CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI docx

CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI MỤC LỤC MỤC LỤC 1 LỜI NÓI ĐẦU 2 PHẦN I. LÝ THUYẾT CHUNG 3 4.2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu 19 PHẦN 2: CHUYÊN ĐỀ 22 KẾT LUẬN 32 NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI LỜI NÓI ĐẦU Nước ta là một nước đang phát triển cũng như đang trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa, chính vì vậy mà nhu cầu về năng lượng không ngừng gia tăng đòi hỏi phải ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu cả về số lượng và chất lượng. Bên cạnh đó, việc sử dụng hợp lý và kinh tế các nguồn năng lượng đó phải được đặc biệt quan tâm Trong quá trình tìm hiểu về chuyên đề Vận hành kinh tế lò hơi kết hợp với các kiến thức đã được tìm hiểu thực tế tại nhà máy nhiệt điện Phả Lại đã mang lại cho chúng em nhiều kiến thức mới - Thứ nhất là, hình dung lại kiến thức về lò hơi và quy trình vận hành đã được quan sát. - Thứ hai là nắm được nguyên tắc tiết kiệm năng lượng trong vận hành lò hơi. Trong quá trình tìm hiểu, nhóm chúng em nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Ngô Tuấn Kiệt, nhóm đã làm việc tích cực để hoàn thành chuyên đề nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Em mong nhận được sự chỉ dẫn và giúp đỡ của thầy để nhóm em có thể hoàn thiện hơn kiến thức của mình. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 13 tháng 03 năm 2013 Sinh Viên Nhóm 2 – Đ4QLNL NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI PHẦN I. LÝ THUYẾT CHUNG I. CÁC KIẾN THỨC CHUNG VỀ LÒ HƠI 1. Khái niệm lò hơi - Là thiết bị sử dụng nhiệt năng của việt đốt nhiên liệu biến nước thành hơi có t 0 ,P cao để sử dụng cho các phụ tải nhiệt hay làm quay tua-bin của máy phát điện. 2. Phân loại Lò hơi được phân loại theo các tiêu chuẩn sau: a. Dựa vào sản lượng hơi - Lò hơi công suất nhỏ (< 20T/h) - Lò hơi công suất trung bình (từ 20 đến 75 T/h) - Lò hơi công suất lớn (> 75T/h) b. Dựa vào thông số hơi Tùy theo các mức t o và p mà người ta chia thành lò hơi thông số thấp, trung bình, cao và siêu cao c. Dựa theo chế độ chuyển động của nước trong lò - Lò hơi đối lưu tự nhiên - Lò hơi tuần hoàn tự nhiên - Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức - Lò hơi đối lưu cưỡng bức d. Dựa theo cách đốt nhiên liên - Lò hơi đốt theo lớp: nhiên liệu rắn (than,củi,bã mía…) được xếp trên ghi để đốt - Lò hơi đốt phun - Lò hơi đốt đặc biệt: thường gặp 2 loại là buồng lửa xoáy và buồng lửa tầng sôi e. Dựa theo lịch sử phát triển của lò hơi - Lò hơi ống lửa NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Hình 1: Lò hơi ống lửa - Lò hơi ống nước Hình 2: Lò hơi ống nước - Lò hơi thẳng đứng NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Hình 3: Lò hơi thẳng đứng - Lò hơi nằm ngang 3. Nguyên lý cấu tạo và làm việc của các dạng lò hơi 3.1. Lò ghi xích Quy mô nhỏ và trung bình sử dụng trong các lò hơi công nghiệp Hình 4: Lò hơi ghi xích NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI a. Cấu tạo gồm: trống - 1, van hơi chính - 2, đường cấp nước - 3, ghi lò dạng xích - - 4, buồng lửa - 5, hộp tro xỉ - 6, hộp gió cấp 7: gió cấp 1 qua ghi cho lớp nhiên liệu trên ghi, phễu than - 8, ống khói - 9, bộ sấy không khí - 10, quạt - 11, quạt khói - 12, bộ hâm nước - 13, dàn ống nước xuống - 14, ống góp dưới - 15, dàn ống nước lên - 16, dãy phestôn - 17 và bộ quá nhiệt - 18. b. Nguyên lý làm việc của lò hơi ghi xích: Than từ phễu cấp than được rót lên ghi với một chiều dày được điều chỉnh sẵn và chuyển động cùng ghi vào buồng lửa. Tại đây nhiên liệu nhận được nhiệt bức xạ từ ngọn lửa, vách tường, cuốn lò. Nhiên liệu được sấy nóng, khô dần và chất bốc thoát. Chất bốc và cốc cháy tạo thành tro xỉ và được gạt xỉ thải ra ngoài. Chiều dày lớp nhiên liệu trên mặt ghi cũng được lựa chọn hợp lý cho mỗi loại nhiên liệu. Ví dụ: Than cám antraxit, than đá: 150-200 mm; than nâu 200-300 mm; than bùn 700-1000 mm; củi gỗ 400-600 mm; Không khí cấp vào buồng lửa thường chia thành gió cấp 1 cấp từ dưới ghi lên và gió cấp 2 cấp phía trên lớp nhiên liệu. Tỷ lệ giữa gió cấp 1 và cấp 2 cũng được tính toán lựa chọn phù hợp. Thông thường gió cấp 2 chiểm khoảng 8-15%; Tốc độ gió cấp 2 ra khỏi vòi phun thường khá cao từ 50-80 m/s. 3.2. Lò hơi đốt than phun có bao hơi NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Hình 5: Sơ đồ nguyên lý làm việc của lò đốt than phun có bao hơi a. Cấu tạo: 1-bao hơi; 2-phần chứa nước của bao hơi; 3-phần chứa hơi của bao hơi; 4-buồng lửa; 5- vòi phun; 6-đường nhiên liệu tới; 7-các ống dàn đặt xung quanh buồng lửa để sinh hơi; 8-ống phestôn; 9-ống xuống; 10-ống góp dưới củadàn ống; 11- cấp một của bộ hâm nước; 12-cấp hai của bộ hâm nước; 13-ống dẫn để đưa nước từ bộ hâm nước vào bao hơi; 14-ống dẫn hơi bão hoà từ bao hơi tới bộ quá nhiệt; 15-cấp một của bộ quá nhiệt; 16-bộ giảm ôn để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt; 17-cấp hai của bộ quá nhiệt; 18-cấp một của bộ sấy không khí; 19-cấp hai của bộ sấy không khí; 20-đường dẫn không khí vào buồng lửa; 21-đường dẫn không khí nóng tới máy nghiền; 22-tường bảo ôn của lò; 23-buồng quặt để đổi chiều dòng khói; 24-phần đường khói đặt các bề mặt đốt đối lưu; 25-giếng thải xỉ; 27-hút không khí nóng từ đỉnh lò; 28-quạt gió; 29-khử bụi; 30-quạt khói; 31-ống khói. b. Nguyên lý làm việc: Không khí nóng cùng bột than phun vào buồng lửa qua vòi phun 5 và cháy, truyền nhiệt lượng cho các dàn ống bố trí xung quanh buồng lửa. Nước trong ống được đốt nóng, sôi và sinh hơi. Hỗn hợp hơi nước sinh ra được đưa lên bao hơi. Bao hơi dùng để tách hơi ra khỏi nước. Phần nước chưa bốc hơi có trong bao hơi được đưa trở lại dàn ống, qua các ống xuống bố trí ngoài tường lò, có trọng lượng riêng lớn hơn hỗn hợp hơi nước ở trong các dàn (vì không được hấp thu nhiệt) tạo nên độ chênh trọng lượng cột nước. Do đó môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên trong một chu trình kín. Hơi ra khỏi bao hơi được chuyển tới bộ phận quá nhiệt để tạo