(Đồ án tốt nghiệp) TÍNH TOÁN THIẾT kế lò hơi đốt dầu DO CÔNG SUẤT 1 5 t h DÙNG để GIẶT ủi

TỔ NG QUAN V Ề LÒ HƠI

Phân lo ại lò hơi

1.1.1 Theo ch ế độ đố t nhiên li ệ u

- Trong buồng lửa phân loại như sau:

+ Lò hơi đốt theo lớp: lò ghi thủ công (ghi cố định), lò ghi nửa cơ khí và lò ghi cơ khí, + Lò hơi đốt theo dạng ngọn lửa: đốt than bột, đốt nhiên liệu lỏng hay khí, khí gas, thải xỉ lỏng hay xỉ khô,

+ Lò hơi đốt kiểu tầng sôi và tầng sôi tuần hoàn,

+ Lò có buồng đốt xoáy,….phát triển theo tuần tự: kiểu bình ống lò, ống nước đơn giản và phức tạp

1.1.2 Theo ch ế độ tu ầ n hoàn c ủa nướ c

- Trong giàn ống sinh hơi phân loại như sau:

+ Tuần hoàn cưỡng bức có bội số tuần hoàn lớn,

+ Lò tuần hoàn có hỗ trợ của bơm,

1.1.3 Theo thông s ố và công su ấ t c ủa lò hơi

+ Lò hơi thông số nhỏ công suất thấp,

+ Lò hơi công suất vừa và thông số hơi trung bình,

+ Lò hơi công suất lớn thông số cao, siêu cao, cận tới hạn và siêu tới hạn…

+ Lò hơi nửa di động và di động,

+ Lò hơi dùng để phát điện

- Phương pháp phân loại như trên chỉ thể hiện một vài đặc tính của lò hơi.

Lò hơi ố ng lò và ố ng l ử a

- Lò hơi đơn giản nhất có dạng một bình trụ, khói đốt nóng ngoài bình để tăng khả năng truyền nhiệt của lò, người ta có thể tăng bề mặt truyền nhiệt của lò, tăng số bình của lò bằng cách đặt trong bình lớn nhất một hai đến ba ống ( 500 ÷ 800 mm ) gọi là ống lò, khói đi trong ống lò có thể quặt ra sau để đốt nóng ngoài vỏ bình.

SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS.GVC Hồ Trần Anh Ngọc 3

- Ưu điểm là không đòi hỏi bảo ôn buồng lửa, có thể tích chứa nước lớn, tuy nhiên có khuyết điểm là khó tăng bề mặt truyền nhiệt theo yêu cầu công suất, hơi sinh ra thường là hơi bão hòa Lò hơi ống lò thường có sản lượng bé khoảng ( 2 - 2,5T/h ), ống lò thường đặt lệch tâm với bình để đảm bảo tuần hoàn nước trong bình

- Trong loại này ống lò được thay bằng ống lửa với kích thước bé hơn (50 ÷ 150 mm )

Buồng lửa đặt dưới lò, khói sau khi qua ống lửa còn có thể quặt ra hai bên đốt nóng bên ngoài lò

- Ưu điểm là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm so với loại ống lò, tuy nhiên vẫn hạn chế khả năng tăng công suất và chất lượng hơi theo yêu cầu

Hình 1 1 Lò hơi ống lò ống lửa

- Loại lò này đặt ống lò và ống lửa song song với nhau, khi ấy dòng khói sau khi đi ra khỏi lò được quặt trở lại để đi trong lửa, loại lò này còn có ưu điểm khá lớn là kích thước rất gọn, chiếm diện tích đặt ít nhưng vận hành và sửa chữa vất vả do kích thước buồng lửa quá nhỏ và đặt ở những độ cao khác nhau.

- Tóm lại:Các loại ống lò ống lửa đều có nhược điểm:

+ Hạn chế việc tăng áp suất và sản lượng hơi,

+ Yêu cầu về chất lượng nhiên liệu sử dụng cao,

+ Suất tiêu hao kim loại dùng để chế tạo lò lớn,

+ Khó khử cáu cặn nước bám vào vách kim loại hay tro bám mặt ngoài ống,

+ Nhưng lò hơi cũng có những ưu điểm sau đây nên được sử dụng rộng rãi, chủ yếu cho các nghành công nghiệp nhẹ và các nghành giao thông vận tải,

+ Có thể tích chứa nước lớn nên có khả năng tích lũy nhiệt lớn nên phục vụ cho nhu cầu về phụ tải thay đổi nhiều,

+ Kích thước rất gọn, chiếm chỗ đặt ít,

+ Bảo ôn lò rất đơn giản.

Lò hơi ống nướ c tu ầ n hoàn t ự nhiên

1.3.1 Lò hơi ống nướ c n ằ m ngang

- Các ống nước được đặt nằm nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc nhỏ, ở đây các hệ thống được nối với nhau bằng hai hộp góp, hai hộp này được nối với bao hơi đặt dọc, số dãy ống chọn phụ thuộc đường kính bao hơi, tức là không thể chọn một cách tùy ý

- Những khuyết điểm ở lò hơi hộp góp là mặt phẳng rộng nên không thể tăng áp suất lên được, các ống hấp thụ và giãn nở nhiệt khác nhau dễ gây xì hở mối nối ống vào thành hộp góp

- Để khắc phục những khuyết điểm của họp góp người ta chia họp góp thành nhiều ống góp tiết diện vuông hay chữ nhật, mỗi ống góp nối với dãy ống theo phương dọc

Hình 1 3 Lò hơi ống nước nằm ngang

1.3.2 Lò hơi có bao hơi đặ t n ằ m ngang

- Ngoài ưu điểm cho phép tăng bề mặt của lò, giảm được suất tiêu hao kim loại, lò hơi loại này có ưu điểm là ống góp được nối với bao hơi bằng những ống cong, tạo nên một cơ cấu đàn hồi

- Lò hơi ống nước nằm ngang có những ưu điểm sau:

+ Tăng áp suất và sản lượng hơi nước lên rất nhiều so với lò hơi ống lửa, ống nước thẳng nên dễdàng thải cáu bẩn trong ống,

+ Cho phép sử dụng nhiên liệu có chất lượng xấu

- Nhưng lò hơi ống nước nằm nghiêng có những khuyết điểm sau:

+ Suất tiêu hao kim loại để chế tạo lò lớn,

+ Tường buồng lửa phải làm việc nặng nề vì phải tiếp xúc với khói có nhiệt độ cao, + Tuần hoàn nước còn yếu vì ống đặt nằm nghiêng với góc bé, thường từ ống thứ 7 trở lên tuần hoàn rất yếu hay không có nên khi chế tạo người ta cũng chỉ thực hiện ống góp có 7 ống nước,

+ Lò hơi ống nước nằm nghiêng chủ yếu phục vụ cho các xí nghiệp, công nghiệp mà ở đây điều kiện xử lý nước không được đầy đủ,

+ Ở nước ta, loại lò hơi này chỉ được sử dụng trong một số xí nghiệp công nghiệp, + Thông số hơi thường không quá 1,5 ( MN/ m² ), 350°C, sản lượng hơi không quá 12 T/h

1.3.3 Lò hơi ống nước đứ ng

- Loại lò này có nhiều ưu điểm, song cũng có nhiều nhược điểm:

+ Do sử dụng nhiều bao hơi nên hiệu suất tiêu hao kim loại tương đối lớn, vốn đầu tư cao, khó tăng công suất và thông số lò,

+ Tuần hoàn không ổn định lắm vì do ống xuống bị đốt nóng,

+ Có yêu cầu cao về hệ số bảo ôn,

- Bước phát triển tiếp theo của các lò hơi ống nước cong dựa trên các tiêu chuẩn: + Tăng áp suất và công suất lò,

+ Giảmtrọng lượng kích thước lò bằng cách giảm số bao hơi 1 đến 2 cái và tăng chiều dài ống nước,

+ Tăng bề mặt nhiệt hấp thụ nhiệt bức xạ bằng cách đặt thêm các giàn ống và giảm nhẹ bảo ôn lò hơi,

+ Hoàn thiện việc tuần hoàn của nước và hỗn hợp hơi nước bằng cách khắc phục trở lực trong ống nối giữa hai bao hơi trên và dưới đảm bảo cho ống nước xuống của lò không bị đốt nóng,

+ Tăng hiệu suất nhiệt bằng cách đặt thêm các bề mặt đốt ở phần cuối đường khói thải, sử dụng không khí nóng

Hình 1 4 Lò hơi ống nước đứng

1.3.4 C ấ u t ạ o c ủ a m ộ t s ố lò tu ầ n hoàn t ự nhiên hi ện đạ i

- Lò hơi hai bao hơi: Lò hơi này có bao hơi đặt dọc đường khói, được chế tạo với công suất từ 2 đến 10 tấn, áp suất 1,28 ( MN/ m² ), dùng hơi bão hòa hay hơi quá nhiệt tới 350°C

- Ở phần trước của hai bao hơi được nối với hai ống góp bởi hai hệ thống dàn ống của tường bên, phần sau nối với bao hơi dưới bởi một cụm ống.

- Để ngăn ngừa khả năng kéo dài của ngọn lửa vào trong cụm ống đối lưu, buồng lửa được chia thành hai phần: Buồng lửa chính và buồng lửa cháy kiệt, sản phẩm cháy ra khỏi buồng lửa chính được đưa sang buồng cháy kiệt, rồi sau đó đi vào trong cụm ống đối lưu của lò Lò chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp nhưng cũng có thể dùng cho việc chạy động cơ hơi nước.

1.3.5 Lò hơi một bao hơi

- Chạy ghi xích được dùng chủ yếu cho các nhà máy điện có công suất nhỏvà được sản xuất với hai loại 20 và 35 T/h với thông số hơi 3,82 ( MN/m² ), 450°C phục vụ cho hai loại tua bin ngưng hơi trung áp công suất 4000 ( KW ) và 6000 ( KW ), thuộc loại lò hơi hiện đại có cấu tạo hoàn thiện, dàn ống bức xạ nhiệt đặt xung quanh buồng lửa và ống xuống không hấp thụ nhiệt Bộ quá nhiệt hai cấp đặt ngay sau cụm ống pheston có đầy đủ bề mặt đốt phần đuôi để gia nhiệt không khí nóng tới 150°C và giảm nhiệt độ khói thải xuống khoảng ( 150 ÷ 180°C ) Nếu sử dụng nhiên liệu hợp lý thì hiệu suất của lò đạt tới 80%

- Lò có sản lượng từ 20 tấn trở lên, áp suất trung bình chỉ chế tạo với 75T/h lò sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau: rắn, lỏng, khí

- Toàn bộ được chia thành 27 khối trọn vẹn và chỉ có một số phần nhỏ các chi tiết ở dạng lẻ Bảo ôn lò cũng được thực hiện theo dạng khối gồm những tấm bê tông chịu lửa đúc sẵn được nối với dàn ống bằng bulông

- Việc chế tạo lò theo phương pháp lắp khối đã rút ngắn được thời gian lắp ráp của lò lên rất nhiều, các lò trung áp 75 T/h dùng trong các nhà máy điện ngưng hơi công suất

- Các loại lò than phun cũng như lò ghi cũng được bố trí theo dạng hình ᴨ, đường khói đi từ dưới lên trong buồng lửa và đi từ trên xuống dưới trong phần đuôi, việc bố trí này có ưu điểm là quạt khói đặt phía dưới, giảm được trọng tải động trong khung lò, nhưng với lò than phun thải xỉ khô thì có nhược điểm là phễu tro xỉ đặt quá gần vùng trung tâm cháy nên nhiệt độ vùng thải xỉ cao, ảnh hưởng xấu đến điều kiện thải xỉ khô.

