhất hiện nay, nhờ vào thiết kế hiệu quả của nó Trong kiểu lò hơi này, các thiết bị nặng như quạt khói, quạt gió, bộ khử bụi và ống khói được bố trí ở vị trí thấp nhất, giúp tối ưu hóa không gian và nâng cao hiệu suất hoạt động.

2.2.2 Chọn dạng cấu trúc của các bộ phận khác của lò hơi A) Dạng cấu trúc của pheston

Kích thước cụ thể của pheston sẽ được xác định sau khi đã xác định cụ thể cấu tạo của buồng lửa và các cụm ống xung quanh nó.

Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa (trước cụm pheston) được chọn theo tài liệu [2]

B) Dạng cấu trúc của bộ quá nhiệt

Chọn phương án có sử dung bộ quá nhiệt trung gian.

C) Bố trí bộ hâm nước và bộ sấy không khí

Buồng lửa đốt dầu nhiên liệu hoạt động hiệu quả với nhiệt độ không khí nóng không cần quá cao, khoảng từ 5 độ Do đó, việc lựa chọn BHN và BSKK ở một cấp là hợp lý BHN có khả năng nhận nhiệt lượng cao hơn nước, giúp làm mát các ống bên trong, vì vậy nên đặt BHN ở vị trí trước BSKK Ngoài ra, BHN nên được đặt trong vùng khói có nhiệt độ cao hơn để tối ưu hóa hiệu suất.

Dùng buồng đốt ghi thải xỉ khô nên đáy làm lạnh tro có dạng hình phểu, cạnh bên nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc bằng

Nhiệt độ khói và không khí

Theo bảng 1.1 trong tài liệu [6], việc lựa chọn nhiên liệu rẻ tiền mang lại lợi ích cho hệ thống Nhờ đó, nếu sau này sử dụng nhiên liệu đắt tiền và chất lượng cao, lò hơi vẫn sẽ hoạt động hiệu quả.

2.3.2 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa

Chọn nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa khoảng trích dẫn

2.3.3 Nhiệt độ không khí nóng

Buồng lửa ghi thải xỉ khô dùng không khí làm môi chất sấy, với nhiên liệu đốt là bã mía nên nhiệt độ không khí nóng trong khoảng [6]

1- Bao hơi 8 - Dàn ống sinh hơi

2- Bộ pheston 9 - Đường khói thải

3- Bộ quá nhiệt cấp II 10 - Ghi lò

4- Bộ giảm ôn 11 - Phễu nhiên liệu

5- Bộ quá nhiệt cấp I 12 - Xyclo

6- Bộ hâm nước cấp7- Bộ sấy không khí cấp

Tính thể tích

2.4.1 Tính thể tích không khí lý thuyết

Thể tích không khí lý thuyết của nhiên liệu rắn được tính

2.4.2 Tính thể tích sản phẩm cháy

Khi quá trình cháy xảy ra hoàn toàn, sản phẩm cháy của nhiên liệu chỉ bao gồm các khí như CO2, H2O, O2, N2 và một số khí khác Đặc biệt, thể tích khí 3 nguyên tử có khả năng bức xạ mạnh, bao gồm CO2, H2O và O2 Trong lý thuyết, hệ số không khí thừa được tính là α = 1, tuy nhiên trong thực tế, quá trình cháy thường diễn ra với hệ số không khí thừa α > 1.

2.4.3 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết

Thể tích khí 3 nguyên tử lý thuyết:

= 0,79.2,045484 + 0 = 1,615932 Lượng hơi nước lý thuyết trong khói

Thể tích khói khô lý thuyết

= + = 1,26 + 1,615932 = 2,875932 Tổng thể tích khói lý thuyết

2.4.4 Thể tích sản phẩm cháy thực tế

Thể tích sản phẩm cháy thực tế được tính dựa trên thể tích sản phẩm cháy lý thuyết.

Thể tích sản phẩm cháy:

Entanpy không khí khô lý thuyết:

Nhiệt độ khói thải ra khỏi lò:

Tra bảng nhiệt dung riêng trang 280 sách lò hơi và mạng nhiệt, nội suy: độ

Entanpi của khói thải lý thuyết:

(1) Nhiệt dung riêng của được tính theo công thức thực nghiệm ở bảng 8 tài liệu [1]. độ độ độ độ độ

Entanpy khói thải thực tế:

Nồng độ tro bay theo khói

Bảng 2.1 Kết quả tính toán entanpy

Xác định hệ số không khí thừa

Hệ số không khí thừa trong buồng lửa được xác định theo tài liệu, với giá trị α = 1,35 cho buồng lửa ghi thải xỉ khô Lượng không khí vào đường khói được tra cứu từ bảng 10-3 trong tài liệu này.

Bảng 2.2: Giá trị lượng không khí lọt vào đường khói Δα

Bộ sấy không khí 0,05 Ống dẫn khói bằng thép 0,01

2.5.1 Lập bảng đặc tính thể tích của không khí

Hệ số không khí thừa tại cửa ra buồng lửa được xác định bằng tổng của hệ số không khí thừa trong buồng lửa và lượng không khí lọt vào đường khói Cụ thể, hệ số không khí thừa đầu ra được tính bằng công thức α” = α’ + Δα, trong đó Δα là lượng không khí bổ sung vào tiết diện đang xét.

