bài giảng chi tiết nồi hơi tàu thủy

PHẦN I: NỒI HƠI TÀU THỦY CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1. Các chu trình thiết bị động lực hơi nước 1.1.1 Chu trình Rankine Hệ động lực hơi nước làm việc với chu trình Rankine (hình 1.1a) có chu trình làm việc gồm các quá trình sau: 1-2: Hơi giãn nở đoạn nhiệt sinh công trong tua bin hơi. 2-3: Hơi ẩm được ngưng tụ đẳng áp, đẳng nhiệt trong bầu ngưng. 3-4: Nước được bơm cấp vào nồi hơi. 4-5: Nước được đun nóng đến nhiệt độ sôi 5-6: Hoá hơi đẳng áp, đẳng nhiệt trong nồi hơi. 6-1: Hơi được quá nhiệt đẳng áp trong bộ sấy hơi. Chu trình được biểu diễn trên đồ thị p - v và T-s (hình1.1b)

PHẦN I: NỒI HƠI TÀU THỦY CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Các chu trình thiết bị động lực nước 1.1.1 Chu trình Rankine Hệ động lực nước làm việc với chu trình Rankine (hình 1.1a) có chu trình làm việc gồm trình sau: 1-2: Hơi giãn nở đoạn nhiệt sinh công tua bin 2-3: Hơi ẩm ngưng tụ đẳng áp, đẳng nhiệt bầu ngưng 3-4: Nước bơm cấp vào nồi 4-5: Nước đun nóng đến nhiệt độ sơi 5-6: Hoá đẳng áp, đẳng nhiệt nồi 6-1: Hơi nhiệt đẳng áp sấy Chu trình biểu diễn đồ thị p - v T-s (hình1.1b) Hơi Khí xả NH BSH nl TB K2 BN B a) b) Hình 1.1 Sơ đồ HĐLHN Rankine đồ thị NH- Nồi hơi; BSH - Bộ sấy hơi; TB - Tua bin; B- Bơm; BN- Bầu ngưng 1.1.2 Chu trình hồi nhiệt Chu trình làm việc sau (hinh1.2 hình 1.3): kg nước cấp từ trạng thái qua thiết bị sinh cấp nhiệt đẳng áp theo q trình 34561 tiếp vào tua bin , sau phần cao áp trích g kg đưa vào bình gia nhiệt 5a để tiến hành trình thải nhiệt đẳng áp 2a 3a để cấp nhiệt đẳng áp cho (1-g 1) kg nước cấp từ trạng thái 4a 3a (1-g1) kg nước tiếp qua tua bin trung áp 2b để tiếp tục giãn nở đoạn nhiệt 2a 2b sinh công, lại trích tiếp g2 đưa vào bình gia nhiệt 5b thải nhiệt cho nước cấp ngưng tụ thành nước bão hoà 3b cấp nhiệt cho (1g1-g2)kg nước cấp từ trạng thái 4b đến 3b (1-g1-g2)kg tiếp tục qua phần tua bin hạ áp 2c, giãn nở đoạn nhiệt đến áp suất p vào bình ngưng thải nhiệt cho mơi trường bên ngồi theo q trình 23 đưa vào bơm bơm đoạn nhiệt theo trình 34 đưa vào bình gia nhiệt 5b cấp nhiệt đẳng áp đến 4b 3b hỗn hợp với g kg nước ngưng bình gia nhiệt 5b tạo thành nước trạng thái 4b để cấp nhiệt theo trình 4a 3a tất qua bơm đến trạng thái vào thiết bị sinh để kết thúc chu trình Cơng sinh trình giãn nở đoạn nhiệt cấp tua bin l = 1.(i1- i2a) + (1-g1).( i2a- i2b) + (1-g1-g2).( i2b- i2) Đặt g = 1-g1-g2, ta được: l = i1 – i2a.g1 – i2b.g2 – i2.g Nhiệt lượng cấp vào thiết bị sinh hơi: q1=i1 – i4 Hiệu suất nhiệt chu trình: i − i g − i g − i g l η t = = a 2b 2 q1 i1 − i4 Chu trình trích gia nhiệt nước vcấp dùng rơng rãi vì: - Có thể cao được hiệu suất nhiệt chu trình, áp suất đầu vào cao, số lần gia nhiệt nhiều hiệu cao, thiết bị phức tạp nhiều - Giảm kích thước tua bin tầng cuối lượng nước qua giảm - Có thể giảm bỏ hẳn hâm nước 2a 2b 2c (1-g1- g2) kg kg KX BSH nl T g2 g1 K2 5a 5b 4b 4a Hình 1.2 Sơ đồ ngun lí chu trình hồi nhiệt T 1.1.3 Chu trình có q nhiệt trung gian Hình 1.4 chu trình với nhiệt trung gian biểu thị đồ thị T-S (hình 1.5) Nhiệt lượng biến thành cơng có ích chu trình là: l = (i0 - i1) + (i2 - i3), Kcal/kg Nhiệt lượng kg nhận được: q1 = (i0 - i3') + (i2 - i1), Kcal/kg x =0 Vậy hiệu suất nhiệt chu trình là: ( i − i ) + ( i − i3 ) l ηt = = q1 ( i0 − i3' ) + ( i2 − i1 ) kg 4a 3a 4b 3b 2a (1-g1) kg 2b (1-g1-g2) kg x=1 S Hình 1.3 Đồ thị T-S chu trình hồi nhiệt T 4 5 3' 3' Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý chu trình thiết bị động lực với nhiệt lần thứ hai S Hình1.5 Chu trình với trình lần thứ hai đồ thị T-S 1- Nồi hơi; 2- Bộ nhiệt chính; 3- Bộ nhiệt lần thứ 2; 4- Phần cao áp tua bin; 5- Phần thấp áp tua bin; 6- Bầu ngưng; 7- Bơm nước cấp Nguyên lý chu trình sau: Hơi sau giãn nở tầng đầu tua bin lại hâm nóng thêm nhiệt lần thứ hai cho giãn nở tiếp tầng sau tua bin Khi áp dụng chu trình nhiệt lần thứ hai hạn chế độ ẩm cho phép (y < y3") chu trình mà cịn có khả nâng cao hiệu suất nhiệt 1.2 Quá trình sinh đồ thị I-t Quá trình sinh nồi gồm giai đoạn, biểu diên đồ thị I-t (hình 1.6) Từ đồ thị thấy rằng: biến thiên entanpi quỏ trình đun sơi ∆iđs1 > ∆iđs2 , diện tích bề mặt hấp nhiệt Fđs1 < Fđs2 Trong trình bốc ∆ibh1 > ∆ibh2 suy Fbh1> Fbh2 Như dùng nồi thơng số cao tăng tính kinh tế có diện tích bốc nhỏ mà giá thành chế tạo diện tích đun sơi rẻ giá thành diện tích bốc 0.9 0.8 0.7 120 180 3’’ Kp 500 400 ∆ish1 2’’ 0.3 300 0.2 200 100 ∆ibh1 600 40 80 ∆ish2 3’ x=1 4’’ ∆i Trên hình 1.6, 1'2'3'4' trình sinh nồi 20 kG/cm2, 212oC; 1"2"3"4" nồi 180 kG/cm2 356oC 700 20 2’ 0.1 x=0 ∆iđs1 - Quá trình sấy tiến hành theo đường đẳng áp (ví dụ đường 3'-4') 4’ P=1at ∆ibh2 - Quá trình bốc tiến hành theo đường đẳng nhiệt (ví dụ đường 2-3) I (kcal/kg) ∆iđs2 - Q trình đun sơi nước (ở áp suất nồi hơi) tiến hành theo đường nước sôi x = (đoạn 1'2') 1’ 1’’ 100 200 300 400 t (oC) Hình 1.6 Quá trình sinh nòi đồ thị I-t Chú ý q trình sinh thực tế có phần khác trên: Nhiệt độ nước hâm nước tiết kiệm chưa đạt tới độ sôi, nhiệt bốc thấp trị số lý thuyết 1.3 Hệ thống nồi tàu thuỷ 1.3.1 Khái niệm nồi tàu thủy Định nghĩa nồi : Nồi thiết bị lắp đặt tàu thuỷ nhằm sinh nước nhờ biến dạng lượng hoá chất đốt, lượng nguyên tử, phản ứng hạt nhân, lượng điện thành nhiệt Các phận nồi hơi: - Nồi : + có nhiều + nồi ống lửa hoạc nồi ống nước - Thiết bị buồng đốt, gồm : + Súng phun, hộp lửa… + Buồng đốt - Thiết bị điều kiển kiểm tra: + ống thuỷ + áp kế… - Thiết bị thơng gió: + Quạt gió + Quạt hút khói - Thiết bị cấp nước : + Bơm cấp nước + Bàu hoàn nước cấp + Thiết bị lọc + Thiết bị khử khí - Thiết bị cấp chất đốt: + Bơm dầu + Lọc dầu + Hãm dầu + Nếu than (nghiền than, chuyển than) - Thiết bị tự động điều chỉnh trình làm việc nồi - Khung, dàn, bệ… 1.3.2 Yêu cầu nồi tàu thủy 1) Đặc biệt an toàn yêu cầu quan trọng nhất, khơng nồi hỏng làm cho tàu khơng chạy được, chí gây tai nạn cho tàu, nồi dùng kiểu nồi cấu tạo bền, chắc, qua thử thách lâu dài 2) Gọn, nhẹ, dễ bố trí lên tàu nhằm tăng trọng tải, mở rộng tầm xa hoạt động tàu Do nồi dùng loại có nhiệt tải dung tích lị lớn, suất bốc lớn, lưu tốc khí lị nhanh, số bầu nồi ít, đường kính bầu nồi ống bé để giảm độ dầy trọng lượng 3) Cấu tạo đơn giản, thuận lợi cho việc vận hành, coi sóc, bảo dưỡng, sửa chữa, mục rỉ, sử dụng đơn giản phù hợp với trình độ, số lượng lao động điều kiện làm việc sĩ quan thợ máy tàu 4) Tính kinh tế cao: Đảm bảo hiệu suất tồn tải, hiệu suất giảm nhẹ tải, loại nồi lớn đốt dầu nên đạt hiệu suất 91-93% Nồi tàu dân dụng thường có hiệu suất cao nói chung u cầu mặt trọng lượng kích thước khơng cao 5) Tính động cao: Thời gian nhóm lị lấy nhanh nhanh chóng tăng giảm tải để thích ứng với thay đổi chế độ làm việc động Khi điều chỉnh vị trí tàu, áp suất nhiệt độ nước tương đối ổn định, nhiệt độ nước cấp nồi thường biến đổi Nồi cần có lượng dự trữ lớn, buồng đốt qn tính Khi cần thiết có khả tải 25 ÷45% Khi tàu nghiêng lắc ngang ±300, nghiêng lắc dọc ± 120 bảo đảm mặt hấp nhiệt không bị nhô lên khỏi mặt nước Khi cung cấp nhiều loại chất đốt nhiều cảng, làm việc trạng thái tương đối tốt Chú ý yêu cầu loại tàu không giống nhau: Tàu khách, tàu hàng chạy định tuyến cung cấp đặn loại chất đốt, có điều kiện kiểm tra sửa chữa cảng, thời gian điều chỉnh vị trí