THÔNG TIN TÀI LIỆU
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình riêng tơi Kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Huế, tháng 06 năm 2016 Tác giả Ngơ Anh Hịa lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ii LỜI CẢM ƠN Trong q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận này, cố gắng thân, nhận quan tâm, giúp đỡ thầy giáo khoa Cơ khí - Cơng nghệ Trường Đại học Nông Lâm Huế, đặc biệt thầy hướng dẫn NGƯT TS Đinh Vương Hùng tận tình giúp đỡ cho tơi hồn thành tốt luận Qua đây, xin trân trọng cảm ơn tất giúp đỡ chân thành tình cảm quý báu Huế, tháng 06 năm 2016 Tác giả lu an Ngơ Anh Hịa n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma iii TÓM TẮT Đề tài hướng đến việc thiết kế cải tiến hệ thống gia nhiệt nước công nghệ đúc cột điện bê tông ly tâm Công ty trách nhiệm hữu hạn Xây lắp Sản xuất Thương mại Điện Cơ SDC nhằm tiết kiệm nhiên liệu, rút ngắn thời gian dưỡng hộ, đảm bảo chất lượng bê tông giảm giá thành sản phẩm lu an n va p ie gh tn to Đề tài tiến hành làm thực nghiệm xác định cường độ mẫu bê tơng có gia nhiệt nước theo thời gian ninh kết đối chứng với mẫu không gia nhiệt Qua thực nghiệm đề tài kiểm chứng ảnh hưởng trình gia nhiệt nước, có khả rút ngắn thời gian ninh kết bê tơng xuống cịn 8-10 mà cường độ bê tông đạt 60-70% cường độ bê tông dưỡng hộ điều kiện tự nhiên sau 28 ngày Đồng thời đề tài đánh giá ưu nhược điểm hệ thống lò sử dụng Công ty để cung cấp nước cho q trình dưỡng hộ bê tơng Trên sở đánh giá trạng lò hữu, chế độ làm việc hệ thống gia nhiệt nước quy trình sản xuất cơng nghệ đúc cột điện bê tơng Cơng ty đề tài tính tốn q trình trao đổi nhiệt lị hơi, lượng tiêu hao nhiên liệu lị tính nhiệt kiểm tra cho lị Bên cạnh đề tài tính tốn thiết kế hâm nước để tận dụng nhiệt khói thải tăng suất sử dụng lò d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ix MỞ ĐẦU lu TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .1 an n va MỤC ĐÍCH, MỤC TIÊU CHUNG CỦA ĐỀ TÀI .1 tn to 1) Mục tiêu chung gh 2) Mục tiêu cụ thể p ie Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN w 1) Ý nghĩa khoa học oa nl 2) Ý nghĩa thực tiễn d NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI lu an CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU nf va 1.1 TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP lm ul 1.1.1 Khái niệm bê tông .3 z at nh oi 1.1.2 Khái niệm bê tông cốt thép .3 1.1.3 Hỗn hợp bê tông 1.1.4 Quá trình rắn xi măng .4 z gm @ 1.1.5 Đẩy nhanh rắn bê tông nhiệt độ thường 1.1.6 Đẩy nhanh rắn bê tông nhiệt độ cao .8 l co 1.2 TỔNG QUAN LÒ HƠI m 1.2.1 Q trình phát triển lị .9 an Lu 1.2.2 Cấu tạo chung lò .18 n va 1.2.3 Các đặc tính lò 24 ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma v 1.2.4 Phương trình cân nhiệt lị .24 1.2.5 Tổn thất nhiệt lò 26 1.2.6 Những khả tận dụng nhiệt thải lị cơng nghiệp 31 1.3 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ SẢN XUẤT CỘT ĐIỆN BÊ TÔNG CỐT THÉP KIỂU ĐÚC LY TÂM CÓ GIA NHIỆT HƠI NƯỚC 32 1.3.1 Giới thiệu lực Công ty TNHH XL SX & TM Điện SDC .32 1.3.