Bảng 2.3: Bảng hệ số không khí thừa

STT Tên bề mặt đốt Hệ số không khí thừa Đầu vào α’ Đầu ra α”

9 Ống dẫn khói bằng 1,47 1,48 thép Lượng không khí ra khỏi bộ sấy không khí Δα0: lượng không khí lọt vào buồng lửa, Δ = 0,1; Δαn: lượng không khí lọt vào hệ thống nghiền, Δ

Cân bằng nhiệt lò hơi

2.6.1 Lượng nhiệt đưa vào lò hơi

Lượng nhiệt đưa vào lò hơi được tính cho 1 kg nhiên liệu rắn xác định theo công thức

: nhiệt trị thấp của nhiên liệu

Nhiệt lượng từ không khí nóng được tính toán khi không khí được sấy nóng bằng nguồn nhiệt bên ngoài Trong trường hợp sử dụng bộ sấy không khí của lò, nhiệt lượng này sẽ bằng 0.

= là nhiệt vật lý của nhiên liệu đưa vào.Vì không có sấy bằng nguồn nhiệt bên ngoài nên có thể bỏ qua = 0.

: nhiệt lượng do dùng hơi phun nhiên liệu vào lò.

Nhiệt lượng phân hủy khi đốt đá dầu là một yếu tố quan trọng trong quá trình đốt cháy Đối với lò đốt than bột, nhiệt lượng này bằng 0, dẫn đến việc các lò hơi đốt bã mía không sấy không khí bằng nguồn nhiệt bên ngoài sẽ coi lượng nhiệt đưa vào gần bằng nhiệt trị thấp của nhiên liệu.

Xác định các tổn thất nhiệt lò hơi

2.7.1 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra

Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài hoặc được xác định theo công thức

= là entanpi khói thải Với nhiệt độ khói thải = 140 ºC đã chọn có = 374,26548 kJ/kg.

Với nhiệt độ = 30 ºC đã chọn:

= là entanpi không khí lạnh vào lò.

Vậy Hệ số thành phần cháy:

2.7.2.Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học

Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học %

2.7.3 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học

Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học = 6,34%.

2.7.4 Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh

Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 hoặc q5 = 1,26%

2.7.5 Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài

Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài hoặc = 1,26%

Lượng nhiệt sử dụng có ích

Lượng nhiệt sử dụng hữu ích trong lò được xác định bằng công thức = ( - ), kJ/h

Trong đó là sản lượng hơi quá nhiệt, = 70 T/h; là entanpi của hơi quá nhiệt Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt với

= 440 ºC và = 42 bar được = 3383,5688 kJ/kg; inc là entanpi của nước cấp Tra bảng nước và hơi bão hòa với = 230 ºC được = 990,4 kJ/kg.

Lượng nhiệt sử dụng có ích tính cho 1kg nhiên liệu

Hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu

Hiệu suất nhiệt lò hơi η được xác định bằng công thức η = , %

2.9.2 Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò

Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò B được xác định bằng công thức

3.4.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán của lò Để xác định tổng thể tích sản phẩm cháy và không khí chuyển dời qua toàn bộ lò hơi và nhiệt lượng chứa trong chúng người ta sử dụng đại lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán

21

Xác định kích thước hình học của buồng lửa

Sau khi tính toán lượng nhiên liệu tiêu hao, chúng ta xác định thể tích buồng lửa của lò hơi dựa trên nhiệt thế thể tích Theo bảng 4.6 trong tài liệu [5], đối với buồng lửa thải xỉ khô, công suất được tính bằng kW.

, để đạt tối ưu cho chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật, chọn = 300 kW/ Từ đó ta tìm được thể tích buồng lửa

Với = 28790,3 kg/h là lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán; = 6885,3848 kJ/kg là nhiệt trị thấp của nhiên liệu.

3.1.2 Xác định chiều cao buồng lửa

Chiều cao buông lửa được xác định nhằm đảm bảo chiều dài ngọn lửa đủ để nhiên liệu cháy hoàn toàn trước khi thoát ra khỏi buồng lửa Điều này rất quan trọng đối với buồng lửa ghi đốt có công suất lớn.

D = 70 T/h thì chiều dài ngọn lửa được chọn = 12m Khi đó chọn chiều cao buồng lửa khoảng H = 13m.

Diện tích tiết diện ngang của buồng lửa:

3.1.3 Xác định kính thước các cạnh của tiết diện ngang buồng lửa

Diện tích tiết diện ngang buồng lửa được chọn:

Chiều rộng và sâu của buồng lửa được xác định dựa trên loại vòi cấp nhiên liệu và cách bố trí chúng, nhằm ngăn ngừa ngọn lửa văng tới tường đối diện Cần xem xét yêu cầu chiều dài bao hơi để đảm bảo phân ly hơi và tốc độ hơi trong bộ quá nhiệt, đồng thời đảm bảo nhiệt thế cho chiều rộng buồng lửa.