- Lò hơi tuần hoàn tự nhiên hiện nay đã được chế tạo với áp suất 17,6 ( MN/m ), sản lượng đến gần 2000 T/h, về nguyên tắc lò hơi có thể chế tạo với sản lượng rất lớn, nhưng thông dụng nhất là D > 1000

Hình 1 5 Lò hơi đốt bột than

1.3.7 Lò hơi tuần hoàn cưỡ ng b ứ c v ớ i b ộ i s ố l ớ n

- Để tăng cường khả năng tuần hoàn của lò, người ta đặt thêm bơm tuần hoàn, khi đó lò hơi làm việc với chế độ tuần hoàn cưỡng bức nhưng bội số bằng 1.

- Hiện nay có hai phương hướng sử dụng lò hơi này:

+ Trang bị cho các cơ sở lò hơi nhỏ (như một số lò dùng khí thải),

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY C Ủ A NHIÊN LI Ệ U

Th ể tích không khí và s ả n ph ẩ m cháy

2.1.1 Th ể tích không khí s ả n ph ẩ m cháy

- Thành phần của dầu DO ( TL1 - 21 )

Bảng 2 1 Thành phần dầu DO

W lv A lv S lv C lv H lv N lv O lv

- Lượng không khí vừa đủ để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu: ( TL1 – 26 )

V kk 0 = 0,0899(C lv + 0,375 × S lv ) + 0,265 × H lv − 0,033 × O lv , ( 𝟐 − 𝟏 )

Th ể tích s ả n ph ẩ m cháy

- Khi quá trình cháy xảy ra hoàn toàn, sản phẩm cháy của nhiên liệu sẽ chỉ bao gồm các khí : CO2, SO2, N2, O2, H2O Chỉ tính chung thể tích khí 3 nguyên tử vì chúng có khả năng bức xạ rất mạnh: CO2 + H2O, ký hiệu V RO 2 = V CO 2 + V SO2 Ở trạng thái lý thuyết ta tính hệ số không khí thừa α = 1,1 ( α = 1,1 ÷ 1,5 ) ( TL1 - 34 )

2.2.1 Th ể tích s ả n ph ẩ m cháy lý thuy ế t

- Thể tích V RO 2 của nhiên liệu rắn được tính: ( TL1 - 26 )

V RO 2 = V CO 2 + V SO2 = 0,01886( C lv + 0,375 × S lv ), ( 𝟐 − 𝟐 )

- Thể tích V N 0 2 lý thuyết trong sản phẩm cháy: ( TL1 - 26 )

- Lượng hơi nước lý thuyết trong khói: ( TL1 - 26 )

- Trong đó G ph là lượng hơi để phun dầu vào lò, đối với vòi phun kiểu cơ khí thì Gph = 0 ( TL2 - 28 )

- Thể tích khói khô lý thuyết: ( TL2 - 27 )

- Thể tích khói lý thuyết: ( TL2 - 27 )

- Hệ số không khí thừa phụ thuộc vào loại buồng lửa, nhiên liệu đốt, phương pháp đốt và điều kiện vận hành.

- Với lò hơi buồng lửa phun dầu ta chọn  = α bl ′′ = 1,1 ( TL2 - 26 )

2.2.3 Th ể tích s ả n ph ẩ m cháy th ự c t ế

- Thể tích hơi nước thực tế: ( TL2 - 29 )

- Thể tích khói khô thực tế: ( TL2 - 29 )

Bảng 2 2 Bảng tính toán quá trình cháy

Tính entanpi c ủ a không khí và s ả n ph ẩ m cháy (khói)

Bảng 2 3 Entanpi của các khí và tro

T( ℃ ) ( Cθ ) RO2 ( Cθ ) N2 ( Cθ ) H2O ( Cθ ) KK θ, o C kJ/m 3 tc kJ/m 3 tc kJ/m 3 tc kJ/m 3 tc

- Entanpi của không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy ( TL1 - 29 )

I kk 0 = V kk 0 ( Cp × θ )kk, ( Kcal/kg )

- C p : nhiệt dung riêng của không khí , ( kJ/kg độ )

- θ: nhiệt độ của các không khí , °C

- Entanpi của khói lý thuyết được tính: ( TL1 - 29 )

- C p : nhiệt dung riêng của các loại khí

- θ: nhiệt độ của các chất khí

- Entanpi của khói thực tế ( TL1 - 29 )

Bảng 2 4 Entanpi của khói và không khí theo nhiệt độ T( ℃ ) 𝐈 𝐤𝐤 𝟎 ( 𝐊𝐜𝐚𝐥/𝐤𝐠 ) 𝐈 𝐊 𝟎 ( 𝐊𝐜𝐚𝐥/𝐤𝐠 ) 𝐈𝐊 ( Kcal/kg )

CÂN BẰ NG NHI ỆT LÒ HƠI

Phương trình cân bằ ng nhi ệt lò hơi

3.1.1 Phương trình cân bằ ng nhi ệt lò hơi

- Ứng với 1kg nhiên liệu lỏng khi cháy trong lò hơi ở trong điều kiện vận hành ổn định có phương trình cân bằng nhiệt tổng quát : ( TL2 - 37 )

Qđv : nhiệt lượng đưa vào ứng với 1kg nhiên liệu ( kJ/kg )

Q1 : Lượng nhiệt hữu ích dùng để sản xuất hơi ( kJ/kg )

Q2 : Tổn thất do khói thải mang ra ngoài ( kJ/kg )

Q3 : Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học ( kJ/kg )

Q4 : Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học ( kJ/kg )

Q5 : Tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xunh quanh ( kJ/kg )

Q6 : Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài ( kJ/kg )

- Ta tính được nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu ( TL2 - 37 )

Q t lv = 339 × C lv + 1030 × H lv − 109( O lν − S lv ) − 25 × W lv , ( 𝟑 − 𝟐 )

- Nhiệt trị nhiên liệu được hâm nóng lên 90 0 C ( TL2 - 38 )

Qnl = Cnl × tnl = 1,965 × 90 = 176,85 ( kJ/kg )

Với Cnl = 1,74 + 0,0025tnl = 1,74 + 0,0025 × 90 = 1,965 ( kJ/kg độ )

- Nhiệt lượng đưa vào ứng với 1kg nhiên liệu ( TL2 - 38 )

3.1.2 T ổ n th ấ t do cháy không hoàn toàn v ề m ặt cơ họ c q 4

- Tổn thất nhiệt do cháy cơ học không hết được xác định bằng lượng nhiên liệu cháy không hết trong xỉ Do đốt dầu DO nên ta chọn: ( TL1 - 39 ) q 4 = 0 %, ( 𝟑 − 𝟒 )

3.1.3 T ổ n th ấ t do khói th ả i mang ra ngoài 𝒒 𝟐

- Dựa theo bảng hệ số không khí thừa trong buồng lửa ta có 𝛼 của khói thải: α = 1,220

- Theo đó ta tính được hệ số không khí thừa trung bình của khỏi thải: ( TL2 - 41 ) α th = 1

I th = V th × ( C p × θ ) th : là entanpi khói khải Với nhiệt độ khói thải θ th = 100°C đã chọn có: ( TL2 - 41 )

- Theo TL ta tính được nhiệt dung riêng của không khí lạnh ở 30 o C: ( TL2 - 41 )

3.1.4 T ổ n th ấ t nhi ệ t do không hoàn toàn v ề m ặ t hoá h ọ c q 3

- q3 phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Hệ số không khí thừa, nhiên liệu và phương thức hỗn hợp nhiên liệu, hình dạng, kích thước buồng lửa ….Vì lò đốt dầu DO nên ta có thể chọn: ( TL1 - 38 ) q 3 = Q Q 3 đv = 1,5 %, ( 𝟑 − 𝟏𝟎 )

3.1.5 T ổ n th ấ t nhi ệ t do t ỏa ra môi trườ ng xung quanh q 5

- Phần tổn thất trên đường khói tỉ lệ thuận với nhiệt lượng do khói truyền lại trong đường khói và đưa vào công thức tính nhiệt lượng do khói truyền cho bề mặt đốt một hệ số bảo toàn nhiệt năng

- Xác định dựa trên công suất của lò ( 1.5 T/h ) ( Hình 4.1 - TL1 - 39 ) q 5 = 1%, ( 𝟑 – 𝟏𝟏 )

- Vì độ tro khi đốt dầu DO rất thấp A lv = 0 nên ta có thể chọn: ( TL2 - 47 ) q6 = 0%, ( 𝟑 – 𝟏𝟐 )

3.1.8 Hi ệ u su ấ t c ủa lò hơi

- Hiệu suất nhiệt của lò hơi được xác định bằng công thức ( TL1 - 40 ) η = 100% − ∑ q , ( 𝟑 − 𝟏𝟒 )

- Ở trong đồ án thiết kế này, lò hơi có công suất nhỏ 1.5T/h nên ta dùng hơi bão hòa ( TL2 - 39 )

Q 1 = D qn ( i qn − i nc ) + D bh ( i bh − i nc ) + D xả ( i xả − i nc ) + D qt ( i ′′ qt − i ′ qt ) + Q,

- Vì sản xuất hơi bão hoà nên: Dqn = 0

- Lượng nước xả lò rất ít nên: Dxả = 0

- Không có quá nhiệt trung gian nên: Dqt = 0

- Và nhiệt lượng do nước hoặc không khí hấp thụ bên ngoài Q = 0

- Với áp suất hơi bão hòa P = ( 8 kg/cm 2 ) = 7,85 bar Tra bảng nước và hơi nước bão hòa ta được: ibh = 2768,25 ( kJ/kg )

- Ta chọn nhiệt độ nước cấp vào tnc = 30°C, với P = 7,85 bar, tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt

- Dựa vào các thông số ở bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt, dùng phương pháp nội suy ta được:

+ P = 7,85 bar, tnc = 20 => inc = 84,50 ( kJ/kg )

+ P = 7,85 bar, t nc = 40 => i nc = 168,10 ( kJ/kg )

=> P = 7,85 bar, t nc = 30 => i nc = 126,30 ( kJ/kg )