thành hơi quá nhiệt, có nhiệt độ cao. Khói thoát khỏi bộ phận quá nhiệt, nhiệt độ còn cao, do đó bố trí bộ phận hâm nước và bộ phận sấy không khí để tận dụng nhiệt thừa của khói. Nhiệt độ khói thải ra khỏi lò chỉ còn 120 – 180 0 C. Quạt khói để hút khói xả ra ngoài ống khói. Để tránh bụi cho môi trường xung quanh, khói trước khi thải ra được qua bộ phận tách bụi. 3.3. Lò hơi đốt than phun trực lưu • Cấu tạo: NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Hình 6: Cấu tạo lò hơi đốt than phun trực lưu 1.Bộ hâm nước; 2.Bề mặt đốt bức xạ; 3.Bề mặt đốt đối lưu; 4.Bộ quá nhiệt bức xạ; 5.Bộ quá nhiệt đối lưu; 6.Bộ sấy không khí cấp 1; 7.Bộ sấy không khí cấp 2; 8.Vòi phun; 9.Buồng lửa. • Nguyên lý làm việc: Nước được cấp từ bể chứa nước đã qua xử lý đưa vào ống góp nước cấp. Nước cấp được đi qua bộ hâm nước làm nhiệt độ nước tăng lên một ít. Từ đó nước được đưa xuống ống góp trước khi cho vào các đường ống sinh hơi rồi nước được đưa vào buồng đốt. Tại buồng đốt, nước được đun nóng sôi và chuyển thành hơi bão hòa.Với sự chuyển động tự nhiên cộng với sự cưỡng bức của áp suất bơm cấp, hơi nước được đi lên phía đỉnh lò và tiếp tục được đưa về bộ ống góp trước quá nhiệt. Từ ống góp đó hơi đi qua bộ quá nhiệt để tăng nhiệt năng của hơi. Tại đây, nhiệt độ của hơi được tăng lên và chuyển thành hơi quá nhiệt. Hơi đã đi qua bộ quá nhiệt cho vào một bộ góp hơi sau quá nhiệt để trung hòa hơi, sau đó được đưa sang tuabin. Trong tuabin, hơi chuyển từ nhiệt năng sang động năng làm quay tuabin và liên động làm quay máy phát để phát điện. Cuối cùng, hơi được ngưng tụ và quay về cho một chu trình mới. Khói sau khi ra khỏi buồng lửa có nhiệt độ cao đi qua bộ hâm nước để gia nhiệt cho nước cấp. 3.4. Lò hơi tầng sôi NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Hình 7: Lò hơi tầng sôi • Cấu tạo và nguyên lý Lò hơi tầng sôi tuần hoàn có cấu tạo bản thể gồm 03 phần chính: Buồng đốt, Cyclon và phần đuôi lò. + Buồng đốt: Buồng đốt của lò tầng sôi tuần hoàn (TSTH) có hình dáng tương tự như lò than phun, tuy vậy do khác nhau về phương pháp đốt nên có một số điểm khác biệt lớn về chi tiết. Nguyên lý cháy của lò TSTH là đốt than theo kiểu trọng lực. Không khí nóng sau khi qua bộ sấy không khí 1 cấp sẽ được cấp từ phía dưới lò có áp lực đủ lớn để duy trì các hạt than có kích thước 5 mm cháy lơ lửng trong thể tích buồng đốt. Nhiệt độ trong buồng lửa được¸từ 3 duy trì ở nhiệt độ khoảng 850oC, thấp hơn rất nhiều so với lò than phun. Hiệu suất của buồng lửa khá cao do thời gian lưu lại của hạt than lớn, than cháy kiệt hơn so với lò than phun. Do lò TSTH có quán tính nhiệt lớn nên có thể dùng nhiên liệu có nhiệt trị thấp (đến 2000 kcal/kg). Ngoài ra, lò hơi TSTH có sự khác biệt lớn so với lò than phun là trong quá trình cháy được đốt kèm với đá vôi để khử SO2 sinh ra trong quá trình đốt than. Trong quá trình đốt, người ta đưa vào một lượng đá vôi kèm theo than vừa đủ để khử lưu huỳnh giải phóng trong quá trình đốt cháy than. Quá trình cháy và khử lưu NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI huỳnh xảy ra ở nhiệt độ khoảng 850 0 C. Các hạt than cháy ở trạng thái lơ lửng (sôi) nhờ không khí áp lực đẩy từ dưới lên trên. Các hạt than tràn ngập thể tích buồng đốt. Độ đậm đặc (nồng độ) của nó giảm dần theo chiều cao của buồng đốt. + Phần Cyclon: Cyclon là một bộ phận dùng để thu các hạt than chưa cháy hết trở lại buồng đốt tạo thành một vòng tuần hoàn. Cyclon ở lò TSTH khác với lò tầng sôi thông thường, khói thải sau khi ra khỏi buồng lửa còn lẫn các hạt chưa cháy hết sẽ được phân ly qua bộ Cyclon và được đưa trở lại buồng đốt thành 1 vòng tuần hoàn để cháy kiệt. Phần khói nóng sẽ tiếp tục đưa qua các bộ trao đổi nhiệt phần đuôi lò, qua hệ thống lọc bụi và được thải ra ngoài qua ống khói. • Các ưu điểm của lò CFB: - Lò CFB cho phép đốt được các loại nhiên liệu khó cháy, thành phần nhiên liệu có thể thay đổi trong dải rất rộng, hàm lượng lưu huỳnh trong than cao mà vẫn đảm bảo được các Tiêu chuẩn về môi trường. - Than không cần có độ mịn cao như lò than phun. - Công nghệ đốt phù hợp với cả loại than xấu có nhiệt trị thấp, hàm lượng chất bốc thấp, phù hợp với đặc tính của than antraxit. - Do than cháy ở nhiệt độ không cao (khoảng 850oC) nên lượng NOx tạo thành trong buồng lửa ở mức rất thấp so với công nghệ lò than phun truyền thống. Vì vậy, với các tiêu chuẩn môi trường hiện hành, không cần phải lắp đặt bộ khử NOx đắt tiền trên đường khói thải của lò hơi. - Khử SO2 trực tiếp ngay trong buồng đốt và hiệu quả khử đạt rất cao nhờ sử dụng đá vôi làm phụ gia trong quá trình đốt, vì vậy cũng không cần phải lắp bộ khử SO2 đắt tiền trên đường khói thải của lò hơi. - Nhiệt độ trong buồng đốt thấp và được kiểm tra chặt chẽ nên ngăn cản được quá trình tạo xỉ và liên kết tro. - Lò có dải điều chỉnh phụ tải rộng từ 50 đến 100‰ mà không cần phải sử dụng dầu đốt kèm. NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG [...]... LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tính nhiệt lò hơi công nghiệp – Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật [2] Giáo trình Kỹ thuật lò hơi – Giáo sư, Tiến sỹ Phạm Xuân Vượng [3] Công nghệ lò hơi và mạng nhiệt – PGS.TS Phạm Lê DZần [4] Lò hơi - tập 2 – GS.TSKH Nguyễn Sỹ Mão [5] Giáo trình Vận hành kinh tế lò hơi – Giảng viên... hình cầu đồng tâm với hạt dầu.Nếu phun dầu bằng hơi nước, vì hơi nước truyền nhiệt nhanh nên hạt dầu bốc hơi nhanh, dễ hỗn hợp với không khí nên quá trình cháy nhanh,tương tự như quá trình đốt nhiên liệu khí NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI II VẬN HÀNH LÒ HƠI 1 Khái niệm chung về vận hành lò hơi Vận hành lò hơi là công việc thao tác, điều khiển phức tạp... – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Việc tự động hóa vận hành lò góp phần nâng cao năng suất lao động của công nhân vận hành, giảm số người vận hành, mặc dù lực lượng công nhân khối đo – kiểm – tự động có thể tăng lên để đảm bảo phục vụ khối thiết bị đo kiểm nhiều hơn Các quá trình công nghệ của lò hơi cần