Tỷ lệ chiều rộng và chiều sâu của lò: a/b = 0,68

3.1.4 Chọn loại, số lượng vòi cấp nhiên liệu và cách bố trí

Chọn loại vòi cấp nhiên liệu phù hợp đốt bã mía Với sản lượng hơi 70 t/h, chọn số lượng vòi cấp nhiên liệu là một, bố trí ở tường trước.

Các kích thước cơ bản lắp ráp với lò ghi đốt bã mía thải xỉ khô

- Từ trục vòi cấp đến mép phiễu thải tro xỉ bằng 2m.

- Từ trục vòi phun đến mép tường bằng 1m.

3.1.5 Các kích thước hình học của buồng lửa

Ta tính các diện tích của hình nhỏ

Diện tích tường trước Ft

= (2,236+0,68+1+9+3,223).3,1 = 50,0903 Diện tích tường sau Fs

= ( 1,706+1,414+9+3,223).3,1 = 47,5633 Diện tích xung quanh buồng lửa

Thể tích buồng lửa được tính toán là V = 53,845.3,1 = 166,9195 Qua việc so sánh, nhận thấy sai số giữa thể tích thực tế và thể tích đã tính toán là rất nhỏ, do đó có thể sử dụng các thông số kích thước buồng lửa theo hình vẽ.

3.1.6 Hệ số trong buồng lửa:

M: hệ số kể đến vị trí tương đối của tâm ngọn lửa theo chiều cao của buồng lửa

A,B lấy theo tài liệu [10]: 0,52; 0,3 có thể lấy = 0,5 (buồng lửa ghi) Độ đen của buồng lửa:

Tỷ số giữa diện tích ghi lò và diện tích vách tường buồng lửa là yếu tố quan trọng trong thiết kế lò Khi chọn loại ghi tấm có chiều dài 1500mm và chiều rộng 250mm, ta có thể ghép 3 tấm ghi lại với nhau Độ đen của ngọn lửa cũng là một chỉ số cần xem xét để đánh giá hiệu suất hoạt động của lò.

: áp suất trong buồng lửa k là hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường buồng lửa.

Hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường khói: s: chiều dày hiệu quả của lớp bức xạ trong buồng lửa

Hệ số làm yếu bức xạ do các hạt tro bay:

Chọn đường kính tro chọn bằng 20 : là khối lượng riêng của khói =1,3 kg/m3

Hệ số làm yếu bức xạ của các hạt cốc cháy phản ánh mức độ ảnh hưởng của nồng độ hạt cốc trong ngọn lửa Độ đen của ngọn lửa và độ đen trong buồng lửa cũng là những yếu tố quan trọng cần xem xét để đánh giá hiệu quả bức xạ trong quá trình cháy.

3.1.7 Các đặc tính của buồng lửa:

- nhiệt trị thấp của nhiên liệu làm việc,

- nhiệt lượng do không khí mang vào buồng lửa,

Với: và là lượng lọt không khí vào buồng lửa và hệ thống nghiền than.

- là nhiệt dung riêng của không khí nóng ở nhiệt độ

-là nhiệt lượng của khói tái tuần hoàn mang vào buồng lửa, chỉ kể đến khi có trích

1 phần khói ở đường khói đuôi lò đưa về buồng lửa, kJ/kg,

Nhiệt độ cháy đoạn nhiệt (nhiệt độ cháy lý thuyết) θtha được xác định theo từ bảng nội suy ta có:

Entanpi của khói ở đầu ra buồng lửa: (Cement and Concrete Research 39 (2009)) Theo bảng được giá trị như sau: kJ/kg

Entanpy của khói sau buồng lửa:

Nhiệt lượng hấp thu riêng trong buồng lửa:

Với φ là hệ số giữ nhiệt, kể đến phần nhiệt lượng của khói được bề mặt đốt hấp thu:

Dàn ống sinh hơi

Bước ống của dàn ống sinh hơi ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tường lò và đảm bảo quá trình cháy ổn định.

Chọn ống có bước s = 90mm và đường kính d = 76mm Khoảng cách từ tâm ống đến tường bên là e = 32mm, trong khi khoảng cách từ tâm ống đến tường trước và sau là e' = 37mm Hệ số góc của tường dàn ống được xác định dựa trên các thông số này.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat e/d = 0,42

Ta tìm được hệ số góc bức xạ tường dàn ống là: x = 1- 0,2(s/d-1) = 1 – 0,2(1,18-1) = 0,964.

Số ống ở tường trước và sau là

Số ống ở mỗi tường bên là

Diện tích bề mặt bức xạ:

Bảng 3.1: Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi

STT Tên đại lượng Kí Đơn vị Tường Tường Tường Feston hiệu trước sau bên

1 Đường kính ngoài d mm 76 76 76 76 của ống

4 Khoảng cách từ e mm 32 32 32 32 tâm ống đến tường

5 Diện tích bề mặt 48,8 46,4 52,5 bức xạ

6 Hệ số bức xạ hữu 0,975 0,975 0,975 0,975 hiệu

8 Tổng diện tích bề 147,7 mặt bức xạ hữu hiệu

27

Đặc tính cấu tạo

Dãy ống pheston được lắp đặt từ dàn ống sinh hơi ở tường sau buồng lửa, nằm ở đầu ra của buồng lửa với nhiệt độ cao Để tránh hiện tượng đóng xỉ, các ống được bố trí thưa ra Việc chọn bước ống theo tiêu chuẩn và sắp xếp so le giúp giảm độ bám bẩn Dàn ống được chia thành 4 cụm để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.