3.1.10 Tiêu hao nhiên li ệu cho lò hơi

3.1.11 Tiêu hao nhiên li ệ u tính toán

Bảng 3 1 Kết quả tính toán cân bằng nhiệt lò hơi

STT Tên đại lượng Ký hiệu Kết quả Đơn vị

1 Nhiệt lượng đưa vào lò hơi Q dv 40224,35 kJ/kg

2 Entanpi của không khí lạnh I kkl 0 409,29 kJ/kg

3 Entanpi của khói thải I th 1868,98 kJ/kg

4 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học q4 0 %

5 Tổn thất do khói mang ra ngoài q2 3,64 %

6 Tổn thất nhiệt do chát không hoàn toàn về mặt hóa học q 3 1,5 %

7 Tổn thất nhiệt do tỏa ra môi trường xung quanh q5 1 %

8 Tổn thất do nhiệt vật lý của tro xỉ q6 0 %

9 Tổng các tổn thất nhiệt ∑q 6,14 %

10 Hiệu suất của lò hơi η 93,86 %

11 Lượng tiêu hao nhiên liệu B 104,13 Kg/h

12 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán

THIẾ T K Ế BU Ồ NG L Ử A

Th ể tích bu ồ ng l ử a

- Nhiệt thể tích buồng lửa ta chọn theo kinh nghiệm để tiết kiệm không gian buồng lửa và cũng như để giảm giá thành vật tư chế tạo ta chọn giá trị nhiệt thế có giá trị: q v = 200 10 3 ( W/m 3 ) = 200000 ( kJ/h m 3 ) ( TL2 - 185 )

- Trong đó B tt : lượng nhiên liệu tiêu hao tính toán

Q t lv : nhiệt trị thấp làm việc q v : nhiệt thế thể tích làm việc

- Do chọn dầu nên ta lấy: q v = 2000 ( KW/h m 3 )

Di ệ n tích b ề m ặ t truy ề n nhi ệ t c ủa lò hơi

- Với năng suất bốc hơi riêng phần từ ( 40 ÷ 50 kg/m 3 h ) và năng suất bốc hơi riêng phần

D = 1.5 T/h ta tìm ra diện tích cần sinh hơi F = D D

- Suy ra tổng diện tích cần để bốc hơi: ( TL2 - 189 )

- Vậy diện tích thiết kế sơ bộ là 37,5 ( m 2 )

Xác định kích thước sơ bộ

- Ống lò là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa ở nhiệt độ cao nên dùng loại thép cacbon chuyên dụng

- Loại thép tấm có mã hiệu 20K được cuốn thành hình trụ và hàng dọc thành đường liền suốt

* Các kích thước của ống lò được chọn tính như sau:

- Chiều dài ngọn lửa sẽ được chọn sơ bộ phụ thuộc vào công suất lò và lưu lượng nhiên liệu phun vào lò Với lò ( 1,5 - 2 T/h ) thì ta chọnchiều dài ngọn lửa 1,5m ( 1,5 - 2m )

- Chiều dài của ống lò sẽ dài hơn chiều dài ngọn lửa từ ( 20 - 25% ) Vậy ta chọn chiều dài ống lò là l = 2 ( m )

- Đường kính ống lò được tính theo công thức sau: ( TL2 - 210 )

- Đường kính trong: Dt = 600 ( mm )

- Diện tính bề mặt truyền nhiệt của ống lò: ( TL1 - 56 )

4.3.2 Xác định kích thướ c ố ng l ử a

- Vật liệu chế tạo gồm:

+ Ống lửa là bộ phận tiếp xúc với khói nóng nên dùng loại thép cacbon chất lượng cao + Nên dùng loại thép ống có mã hiệu C20 không có đường hàn dọc φ = 57 ( mm )

- Các kích thước của ổng lửa được chọn như sau:

+ Khoảng cách giữa 2 mặt sàng: L = 1700 ( mm )

+ Diện tích dàn đối lưu: ( TL2 - 198 )

- Suy ra số ống lửa n = 90,072

- Ta chọn n = 90 ống Chia thành 2 pass, mỗi pass 45 ống

4.3.3 Xác định kích thướ c thân lò

+ Thân lò là bộ phận không tiếp xúc với khói nóng nhưng chịu áp lực từ bên trong nên dùng loại thép cacbon chuyên dụng

+ Loại thép tấm có mã hiệu 20K được cuốn thành hình trụ và hàn dọc thành đường liền suốt

* Xác định đường kính trong thân lò:

- Đường kính trong thân lò được xác định dựa theo cách bố trí ống lò và dàn ống lửa theo các kích thước sau:

+ Bố trí ống lửa: Để nhiệt lượng của dàn ống lửa truyền cho nước lò hơi được phân bố đều ta chọn cách bố trí ống lửa theo nguyên tắc tam giác đều.

+ Bước ống tương đối của dàn ống lửa: ( TL2 - 197 )

+ Ta chọn bước ống theo chiều ngang:

+ Ta chọn bước ống theo chiều dọc:

+ Khoảng cách từ tâm ống lửa trong cùng đến mếp ống lò: e1 = 1,5 × d = 1,5 × 66 = 99 ( mm )

+ Khoảng cách từ tâm ống lửa ngoài cùng đến mếp ống lò: e1 = 1,85 × d = 1,85 × 66 = 122 ( mm )

- Bố trí cụm ống lửa thành 3 dãy chiều dọc

+ Khoảng cách từ tâm ống lửa trên cùng đến mếp trên thân lò là 500 ( mm )

+ Trong đó chiều cao khoảng chứa hơi là 350 ( mm )

+ Chiều cao tối thiểu của mức nước so với mếp ống trên cùng là 150 ( mm )

+ Khoảng cách từ mép trên ống lò đến tâm ống lửa trên cùng là 600 ( mm )

+ Khoảng cách giữa cụm ống lửa trên và dưới tính theo tâm ống là 150 ( mm )

+ Đường kính ngoài của ống lò là 100 ( mm )

+ Khoảng cách từ mép dưới ống lò đến mép thân lò là 100 ( mm )

+ Từ các kích thước trên ta xác định được đường kính trong thân lòkhoảng 1700 ( mm)

- Qua việc bố trí ống lò và dàn ống lửa là phù hợp

- Vậy kích thước của thân lò là:

+ Đường kính ngoài: Dn = 1730 ( mm )

+ Đường kính trong: Dt = 1700 ( mm )

4.3.4 Xác định kích thướ c m ặ t sàng:

- Mặt sàng là bộ phận tiếp xúc với khói nóng nên dùng loại thép tấm có mã hiệu 20K dạng hình tròn

Hình 4 3 Mặt sàng lò hơi

4.3.5 Xác định kích thướ c c ửa ngườ i chui

+ Cửa người chui chịu áp lực tác động nên dùng loại thép có mã hiệu 20K có dạng hình elip

+ Thân cửa người chui: 295 x 395 ( mm )

+ Nắp cửa người chui: 330 x 430 ( mm )

Bảng 4 1 Bảng các đại lượng khi đã được chọn tính

STT Tên đại lượng Ký hiệu Đơn vị Kết quả

1 Thể tích buồng lửa Vbl m 3 0,58

2 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt F m 2 37,5

3 Đường kính ống lò d1 mm 600

4 Chiều dài ống lò L1 mm 2000

5 Đường kính ống lửa d2 mm 66

6 Chiều dài ống lửa L2 mm 1800

8 Bước ngang ống lửa S mm 96

9 Đường kính mặt sàng D mm 1650

10 Khoảng cách hai mặt sàng L mm 1700

Tính nhi ệ t bu ồ ng l ử a

4.4.1 Nhi ệt lượng thu được khi đố t cháy 1kg nhiên li ệ u Q td

- Qkkn: nhiệt lượng không khí mang vào lò khi sấy sơ bộ bên ngoài vì lò không sấy nên

- q5là tổn thất nhiệt do môi trường xung quanh: q5 = 1

4.4.3 Nhi ệt độ không khí nóng t kkn

- Trong thiết kế này sử dụng buồng phun đốt dầu DO không có bộ sấy không khí nên lấy nhiệt độ không khí nóng bằng nhiệt độ không khí lạnh t kkn = t kkl = 30℃

- Do nhiệt độ không khí nóng bằng nhiệt độ không khí lạnh nên entanpi của không khí nóng bằng entanpi không khí lạnh

4.4.5 Nhi ệt lượ ng do không khí mang vào bu ồ ng l ử a Q kkn

-Do không có bộ sấy không khí nên nhiệt lượng không khí nóng mang vào cũng chính là entanpi của nó

4.4.6 Nhi ệt độ cháy lý thuy ế t t a

- Nghĩa là nhiệt độ sản phẩm cháy có thể đạt dến với giả thiết là tất cả nhiệt lượng tỏa ra chỉ dùng để gia nhiệt sản phẩm cháy

- Tra bảng 2.4: Entanpi của khói và không khí theo nhiệt độ

Q bl = 40047,5 ( kJ/kg ) ta được nhiệt độ cháy lý thuyết ta = 975℃

4.4.7 Độ đen hữ u hi ệ u c ủ a ng ọ n l ử a a nl

- Trong số các sản phẩm sinh ra trong quá trình cháy thì thành phần khí 3 nguyên tử

H2O, CO2 thành phần các hạt tro bay theo khói trong buồng lửa có ảnh hưởng lớn đến khả năng bức xạ của ngọn lửa

- Độ đen ngọn lửa phụ thuộc vào loại nguyên liệu, phương pháp đốt, thành phần khí 3 nguyên tử, nồng độ tro bay theo khói

- Khi đốt nhiên liệu lỏng thì độ đen của ngọn lửa phụ thuộc vào độ đen phần sáng và phần không sáng của ngọn lửa được tính theo công thức: ( TL1 - 47 ) anl = m × as+ ( 1 − m ) × ak, ( 𝟒 − 𝟗 )

+ m: hệ số phụ thuộc vào phụ tải nhiệt và thể tích buồng lửa

+ as: độ đen phần sáng của ngọn lửa ( hạt muội )

+ ak: độ đen phần không sáng của ngọn lửa ( chất khí )

Độ đen phầ n sáng c ủ a ng ọ n l ử a a s

+ kk: hệ số làm yếu bức xạ của khí 3 nguyên tử

+ kh: hệ số làm yếu bức xạ của các hạt muội bay theo khói

+ rk: phân áp suất khí 3 nguyên tử

+ p: áp suất trong buồng lửa

+ s: chiều dày tác dụng của lớp khí bức xạ trong buồng lửa

4.5.1 Chi ề u dày tác d ụ ng c ủ a l ớ p khí b ứ c x ạ trong bu ồ ng l ử a s

+ Vbllà thể tích buồng lửa ( m 3 )

+ Ftlà diện tích trao đổi nhiệt ( m 3 )

4.5.2 Áp su ấ t trong bu ồ ng l ử a p

4.5.3 Phân th ể tích 3 khí nguyên t ử r k

Tổng phân thể tích: ( TL1 - 50 ) r k = r H 2 O + r R 2 O , ( 𝟒 − 𝟏𝟒 ) = 0,122 + 0,142 = 0,264

4.5.4 Hệ số làm yếu bức xạ của khí 3 nguyên tử k k

+ r H 2 O : phân thể tích của hơi nước

+ T bl ′′ : nhiệt độ khói tại đầu ra buồng lửa ( K )