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất cột điện bê tơng ly tâm 33 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .40 2.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .40 lu 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 40 an n va 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu .40 to 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 40 gh tn 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 p ie 2.3.1 Phương pháp vấn chuyên gia 40 w 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 40 oa nl 2.3.3 Phương pháp tính tốn thiết kế 41 d CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .42 lu nf va an 3.1 PHÂN TÍCH SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH GIA NHIỆT HƠI NƯỚC ĐẾN Q TRÌNH NINH KẾT BÊ TƠNG 42 lm ul 3.1.1 Thực nghiệm xác định cường độ bê tơng có gia nhiệt nước theo thời gian 42 3.1.2 Nhận xét .43 z at nh oi 3.2 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CỦA LỊ HƠI TẠI CƠNG TY 44 3.2.1 Nguyên lý làm việc lò .44 z 3.2.2 Phân tích ưu nhược điểm lị sử dụng 45 @ gm 3.3 TÍNH NHIỆT TRỊ CỦA NHIÊN LIỆU 46 co l 3.4 THỂ TÍCH KHƠNG KHÍ VÀ SẢN PHẨM CHÁY NHIÊN LIỆU 47 m 3.5 ENTANPI CỦA KHÔNG KHÍ VÀ SẢN PHẨM CHÁY .48 an Lu 3.6 CÂN BẰNG NHIỆT VÀ HIỆU SUẤT LÒ HƠI 49 n va 3.7 LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU .51 ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma vi 3.8 TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA 52 3.8.1 Thể tích buồng lửa .52 3.8.2 Tính nhiệt buồng lửa 52 3.9 TÍNH TỐN NHIỆT CÁC BỀ MẶT ĐỐI LƯU 55 3.10 THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC .59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .62 KẾT LUẬN 62 KIẾN NGHỊ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .63 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma vii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT lu an n va Đơn vị Ý nghĩa B kg/ h tiêu hao nhiên liêu c kJ/ kg độ nhiệt dung riêng d mm đường kính ống D kg/h sản lượng F m2 diện tích G kg/s lưu lượng i kJ/ kg entanpi k W/m.độ hệ số truyền nhiệt l m chiều dài ống m chiều dài hâm nước kG/cm2 áp suất kJ nhiệt lượng kW suất nhiệt kJ/kg nhiệt trị nhiệt độ to Ký hiệu d oa nl w Q p ie p gh tn L m3/kg thể tích riêng m3 thể tích nf va lm ul V C an v lu t lưu lượng thể tích m3/s z at nh oi m/s W/m.độ α W/m2.