Số ống mỗi cụm: lấy 9 ống mỗi cụm Bước ống ngang: 200mm

Bảng 4.1: Đặc tính cấu tạo dãy PHESTON stt Tên các đại Ký Đơn Dãy số Ghi chú lượng hiệu vị

1 Đường kính d mm 76 76 76 76 mỗi ống

3 Bước ống 2,63 2,63 2,63 2,63 ngang tương đối

5 Bước ống 1,97 1,97 1,97 1,97 dọc tương đối

7 Số ống mỗi Z ống 9 9 9 9 dãy

8 Chiều dày S m 0,3839 0,3839 0,3839 0,3839 hữu hiệu lớp bức xạ khói

9 Hệ số góc 0,29 0,29 0,29 0,29 mỗi dãy ống

10 Diện tích bề 15,55 15,55 15,55 15,55 mặt mỗi dãy

11 Tổng diện tích Công thức Thay số Kết bề mặt pheston quả

14 Diện tích chịu 46,65 nhiệt bề mặt bức xạ

15 Diện tích bề 15,55 mặt chịu nhiệt đối lưu

16 Chiều dài tiết Thiết kế diện ngang đường khói

19 Chiều rộng m Thiết kế 3,1 đường khói đi

20 Tiết diện đường khói đi

23 Tiết diện trung bình đường khói đi

Bảng 4.2 Tính truyền nhiệt cụm pheston

STT Tên thông số Ký Đơn Công thức Kết quả hiệu vị

1 Nhiệt độ khói sau 957,4 buồng lửa

3 Nhiệt độ khói trung 942,4 bình

4 Entanpy của khói 5565,50 sau buồng lửa

5 Entanpy của khói sau pheston 5372,22

7 truyền đi 190,25 trên 1kg nhiên liệu 380,39

8 Nhiệt độ bão hoà ở Tra bảng nước và hơi nước 253,22 cụm pheston bão hoà với pBbar

9 Tỷ số chênh lệch 1,07 nhiệt độ trung bình

10 Tốc độ trung bình 11,46 của khói qua

11 Hệ số trao đổi nhiệt 78,54 đối lưa

12 Hệ số làm yếu bức 2,76 xạ bởi khí 3 nguyên tử

13 Hệ số làm yếu bức 1,65 xạ bởi tro

14 Hệ số làm yếu bức 4,41 xạ 4,46

17 Hệ số trao đổi nhiệt 118,175 bức xạ

18 Hệ số truyền nhiệt từ 196,72 khói đến vách ống

19 Hệ số truyền nhiệt 147,54 Đối với nhiên liệu rắn[6]

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat giữa khói và vách 593,18 ống

21 Hiệu số nhiệt độ 80 giữa vách và hơi 80

22 Độ chênh nhiệt độ 260,67 trung bình

23 Diện tích bề mặt 62,2 chịu nhiệt đối lưu và bức xạ

24 Lượng nhiệt bề mặt 299,12 pheston hấp thụ

Tính nhiệt dãy pheston

Áp dụng quy tắc 3 điểm tìm nhiệt độ ra của pheston = 910 tương ứng với =

Nhiệt lượng hấp thụ đối lưu của bộ pheston là:

Phân phối nhiệt lượng cho các bề mặt đốt

4.3.1 Tổng lượng nhiệt hấp thụ hữu ích của lò

4.3.2 Tổng lượng nhiệt hấp thụ bức xạ của dãy pheston

Trong đó: y = 0,75 hệ số phân phối nhiệt không đồng đều.

4.3.3 Lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ từ buồng lửa của bộ quá nhiệt II

= (1− ) 4.3.4 Lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ của dàn ống sinh hơi

4.3.5 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của dãy pheston

4.3.6 Nhiệt lượng hấp thu của bộ quá nhiệt cấp I:

Tra bảng hơi quá nhiệt:

4.3.7 Nhiệt lượng hấp thu của bộ quá nhiệt cấp II

Trong đó: là entanpy của hơi sau khi ra khỏi bộ quá nhiệt

4.3.8 Nhiệt lượng hấp thụ của bộ quá nhiệt

4.3.9 Nhiệt lượng hấp thu bằng đối lưu của bộ quá nhiệt

4.3.10 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nước

4.3.11 Độ sôi bộ hâm nước

Entanpi của nước cấp khi đi vào bộ hâm nước Lượng nhiệt hấp thụ của nước trong bộ hâm nước khi đun sôi

Như vậy lượng nhiệt cần cấp cho nước bốc hơi khi sôi lớn hơn nhiều so với nên trong bộ hâm nước, nước chưa đạt trạng thái sôi.

4.3.12 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của bộ sấy không khí

4.3.13 Nhiệt độ khói trước bộ sấy không khí cấp 2 :

Nhiệt độ khói trước bộ sấy cấp hai chọn sao cho tránh được hiện tượng ăn mòn ở nhiệt độ cao vì vậy phải nhỏ hơn 550

4.3.14 Nhiệt độ khói sau các bề mặt đốt

Nhiệt độ khói sau bộ quá nhiệt cấp II

Tra bảng 2.1ta được Nhiệt độ khói sau bộ quá nhiệt cấp I

Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước

Nhiệt độ khói sau bộ sấy không khí

Khi thực hiện tính toán, chúng ta nhận thấy độ sai lệch so với thông số thiết kế ban đầu không vượt quá mức cho phép Do đó, thiết kế này được coi là hợp lý và đáp ứng yêu cầu của nhiệm vụ.

THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT

Thiết kế bộ quá nhiệt cấp II

Bộ quá nhiệt cấp II (BQN II) hoạt động ở nhiệt độ cao, do đó cần lắp đặt các ống song song trước BQN II để ngăn chặn hiện tượng đóng xỉ bám lên bề mặt ống Để đảm bảo hiệu quả, bước ống dọc cần có kích thước S2/d ≥ 3,5.

Bước ống ngang song song S1/d = 2,5÷ 3,5 Vật liệu chế tạo thép Cacbon, chọn bán kính uốn nhỏ nhất là 75mm Chọn tốc độ hơi trong bộ quá nhiệt cấp II

Sơ đồ bố trí bộ quá nhiệt

1 Bộ quá nhiệt cấp I 4.Ống góp ra bộ quá nhiệt cấp II

2 Bộ quá nhiệt cấp II 5.Bảo ôn

3 Ống góp ra bộ quá nhiệt cấp I

Bảng 5.1 Đặc tính cấu tạo BQN cấp 2

STT Tên đại lượng Ký Đơn vị Công thức tính Kết Ghi chú hiệu quả

1 Đường kính D mm Chọn 51 ngoài ống

2 Đường kính mm Ống có chiều dày từ 3- 46 trong ống 7mm

4 Bước ngang 2.6 Bảng tương đối 16 trang 185 liệu 1

6 Bước dọc 2,2 Bảng tương đối 16 trang 185 liệu [6]

7 Số dãy ống M dãy Thiết kế 8 dọc

8 Tốc độ khối 600 Trang lượng 167 liệu [6]

10 Số ống trong Z ống 16 mỗi dãy ngang

11 Tổng số ống N ống 128 trong bộ quá nhiệt cấp 2

12 Tốc độ khói Chọn 14 Bảng

13 Chiều rộng a m Đã tính 3,1 buồng lửa

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat từ tâm ống ngoài cùng đến vách

