ĐỒ ÁN LÒ HƠI BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG + FILE EXCEL TÍNH TOÁN

ĐỒ ÁN LÒ HƠI BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG....................................................................................................................................................................................

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI

1.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐỐT VÀ CẤU TRÚC BUỒNG LỬA

1.1.1 Buồng lửa

1.1.2 Phương pháp thải sỉ

1.1.3 Chọn kiểu lò hơi

1.2 CHỌN DẠNG CẤU TRÚC CÁC BỘ PHẬN KHÁC CỦA LÒ HƠI

1.2.1 Dạng cấu trúc của pheston

1.2.2 Dạng cấu trúc bộ quá nhiệt

1.2.3 Bộ sấy không khí và bộ hâm nước

1.2.4 Đáy buồng lửa

1.3 NHIỆT ĐỘ KHÓI VÀ KHÔNG KHÍ

1.3.1 Nhiệt độ khói thoát ra khỏi lò θ th :

1.3.2 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ( θ bl ” )

1.3.3.Nhiệt độ không khí nóng

1.4 DẠNG CẤU TẠO TỔNG THỂ CỦA LÒ HƠI

CHƯƠNG 2:TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU

2.2.4 Lập bảng đặc tính thể tích của không khí

CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI

3.1 XÁC ĐỊNH LƯỢNG NHIỆT ĐƯA VÀO LÒ:

3.2 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NHIỆT CỦA LÒ:

3.2.1 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài Q 2 hoặc q 2

3.2.2 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học Q 3 hoặc q 3

3.2.3 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học Q 4 hoặc q 4

3.2.4 Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh Q 5 hoặc q 5

3.2.5 Tổn thât nhiệt do xỉ mang ra ngoài Q 6 hoặc q 6

3.3 LƯỢNG NHIỆT SỬ DỤNG HỮU ÍCH : Qhi

3.4 HIỆU SUẤT LÒ HƠI VÀ LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU

3.4.1 Hiệu suất của lò hơi

3.4.2 Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò

3.4.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán của lò

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ BUỒNG LỬA

4.1.XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA BUỒNG LỬA

4.1.1 Thể tích buồng lửa

4.1.2 Xác định chiều cao buồng lửa

4.1.3 Xác định chiều rộng a, chiều sâu b của buồng bửa

4.1.4 Chọn loại, số lượng vòi phun và cách bố trí

4.1.5 Phần dưới của buồng lửa

4.1.6 Chiều cao cửa khói ra ở tường sau buồng lửa phía sau các mành ống (h rb )

4.1.7 Thể tích tính toán sơ bộ của buồng lửa

4.1.8 Nhiệt thế tính toán của buồng lửa

4.1.9 Một số thông số khác của buồng lửa

4.2 TÍNH NHIỆT BUỒNG LỬA

4.2.1 Nhiệt lượng sinh ra hữu ích trong buồng lửa được xác định

4.2.2 Nhiệt độ cháy lý thuyết

4.2.3 Entanpi của khói thực tế ra khỏi buồng lửa

4.2.4 Nhiệt dung trung bình của khói

4.2.5 Nhiệt lượng hấp thu riêng (suất nhiệt lượng hấp thu) của buồng lửa

4.2.6 Hệ số phân bố nhiệt không theo chiều cao buồng lửa M

4.2.7 Hệ số sử dụng nhiệt hữu ích của dàn ống

4.2.8 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa kiểm tra

4.3 TÍNH NHIỆT VÀ KẾT CẤU CÁC BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT CỦA LÒ HƠI

4.3.1 Thiết kế dãy pheston

4.3.2 Phân phối nhiệt lượng cho từng bề mặt đốt

4.3.2.1 Tổng lượng nhiệt hấp thụ hữu ích trong lò hơi

4.3.2.2 Tổng lượng nhiệt hấp thụ bức xạ của cụm pheston

4.3.2.3 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của cụm pheston

4.3.2.4 Nhiệt lượng hấp thụ bằng bức xạ từ buồng lửa của bộ quá nhiệt cấp II

4.3.2.5 Nhiệt lượng hấp thu bằng bức xạ của dàn ống sinh hơi

4.3.2.6 Nhiệt lượng hấp thu bằng đối lưu của bộ quá nhiệt cấp II

4.3.2.7 Nhiệt lượng hấp thu bằng đối lưu của bộ quá nhiệt cấp I

4.3.2.8 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nước

4.3.2.9 Độ sôi của bộ hâm nước

4.3.2.10 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của bộ sấy không khí