độ α - t, t - hiệu suất kg/m3 khối lượng riêng hệ số dẫn nhiệt z hệ số tỏa nhiệt đối lưu gm @ hệ số không khí thừa l mức tăng hay chênh nhiệt độ m co C vận tốc an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Bảng thống kê cột điện bê tông ly tâm - tiết diện tròn 33 Bảng Kết cường độ chịu nén mẫu bê tông máy kéo nén WE-300 42 Bảng Các giá trị phổ biến hệ số không khí thừa 46 Bảng Thành phần nhiên liệu củi gỗ 46 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w nf va an lu z at nh oi lm ul z m co l gm @ an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma ix DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Lị kiểu bình 10 Hình 1.2 Lị ống lị 10 Hình 1.3 Lị ống lửa .11 Hình 1.4 Lị nằm ống lị ống lửa có dịng khói quặt trở lại 12 Hình 1.5 Sơ đố cấu tạo lị tuần hồn cưỡng có bội số lớn Lamơn 14 Hình 1.6 Lị ống nước thẳng đặt đứng bao 15 Hình 1.7 Sơ đồ lị trực lưu 16 Hình 1.8 Sơ đồ lị đốt thủ cơng .18 lu an Hình 1.9 Lị đốt than phun .19 n va Hình 1.10 Lị ghi xích 19 tn to Hình 1.11 Dạng sơ đồ nối nhiệt tổ hợp .21 p ie gh Hình 1.12 Sơ đồ điều chỉnh nhiệt độ nhiệt nước ngưng bão hòa .22 w Hình 1.13 Ống xoắn hâm nước 23 oa nl Hình 1.14 Dạng khơng gian sấy khơng khí 23 d Hình 1.15 Lau khuôn cột điện 36 an lu Hình 1.16 Đặt cốt thép vào khuôn 37 Hình 1.18 Sau rải bê tơng vào khn 37 Hình 1.19 Căng cốt thép Hình 1.20 Dàn quay ly tâm 38 nf va Hình 1.17 Rải bê tơng vào khn Hình 1.22 Tháo khn cho cột điện 38 z at nh oi lm ul Hình 1.21 Dưỡng hộ cho cột điện Hình 1.23 Trạm trộn bê tơng 39 Hình 3.1 Đồ thị so sánh cường độ chịu nén mẫu bê tông 43 z m co l gm @ Hình 3.2 Nguyên lý cấu tạo lò 44 an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Sản phẩm Cơng ty Điện Cơ SDC sản xuất cột điện bê tơng ly tâm (BTLT) phục vụ cho cơng trình lưới điện trung hạ áp (C8-C12) Với quy mô sản xuất đơn vị dạng vừa nhỏ, số lượng khn quay đúc cột để sản xuất cịn nên cần thiết phải có hệ thống cấp nhiệt để sấy cột rút ngắn thời gian đông cứng (ninh kết) bê tông cốt thép, bảo đảm cường độ bê tông theo yêu cầu tăng hiệu suất sử dụng hộp khuôn lu an n va ie gh tn to Hệ thống cấp nhiệt để gia nhiệt cho cột điện lị cơng nghiệp sử dụng củi để đốt Nguồn nước cấp cho lò lấy trực tiếp từ nguồn nước sinh hoạt Công ty Cấp thoát nước Thừa Thiên Huế, nhiệt độ nước cấp vào lò 30 oC Nhiệt lượng cung cấp cho trình sinh lớn nên nhiên liệu tiêu hao lớn Trong nhiệt độ khói thải lại cao, dao động từ 180 - 200oC Vì để góp phần sử dụng lượng tiết kiệm, hiệu giảm chi phí đầu vào vấn đề thu hồi nhiệt khói sau khỏi lị để làm nóng nước cấp vào lị cần thiết p Với lý đó, tơi thực đề tài: "Nghiên cứu thiết kế cải tiến hệ thống gia nhiệt nước công nghệ đúc cột điện ly tâm Công ty trách nhiệm hữu hạn Xây lắp Sản xuất Thương mại Điện Cơ SDC" oa nl w d MỤC ĐÍCH, MỤC TIÊU CHUNG CỦA ĐỀ TÀI lu nf va an 1) Mục tiêu chung 2) Mục tiêu cụ thể z at nh oi lm ul Nghiên cứu, thiết kế cải tiến hệ thống gia nhiệt nước công nghệ đúc cột điện ly tâm Công ty TNHH XL SX & TM Điện SDC nhằm tiết kiệm nhiên liệu, rút ngắn thời gian dưỡng hộ, đảm bảo chất lượng bê tông giảm giá thành sản phẩm z Nghiên cứu