+ t bl ′′ : nhiệt độ khói đầu ra của buồng lửa ( 0 C )

+ s: chiều dày tác dụng của lớp khí bức xạ trong buồng lửa

+ pk: phân áp suất khí 3 nguyên tử ( kg/cm 2 ) p k = p × r k , ( 𝟒 − 𝟏𝟔 ) = 1 × 0,264 = 0,264

4.5.5 H ệ s ố làm y ế u b ứ c x ạ b ở i các h ạ t bay theo khói k h

SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS.GVC Hồ Trần Anh Ngọc 27 k h = 0,03 × ( 2 − α bl ′′ ) × ( 1,6 × T bl ′′

+ α bl ′′ : hệ số không khí thừa đầu ra khỏi buồng lửa, α bl ′′ = 1,1

+ T bl ′′ : nhiệt độ khói đầu ra buồng lửa ( K ) k h = 0,03 × ( 2 − 1,1 ) × ( 1,6 ×1459

- Vậy độ đen phần sáng của ngọn lửa a s = 1 − e−( 3,538×0,264+0,407 )× 1 × 0,0557 = 0,072

4.5.6 Độ đen phầ n không sáng c ủ a ng ọ n l ử a a k

- Vậy độ đen của của ngọn lửa anl = m × as+ ( 1 − m ) × ak, ( 𝟒 − 𝟏𝟗 ) = 0,55 × 0,072 + ( 1 − 0,55 ) × 0,050 = 0,0621

- Với thiết kế không có dàn ống sinh hơi nên

4.5.8 Diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ F bx

Bảng 4 2 Kết quả tính toán nhiệt buồng lửa

STT Tên đại lượng Ký hiệu Kết quả Đơn vị

1 Nhiệt lượng thu được khi đốt cháy 1kg nhiên liệu

2 Hệ số bảo ôn của lò φ 0,99

3 Nhiệt độ không khí nóng tkkn 30 0 C

4 Entanpi không khí nóng I 0 kkn 409,29 kJ/kg

5 Nhiệt lượng do không khí nóng mang vào buồng lửa

6 Nhiệt độ cháy lý thuyết ta 975,3 0 C

7 Chiều dày tác dụng của lớp khí bức xạ trong buồng lửa

8 Hệ số là yếu bức xạ của khí 3 nguyên tử kk 3,538

9 Phân thể tích khí 3 nguyên tử rk 0,264

10 Hệ số làm yếu bức xạ bởi các hạt bay theo khói kh 0,407

11 Độ đen hữu hiệu của ngọn lửa anl 0,0621

12 Độ đen phần sáng của ngọn lửa as 0,072

13 Độ đen phần không sáng của ngọn lửa ak 0,050

14 Độ đen buồng lửa abl 0,0621

15 Diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ Fbx 3,768 m 2

TÍNH KẾ T C ẤU VÀ ĐỘ B Ề N C ỦA LÒ HƠI

Tính s ứ c b ề n cho thân lò

5.1.1 Nhi ệt độ tính toán c ủ a vách thân lò

- Thân lò hơi được thiết kế không tiếp xúc trực tiếp với nhiệt, nằm ngoài đường khói Nhiệt độ tính toán của vách thân lò hơi bằng nhiệt độ hơi nước bão hòa ở áp suất thiết kế

- Do trong mọi trường hợp nhiệt độ vách không nên chọn nhỏ hơn 250 0 C

5.1.2 Ứ ng su ấ t cho phép c ủ a kim lo ạ i ch ế t ạ o thân lò

- Ứng suất cho phép của kim loại được tính toán như sau: ( TL1 - 177 ) σcp = η × σcp ∗ ( kg/mm 2 ), ( 𝟓 − 𝟏 )

+ η: là hệ số hiệu chỉnh khi xét đến đặc điểm cấu tạo và điều kiện vận hành của thân lò + Do thân lòđặt ngoài đường khói vàđược cách nhiệt

+ σ cp ∗ : là ứng suất định mức cho phép của thép mã hiệu CT3n tương ứng với nhiệt độ vách là 250 0 C mặc dù nhiệt độ vách thân lò chỉ là 170 0 C

+ Ta có: σcp ∗ = 12 ( kg/mm 2 )

5.1.3 Tính chi ề u dài thân lò

- Thân lò có dạng hình trụ, chịu áp lực tác động từ bên trong

- Chiều dày tối thiểu của thân lòđược xác định như sau: ( TL1 - 180 )

+ Đường kính trong của thân lò: Dt = 1700 ( mm )

+ Áp suất thiết kế: P = 7.85 bar

+ Hệ số bền vững mối hàn dọc thân lò: φ = 0,7

- Chọn phương pháp hàn điện bằng tay

+ Trị số bổ sung chiều dày thân lò: C = 2 ( mm )

- Để đảm bảo an toàn ta lấy chiều dày thân lò là 10 ( mm )

- Yêu cầu mối hàn trên thân lò phải là đường liền suốt

Tính s ứ c b ề n ố ng lò

5.2.1 Nhi ệt độ tính toán c ủ a vách ố ng lò

- Thân ống lò là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa

- Nhiệt độ tính toán của vách ống lò được xác định như sau: t v = t bh + 100, ( 𝟓 − 𝟑 ) = 169,60 + 100 = 269,60 ℃

5.2.2 Ứ ng su ấ t cho phép c ủ a kim lo ạ i ch ế t ạ o lò

- Ứng suất cho phép của kim loại được tính như sau: ( TL1 - 177 ) σ cp = η × σ cp ∗ , ( 𝟓 − 𝟒 )

- Do ống lò tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa và chịu áp lực từ bên ngoài nên chọn hệ số hiệu chỉnh: η = 0,5

- Ống lò được chế tạo bằng loại thép 20K làm việc ở nhiệt độ vách 270 0 C

- Ta cóứng suất định mức cho phép: σcp ∗ = 12,6 ( kg/mm 2 ) ⇒ σcp = 12,6 × 0,5 = 6,3 ( kg/mm 2 )

5.2.3 Tính chi ề u dày ố ng lò

- Ống lò có dạng hình trụ, trơn chịu tác động của áp lực từ bên ngoài

- Chiều dày tối thiểu được xác định như sau: ( TL1 - 191 )

+ Đường kính trong của ống lò: Dt = 600 ( mm )

+ Áp suất thiết kế: P = 7,85 bar

+ Ứng suất cho phép của kim loại chế tạo ống lò: σcp = 6,23 ( kg/mm 2 ) + Hệ số chọn theo ống lò đặt nằm ngang: a = 6,25

+ Chiều dài ống lò chịu áp lực tác động: l = 950 ( mm )

- Để đảm bảo an toàn ta lấy chiều dày ống lò là 12 ( mm )

- Yêu cầu mối hàn trên ống lò là đường liền suốt

- Ống lò được hàn chặt hai đầu vào mặt sàng

Tính s ứ c b ề n ố ng l ử a

5.3.1 Nhi ệt độ tính toán c ủ a vách ố ng l ử a

- Ống lửa là bộ phận tiếp xúc với khói nóng

- Nhiệt độ tính toán của vách ống lửa được xác định như sau: ( TL1 - 177 ) t v = t bh + 60, ( 𝟓 − 𝟔 ) = 169,60 + 60 = 229,60 ℃

- Trong mọi trường hợp nhiệt độ tính toán của vách không được lấy nhỏ hơn 250 0 C

5.3.2 Ứ ng su ấ t cho phép c ủ a kim lo ạ i ch ế t ạ o ố ng l ử a

- Ứng suất cho phép của kim loại được xác định như sau: ( TL1- 177 ) σ cp = η × σ cp ∗ , ( 𝟓 − 𝟕 )

- Do ống lửa tiếp xúc với khói nóng và chịu áp lực từ bên ngoài nên chọn hệ số hiệu chỉnh η = 0,7

- Ống lửa là ống thép không có đường hàn dọc thân C20 có cơ tính giống thép 20K làm việc với nhiệt độ vách là 250 0 C

- Ta cóứng suất định mức cho phép: σcp ∗ = 13,2 ( kg/mm 2 ) ⇒ σ cp ∗ = 13,2 × 0,7 = 9,24 ( kg/mm 2 )

- Ống lửa có dạng hình trụđường kính nhỏhơn 200 ( mm ) chịu tác động áp lực từ bên ngoài

- Chiều dày tối thiểu của ống lửa được xác định như sau: ( TL1 - 180 )

+ Đường kính ngoài của ống lửa: Dn = 66 ( mm )

+ Ứng suất cho phép của kim loại chế tạo ống lửa: σcp = 9,24 ( kg/mm 2 ) + Trị số bổ sung chiều dày ống lửa: C = 1 ( mm )

- Nhưng đối với vách chịu áp lực tác động từ bên ngoài có đường kính nhỏ hơn 200 ( mm ) Chiều dày không được nhỏ hơn 1,5 lần giá trị cho trong bảng sau:

Bảng 5 1 Chiều dày của ống theo đường kính ống

- Đối với ống 66 ( mm ) ta chọn chiều dày là 2,5 ( mm )

Hình 5 2 Múc nối ống lửa

+ Mặt cắt của ống lửa phải vuông góc với trục ống,

+ Dùng phương pháp núc và bo mép vào mặt sàng,

+ Trước khi núc phải làm mất lớp sơn mặt ngoài ở hai đầu ống đến sáng ánh kim loại với chiều dài lớn hơn chiều dày mặt sàng với chiều dài bo mép,

+ Độ kín của mối núc được thử thủy lực với nước có áp suất thử 13 ( kg/cm 2 ) Dùng bơm tay để bơm nước

Tính s ứ c b ề n m ặ t sàng

5.4.1 Nhi ệt độ tính toán c ủ a vách m ặ t sàng

- Mặt sàng là bộ phận tiếp xúc với khói nóng, truyền nhiệt đối lưu

- Nhiệt độ tính toán được xác định như sau: ( TL1 - 177 ) t v = t bh + 2,5 × S + 20, ( 𝟓 − 𝟖 ) = 169,60 + 2,5 × 12 + 20 = 219,60℃

- Trong mọi trường hợp nhiệt độ vách không nhỏhơn 250 0 C

- Vậy nên ta chọn : tv = 250 0 C

5.4.2 Ứ ng su ấ t cho phép c ủ a kim lo ạ i ch ế t ạ o m ặ t sàng

- Ứng suất cho phép của kim loại được xác định như sau: ( TL1 - 177 ) σ cp = η × σ cp ∗ , ( 𝟓 − 𝟗 )

- Do mặt sàng tiếp xúc với khói nóng nên chọn hệ só hiệu chỉnh: η = 0,85

- Mặt sàng được chế tạo bằng loại thép 20K làm việc ở nhiệt độ 250 0 C

- Ta có ứng suất định mức cho phép: σ cp ∗ = 13,2 ( kg/mm 2 ) ⇒ σcp ∗ = 13,2 × 0,85 = 11,22 ( kg/mm 2 )

- Mặt sàng có dạng hình tròn được hàn chắc vào thân lò và được gia cường bằng các ống lửa giằng ( φ57 × 2,5 mm )