4.3.2.11 Xác định lượng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nước cấp I, cấp II

4.3.2.12 Nhiệt lượng hấp thụ của bộ sấy không khí cấp I

4.3.2.13 Nhiệt lượng hấp thụ của bộ sấy không khí cấp II

4.3.2.14 Nhiệt độ khói sau bề mặt đốt

CHƯƠNG 5:TÍNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG CÁC BỀ MẶT ĐỐT

5.1.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT

5.2 THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT ĐỐI LƯU

5.2.1.Dữ liệu bài toán

5.2.2 Công suất nhiệt của bộ quá nhiệt II

5.3 KẾT CẤU BỀ MẶT TRAO ĐỔI NHIỆT CỦA BỘ QUÁ NHIỆT II

5.3.1 Chọn lựa để đảm bảo tối ưu lưu thông và truyền nhiệt của khói

5.3.2 Chọn lựa để đảm bảo diện tích bề mặt truyền nhiệt

5.4 TÍNH TRUYỀN NHIỆT

5.4.1 Tính hệ số tỏa nhiệt đối lưu của hơi

5.4.2.1 Tính hệ số tỏa nhiệt đối lưu của khói

5.4.2.2 Tính hệ số tỏa nhiệt bức xạ của khói

5.5 TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT CỦA BỘ QUÁ NHIỆT II

5.6 ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH LOGARIT CỦA BỘ QUÁ NHIỆT II

5.7 CÔNG SUẤT NHIỆT CỦA BỘ QUÁ NHIỆT I

5.8 KẾT CẤU BỀ MẶT TRAO ĐỔI NHIỆT CỦA BỘ QUÁ NHIỆT I

5.9 CHỌN LỰA ĐỂ ĐẢM BẢO TỐI ƯU LƯU THÔNG VÀ TRUYỀN NHIỆT CỦA

KHÓI

5.10 CHỌN LỰA ĐỂ ĐẢM BẢO DIỆN TÍCH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT

5.11 TÍNH TRUYỀN NHIỆT

5.11.1 Tính hệ số tỏa nhiệt đối lưu của hơi

5.11.2 Tính hệ số tỏa nhiệt của khói

5.11.2.1 Tính hệ số tỏa nhiệt đối lưu của khói

5.11.2.2 Tính hệ số tỏa nhiệt bức xạ của khói

5.12 TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT

5.13 ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH LOGARIT

5.14 PHÂN PHỐI NHIỆT

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN VẦ THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC

CẤP II

6.1 TỔNG QUAN VỀ BỘ HÂM NƯỚC

6.2 ĐẶC TÍNH CẤU TẠO CỦA BỘ HÂM NƯỚC CẤP II

6.3 TÍNH TRUYỀN NHIỆT

6.3.1 Tính hệ số tỏa nhiệt của khói

6.3.2 Tính hệ số truyền nhiệt

6.4 ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH LOGARIT

6.5 PHÂN PHỐI NHIỆT

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP II

7.1 NHIỆM VỤ

7.2 CẤU TẠO

7.3 TÍNH TRUYỀN NHIỆT BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP II

7.3.1 Công suất nhiệt bộ sấy không khí cấp II

7.3.2 Tính truyền nhiệt

7.3.3 Tính hệ số truyền nhiệt

7.4 ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH LOGARIT

7.5 PHÂN PHỐI NHIỆT

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP I

8.1 CẤU TẠO

8.2 CÔNG SUẤT NHIỆT CỦA BỘ HÂM NƯỚC CẤP I

8.3 TÍNH TRUYỀN NHIỆT

8.4 ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH LOGARIT

8.5 PHÂN PHỐI NHIỆT

CHƯƠNG 9: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ SẤY

KHÔNG KHÍ CẤP I

9.1 CẤU TẠO

9.2 CÔNG SUẤT NHIỆT CỦA SẤY KHÔNG KHÍ CẤP I

9.3 TÍNH TRUYỀN NHIỆT

9.4 ĐỘ CHÊNH NHIỆT ĐỘ TRUNG BÌNH LOGARIT

9.5 PHÂN PHỐI NHIỆT

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

* Sản lượng định mức của lò: D = 75 T/h

* Áp suất hơi quá nhiệt: P = 9.6 Mpa

* Nhiệt trị của nhiên liệu: Qtlv = 21480 kJ/kg

* Các thông số của nhiên liệu:

Theo số liệu cung cấp về loại than sử dụng cho lò hơi này:

dẫn

1.2 CHỌN DẠNG CẤU TRÚC CÁC BỘ PHẬN KHÁC CỦA LÒ HƠI

1.2.1 Dạng cấu trúc của pheston

Cấu trúc của pheston gắn liền với cấu tạo dàn ống tường sau của buồng lửa vì các ống pheston chính là các ống của dàn ống tường sau buồng lửa Chiều cao của pheston phụ thuộc vào kích thước đường khói đi vào bộ quá nhiệt Vì vậy kích thước cụ thể của pheston sẽ được xác định sau khi xác định cụ thể cấu tạo buồng lửa và các dàn ống xung quanh nó

Vì nó nằm ở đầu ra của buồng lửa có nhiệt độ cao nên ta đặt các ống ra xa để tránh đóng xỉ, mồ hóng, … Để cho khói đi qua và lưu thông dễ dàng, tránh đóng xỉ và mài mòn ta chia cụm

pheston thành 3÷5 dãy ống Ở đây ta chia thành 4 dãy ống

1.2.2 Dạng cấu trúc bộ quá nhiệt

Đối với lò hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt từ 510˚C bộ quá nhiệt được đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao hơn , thường là ở cửa ra buồng lửa trước cụm ống pheston Ở đây bộ quá nhiệt vừa nhận nhiệtđối lưu từ dòng khói đi qua, vừa nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa nên gọi là bộ quá nhiệt nửa bức xạ

bức xạ

1.2.3 Bộ sấy không khí và bộ hâm nước

Bộ sấy không khí và bộ hâm nước được bố trí trên đường khói sau bộ quá nhiệt, có thể bố trí một cấp hoặc hai cấp riêng lẽ tùy thuộc vào nhiệt độ không khí nóng yêu cầu

Ở đây, ta chọn lò hơi đốt than phun với than được sử dụng là than antraxit Tra mục 1.3.3.3 , tài

cao như vậy, cần phải đặt một phần đầu ra của bộ sấy không khí trong vùng khói có nhiệt độ cáo, nghĩa là phân bộ sấy không khí thành hai cấp, khi đó bộ hâm nước có thể là 1 cấp đặt ở giữa hai cấp của bộ sấy Tuy nhiên như vậy thì bộ sấy không khí cấp 2 nằm ngay sau bộ quá nhiệt, vùng cónhiệt độ khói cao nên sẽ rất chóng hỏng Bởi vậy để bảo vệ bộ sấy không khí cấp 2, ta chia bộ hâm nước thành hai cấp và bộ sấy không khí cấp hai được đặt giữa hai cấp của bộ hâm

1.2.4 Đáy buồng lửa

Đối với buồng lửa đốt bột than thải xỉ khô, đáy làm lạnh tro có dạng hình phễu, cạnh bên nghiêng

so với mặt phẳng ngang một góc bằng 45ᵒ

1.3 NHIỆT ĐỘ KHÓI VÀ KHÔNG KHÍ

1.3.1 Nhiệt độ khói thoát ra khỏi lò θ th

Nhiệt độ khói ra khỏi lò hơi (ra khỏi bộ sấy không khí cấp 1 để vào khử buị) được tùy chọn theo loại nhiên liệu, sản lượng hơi, độ ẩm và giá thành của nhiên liệu

Để đảm bảo an toàn, tránh hiện tượng ăn mòn nhiệt độ thấp nên đã lấy tăng thêm 10˚C

1.3.2 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ( θ bl ” )

nhiệt độ biến dạng của tro theo mục 1.3.3.3:

θbl” = 1030℃

1.3.3.Nhiệt độ không khí nóng

Nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy không khí được chọn dựa theo loại nhiên liệu, nhiệt độ

1.4 DẠNG CẤU TẠO TỔNG THỂ CỦA LÒ HƠI

Chương 2 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU 2.1 TÍNH THỂ TÍCH KHÔNG KHÍ

Thể tích không khí lý thuyết (α =1) của nhiên liệu rắn

VH200 = 0,111.Hlv + 0,0124.Wlv + 0,0161.Vkk0, m3

tc/kg

tc/kg+ Thể tích khói khô lý thuyết:

VKkho0 = VRO2 + VN20 = 0,992 + 4,58 = 5,57 m3

tc/kg + Thể tích khói lý thuyết:

* Khí 3 nguyên tử: rRO2 = VRO2/VK = 0,992/6,83 = 0,15

* Hơi nước: rH2O = VH2O0/VK = 0,69/6,83 = 0,099

2.2.2.4 Nồng độ tro bay khói

Nồng độ tro bay trong khói tính theo thể tích khói:

trí tiếp theo được xác định bằng tổng của hệ số không khí thừa buồng lửa với lượng lọt vàođường khói giữa buồng lửa với tiết diện đang xét 

Hệ số không khí thừa đầu ra: ” = ’ + 

BẢNG 2.3: ĐẶC TÍNH SẢN PHẨM CHÁY

TT Tên đại lượng hiệu Ký Công thức tính Đơn vị

BL

&fest on

B Q N2

BQ N1 BH N2

BS KK 2

BH N1 BSK K1

m3

tc/kg0,707

0,713

0,715

0,718

0,720

kk

m3

tc/kg7,116

7,486

7,657

7,799

7,942

0,093

0,092

0,091

24,03

23,49

23,06

22,65

2.3 TÍNH ENTANPI CỦA KHÔNG KHÍ VÀ KHÓI

Entanpi của không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy:

3695.76

1922.89

1560.581

2431.04

7054.13

2127.67

1716.864

2709.18

7756.19

2337.45

1875.549

2996.85

8468.38

1577.2

10688.883

3461.29

2705.004

4578.06

8

2831.437

3701.05

2878.101

4922.87

12954

16402.495

Thông số BL&fest BQN2 BQN1 BHN2 BSKK2 BHN1Entanp

Chương 3 CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI

Lập cân bằng nhiệt lò hơi là xây dựng phương trình biểu diễn sự cân bằng giữa lượng nhiệt đưa vào lò hơi với lượng nhiệt sử dụng hữu ích Q1 và các tổn thất nhiệt của lò Q2,Q3,Q4,Q5,Q6 Từ cân bằng nhiệt ta có thể tính được hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu

3.1 XÁC ĐỊNH LƯỢNG NHIỆT ĐƯA VÀO LÒ

Cân bằng nhiệt được tính cho trạng thái nhiệt ổn định của lò hơi và tính cho một kg nhiên liệu rắn

Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát của lò hơi có dạng:

Q đv=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6, kJ/kg

Trong đó:

Phương trình cân bằng nhiệt có thể viết dưới dạng phần trăm

Q t lv: nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu, kJ/kg

Q nl=C nl t nl nhiệt vật lý của nhiên liệu đưa vào (Q nl=0¿

Q ph =G ph(i ph−2500), kJ /kg là nhiệt lượng do dùng hơi phun nhiên liệu vào lò (không dùng vòi

Đối với lò hơi đốt bột than nếu không sấy không khí bằng nguồn nhiệt bên ngoài thì lượng nhiệt đưa vào sẽ được coi gần bằng nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu

Qđv = Qt

3.2 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NHIỆT CỦA LÒ

3.2.1 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài Q 2 hoặc q 2

Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi được xác định giữa hiệu số entanpi của sản phẩm cháy ở chỗ ra khỏi lò hơi và entanpi của không khí lạnh, tổn thất này phụ thuộc vào nhiệt độ

I kkl0 , kJ/kg là entanpi của không khí lạnh ở nhiệt độ t kkl=30℃ và α = 1.36

I kkl0

=C kk t kkl V kkl o

3.2.2 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học Q 3 hoặc q 3

(nhiên liệu dùng là than antraxit, buồng lửa phun thải xỉ khô), theo bảng 3 phụ lục [2] phần ghi chú ta có q3 = 0 %

3.2.3 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học Q 4 hoặc q 4

3.2.4 Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh Q 5 hoặc q 5

→ Q5 = q 5 Q dv

0,7.21480

3.2.5 Tổn thât nhiệt do xỉ mang ra ngoài Q 6 hoặc q 6

3.3 LƯỢNG NHIỆT SỬ DỤNG HỮU ÍCH ( Qhi )

Nhiệt lượng sử dụng hữu ích trong thiết bị lò hơi trong trường hợp tổng quát là:

Q hi=D nc(i qn−i nc)+D bh(i bh−i nc)+∑D tg¿ ¿)+D xả(i xả−i nc), kJ

kg .

Lượng nhiệt sử dụng hữu ích tính cho 1kg nhiên liệu rắn:

Q1 = Qdv - Q2 - Q3 - Q4 - Q5 - Q6 = 21480 – 979,158 – 0 – 1074 – 150,36 – 0 =19651,8055 kJ/kg.Lượng nhiệt sử dụng hữu ích trong lò hơi:

Qhi =Dqn.(iqn-inc) kJ/kg

iqn – entanpi hơi quá nhiệt, kJ/kg

inc – entanpi nước cấp

→ Qhi = Dqn.(iqn-inc) = 20,83.(3479,74 – 974,35) = 52196 kJ/h

3.4 HIỆU SUẤT LÒ HƠI VÀ LƯỢNG TIÊU HAO NHIÊN LIỆU

3.4.1 Hiệu suất của lò hơi

Hiệu suất của lò hơi η được xác định bằng công thức:

η=100−(q2+q3+q4+q5+q6) , %

η=100−(3,6118+0+4+0.7+0)=91,49 %

3.4.2 Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò

Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò B được xác định theo công thức:

3.4.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán của lò

Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán được dùng đề xác định thể tích sản phầm cháy và không khí chuyển dời qua toàn bộ lò hơi và nhiệt lượng chứa trong chúng

B tt=B(1− q4

Chương 4:

THIẾT KẾ BUỒNG LỬA

4.1.XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA BUỒNG LỬA

Tính nhiệt buồng lửa là xác định lượng nhiệt hấp thu trong buồng lửa, diện tích bề mặt các dànống hấp thu nhiệt bằng bức xạ và thể tích buồng lửa đảm bảo giảm được nhiệt độ của sản phẩmcháy đến giá trị quy định

4.1.1 Thể tích buồng lửa

Thể tích buồng lửa được giới hạn bởi mặt phẳng đi qua trục của ống sinh hơi Thiết kế buồng lửaphải đảm bảo sao cho quá trình cháy diễn ra tốt và cháy kiệt nhiên liệu vớihệ số không kí thừa nhỏnhất Khi bề mặt hấp thụ nhiệt bằng bức xạ trong buồng lửa quá bé thì nhiệt khói thải ra khỏibuồng lửa sẽ lớn Nếu nhiệt độ này lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của tro thì tro sẻ chảy lỏng vàbámlại trên các ống trao đổi nhiệt Khi kích thước của buồng lửa lớn thì chi phí xây dựng lớn do phảităng chi phí cho bảo ôn,

khung lò ,ống trao đổi nhiệt.Vì vậy để giảm giá thành của buồng lửa thì phải giảm thể tích

Qtlv: nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu [kJ/kg]

Trong đó nhiệt thế thể tích của buồng lửa được chọn theo dạng buồng lửa, ở đây buồng

3

4.1.2 Xác định chiều cao buồng lửa

Chiều cao buồng lửa được lựa chọn dựa trên cơ sở đảm bảo chiều dài ngọn lửa để cho nhiên liệucháy kiệt trước khi ra buồng lửa Chiều dài ngọn lửa phụ thuộc vào sản lượng hơi, nhiên liệu đốt,phương pháp đốt Chiều dài ngọn lửa lnl được tính:

lnl = l1 + l2 + l3

Sau khi xác định chiều dài ngọn lửa, ta xác định chiều cao buồng lửa (ta sẽ tính chiều cao ởphần sau)

4.1.3 Xác định chiều rộng a, chiều sâu b của buồng lửa

Fbl = a.b = V bl

H [m2]

Trong đó:

- a: Chiều rộng buồng lửa (chiều rộng lò hơi), [m]

- b: Chiều sâu buồng lửa, [m]

- V bl: Thể tích buồng lửa, [m3]

- H: Chiều cao buồng lửa, [m]

Chiều rộng và chiều sâu buồng lửa phải đảm bảo ngọn lửa không văng tới tường đối diện Riêngchiều rộng buồng lửa phải xét tới yêu cầu về chiều dài của bao hơi để phân ly hơi, tới yêu cầu tốc

độ hơi trong bộ quá nhiệt

Chiều rộng và chiều sâu buồng lưa phải đồng thời thoả mãn 4 điều kiện sau:

+ Với cách đặt vòi phun ở tường trước thì a/b = 1,25

+ Chiều sâu tối thiểu của buồng lửa khi đặt vòi phun ở tường trước thoả mãn bảng sau:

a b =

1074

4.1.4 Chọn loại, số lượng vòi phun và cách bố trí

Tùy theo công suất lò hơi, loại vòi phun, cách bố trí mà tra bảng 4.2, trang 32, tài liệu [1] để

chọn số lượng vòi phun Ở đây với D = 75 T/h ta sẽ chọn 4 vòi phun tròn đặt ở tường trước (haitầng)

Khoảng cách giữa các vòi phun và từ vòi phun ngoài cùng đến tường buồng lửa khi đốt nhiên liệu

rắn – Theo bảng 4.3, trang 35, tài liệu [1].

Từ trục tầng vòi phun tầng dưới cùng đến bắt

Từ trục vòi phun ngoài cùng đến tường liền

4.1.5 Phần dưới của buồng lửa

Phần dưới của buồng lửa được làm dưới dạng phễu tro lạnh khi thải xỉ khô Phễu tro lạnh được

phương thẳng đứng nhằm bảo đảm cho xỉ dễ trôi theo vách nghiêng xuống dưới

Lỗ thu xỉ ở phần dưới của phễu tro lạnh có kích thước bằng a x b*

Trong đó:

a: Chiều rộng buồng lửa

b* = 1[m]: cạnh ngắn của lỗ thu xỉ hình chữ nhật – Theo trang 37 – tài liệu [1]

=> Kích thước lỗ thu xỉ là 4,56 [m]

4.1.6 Chiều cao cửa khói ra ở tường sau buồng lửa phía sau các mành ống (h rb )

Khi bố trí lò hơi dưới dạng hình chữ П lấy bằng hoặc nhỏ hơn một ít so với chiều sâu của buồnglửa: hrb = 5 m

4.1.7 Thể tích tính toán sơ bộ của buồng lửa

- Thể tích tối thiểu cho phép của buồng lửa:

- Thể tích tính toán của buồng lửa luôn luôn lớn hơn thể tích tối thiểu và tùy thuộc vào nhiệt độ

khói ở chỗ ra khỏi buồng lửa đã chọn θ bl ' ' Để giảm θ bl ' ' cần phải tăng bề mặt các tường và thể tíchbuồng lửa Đối với nhiên liệu là than antraxit:

4.1.9 Một số thông số khác của buồng lửa

Để tính tiếp phải chia buồng lửa theo chiều cao thành 3 vùng: vùng phễu tro lạnh, vùng có hìnhdạng lăng trụ: từ miệng phễu tro lạnh đến các mành ống nhô vào buồng lửa, vùng trên cùng bằngchiều cao của các mành ống nhô vào và phần có tiết diện ngang nhỏ lại

- Thể tích nửa trên của phễu tro lạnh được xác định như sau:

Với: b’ là cạnh ngắn của lỗ thu xỉ hình chữ nhật, b’ = b* = 1 m

α là góc nghiêng của tường phễu tro lạnh hợp với phương ngang

- Chiều dài tính toán của mặt nghiêng của các dàn ống nghiêng là:

Lng = 0,5.hpl/sinα = 0,5 2,5/sin500 = 1,62 m

4.2 TÍNH NHIỆT BUỒNG LỬA

Sự truyền nhiệt cho các dàn ống sinh hơi đặt trong buồng lửa chủ yếu là do bức xạ của tâm ngọnlửa có nhiệt độ cao, của các hạt tro nóng và các khí 3 nguyên tử choán đầy buồng lửa (chứa đầytrong thể tích buồng lửa)

4.2.1 Nhiệt lượng sinh ra hữu ích trong buồng lửa được xác định

4.2.2 Nhiệt độ cháy lý thuyết  a

có θa= 1929,22 oC => Ta = 1929,22 + 273 = 2202,22 K

4.2.3 Entanpi của khói thực tế ra khỏi buồng lửa

Tra bảng 2.5 entanpi của khói thực tế ứng với nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa

bl’’ = 10300C => Tbl” = 1030 + 273 = 13030K ta có Ibl” = 11671,88kJ/kg

4.2.4 Nhiệt dung trung bình của khói

V k ×C tb=I k−I}} over {{θ} rsub {a} - {θ} rsub {bl} rsup {} rsub {a} - {θ} rsub {a} - {θ} rsub {bl} rsup {} rsub {bl} rsup {bl ,¿

4.2.5 Nhiệt lượng hấp thu riêng (suất nhiệt lượng hấp thu) của buồng lửa bằng

Qbx = φ.(Qbl - Ibl”) ,kJ/kgTrong đó :

Ibl” - entanpi của khói ra khỏi buồng lửa được xác đinh theo θ’’bl lấy từ bảng 2.3 đã tính ở chương 2

4.2.6 Hệ số phân bố nhiệt không theo chiều cao buồng lửa M

- Là hệ số kể đến vị trí tương đối của tâm ngọn lửa theo chiều cao buồng lửa

- Giá trị của M đốt nhiên liệu rắn kém phản ứng là antraxit bằng vòi phun được lấy như sau:

- Giá trị cực đại của M trong mọi công thức nói trên không lấy lớn hơn 0,5 và không phụ

(với h là chiều cao từ trục vòi phun dưới đến mép phễu thải tro xỉ)

lửa (gọi là chiều cao chung của buồng lửa)

Suy ra:

X bl= 2,114,76 = 0,14Thay vào tính M ta được :

M = 0,56 - 0,5.0,14 = 0,450 < 0,5 (thỏa mãn yêu cầu)

Diện tích xung quanh buồng lửa: Để tính toán buồng lửa đơn giản người ta chia diện tích tường

- Diện tích các bề mặt các tường của buồng lửa:

FV = Ftr + Fs + 2 Fb

= 69,52 + 42,19 + 2.89,04 = 289,79 m2

Độ đen buồng lửa

phun độ đen buồng lửa được xác định theo công thức sau:

abl =

Độ đen của ngọn lửa xác định theo công thức sau :

anl = 1 – e-ksp

Trong đó :

p là áp suất của khói trong buồng lửa, p = 0,1MPa

k là hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường buồng lửa

Trong đó: Vbl là thể tích buồng lửa, m3

Fv là bề mặt các tường buồng lửa, m2

+ Hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường khói

ρk là khối lượng riêng của khói ρk =1,3 kg/m3

=> ktrµtr = 4300.1,3 22,4 10

−3 3

+ Hệ số làm yếu bức xạ bởi các hạt cốc đang cháy

x1 = 1 (khi đốt nhiên liệu than antraxit ) theo trang 49 tài liệu 1

Suy ra k = 0,955 + 0,19+1.1.0,1 = 1,2452

=> độ đen của ngọn lửa anl = 1 – e-kps = 1 – e-1,2452.0,1.4,92 = 0,46

Dàn ống sinh hơi

Ống sinh hơi được làm từ thép cacbon chất lượng cao, là ống trơn Đường kính ngoài của ống d =(40 ÷ 63) mm, chọn d = 60 mm.

Bước ống trong buồng lửa S = (1,2 ÷ 1,4)d Chọn S = 1,25d = 75 mm

Khoảng cách từ tâm dàn ống sinh hơi đến tường e = d = 60 mm

s =

4590−2.60

Số ống của tường sau: Ns = Ntr = 60 ống

Hệ số góc tường của dàn ống: tra theo toán đồ 1b, trang 117, tài liệu [1] cho e = d và s/d = 1,25 ta

Tổng diện tích bề mặt bức xạ hữu hiệu: ΣHbx = H bx tr + H bx s + 2H bx b

Tên đại lượng hiệu Kí Đơn vị Công thức Tường trước Tườn g sau Tườn g bên Feston

Hệ số sử dụng nhiệt hữu hiệu của dàn ống sinh hơi được tính theo công thức:

Trong đó: χ là hệ số góc của dàn ống sinh hơi với χ = 1- 0.2(S/d-1)

ζ là hệ số bám bẩn

Lò sản xuất hơi có áp suất cao nên chọn ống d = 60mm (theo tài liệu 1 bảng 11 trang 183)

Đối với buồng lửa phun, tất cả các dàn ống trơn đặt trên tường, chọn bước ống tương đối: s/d = 1,25 (theo tài liệu 1 bảng 12 trang 183)

thể chấp nhận được

4.3 TÍNH NHIỆT VÀ KẾT CẤU CÁC BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT CỦA LÒ HƠI

4.3.1 Thiết kế dãy pheston

Dãy ống pheston chính là các ống của dàn ống sinh hơi tường sau nối với bao hơi tạo thành cụmống thưa hơn để cho khói đi ra khỏi buồng lửa Nó nằm ở đầu ra buồng lửa có nhiệt độ rất cao nên

ta bố trí các ống thưa ra để tránh hiện tượng đóng xỉ, muội khô, mồ hóng Trong thiết kế này cụmpheston được bố trí thành 4 dãy, để tránh bám tro xỉ ta bố trí các ống thưa ra và so le nhau

*Bảng : Đặc tính cấu tạo dãy PHESTON

nhiệt tất cả các dãy H m2 H=4.Hi 54.29

Diện tích bề mặt chịu nhiệt

bức xạ của cụm ống

Hph,b

x m2

Hph,bx =Hp.Xp 35.29

Bề mặt hấp thu nhiệt đối

lưu của cụm ống Hph,dl m2 19.00

Chiều dài tiết diện ngang

Chiều dài tiết diện ngang

Tiết diện trung bình đường

Nhiệt độ khói ra khỏi

Nhiệt độ khói trung bình

11172.38

Độ giáng entanpi trước và

Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của

Độ đen của môi trường

4.3.2 Phân phối nhiệt lượng cho từng bề mặt đốt

*Mục đích của việc tính toán này là:

- Xác định lượng nhiệt hấp thụ của từng bề mặt đốt

- Xác định nhiệt độ sau của từng bộ đốt

4.3.2.1 Tổng lượng nhiệt hấp thụ hữu ích trong lò hơi:

Qhi = Dqn.(iqn – inc) , [kW]

Trong đó:

Trong đó: Q ft đl = φ(I bl '' - I ft ''), [kJ/kg] Với {I bl ' ' : Entanpi khói sau buồng lửa

I ft ' ' : Entanpi khói sau pheston

Với: i qn '' ; i bh '' là entanpi đầu ra và đầu vào của hơi quá nhiệt

i qn 1 '' : entanpi của hơi sau khi ra khỏi BQN cấp 1

Nhiệt độ hơi ra khỏi BQN cấp 1:

4.3.2.9 Độ sôi của bộ hâm nước:

- Entanpi của nước cấp khi đi vào bộ hâm nước:

4.3.2.11 Xác định lượng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nước cấp I, cấp II

- Nhiệt độ không khí đầu ra bộ sấy không khí cấp I:

t s 1 '' = t nc + (10 ÷ 15)0C

- Nhiệt độ nước đầu vào bộ hâm nước cấp II: Đối với bộ hâm nước kiểu chưa sôi thì nhiệt độ đầu

ra lấy bằng nhiệt độ sôi của nước: t hn2 '' = t s

- Nhiệt độ khói trước bộ sấy không khí cấp II: Phân bố nhiệt lượng phần hấp thụ giữa hai cấp của

bộ hâm nước được xác định bởi việc xác định nhiệt độ khói trước bộ sấy không khí cấp 2 Nhiệt

độ khói trước bộ sấy không khí cấp II chọn theo điều kiện đảm bảo chống ăn mòn bộ sấy không

Vậy ta thiết kế như sau:

4.3.2.13 Nhiệt độ khói sau bề mặt đốt

- Nhiệt độ khói sau bộ quá nhiệt:

- Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước cấp II:

- Nhiệt độ khói sau bộ sấy không khí cấp I:

TÍNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG CÁC BỀ MẶT ĐỐT

5.1.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT

rất lớn nên cần thiết phải có bộ quá nhiệt nữa bức xạ, đặt ở trên buồng lửa trước cụm pheston

5.2 THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT ĐỐI LƯU

Ở đây ta sử dụng bộ quá nhiệt đối lưu hai cấp dặt đứng để dễ treo đỡ Bộ quá nhiệt cấp hai bố trí sau dãy pheston và bố trí thuận chiều với chiều dòng khói, còn bộ quá nhiệt cấp 1 bố trí ngược chiều với chiều dòng khói nhằm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt

5.2.1.Dữ liệu bài toán

n vị

Công thức Giá trị Ghi chú

Lượng nhiên liệu

tiêu hao tính toán

ra là không đổiNhiệt độ