15 Hệ số góc dàn Tra toán đồ 0,5 ống

16 Chiều dài ống l m Thiết kế 1,8 dọc

Chiều dài ống m Thiết kế 1 ngang

17 Diện tích trao 36,92 đổi nhiệt của ống đứng

Diện tích trao 1,28 đổi nhiệt của ống ngang

Tổng diện tích 38,2 trao đổi nhiệt của bộ quá nhiệt cấp II

18 Chiều dày lớp S m 0,29 bức xạ hữu hiệu

19 Chiều sâu cụm m Thiết kế 5 ống

20 Chiều cao tiết m Thiết kế 2 diện vào đường khói

21 Chiều cao tiết m Thiết kế 2 diện ra đường khói

22 Tiết diện đầu 4,568 vào cụm ống của đường khói

23 Tiết diện đầu 4,568 ra cụm ống của đường khói

24 Tiết diện trung 4,568 bình của đường khói đi trong bộ quá nhiệt cấp 2

Bảng 5.2 Tính nhiệt bộ quá nhiệt cấp 2

ST Tên đại lượng Ký Đơn vị Công thức Kết quả

1 Nhiệt độ khói 910 trước bộ quá nhiệt cấp 2

2 Nhiệt độ khói sau 1 900 bộ quá nhiệt cấp 2 2 870

3 Entanpy trước bộ Tra bảng 5260,109 quá nhiệt cấp 2

4 Entanpy của khói 1 5195,68 sau bộ quá nhiệt

5 Lượng nhiệt do 1 507,17 khói truyền cho bộ quá nhiệt cấp 2

6 Lượng nhiệt hấp 1 251,044 thu bức xạ của bộ quá nhiệt cấp 2

9 Nhiệt độ hơi đầu 440 ra

12 Nhiệt độ hơi đầu Tra bảng nước chưa sôi 1 423,61 vào và hơi quá nhiệt tại 2 391,46

13 Hiệu nhiệt độ 1 486,39 giữa khói và hơi đầu vào 2 518,54

14 Hiệu nhiệt độ 1 460 giữa khói và hơi đầu ra 2 430

15 Độ chênh nhiệt 473,07 độ trung bình

16 Nhiệt độ trung 1 905 bình của khói

17 Nhiệt độ trung 1 431,80 bình của hơi

18 Thể tích riêng của Tra bảng nước chưa sôi 1 0,06284 hơi và hơi quá nhiệt tại

19 Tốc độ trung bình 1 38,2 của hơi

20 Tốc độ trung bình 1 12,85 của khói đi [7]

21 Thành phần thể 0.17 tích của hơi nước

23 Nồng độ tro bay 2,167 theo khói

24 Hệ số truyền Tra toán đồ 12 tài liệu 1 90,117 nhiệt đối lưu [6]

25 Hệ số làm yếu 1 40,82 bức xạ của khí 3 nguyên tử

26 Hệ số làm yếu 1 0,676 bức xạ bởi các hạt tro 2 0,682

27 Hệ số làm yếu 1 11,26 bức xạ của khói

28 Hệ số bám bẩn Toán đồ 8

29 Nhiệt độ của vách 1 486,33 ống

31 Hệ số toả nhiệt Toán đồ 18 [6] 1 53,48 bức xạ

32 Hệ số trao đổi 1 143,59 nhiệt từ khói đến vách 2 139,19

33 Hệ số toả nhiệt Toán đồ 14 1 1784,5 đối lưu từ ống đến hơi 2 954,5

34 Hệ số truyền 1 99,67 nhiệt Đối

35 Lượng nhiệt 1 1801,16 truyền theo tính toán 2 1645,81 Áp dụng quy tắc 3 điểm để xác định nhiệt độ của khói sau bộ quá nhiệt cấp II

Theo đồ thị ta xác định được:

Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu kW

Tổng nhiệt hấp thụ của BQN II

Entanpi hơi đầu vào BQN II kJ/kg

Thiết kế bộ quá nhiệt cấp I

Bộ quá nhiệt cấp I, nằm sau bộ quá nhiệt cấp II, có nhiệt độ thấp, giảm nguy cơ đóng xỉ trên ống Các ống xoắn thường được bố trí so le để tối ưu hóa hiệu suất.

Tải luận văn mới nhất về nhiệt cấp I tại địa chỉ skknchat123@gmail.com Vùng này có nhiệt độ khói thấp, vì vậy để cải thiện hiệu quả trao đổi nhiệt, cần bố trí hệ thống một cách so le nhưng vẫn đảm bảo tính hợp lý và hiệu quả.

Vật liệu làm thép cacbon, uốn gấp khúc nhiều lần đảm bảo đường khói cắt đường hơi nhiều lần Chọn Bán kính uốn nhỏ nhất là

Vì chiều rộng lò hơi cố định nên tốc độ khói sẽ do chiều cao quyết định Chiều cao đường khói ta chọn là 2m.

Bảng 5.3 đặc tính cấu tạo của bộ quá nhiệt cấp I

STT Tên đại lượng Ký Đơn Công thức Kết Ghi chú hiệu vị quả

2 Tiết diện lưu f 0,038 thông hơi

3 Số ống trong Z ống 23 một dãy

6 Bước ống 3,14 ngang tương đối

7 Bước ống dọc 2,2 tương đối

8 Chiều dày ống mm Chọn

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat từ tâm ống ngoài đến tường bên

10 Hệ số góc dàn ống

12 Chiều dày lớp s m 0,45 bức xạ hữu hiệu

14 Chiều cao của H m 2 không gian trước và sau cụm bộ quá nhiệt cấp I

15 Chiều cao của m 1,9 một ống trong dãy dọc

16 Chiều dãi mỗi m 5 ống xoắn chịu nhiệt

17 Tiết diện đầu 3,97 vào cụm ống của đường khói

18 Tiết diện dầu 3,97 ra cụm ống của đường khói

19 Tiết diện trung 3,97 bình của đường khói đi trong cụm bộ quá nhiệt cấp I

20 Chiều dài một co uốn của dãy 0,07 dọc

Bảng 5.4 tính nhiệt bộ quá nhiệt cấp I

STT Tên đại lượng Ký Đơn vị Công thức Kết quả Ghi chú hiệu

1 Nhiệt độ hơi 253,22 vào bộ quá nhiệt cấp1

2 Entanpy hơi Tra bảng nước và hơi 1101,47 vào bộ quá nước bão hoà nhiệt cấp 1

3 Nhiệt độ hơi 412,74 ra khỏi bộ quá nhiệt cấp 1

4 Entanpy hơi Tra bảng hơi quá nhiệt 3236,77 ra khỏi bộ quá nhiệt cấp 1

5 Nhiệt độ khói 890 vào bộ quá nhiệt cấp 1

6 Nhiệt lượng 10094,7 hấp thu của 9 bộ quá nhiệt cấp 1

7 Entanpy của Tra bảng entanpy 5131,72 khói vào bộ quá nhiệt cấp 1

8 Entanpy của 3855,24 khói ra khỏi bộ quá nhiệt cấp 1

9 Nhiệt độ khói Tra bảng entanpy 671,20 ra khỏi bộ quá nhiệt cấp 1

10 Nhiệt độ khói 780,6 trung bình của bộ quá nhiệt

11 Nhiệt độ 332,98 trung bình của hơi

12 Tốc độ trung 15,61 bình của khói [7]

13 Thành phần 0,17 thể tích hơi nước trong khói

14 Phân thể tích 0,07 các khí

15 Nồng độ tro THIẾU 2,13 bay trong khói

16 Hệ số trao đổi 105,18 nhiệt đối lưu Toán đồ 12[5]

17 Thể tích riêng Tra bảng nước chưa sôi 0,073 hơi nước và hơi quá nhiệt với

18 Tốc độ trung 37,35 bình của hơi trong bộ quá nhiệt cấp 1

19 Hệ số trao đổi 2115 nhiệt từ vách Toán đồ 14[5] đến hơi

20 Hệ số bám Toán đồ 8[5] 0,005 bẩn

21 Độ chênh 477,26 nhiệt độ ở đầu vào

22 Độ chênh 417,98 nhiệt độ ở đầu ra

23 Độ chênh 446,96 nhiệt độ trung bình

25 Hệ số làm 37,91 yếu bức xạ bởi khí 3 nguyên tử k 9,09

26 Độ đen của 0,335 môi trường khói

27 Hệ số trao đổi 150 nhiệt bức xạ Tra toán đồ số 18

28 Hệ số trao đổi 155,43 nhiệt từ khói đến vách

30 Diện tích bề 166,95 mặt truyền nhiệt tính toán

Số lượng ống ống 14 dọc của bộ quá nhiệt cần thiết

Tổng diện 168,34 tích hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp I

31 Độ sai lệch 0,83 diện tích giữa thiết kế và tính toán

45

Đặc tính của bộ hâm nước

Theo bảng phân bố nhiệt thì nước ra khỏi bộ hâm nước vẫn chưa sôi Do đó ta chọn bộ hâm nước kiểu chưa sôi.

Để chế tạo hệ thống, sử dụng ống thép trơn với đường kính 51 mm Để tối ưu hóa hiệu quả trao đổi nhiệt, cần bố trí hai dòng môi chất chuyển động ngược chiều, trong đó khói di chuyển từ trên xuống và nước từ dưới lên Đồng thời, các ống của bộ hâm nên được sắp xếp theo kiểu sole.

+ Bước ngang tương đối S 1 /d=2÷3 để hạn chế bám tro Chọn S 1 = 144mm

+ Bước dọc tương đối s 2 /d=1,5÷2.Chọn S 2 = 76mm (bước dọc nhỏ thì bám bẩn càng ít)

+ Bán kính uốn của ống xoắn khoảng (1,5÷2)d Chọn bằng 60mm

Tốc độ nước trong ống xoắn được xác định nhằm ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn, đặc biệt là trong bộ hâm nước kiểu chưa sôi, nơi vận tốc tối thiểu cần đạt là 0,3m/s.

Khoảng cách giữa các cụm ống của bộ hâm không bé hơn 500÷600mm

Bảng 6.1 đặc tính cấu tạo của bộ hâm nước

STT Tên đại lượng Ký Đơn Công thức Kết Ghi chú hiệu vị quả

1 Đường kính ngoài d mm Chọn 51 của ống

2 Bước ống ngang mm Chọn 144

3 Bước ống dọc mm Chọn 76

4 Bước ống tương 2,8 đối ngang

5 Bước ống tương 1,5 đối dọc

6 Chiều rộng đường a m Thiết kế 3,1 khói

7 Chiều sâu đường m Thiết kế 3 khói

8 Khoảng cách từ mm Chọn 50 tâm ống đến vách ngoài cùng

9 Số ống trong mỗi n ống 21 dãy ngang

10 Số ống trong mỗi ống

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat dãy dọc

11 Chiều dài một co m bằng lần 0,06 uốn của dãy dọc đường kính ống

12 Chiều dài của một m 2,94 ống trong dãy dọc

13 Khoảng cách giữa m Chọn 0,096 hai cụm ống của bộ hâm nước

14 Tiết diện đường F 6,15 khói đi

15 Tiết diện lưu thông f 0,039 hơi

17 Chiều cao của bộ h m 1,5 hâm nước

18 Chiều dày bức xạ s m 0,94 hữu hiệu

19 Diện tích bề mặt 10,09 hấp thụ nhiệt của bộ hâm nước cấp

Bảng 6.2 Tính nhiệt bộ hâm nước

STT Tên đại lượng Ký Đơn vị Công thức tính Kết quả hiệu

1 Nhiệt độ khói vào bộ 671,20 hâm nước cấp

2 Entanpy của khói vào Tra bảng entanpy 3892,80 bộ hâm nước cấp

3 Nhiệt độ của khói sau Đã tính chương 7 236,12 bộ hâm nước cấp

4 Nhiệt độ trung bình 453,66 của khói

5 Lượng nhiệt do khói Đã tính ở chương 3 20307,09

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat truyền cho bộ hâm nước cấp