- Phần trên của mặt sàng không bố trí ống lửa được gia cường bằng các tấm giằng để tránh bị phồng ra bởi áp lực tác động từ bên trong

- Theo điều kiện gia cường bằng các tấm giằng

- Chiều dày tối thiểu của mặt sàng tính theo việc bố trí các tấm giằng được xác định như sau: ( TL1 - 207 )

+ Áp suất thiết kế: P = 7,85 ( kg/cm 2 )

+ Ứng suất cho phép của kim loại chế tạo mặt sàng: σcp = 11,22 ( KG/mm 2 )

+ Đường kính vòng tròn lớn nhất vẽ trên mặt sàng đi qua tâm tấm giằng: D = 200 ( mm )

- Số tấm giằng là 8 tấm cho hai mặt sàng

- Phần dưới của mặt sàng được gia cường bởi các ống lửa núc vào mặt sàng

- Chiều dày tối thiểu của mặt sàng được tính như sau: ( TL1 - 206 )

+ Ứng suất định mức cho phép: σ cp ∗ = 13,2 ( kg/mm 2 )

+ Bước ngang của ống: a = 96 ( mm )

+ Bước dọc của ống: b = 83 ( mm )

+ Hệ số kết cấu ống mặt sàng: K = 0,57

- Kết hợp hai điều kiện ta lấy chiều dày tính toán của mặt sàng là S = 8,36 ( mm )

- Nhưng do mặt sàng bị đốt nóng bởi hơi khói nóng nên phải tăng chiều dày mặt sàng lên 10%

- Để đảm bảo an toàn ta lấy chiều dày của mặt sàng là 12 ( mm )

5.4.4 Tính b ề n kéo ố ng l ử a gi ằ ng

+ Đường kính lỗ khoét trên đường ống: d = 60 ( mm )

+ Diện tích tiết diện ngang nhỏ nhất của ống lửa: f

SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS.GVC Hồ Trần Anh Ngọc 35 f =3,14 × ( 66 2 − 61 2 )

+ Diện tích mặt sàng được gia cường bởi ống lửa: F

4× ( 1650 2 − 60 2 ) = 2135419,07 ( mm 2 ) + Đường kính trong mặt sàng: D = 1650 ( mm )

+ Đường kính trong ống lò: d = 600 ( mm )

+ Áp suất thiết kế: p = 7,85 ( kg/cm 2 )

Tính s ứ c b ền ngườ i chui

5.5.1 Ứ ng su ấ t cho phép c ủ a kim lo ạ i ch ế t ạ o

- Được xác định như sau: ( TL1 - 181 ) σ cp = σ B

- Với σ = 44 ( kg/mm 2 ) là giới hạn bền của thép 20K ở nhiệt độ 250 o C

5.5.2 Tính chi ề u dày n ắ p c ửa ngườ i chui

- Chiều dày tối thiểu của nắp cửa người chui được xác định như sau:

+ Chiều dày phần chịu lực của nắp elip: b = 300 ( mm )

+ Áp suất thiết kế: p = 7,85 kg/cm 2

+ Ứng suất cho phép của kim loại chế tạo : σ cp = 11,7 ( kg/mm 2 )

- Để đảm bảo an toàn ta lấy chiều dày nắp cửa người chui là 16 ( mm )

5.5.3 Tính gia cườ ng các l ỗ khoét trên thân lò

- Ta cần xác định đường kính cho phép D cp của các lỗkhoét trên thân lò hơi không cần phải gia cường.

- Trước hết ta phải xác định hệ số φ0 để xác định công thức tính Dcp

- Hệ số σ0 được xác định như sau: ( TL1 - 187 ) σ 0 = p × ( D t + S − C )

+ Đường kính trong thân lò: Dt = 1700 ( mm )

+ Áp suất thiết kế: p = 7,85 ( kg/cm 2 )

+ Chiều dày thân lò: S = 18 ( mm )

+ Trị số bổ sung chiều dày thân lò: C = 2 ( mm )

+ Ứng suất cho phép của kim loại chế tạo thân lò: σ cp = 12 ( kg/mm 2 )

- Vì vậy cần tính toán gia cường lỗ người chui

- Tính toán việc gia cường bởi đoạn ống thép 20K hàn vào vách trong thân lò và không chịu áp suất

- Kích thước chi tiết gia cường phải thỏa mãn điều kiện sau: f t + f h ≥ ( D − D cp ) × S, ( 𝟓 − 𝟏𝟕 )

+ Diện tích gia cường bởi ống hàn nối vào thân: f t

+ Ta có: ( TL1 - 188 ) ft = 2 × St × h +Chiều dày thân người chui: St = 16 ( mm )

+ Diện tích gia cường bởi mối hàn có thể bỏ qua: fh

+ Chiều dài trục lớn lỗ khoét lắp cửa người chui: L = 445 ( mm )

+ Đường kính cho phép của lỗ khoét: Dcp = 206 ( mm )

+ Chiều dày thân lò: S = 18 ( mm )

- Để đảm bảo an toàn ta lấy chiều cao thân cửa người chui là 140 ( mm ), khi hàn vào thân lò độ sâu của thân cửa người chui tính từ mặt trong thân lò là 100 ( mm ).

Công suất của lò theo công suất thiết kế

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt của ống lò:

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt của dàn ống:

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi:

- Hệ số năng suất bốc hơi:

- Vậy công suất thiết kế lò hơi là 1500 ( kg/h ) đã thỏa mãn

- Qua việc tính toán sức bền các bộ phận đã thỏa mãn Ta được bảng sau:

Bảng 5 2 Xác định kích thước của các bộ phận chính

Bộ phận Ký hiệu Kết quả Đơn vị

Thân lò Đường kính trong Dt 1700 mm

Chiều dài L 2000 mm Ống lò Đường kính trong Dt 600 mm

Chiều dài L 2000 mm Ống lửa Đường kính ngoài Dn 66 mm

Mặt sàng Đường kính D 1650 mm

Chiều dày thân lỗ St 16 mm

Chiều dày nắp lỗ Sn 16 mm

TÍNH KHÍ ĐỘ NG VÀ TH ỦY ĐỘNG LÒ HƠI

Tính toán khí độ ng

- Mục đích của tính toán khí động là để chọn các quạt gió và quạt khói cho lò hơi trên cơ sở xác định lượng gió và khói và toàn bộ trở lực của đường khói và đường gió Ngoài ra trong quá trình tính toán còn có thể tối ưu hóa các bộ phận và các đoạn đường khói và không khí sao cho các chi phí tính toán nhỏ nhất, cung cấp các dữ kiện để thiết kế đường khói và không khí

- Đối với lò hơi công suất nhỏ, trở lực trên đường thải sản phẩm cháy là nhỏ, chỉ dùng phương pháp thông gió tự nhiên.Từ việc xác định tổng trở lực để xác định kích thước ống khói phù hợp đủ sức hút tự nhiên đảm bảo thải kịp thời sản phẩm cháy tạo ra để lò hơi có thể làm việc liên tục một cách an toàn

- Do sự chênh lệch mật độ dòng khói và mật độ dòng không khí bên ngoài khi khói chuyển động trong ống khói làm tăng cường chuyển động của dòng khói tạo ra lực tự hút

- Lực tự hút của ống khói được xác định như sau: ( TL1 - 168 ) h th = H × g × ( p a − p 0 × 273

+ Nhiệt độ trung bình của ống khói: t

+ Với nhiệt độ vào của ống khói là 220 o C nên t = 210 o C

+ Chiều cao của ống khói được chọn: H = 10 ( m )

- Khối lượng riêng của không khí xung quanh: ( TL1 - 168 ) p a = 0,123 × 273

273 + t kk , ( 𝟔 − 𝟐 ) + Với tkk = 30 o C là nhiệt độ không khí xung quanh

- Khối lượng riêng của khói ở điều kiệntiêu chuẩn: ( TL1 -168 ) p0 =1 − 0,01 × A lv + 1,306 × V kk 0

+ Độ tro của dầu DO: A lv = 0,3 %

+ Thể tích không khí lý thuyết: V kk 0 = 10,576 ( m tc 3 /kg ) + Thể tích khói: Vk = 11,34 ( m tc 3 /kg )

6.1.3 Tính toán đườ ng kính ố ng khói

- Đường kính trong của ống khói được xác định như sau: ( TL1 - 167 )

+ Lượng tiêu hao nhiên liệu (dầu DO): B = 104,13 ( kg/h )

+ Thể tích khói: Vk = 11,34 ( mtc 3/kg )

+ Nhiệt độ trung bình của khói trong ống khói: t = 210 o C

+ Tốc độ khói ra khỏi ống:  = 8 ( m/s ) Chọn từ khoảng 6 ÷ 10 ( m/s )

- Để đảm báo sức hút, ta lấy đường kính của ống khói là 310 ( mm )

6.1.4 Tính tr ở l ự c c ủ a đườ ng khói

- Trở lực của đường khói bao gồm: trở lực của ống lò, trở lực của dàn ống lửa và trở lực của hộp khói

* Trở lực của ống lò:

- Trở lực ma sát sinh ra khi dòng chuyển động dọc theo bề mặt đốt có dạng ống: ( TL1 - 120 )

+ Hệ số ma sát với ống dẫn bằng thép: a = 0,02

+ Chiều dài ống lò: l = 1800 ( mm )

+ Đường kính trong của ống lò: Dt = 600 ( mm )

+ Vận tốc khói trong lò: ω = 5 ( m/s )

+ Khối lượng riêng của khói: p0 = 0,116 ( kg.s/m )

* Trở lực của cụm ống lửa:

- Được xác định như sau: ( TL1 - 123 )

+ Bước ống ngang của cụm ống lửa: S1 = 96 ( mm )

+ Bước ống dọc của cụm ống lửa: S2 = 83 ( mm )

+ Đường kính ngoài của ống lửa: Dn = 66 ( mm )

+ Hệ số nhám bề mặt của ống lửa: Re m = 0,021

+ Số dãy ống lửa theo phương ngang: z = 3

+ Vận tốc khói trong ống lửa:  = 10 ( m/s) Chọn trong khoảng 7 ÷ 12 ( m/s )

* Trở lực của hộp khói:

+ Chiều rộng của hộp khói trước: b1 = 300 ( mm )

+ Chiều rộng của hộp khói sau: b2 = 400 ( mm )

+ Vận tốc khói trong hộp: ω = 5 ( m/s ) Chọn trong khoảng 5 ÷ 7 ( m/s )

* Tổng trợ lực đường khói: ( TL1 - 172 )

6.1.5 Ki ểm tra điề u ki ệ n hút t ự nhiên

- Để đảm bảo điều kiện hút tự nhiên của ống khí thì: ( TL1 - 171 ) hth ≥ 1,2 × ∆H, ( 𝟔 − 𝟏𝟎 )

- Vậy điều kiên hút tự nhiên đã thoã mãn

- Từ đó để đảm bảo điều kiện hút tự nhiên ta chọn kích thước các bộ phận trong đường khói như sau:

 Các kích thước của ống khói:

 Các kích thước của hộp khói trước:

 Các kích thước của hộp khói sau:

 Các kích thước của hộp khói trên:

- Vật liệu làm hộp khói là thép có mã hiệu CT3 cn

- Vật liệu làm ống khói là thép có mã hiệu CT3

Tính th ủy động lò hơi

- Đối với dạng lò hơi ống lò ống lửa, một trong những điều kiện đảm bảo sự làm việc an toàn của các thiết bị lò hơi là phân tích đúng các quá trình xảy ra bên trong lò hơi, quan trọng nhất là quá trình thuỷ động của dòng hai pha ở các bề mặt đốt.