tàu (manơ) ít, hầu hết thời gian làm việc tồn cơng suất nên cần bảo đảm hiệu suất cao tàu chạy bình thường (tồn tốc độ) Tàu kéo, tàu cá, tàu cơng trình nhiều lúc kéo nhẹ lại cần lai dắt nên yêu cầu động tốt bảo đảm hiệu suất cao kể kéo nhẹ Tàu chiến yêu cầu thời gian nhóm lị lấy thật ngắn, tính động cao u cầu nồi tàu thủy khác xa so với nồi bộ: Kích thước trọng lượng, cấu tạo phải gọn nhẹ, đơn giản hơn, chất đốt tốt Song nồi tàu thủy thường dừng lị ln nên có điều kiện thường xuyên rửa nồi sửa chữa (còn thường năm dừng lò tiến hành sửa chữa) Các yêu cầu kể khơng hồn tồn thống với Ví dụ: Lượng nước nồi rút ngắn thời gian nhóm lị, giảm trọng lượng nồi hơi, song mực nước nồi áp suất nước ổn định 1.3.3 Hệ thống nồi tàu thủy Hệ thống nồi tàu thủy dùng để cung cấp nước cho máy chính, máy phụ, hệ thống tàu tua bin hơi, tàu máy nước, cung cấp cho số máy phụ nước, số hệ thống hâm sấy nhu cầu sinh hoạt tàu diesel, xà lan lớn Hệ thống nồi thiết bị trao đổi nhiệt lợi dụng lượng chất đốt (hóa dầu đốt, lượng hạt nhân, điện năng) biến nước thành nước có áp suất cao nhiệt độ cao Trường hợp sử dụng hóa năng: chất đốt đốt cháy tạo thành khí lị, có nhiệt độ cao, tiến hành trao đổi nhiệt xạ cho bề mặt hấp nhiệt xạ xung quanh buồng đốt, sau quét qua bề mặt hấp nhiệt đối lưu nồi (các ống nước sôi, sấy hơi, hâm nước tiết kiệm, sưởi khơng khí) tiến hành trao nhiệt đối lưu, theo ống khói bay lên trời Hệ thống nồi tàu thủy gồm có: Nồi (một nhiều cái), thiết bị buồng đốt, thiết bị điều khiển kiểm tra, thiết bị thông gió (quạt gió, quạt hút khói) thiết bị cấp nước (bơm cấp nước nồi, bầu hâm nước nồi) Thiết bị lọc nước, thiết bị khử khí, thiết bị cấp chất đốt (bơm dầu đốt, thiết bị lọc dầu đốt, thiết bị hâm dầu đốt), thiết bị tự động điều chỉnh q trình làm việc nồi 1.3.4 Các thơng số nồi tàu thủy 1) Áp suất : - Ký hiệu p , đơn vị đo N/m gọi pascal (pa) hay Mpa; số đơn vị đo khác : at, bar, kg/cm 2, mmHg, mmH2O…; 1kg/cm2 tương đương 105 N/m2 hay 0,1Mpa; thiết bị đo áp suất Áp kế - Áp suất nồi PN áp suất nước bão hòa chứa thân (bầu) nồi Dựa vào P N tra nước bão hòa, ta tìm trị số nhiệt độ bão hòa ts - Áp suất sấy Phs áp suất sấy sấy áp suất sấy thấp áp suát P N nồi từ ÷ kG/cm2 - Áp suất giảm sấy P gs áp suất giảm sấy sau giảm sấy áp suất giảm sấy thấp áp suất sấy - Áp suất nước cấp Pnc cao áp suất PN từ ÷6 kG/cm2 để thắng sức cản đường ống cấp nước, bầu hâm nước cấp nồi, bầu hâm nước tiết kiệm nén nước vào nồi 2) Nhiệt độ - Nhiệt độ ký hiệu t ; đơn vị đo oC; ngồi cịn có đơn vị đo khác : T( oK), oR, oF…; Thiết bị đo nhiệt đo nhiệt kế - Nhiệt độ sấy ths nhiệt độ sấy sấy - Nhiệt độ bão hòa tS nhiệt độ bão hòa thân (bầu) nồi - Nhiệt độ nước cấp tnc nhiệt độ nước cấp nồi, trước hâm nước tiết kiệm - Nhiệt độ khói lị θkl: nhiệt độ khí lị khỏi nồi - Nhiệt độ khơng khí cấp θkk nhiệt độ khơng khí nhập vào buồng đốt 3) Sản lượng D (kg/h; t/h) - Sản lượng đo lưu lượng kế đo gián tiếp thông qua tính nhiệt, tỉêu hao nước, ngưng tụ bầu ngưng, tiêu hao nhiên liệu… - Là lượng lớn sinh đơn vị thời gian điều kiện nồi cung cấp nước ổn định lâu dài Sản lượng chung D N tổng sản lượng sấy D hs, sản lượng giảm sấy P gs, sản lượng bão hòa Dx DN = Dhs + Dgs + Dx , (t/h) (1.1) Chú ý Dx lượng bão hòa cung cấp cho máy phụ hệ thống (chứ khơng phải lượng bão hịa sinh tạo bầu nơi) cần thiết, nồi tải đến sản lượng lớn D max số qui định Dmax = 125 ÷140% DN 4) Nhiệt lượng có ích: Qi (kcal/h; kJ/h) Là nhiệt lượng dùng vào việc đun sôi, bốc nồi hơi, tức nhiệt lượng dùng để biến nước cấp thành nước mà nồi cung cấp Qi = Dhs (ihs - inc) + Dgs (igs - inc) + Dx (ix - inc) (1.2a) Qi = DN (iX - inc) + Dhs (ihs - iX ) + Dgs (igs - ix) (1.2b) Trong đó: - ihs, igs, ix- entanpi sấy, giảm sấy, bão hòa, kcal/kg - inc- entanpi nước cấp nồi, kcal/kg 5) Hiệu suất nồi hơi: ηN (%) Là tỷ số nhiệt lượng có ích cho nồi nhiệt lượng chất đốt tỏa ηN = Qi P Bt Q H = ( ) Dhs ( ihs − inc ) + D gs i gs − inc + D x ( i x − inc ) p Bt Q H % (1.3) Chú ý ηN tính chưa xét tới lượng nhiệt tiêu hao cho thân nồi việc cấp chất đốt cấp nước, thơng gió, thổi muội cho nồi 6) Lượng tiêu dùng chất đốt B(kg/h,tấn/h) - Lượng tiêu dùng chất đốt lượng chất đốt mà nồi tiêu hao thời gian 1giờ, đo lưu luợng kế đo trực tiếp két chứa 7) Suất tiêu dùng chất đốt ge (kg/mlci.h) Là số lượng chất đốt cần dùng để hệ động lực phát mã lực có ích Nồi đốt dầu (PN = 100 ÷120 kG/cm2, tS = 5500C) có ge = 200 ÷210 g/mlci.h 8) Diện tích bề mặt hấp nhiệt H (m2) Là diện tích bề mặt kim loại (của vách ống, ống nước sôi, ống hâm nước tiết kiệm, ống sấy hơi, ống sưởi khơng khí ống ống lửa, hộp lửa, buồng đốt) hấp nhiệt, chất trao nhiệt (như khí lị, sấy) truyền cho chất nhận nhiệt (nước, nước, khơng khí) Riêng giảm sấy tính theo bề mặt hấp nhiệt truyền cho nước Diện tích mặt hấp nhiệt tính phía tiếp xúc với khí lị Riêng sưởi khơng khí giảm sấy, tính theo đường kính trung bình ống - Mặt hấp nhiệt xạ Hb (m2) mặt hấp nhiệt cạnh buồng đốt, trực tiếp tiếp xúc với lửa hình thức trao nhiệt chủ yếu xạ trao nhiệt - Mặt hấp nhiệt đối lưu Hđ (m2)là mặt hấp nhiệt xa buồng đốt khí lị qt qua Hình thức trao nhiệt trao nhiệt đối lưu - Mặt hấp nhiệt bốc H bh bề mặt hấp nhiệt khí lị làm cho nước sơi bốc Nó bao gồm mặt hấp nhiệt vách ống ống nước sôi - Mặt hấp nhiệt tiết kiệm Htk bề mặt hấp nhiệt hâm nước tiết kiệm sưởi khơng khí kiểu khí lị (nếu sưởi khơng khí dùng nước để sưởi nóng tính vào Htk) 9) Suất hấp nhiệt bề mặt qH (Kcal/m2h; kJ/m2) Là số nhiệt lượng bình quân 1m2 mặt hấp nhiệt nhận qH = Q , kJ/m2.h H (1.4) 10) Suất bốc d (Kg/m2h) Là lượng nước sinh bình quân 1m2 mặt hấp nhiệt d= DN , kg/(m2.h) H (1.5) - Nồi ống lửa đốt dầu thơng gió quạt: 25-32 (kg/h) - Nồi ống lửa loại nhỏ: 20-50 (kg/h) - Nồi ống nước nhiệt tải cao: 80-120 (kg/h) - Nồi ống nước loại vừa: 50-80 (kg/h) - Nồi ống nước tuần hoàn cưỡng bức: 50-100 (kg/h) Khi muội cáu đóng đầy, suất bốc giảm Suất bốc lớn dmax phụ thuộc vào cường độ làm mát ống tức phụ thuộc vào lưu tốc tuần hoàn độ ổn định tuần hoàn 11) Dung tích buồng đốt: Vbd(m3) Để bảo đảm cho chất đốt cháy hoàn toàn, yêu cầu cung cấp đầy đủ xy cịn cần bảo đảm nhiệt độ không gian buồng đốt cao nhiệt độ bén cháy chất đốt, nhiệt độ khí lị buồng đốt cần đủ cao để truyền nhiệt xạ mạnh mẽ, lửa chất đốt không nên tiếp xúc đến bề mặt bề mặt hấp nhiệt (nếu khơng số chất đốt chưa cháy hồn toàn kết thành muội cốc bề mặt ấy) Vì trị số Vbd phải chọn vừa phải tuỳ theo kiểu buồng đốt, loại chất đốt, lượng chất đốt, nhiệt độ khơng khí lị Trị số bé dung tích buồng đốt định xuất nhiệt tải dung tích buồng đốt Dung tích buồng đốt khơng tính đến dung tích đường khí lị phần trao nhiệt đối lưu 12) Suất nhiệt tải dung tích buồng đốt qv (Kcal/m3h) Là trị số nhiệt lượng cung cấp vào buồng đốt dung tích buồng đốt qv = Bt Qt , kcal/m2.h Vbd (1.6) Trong đó: - Bt- Lượng tiêu dùng chất đốt giờ, kg/h - Qt – Nhiệt trị thấp chất đốt, Kcal/kg Đối với buồng đốt dầu, trị số q v cần bảo đảm cho gạch chịu lửa buồng đốt không bị đốt hỏng Trường hợp vách nồi đốt dầu có diện tích lớn, trị số qv lớn qv = 0,6 ÷0,7.106 Kcal/m2h Nồi tàu chiến có qv = 3.106 Kcal/m3h Trong trị số bé qv dùng cho khơng sưởi khơng khí cho mặt hấp nhiệt xạ Hb bé Chú ý qv đặc trưng cho độ lâu dài chất đốt lưu lại buồng đốt Nếu cần xét đến nhiệt độ khí lị buồng đốt, ngồi nhiệt lượng Q t chất đốt, phải xét đến nhiệt lượng vật lý chất đốt, nhiệt lượng khơng khí nóng mang vào buồng đốt 13) Dung tích Vh (m3), dung tích nước Vn (m3) lượng nước nồi Gn (kg) Vh, Vn, Gn tính mực nước nồi bình thường, mặt tách bề mặt ngăn cách không gian nước với không gian bầu nồi Lượng nước nồi Gn lượng nước mặt tách tính nhiệt độ bão hòa Gn = Vn γ' , kg (1.7) Trong đó: γ-' tỷ trọng nước nhiệt độ bão hịa.- kg/m3 Chú ý khơng gian nước (nhất nồi ống nước) lẫn nước, lượng nước thay đổi tuỳ theo tải trọng nồi 14) Bội số tuần hoàn (W) Bội số tuần hoàn W tỷ số lượng nước nồi lượng sinh nồi W= Gn Dh (1.8) - Nồi ống lửa: W=3÷8 - Nồi ống nước: W = 0,2 ÷ 15) Suất chứa nước không gian dh (m3/m3.h) Là tỷ số lượng sinh dung tích khơng gian bầu nồi d= D N v" Vh (1.9) Trong đó: V" thể tích riêng bão hòa bầu – m3/kg 16) Lượng nước dự trữ mặt tách Gn (kg) Là lượng nước bầu nồi mực nước bình thường với mực nước thấp ∆Gn = Ft.h ∆h γ' (1.10) Trong đó: - Ft.h - diện tích bề mặt tách bầu nồi, m2; - ∆h- khoảng chiều cao mực nước bình thường với mực nước thấp nhất, m; 17) Chu kỳ không cấp cấp nước Là khoảng thời gian không cần cấp nước vào nồi nhờ số lượng nước dự trữ mặt tách T= ∆G n 60 , phút DN (1.11) 18) Năng lực tiềm tàng nồi Là khả sinh thêm nhờ nhiệt lượng chứa nước, kim loại vách buồng đốt cần đột ngột tăng lượng sinh Gọi D, D lượng sinh bình thường cần đột ngột tăng lượng sinh D = D0 r0 − r Gn di dp dp r dz (1.12) Trong đó: - r, ro: suất nhiệt bốc bình thường cần tăng đột ngột, Kcal/kg; - di : độ biến thiên Entanpi nước nồi áp suất nồi biến đổi kG/cm 2, dp ( Kcal / kg ) /( kG / cm ) - dp/dτ: tốc độ thay đổi áp suất nồi hơi, kG/cm2/s; Đối với nồi ống nước dp/d τ ≈ kG/cm2/ph; Đối với nồi ống lửa cho phép dp/dz lớn 19) Suất trọng lượng nồi lượng sinh diện tích mặt hấp nhiệt G ND = GN , kg/kg/h DN (1.13a) G NH = GN , kg/m2 H (1.13b) - Nồi ống lửa: GND = 15 ÷ 18; GNH = 250 ÷ 430 kg/kg/h - Nồi ống nước: GND 0,65 ÷ 8; GNH = 160 ÷ 220 kg/kg/h Câu hỏi ơn tập Trình bày khái niệm nồi hơi, yêu cầu, công dụng, thông số nồi tàu thuỷ? Trình bày đồ thị I - t trình sinh đồ thị ? CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG NỒI HƠI 2.1 Nhiên liệu nồi hơi: 2.1.1 Các loại nhiên liệu dùng cho nồi tàu thuỷ Nhiên dung nồi tàu thuỷ thường loại dầu : Dầu nhẹ hay gọi dầu diesel (DO), dầu DO có tỷ trọng khoảng 0,8 - 0,9 có nhiệt trị cao thong thường dung cho nồi phụ dung để đót khởi động cho nồi Dầu nặng hay cịn gọi dầu (FO), dầu FO có tỷ trọng lớn khoảng 0,95 - 1,0, có nhiệt trị thấp hơn, giá thành nhỏ dầu DO nên dung cho nồi nồi phu lớn Trong tương lai nhiên liệu dung cho nồi khí hố lỏng, dầu sinh học lượng nguyên tử… 2.1.2 Yêu cầu với nhiên liệu nồi tàu thuỷ 1) Phù hợp với kiểu loại nồi thiết bị buồng đốt nồi 2) Lượng sinh nhiệt cao để tăng thêm trọng tải có ích tăng thêm bán kính hoạt động tàu 3) Không tự bén cháy hầm chứa tàu, nhiệt độ bén cháy cao 4) Không bị biến chất, giữ nguyên thành phần trình vận chuyển, cất giữ tàu 5) Ít tro bụi, lưu huỳnh chất độc: Để hại đến sức khỏe nhân viên tàu, để làm mục rỉ ống khói hâm nước tiếtt kiệm, sưởi khơng khí lị 6) Giá rẻ để đảm bảo hiệu kinh tế chi phí nhiên liệu chiếm tới 30 ÷ 40% chi phí sử dụng tàu thủy 2.1.3 Thành phần nguyên tố Trong chất đốt nguyên tố cháy bon (C); Hydrô (H 2), lưu huỳnh bốc (Sb), chất không cháy nitơ (N2), lưu huỳnh không bốc tức dạng sunfat (S kb), chất tro (A), chất ẩm (W), chất trợ cháy: Ô xy (O2) Lưu huỳnh bốc Sb hợp chất sunfua kim loại FeS , có tính bốc cháy sinh khí SO2, SO3 Lưu huỳnh không bốc Skb thể sunfat không cháy dạng oxy hóa tới hạn (SO3) Thành phần cháy nhiều lượng sinh nhiệt chất đốt cao Khi kg bon cháy hoàn toàn tỏa 8100 Kcal, kg H2- 28700 Kcal, 1kg Sb- 2130 kcal Chất tro quặng lẫn chất đốt xít silic, xít sắt, xít nhơm, sunfat lưu huỳnh, sunfat magiê Chất tro nhiều làm giảm lượng sinh nhiệt chất đốt Trong dầu đốt lị, chất tro khơng tới 1% Ơ xy khơng thể sinh nhiệt, mà cịn xít hóa ngun tố cháy được, hạ thấp nhiệt lượng sinh nhiệt chất độc Nitơ khí trơ, không tham gia vào phản ứng cháy, dễ bay lên khí lị đốt chất đốt Lượng N2 tốt, chất đốt có khơng đến 2% Chất ẩm chất đốt làm giảm lượng sinh nhiệt khơng khơng làm cháy mà hấp nhiệt để bốc thành đốt chất đốt 2.1.4 Nhiệt trị nhiên liệu - Nhiệt lượng mà kg chất đốt làm việc cháy hoàn toàn tỏa buồng đốt lượng sinh nhiệt thấp Qt (nhiệt trị thấp) - Nhiệt lượng mà 1kg chất đốt toả thu nhiệt lượng kế gọi lượng sinh nhiệt cao Q C (nhiệt trị cao) Lượng sinh nhiệt cao lí thuyết tính bằng: QC = 81,4C + 341 (H - 0,8) + 21,8 Sb, Kcal/kg (2.1) Để tinh lượng sinh nhiệt dùng công thức Mendêlêp Qt = 81Cl + 300 Hl - 26 (Ol – Sbl), Kcal/kg (2-2) l l l l l l QC = 81C + 300H - 26 (O – Sb ) - 6(9H + W ), Kcal/kg (2.3) Song thành phần chất đốt có liên hệ với nhau, phản ứng cháy tiến hành phức tạp nhiều nên dùng công thức đựơc, khác số đo nhiệt lượng kể nhiều Tốt dùng nhiệt lượng kế để đo lượng sinh nhiệt 2.1.3 Ăn mòn điểm sương mục rỉ vanađi Ăn mòn điểm sương: Lưu huỳnh cháy sinh SO2, SO3, S + O2 = SO2, SO3 (2.1a) SO3 + H2O = H2SO4 (2.1b) Khi kết hợp với H 2O tạo thành a xít H 2SO4 Khi nhiệt độ khói lị nhỏ nhiệt độ điểm sương H2SO4 ngưng tụ lại đọng lên mặt hấp nhiệt làm mục rỉ bề mặt Sự ăn mịn phụ thuộc vào thành phần lưu huỳnh, ơxi, hiđrơ, nước khí lị Các chất hỗn hợp chuyển đổi từ khí sang lỏng điều kiện áp suất riêng phần P H2O=0.05 - 0.13 at, nhiệt độ bão hoà nước 31 oC - 51oC SO3 hoá lỏng nhiệt độ 120oC - 130oC Như tượng ăn mòn xảy nhiệt độ giảm đến 120 oC - 130oC Để tránh tượng ăn mịn điểm sương thí q trìng khai thác khơng nên để nhiệt độ khói lị giảm xuống thấp nhiệt độ điểm sương giảm hàm lượng lưu huỳnh nhiên liệu, lượng nước khơng khí Mục rỉ Vanadi: Vanađi tồn chất tro (A) nhiên liệu, cháy sinh vanađi ô xít (V 2O5) có nhiệt độ nóng chảy cao, khoảng 675oC cịn giảm đến 550 ÷ 580oC có Na2SO4 K2SO4 tạo thành kết hợp K2O, Na2O với SO3 cháy lưu huỳnh Thí nghiệm cho thấy, V 2O5 bám lên bề mặt có nhiệt độ 550oC trở lên, 2000 ăn mịn bị mặt sâu khoảng 1mm Ngun lí ăn mịn Vanađi sau: V + O2 V2O5 (2.3a) Ở nhiệt độ cao V2O5 nóng chảy bám lên bề mặt kim loại Fe + V2O5 Fe2O3 + V2O3 (2.3b) V2O3 lại hấp thụ xy khói lị trở lại thành V2O5 Để tránh tượng mục rỉ Vanadi cần giảm hàm lượng Vanadi nhiên liệu phương pháp lọc học loại tạp chất rắn nhiên liệu Lượng Vanađi dầu đốt không 10-4 % 2.2 Qúa trình cháy buồng đốt nồi 2.2.1 Cháy hồn tồn khơng hồn tồn Để giảm bớt tổn thất cháy buồng đốt cần tạo điều kiện tạo cho chất đốt cháy hoàn toàn - Cháy hoàn toàn nghĩa sản phẩm cháy (H 2O, CO2, SO2, N2, O2) khỏi buồng đốt (nhiệt độ từ 800 ÷ 1200oC) khơng thể hịa hợp với xy mà tiếp tục cháy nữa, nói cách khác thành phần cháy cháy hết tỏa nhiệt hết buồng đốt - Ngược lại cung cấp khơng đủ khơng khí, khơng khí khơng trộn với chất đốt, cung cấp q nhiều khơng khí làm cho nhiệt độ buồng nhiệt thấp Khi dung tích buồng đốt hẹp xảy q trình cháy khơng hồn tồn Trong khói lị ngồi H 2O, N2, O2 cịn có khí cháy chưa kịp cháy CO, H2, CH4, CmHm, bề mặt hấp nhiệt cịn có muội (muội bon tuý hyđro, hyđro cháy hết lại phân giải thành bon hydrô, hyđrô cháy hết lại bon dạng muội) Thực nồi q trình cháy khơng hồn tồn 10 Ghi chú: Riêng nồi áp suất thấp, khơng có hâm nước tiết kiệm nên dùng ống xuống hấp nhiệt với fx: f1 = 0,5 ÷ 0,8 nhiệt độ khí lị thấp (500 ÷ 6000C) tốn nhiều nhiệt lượng cho giai đoạn sôi nước nên có nguy bốc ống xuống, làm tăng đoạn chiều cao đoạn bốc ống lên làm tăng cột áp động Đối với ống xuống hấp nheịet lưu tốc nước ống xuống W x không lớn 0,6 ÷ 0,8 m/s Đặc biệt ý nồi từ nhẹ tải đột ngột đổi sang tải, thơng số tuần hồn đường đặc tính tuần hoàn biến đổi lớn, đột ngột mở to van điều chỉnh vào máy, áp suất nồi giảm nhanh làm cho điểm bắt đầu sơi bốc từ phía ống lên chuyển sang phía ống xuống, làm tăng sức cản ống xuống ∆Px, làm giảm lưu lượng tuần hoàn, phát sinh ngừng chảy chảy ngược ống lên hấp nhiệt, ngồi cịn làm cho nước cấp vào bầu bốc ống xuống Sở dĩ đột ngột giảm PN nước sơi có trị số bé nên nước nồi gần nhiệt độ sơi Do cần hạn chế tốc độ sụt áp nồi hơi, nồi thông số cao, lực dự trữ bé Đối với ống nước nhiệt tải thấp, tốc độ tụt áp suất thấp tải cao với áp suất 60 kG/cm2 thì:  kG / cm ∂P = ,2 ÷ ,3 ,   s ∂t  ∂P > 0,06 ∂t kG/cm2 nồi ống nước nhiệt     Ngược lại tốc độ tăng áp suất nồi lớn (như đột ngột giảm công suất động chính), chiều cao đoạn bốc ống lên giảm, cột áp giảm nên gây tình trạng nóng cháy hỏng  ∂P  ống tốc độ sụt áp lớn Song tượng tăng áp suất   cho phép cao tốc độ giảm áp  ∂t  khoảng 20 ÷ 30% 7.6.4 Hiện tượng tuần hoàn yếu nồi ống lửa Nồi ống lửa tuần hoàn bảo đảm tải trọng, song tuần hoàn đáy nồi yếu, gây nên độ chênh lệch nhiệt độ phần với phần thân nồi (5 ÷ 150C) 100% tải; 50 ÷ 700C nhẹ tải; nhóm lị, làm tăng ứng suất nhiệt phận nồi hơi, phải kéo dài thời gian nhóm lị, thời gian tắt lị Các biện pháp để giảm độ chênh lệch nhiệt độ phần với phần nồi ống lửa là: - Trước nhóm lị, bơm nước cấp vào nồi đến vạch cao mặt kính ống thủy Sau xả bớt nước đến 1 ÷ mực nước ống thủy Đó phương pháp đơn giản - Khi nhóm lị, nên đốt buồng đốt bên cạnh, sau đốt tiếp buồng đốt khác - Khi giảm tải nên tắt buồng đốt bên cạnh, đốt buồng đốt - Dùng gia tốc tuần hoàn ống tuần hoàn, bơm tiến hành cưỡng bách tuần hoàn đáy nồi Song làm cho việc sử dụng nồi phức tạp, cịn phá hoại q trình đóng cáu lên đáy nồi, nơi khơng nguy hiểm, làm cho cáu đóng nhiều nơi nguy hiểm thành buồng đốt, thành hộp lửa Câu hỏi ôn tập 22 Trình bày ngun lý thơng gió Các yếu tố ảnh hưởng tới sức tự hút? 23 Trình bày nguyên lý tuần hoàn tự nhiên Các yếu tố ảnh hưởng đến tuần hoàn nồi hơi? CHƯƠNG 8: NƯỚC CẤP NỒI HƠI VÀ XỬ LÝ NƯỚC NỒI 8.1 Nước cấp nồi 71 8.1.1 Yêu cầu nước cấp nồi Nồi cung cấp cho máy Hơi thải máy ngưng tụ thành nước ngưng cung cấp lại cho nồi hơi, nước ngưng khơng hồn tồn tinh khiết Nước mặn ngồi tàu rị lọt vào bầu ngưng hịa lẫn vào nước ngưng Dầu bơi trơn xi-lanh máy nước thải mang vào bầu ngưng làm bẩn bề mặt trao nhiệt bầu ngưng nồi Khơng khí chất khí khác rị lọt vào máy, vào đường ống thải, vào bầu ngưng, vào nồi Ngoài ra, để bổ sung cho số nước nước ngưng bị hao hụt (rò hở, bốc hơi, xả nước đọng, ) cần bổ sung nước cho nồi Nước bổ sung cần bảo đảm phẩm chất cao, đặc biệt nồi thông số cao 8.1.2 Tác hại tạp chất nước cấp nồi Nước nồi khơng ngừng bốc hơi, muối khống cặn bẩn dân dần đọng lại đáy nồi đóng thành cáu cứng, dày thành ống bề mặt hấp nhiệt, nghiêm trọng bề mặt có nhiệt độ cao Để giảm bớt cặn bẩn nồi phải định kỳ liên tục xả cặn thay nước Nước xả cặn mang số nhiệt lượng Còn cáu cứng gây lên tác hại sau: - Cáu dẫn nhiệt làm giảm lượng nhiệt truyền cho mặt hấp nhiệt (hệ số dẫn nhiệt cáu thạch cao 0,5 ÷2 Kcal/m.h.0C cáu bơ nát can xi 0,2 ÷1 Kcal/m.h.0C, cáu nát can xi kết tinh 0,5 ÷5 Kcal/m.h.0C, cáu si li cát 0,07 ÷ 0,2 Kcal/m.h.0C) - Nhiệt trở lớp cáu có lớn, làm cho nhiệt độ thành ống lên cao tới mức nguy hiểm cho độ bền ống Lớp cáu xốp bám không chặt lên bề mặt dễ gây nên nóng, sinh phù, nứt - Làm tăng nhanh tốc độ mục rỉ lớp cáu - Làm tăng cao nhiệt độ khói lị, làm giảm hiệu suất nồi hơi, làm tốn thêm chất đốt Có thể ước tính lượng chất đốt tốn thêm sau: Độ dày lớp cáu (mm) 0,5 1,0 1,5 3,0 5,0 Chất đốt tốn thêm (%) 1,5 ÷2 ÷3 Màng dầu bám mặt hấp nhiệt có hệ số dẫn nhiệt bé (λ = 0,05 ÷ 0,1 Kcal/m.h0C) màng dầu dày 0,2 mm làm tổn thất ÷ 6% chất đốt, làm cho ống bị nóng, mặt hấp nhiệt bị mục rỉ, nước nồi bị bọt Trong số chất khí hịa tan nước nồi ô xy O nguy hại nhất, nồi thông số cao, O2 gây lên mục rỉ theo phản ứng (CO2 xúc tác trình mục rỉ thép): Fe(OH)2 + 2CO2 = Fe(HCO3)2 4Fe(HCO3)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)2 + 8CO2 8.2 Q trình đóng cáu Cáu gồm có muối khống khơng hịa tan nước (CaSO 4, Mg(OH)2, CaSiO3, CaCO3, MgCl2, CaCl2, ) dầu bị cháy, cịn có xít kim loại sinh mục rỉ Thành phần cáu nồi tàu thủy sau: CaO = (0,16 ÷ 40,4)% MgO = (0,48 ÷ 0,16)% Fe2O3 = (0,08 ÷ 83,4)% Al2O3 = ÷ 16,65% SiO2 = (0,14 ÷ 14,8)% P2O5 = ÷ 16,2% SO2 = (0,83 ÷ 54,7)% Dầu chất hữu khác 0,5 ÷50% 72 Sự hình thành cáu q trình hóa lý phức tạo, q trình muối khống no nước tách lắng thành thể rắn Chỉ đến trạng thái bão hịa (no) muối bắt đầu đóng cáu Có loại muối CaCl2, MgCl2, nhiệt độ cao độ hịa tan lớn (càng xa trạng thái bão hòa) Còn lại muối thứ hai CaSO4, CaSiO3 nhiệt độ cao hịa tan kém, tức dễ bão hịa, dễ đóng cáu Q trình đóng cáu thường diễn sau Theo đà bốc nước, nồng độ muối nước tăng dần lên Đến đạt tới nồng độ tới hạn nhiệt độ (tức no muối), muối lắng thành thể rắn bám lên mặt hấp nhiệt Đầu tiên nước sinh vẩn kết tủa nhỏ, vẩn lớn dần lên, kết to dần lại thành tua, tua tách khỏi nước lắng lên mặt hấp nhiệt thành cáu Quá trình hình thành cáu nơi nồi khác Tại phận trao nhiệt nhiệt độ thấp, có muối cứng tạo thành cáu bon nát, có có phốt can xi, o xít sắt Nơi bốc mạnh, cáu bon nát xốp bở Nơi không bốc hơi, khơng có dịng nước chảy hỗn loạn sinh cáu bon nát cứng Ở ống nước sôi vách ống, nhiêt độ cao nên có cáu cứng sunfat silicát (CaSO 4, CaSiO3, MgSiO3 ) dầu cháy Đáy nồi có đóng cáu bùn, gồm có CaCO3, Mg(OH)2, Ca3(PO4)2 tạp chất học Quá trình sinh cáu cứng silicát nồi áp suất cao chủ yếu tuần hoàn yếu ổn định, nước chia lớp Tại nơi tuần hồn yếu nước chia lớp sinh nhiều bóng liên tục, bóng lớp có màng nước sơi có nhiệt độ sôi nồng độ muối cao nước nồi nói chung, muối hịa tan đạt đến trạng thái bão hòa Đầu tiên muối silicát (CaSiO 3, MgSiO3, Na2SiO3) có hệ số hịa tan âm lắng xuống Rồi muối dễ tan nước có nhiệt độ bão hòa gần nhiệt độ bão hòa nồi Na2SO4, Na3PO4 lắng Cuối lắng NaOH có nhiệt độ bão hịa cao nhiều so với nhiệt độ bão hịa nước sơi Các bóng bám lên mặt hấp nhiệt thời gian định, thẻ tích bóng to dần lên, chất nước bóng bốc sinh lớp cáu mỏng mặt, sau bóng lên, vết muối lại bị hòa tan: muối dễ hịa tan tan nhanh, muối khó hịa tan hịa tan tí Kết lớp cáu đóng cứng Các bóng liên tục thay nhau, toàn mặt hấp nhiệt bị phủ lớp cáu Tốc độ sinh cáu phụ thuộc vào tốc độ chuyển động bóng Do dùng cách tăng tuần hoàn nước giảm thời gian tiếp xúc bóng với mặt hấp nhiệt giảm tốc độ đóng cáu Tăng tốc độ nước giảm cáu Để chống cáu, biện pháp chủ yếu tiến hành lọc nươc Lọc nước bao gồm lọc cặn bẩn, lọc dầu, lọc mềm (lọc muối), khử muối, khử khí Có thể tiến hành lọc nồi lọc nồi, đồng thời lọc nồi nồi Nếu nước cấp lọc kỹ, xả cặn đầy đủ, bảo đảm nồi làm việc 8000 ÷ 10000 h phải dừng lị rửa cáu, khơng lọc có qua 700 ÷ 800 h làm việc đóng cáu dày hàng mi li mét, bắt buộc phải rửa nồi 8.3 Xử lý nước nồi 8.3.1 Xử lý nước nồi Xử lý nước nồi bao gồm: lọc cặn, lọc dầu, khử khí, khử muối cứng Có thể khơng cần khử muối ngồi nồi trường hợp sau đây: Nồi ống lửa cung cấp nước cấp có độ cứng chung mg đương lượng/l, nồi liên hợp nồi nước áp suất 20 kG/cm cung cấp nước cấp bổ sung có độ cứng chung mg đương lượng /l Lọc cặn Nước ngưng nước bổ sung qua lưới lọc ngăn than cốc bể lọc (bể nước nóng) lọc cặn Lọc dầu Nước ngưng làm việc với máy có lượng dầu khoảng 50 mg/l với tua bin mg/l Nên nước ngưng làm việc với máy dùng bể lọc nhiều cấp, tua bin cần bể lọc cấp Vật liệu lọc thường dùng là: khăn bông, vải gai, than cốc than hoạt tính, gỗ, bột antaxit 73 Năng lực hút (chứa) dầu chúng sau: với than cốc cỡ 20 ÷ 25 mm g/kg; than cốc cỡ 10 ÷ 12 mm 9g/kg Than cốc cỡ ÷ mm: 20g/kg; than hoạt tính: 250 g/kg; khăn bơng: 200 g/kg; thường: 160 ÷ 170 g/kg Dầu mỏ nước nồi ba trạng thái: - Trạng thái màng nổi: Bị giữ lại ngăn bể lọc - Trạng thái giọt dầu lơ lửng nước: Bộ lọc kiểu học giữ lại - Trạng thái nhũ tương: Các hạt dầu nhỏ (< 0,0001mm) mang điện tích dấu ngăn khơng cho chúng kết lại thành hạt dầu to, chúng không bị lọc học giữ lại Muốn tách khỏi nước, trước hết phải khử nhũ tương dùng lọc dầu kiểu hấp thu Vật liệu lọc dầu thường chứa ngăn bể nước nóng, tốc độ chảy qua bể chậm chất lượng lọc tốt Than hoạt tính có tác dụng hấp thu dầu tốt lượng dầu nước ngưng mg/l, lưu tốc dòng nước qua lọc ÷ m/h độ cao tầng than 100 mm than cốc than hoạt tính có tác dụng lọc học lọc hấp thu khử phần nhũ tương Khi vật liệu lọc no dầu, phải thay rửa ngay, khả chứa dầu bể lọc chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu lọc cấu tạo bể lọc (có bể chứa 0,1 g/mli, có bể đạt tới 14 ÷15 g/mli bể lọc hình 9.2 chứa 0,8 g/mli) Hình 8.1 Bể lọc có lực chứa dầu cao 1; 2- Bộ phận lắng, lọc; K- than ốc; 0- than hoạt tính Dung tích bể lọc tính theo mã lực thị nên vào khoảng 1,5 ÷ 2,5 lít/mli Ngồi bể lọc ra, có đường ống nước cấp cịn có đơi bầu lọc phụ kiểu lưới hồng đồng Khử khí 74 Nồi áp suất 20 kG/cm2 thường tiến hành loại trừ chất khí nước cấp bầu ngưng bể nước nóng Nồi áp suất cao cần có thêm thiết bị khử khí riêng, khử khí có nhiều phương pháp Kiểu đun sơi: Nước cấp dẫn vào bầu khử khí đun sơi, chất khí hịa tan bay Đây phương pháp thường dùng nhất, khơng khử hồn tồn hết chất khí Kiểu hóa học: Pha vào nước cấp chất hấp thụ O2 N2H4, Na2SO3 N2H4 + O2 -> N2 + 2H2O 2Na2SO3 + O2 -> 2Na2SO4 Phương pháp khử khí hồn tồn Từ kg O2 nước cần kg N2H4 Kiểu nhiệt hóa: Nước qua bầu khử khí đun nóng nhờ than hoạt tính hấp thụ chất khí Kiểu điện học: Dịng điện qua nước, ơxygen nước bị ion hóa mang điện tích âm chạy đến cực dương tụ tập thành bóng lên bay Ngồi ra, để giảm lượng khí nước, độ lạnh nước ngưng nên bé (độ lạnh tăng 0C lượng O2 tăng 0,06 mg/l), để lọc nên dùng thải hâm nóng nước đến 50 ÷ 600C, cần thường xuyên theo dõi tình hình làm việc vịi khí bầu hâm nước hâm tiết kiệm Đối với nồi cao áp, thiết phải dụng hệ thống kín cấp nước có khử khí kiểu đun sơi Nồi ống lửa có dùng khử khí đặt nồi Khử muối cứng Trên tàu thường dùng phương pháp khử muối cứng như: phương pháp trao đổi ion dương, phương pháp trao đổi ion âm, phương pháp điện tử, phương pháp điện hóa, phương pháp chưng cất nước a Phương pháp trao đổi ion dương làm mềm nước Cho nước qua chất trao đổi ion dương đá bọt, than hoàng hoa, vơphatít, espatit (ký hiệu chung chúng NaR), ion Na chúng trao đổi ion Ca++ Mg++ muối cứng nước, làm cho hợp chất khó hịa tan Ca Mg (tức muối cứng) trở thành hợp chất dễ hòa tan Na (NaHCO 3, Na2SO4, NaCl) Ca(HCO3) + 2NaR = CaR2 + 2NaHCO3 MgSO4 + 2NaR = MgR2 + Na2SO4 CaCl2 + 2NaR = CaR2 + 2NaCl Kết độ cứng giảm (tuy lượng muối chung khơng đổi số lượng ion âm Cl -, SO4-2, HCO32 nước chưa thay đổi) Tương ứng vậy, dùng chất trao đổi ion H+ Ca+2 + 2HR = CaR2 + 2H+ Khi tất ion Na+ trao đổi hết với Ca+2 Mg+2 cần dùng dung dịch ÷ 10% NaCl tiến hành tái sinh với lưu tốc ÷ 10 m/h CaR2 + H2SO4 = 2HR + CaSO4 Năng lượng trao đổi ion dương đá bọt vào khoảng 100 ÷150 g đương lượng/m3 (tức m3 đá bọt làm mềm 100 ÷ 150 nước có độ thấm ban đầu 1mg đương lượng/1 10 ÷15 nước có độ cúng 10 mg đương lượng/l), than hồng hóa 280 ÷ 360g đương lượng/l, espatit 400 g đương lượng/l; ơphatit 300 ÷ 600 g đương lượng/l 75 Đá bọt (glauconhit thiên nhiên) alumin silic Fe Mg ngậm nước, kí hiệu (Na 2O, Al2O3, SiO2) nH2O Nó lọc nước 350C Lưu tốc lọc ÷15 m/h Than hồng hóa (than đá sunphát hóa) dùng rộng tàu rẻ, sẵn Nó sản phẩm than đá tác dụng với H 2SO4 đậm đặc (trên 96% H2SO4) với tỷ lệ 1: (theo trọng lượng), có mạng hữu phức tạp chứa nhiều nhóm sunfơ HSO bơ xyn COOH Nó lọc nước 60 ÷ 700C Lưu tốc lọc 20 ÷ 25m/h độ cứng nước 1mg đương lượng/l, 10 ÷15 m/h ÷ mg đương lượng/l; ÷ 10 m/h mg đương lượng/l Hao hụt hàng năm độ ÷10% Trước tái sinh, cần cho dịng nước ngược chiều thời gian 15 ÷ 20 phút với lưu lượng ÷ l/g cho 1m2 mặt cắt bầu lọc để làm xốp vật liệu lọc Sau tái sinh, cần rửa NaCl H 2SO4 nước ngọt: 20 ÷ 25 phút đầu cho nước từ lên với lưu tốc ÷ m/h, xả ngồi tàu 25 ÷ 30 phút tiếp tăng lưu tốc đến ÷ m/h, phải đưa nước vào két riêng để sau làm xốp vật liệu lọc Khi độ cứng nước sau bầu lọc đạt 0,05 mg đương lượng/l rửa xong Thường sau 12 ÷ 24 h lọc, phải tiến hành tái sinh rửa độ 0,8 ÷ 1,2 h (tuỳ theo độ cứng nước dung tích bầu lọc) Ưu điểm phương pháp trao đổi ion Na+ làm mềm nước là: - Một phương pháp tốt làm mềm nước (đạt tới độ cứng 0,01 ÷0,03 mg đương lượng/l) - Vật liệu lọc dùng lâu năm Song thiết bị tương đối to, nặng, phải thường xuyên coi sóc, có trường hợp gây nên độ kiềm q cao sinh giịn kiềm, cần nhiều nước để rửa Các tàu lớn thường trang bị thiết bị lọc mềm số tàu sơng 200 ÷ 300 mã lực áp dụng Làm mềm nước cách trao đổi ion dương H + khử toàn độ cứng bon nát (độ kiềm), lượng cặn khơ giảm nước có tính axit cung cấp cho nồi b Phương pháp trao đổi ion âm làm mềm nước Nước có tính axít qua chất trao đổi ion âm (ion âm OH -, CO3-2, HCO3-) tiến hành trao đổi ion âm với a xít Trước trao đổi ion âm, phải làm cho tất muối nước trở thành a xít tức cho qua trao đổi ion dương H+ Khi trao đổi ion âm, diễn phản ứng 2RaOH + H2SO4 → Ra2SO4 + 2H2O 2RaOH + H2SiO3 → Ra2SiO3 + 2H2O RaOH + HCl → RaCl + H2O Các chất trao đổi ion âm khác Ra2CO3, RaHCO3 có phản ứng tương tự Khi tái sinh dùng dung dịch kiềm (NaOH, Na 2CO3, NaHCO3) để bảo đảm cung cấp nước có độ cứng cho nồi cao áp đại, cho nước chưng cất qua bầu trao đổi ion dương H + qua bầu trao đổi ion âm c Phương pháp lọc nước từ trường Cho dịng nước thẳng góc với đường sức từ từ trường mạnh, thành phần hóa học muối cứng nước không biến đổi, song lý tính nước biến đổi (độ nhớt tăng, sức căng bề mặt, điện ion Ca+2, Mg+2 biến đổi) Do muối cứng lắng thành cáu bùn nồi hơi, mà khơng đóng cáu cứng Cường độ từ trường nên vào khoảng H = 120000 A/m, lưu tốc nước nên vào khoảng m/s Có thể dùng nam châm vĩnh cửu, nam châm điện 76 Bộ lọc từ trường thường bố trí bể lọc bơm cấp nồi Lọc nước từ trường thiết bị đơn giản Nhưng nên dùng cho nồi ống lửa nồi liên hiệp ống lửa - ống nước mà độ cứng nước cấp ÷5 mg đương lượng/l lượng nước bổ xung ÷ 5% lượng sinh nồi Khi lọc nước từ trường, lượng cặn bùn sinh nhiều nên phải tăng số lần xả cặn lượng nước xả d Phương pháp điện hóa làm nước (khử muối) Khi có dịng điện qua, nước cần khử muối bị ion hóa ion dương (Na +, Mg+2) qua màng (hình 8.3), ion âm (Ci-, SO-2, ) qua màng Do tạic ác ngăn số chẵn (II, IV, VI ) nồng độ muối tăng lên, ngăn số lẻ (I, III, V ) nước làm Phương pháp điện hóa làm nước tốn nhiều lượng (hơn phương pháp chưng cất hồi nhiệt) cịn giai đoạn thí nghiệm Na+ Na+ Na+ - Cl- - I Cl- + II - III Cl- + IV - V + + Hình 8.2 Sơ đồ thiết bị điện hóa làm nước 1- Bể có hàng trăm ngăn; 2- Màng chất dẻo pomime tổng hợp có nhóm axit H2CO3 cho điện dương qua song không thấm nước; 3- Màng chất dẻo polime tổng hợp nhóm kiềm, cho ion âm qua, không thấm nước; 4,5- Điện cực nối với nguồn điện chiều 100 ÷ 120 V e Phương pháp chưng cất nước Khử muối theo phương pháp trao đổi ion, phương pháp từ trường, phương pháp hóa học, cần mang theo tàu nhiều nước Do cá tàu biển xa thường trang bị thiết bị chưng cất nước biển thành nước Nước biển vào bầu chưng cất nhờ thải ÷ kG/cm2 máy phụ trích từ tua bin đun sơi bốc thành qua bầu ngưng đọng thành nước cất Có lợi dụng nhiệt khói lị để đun sơi chưng cất nước kiểu chân không Nước chưng cất qua cấp đạt lượng muối chung 20 ÷ 20 mg/l Muốn có nước tinh khiết (lượng muối chung ÷ mg/l), cần chưng cất lại lần thứ hai, lần thứ ba Có tiến hành khử muối theo phương pháp liên hợp: Đầu tiên khử muối phương pháp chưng cất, phương pháp điện hóa, sau cho qua bầu trao đổi ion dương bầu trao đổi ion âm Xả cặn cho nồi Ngoài việc lọc nước đảm bảo phẩm chất nước cấp, cần có biện pháp bảo đảm phẩm chất nước nồi (lượng muối chung, độ kiềm, độ clorua) Nước nồi không ngừng bốc hơi, nồng độ tạp chất tăng lên Vì cần tiến hành xả cặn nồi xả cặn đáy bể thay nước vào đảm bảo phẩm chất nước nồi, hạn chế lượng muối theo nước vào sấy tua bin - Xả cặn (gạn mặt) nhằm xả loại cặn bẩn lơ lửng dầu Thường xả cặn lần, 1 ÷ mực nước bình thường ống thủy xả xong mực nước ống thủy hạ xuống không 77 - Xả cặn đáy nhằm xả cặn bùn đọng đáy nồi Thường thường 24 xả lần, xả xong 1 mực nước hạ xuống độ ÷ mực nước bình thường ống thủy Nước xả Dx nồi tàu thủy tuần hoàn tự nhiên tuỳ thuộc vào lượng muối nước nồi nước cấp Dχ = D S nc − S h , kg/h S nn − S nc Trong đó: Snc, Sh, Snn- lượng muối nước cấp, nước, nước nồi Lượng nước xả Dx thường chiếm 0,5 ÷ 2% lượng sinh nồi Khi định kỳ xả cặn, nhiều nước nhiệt Khi liên tục xả cặn, nhiệt nước Khi xả định kỳ, cho nước xả qua ống ruột gà đặt bể lọc để giảm bớt tổn thất nhiệt nước xả mang Khi xả liên tục, nước xả cặn nồi đưa vào chưng cất nước Xả cặn nồi ống nước nằm: lượng chất đốt, xả cặn từ bầu góp, cặn phá hoại tuần hồn cụm khóm ống nước sơi I, làm nứt vỡ ống, Khi giảm bớt độ 8.3.2 Xử lý nước nồi Cho trực tiếp thuốc chống cáu vào nước nồi phương pháp thường dùng cho nồi hơi, loại vừa nhỏ Khi ta cho thuốc chống cáu xút, kali bon nát, natri phốt phát vào nước nồi hơi, chúng phản ứng hóa học với muối cứng nước làm cho muối cứng lắng thành cáu bùn để xả xả cặn Khi xút tác dụng với muối cứng tạm thời: 2NaOH + Ca (HCO3)2 -> CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O 2NaOH + Mg(HCO3)2 -> Mg(OH)2 + 2NaHCO3 NaCO3 sinh phản ứng với muối vĩnh cửu Khi xút tác dụng với muối vĩnh cửu: 2NaOH + MgCl2 -> Mg(OH)2 + 2NaCl 2NaOH + MgSO4 -> Mg(O)2 + Na2SO4 Khi Natri bô nát phản ứng với muối cứng vĩnh cửu: Na2CO3 + CaSO4 -> CaCO3 + Na2SO4 Na2CO3 + CaCl2 -> CaCO3 + 2NaCl Khi phốt phát natri tác dụng với muối cứng tạm thời muối cứng vĩnh cửu 3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3 3Mg(HCO3)2 + 3Na3PO4 -> Mg3(PO4)3 + 6NaHCO3 3MgSO4 + 2Na2PO4 -> Mg3(PO4)2 + 6NaCl Phương pháp chống cáu dựa nguyên lý chuyển hóa cân hóa học tạo điều kiện thuận lợi cho cáu bùn (CaCO3, Ca3(PO4)2, Mg(PO4)2 ) lắng xuống tức tạo điều kiện lý hóa thuận lợi cho 78 muối bô nát, muối phốt phát canxi magiê chóng đạt tới giới hạn hịa tan nồng độ canxi magiê giữ nguyên Ví dụ muốn cho CaSO4 khơng đóng cáu cứng, phải cho Na 2CO3 vào nước nồi để tăng nồng độ ion CO 3-3 đạt giới hạn hòa tan CaCO nồng độ Ca+2 nhỏ so với giới hạn hòa tan CaSO4 kết CaCO3 lắng xuồng (dạng bùn) CaSO4 (dạng cáu cứng) Thuốc chống cáu tốt Na 2PO4 cáu bùn phốt phát hịa tan nước chống đóng cáu silíc có hiệu Song Na 3PO4 đắt tiền nên nồi cao áp (P N > 60 kG/cm2) dùng hịa thuốc phốt phát Cũng dùng Na4P2O7 phải thêm NaOH để không sinh cáu NaFePO4 Đối với nồi áp suất không lớn 80 ÷ 90 kG/cm2 cho thêm NaNO3 làm thành màng bảo vệ, giữ cho mặt nồi không bị mục rỉ Lượng NaNO nước nên vào khoảng 35 ÷ 40% độ cứng chung NaNO3 dùng cho nồi ống nước có PN > 20 kG/cm2 Các nồi áp suất vừa thấp cịn dùng hóa chất rẻ tiền NaOH, Na 2Co3 thay cho phần Na3PO4.12H2O giảm chi phí thuốc chống cáu kg NaOH chống cáu tương đương ÷ kg CaPO4.12H2O song đạt độ mềm cao nhất, cáu lắng tan nhiều nước CaCO3 Có nhiều phương pháp đưa thuốc vào nồi - Phương pháp 1: Dung dịch thuốc đưa vào bầu nồi nhờ ống phun ép thuốc vào Cách tốt, khơng đóng cáu bẩn đường ống đưa thuốc vào, nên dùng nước sau bầu hâm 800C - Phương pháp 2: Thuốc pha nước ngưng nóng hịa vào bể nước nóng (bể lọc) Cũng đặt bình dung dịch trước đường ống hút nước bơm cấp, nước có độ cứng cao, đóng nhiều cáu bẩn đường ống Tốt nên pha thuốc liên tục vào nồi Nồi ống lửa thường định kỳ lần cho thuốc vào nồi Như đơn giản song độ kiềm nước ổn định Muốn pha liên tục cần dùng thiết bị đặc biệt điều chỉnh lượng dung dịch thuốc vào nồi Ngoài phương pháp lọc nước nồi theo phương pháp trên, cịn dùng phương pháp siêu âm chống đóng cáu cho nồi ống lửa nồi liên hợp ống lửa ống nước Sóng siêu âm phá hoại trình kết tinh muối lên mặt hấp nhiệt, làm cho tinh thể chúng vỡ nhỏ thành cáu bùn Sóng siêu âm cịn phá vỡ cáu cũ, mođun thép cáu khác Ưu điểm phương pháp là: tốn lượng, thiết bị nhỏ gọn, rẻ + T R G C Hình 8.3 Nguyên lý siêu âm chống cáu 79 Nguyên lý làm việc thiết bị siêu âm chống cáu sau: Hình 9.1 mở cơng tắc C, điện từ lưu nạp vào tụ điện T, đóng cơng tắc C, điện từ tụ điện T phóng qua cuộn dây dao động co giãn điện từ G, làm phát sóng siêu âm Điện trở R dùng để hạn chế cường độ dịng điện đóng cơng tắc C(1) Cơng suất mạch xung 120W Khi chống cáu thiết bị siêu âm, nước nồi cần giữ độ kiềm vào khoảng dùng phương pháp tốn thuốc chống cáu 8.3.3 Kiểm tra chất lượng nước nồi 50 ÷70 mg/l NaOH Khi Để tính xác lượng thuốc cần cho việc lọc nước nồi lượng thuốc chống cáu lọc nước nồi để định thời gian xả cặn lượng nước xả, cần thường xuyên kiểm tra chất lượng nước Cứ 24 lần kiểm tra độ clorua nước khoang nước, kiểm tra độ clorua độ kiềm nước nồi ống lửa nồi liên hiệp ống lửa- ống nước Cứ 12 lần kiểm tra độ clorua, độ phốt phát, độ nitrat, độ kiềm nước nồi ống nước Cứ lần kiểm tra độ clorua lượng muối chung nước lọc mềm nước chưng cất Nước nồi lấy từ van lấy mẫu nước phải đưa vào bầu làm nguội (nước nồi ống ruột gà, nước làm nguội bên ống ruột gà) để khói bốc hơi, đảm bảo thí nghiệm xác Câu hỏi ơn tập 24 Trình bày mục đích, quy trình kiểm tra chất lượng nước nồi hơi? 25 Nêu giải thích tác hại tạp chất nước nồi gây ra? 26 Trình bày phương pháp xử lý nước nồi? CHƯƠNG 9: KHAI THÁC VẬN HÀNH NỒI HƠI 9.1 Vận hành nồi 9.1.1 Chuẩn bị đốt nồi 1.Chuẩn bị Trước nhóm lị với nồi sau kỳ sửa chữa rửa nồi, cần kiểm tra kỹ nồi thiết bị bên bên ngồi, khơng bỏ sót dụng cụ đồ vật khác, cửa đảm bảo khơng bị rị, trước đóng, nắp cửa phải lau chùi bôi graphit để bảo vệ đệm lót khỏi bị cháy Kiểm tra bên ngồi: kiểm tra van dẫn chính, van an tồn, van đồng hồ áp suất, van cấp nước, van xả mặt, xả đáy, van xả khí, Nếu cần đem cân lại van an tồn kẹp chì lại Kiểm tra van vị trí sãn sàng làm việc Kiểm tra đưa hệ thống phục vụ vào hoạt động: Việc cấp nước: kiểmc tra két, van nước bổ xung, van từ két đén nồi hơi, via bơm xem có hoạt động tốt khơng Sau tiến hành khởi động hệ thống cấp nước Với hệ thống nhiên liệu: kiểm tra van ống Nếu dùng dầu FO phải hâm, bật nguồn hâm, phận như: bầu hâm, rơ le nhiệt độ, bơm tuần hoàn nhĩên lĩệu hoạt động Sau chuyển chế độ FO DO phải ý van by-pass Kiểm tra đường ống hơi, bình ngưng tụ Điểm lửa Trước điểm lửa nhóm lị, cần vặn mở van dò mực nước van xả nước ống thủy để kiểm tra xem nồi có cịn nước khơng Cần thực qui định nhóm lị, bảo đảm thời gian nhóm lị lấy khơng ngắn mức qui định giữ tốc độ, nâng cao áp suất giai đoạn thời gian nhóm lị, thực đầy đủ khâu kiểm tra biện pháp an tồn Bật cơng tắc điều khiển chế độ tay tự động (Manual – Auto) 80 Ở chế độ đốt tay trình tự khởi động sau: 1) Bật quạt gió bơm nhiên liệu 2) Sau khoảng 30 giây bật thiết bị đánh lửa 3) Đóng van điện từ nồi cháy Ở chế độ tự động tự động: Ấn nút COMBUSTION 1) Quan sát cháy 2) Quan sát tăng áp suất hơi, tăng nhiệt độ 3) Theo dõi thông số làm việc: Pnc, PN, Pnl, Tnl 4) Khi áp suất bắng 0.2 áp suất định mức xả khí cho nồi qua van an tồn 5) Hâm hệ thống đường ống để tránh dịng nước xê dịch hệ thống đường ống gây bục gioăng, vỡ 6) ống 7) Khi áp suất nồi 0.5 áp suất định mức mở van hơi, đồng thời mở van xả nước 9.1.2 Đưa nồi vào hoạt động 1.Sưởi nóng đường ống Khi đạt tới áp suất định mức P N, trước lúc dẫn từ nồi vào đường ống Cần sưởi nóng đường ống 15 ÷20 phút, xả kỹ nước đọng nhằm tránh gây lên ứng suất nhiệt lớn (nhất đường ống nước thông số cao cần bọc cách nhiệt tốt, tốc độ tăng nhiệt độ ÷30C tránh tượng nén nước nước gặp lạnh ngưng đọng gây lên Trước bắt đầu sưởi đường ống, cần mở van xả nước đường ống chính, chờ đến đọng xả hết, mở van (hoặc mở van thông ngang) Khi khô bắt đầu van xả nước mỏ to van đóng van xả nước 2.Ghép nồi Trước ghép hai nhiều nồi cung cấp hơi, cần mở van thông ngang van nồi cho nước từ nồi có áp suất cao sang nồi áp suất thấp hơn, chờ đến dứt hẳn tiếng lưu động ống nước mở từ từ van Coi sóc nồi làm việc Để đảm bảo an toàn hiệu suất phải thường xuyên theo dõi xem xét mực nước áp suất nhiệt độ hoưi, nhiệt độ nước cấp, tình hình cháy, định kỳ xả cặn, thổi muội kiểm tra phân tích chất lượng nước khói, kiểm tra điều chỉnh máy phụ thiết bị Nếu coi sóc khơng tốt, hiệu suất nồi bị giảm ÷10 % gây tai nạn Phải cố giữ cho áp suất nhiệt độ nước, nhiệt độ nước cấp ổn định Phải cấp nước đặn, liên tục Trường hợp cần bổ sung thêm nước nguội, phải bổ sung từ từ Khi sóng to mực nước nồi lên cao mực nước bình thường, song khơng q cao để khỏi trào nước vào sấy đường ống Khi mực nước nồi bị giảm đột ngột giảm bớt lượng cấp cho máy Không nên vội vã tăng cường cấp nước, dăm ba phút sau trở lại mực nước cũ Ngược lại mực nước nồi tăng lên đột ngột tăng lượng cấp cho máy Chú ý mực nước ống thủy thấp mực nước bầu nồi, nhiệt độ nước ống thủy thấp nhiệt nhiệt độ nước bầu nồi (có tới 100 ÷1200C) Phải thơng rửa ống thủy hai lần ca Nếu mực nước ống thủy không động, ống thủy bị tắc Khi ống thủy bị hỏng, phải chữa Nồi làm việc với ống thủy cịn lại khơng lâu q 20 phút Nếu hai ống thủy hỏng, phải dừng lò Các áp kế phải kiểm nghiệm năm lần Nước nồi phải tiến hành phân tích ngày đêm lần, xả cặn nồi ngày đêm phải lần Trước xả cặn tăng mực nước nồi đến mức cao 81 bình thường 20 ÷ 30mm, phải mở van thơng trước mở van xả cặn nổi, xả cặn cho phép tiến hành áp suất cao thấp Xả cặn đáy: ÷ ngày lần tuỳ theo kết phân tích nước nồi Nếu đường ống xả khơng có vịng nghẽn, cho phép xẩ áp suất ÷ 5KG/cm2 đường ống xả khỏi bị rung đập nước Khi xả cặn đáy phải cẩn thận, phải ý mực nước nồi, đề phòng tai nạn xả cặn nước nồi Chỉ dùng tay vặn van xả, cấm khơng dùng cà lê địn quay Tuyệt đối không xả cặn đáy cho hộp vách ống nồi làm việc Trước xả cặn đáy, cần tăng mực nước nồi lên đến mép ống thủy Thổi muội: Tiến hành định kỳ, số lần thổi muội tuỳ theo chất đốt lượng muội tro Không ngại tốn nước mà giảm số lần thổi muội Trước thổi phải xả đọng đường ống hơi, thổi nên quay chậm thổi muội, không để cố định làm mặt hấp nhiệt bị lạnh, thứ tự cho nước vào phận thổi muội, nên theo hướng khí lị đi, thổi muội cần tăng cường thơng gió lị khí lị mang muội lên trời Khi gặp sóng gió to: Cần ý kiểm tra độ chắn cố định nồi hơi, nên xả thêm nước nồi, giảm nồng độ muối kiềm nước nồi để tránh tượng sôi trào 9.1.3 Dừng nồi Trường hợp cần ngừng cung cấp ÷2 ngày nên ủ lị, khơng đỡ tốn công sức, lại làm tăng thêm tuổi thọ nồi hơi, tốn thêm số chất đốt Nồi đốt dầu ủ lò cách giữ lại ống phun giữa, giảm lượng dầu phun (trường hợp có súng phun) Trước ủ lò, phải cấp nước đến mực cao ngừng cung cấp phát sinh tượng sôi bồng, làm sụt mực nước nồi Trước tắt lò phải cấp thêm nước để xả cặn nồi Phía theo thời gian tắt lị qui định Phải cho nồi nguội dần, phải đóng kín tất cửa bướm khí van (trừ van xả sấy hơi) đến áp suất nước cịn 0,5 ÷1 kG/cm2 tiến hành xả cặn đáy 9.2 Một số hư hỏng thường gặp 9.2.1 Hiện tượng Cạn nước nồi chưa nghiêm trọng Biểu hiện: mức nước thấp ống thuỷ qua báo động (Low water Level) 2.Cạn nước nồi nghiêm trọng Trong ống thuỷ không thấy mức nước: xả đáy ống thuỷ thấy Nghiêm cấm khơng cho nước vào Tắt nồi hơi, xả hết để nguội từ từ Mức nước nồi cao xảy lúc đốt Cháy hỏng bề mặt trao đổi nhiệt - Do cáu cặn dày làm cho bề mặt TĐN nhiệt nồi hoạt động gây giòn, thủng kim loại - Do ăn mòn nhiệt Khi bề mặt trao đổi nhiệt bị cháy khói lị trắng, áp suất giảm, tiêu thụ nước nồi tăng lên Áp suất thấp cao Điều chỉnh áp suất: dùng rơ le áp suất để chỉnh Đối với nồi phụ khí xả, điều chỉnh lượng khí xả vào nồi hơi, điều chỉnh áp suất van tràn 6.Nồi không cháy Do hệ thống nhiên liệu: chất lượng phun sương kém, nhiệt độ hâm dầu thấp, nến đánh lửa bị bẩn, lượng khơng khí cấp vào q nhiều, độ mở bướm khí khơng đảm bảo Khi hoạt động tín hiệu bảo vệ: mức nước, nhiệt độ dầu Fo, áp suất dầu 82 9.2.2 Giải hư hỏng tai nạn nồi Cạn nước nồi chưa nghiêm trọng (mức nước nồi giảm nhanh song thấy ống thủy) kiểm tra ống thủy có bị tắc khơng, ống thủy khơng bị tắc giảm lượng chất đốt, tăng lượng nước cấp, dùng tay điều chỉnh lượng nước cấp Cạn nước nồi nghiêm trọng: (không cịn nhìn thấy mực nước ống thủy) mở van xả ống thủy thấy có ra, có chỗ kim loại bị nóng đỏ ngừng cấp chất đốt, tuyệt đối không tiếp tục cấp nước, tắt quạt gió quạt hút khói, dùng tay giật van an toàn để hạ thấp áp suất nồi đến 0, đóng kín cửa buồng đốt, chờ đến nhiệt độ nước nồi đến 60 ÷700C tiến hành xả nước nồi, sau kiểm tra kỹ bên nồi Nếu phát có chỗ bị nóng (như có chỗ kim loại cáu nước bị đổi màu) khơng nên cho nồi tiếp tục làm việc trở lại chưa đăng kiểm kiểm tra Nước nồi cao: Trước hết phải kiểm tra ống thủy có bị tắc khơng, giảm lượng nước cấp, tạm thời giảm bớt lượng cung cấp cho máy cần xả bớt nước nồi Trường hợp nước sơi trào đường ống hơi, để tránh xảy nén nước làm vỡ ống máy cần xả nước cho đường ống hơi, sấy máy, ngừng cung cấp vào máy, ngừng đốt Nước nồi cao cấp nhiều nước tượng sôi trào Hiện tượng sôi trào phát sinh tăng đột ngột tải trọng nồi hơi, làm giảm áp suất nồi hơi, nước nồi bốc mãnh liệt, số lượng bóng nước tăng lên, mực nước nồi lên cao, nồng độ muối nước nồng độ thuốc chống cáu cao, bọt thuốc kiềm váng dầu mặt nước nồi làm giảm độ cao không gian Cháy hỏng mặt hấp nhiệt: ống bầu bị nóng, bị võng, bị phù lún, bị nứt, nổ vỡ, ống bị vỡ, nghe tiếng nổ áp suất nước giảm sút, thấy nước từ ống khói ra, nước lửa từ buồng đốt Trường hợp ống buồng đốt bị võng phù lún, ngừng cấp chất đốt, ngừng cấp nước, tách nồi khỏi ống hơi, cho nguội dần kiểm tra Thân nồi ống lửa nhóm lị, tắt lị đột ngột bị cong, rị hở mối tán, mối nối Buồng đốt bị lún cục hay biến dạng tồn cạn nước (nếu đỉnh buồng đốt có vết lún ngắn) có nơi đọng dầu đóng cáu cặn (nếu vết lún vùng cách đỉnh 450) Trường hợp ống bị vỡ: Lập tức đóng van nồi hơi, giật van an toàn ngừng cấp chất đốt tăng cường thơng gió hút khói để đuổi nước lên trời, đóng cửa thơng với buồng đốt cho nồi nguội dần Chú ý ống bị vỡ nước nồi cạn, cần tiếp tục cấp nước buồng đốt tắt lửa Trường hợp vỡ ống cụm ống khó tìm kiếm, dùng nút gỗ bịt chặt ống, rót nước vào đầy ống mà xem Ống bị hỏng chưa kịp thay,, tháo ống cũ, nút lỗ phía bầu nút rỗng thiếc đồng chóp Nếu nút từ phía ngồi bầu tạm được, song phải nút thêmmột nút thép bon, phía ngồi có bọc cách nhiệt Cũng từ phía bầu vặn nút có ren thép CT5 Nồi ống lửa có ống lửa bị hỏng, dùng thiết bị nút chuyên dùng bịt cổ ống ấy, cho nồi tiếp tục làm việc Rò nhiều nước hơi: phải dừng Chú ý xem chỗ rò sau hạ thấp áp suất tới Nếu rị (chỉ thấy vết muội) cho phép tiếp tục làm việc, song phải giảm tải Vách buồng đốt hư hỏng: Nếu gạch bị đổ sạt phải dừng lò để sửa chữa Nếu cần tạm thời tiếp tục đốt lị song phải giảm lửa gần chỗ Nếu vách gạch bị ẩm ướt ống nứt vỡ, phải sấy khô trước nhóm lị Nếu dẫn khí bị hỏng nên tranh thủ chữa gấp 83 Cháy muội sưởi khơng khí: ngừng đốt ngừng cung cấp khơng khí đóng kín cửa buồng đốt bướm khí lị liên tục thổi muội nước, mở cửa gần nơi cháy dùng bình bọt chữa cháy Để tránh tai nạn cháy muội, phải thổi muội thường xuyên định kỳ Áp suất cao: Nếu van an tồn mà áp suất khơng giảm, phải ngưng hoạt động quạt gió vào buồng đốt, đóng kín cửa buồng đốt bướm khí, tạm thời ngừng cấp chất đốt, tăng cường cấp nước Áp suất thấp: Nếu lửa mạnh cần kiểm tra mực nước nồi, mực nước nồi thấp làm giảm diện tích mặt hấp nhiệt, cần giảm bớt lượng nước cung cấp, nồi ống lửa nên tạm thời dừng lò Súng phun bị tắt nước lọt vào két dầu bầu hâm dầu súng phun bị tắc cặn, súng phun bị bịt bóng khí khơng khí từ két dầu buồng đệm khơng khí bơm dầu Súng phun bị phun lửa ngồi: áp suất khoang nồi thấp áp suất buồng đốt cháy nổ hỗn hợp khí, khóa van dầu chính, dừng bơm dầu, tăng áp suất khơng khí khoang nồi Phát sinh nạn cháy khoang nồi hơi: Chữa cháy bình bọt, khóa chặn đường ống dầu thơng đến đó, giảm bớt lượng phun dầu, cần ngừng bơm dầu, đóng tất van trước nồi hơi, rút toàn người khỏi, đóng kín cửa khoang nồi tất lối thơng, tắt quạt gió dùng hệ thống nước CO mà dập lửa 9.3 Bảo dưỡng nồi tàu thủy 9.3.1 Thử thủy lực nồi Mục đích - Xác định tình trạng kỹ thuật sau thời gian khai thác - Kiểm tra độ bền sau cố, tai nạn, hoán cải Chu kỳ thử - Định kỳ - Sau sửa chữa lớn - Sau cố, hư hỏng - Sau hoán cải Hội đồng thử - Chủ tàu - Đăng kiểm viên - Máy trưởng Quy trình thử - Áp suất thử: pthử = 1,5 pN - Tháo van, thay mặt bích, để lại van cấp nước - Bơm đầy nước - Lắp vào hệ thống bơm thử thủy lực có áp suất cao, lưu lượng nhỏ - Tăng dần áp suất, đồng thời kiểm tra độ bền, độ kín - Giữ áp suất thử 12 tiếng để kiểm tra - Lập biên bản, xác định thông số công tác nồi 9.3.2 Tẩy rửa cáu Nồi tàu thủy định kỳ rửa nồi để tẩy cạo cáu nước, chu kỳ rửa nồi tuỳ thuộc vào phẩm chất nước cấp nước nồi, kiểu nồi Nồi ống lửa cần rửa nồi với chu kỳ 1500 ÷ 2000 nước xấu chưa tới 1000 giờ, nồi ống nước 1000 ÷ 1500 nước xấu chưa tới 700 giờ, nước tốt tới 84 8000 ÷ 10000 Giờ tính tính suy lúc tàu chạy hết tốc độ tính theo 100% thời gian, lúc chạy chậm xếp dỡ hàng tính theo 60%, lúc giữ 30% thời gian khơng đốt lị khơng tính Việc cạo cáu cần phải làm liên tục gấp rút khoảng 10 ÷ 12 tiến hành sau xả nước nồi (lúc nhiệt độ nước nồi 50 ÷ 600C) khơng nên cáu khơ cứng lại Cạo rửa xong cần kiểm tra cách soi ánh sáng thả viên bi xuống có đường kính 0,9 đường kính ống Xong bơi lớp graphít bảo vệ, đốt nhỏ lửa hong khơ vịng ÷6 Tẩy rửa cáu tiến hành theo cách: Phương pháp rửa a xít , phương pháp rửa kiềm phương pháp học Phương pháp rửa a xít nhanh chóng phá cáu dày đặc song khơng thể dùng cho nồi có chỗ nứt rạn, mục rỉ, khơng kín Những nồi cần áp dụng phương pháp rửa kiềm phương pháp học Tẩy rửa axít Trước rửa axít phải bịt tất van, trừ van xả có vết dầu cáu nước phải tiến hành khử dầu cách đun nước nồi 24 áp suất 0,5 ÷ 0,8 kG/cm2 sau pha 10kg Ca(OH) 25 kg keo thủy tinh cho 1m3 nước nồi, rửa axit crômic hoặc: H 2SO4 (3% tốt) song đắt tiền Khi cáu CaCO3 MgCO3, cần đun nước nồi đến 20 ÷ 400C, cáu silicát cáu sun phát cần đun đến 700C Có thể tẩy rửa a xít HCl với nồng độ HCl không 2% không 10% Cứ 0,5mm chiều dày cáu cặn tăng nồng độ HCl thêm ÷3% Cáu silicát cáu sun phát cần nấu nồi với nồng độ ÷7% HCl Cáu sun phát thử đun nóng dung dịch 10% HCl mà không tan ra, pha thêm NaF NH 4F (20 ÷30 kg/tấn nước) dung dịch 2% HCl Rửa a xít nên dùng bơm tiến hành tuần hồn cưỡng bách nồng độ dung dịch nơi Dung dịch đun nóng nhờ nước nồi khác đun nhỏ lửa Thời gian nấu a xít từ ÷20 tuỳ theo độ dày lớp cáu đặc tính cáu Trong thời gian nấu phải bổ sung thêm axít để khơi phục nồng độ a xít Khi nồng độ a xít giữ nguyên không giảm, tức cáu tan hết Sau xả dung dịch a xít, cần nấu kiềm (2 ÷3% NaOH Na2CO3) ÷8 để trung hịa a xít, dùng nước nóng rửa lại, sấy nên xối rửa nước ngưng nóng nước chưng cất Tẩy rửa kiềm Trường hợp cáu dày đặc không cho phép rửa a xít cần nấu kiềm cạo cáu, trước nấu kiềm cần tháo tất van đồng bịt chặt bích thay van cũ Nếu không chi tiết đồng bị kiềm ăn mịn 1 ÷ áp suất làm việc, dùng hệ thống cấp nước đưa dung 1 dịch thuốc kiềm vào nồi, qua hai giảm áp suất đến lại tăng đến ÷ áp suất làm việc, lặp lặp lại để làm bong cáu, cách hai lúc áp suất kG/cm lại xả cặn nồi bổ sung nước, cách 1/2 thử độ phốt pháp độ kiềm nước nồi nồng độ kiềm không giảm xong Cho nồi nguội dần, xả cặn đáy 0,5 ÷ kG/cm2 kiểm tra cáu cạo để tránh hóa cứng Lượng thuốc kiềm pha là: cáu sun phát cần 1,5 ÷2 kg Na3PO4 cho 1m3 nước nồi, sau pha thêm 0,75 ÷ kg cho 1m3 nước, cáu cứng dày cần ÷12 kg Na2CO3 0,4 ÷0,6 kgNaOH (số lớn dùng cho trường hợp cáu dày 5mm) 15 ÷20 kg thuốc chống cáu Trước nấu kiềm, giảm áp suất nồi đến Thời gian nấu kiềm sau: Độ dày cáu mm Thời gian nấu 0,5 0,5 ÷0,75 0,75 ÷1 13 ÷3 36 ÷5 40 60 85 ... thống với Ví dụ: Lượng nước nồi rút ngắn thời gian nhóm lị, giảm trọng lượng nồi hơi, song mực nước nồi áp suất nước ổn định 1.3.3 Hệ thống nồi tàu thủy Hệ thống nồi tàu thủy dùng để cung cấp nước... ? CHƯƠNG 4: KẾT CẤU NỒI HƠI TÀU THỦY 4.1 Phân loại nồi tàu thủy 4.1.1 Phân theo áp suất - Nồi thấp áp: áp suất đến 20 kG/cm2; - Nồi trung áp: áp suất từ 20 ÷ 45 kG/cm2; - Nồi cao áp: áp suất... thước nồi hơi, nhiên khơng có lợi chế độ trao đổi nhiệt làm việc với nồi phụ nồi khí xả khác Hiện hầu hết nồi liên hợp bố trí cụm ống nồi phụ nồi khí xả riêng rẽ Nồi liên hợp nồi ống nước đứng, nồi