công nghệ bê tông công tác sản xuất cột điện bê tông ly tâm, phương pháp đông cứng bê tông để đảm bảo cường độ bê tông theo yêu cầu kỹ thuật @ l gm Nghiên cứu thiết kế thiết bị thu hồi nhiệt khói lị sau lị cơng nghiệp kiểu ống lò - ống lửa nhằm tiết kiệm nhiên liệu, giảm chi phí đầu vào m co Cải tiến quy trình cơng nghệ thiết bị gia nhiệt, cấp nhằm tăng cường trình ninh kết bê tông cốt thép cột điện đúc ly tâm, rút ngắn thời gian dưỡng hộ, bảo đảm chất lượng an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 49 - Entanpi khói thực tế = I0Khoi + (α - 1) I0KK = 1458,99 + (1,4 - 1) 179.79 = 1530,90kJ/kgnl [2] IKhoi 3.6 CÂN BẰNG NHIỆT VÀ HIỆU SUẤT LÒ HƠI Lập phương trình cân nhiệt cho lị xây dựng phương trình biểu diễn cân lượng nhiệt đưa vào lò với lượng nhiệt sử dụng hữu ích tổn thất nhiệt lị Nhiệt lượng sinh đốt cháy nhiên liệu lị lượng nhiệt nhiên liệu khơng khí mang vào nhiệt lượng giải phóng từ chúng xảy trình cháy lu Nhiệt lượng sinh đốt cháy nhiên liệu lò phân chia làm hai thành phần: phần nhiệt sử dụng để sinh (gọi nhiệt lượng hữu ích) phần nhiệt bị trình làm việc (gọi tổn thất nhiệt lị) an n va Như ta có phương trình cân nhiệt: = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 [1] Trong đó: Nhiệt lượng đưa vào lị, kJ/ kg; Nhiệt lượng hữu ích để sinh hơi, kJ/ kg; ie Qđv: p gh tn to Qđv Là lượng tổn thất nhiệt khói thải mang ngồi lị hơi, kJ/ kg; oa nl Q2 : w Q1 : Là lượng tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn mặt hóa học, kJ/ kg; Q4 : Là lượng tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn mặt học, kJ/ kg; d Q3 : an lu nf va Q5: Là lượng tổn thất nhiệt tỏa nhiệt từ mặt ngồi tường lị khơng khí xung quanh, kJ/ kg; lm ul Q6 : Là lượng tổn thất nhiệt xỉ nóng mang ngoài, kJ/ kg; Qđv = Qtlv+ Qnl + Qnkk + QP [1] z Nhiệt trị thấp nhiên liệu, (kJ/ kg); Qnl: Nhiệt vật lý nhiên liệu, (kJ/ kg); co l Qtlv: gm @ Ở đây: z at nh oi - Nhiệt lượng đưa vào lò: m Qnkk: Nhiệt lượng khơng khí sấy nóng nhờ nguồn nhiệt ngoài, (kJ/kg); Lượng nhiệt phun vào lò hơi, (kJ/ kg); an Lu QP : n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 50 Vì thực tế khơng khí nhiên liệu cấp cho lị khơng sấy nguồn nhiệt bên nên Qnl, Qnkk, QP xem gần không lượng nhiệt đưa vào lò nhiệt trị thấp nhiên liệu: Qđv = Qtlv = 18198,64 kJ/ kg - Tổn thất nhiệt khói thải mang ngồi lị Q2 = hoặc: (I th − I kkl )(100 − q4 ) , kJ/kg [1] 100 (I − I kkl )(100 − q ) Q2 100 = th Qdv Qdv q2 = [1] Ith = I0Khoi = 1458,99 kJ/ kg nl Ikkl = I0KK = 179,79 kJ/ kg nl lu q = (1458,99 − 179,79)(100 − 14) = 6% an (4 ÷ 8%) thỏa mãn yêu cầu [1] 18198,64 va n - Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn hóa học tn to ie gh Các yếu tố ảnh hưởng đến q3 bao gồm: Nhiệt độ buồng lửa, hệ số khơng khí thừa phương thức xáo trộn khơng khí với nhiên liệu trongg buồng lửa p Nhiệt độ buồng lửa