- Do quá trình vận hành, lò hơi phải làm việc ở trạng thái có các chế độ thay đổi như: thay đổi về phụ tải, thay đổi về chế độ cung cấp không khí, thay đổi về chế độ nước cấp và chất lượng nhiên liệu

- Khi một trong các chế độ trên thay đổi thì các quá trình của vòng tuần hoàn như: lực gây nên chuyển động của dòng, đặc tính khối lượng, đặc tính thể tích của dòng hai pha có áp lực thay đổi

- Khi đặc tính thuỷ động thay đổi thì có thể làm cho các thông số chủ yếu của lò hơi như: mức nước trong lò hơi, áp suất và nhiệt độ của hơi bão hoà thay đổi theo.

- Từ bảng nước và hơi bão hoà ta thấy khi nhiệt độ của hơi bão hoà tăng lên t = 4 ÷ 5 oC thì áp suất trong lò hơi tăng lên tương ứng là p = 1 ( kg/cm 2 ) Khi mà lò hơi được lắp đặt các thiết bị bảo vệ như van an toàn, công tắc áp suất, … thì áp suất trong lò hơi tăng lên sẽ được thoát ra ngoài qua van an toàn, đồng thời nhiệt cung cấp cho lò được ngắt qua công tắc áp suất, do đó không gây tác hại mạnh cho lò hơi

TÍNH CHỌ N CÁC THI Ế T B Ị PH Ụ

Thi ế t b ị an toàn

- Lò hơi là thiết bị làm việc ở áp suất và nhiệt độ cao dễ gây ra hiện tượng phá huỷ thiết bị, không những ảnh hưởng đến kinh tế, kỹ thuật mà còn có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ và tính mệnh người vận hành.

- Do vậy trên lò hơi phải trang bị các thiết bị an toàn để giảm đến mức tối thiểu các tác hại gây ra Nói chung thiết bị an toàn thường xuyên đóng, khi có nguy cơ vượt quá áp suất hoặc nhiệt độ cho phép thì chủ động mở hoặc phá huỷ ở vị trí chọn trước

- Van an toàn là thiết bị dùng để khống chế áp suất lò hơi không để vượt quá giới hạn cho phép có thể phá huỷ thiết bị lò hơi.

- Khi làm việc bình thường van an toàn đóng, khi áp suất vượt quá phạm vi cho phép thì van an toàn tự động mở xã bớt hơi ra ngoài làm cho áp suất giảm xuống mức cho phép, lúc đó van an toàn tự động đóng lại

- Ta chọn loại van kiểu van phao được đặt trên thân lò

- Tính đường kính lỗ thoát của van an toàn

- Từ điều kiện an toàn ta có: ( TL1 - 202 )

SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS.GVC Hồ Trần Anh Ngọc 45 n × d × h =A × D ′ p ′ , ( 𝟕 − 𝟏 )

+ Sản lượng hơi định mức của lò: D = 1500 ( kg/h )

D ′ = 1 × D, ( 𝟕 − 𝟐 ) = 1 × 1500 = 1,500 ( kg/h ) + Áp suất hơi bão hòa của lò: P = 8 ( kg/cm 2 )

P ′ = 1 × P, ( 𝟕 − 𝟑 ) = 1 × 8 = 8 ( kg/cm 2 ) + Số lượng van an toàn lắp đặt cho lò hơi: n = 2

+ Chiều cao nâng van: h = 0.15 ( cm )

+ Hệ số chọn theo điều kiện h  0,05d: A = 0,0735

+ Trong đó d là đường kính của van an toàn: d = A × D ′ n × h × p, ( 𝟕 − 𝟒 ) = 0,0735 × 1500

- 2,29 ( cm ) < 4,593 ( cm ) đã thỏa mãn

- Để đảm bảo an toàn ta chọn van an toàn có đường kính lỗ thoát là 45 ( mm )

- Để tránh nguy hiểm khi áp suất trong đường dẫn khói tăng lên, ở hộp khói sau của lò hơi trên đường dẫn khói ta bố trí nắp phòng nổ dùng lò xo ép có lỗ xem lửa.

- Đường kính lỗ nắp phòng nổ: D = 100 ( mm ) = 10 ( cm )

- Áp suất khi mở nắp phòng nổ: pm = 10 bar ≈ 0.01 ( kg/cm 2 )

- Lực ép lò xo: ( TL2 - 210 )

Van hơi chính

- Với công suất của lò hơi là 1500 ( kg/h ) tức là lưu lượng hơi qua van hơi theo khối lượng Ta chuyển công suất hơi theo khối lượng sang công suất hơi theo thể tích

- Ở áp suất thiết kế ( 8 kg/cm 2 ) thể tích riêng của hơi bão hoà là 0,245 ( m/kg )

- Công suất hơi theo thể tích: ( TL1 - 202 )

- Diện tích tiết diện lỗ thoát của van hơi:

+ Đường kính lỗ thoát của van hơi: d

+ Vận tốc hơi đi qua van từ 20 ÷ 40 ( m/s ), ta chọn v = 30 ( m/s )

- Vậy đường kính lỗ thoát hơi của van hơi:

SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS.GVC Hồ Trần Anh Ngọc 48 d = √ 0,13

- Ta chọn van hơi chính cho lò hơi có đường kính lỗ thoát là 80 ( mm ).

Các ph ụ ki ệ n khác

- Van xả hơi thừa: Chọn 1 van có đường kính lỗ thoát 40 ( mm )

- Van xả đáy - van xả nhanh: Chọn 2 van có đường kính lỗ thoát 50 ( mm )

- Cụm van cấp nước: Chọn 5 van khoá có đường kính lỗ thoát 40 ( mm )

- 2 van cho đường vào bơm, 3 van cho đường vào lò hơi Chọn 2 van một chiều có đường kính 40 ( mm ) cho hai đường bơm nước

- Bơm nước cấp: chọn 1 bơm có hoạt động và 1 bơm xử lý mắc song song

- Áp kế: chọn 2 cái loại mặt tròn 180 mm có thang đo là 16 ( kg/cm 2 )

- Đo mức nước: chọn ống thuỷ sáng loại dẹp có vỏ che chắn.

- Dùng để đo mức nước trong lò đảm bảo dao động trong phạm vi cho phép, mức nước cao quá sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hơi, mức nước thấp quá sẽ không an toàn cho bề mặt truyền nhiệt

- Bộ van phao tự động điều chỉnh cung cấp nước cho lò và điều chỉnh cung cấp nhiên liệu.

H ệ th ố ng c ấ p d ầ u

- Dầu được chứa trong thùng làm bằng thép có thêm thùng chứa trung gian, có ống thông khí để tránh tăng áp suất trong thùng

- Ống hút dầu thường không để miệng hút sát đáy mà phải cách đáy không dưới 10 cm để tránh hút cặn

- Đối với lò hơi đốt dầu mức độ phun thành bụi càng lớn để tăng khả năng hòa trộn với không khí thì hiệu quả cháy càng tốt nên cần chọn loại vòi phun phù hợp đảm bảo việc phun dầu thành bụi sương thật tốt.

- Do dầu có nhiệt độ đông đặc tương đối cao khoảng 30 o C và có độ nhớt lớn nên cần gia nhiệt cho dầu từ ( 50 ÷ 90 o C ) làm cho việc vận chuyển dầu dễ dàng ít tổn thất thuỷ lực Lúc đầu gia nhiệt bằng thiết bị sấy điện nhưng ít an toàn nên chỉ dùng khi cần thiết, sau khi đã sản xuất ra hơi thì ngắt thiết bị sấy điện mà chỉ dùng thiết bị sấy hơi

- Ngoài ra trên đường dẫn dầu cần đặt thiết bị lọc dầu gồm thiết bị thiết bị lọc thô và thiết bị lọc tinh để lọc dầukhỏinhững tạp chất để không ảnh hưởng đến vòi phun.

- Để ngăn ngừa việc đông dầu các ống dẫn cần được bọc cách nhiệt

- Dầu có nhiệt độ bắt lửa rất thấp chỉ khoảng ( 60 ÷ 80 o C ), nhiệt độ tự cháy không cao chỉ khoảng ( 530÷ 580 o C ) nên cần bố trí thùng chứa dầu ngoài gian lò để tránh gây hiện tường cháy nổ.

B ảo ôn cho lò hơi

Hình 7 4 Lớp bảo ôn lò hơi

- Đây cũng là bộ phận quan trọng có nhiệm vụ cách ly các bộ phận của lò hơi với môi trường xung quanh Nhằm đảm bảo nhiệt độ mặt ngoài của thiết bị không quá cao làm ảnh hưởng đến điều kiện an toàn của người vận hành và giảm bớt nhiệt lượng toả ra môi trường xung quanh, cải thiện điều kiện làm việc và tổn thất nhiệt

- Để có được tác dụng trên cần thoả mãn yêu cầu:

+ Ở mặt trong của hộp khói, mặt trong của nắp hộp khói trước, nắp hộp khói sau do tiếp xúc với khói có nhiệt độ cao nên lát lớp gạch chịu lửa samôt gồm chủ yếu là silic oxyt (

SiO2 ) và nhôm oxyt ( Al2O3 ) ở dạng viên chịu đến nhiệt độ 1730 o C

+ Ở mặt ngoài thân lò và nắp hộp khói trước, lớp cách nhiệt phải có độ cách nhiệt tốt làm bằng những vật liệu có hệ số dẫn nhiệt nhỏ, ở đây dùng bông thuỷ tinh có thể chịu tới nhiệt độ 600 o C

* Kích thước lớp bảo ôn:

- Mặt trong hộp khói và mặt trong nắp hộp khói trước:

+ Lớp gạch chịu lửa 220 x 210 x 30 ( mm )

+ Lớp gạch chịu lửa 220 x 210 x 50 ( mm )

- Mặt ngoài thân lò và hộp khói:

+ Lớp bông thuỷ tinh dày 60 ( mm )

- Lớp vỏ bảo ôn là tôn tráng kẽm dày 0,7 ( mm )

- Mặt ngoài nắp hộp khói trước:

+ Lớp bông thuỷ tinh dày 30 ( mm )

+ Lớp vỏ bảo ôn là tôn tráng kẽm dày 1,2 ( mm )

- Độ chặt của lớp bông thuỷ tinh là 80 ( Kg/m 3 )

