(TIỂU LUẬN) đồ án thiết kế lò hơi có sản lượng hơi 125 th

Đồ án Lị Hơi GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng mà chủ yếu điện nhu cầu thiếu phát triển kinh tế nước Hiện nước ta hầu khác giới, lượng điện nhà máy nhiệt điện sản xuất chiếm tỷ lệ chủ yếu tổng lượng điện tồn quốc Trong q trình sản xuất điện năng, lò khâu quan trọng có nhiệm vụ biến đổi lượng tàng trữ nhiên liệu thành nhiệt Nó thiết bị thiếu nhà máy nhiệt điện, lò dùng rộng rãi ngành cơng nghiệp khác Trong lĩnh vực cơng nghiệp, lị dùng để sản xuất nước Hơi nước dùng làm chất tải nhiệt trung gian thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho sản phẩm Nhằm ơn lại kiến thức học lị học kỳ trước để bước đầu làm quen với việc thiết kế lò hơi, học kỳ em nhận nhiệm vụ thiết kế lị có sản lượng 125 T/h Với giúp đỡ hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng với việc nghiên cứu tài liệu khác, em hồn thành thiết kế Trong q trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót, em kính mong đóng góp ý kiến bảo thầy cô giáo, em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN_16N1 SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN Lớp: 16N1 Trang Tieu luan NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TÍNH TỐN CHẾ TẠO LỊ HƠI Sản lượng định mức: D = 125 t/h Áp suất đầu nhiệt: pqn = 6.4Mpa = 64 bar 3.Nhiệt độ đầu nhiệt: tqn = 445oC 4.Nhiệt độ nước cấp: tnc = 180oC 5.Nhiên liệu có thành phần sau: Thành Phần Clv Hlv Nlv Olv Slv Alv Wlv Vc Phần trăm (%) 70,55 4,79 6,05 2,02 0,59 8,5 7,5 12 6.Nhiệt trị thấp làm việc nhiên liệu: Qtlv = 28,99 MJ/kg =28990 kJ/kg 7.t1 =1100 oC Chọn thông số sau: 8.Nhiệt độ không khí lạnh: tkkl = 30oC (bằng nhiệt độ mơi trường) 9.Nhiệt độ khơng khí nóng: tkkn = 350oC (trang 15, tài liệu 1) 10.Nhiệt độ khói thải: kht = 120oC Tieu luan CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI 1.1 Chọn sơ dạng lò hơi: 1.1.1 Chọn phương pháp đốt cấu trúc buồng lửa Dựa vào cơng suất lị 125 T/h sử dụng nhiên liệu rắn (than gầy) nên chọn lò buồng lửa phun Chọn lị bố trí theo kiểu chữ π loại lị phổ biến Ở loại thiết bị nặng như: quạt khói, quạt gió, khử bụi, ống khói điều đặt vị trí thấpnhất Vậy ta sử dụng phương pháp thải xỉ lỏng nhiên liệu đốt than gầy có hàm lượng chất bốc thấp (Vch=12%) 9[1] 1.1.2 Dạng cấu trúc pheston Cấu tạo pheston gắn liền với cấu tạo dàn ống tường sau buồng lửa ống cụm pheston ống dàn ống tường sau buồng lửa Chiều cao pheston tức cửa buồng lửa phụ thuộc vào kích thước đường khói vào q nhiệt Kích thước cụ thể pheston xác định sau xác định cụ thể cấu tạo buồng lửa cụm ống xung quanh Vì nằm đầu buồng lửa có nhiệt độ cao ta đặt ống xa để tránh đóng xỉ, mồ hóng… Để