6 Nhiệt độ nước cấp Nhiệm vụ thiết kế 230 đầu vào

7 Entanpy của nước đầu Đã tính ở chương 7 990,4 vào

8 Entanpy của nước đầu 2034,76 ra

9 Nhiệt độ của nước Tra bảng nước chưa sôi 238,73 đầu ra và hơi quá nhiệt

10 Hiệu nhiệt độ giữa 432,47 khói đầu vào và nước đầu ra

11 Hiệu nhiệt độ giữa 6,12 khói đầu ra và nước đầu vào

12 Độ chênh nhiệt độ 100,13 trung bình

13 Nhiệt độ trung bình 453,66 của khói

14 Nhiệt độ trung bình 234,36 của nước

15 Nhiệt độ vách bám tro 334,36

17 Tốc độ trung bình của 11,83 khói[7]

18 Thành phần thể tích 0,1702 hơi nước trong khói

19 Thành phần thể tích 0,0728 khí 3 nguyên tử

20 Hệ số truyền nhiệt đối 93,324 lưu Toán đồ 12 [6]

22 Hệ số toả nhiệt bức xạ Toán đồ 18 [6] 64

23 Hệ số trao đổi nhiệt từ 204,53

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat khói đến vách

25 Diện tích bề mặt hấp 354,81 thụ của BHN theo tính toán

26 Diện tích hấp thu của 10,09

1 dãy ống dọc của BHN

27 Số lượng ống trong ống 35 một dãy dọc

28 Tổng diện tích bề mặt 0,323 hấp thu của dãy ống giữa 2 cụm

29 Diện tích bề mặt hấp 353,61 thụ thực tế

30 Độ sai lệch giữa thiết e % 0,338 kế và tính toán

Sau khi tính toán, các thông số thu được không sai lệch nhiều so với thiết kế ban đầu của các bộ phận truyền nhiệt Do đó, chúng ta có thể sử dụng kết quả này cho các bộ phận truyền nhiệt.

49

THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ

Bộ sấy không khí hoạt động ở nhiệt độ thấp dễ bị ăn mòn, vì vậy chúng ta chia thành ba đoạn dọc theo đường khói Đoạn phía dưới có nguy cơ ăn mòn cao hơn, nên được tách riêng khoảng 100mm để thuận tiện cho việc thay thế khi cần Bộ sấy không khí được chế tạo từ thép cacbon.

Bảng 7.1 đặc tính cấu tạo của bộ sấy không khí

STT Tên đại lượng Ký hiệu Đơn vị Công thức Kết quả

1 Đường kính ngoài d Chọn 51 của ống Đường kính trong d t Chọn 48

6 Đường kính ống 49,5 trung bình

7 chiều rộng đường Cụm Chọn khói

8 ống ngoài cùng đến Chọn vách

9 Số dãy ống ngang Dãy 15

10 Chiều rộng mỗi cụm Chọn 1500

11 Số dãy ống dọc Dãy 26

12 Số ống trung bình 383 mỗi cụm

13 Chiều rộng sâu cụm Chọn 3

14 Đoạn trên Chọn 3 Đoạn giữa Chọn 3 Đoạn dưới Chọn 3

15 Tiết diện khói đi qua 2,94

17 Tiết diện không khí đi

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat Đoạn trên 8,82 Đoạn giữa 8,82 Đoạn dưới 8,82

Diện tích bề mặt chịu nhiệt 693,06

18 Đoạn trên 693,06 Đoạn giữa 693,06 Đoạn dưới

19 Tổng diện tích bề 2079,18 mặt chịu nhiệt

Bảng 7.2 Tính nhiệt bộ sấy không khí

Stt Tên đại Ký Đơn Công thức tính hay chọn Kết quả lượng hiệu vị

1 Lượng Chương 7 3915,78 nhiệt hấp thụ BSKK

3 Nhiệt độ Đã tính ở chương 3 137,86 sau BSKK

4 Nhiệt độ 186,96 khói trung bình

5 Nhiệt độ Nhiệt độ môi trường 30 không khí đầu vào

6 Nhiệt độ Nhiệm vụ thiết kế 140 không khí đầu ra

7 Nhiệt độ 85 trung bình của không khí

8 Tốc độ 13,66 khói trung bình [9]

9 Thành 0,167 phần thể tích hơi nước

10 Thành 0,0715 phần thể tích khí 3 nguyên tử

11 Hệ số tản 49,44 nhiệt từ khói đến vách [7]

12 Chiều cao Chọn 5 6 toàn bộ

13 Diện tích 1191,2 1429,4 bề mặt 4 nhiệt hấp thụ

14 Tiết diện 8,74 10,47 lưu thông của không khí

15 Chiều cao (bộ sấy không khí chia 1,67 2 trung bình của mỗi làm 3 đoạn) đoạn

16 Tốc độ 2,001 1,67 trung bình của không khí [7]

19 Độ chênh 101,87 nhiệt độ theo chiều nhiên liệu [9]

23 Độ chênh 82,51 nhiệt độ trung bình thực [7]

25 Lượng kW 1901,44 2281,7 nhiệt 3 truyền theo tính toán [7]

Lượng nhiệt truyền theo tính toán của bộ sấy không khí cấp = 1901,44 kW.

Sau khi tính toán, các thông số của bộ phận truyền nhiệt không sai lệch nhiều so với thiết kế ban đầu, cho phép chúng ta sử dụng kết quả tính toán để áp dụng vào các bộ phận này.

Tiêu đề	Tính Toán Thiết Kế Lò Hơi Cho Nhà Máy Đường An Khê – Gia Lai
Tác giả	Trần Thanh Tuấn, Trần Trung Quy, Phạm Cao Đại Vinh, Lê Quốc Trung, Trần Thanh Phúc
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Văn Tuấn
Trường học	Trường Đại Học Công Nghiệp Tp Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
Thể loại	khóa luận tốt nghiệp
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Thành Phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	64
Dung lượng	3,62 MB