THIẾ T B Ị X Ử LÝ NƯỚ C C ẤP VÀO LÒ HƠI

S ự c ầ n thi ế t ph ả i x ử lý nướ c c ấp vào lò hơi

- Nguồn nước cung cấp vào lò hơi lấy từ thiên nhiên nên không cung cấp trực tiếp cho lò hơi được do có những tạp chất

- Các tạp chất ở thể rắn bao gồm : chất keo và chất bùn không hòa tan, chất hòa tan tồn tại ở dạng ion như Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , HCO - 3,SO4 -,…

- Các tạp chất ở thể lỏng và thể khínhư O 2 , CO2, H2S,…

- Hầu như các tạp chất ở dạng nào cũng có ảnh hưởng xấu đến hiệu quả vận hành và tuổi thọ của thiết bị sinh hơi

- Nguồn nước cung cấp vào lò hơi lấy từ thiên nhiên nên không cung cấp trực tiếp cho lò hơi được do có những tạp chất:

+ Các tạp chất ở thể rắn bao gồm: chất keo và chất bùn không hòa tan, chất hòa tan tồn tại ở dạng ion như: Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , HCO - 3, SO4 -, Cl - ,

+ Các tạp chất ở thể lỏng và thể khí như: O 2 , CO2, H2S,

- Hầu như các tạp chất ở dạng nào cũng có ảnh hưởng xấu đến hiệu quả vận hành và tuổi thọ của thiết bị sinh hơi

+ Các tạp chất O2, CO2, H2S, có tác dụng kích thích quá trình ăn mòn hóa học và điện hóa các bề mặt truyền nhiệt

+ Tổng nồng độ các ion Ca 2+ , Mg 2+ có trong nước có thể tách ra thành cáu cặn bám vào bề mặt truyền nhiệt làm ngăn cản quá trình truyền nhiệt, nó thể hiện qua chỉ tiêu độ cứng của nước.

+ Tổng nồng độ các ion Cl - , OH - , gây ăn mòn kim loại, nó thể hiện qua chỉ tiêu độ kiềm của nước

- Trong khi vận hành nhiệt độ tăng dần, nước liên tục bốc hơi trong khi lượng tạp chất hầu như không thay đổi làm cho lượng nạp chất trong lò tăng lên, khi đã vượt quá nồng độ bão hòa thì tách ra và đóng lại thành lớp cáu cặn

- Khi lớp cáu cặn bám trên bề mặt truyền nhiệt làm cho quá trình truyền nhiệt gặp thêm một nhiệt rất đáng kể, do lớp cáu cặn có hệ số dẫn nhiệt bé rất nhiều so với kim loại, làm giảm hiệu suất và tăng đáng kể nhiệt độ vách có thể gây tác hại rất nguy hiểm đối với lò hơi

- Trong các chỉ tiêu về chất lượng nước lò hơi, chỉ tiêu độ cứng là hết sức quan trọng đó là khả năng bám cáu cặn trên bề mặt truyền nhiệt

- Vì vậy trước khi cấp nước vào lò hơi cần phải qua lọc, lắng trong,xửlý làm mềm nước để ngăn ngừa hay làm giảm thiểu sự hình thành cáu cặn, khử khí hòa tan, chống sự ăn

SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS.GVC Hồ Trần Anh Ngọc 52 mòn kim loại nhằm đảm bảo chất lượng hơi được sản xuất ra và sự an toàn của lò hơi trong khi vận hành.

Phương phá p x ử lý nước lò hơi

- Để tránh tác hại của tạp chất trong nước gây nên đối với lò hơi, người ta thường quy định chất lượng nước hoặc độ dày cho phép của lớp cáu cặn

- Đối với lò hơi 1,5 tấn/h, áp suất 8 ( kg/cm 2 ), chiều dày của lớp cáu cặn không được vượt quá 1 ( mm )

- Để giảm bớt tác hại của cáu cặn đối với lò hơi thường dùng các biện pháp: xử lý nước ngoài lò, xử lý nước trong lò và làm sạch cáu cặn đã bám trên bề mặt truyền nhiệt

- Phương pháp xử lý nước ngoài lò bao gồm lắng lọc, keo tụ, dùng hóa chất kết hợp với lắng lọc, xử lý bằng trao đổi kation và xử lý bằng bằng trao đổi anion

Phương pháp xử lý nước ngoài lò bao gồm xử lý bằng hóa học và xử lý nhiệt

- Ở đây dùng phương pháp xử lý nước bằng trao đổi cation kết hợp với lắng lọc

- Dùng bình xử lý đựng khối hạt cationit NaR bên trên là lớp cát và đá, bình được làm bằng vật liệu inox, ống nước vào ô doa bọc lưới thép inox, lấy nước mềm ra là ống có nhiều nhánh và bọc lưới thép inox

- Khi nước đi qua bình sẽ được lọc trong qua lớp cát đá sau đó đi qua khối hạt lọc NaR, trong đó R là gốc cation dể đóng cáu cặn không hòa tan trong nước đóng vai trò anion, khi đó các cation dể đóng cáu cặn trong nước như Ca 2+ , Mg 2+ , sẽ trao đổi với cation dể hòa tan của cationit là Na + Như vậy các cation dể đóng cáu cặn được giữ lại còn các cation dễhòa tan trong nước được cấp vào lò.

Sơ đồ nguyên lý x ử lý nướ c

8.3.1 Quy trình làm m ềm nướ c

Hình 8 1 Hệ thống xử lý nước

* Làm mềm nước bằng trao đổi kation:

- Khi tiến hành xử lý nước ta thực hiện như sau:

- Nước từ bể chứa nước cứng được bơm đưa theo đường ống qua van V2 vào bình xử lý nước sau quá trình trao đổi ion được nước mềm rồi ra khỏi bình qua van V3 vào bể chứa nước mềm

- Các phản ứng xảy ra khi nước cứng đi qua khối hạt NaR:

2NaR + Ca(HCO3) 2 → CaR2+ 2NaHCO3

2NaR + Mg(HCO 3 ) 2 → MgR 2 + 2NaHCO 3 2NaR + CaCl 2 → CaR 2 + 2NaCl

2NaR + CaSO4 → CaR2+ Na2SO4

2NaR + MgSO 4 → MgR 2 + Na 2 SO 4

- Khi dùng kationit Natri thì toàn bộ độ cứng đều được khử, có thể đạt đến trị số nhỏ chỉ còn khoảng ( 0,01  0,015 mgdl/l )

* Rửa ngược khối hạt lọc:

BE CHUA NUOC CUNG BOM

HE THONG XY LY NUOC

- Sau thời gian xửlý nước khối hạt lọc bị bám bẩn ta tiến hành rửa ngược để xả bẩn

+ Nước từ bể chứa nước cứng được bơm theo đường ống qua van V4 vào bình và cuốn lớp bẩn đi theo sau đó ra khỏi bình theo đường ống qua van V5 rồi được thải ra ngoài qua van V7

- Qua thời gian xửlý nước các kationit kiệt dần các kation dể hòa tan Na + nên tác dụng xử lý nước kém dần, ta phải tiến hành công việc hoàn nguyên các cationit để khôi phục khả năng xử lý nước

- Để hoàn nguyên các kationit NaR ta dùng dung dịch muối NaCl nồng độ 5  8 % được khuấy đều chứa trong bể nước cứng

- Nước muối được bơm từ bể theo đường ống qua van V4 vào bình qua quá trình trao đổi hoàn nguyên rồi qua khỏi bình qua van V1 trở về bể chứa và cứ tuần hoàn cho đến khi hoàn nguyên hết khối hạt NaR

- Các phản ứng xảy ra khi hoàn nguyên:

- Sau khi hoàn nguyên các liên kết được tách ra tan trong nước và được thải ra khỏi lớp cationit nhờ biện pháp rửa

VẬN HÀNH LÒ HƠI

Công tác chu ẩ n b ị đốt lò hơi

- Trước khi khởi động lo cần kiểm tra:

+ Mức nước trong lò hơi chưa đủ phải bổ sung cho đủ,

+ Chuẩn bị dầu thích hợp,

+ Tất cả các van trên đường đẩy nước xử lý, đường nước cấp phải mở, các van còn lại trên lòhơi phải đóng,

+ Hệ thống điện lòhơi và hệ thống xử lýnước,

+ Cửa phòng nổ có bị kẹt không,

+ Bình chữa cháy đã sẵn sàng hay chưa.

Kh ởi độ ng lò

+ Khởi động vòi đốt bằng nút bấm vòi đốt trên tủ điều khiển, ở chế độ tự động khi áp suất đạt áp suất đặt trên rơlevòi sẽ tự động ngừng hoạt động,

+ Các bước khởi động đốt lò và chế độ đốt phải tuân theo quy trình vận hành hệ thống đốt nhiên liệu theo kiểu loại vòi đốt mà lò được trang bị lắp đặt,

+ Khi lò xuất hiện hơi nước thì đóng van xả le lại, tăng quá trình đốt,

+ Khi áp suất lò đạt từ ( 1 - 1,5 kg/cm 2 ) tiến hành kiểm tra trạng thái các van, thông rửa ống thuỷ, áp kế,quan sát sự hoạt động của chúng,

+ Khi lò đạt áp suất 2 ( kg/cm 2 ) thận trọng dùng clê vặn chặt các đai ốc trongphạm vi chịu áp lực của lò hơi,

+ Khi áp suất trong lò đạt mức áp suất làm việc tối đa Plv, cấp nước vào lò đến vạch trung bình của ống thuỷ,

+ Nâng áp suất của lò lên áp suất hoạt động của các van an toàn đã được chỉnh theo quy phạm Các van an toàn phải hoạt động và kim áp kế sẽ vượt quá vạch đỏ một chút, + Công việc khởi động lò được kết thúc khi đã đưa áp suất của lò lên áp suất giới hạn và kiểm tra xong sự hoạt động của lò.

+ Trong quá trình cấp hơi lò phải đảm bảo chế độ đốt, tức là đảm bảo nhiên liệu cháy hoàn toàn, nếu không thì xem xét và hiệu chỉnh lại hệ thống đốt nhiên liệu,

+ Thường xuyên theo dõi chế độ cháy của lò hơi qua tấm phản chiếu trên đỉnh vòi dầu

+ Khi áp suất lò gần bằng áp suất làm việc tối đa Plv thì chuẩn bị cấp hơi Trước khi cấp hơi mức nước trong lò ở mức trung bình của ống thuỷ và chế độ cháy phải ổn định, + Khi cấp hơi mở từ từ van hơi chính để một lượng hơi nhỏ làm nóng đường ống dẫn hơi và xả hết nước đọng trong đường ống dẫn hơi trong khoảng thời gian 10, 15 phút Trong thời gian đó quan sát hiện tượng dãn nở ống và giá đỡ ống Nếu thấy bình thường thì đóng mở hếtcỡ van hơi chính để cấp hơi đi Việc mở van phải từ từ, khi mở hết cỡ thì xoay ngược nửa vòng van hơi lại.

+ Trong thời gian vận hành lò phải giữ mực nước trung bình trong lò, không nên cho lò hoạt động lâu ở mức thấp nhất hoặc cao nhất của ống thuỷ,

+ Lò hơi được cấp nước bằng hệ thống từ động ( có quy trình vận hành kèm theo hệ thống lắp đặt )

- Chất lượng nước cấp cho lò phải đảm bảo yêu cầu sau:

+ Độ cứng toàn phần ( 0,5 mgđl/lít ),

+ Hàn lượng oxy ( 0,1 mgđl/lít )

+ Việc xả bẩn định kỳ cho lò hơi được thực hiện nhờ van xả ở thân nồi,

+ Tuỳ theo chế độ nước cấp cho lò mà xác định số lần xả bẩn trong 1 ca Nước cấp càng cứng, độ kiềm càng cao thì số lần xả càng nhiều ít nhất 1 ca phải xả bẩn 2 lần mỗi lần

2, 3 hồi mỗi hồi từ 10, 15 giây Trước khi xả bẩn nên nâng mức nước trong lò lên trên mức nước trung bình của ống thuỷ sáng khoảng 25, 50 ( mm ),

+ Ống thuỷ phải được thông rửa ít nhất 2 lần trong 1 ca, ống xi phông của áp kế phải thông rửa 2 lần trong 1 ca Van an toàn được kiểm tra 1 lần trong 1 ca.

Trông coi điề u ch ỉnh, điề u khi ể n s ự làm vi ệ c c ủ a lò

- Cần theo dõi mức nước trong lò để cho bơm chạy kịp thời, trông coi đều chỉnh áp suất của hơi để cung cấp hơi cho phù hợp với lượng hơi tiêu thụ, bảo đảm chế độ làm việc ổn định

- Khi lượng hơi tiêu thụ thay đổi, tăng lên thì áp suất trong lò giảm, người vận hành phải điều chỉnh để áp suất tăng lên bằng áp suất quy định

- Khi lượng hơi yêu cầu giảm thì áp suất tăng cần phải đều chỉnh để áp suất giảm xuống áp suất quy định.

- Tức là điều chỉnh lượng nhiên liệu đưa vào và lượng không khí cung cấp cho quá trình cháy, điều chỉnh cung cấp nước

Ng ừ ng lò

- Ngừng lò bình thường theo kế hoạch ta thao tác ngược lại với lúc khởi động, ngừng cấp hơi, ngừng cung cấp nhiên liệu vào lò, ngừng cung cấp không khí vào lò và giữ mức nước ổn định

- Đối với ngừng lò sự cố để giảm bớt tác hại lò phải ngừng nhanh nhất, ta ngừng cung cấp nhiên liệu, ngừng cung cấp không khí, giữ mức nước ổn định

- Trong lúc vận hành lò hơi cần chú ý đến các sự cố sau:

+ Cạn nước nghiêm trọng trong lò,

+ Nứt ống thủy khi không có ống thủy thứ hai thay thế,

+ Ống thủy bị rò mạnh làm nước cạn nhanh,

+ Bơm nước cấp hư hỏng khi không có bơm thứ hai thay thế

- Nói chung lò hơi là một thiết bị làm việc dưới áp suất và nhiệt độ cao, nên cần phải chú ý tuân theo những quy định khoa học nghiêm ngặt và chặt chẽ nhằm đảm bảo an toàn

- Sau đây là các sự cố nghiêm trọng:

+ Không nhìn thấy mực nước trong ống thủy (Mặc dù các van ở ống thủy vẫn mở bình thường), còi sẽ báo động và bộ đốt sẽ ngừng.

+ Ngay lập tức tắt bộ đốt và ngắt aptomat tổng, rồi để nguội từ từ

Và để kiểm tra biết chính xác lò bị cạn nước ta mở van xả đáy ống thủy Nếu thấy hơi ra thì chắc chắn là lò bị cạn nước nghiêm trọng

- Chú ý : Khi lò bị cạn nước nghiêm cấm bơm nước vào lò

+ Để lò nguội hẳn, mời thanh tra an toàn thiết bị áp lực chủ sở quản và chuyên gia nồi hơi đến khám nghiệm và giải quyết Không được tự ý vận hành khi chưa có ý kiến của cơ quan chức năng

+ Không nhìn thấy mực nước trong ống thủy, mở van xả ống thủy thấy nước phụt ra, chứng tỏ lò đầy nước

+ Tiến hành xả đáy lò đến khi nào mực nước lò hơi giảm đến mức vận hành thì dừng lại

* Rò nước hơi qua các bề mặt chịu áp lực của lò hơi

+ Thấy hơi nước bốc ra theo đường khói hoặc từ vỏ bảo ôn lò

+ Cắt điện toàn bộ, để lò tự nguội từ từ cho đến khi nguội hẳn

+ Báo cáo với cơ quan chức năng đến kiểm tra xử lý

* Bị cháy nổ trong đường khói

+ Nghe thấy nổ mạnh và khói, lửa phụt ra ở cửa chống nổ và bộ đốt

+ Ngừng đốt để lò nguội hẳn

+ Làm vệ sinh, thông thoáng đường khói rồi cho vận hành trở lại bình thường.

M ộ t s ố hư hỏng thông thườ ng và cách kh ắ c ph ụ c

+ Xiết thêm bulong, xiết thêm vastup hoặc thêm roăng, lên lại vastup

9.5.2 B ộ đố t b ị t ắt độ t ng ộ t ho ặc đố t khó cháy

+ Có thể hết dầu, tắt dầu, bộ lọc bẩn,

+ Dầu phun ra không tạo thành sương,

+ Bugi không phóng tia lửa điện hoặc phóng yếu

+ Lau chùi sạch bugi và béc phun

+ Chỉnh khoảng cách giữa hai cực bugi thật chính xác: d = 3 - 4 ( mm ),

+ Vị trí hai cực bugi và béc phun phải hợp lý,

+ Thông lọc bình lọc dầu và đường dẫn dầu

9.5.3 B ậ t công t ắc nhưng các động cơ không hoạt độ ng

+ Có thể do hỏng công tắc hoặc hỏng mạch điện

+ Gọi bên bảo trì tới sửa chữa và thay phụ kiện

9.5.4 Lò hơi đố t ch ậm lên hơi hoặc đố t t ố n nhi ề u d ầu mà lượng sinh hơi ra ít

+ Đường khói bị bẩn bám đầy muội than,

+ Về phía hơi trên bề mặt trao đổi nhiệt bị bám cáu cặn

+ Mở nắp trước và nắp sau ra, làm vệ sinh đường khói,

+ Kiềm lò để tiến hành phá cáu cặn và xử lý trước khi cho vào lò hơi.

B ảo dưỡng đị nh k ỳ

- Cứ 3 - 6 tháng làm vệ sinh ống khói một lần

- Cứ đến 2 năm phải tiến hành kiểm định lại lò

- Tùy theo chất lượng nước mà chọn thời điểm kiểm lò thích hợp

N ội quy nhà lò hơi

9 7.1 Đố i v ớ i công nhân v ận hành lò hơi

- Chỉ những người có trách nhiệm mới bước vào nhà lò hơi

- Công nhân vận hành lò hơi phải nắm được quy phạm về an toàn lò hơi và quy trình vận hành lò hơi thì mới được phép vận hành lò hơi

- Trong quá trình lò hơi hoạt động, công nhân vận hành lò hơi không được rời khỏi nhà lò hơi và phải ghi nhật kí đầy đủ vào sổ theo dõi hoạtđộng của lò hơi

- Công nhân vận hành lò hơi phải thực hiện đúng và đầy đủ các quy trình vận hành lò hơi và các quy định khác của cơ quan chủ quản

9.7.2 Đối với đơn vị chủ quản

- Mua sắm đầy đủ các trang thiết bị cần thiết cho nhà lò hơi như:

+ Dụng cụ sửa chữa: Mỏ lết, cờ lê, búa, tuốcnơvít, bộ lục giác, roăng amiăng tấm, dây, vải lau,

+ Dụng cụ bảo hộ lao động

- Thủ trưởng trực tiếp lãnh đạo nhà lò hơi phải nắm được quy phạm về nồi hơi và các quy trình vận hành lò hơi Và phải thường xuyên kiểm tra, đôn đốc người vận hành lò hơi thực hiện đầy đủ các quy trình, quy phạm về nồi hơi

Qua đồ án tính toán thiết kế lò hơilần này em đã có dịp tìm hiểu và áp dụng những kiến thức đã học để thiết kế lò hơi công nghiệp dùng trong giặt ủi Từ đó em được hiểu rõ hơn về hệ thống lò hơi và vai trò của nó trong nền kinh tế hiện nay

Lò hơi công nghiệp là một sản phẩm mang nhiều lợi ích cho doanh nghiệp trong nhiều lĩnh vực khác nhau Đặc biệt là các ngành cần đến sấy, tạo nhiệt, năng lượng và điện Việc sử dụng lò hơi công nghiệp đúng cách sẽ giúp cho doanh nghiệp tiết kiệm được chi phí năng lượng vô cùng lớn.

Theo em, hệ thống lò hơi đã và đang thực sự trở thành một sản phẩm quan trọng và có vai trò rất lớn trong nền kinh tế hiện nay Nó đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất công nghiệp như ngành điện năng, ngành chế biến thực phẩm, ngành công nghiệp dệt, ngành công nghiệp sản xuất giấy, chế biến cao su, chế biến gỗ, trong ngành dịch vụ, ngành giao thông vận tải

Chính vì lẽ đó, việc nghiên cứu vàtriển khai các thiết bị máy móc, áp dụng hệ thống lò hơi vào một số lĩnh vực công nghiệp là rất cần thiết, giúp nâng cao khả năng, tiềm năng và cạnh tranh trong các lĩnh vực công nghiệp

1 Tài liệu tham khảo là sách:

- Trần Thanh Kỳ ( 1990 ) Thiết kế Lò Hơi, Trung tâm nghiên cứu thiết bị và năng lượng mới, Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh.

- Nguyễn Sĩ Mão ( 2006) Lò Hơi Tập 1, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

- Nguyễn Sĩ Mão ( 2006 ) Lò Hơi Tập 2, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

2 Tài liệu tham khảo từ các nguồn khóa luận, bài luận khác:

- Bùi Ngọc Dũng ( 2010 ) Nhiệm vụ tính toán thiết kế chế tạo lò hơi Đồ án tốt nghiệp Đại học, Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng

3 Tài liệu tham khảo từ nguồn Internet:

- PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng ( 2007 ) Giáo trình Lò hơi và thiết bị đốt, Giáo trình Lò hơi và thiết bị đốt - PGSTS Hoàng Ngọc Đồng.pdf

- EBOOK.BKMT ( 2015 ) Giáo trình Lò hơi - Phần 1, Giáo trình Lò hơi_ Phần 1_1153022.pdf

Tiêu đề	TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI ĐỐT DẦU DO CÔNG SUẤT 1.5 T/H DÙNG ĐỂ GIẶT ỦI
Tác giả	Hứa Quang Nhật
Người hướng dẫn	TS.GVC. Hồ Trần Anh Ngọc
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật nhiệt
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	80
Dung lượng	1,64 MB