cho khói qua lưu thơng dễ dàng, tránh đóng xỉ mài mịn ống ta chia cụm pheston thành 3-5 dãy ống Ở ta chia thành dãy ống 1.1.3 Dạng cấu trúc nhiệt Chọn bố trí nhiệt đối lưu Tieu luan Đối với lị có nhiệt độ nhiệt từ 510 ℃ trở xuống nhiệt thường đặt vùng khói có t < 1050 ℃, thường đặt đoạn khói nằm đoạn đường khói nằm sau cụm pheston Ở trao đổi nhiệt khói cụm ống chủ yếu trao đổi nhiệt đối lưu nên gọi nhiệt đối lưu Các dàn đặt cách 0,7 – 0,9m để khói dễ dàng lưu thơng qua đồng thời tránh khả tạo nên cầu xỉ ống Thiết kế bố nhiệt đặt đứng Ở lò 𝑡𝑞𝑛 = 445 ℃ < 510 ℃ nên ta sử dụng nhiệt đối lưu Bộ nhiệt đối lưu chia thành cấp để tạo điều kiện làm đồng trở lực nhiệt độ ống xoắn, bên cạnh độ gia nhiệt cấp không lớn cấp nhiệt độ trung bình khác nên cấp chế tạo loại vật liệu phù hợp với nhiệt độ làm việc tiết kiệm vật liệu đắt tiền 1.1.4 Bố trí hâm nước sấy khơng khí Việc bố trí hâm nước sấy khơng khí có liên quan chặt chẽ với Nhiệt độ khơng khí nóng khỏi sấy định việc bố trí sấy thành hay hai cấp hâm nước bố trí cho phù hợp Nhiệt độ khơng khí nóng cấp cho lò chọn dựa vào loại nhiên liệu đốt loại buồng lửa Nhiệt độ khơng khí nóng cao nhiên liệu dễ cháy dễ cháy kiệt nhiên liệu kim loại chế tạo phải tốt bề mặt nhận nhiệt lớn giá thành cao Nhiệt độ khơng khí nóng chọn theo mục 1.3.3, t kkn = 3500C Nhiệt độ không khí nóng cao, bề mặt nhận nhiệt lớn, cần phải đặt phần daaufra sấy khơng khí vùng có nhiệt độ khói cao => phân sấy khơng khí thành cấp, hâm nước làm cấp bố trí cấp sấy khơng khí Tuy nhiên sấy khơng khí cấp nằm sau nhiệt, vùng có nhiệt độ khói cao nên chóng hỏng Để bảo vệ sấy khơng khí cấp 2, ta chia hâm nước thành cấp sấy khơng khí cấp đặt cấp hâm nước 1.1.5 Đáy buồng lửa Tieu luan Đối với buồng lửa đối bột thải xỉ lỏng đáy buồng lửa có dạng đáy bằng, nghiêng ,lỗ thải xỉ đặt bên cạnh 1.2Nhiệt độ khói khơng khí 1.2.1 Nhiệt độ khói khỏi lị (θth) Là nhiệt độ khói khỏi BSKK tra bảng 1.1 [I] với nhiên liệu rẻ tiền, chọn θ th = 120oC nhờ sau sử dụng nhiên liệu đắt tiền, chất lượng cao vần hoạt động tốt 1.2.2 Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa (θ”th) Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa θ’’bl chọn theo loại nhiên liệu, nhiệt độ biến dạng tro Đối với than gầy, nhiệt độ khói khỏi buồng lửa phải nhỏ t – (50 ⁓ 1000C) Chọn 𝜃"th = 1100 ℃ 1.2.3 Chọn nhiệt độ khơng khí nóng Nhiệt độ khơng khí nóng khỏi sấy khơng khí chọn dựa loại nhiên liệu, phương pháp đốt phương pháp thải xỉ Theo tài liệu trang 15, buồng lửa thải xỉ lỏng với hệ thống nghiền than kiểu kín, ta chọn tkkn = 3500C Sơ đồ cấu tạo tổng thể lị Tieu luan Hình Chú thích: 1.Ống góp 2.Vịi phun 3.Buồng lửa 4.Cụm pheston 5.Ống góp 6.Bao 7.Bộ nhiệt đối lưu Tieu luan 8.Bộ hâm nước cấp 9.Bộ sấy không khí cấp 10.Bộ hâm nước cấp 11.Bộ sấy khơng khí cấp Tieu luan Đồ án Lị Hơi GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng CHƯƠNG II TÍNH TỐN Q TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 2.1 Tính thể tích khơng khí lý thuyết Được tính cho kg nhiên liệu rắn : V0kk = 0,0889 ( Clv + 0,375 Slv ) + 0,265 Hlv – 0,033 Olv [m3tc/kg] = 0,0889 (70,55 + 0,375 0,59) + 0,265 4,79 – 0,033 2,02 = 7,494 m3tc/kg 2.2 Thể tích sản phẩm cháy 2.2.1 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết Khi cháy kg nhiên liệu rắn : - Theo 2.3/17[1] VRO2 = VCO2 + VSO2 = 0,01866 ( Clv + 0,375Slv ) , m3/kg = 0,01866 ( 70,55 + 0,375 0,59 ) = 1,32 m3tc/kg - Theo 2.4/17[3] V0N2 = 0,79.V0KK + 0,008.Nlv  0,79 V0KK = 0,79 7,494 = 5,92 m3tc/kg - Theo 2.5/17[3] V0H2O = 0,111.Hlv + 0,0124.Wlv + 0,0161V0KK + 0,24.Gph , m3tc/kg = 0,111.4,79 + 0,0124.7,5 + 0,0161.7,494 + ,m3tc/kg = 0,745 m3tc/kg SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN Lớp: 16N1 Trang Tieu luan Trong Gph lượng để phun dầu vào lò ,đối với nhiên liệu rắn Gph = - Theo 2.6/17[3] Thể tích khói khơ lý thuyết : V0kkho = VRO2 + V0N2 = 1,32 + 5,92 = 7,24 m3tc/kg - Theo 2.7/17[3] Thể tích khói lý thuyết : V0K = V0kkho + V0H2O = 7,24 + 0,745 = 7,985 m3tc/kg 2.2.2 Thể tích sản phẩm cháy thực tế 2.2.2.1 Thể tích nước - Theo 2.11/18[1] VH2O = V0H2O + 0,0161 ( - ) V0KK , m3tc/kg 2.2.2.2 Thể tích khói thực : VK = Vkkhơ + VH2O = V0kkho + ( - ) V0KK + VH2O , m3tc/kg 2.2.2.3 Phân thể tích khí - Khí ngun tử : Theo 2.14a/18[1] Ta có : rRO2 = VRO2/VK - Hơi nước : Theo 2.14b/18[1] Ta có : rH2O = V0H2O/VK 2.2.3 Hệ số khơng khí thừa: Hệ số khơng khí thừa khỏi buồng lửa xác định tùy thuộc vào loại nhiên liệu, phương pháp đốt Đối với buồng lửa phun đốt bột than thải xỉ lỏng, hệ số Tieu luan khơng khí thừa tính theo bảng (Đặc tính tính tốn buồng lửa thải xỉ khơ có D từ 75 T/h), tài liệu 1, phụ lục 2, trang 176 Chọn buồng lửa thải xỉ lỏng với nhiên liệu than gầy => Hệ số khơng khí thừa đầu buồng lửa α’’ = 1,25 Lượng khơng khí lọt vào khói xác định theo bảng 2.1[1] STT Các phận lò  Buồng lửa 0,1 Pheston Bộ nhiệt cấp 0,03 Bộ nhiệt cấp 0,03 Bộ hâm nước cấp 0.02 Bộ sây khơng khí cấp 0,03 Bộ hâm nước cấp 0,02 Bộ sấy khơng khí cấp 0,03 Hệ thống nghiền than 0,1 Hệ số khơng khí thừa nơi buồng lửa xác định cách cộng hệ số khơng khí thừa buồng lửa với hệ số khơng khí lọt vào phận khảo sát, tính sau: ’' = ’ + ∆  Ta có bảng hệ số khơng khí thừa: Tieu luan Tieu luan Đồ án Lị Hơi GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Ta có đồ thị điểm: Dựa vào đồ thị, suy nhiệt độ khói khỏi sấy khơng khí cấp 2: θ'’skk2 = 487oC ε= =