thấp trình cháy xấu đi, tổn thất q3 tăng d oa nl w Hệ số khơng khí thừa q3 nhỏ q2 lại tăng (tuy nhiên hệ số khơng khí thừa q lớn làm cho nhiệt độ buồng lửa thấp q3 lại tăng) Sự pha trộn nhiên liệu khơng khí tốt q3 nhỏ Vì phải tính chọn α cho tổng tổn thất nhiệt q2 + q3 nhỏ an lu nf va Nếu chiều dài buồng lửa khơng đạt u cầu tối thiểu thời gian nhiên liệu lưu lại buồng lửa ngắn làm cho nhiên liệu cháy khơng hồn tồn làm cho q3 tăng lm ul z at nh oi Khi đốt nhiên liệu rắn: buồng đốt bột than q3 thường nhỏ 0,5%, buồng lửa ghi xích tổn thất q3 đạt đến 0,5-1%, với buồng lửa ghi thủ cơng q3 đạt đến 2% cao Khi đốt mazut q3 cao cháy mazut cacbuahy đro dễ bị phân hủy tạo thành liên kết khó phản ứng (mồ hóng), thường q3 = 3% z @ [1] l gm Chọn q3 = 2% với buồng lửa ghi thủ công - Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn học co m Yếu tố ảnh hưởng đến tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn mặt học kích cỡ hạt, tính kết dính tro, tốc độ cách tổ chức cấp gió lị ghi, khe hở ghi lớn tổn thất q4 lớn Nếu việc phân phối gió cấp I II không tốt, thổi bay hạt nhiên liệu chưa cháy hết khỏi buồng lửa Kích thước hạt an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 51 khơng q4 lớn Buồng lửa phun có q4 bé nhất, đặc biệt buồng lửa thải xỉ lỏng coi q4 = 0, hạt nhiên liệu rơi xuống đáy lò gặp xỉ chảy lỏng có nhiệt độ cao nên tiếp tục cháy cháy kiệt Đối với buồng đốt kiểu phun: q4 đạt đến 4%; buồng đốt ghi từ 2-14% Chọn q4 = 14% với buồng lửa ghi thủ công [1] - Tổn thất nhiệt tỏa nhiệt môi trường xung quanh Trong trình vận hành, nhiệt độ bề mặt hệ thống thiết bị lò cao nhiệt độ môi trường xung quanh, nên ln ln có nhiệt tỏa từ bề mặt đến môi trường xung quanh tạo thành tổn thất q5 lu Giá trị q5 không lớn, bẳng khoảng 0,5 - 3,5% Tổn thất q5 phụ thuộc vào công suất, vào diện tích bề mặt, độ chênh nhiệt độ bề mặt thiết bị với môi trường, với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu xạ bề mặt với môi trường xung quanh mà chủ yếu tốc độ gió xung quanh màu sắc bề mặt an va n Ta chọn q5 = 0,8% [2] a x (C )x Alv 0,9.560.2 q6 = = = 0,055% Qdv 18198,64 p ie gh tn to - Tổn thất nhiệt xỉ mang ngồi lị [1] nl w ax = 0,9 - tỷ lệ tro bay theo khói oa (C.θ)x = 560 kJ/ kg với nhiệt độ tro xỉ lò 6000C d - Hiệu suất lò an lu nf va = 100 - q2 - q3 - q4 - q5 - q6 = 100 - - - 14 - 0,8 - 0,055 = 77,145% 3.7 LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU lm ul Phụ tải nhiệt lị xác định theo cơng thức: z at nh oi Q1 = Dqn (iqn - inc) + Dbh (i'' - inc) + Dtg (i''tg - i'tg) + Dx (i' - inc) Ở đây: [5] z Dqn: Lượng nhiệt khỏi lị Vì sản xuất bão hịa nên Dqn = 0; gm @ iqn: entanpi nhiệt; co l Dbh: Lượng bão hòa dẫn cung cấp trực tiếp không qua nhiệt; inc: entanpi nước cấp cho lò; an Lu Lượng nước xả lị nên Dx = 0; m i'': entanpi bão hòa, xác định theo áp suất bao