Nghiên ứu đánh giá hiện trạng và nhận dạng tiềm năng phát triển ông nghệ đốt than lớp sôi ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐÀO ĐỨC HẢI ĐÀO ĐỨC HẢI CÔNG NGHỆ NHIỆT–LẠNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ NHẬN DẠNG TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ ĐỐT THAN LỚP SÔI Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH KHỐ 2008 -2010 Hà Nội – Năm 2012 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131601611000000 MẪU TRANG PHỤ BÌA LUẬN VĂN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐÀO ĐỨC HẢI NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ NHẬN DẠNG TIỀM NĂNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ ĐỐT THAN LỚP SÔI Ở VIỆT NAM Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS PHẠM HOÀNG LƯƠNG Hà Nội – Năm 2012 Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Hoàng Lơng thầy cô giáo Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt Lạnh đà tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn Do hạn chế thời gian kinh nghiệm nên luận văn không tránh khỏi sai sót, khiếm khuyết Em mong góp ý thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng Đào Đức Hải năm 20 Luận văn Thạc sĩ Ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh B GIO DC V O TẠO Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập - Tự - Hạnh phúc ***** LỜI CAM ĐOAN Luận văn thạc sỹ nghiên cứu thực với hướng dẫn PGS.TS Phạm Hoàng Lương Để hồn thành luận văn này, tơi có tham khảo tài liệu kê mục tài liệu tham khảo Tơi cam đoan khơng chép cơng trình thiết kế tốt nghiệp người khác trình soạn thảo luận văn cao học Hà Nội, ngày tháng năm 20 ( Ký, ghi rõ họ tên) Luận văn Thạc sĩ Ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh Kính gửi : Viên Khoa học Cơng nghệ Nhiệt Lạnh ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Họ tên học viên : Đào Đức Hải SHHV: 004539C810 Chuyên ngành : Nhiệt – Lạnh Lớp: Kỹ thuật Năng lượng Người hướng dẫn : PGS.TS Phạm Hoàng Lương Đơn vị: Viện tiên tiến khoa học công nghệ - ĐHBK Hà Nội Tên đề tài (tiếng Việt): nghiên cứu đánh giá trạng nhận dạng tiềm phát triển công nghệ than lớp sôi Việt Nam Tên đề tài (tiếng Anh): Coal combustion in fluidized bed boilers: a study on state of the Art FB technology and its development perspective in Viet Nam Cơ sở khoa học thực tiễn đề tài: + Quan hệ lượng – kinh tế - môi trường sản xuất công nghiệp đòi hỏi doanh nghiệp phải phát triển bền vững + Cơng nghệ đốt than lớp sơi có ưu điểm tận dụng than có chất lượng thấp để sản xuất lượng mà đảm bảo tiêu chí môi trường, đặc biệt ngành công nghiệp Việt Nam Mục đích đề tài (các kết cần đạt được): Nghiên cứu đánh giá trạng Xác định tiềm phát triển công nghệ than tầng sôi Việt Nam Nội dung đề tài, vấn đề cần giải quyết: • Nghiên cứu cập nhật lý thuyết cháy than buồng đốt lớp sôi • Điều tra, khảo sát cập nhật trạng công nghệ sản xuất ứng dụng công nghệ than lớp sơi • Xây dựng số lượng, mơi trường cho cơng nghệ đốt than lớp sơi • Nhận dạng tiềm ứng dụng công nghệ đốt than tầng sơi thơng qua chi phí vịng đời cơng nghệ • Nghiên cứu đề xuất sách phát triển cơng nghệ đốt than tầng sôi Việt Nam Dự kiến kế hoạch thực : Hoàn thành, báo cáo, bảo vệ tháng 10 ~ 11 năm 2010 Hà Nội, ngày Người hướng dẫn PGS.TS Phạm Hoàng Lương tháng năm Học viên Đào Đức Hải Ý kiến lãnh o khoa/vin Luận văn Thạc sĩ Ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh Tóm tắt luận văn thạc sĩ Tờn tài (tiếng Việt): nghiên cứu đánh giá trạng nhận dạng tiềm phát triển công nghệ than lớp sôi Việt Nam Tên đề tài (tiếng Anh): Coal combustion in fluidized bed boilers: a study on state of the Art FB technology and its development perspective in Viet Nam Tác giả: Đào Đức Hải Ngời hớng dẫn: PGS.TS Phạm Hoàng Lơng Tóm tắt luận văn a) Lý chọn đề tài: + Quan h nng lng kinh tế - môi trường sản xuất công nghiệp đòi hỏi doanh nghiệp phải phát triển bền vững + Cơng nghệ đốt than lớp sơi có ưu điểm tận dụng than có chất lượng thấp để sản xuất lượng mà đảm bảo tiêu chí môi trường, đặc biệt ngành công nghiệp Vit Nam b) Mục đích luận văn, phạm vi nghiên cứu + Mục tiêu đề tài nghiên cứu cập nhật lý thuyết cháy than buồng đốt lớp sôi, cập nhật trạng sản xuất ứng dụng công nghệ than lớp sôi từ đề xuất sách phát triển công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam + Phạm vi nghiên cứu luận văn tập trung nghiên cứu công nghệ đốt than lớp sôi ứng dụng cho lò công suất cỡ trung (20 - 50 t/h) Trong luận văn cËp nhËt lý thuyÕt sÏ tËp trung vµo hai phần truyền nhiệt cháy than lớp sôi Luận văn Thạc sĩ Ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh c) Các nội dung + Nghiên cứu cập nhật lý thuyết truyền nhiệt + Nghiên cứu cập nhật lý thuyết cháy than lớp sôi + Điều tra khảo sát cập nhật trạng công nghệ sản xuất ứng dụng công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam + So sánh chi phí vòng đời công nghệ lò đốt than lớp sôi lò ghi xích + Từ nghiên cứu lý thuyết thực tế đề xuất số sách phát triển công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam d) Phơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu cập nhật lý thuyết cháy than buồng đốt lớp sôi đợc thùc hiƯn qua viƯc thu thËp, cËp nhËt tµi liƯu, báo cáo khoa học nghiên cứu đà công bố tác giả nớc nh nớc Cập nhật trạng ứng dụng công nghệ than lớp sôi phơng pháp khảo sát thực tế, lấy số liệu thực tế từ sản xuất đơn vị đà ứng dụng công nghệ cháy than lớp sôi để nghiên cứu, đánh giá trạng Từ đề xuất số giải pháp nhằm phát triển công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam e) Kết luận + Nghiªn cøu cËp nhËt lý thut trun nhiƯt công nghệ đốt than lớp sôi: tác giả giới cha thống công thức tính trình truyền nhiệt nhiệt lớp sôi; kết đo lờng thực nghiệm truyền nhiệt lớp sôi tác giả khác sai lệch lớn + Nghiên cứu cập nhật lý thuyết cháy công nghệ đốt than lớp sôi: cháy kiểu lớp sôi có khác biệt với cháy than phun nh kích cỡ hạt, tốc độ cháy, điều kiện để khuếch tán Oxy cần phải nghiên cứu Luận văn Thạc sĩ Ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh + Cập nhật trạng đánh giá tiềm ứng dụng công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam: công nghệ đốt than lớp sôi có tiềm ứng dụng lớn Việt Nam song cha đợc áp dụng rộng rÃi + Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất lò lớp sôi nhà máy nớc Đà Nẵng - KCN Hòa Khánh - Đà Nẵng: vận hành đủ tải, vận hành lò liên tục, định kỳ kiểm tra khắc phục h hỏng + Đề xuất sách: cần có chế u đÃi để phát triển ứng dụng công nghệ đốt than lớp sôi vào thực tế việc tạo nhiều lợi ích cho doanh nghiệp sử dụng công nghệ lẫn nhà nớc Luận văn Thạc sĩ Ngành: Công nghệ Nhiệt L¹nh Mơc Lơc Ký hiƯu Danh mơc b¶ng Danh mơc h×nh vÏ 10 Ch¬ng 1: Mở đầu 12 1.1 Cơ sở đề tµi 12 1.2 Mơc tiªu cđa ®Ị tµi 13 1.3 Phạm vi nghiên cøu 14 1.4 Trình tự luận văn 14 Chơng 2: tổng quan công nghệ đốt than lớp sôi 16 2.1 Khái niƯm líp s«i 16 2.2 Giíi thiƯu vỊ công nghệ đốt lớp sôi FBC 17 2.2.1 Nguyên lý hoạt động 17 2.2.2 Ưu - nhợc điểm công nghệ đốt lớp sôi FBC 18 2.3 Giới thiệu chung công nghệ đốt lớp sôi tuần hoàn CFBC 18 2.3.1 Nguyên lý hoạt động 18 2.3.2 ¦u – nhợc điểm công nghệ đốt lớp sôi tuần hoàn 21 2.4 Phát thải công nghệ đốt than lớp sôi 23 2.4.1 Phát thải SOx 24 2.4.2 Phát thải NOx 30 Ch¬ng : Tỉng quan Trun nhiƯt líp s«i 37 3.1 Các trình truyền nhiệt lò lớp sôi 37 3.2 Truyền nhiệt khí hạt bọt lớp s«i 40 3.3 Truyền nhiệt hạt bọt lớp sôi 45 3.4 BiÓu hiƯn bỊ ngoµi cđa dÉn nhiƯt bät cđa líp s«i 53 3.5 Trun nhiƯt lớp sôi vào bề mặt trao đổi nhiệt 56 3.5.1 Các chế truyền nhiệt từ lớp sôi tới bề mặt trao đổi nhiệt 56 3.5.2 Các kết thực nghiệm truyền nhiệt tới bề mặt chìm lớp sôi 62 3.5.3 ảnh hởng thông số h×nh häc tíi trun nhiƯt 76 Chơng 4: Tổng quan cháy than lớp sôi 91 4.1 Các thông số đặc trng trình cháy lớp sôi 91 4.1.1 Các điều kiện cháy líp s«i 92 4.1.2 Các trình vật lý cháy hạt than lớp sôi 94 4.1.3 Các thông số ảnh hởng tới trình cháy lớp sôi 97 4.2 Cháy chất bốc lớp sôi 100 4.2.1 Cháy than chứa nhiều chất bốc điều kiện thực tế 100 4.2.2 Các hoạt động hạt than xảy suốt trình thoát chÊt bèc 102 4.3 Ch¸y cèc 107 4.3.1 Động lực phản ứng hóa học xảy bề mặt hạt cốc 110 4.3.2 Các phản ứng hóa học kiểm soát trình diễn cháy hạt cốc (carbon) 112 Ch¬ng 5: hiƯn trạng đánh giá tiềm ứng dụng công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam 119 5.1 HiƯn tr¹ng øng dơng công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam 119 5.1.1 Hiện trạng ứng dụng công nghệ đốt than lớp sôi nhà máy giấy Tissue Cầu Đuống 119 Thực hiện: Đào Đức Hải Hớng dẫn: PGS.TS Phạm Hoàng Lơng Luận văn Thạc sĩ Ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh 5.1.2 Hiện trạng ứng dụng công nghệ đốt than lớp sôi nhà máy nớc công nghiệp Đà Nẵng 122 5.2 Nhận dạng tiềm ứng dụng công nghệ lớp sôi qua chi phí vòng đời công nghÖ 125 5.2.1 Ph¬ng pháp đánh giá tiêu chi phí vòng đời 126 5.2.2 So s¸nh chi phÝ vòng đời lò sử dụng công nghệ đốt than lớp sôi đốt ghi xích 129 5.2.3 Nhận xét tiềm ứng dụng công nghệ đốt than lớp sôi Việt Nam qua đánh giá chi phí vòng đời công nghệ 137 5.3 Mét sè tiêu môi trờng cho công nghệ đốt than lớp s«i 139 5.3.1 Mét sè quy định tiêu chuẩn phát thải khí Việt Nam 139 5.3.2 Sè liƯu kinh nghiƯm gi¶m phát thải SO vận hành lò lớp sôi 142 5.4 Tính toán kiểm tra hiệu suất nhiệt theo thực tế vận hành lò 25t/h nhà máy nớc công nghiệp Đà Nẵng 145 KÕt luận đề xuất 147 Thực hiện: Đào Đức Hải Hớng dẫn: PGS.TS Phạm Hoàng Lơng