được tự động gồm:... hơi ở chế độ ổn định 3.1 Điều chỉnh áp suất hơi Nhiệm vụ điều chỉnh áp suất hơi lò trực lưu thực tế là thường xuyên duy trì sự cân bằng giữa lưu lượng hơi của lò hơi sản xuất ra với lượng hơi tua bin yêu cầu NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Chỉ cần luôn đảm bào yêu cầu này, áp suất hơi sẽ luôn ổn định ở giá trị đã định Trong lò bao hơi, việc duy trì lượng hơi. .. để đưa lò hơi sang chế độ mới, theo sự phân phối phụ tải từng lò của điều độ nhà máy (trưởng ca) NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI KẾT LUẬN Quá trình làm bài tập lớn môn Vận hành kinh tế lò hơi đã giúp cho chúng em hiểu biết thêm về các loại lò hơi, về nguyên lý cấu tạo và hoạt động, các chế độ vận hành, biện pháp giảm tổn thất trong lò hơi và... 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI • Để đánh giá thời gian sử dụng lò hơi trong năm, người ta dùng khái niệm về hệ số sử dụng của thiết bị: Trong đó: Qnăm - lượng nhiệt hoặc hơi sản xuất trong năm; 8760 - là số giờ trong năm = 24 giờ × 365 ngày • Hiệu suất lò hơi: • Chỉ tiêu về tiêu hao nhiên liệu: (g/kWh) • Giá thành sản xuất hơi (VND/Tấn) G = Gcđ + Gtđ... trình bốc hơi: W → q4↑ và η↓ Để D = const, khi Wlv tăng, cần tăng B → T (hơi quá nhiệt, nước hâm, không khí…) ↑ 2.7 Thay đổi chất bốc: Vlv 3 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật vận hành lò hơi 3.1 Chỉ tiêu kinh tế • Để đánh giá mức độ sử dụng công suất của lò hơi Dtb so với nhu cầu sử dụng đồng thời nhiệt hoặc hơi cực đại Dmax, người ta gọi là hệ số tải trọng hoặc hệ số dự trữ của lò hơi NHÓM... tỷ lệ than/nước về cơ NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI bản không ảnh hưởng đến nhiệt độ hơi Ảnh hưởng của lượng nhiên liệu đến nhiệt độ hơi cũng không lớn do lượng hơi tăng tương ứng Bởi vậy, các lò trực lưu đều dung việc điều chỉnh tỷ lệ than/nước để điều chỉnh nhiệt độ hơi là chính, mà không như lò bao hơi dựa vào nước giảm ôn Cần lưu ý rằng, mỗi khi cường... 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI - Các quá trình trong buồng đốt, các thông số của sản phẩm cháy trong buồng đốt, thông số khói và không khí trên đường ống dẫn (nhiệt độ, áp lực, thành phần thể tích các chất khí có trong khói…) - Năng suất hơi của lò và lưu lượng nước cấp vào lò - Chất lượng hơi và nước - Tiêu hao điện... hoặc nước cấp, để nhiệt độ hơi tăng lên tới giá trị định mức, sau đó dung bộ giảm ôn kiểu phun để chỉnh nhiệt độ hơi và chính xác hơn NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI a Điều chỉnh thô nhiệt độ hơi quá nhiệt (điều chỉnh tỷ lệ than/nước) Việc điều chỉnh tỷ lệ than/nước thường sử dụng thông số của một điểm trung gian nào đó trong hệ thống hơi- nước để làm tín hiệu . LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI II. VẬN HÀNH LÒ HƠI 1. Khái niệm chung về vận hành lò hơi Vận hành lò hơi là công việc. triển của lò hơi - Lò hơi ống lửa NHÓM 2 – Đ4 QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI Hình 1: Lò hơi ống lửa - Lò hơi ống