n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 52 Dtg: Lượng nhiệt trung gian Khơng có q nhiệt trung gian nên Dtg = 0; i'tg i''tg entanpi vào khỏi nhiệt trung gian Q1 = Dbh (i'' - inc) Tra bảng nước nước bão hịa theo áp suất p =2,5 bar ta có: i'' = 2715 kJ/ kg Với tnc = 300C p = 2,5 bar, tra bảng nước chưa sôi nhiệt ta có: inc = 126 kJ/ kg Q1 = 100 (2715 - 126) = 258900 kJ/ kg lu Lượng tiêu hao nhiên liệu tính tốn lị: an [5] Q1 258900 = = 18,5kg / h Qdv 18198,64.0,77145 n va Btt = to tn 3.8 TÍNH TOÁN TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA ie gh 3.8.1 Thể tích buồng lửa p - Chiều dài buồng lửa: nl w Lbl = 2800mm = 2,8m d oa - Đường kính trung bình buồng lửa: an lu Dbl = 770mm = 0,77m nf va - Diện tích tồn buồng lửa: Fv = Dbl Lbl = 3,14 0,77 2,8 = 6,77 m2 z at nh oi lm ul - Thể tích buồng lửa: Vbl = Dbl2 Lbl/ = 3,14 0,772 2,8/ = 1,3 m3 3.8.2 Tính nhiệt buồng lửa z - Nhiệt lượng hữu ích tỏa buồng lửa [1] co l gm 100 − q3 − q4 − q6 + Qkk − Qkkl 100 − q4 @ Qbl = Qđv m Qkkl - nhiệt lượng khơng khí mang vào lị có sấy sơ bên ngồi, lị khơng có sấy khơng khí nên Qkkl = an Lu Qkk - nhiệt vật lý khơng khí mang vào buồng lửa n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 53 Qkk = (αbl - αbl)I0'' + αbl Ikkl , kJ/ kgnl [1] = αbl Ikkl = 0,05 179,79 = kJ/ kgnl Trong đó: αbl - hệ số khơng khí thừa cửa buồng lửa; αbl - lượng khơng khí thừa khơng khí lạnh lọt vào buồng lửa; Ta chọn αbl = 0,05 I0'', Ikkl - entanpi khơng khí nóng khơng khí lạnh, kJ/ kg Qbl = 18198,64 100 − − 14 − 0,055 + = 17772,78 kJ / kg 100 − 14 lu - Nhiệt lượng truyền lại cho buồng lửa với kg nhiên liệu an Qbx = (Qbl - I''bl) [1] va n Trong đó: = 1− p ie gh tn to - hệ số giữ nhiệt q5 0,8 = 1− = 0,99 + q5 77,145 + 0,8 d oa nl w I''bl - entanpi khói cửa buồng lửa Ta chọn nhiệt độ khói cửa buồng lửa θ''bl = 7000C Vậy I''bl = 11866,41 kJ/ kg an lu Qbx = 0,99 (17772,78 - 11866,41) = 5847,31 kJ/ kg nf va - Tổng nhiệt dung trung bình sản phẩm cháy kg nhiên liệu (Vc)tb = Qbl − I "bl θa = 9400C Vậy z at nh oi lm ul [1] a − "bl Từ Qbl = Ia = 17772,78 kJ/ kg Tra bảng entanpi sản phẩm cháy ta có: (Vc)tb = 17772,78 − 11866,41 = 24,61 kJ / kg.0 C 940 − 700 z @ an Lu 0,82.a' a'+(1 − a') m a0 = co - Độ đen buồng lửa l gm - Hệ số bám bẩn bề mặt hấp thụ xạ quy ước, tính đến giảm hấp thụ nhiệt làm bẩn bề mặt, chọn theo bảng ta = 0,45 [2] [5] n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 54 Trong đó: - Độ dày đặc dàn ống buồng lửa = Hb =1 Fv Hb - diện tích vách dàn ống chốn chỗ Hb = Fv = 6,77 m2 a' - độ đen hiệu dụng lửa a' = a - hệ số phụ thuộc vào sắc thái lửa, tra bảng ta = 0,65 lu a - độ đen môi trường buồng lửa an a = - e-kps [2] va n p - áp suất buồng lửa, chọn p = at [2] k = 1,6 ie gh tn to k - hệ số làm giảm tia xạ môi trường buồng lửa "bl 700 + 273 1000 − 0,5 = 1,6 1000 − 0,5 = 1,06 p s - bề dày hiệu dụng lớp xạ nl w s = 3,6 Vbl 1,3 = 3,6 = 0,69 Fv 6,77 [2] d oa kps = 1,06 0,69 = 0,73 an a' = a = 0,65 0,52 = 0,34 0,82.0,34 = 0,44 0,34 + (1 − 0,34).1.0,45 z at nh oi lm ul a0 = nf va lu Vậy a = - e-0,73 = 0,52 - Hệ số M kể đến đặc tính trường nhiệt độ buồng lửa, nhiên liệu rắn buồng lửa ghi có: [1] z M = 0,59 - 0,5 X @ hvf m co H bl [1] l X = gm X - vị trí tương đối điểm có nhiệt độ cực đại buồng lửa an Lu hvf - khoảng cách từ đáy buồng lửa hay từ phễu tro lạnh đến mặt phẳng có nhiệt độ cực đại khói (thường độ cao trục buồng lửa) n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 55 hvf = 0,64m Hbl - khoảng cách đến cửa buồng lửa Hbl = 2,8m X= Vậy 0,64 = 0,23 2,8 M = 0,59 - 0,5 023 = 0,475 - Nhiệt độ khói cửa buồng lửa "bl = = a + 273 4,9. H b a0 ( a + 273) M 108..Btt Vctb 940 + 273 [12] − 273 0, +1 lu an 4,9.0,45.6,77.0,44.(940 + 273) 0,475 108.0,99.18,5.24,61 − 273 = 7280 C 0, +1 n va Lượng nhiệt truyền xạ buồng lửa : gh tn to Do chênh lệch nhiệt độ < 300C nên khơng cần tính lại Vậy nhiệt độ khói khỏi buồng θ''bl = 7280C Tra bảng entanpi sản phẩm cháy ta có I''bl = 12406,18 kJ/ kg p ie Qbx = (Qbl - I''bl) = 0,99 (17772,78 - 12406,18) = 5312,95 kJ/ kg 3.9 TÍNH TOÁN NHIỆT CÁC BỀ MẶT ĐỐI LƯU w oa nl Nhiệt lượng mà nước nhận từ dịng khói = (I''bl - Ith + α.Ikkl) [1] d Q1 an lu = 0,99 (12406,18 - 1458,99 + 1,45.179,79) nf va = 11095,81 kJ/ kg lm ul Nhiệt lượng bề mặt đốt hấp thụ xạ đối lưu Trong đó: k F t Btt z at nh oi Q = Q1 = Q2 = [1] z Btt - lượng tiêu hao nhiên liệu, Btt = 18,5 kg/ h @ m an Lu - Tính độ chênh nhiệt độ co t - độ chênh nhiệt độ, 0C l k - hệ số truyền nhiệt, W/ m 0C; gm F - diện tích trao đổi nhiệt buồng sinh hơi, m2; n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 56 Vì nước khói lị chuyển động vng góc với nên độ chênh nhiệt độ xác định theo công thức sau: t = t tnc [3] Trong đó: tnc - độ chênh nhiệt độ sơ đồ chuyển động ngược chiều; t - hệ số chuyển đổi từ sơ đồ ngược chiều sang sơ đồ phức tạp tnc = tmax − tmin 628 − 150 = = 333,830 C tmax 628 ln ln 150 tmin [3] tmax - hiệu số nhiệt độ lớn môi chất trao đổi nhiệt tmax = 728 - 100 = 628 0C lu an tmin - hiệu số nhiệt độ nhỏ môi chất trao nhiệt n va tmin = 180 - 30 = 150 0C P= p ie gh tn to Để tìm t ta phải tìm tham số P R t '1 −t"1 728 − 180 = = 7,83 t"2 −t '2 100 − 30 nl w R= t"2 −t '2 100 − 30 = = 0,1 t"1 −t '1 728 − 30 d oa Tra bảng ta t = an lu Vậy t = 333,83 = 333,83 0C [3] + t + v+ c+ 1 t v c z at nh oi Trong đó: lm ul k= nf va - Hệ số truyền nhiệt k α1 α2 - hệ số tỏa nhiệt từ khói cho vách ống từ vách ống đến nước z - bề dày hệ số dẫn nhiệt @ m co c c - lớp cáu bề mặt ống l v v - vách ống gm t t - lớp tro xỉ muội bề mặt ống an Lu Nhiệt trở lớp tro xỉ t/ t gọi hệ số bám bẩn , tra bảng ta [2] n va = 0,01 ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 57 Bề