Đang tải... (xem toàn văn)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN LÒ HƠI ĐỀ TÀI Tính toán thiết kế hệ thống lò hơi đốt nhiên liệu than công suất D = 380 kg/h, áp suất hơi P = 6 bar GVHD Nguyễn V[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ - - ĐỒ ÁN LỊ HƠI ĐỀ TÀI: Tính tốn thiết kế hệ thống lị đốt nhiên liệu than cơng suất D = 380 kg/h, áp suất P = bar GVHD : Nguyễn Văn Phúc SVTH : Nguyễn Việt Anh Vy Minh Tiến Đặng Lê Nam Lê Quang Vinh Lê Đình Hiếu LỚP : 62-CNNL Nha Trang , 1/2023 A.LỜI NĨI ĐẦU Ở nước ta, cơng nghiệp ngành kinh tế quan trọng, năm gần có đóng góp lớn cho ngân sách nhà nước, trở thành ngành xuất chủ đạo với tốc độ tăng trưởng mức cao Cơ cấu ngành cơng nghiệp có chuyển biến tích cực Ngày nhiều nhà máy xây dựng kéo theo nhu cầu lượng củng tăng theo Một lượng chiếm tỉ lệ cao nhiệt Với việc nước ta đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước lị sử dụng để phục vụ cho ngành công nghiệp như: giặt khô, sấy, đun nấu, nhuộm vận hành máy móc nguồn nhiên liệu không gây cháy vận hành máy móc thiết bị động mà hầu hết nhiên liệu khác không làm được, phù hợp để sử dụng khu vực không phép sử dụng lửa điện Lò ngày trở nên phổ biến trỏe thành thiết bị khơng thể thiếu nhà máy xí nghiệp cần đến nguồn nhiệt Nó mang đến hiệu sử dụng cao, cung cấp nguồn nước an toàn chất lượng cho công đoạn sản xuất diễn hiệu dễ dàng Trong học phần “đồ án lò hơi” chúng em thầy Nguyễn Văn Phúc phân công hướng dẫn thực đề tài “Tính tốn thiết kế hệ thống lị đốt nhiên liệu than công suất D = 380 kg/h, áp suất P = bar” MỤC LỤCLỜI MỞ ĐẦU Lời mở đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI 1.2 PHÂN LOẠI LÒ HƠI 1.2.2 KHÁI NIỆM 1.2.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA LÒ HƠI 1.2.3 PHÂN LOẠI LÒ HƠI 1.3 CÁC THÔNG SỐ ĐÃ CHO VÀ ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ LỊ HƠI CHƯƠNG 2: CHỌN CÁC THƠNG SỐ BAN ĐẦU,TÍNH NHIỆT LỊ HƠI 2.1 LỰA CHỌN CÁC THƠNG SỐ BAN ĐẦU 2.2 TÍNH CHÁY CHO NHIÊN LIệU 2.2.1 TÍNH CHÁY VỚI CÁC QUÁ TRÌNH CHÁY LÝ THUYếT (α = 1) 2.2.2 TÍNH CHÁY VỚI Q TRÌNH CHÁY THỰC (α = 1,15) 2.2.3 TÍNH NHIỆT ĐỘ CHÁY LÝ THUYếT VÀ NHIỆT ĐỘ CHÁYTHỰC TẾ Ở HỆ SỐ KHƠNG KHÍ ĐÃ CHO CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KÍCH THƯỚC LỊ HƠI 3.1 XÁC ĐỊNH LƯỢNG NHIỆT ĐƯA VÀO LÒ 3.1.1 NHIỆT LƯỢNG ĐƯA VÀO LỊ 3.1.2 NHIỆT TỔN THẤT DO KHĨI MANG RA KHỎI LỊ HƠI 3.1.3 NHIỆT TỔN THẤT DO CHÁY KHƠNG HỒN TỒN VỀ HĨA HỌC 3.1.4 TỔN THẤT NHIỆT DO CHÁY KHƠNG HỒN TỒN VỀ CƠ HỌC 3.1.5 TỔN THẤT NHIỆT DO TỎA NHIỆT RA MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH 3.1.6 NHIỆT TỔN THẤT VẬT LÝ CỦA XỈ 3.1.7 HIỆU SUẤT CỦA LỊ HƠI 3.1.8 NHIỆT LƯỢNG HỮU ÍCH CỦA LỊ HƠI 3.1.9 LƯỢNG NHIÊN LIỆU TIÊU HAO CỦA LÒ HƠI 3.2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỦA LỊ HƠI 3.2.1 ĐỘ CHÊNH LỆCH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH GIỮA KHĨI VÀ NƯỚC CHƯƠNG 4: TÍNH VÀ CHỌN HỆ THỐNG LỊ HƠI VÀ CẤP NHIÊN LIỆU 4.1 HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU 4.2 HỆ THỐNG CẤP NƯỚC 4.2.1 CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG CÁU CẶN 4.2.1.1 XỬ LÝ CƠ HỌC 4.2.1.2 XỬ LÝ ĐỘ CỨNG 4.2.1.3 Q TRÌNH HỒN NGUN 4.2.2 TÍNH CHỌN BƠM NƯỚC CHO LỊ HƠI 4.2.3 CHỌN LOẠI BƠM CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN HỆ THỐNG THỐT KHĨI 5.1 TÍNH CHIỀU CAO CỘT KHÓI 5.2 XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN ỐNG KHÓI 5.3 CHỌN QUẠT KHĨI CHƯƠNG : TÍNH VÀ CHỌN ĐƯỜNG ỐNG ĐẾN NƠI DẪN HƠI TIÊU THỤ 6.1 GIẢ ĐỊNH 6.2 TÍNH TỐN 6.2.1 TÍNH TỐN THẤT THỐT NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG CHƯƠNG 7: TỰ ĐỘNG HĨA LỊ HƠI 7.1 KHAI BÁO ĐẦU VÀO RA PLC 7.2 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC CHO MƠ HÌNH LỊ HƠI 7.2.1 ĐIỀU KHIỂN BƠM NƯỚC 7.2.2 ĐIỀU KHIỂN BÉC ĐỐT 7.2.3 ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH BÁO SỰ CỐ VÀ RESET 7.2.4 RESET HỆ THỐNG BÁO ĐỘNG SỰ CỐ CHƯƠNG 8: VẬN HÀNH VÀ BẢO TRÌ LỊ HƠI 8.1 KIỂM TRA HỆ THỐNG LỊ HƠI 8.2 CÁC BƯỚC VẬN HÀNH LÒ 8.3 NGỪNG LÒ 8.4 BẢO DƯỠNG LÒ 8.5 VỆ SINH VÀ DUY TU LÒ C TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LỊ HƠI 1.1 Giới thiệu chung lị Lị thiết bị xảy q trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa từ trình cháy truyền cho nước lị để biến thành Biến hóa nhiên liệu thành nhiệt dòng Nhiên liệu đốt lò nhiên liệu rắn (than, phế phẩm nông lâm sản); nhiên liệu lỏng (dầu nặng FO dầu nhẹ DO (diezen)) khí thiên nhiên Hình 1.1 Lị cơng nghiệp 1.2 Phân loại lị 1.2.2 Khái niệm -Lị thiết bị xảy trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa từ trình cháy truyền cho nước lị để biến thành Biến hóa nhiên liệu thành nhiệt dòng Nhiên liệu đốt lị nhiên liệu rắn (than, phế phẩm nông lâm sản); nhiên liệu lỏng (dầu nặng FO dầu nhẹ DO (diezen)) khí thiên nhiên 1.2.2 Một số ứng dụng lò - Ngành nhiệt điện: Lò sản xuất nhiệt có thơng số cao (nhiệt độ, áp suất) để quay turbine sản xuất điện - Ngành công nghệ thực phẩm: Lò sản xuất phụ vụ cho q trình chần, hấp, nung nóng, đặc, trùng, - Công nghệ dệt: Hôi sử dụng cho trình hồ sợi, nhuộm, sấy, - Các ngành công nghiệp sản xuất như: giấy, cao su, chế biến gỗ, - Các ngành dịch vụ như: sưởi ấm, tắm hơi, giặt ủi, 1.2.3 Phân loại lị - Theo mục đích sử dụng : Lị nhà máy phát điện Lị cơng nghiệp Lị tàu thủy - Theo chiều chuyển động sản phẩm cháy nước lò : Dạng lò ống lửa Dạng lò ống nước - Theo sản lượng : Lò nhỏ: D < 12 T/h Lị trung bình: 12 < D < 110 T/h Lò lớn: D > 110 T/h Lò cực lớn: D > 600 T/h - Theo áp suất : Lò hạ áp: P < 10 at Lò trung áp: 10 < P 100 at - Dựa theo chế độ chuyển động nước lò : -Lị đối lưu tự nhiên: Mơi chất chuyển động đối lưu tự nhiên chênh lệch mật độ nội mơi chất mà khơng tạo thành vịng tuần hồn tự nhiên Lị tuần hồn tự nhiên: Mơi chất chuyển động theo vịng tuần hồn khép kín nhờ chênh lệch khối lượng riêng theo nhiệt độ mơi chất Lị tuần hồn cường bức: Mơi chất tuần hoàn cưỡng tác dụng bơm -Lò đối lưu cưỡng bức: Lò trực lưu đơn lưu Dưới tác dụng bơm, môi chất thẳng chiều, nhận nhiệt biến hóa đưa đến nơi sử dụng mà khơng tuần hồn trở lại - Dựa theo cách đốt nhiên liệu : Lò đốt theo lớp: Nhiên liệu rắn (than, củi, ) xếp ghi để đốt Có hai loại: ghi cố định ghi di động -Lò đốt phun: Có khả đốt nhiên liệu rắn, lỏng, khí nhờ có vịi phun nhiên liệu Nhiên liệu phải chuẩn bị trước (nhiên liệu rắn cần nghiền mịn sấy nóng) Lị đốt đặc biệt: Gồm hai loại: buồng lửa xốy buồng lửa tầng sơi 1.3 Các thông số cho định hướng thiết kế lị Cơng suất hơi: D = 380kg/h Áp suất hơi: P = bar Nhiệt độ nước vào tv = 31 độ C Nhiệt độ môi trường coi nhiệt độ khơng khí gian lị tkkl=tmtr= 33 độ C => Định hướng thiết kế: thiết kế hệ thống lồ đốt than cơng suất nhỏ, ống lị ống lửa CHƯƠNG 2: CHỌN CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU,TÍNH NHIỆT LỊ HƠI 2.1.Lựa chọn thơng số ban đầu Cho nguyên liệu rắn có thành phần sau : Thành Clv Hlv Nlv Olv Slv Alv Wlv 70 16 0,64 3,36 phần % Bảng 2.1 Thành phần nguyên liệu rắn 2.2 Tính cháy cho nhiên liệu Nhiệt trị cao Ho[kJ/kg hay kJ/m3]: Ho = 418,4.[81,3C +297H +15N + 45,6S - 23,5O] (2.1) = 418,4.[81,3.70+ 297.8 +15.1 + 45,6.0,64– 23,5.16%] = 32364 kJ/kg = Nhiệt trị thấp Hu [kJ/kg hay kJ/m3] : Hu = 418,4.[81,3C +243H +15N + 45,6S - 23,5O - 6W] (2.2) = 418,4.[81,3.0,70 + 243.0,08 +15.0,01 + 45,6.0,0064 – 23,5.0,16 – 6.0,036] = 30446,1 kJ/kg Thành phần sử dụng chất rắn : Ta có than có thành phần sau: [S2] = 0,64% ; [C] = 70% ; [H2] = 8% ; [N2] = 1% ; [W] = 3,36% ; [A] = 1% ;[O2] = 16% Ta có : [S] +[C] +[O] + [N] + [W] + [A] + [H] =100% (2.3) Tính cháy với trình cháy lý thuyết (α = 1) cháy thực với (α = 1,15) : 2.2.1 Tính cháy với q trình cháy lý thuyết (α = 1) Các phương trình phản ứng cháy C + O2= CO2 (2.4) 2H2 + O2 = H2O (2.5) S + O2 = SO2 (2.6) Dựa vào hệ số tỷ lệ phương trình phản ứng ta có : Tổng lượng tiêu hao Oxy lý thuyết Omin : Omin =[ C ] +0,5 [ H ] + [ S ] −[O2 ] [m3 O2/100 kg NL] (2.7) ¿ 70+0,5.8+ 0,64 - 16 ¿ 58,64 [m3 O2/100 kg NL] Tiêu hao khơng khí khơ lý thuyết lmin : l =4,762 O =4,762.58,64=279,2 [m3 KKko/100 kg NL] (2.8) Tiêu hao khơng khí ẩm lý thuyết lmin,d : l ,d =( 1+ 1,611 d ) l [m3 KKam/100 kg NL] (2.9) Với không khí cấp vào cho q trình cháy có t o=34 ℃ ; φo=79 % Lấy φ o=φ tb =79 % Tra ẩm đồ suy d ≈ (g/ kg KKko) (2.9) → ( 1+1,611.0,008 ) 279,2=282,79 [m3 KKam/kg NL] Ta có bảng thành phần sản phẩm cháy lý thuyết tính cho 100kg nhiên liệu sau: Thành phần Nguồn gốc từ CO2 Cháy C [C] =70 ∑ ¿70 H2O Cháy H2 [H2] = ∑ ¿12,05 Ẩm nhiên liệu 0,45 Khơng khí 1,611.d.lmin= 3,6 Nhiên liệu [N2] = Khơng khí 0,79.lmin= 223,4 Cháy S [S] = 0,64 N2 SO2 Thể tích Vi [m3/100kg NL] Bảng 2.2 Bảng thảnh phần sản phẩm cháy lý thuyết ∑ ¿224,4 ∑ ¿ 0,64 ... ghi (3.9) q 4,% 1-2 1 4-1 8 Bảng 3.3 Bảng tra tổn thất cháy khơng hồn tồn hóa học theo loại nhiên liệu Khi đốt loại than khác mặt ghi 5-1 1 Khi đốt tất loại than lò than phun 1-5 Bảng 3.4 Bảng tra... Loại buồng lửa a xỉ Lị than phun thải xỉ khơ 0, 1-0 ,15 Lị than phun thải xỉ lỏng 0, 3-0 ,6 Lò than phun thải xỉ lỏng triệt để 0,8 5-0 ,9 Lò ghi 0, 7-0 ,8 Bảng 3.5 Bảng tra phần xỉ thải khỏi lò theo... lớn: D > 600 T/h - Theo áp suất : Lò hạ áp: P < 10 at Lò trung áp: 10 < P 100 at - Dựa theo chế độ chuyển động nước lò : -Lị đối lưu tự nhiên: