Chương 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI Chương này nhằm tính toán các tổn thất nhiệt của lò hơi, hiệu suất lò hơi và tính toán lượng nhiên liệu tiêu thụ.. Chương 4: TÍNH KHÍ ĐỘNG VÀ T
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung Sinh viên thực hiện : Nguyễn Cảnh Hưng MSV: 1911504310122 : Nguyễn Hữu Sang MSV: 1911504310141
Trang 2Đà Nẵng, tháng 01 - 2024ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung Sinh viên thực hiện : Nguyễn Cảnh Hưng MSV: 1911504310122 : Nguyễn Hữu Sang MSV: 1911504310141 Lớp : 19N1
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 3SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 4NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 5
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 6NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 7SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 8SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 9SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 10SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 11SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 12SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 13SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 14SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 15SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 16SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 17SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 18TÓM TẮT
Tên đề tài: Thiết kế lò hơi đốt dầu FO, công suất 3T/H
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Cảnh Hưng MSV : 1911504310122
: Nguyễn Hữu Sang MSV : 1911504310141
Lớp : 19N1
Đề tài : “ Thiết kế lò hơi đốt dầu FO công suất 3T/H ” gồm 6 chương với các nội dung chính sau :
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI ỐNG LÒ - ỐNG LỬA
Giới thiệu tổng quan về lò hơi, ứng dụng thực tế của lò hơi trong cuộc sống, phânloại lò hơi, xác định cấu trúc lò và lựa chọn nhiên liệu đốt
Chương 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI
Chương này nhằm tính toán các tổn thất nhiệt của lò hơi, hiệu suất lò hơi và tính toán lượng nhiên liệu tiêu thụ
Chương 3: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC CỦA LÒ HƠI
Thành lập sơ đồ và nguyên lí làm việc của lò hơi, xác định kích thước của các thiết bị chính, tính toán sức bền các thiết bị, tính toán khí động, tính toán thủy động
Chương 4: TÍNH KHÍ ĐỘNG VÀ THỦY ĐỘNG LÒ HƠI
Đối với lò hơi công suất nhỏ, trở lực trên đường thải sản phẩm cháy là nhỏ, chỉ dùng phương pháp thông gió tự nhiên.Từ việc xác định tổng trở lực để xác định kích thước ống khói phù hợp đủ sức hút tự nhiên đảm bảo thải kịp thời sản phẩm cháy tạo
ra để lò hơi có thể làm việc liên tục một cách an toàn
Chương 5 : TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ
Tính toán, chọn các thiết bị phụ để lò hơi hoạt động với công suất tốt nhất và an toàn nhất
Chương 6: VẬN HÀNH AN TOÀN LÒ HƠI
Nắm rõ quy trình vận hành lò hơi đúng quy định, hiểu rõ được các sự cố và xử lý nhanh nhất có thể khi vận hành lò,bảo dưỡng vệ sinh cho hệ thống định kì
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 19TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ
Giảng viên hướng dẫn : ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Cảnh Hưng Mã SV : 1911504310122
: Nguyễn Hữu Sang Mã SV: 1911504310141
1 Tên đề tài:
Thiết kế lò hơi đốt dầu F0, công suât 3T/h
2 Các số liệu, tài liệu ban đầu :
- Lò hơi: Loại đốt dầu nằm ngang
- Sử dụng dầu : FO
- Công suất: 3T/h
3 Nội dung chính của đồ án :
- Chương 1 : Tổng quan về lò hơi
- Chương 2 : Tính cân bằng nhiệt lò hơi
- Chương 3 : Tính toán các kích thước
- Chương 4 : Tính toán khí động và thủy động lò hơi
P Trưởng bộ môn Người hướng dẫn
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 20ThS Nguyễn Công Vinh ThS Nguyễn Thị Hồng Nhung
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ và yêu cầu của giảng viên hướng dẫn giao cho sinhviên nhằm giúp sinh viên xác định được công việc mà mình sẽ làm trong tương lai khitốt nghiệp ra trường
Với đề tài “ Tính toán thiết kế lò hơi đốt dầu FO công suất 3T/H ” cùng vớihướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn, đề tài này đã đem lại cho em những kiếnthức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc tương lai sau này
Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡcủa các thầy cô đến nay đồ án của em đã được hoàn thành Mặc dù em đã cố gắng tìmtòi và học hỏi nhưng do kinh nghiệm, kiến thức còn hạn hẹp, không thể tránh khỏithiếu sót trong quá trình làm đồ án Em rất mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô
và các bạn để em hoàn thiện hơn về kiến thức chuyên môn
Em xin chân thành cảm ơn thầy cô rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài Và
em cũng cảm ơn quý thầy cô đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập và thựchiện đề tài này
Cuối cùng, em xin kính chúc quý thầy cô Bộ môn Cơ nhiệt điện lạnh thật dồi dàosức khỏe, niềm tin để tiếp tục công việc của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệmai sau
Em xin chân thành cám ơn!
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 21Sinh viên thực hiện
Nguyễn Cảnh Hưng Nguyễn Hữu Sang
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 22MỤC LỤC
1.1.1 Giới thiệu lò hơi 2
1.1.2 u i m và h n ch Ưu điểm và hạn chế điểm và hạn chế ểm và hạn chế ạn chế ế 3
1.2.1 Lò h i ng lò ơi ống lò ống lò 4
1.2.2 Lò hơi ống lửa 4
1.2.3 Lò h i ph i h p ng lò - ng l a ơi ống lò ống lò ợp ống lò - ống lửa ống lò ống lò ửa 4
1.4.1.Chọn các thông số ban đầu của nhiên liệu 6 1.4.2.Xác nh h s không khí th a điểm và hạn chếịnh hệ số không khí thừa ệ số không khí thừa ống lò ừa 8 1.4.3.Tính th tích và entanpi c a s n ph m cháy ểm và hạn chế ủa sản phẩm cháy ản phẩm cháy ẩm cháy 8
2.2.1 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học q 4 13
2.2.2 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài q 2 14
2.2.3 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hoá học q 3 14
2.2.4 Tổn thất nhiệt toả nhiệt ra môi trường q 5 14
2.2.5 Tổn thất nhiệt do thải xỉ vật lí q 6 14
2.4.1 Lượng nhiên liệu tiêu hao 15 2.4.2 Nhiệt lượng lý thuyết khi đốt cháy nhiên liệu 15 2.4.3 Nhiệt lượng hữu ích 15
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 232.4.4 Nhiệt độ cháy lý thuyết 15 2.4.5 Nhi t l ệ số không khí thừa ượp ống lò - ống lửa ng truy n c a bu ng l a ền của buồng lửa ủa sản phẩm cháy ồng lửa ửa 15
3.2.1 Thân lò 21 3.2.2 Ống lò 22 3.2.3 Ống lửa 23 3.2.4 Mặt sàng 24 3.2.5 Cửa người chui 25
4.1.1 Mục đích 29 4.1.2 Lực tự hút của ống khói 29 4.1.3 Tính đường kính ống khói 30
5.1.1 Van an toàn 34 5.1.2 Nắp phòng nổ 35
6.1.1 Mục đích 41 6.1.2 Phương pháp xử lý 42 6.1.3 Cấp nước vào lò 45
6.2.1 Chuẩn bị trước khi vận hành 45 6.2.2 Phương pháp khởi động lò 45 6.2.3 Phương pháp ngừng lò 47
6.3.1 Xử lý sự cố bị tắt lửa khi lò đang cháy 47 6.3.2 Xử lý sự cố phụ tải lò tăng đột ngột 48
6.3.3 Xử lý sự cố khi phụ tải giảm đột ngột 48
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng
Trang 24DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
+) Danh sách hìn
Hình 1 1: Hình ảnh lò hơi 2Hình 1.2: Sơ đồ bố trí các thiết bị lủa lò hơi 5
YHình 3.1 : Bố trí ống lửa 19Hình 3.2 : Bố trí ống lò, ống lửa 20Hình 3.3 : Ống lò, ống lửa 23
YHình 5.1 : Van an toàn 34Hình 5 2 : Van hơi chính 36Hình 5.3 : Van xả đáy 37Hình 5.4 : Ống thủy sàng và ống thủy tối 38Hình 5.5 : Vòi phun 38
YHình 6.1 : Hệ thống xử lý nước 42Hình 6.2 : Vệ sinh lò hơi 50
Trang 25MỞ ĐẦU
Mục đích thực hiện đề tài
Đồ án tốt nghiệp được thực hiện vào kỳ học cuối của chương trình đào tạo hệ đạihọc, nhằm giúp sinh viên ôn lại cũng như tìm hiểu và tự học, có khả năng sáng tạo tìmkiếm thông tin, khả năng sử dụng các phần mềm hiện nay
Mục tiêu đề tài
Áp dụng những kiến thức đã học và kiến tế để thiết kế đưa ra giải pháp tính toánthiết kế lò hơi phù hợp tiết kiệm, phù hợp và đạt hiệu quả tốt nhất
Phạm vi và đối tượng nghiên cứu
Tính toán thiết kế hệ thống lò hơi đốt dầu FO công suất 3T/H cho các nhà máy
Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu dựa các giáo trình, bài giảng và các tiêuchuẩn, quy chuẩn Việt Nam về thiết kế hệ thống lò hơi
Cấu trúc của đồ án tốt nghiệp
Đồ án có các nội dung chính như sau :
Chương 1 : Tổng quan về lò hơi
Chương 2 : Tính cân bằng nhiệt lò hơi
Chương 3 : Tính toán các kích thước
Chương 4 : Tính toán khí động và thủy động lò hơi
Chương 5 : Tính chọn các thiêt bị phụ
Chương 6 : Vận hành an toàn lò hơi
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 1
Trang 26CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI1.1 Tổng quan về lò hơi ống lò ống lửang quan về lò hơi ống lò ống lửa lò hơi ống lò ống lửai ống lò ống lửang lò ống lò ống lửang lửaa
1.1.1 Giới thiệu lò hơi
Lò hơi là một thiết bị không thể thiếu được trong nền kinh tế quốc dân, quốcphòng Không những nó được dùng trong các khu công nghiệp lớn như nhà máy nhiệtđiện, khu công nghiệp cơ khí, mà nó còn đi sâu từng cơ sở kinh tế nhỏ, như nấu cơm,sấy, sưởi ấm v.v
Trong các lĩnh vực công nghiệp, lò hơi dùng để sản xuất hơi nước Hơi nước sẽlàm chất trung gian tải nhiệt Và sẽ truyền nhiệt lượng cho sản phẩm cần gia nhiệttrong thiết bị trao đổi nhiệt
Việc sử dụng khói nóng để gia nhiệt trực tiếp cũng được sử dung rộng rãi Dotiếp xúc trực tiếp nên hiệu suất cao, thiết bị gọn nhẹ, nhưng có nhược điểm: chỉ dùnggia nhiệt những vật phẩm không yêu cầu lắm về độ sạch, trình độ thẩm mỹ và khôngảnh hưởng về thành phần hoá học Nên đối với những vật phẩm yêu cầu chất lượngcao đều dùng chất tải nhiệt trung gian, tức vẫn cần thiết bị lò hơi
Việc sử dụng lò hơi trong sản xuất ngày càng được sử dụng phổ biến rộng rãi.Nhất là đối với lò hơi công suất nhỏ và vừa, nhu cầu sử dụng ngày càng lớn để đápứng nhu cầu ngày càng phát triển kinh tế của đất nước
Với những lò hơi lớn việc sử dụng nhiên liệu là rắn, lỏng, khí còn phụ thuộc vào
vị trí địa lý nơi đặt nó làm việc Phải xem xét bài toán kinh tế giữa việc vận chuyển hơisinh ra và giá thành vận hành Ngoài ra phải kể đến ô nhiễm môi trường
Hình 1.1 Hình ảnh lò hơi
Đối với những lò hơi nhỏ việc sử dụng nhiên liệu là dầu có ưu việc hơn Donhững lò hơi này thường đặt tại trung tâm sản xuất, các trung tâm này đặt xa vùng mỏSVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 2
Trang 27than Với cùng sản lượng hơi, cùng thông số làm việc, khối lượng dầu nhỏ hơn khốilượng than cần dùng Do đó chi phí vận chuyển dầu sẽ ít hơn so với than, với lò hơiđốt than cần có một diện tích chứa than lớn Điều này rất khó khăn đối với những cơ
sở sản xuất đặt trong trung tâm thành phố Việc dùng dầu còn dễ dàng trong tự động,hiệu suất lò lớn và không gian lò nhỏ
1.1.2 Ưu điểm và hạn chếu điểm và hạn chếiểm và hạn chếm và hạn chến chế
* Ưu điểm :
- Có thể tích chứa nước lớn nên có khả năng tích lũy nhiệt lớn, đáp ứng yêu cầu
về phụ tải thay đổi nhiều
- Kích thước rất gọn, chiếm chỗ đặt ít
- Bảo ôn lò rất đơn giản
- Sử dụng rộng rãi chủ yếu ngành giao thông vận tải và công nghiệp nhẹ
* Hạn chế :
- Hạn chế việc tăng áp suất và sản lượng hơi
- Yêu cầu nhiên liệu sử dụng cao
- Suất tiêu hao kim loại dùng để chế tạo lò lớn
- Khó xử lý cáu cặn nước bám vào vách kim loại hay tro bám mặt ngoài ống
- Hiệu suất lò thấp
1.2 Phân loại lò hơii lò hơi ống lò ống lửai
* Theo nhiệm vụ lò hơi ống lò ống lửai :
Lò hơi năng lương: Là loại lò hơi có công suất lớn thường được sửdụng cho các nhà máy năng lượng để quay tua bin hơi phát điệntrong các nhà máy nhiệt điện, sử dụng làm sức kéo cho tàu hoả, tàuthủy Loại lò hơi này thường có công suất trên 50 t/h, áp suất thườnglớn hơn 20 Mpa và nhiệt độ hơi trên 305 oC
Lò hơi công nghiệp: Là loại lò hơi có công suất vừa và nhỏthường được sử dụng để cung cấp hơi cho các quá trình công nghệcần sử dụng nhiệt như các nhà máy dệt, giấy, các nhà máy chế biếnthực phẩm…Hơi ở đây thường là hơi bão hoà, áp suất hơi không vượtquá 2,0 Mpa và nhiệt độ hơi khoảng 250 oC
Lò hơi dân dụng: Là loại lò hơi có công suất nhỏ đặt trong cácnhà hàng, khách sạn, bệnh viện… sản suất hơi phục vụ cho việc giặt
là, sấy, tắm hơi…áp suất hơi không vượt quá 0,5 Mpa và nhiệt độ hơikhông quá 150 oC
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 3
Trang 28* Theo công suấu trúc sơ bộ lò hơit lò hơi ống lò ống lửai :
Lò hơi trung áp 10 bar: < P ≤ 40 bar
Lò hơi cao áp: 40 bar < P ≤ 100 bar
Lò hơi siêu cao áp: P > 100 bar
* Theo nhiệt độ hơi
Lò hơi không có bộ quá nhiệt (hơi bão hoà)
Lò hơi có bộ quá nhiệt (hơi quá nhiệt)
Lò hơi có bộ quá nhiệt trung gian
* Theo sơ đồ chuyển động của nước và hơi
Lò hơi tuần hoàn tự nhiên (có bao hơi)
Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức (có bao hơi và bơm tuần hoàn hồn hợp nước và hơi)
Lò hơi trực lưu (không có bao hơi)
Ngoài ra có thể phân loại lò hơi theo phụ tại nhiệt Q1 (kcal/h) Đại lượng Q1 dùng
để đánh giá công suất của lò một cách chính xác và toàn diện nhất, vì nó phụ thuộc vàocông suất hơi và các thông số của hơi
1.2.1 Lò hơi ống lòi ống lòng lò
Lò hơi đơn giản nhất có dạng một bình hình trụ, ưu điểm lò này là không đòi hỏinhiều về bảo ôn buồng lửa, có thể tích chứa nước lớn Khuyết điểm khó tăng về mặttruyền nhiệt theo yêu cầu công suất, lò hơi có công suất bé 2 - 2,5 tấn/h
1.2.2 Lò hơi ống lửa
Ống lò được thay bằng ống lửa với kích thước bé hơn (50 - 150mm) Ưu điểm lònày là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm so với loại ống lò Tuynhiên vẫn còn hạn chế khả năng tăng công suất và chất lượng hơi theo yêu cầu
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 4
Trang 291.2.3 Lò hơi ống lòi phống lòi hợp ống lò - ống lửap ống lòng lò - ống lòng lửaa
Được sử dụng rộng rãi hiện nay do nó lợi dụng được ưu điểm của lò hơi ống lò
và lò hơi ống lửa Vì vậy ở lò hơi này năng suất bốc hơi cao hơn, cho phép tăng côngsuất của lò lên cao hơn Ngoài ra nó còn có ưu điểm gọn nhẹ nên được sử dụng trongcác nhu cầu di động: lò hơi xe lửa, tàu thuỷ Nhược điểm vận hành, sửa chửa vất vả,
do kích thước buồng lửa quá nhỏ và đặt ở những độ cao khác nhau, khó cạo cáu haytro bám
1.3 Xác định cấu trúc sơ bộ lò hơinh cấu trúc sơ bộ lò hơiu trúc sơi ống lò ống lửa bộ lò hơi lò hơi ống lò ống lửai
* Nhiệm vụ thiết kế:
- Công suất thiết kế của lò hơi : D = 3T/h
- Áp suất thiết kế : p = 10 kg/cm2
- Nhiệt độ bão hòa ứng với áp suất : tbh= 179°C
- Nhiên liệu dùng để đốt : Dầu FO
Hình 1.2 Sơ đồ bố trí các thiết bị lủa lò hơi
1- Tủ điện điều khiển 5- Hệ thống mức nước cấp 9- Ống khói
3- Cụm ống thuỷ 7- Bơm nước cấp 11- Rơle áp suất
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 5
Trang 304- Bộ điều khiển mức
Đây là lò phối hợp ống lò - ống lửa dùng để sản xuất hơi bão hòa Thiết kế lò cóbuồng lửa phun dạng hình trụ nằm ngang kết hợp ống lò và ống lửa đặt trong thân trụ
Bố trí ống lò ở phía dưới, cụm ống lửa ở hai bên và phía trên ống lò Hai đầu ống lò vàống lửa được giới hạn bởi mặt sàng ngăn cách không gian của sản phẩm cháy vớikhông gian chứa nước và hơi Ở hộp khói sau có bố trí vách ngăn giữa cụm ống lửaphía trên và cụm ống lửa phía dưới Nước cấp vào lò được chứa trong không gian giớihạn giữa ống lò với ống lửa và giữa các ống lửa, với mức nước cao hơn dãy ống lửatrên cùng Phần không gian phía trên không bố trí các ống lửa là không gian chứa hơi
* Phương án thiết kế
- Cấu trúc lò hơi dạng ống lò, ống lửa nằm ngang
- Không có thiết bị đốt phần đuôi (bộ hâm nước, bộ sấy không khí)
- Thiết kế này dùng cho những hộ tiêu thụ mà nước ngưng ở phụ tải do tiếpxúc với sản phẩm nên không đảm bảo điều kiện cho nước cấp vào lò nên nước ngưngnày sẽ đưa ra ngoài mà không dùng để tái tuần hoàn cho lò
1.4 Tính nhiên liệu và sản phẩm cháy
1.4.1.Chọn các thông sống lò ban điểm và hạn chếầu của sản phẩm cháya nhiên liệ số không khí thừau
Dầu FO là phần cặn của quá trình chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường Dầu FOđược sản xuất thành nhiều loại Các loại chủ yếu khác nhau ở độ nhớt, nhiệt độ chớpcháy, hàm lượng lưu huỳnh và nhiệt độ đông đặt
Độ nhớt ảnh hưởng trực đến chế độ làm việc của lò Trong lò hơi, dầu FO đượcđốt dưới dạng phun sương nhờ thiết bị phun đặt biệt Kích thước của hạt sương càngnhỏ khi độ nhớt của dầu FO càng nhỏ Những thành phần: độ tro, lưu huỳnh và natrichứa trong dầu cũng ảnh hưởng rất lớn tới quá trình làm việc của lò
Trong các nhà máy công nghiệp, dầu cung cấp cho lò hơi được chứa trong các bể
bê tông kín, ít nhất có hai bể chứa dầu Phải luôn kiểm tra sửa chữa những trang bịphòng cháy Nhân viên phải được học cách sử dung các thiết bị phòng cháy thông thạoquy trình chữa cháy
Dầu được cung cấp cho lò qua hệ thống bơm dầu và bình lọc dầu
Thành phần hóa học của dầu FO :
* Các thành phần cháy : C, H, S
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 6
Trang 31Cacbon (C) : Đây là thành phần cháy chủ yếu do có tỉ lệ lớn nhất trong nhiênliêu.
Cacbon có nhiệt trị (giá trị nhiệt lượng riêng của nguyên tố) là 34 MJ/kg
Hydro (H) : Có nhiệt trị cao nhất trong nhiên liệu là 144 MJ/kg, tỉ lệ của nótrong nhiên liệu không lớn lắm
Lưu huỳnh (S) : Có nhiệt trị không lớn, khoảng 9 MJ/kg, tỉ lệ ít trong nhiên liệu.thành phần lưu huỳnh chứa trong nhiên liệu lỏng cao hơn trong nhiên liệu rắn Các sảnphẩm cháy của lưu huỳnh là SO2 và SO2 làm tăng khả năng ăn mòn của bề mặt truyềnnhiệt, cho nên lưu huỳnh là nguyên tố có hại
Nhiên liệu được dùng cho lò hơi này là dầu FO (Madut) còn được gọi là dầu đen.Hiện nay trên thị trương có các loại dầu FO như sau :
Có độ lưu huỳnh thấp : %S < 0,5%
Có độ lưu huỳnh trung bình : %S = 0,5 ÷ 2%
Có độ lưu huỳnh cao : %S > 2%
Trong công nghiệp, đa số các lò hơi đốt dầu hay đốt dầu FO là chủ yếu Trongnhiên liêu, lưu huỳnh tồn tại dưới ba dạng sau: hữu cơ, khoáng chất, sunfat
Dạng hữu cơ có khả năng cháy, gọi Shc
Dạng khoáng chất có khả năng cháy, gọi Skc
Dạng sunfat không có khả năng cháy như CaSO4, MgSO4,… gọi Ssf
Là thành phần nước chứa trong nhiên liệu
Độ ẩm trong: Là các phân tử H2O nằm sâu bên trong Để khử độ ẩm này phải sấytrên 80oC
Độ ẩm ngoài: Là liên kết nước ở dạng tự do hòa lẫn với nhiên liệu tại bề mặtngoài của nhiên liệu Để khử độ ẩm này ở điều kiện Pkq, ta chỉ cần sấy ở 80oC
Độ ẩm toàn phần: Bao gồm độ ẩm trong và độ ẩm ngoài Để khử độ ẩm toànphần, người ta thường sấy ở nhiệt độ 10oC
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 7
Trang 32* Độ tro A :
Bao gồm các tạp chất khác nhau như oxít nhôm, các hợp chất Fe, Ca, Mg khôngtham gia phản ứng cháy Nó được gọi là thành phần khoáng của nhiên liệu Nếu nhiênliệu có quá nhiều độ tro sẽ gây khó khăn cho việc sử dụng lò hơi : do ở bề mặt truyềnnhiệt tro khi cháy tạo thanh xỉ đóng trong buồng cháy
Nhiệt trị thấp :
Là nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu trong điều kiện làm việc thực tế
* Các thông số khác:
tkkl = 30oC : Nhiệt độ không khí lạnh lấy theo nhiệt độ môi trường
tnc = 60oC : Nhiệt độ nước cấp vào lò
tth = 220oC : Nhiệt độ khói thải, chọn lớn hơn nhiệt độ bảo hòa và tránhnhiệt độ thải quá cao gây tổn thất nhiệt nhiều và ảnh hưởng đến môi trường xungquanh
1.4.2.Xác điểm và hạn chếịnh hệ số không khí thừanh hệ số không khí thừa sống lò không khí thừaa
Căn cứ vào phương pháp đốt nhiên liệu, dạng lò hơi, dặc tính của nhiên liệu đểxác định hệ số không khí thừa ở đầu ra của buồng lửa α
Ở thiết kế này lò hơi có buồng lửa phun dầu FO nên ta chọn giá trị α = 1,15[TL1-T34]TL1-T34]
1.4.3.Tính thểm và hạn chế tích và entanpi của sản phẩm cháya sản phẩm cháyn phẩm cháym cháy
* Lượng không khí lý thuyết :
Trang 34- Tổng phân thể tích:
rn = rH2O + rRO2 = 0,107 = 0,1268 = 0,2338
c) Entanpi của không khí và sản phẩm cháy ứng với 1kg nhiên liệu:
Entanpi của không khí lý thuyết:
Io
kk = Vo
kk(Ct)kk (kJ/kg)Trong đó:
Vo
kk: thể tích không khí lý thuyết
(Ct)kk: nhiệt dung của không khí ứng với nhiệt độ tkk
Entanpi của sản phẩm cháy lý thuyết:
H2O: thể tích hơi nước
(Ct): nhiệt dung của các loại khí tương ứng với nhiệt độ t
Entanpi của sản phẩm cháy:
Ik = Io
k + (α - 1) Io
kk (kJ/kg)Với: α là hệ số không khí thừa ở cuối buồng lửa
Giá trị (Ct) tra theo (B2 – TL1 Tr 29)
Entanpi của không khí lạnh:
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 10
Trang 35Tra bảng 2 với nhiệt độ không khí lạnh tkkl = 30oC
Ta có : Io
kkl = 1364,9100 30 = 409,47 kJ/kgEntanpi của khói thải:
Tra bảng 2 với nhiệt độ khói thải tth = 220oC
Trang 361700 26386 30954 34912 2285
Bảng 1 2: Entanpi của không khí và sản phẩm cháy
7 Phân thể tích khí 3 nguyên tử rRO2 0,1268
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 12
Trang 37CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI2.1 Mục đích
Các bước tính cân bằng nhiệt lò hơi nhằm xác định lượng tiêu hao nhiên liệudùng để đốt lò và truyền nhiệt cho nước để sinh hơi
Ứng với 1 kg nhiên liệu lỏng khi cháy trong lò hơi ở trong điều kiện vận hành ổn định có phương trình cân bằng nhiệt tổng quát :
Qđv = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 kJ/kg [TL1-T34]TL1 – T36]Trong đó :
Qđv : nhiệt lượng đưa vào ứng với 1kg nhiên liệu
Q1 :Lượng nhiệt đưa hữu ích dùng để sản xuất hơi (kJ/kg)
Q2 : Tổn thất do khói thải mang ra ngoài (kJ/kg)
Q3 : Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học (kJ/kg)
Q4 : Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (kJ/kg)
Q5 : Tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xunh quanh (kJ/kg)
Q6 : Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài (kJ/kg)
Ta tính được nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu:
Tổn thất nhiệt do cháy cơ học không hết xác định bằng lượng nhiên liệu cháy không hết trong xỉ Do đốt dầu FO nên ta chọn:
q4 = 0 %
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 13
Trang 382.2.2 Tổn thất nhiệ số không khí thừat do khói thản phẩm cháyi mang ra ngoài q 2
IKKI0 = 409,47 kJ/kg : Entanpi của không khí lạnh
Qtlv= 39325,9 kJ/kg : Nhiệt trị thấp của dầu FO
q4 = 0Vậy:
q2=
( 3863,5 - 1,15 409,47 )(100 - 0
q3 phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hệ số không khí thừa, nhiên liệu và phương thứchỗn hợp nhiên liệu, hình dạng, kích thước buồng lửa … Vì lò đốt dầu FO nên ta có thểchọn:Q3 Qđv
2.2.4 Tổn thất nhiệ số không khí thừat toản phẩm cháy nhiệ số không khí thừat ra môi trường q 5
Bề mặt xung quanh của lò luôn có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh gây
ra sự tỏa nhiệt từ hơi đến không khí lạnh nên gây ra tỏa nhiệt môi trường xung quanh
q5.
Xác định dựa trên công suất của lò (3000kg/h)
q5 = 2,7% (TL2 – Tr 47)
Hệ số bảo ôn: φ=1 - q5100 = 1 - 2,7100 = 0,973 %
Tổn thất nhiệt do thải xỉ chỉ có khi đốt nhiên liệu rắn nên ở đây nhiên liệu đốt làdầu FO nên q6 = 0
Vậy tổng các tổn thất:
SVTH: N.C.Hưng – N.H.Sang GVHD: Th.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 14