dày vách ống: v = 3,2mm Ống làm thép chuyên dụng có hợp chất với Titan Cr sử dụng cho lò hơi, d = 49 x 3,2mm v = 22 W/ m 0C - Tính α1 Nhiệt độ trung bình khói t1 = t k + tth 728 + 180 = = 454 C 2 Nhiệt độ vách tính tốn tv = tb + 4.Sống + 60 = 100 + 0,43 + 60 = 161,7 0C Tra bảng thông số vật lý khói nhiệt độ t1 = 4540C tv = 161,70C, ta được: [8] lu an 1 = 0,494 kg/ m3 n va 1 = 6,16 10-2 W/ m 0C tn to 1 = 68,98 10-6 m2/ s ie gh Pr1 = 0,635, Prv = 0,68 p Chế độ chảy nước lò d 14.0,0426 Re1 = = = 8646 1 68,98.10−6 Trong đó: oa nl w [3] d 1 - vận tốc trung bình dịng khói ống, chọn 1 = 14 m/s an lu nf va d - đường kính ống, d = 42,6mm Ta thấy 2200 < Re1 < 104 Khói chuyển động ống trạng thái độ Pr Prv , 25 l z at nh oi Nu1 = K Pr , 43 lm ul [3] Với Re1 = 8646, tra bảng ta K0 = 29 m Nu1 1 23,45.6,16.10 −2 = = 33,9 W / m C d 0,0426 co l 1 = = 23,45 gm Vậy 0, 25 @ Nu1 = 29.0,635 0,635 0,68 0, 43 z Vì tỉ số l/ d > 50 nên l = an Lu n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 58 - Tính α2 Vì lượng nước bơm vào nhỏ so với lượng nước lị nên ta lấy nhiệt độ trung bình nước gần với nhiệt độ nước lò t2 = 100 0C Tra bảng thông số vật lý nước đường bão hòa nhiệt độ t1 = 1000C, ta được: [7] 2 = 958,4 kg/ m3 2 = 68,3 10-2 W/ m 0C 2 = 0,295 10-6 m2/ s Pr2 = 1,75 Chế độ nước chảy lò lu Re = an 2 d 1.0,049 = = 1,66.105 103 −6 2 0,295.10 [3] n va nước chảy rối lị 2 - vận tốc trung bình nước lò hơi, chọn 2 = m/s gh tn to Trong đó: p ie d - đường kính ngồi ống, d = 49 mm w Chùm ống bố trí so le ta có Pr , 36 Pr Prv , 25 [3] i d oa nl Nu = 0,40 Re 0, an lu Vì góc va 900 nên = nf va Và α2 >> α1 (vì bên khí, bên nước) nên nhiệt trở tỏa nhiệt phía , 25 nước gần khơng đáng kể, ta xem Pr1 lm ul Pr v 1 z at nh oi Nu2 = 0,04 (1,66 105)0,6 1,750,36 = 662 Nu 2 663.68,3.10 −2 '2 = = = 9241 W / m C d 0,049 z an Lu = 25,16 W / m C 0,0032 + 0,01 + + 33,9 22 9133 m k= co l gm @ Chùm ống có 60 ống, hệ số tỏa nhiệt trung bình chùm ống tính 0,6. '2 +0,7. '2 +(60 − 2). '2 663.68,3.10 −2 2 = = = 9133 W / m C 60 0,049 Thay vào ta tính n va ac th si PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterma 59 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt F= Q.Btt 11095,81.18,5 = = 22,44 m k.t 25,16.333,83 3.10 THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC Bộ hâm nước bề mặt truyền nhiệt đặt phía sau để tận dụng nhiệt khói thải Bộ hâm nước có tác dụng nâng cao hiệu suất lị nên cịn có tên gọi tiết kiệm Trong thiết kế ta chọn ống thép mạ kẽm có đường kính 32/38 Nước ống từ lên, cịn khơng khí ngồi ống từ xuống Các ống góp bố trí tường bên [2] Để tăng cường độ truyền nhiệt ta bố trí ống so le Bộ hâm nước bố trí nằm ngang so với đường khói đi, khói bao phủ bên cắt ngang đường ống lu Tốc độ khói qua hâm nước theo tiêu chuẩn thiết kế phải đảm bảo kh
Ngày đăng: 17/07/2023, 09:10
Xem thêm: