Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu fo, công suất 1t h tại công ty may trường giang, quảng nam

Tên đề tài: Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu FO, công suất 1T/h tại Công Tymay Trường Giang, Quảng NamSinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Phát Cấu tạo và các chi tiết của lò hơi Tí

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ NHIỆT- ĐIỆN LẠNH

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ LÒ HƠI ĐỐT DẦU NẰM NGANG, ĐỐT DẦU FO, CÔNG SUẤT 1T/H TẠI CÔNG TY

MAY TRƯỜNG GIANG, QUẢNG NAM

Người hướng dẫn : ThS Nguyễn Thành Sơn Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Phát

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ NHIỆT- ĐIỆN LẠNH

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ LÒ HƠI ĐỐT DẦU NẰM NGANG, ĐỐT DẦU FO, CÔNG SUẤT 1T/H TẠI CÔNG TY

MAY TRƯỜNG GIANG, QUẢNG NAM

Người hướng dẫn : ThS Nguyễn Thành Sơn Sinh viên thực hiện : Nguyễn Hữu Phát

Tên đề tài: Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu FO, công suất 1T/h tại Công Tymay Trường Giang, Quảng Nam

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Phát

Cấu tạo và các chi tiết của lò hơi

Tính toán thiết kế công suất lò hơi phù hợp với nhu cầu

Quá trình thực hiện và kết quả:

Chọn thông số và tính toán công suất lò hơi

Tính toán thiết bị phụ

Thiết kế bản vẽ lò hơi

Giảng viên hướng dẫn: ThS Nguyễn Thành Sơn

1811504310221

1 Tên đề tài:

Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu FO, công suất 1T/h tại

Công Ty may Trường Giang, Quảng Nam

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

- Lò hơi: loại đốt dầu nằm ngang

- Sử dụng dầu: FO

- Công Suất: 1T/h

- Địa điểm đặt lò hơi: tại nhà máy dệt may Trường Giang ở tỉnh

Quảng Nam

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

Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ như hiện nay thì lò hơiđang dần chứng tỏ được sự quan trọng của mình trong công nghiệp cũng như là đờisống Lò hơi được ứng dụng rất đa dạng như trong các nhà máy sản xuất bia, rượu,sữa, chế biến thủy hải sản,…Ở nước ta, cùng với sự phát tiển kinh tế thì các nhu cầunói trên đang tăng theo và có nhiều hơn nữa các yêu cầu về an toàn cháy nổ của lòhơi cũng như vấn đề ô nhiễm môi trường phải được khống chế ở mức cao nhất Vớicác yêu cầu đó thì một trong những khâu quan trọng đó là tính toán thiết kế lò hơi đểđạt được các yêu cầu, các tiêu chuẩn mà quốc gia cũng như các các tiêu chuẩn củathế giới Dưới sự hướng dẫn của thầy ThS Nguyễn Thành Sơn em đã thực hiện đềtài “Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu FO, công suất 1T/h tại Công Ty mayTrường Giang, Quảng Nam”

Trong đề tài này em đã tính toán dựa trên những tài liệu trong nước và nướcngoài Đề tài tập trung tính toán lựa chọn các thiết bị cho lò hơi theo tiêu chuẩn ViệtNam và tiêu chuẩn ASME Quá trình nghiên cứu và tìm hiểu, thực hiện đề tài đưa tớicho chúng em những kiến thức và kinh nghiệm cho công việc sau nay

Trong cuốn đồ án này em đã cố gắng trình bày một cách trọn vẹn và mạch lạc

từ đầu đến cuối, tuy nhiên vẫn còn vài sai sót, một phần do kiến thức còn hạn chế vàtài liệu không đầy đủ nên không tránh khỏi Vì vậy em mong muốn có được sử chỉbảo, góp ý của các thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

Em xin cam đoan rằng đề tài “Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu FO, côngsuất 1T/h tại Công Ty may Trường Giang, Quảng Nam” được tiến hành một cáchminh bạch, công khai Mọi thứ được dựa trên sự cố gắng cũng như sự nỗ lực của bảnthân cùng với sự giúp đỡ không nhỏ từ thầy cô.

Các số liệu và kết quả nghiên cứu được đưa ra trong đồ án là trung thực và không saochép hay sử dụng kết quả của bất kỳ đề tài nghiên cứu nào tương tự Nếu như pháthiện rằng có sự sao chép kết quả nghiên cứu đề những đề tài khác bản thân em xinchịu hoàn toàn trách nhiệm

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hữu Phát

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

LỜI NÓI ĐẦU

CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Trang MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI 2

1.1.Tổng quan về lò hơi ống lò ống lửa 2

1.1.1.Giới thiệu lò hơi 2

1.1.2.Ưu điểm và hạn chế 2

1.2.Phân loại lò hơi 3

1.2.1.Lò hơi ống lò 4

1.2.2.Lò hơi ống lửa 4

1.2.3.Lò hơi phối hợp ống lò - ống lửa 4

1.3 Xác định cấu trúc sơ bộ lò hơi 4

1.4 Tính nhiên liệu và sản phẩm cháy 6

1.4.1.Chọn các thông số ban đầu của nhiên liệu 6

1.4.2.Xác định hệ số không khí thừa 8

1.4.3.Tính thể tích và entanpi của sản phẩm cháy 8

CHƯƠNG 2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI 13

2.1 Mục đích 13

2.2 Xác định các tổn thất nhiệt 13

2.2.2 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài q 2 13

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

2.3 Hiệu suất lò hơi 15

2.4 Các đại lượng của nhiên liệu 15

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

2.4.4 Nhiệt độ cháy lý thuyết 16

2.4.5 Nhiệt lượng truyền của buồng lửa 16

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC 17

3.1 Xác định kích thước của các bộ phận chính 17

3.1.1 Diện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi 17

3.1.2 Kích thước ống lò 17

3.1.3 Kích thước ống lửa 18

3.1.4 Kích thước thân lò 18

3.1.5 Kích thước mặt sàng 20

3.1.6 Kích thước cửa người chui 20

3.2 Tính toán sức bền các bộ phận chính của lò hơi 21

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

CHƯƠNG 4:TÍNH KHÍ ĐỘNG VÀ THUỶ ĐỘNG LÒ HƠI 29

4.1 Tính toán khí động 29

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

4.1.4 Tính trở lực của đường khói 30

4.1.5 Kiểm tra điều kiện hút tự nhiên 32

4.2 Tính thuỷ động lò hơi 32

5.1 Thiết bị an toàn 34

5.1.1 Van an toàn 34

5.1.2 Nắp phòng nổ 35

5.2 Van hơi chính 36

5.3 Các phụ kiện khác 37

5.4 Hệ thống cấp dầu 38

5.5 Bảo ôn cho lò hơi 38

CHƯƠNG 6 VẬN HÀNH AN TOÀN LÒ HƠI 40

6.1 Xử lý nước cấp vào lò 40

6.1.1 Mục đích 40

6.1.2 Phương pháp xử lý 41

6.1.3 Cấp nước vào lò 44

6.2 Vận hành lò hơi 44

6.2.1 Chuẩn bị trước khi vận hành 44

6.2.2 Phương pháp khởi động lò 45

6.2.3 Phương pháp ngừng lò 46

6.3 Những hư hỏng thường gặp và phương pháp khắc phục 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 47

6.3.3 Xử lý sự cố khi phụ tải giảm đột ngột 48

6.3.4 Xử lý sụ cố mất nước cấp vào lò 48

6.3.5 Xử lý sự cố cạn nước lò 48

6.4 Vệ sinh và bảo dưỡng lò 49

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí các thiết bị của lò hơi 5

Hình 3.1: Bố trí ống lửa 19

Hình 3.2: Bố trí ống lò và ống lửa 20

Hình 5.1: Van an toàn 34

Hình 5.2: Van hơi chính 36

Hình 6.1: Hệ thống xử lý nước 42

Bảng 1.1: Kết quả tính toán nhiên liệu và sản phẩm cháy 10

Bảng 1.2: Entanpi của không khí và sản phẩm cháy 12

Bảng 2.1: Bảng tính cân bằng nhiệt lò hơi 16

Bảng 3.1: Xác định kích thước của các bộ phận chính 28

STT Ký

1 Trang bìa ngoài và trang bìa trong

2 Nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp

8 Nội dung đề tài nghiên cứu

9 Tài liệu tham khảo

10 Phụ lục (nếu có)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI

1.1.Tổng quan về lò hơi ống lò ống lửa

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 máynhiệt điện, khu công nghiệp cơ khí, mà nó còn đi sâu từng cơ sở kinh tế nhỏ, nhưnấu cơm, sấy, sưởi ấm v.v

Trong các lĩnh vực công nghiệp, lò hơi dùng để sản xuất hơi nước Hơi nước

sẽ làm chất trung gian tải nhiệt Và sẽ truyền nhiệt lượng cho sản phẩm cần gianhiệt trong 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: chỉdùng gia nhiệt những vật phẩm không yêu cầu lắm về độ sạch, trình độ thẩm mỹ

và không ảnh hưởng về thành phần hoá học Nên đối với những vật phẩm yêucầu chất lượng cao 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 đểđáp ứng 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 thuộcvào vị trí địa lý nơi đặt nó làm việc Phải xem xét bài toán kinh tế giữa việc vậnchuyển hơi sinh ra và giá thành vận hành Ngoài ra phải kể đến ô nhiễm môitrường

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 xavùng mỏ than Với cùng sản lượng hơi, cùng thông số làm việc, khối lượng dầunhỏ hơn khối lượng than cần dùng Do đó chi phí vận chuyển dầu sẽ ít hơn so vớithan, với lò hơi đốt than cần có một diện tích chứa than lớn Điều này rất khókhăn đối với những cơ sở sản xuất đặt trong trung tâm thành phố Việc dùng dầucòn dễ dàng trong tự động, hiệu suất lò lớn và không gian lò nhỏ

1.1.2.Ưu điểm và hạn chế

*Ưu điểm:

- Có thể tích chứa nước lớn nên có khả năng tích lũy nhiệt lớn, đáp ứng yêucầu 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 hơi

* Theo nhiệm vụ lò hơi:

Lò hơi năng lương: Là loại lò hơi có công suất lớn thường được sử dụng chocác nhà máy năng lượng để quay tua bin hơi phát điện trong các nhà máy nhiệtđiện, sử dụng làm sức kéo cho tàu hoả, tàu thủy Loại lò hơi này thường có côngsuất trên 50 t/h, áp suất thường lớn hơn 20 Mpa và nhiệt độ hơi trên 305 oC

Lò hơi công nghiệp: Là loại lò hơi có công suất vừa và nhỏ thường được sửdụng để cung cấp hơi cho các quá trình công nghệ cần sử dụng nhiệt như các nhàmáy dệt, giấy, các nhà máy chế biến thực phẩm…Hơi ở đây thường là hơi bãohoà, áp suất hơi không vượt quá 2,0 Mpa và nhiệt độ hơi khoảng 250 oC

Lò hơi dân dụng: Là loại lò hơi có công suất nhỏ đặt trong các nhà hàng, kháchsạn, bệnh viện… sản suất hơi phục vụ cho việc giặt là, sấy, tắm hơi…áp suất hơikhông vượt quá 0,5 Mpa và nhiệt độ hơi không quá 150 oC

* Theo công suất lò hơi:

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 phụthuộc vào công suất hơi và các thông số của hơi

Ống lò được thay bằng ống lửa với kích thước bé hơn (50-150mm) Ưu điểm

lò này là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm so với loại ống

lò Tuy nhiên vẫn còn hạn chế khả năng tăng công suất và chất lượng hơi theoyêu cầu

1.2.3.Lò hơi phối hợp ống lò - ống lửa

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 phéptăng công suất của lò lên cao hơn Ngoài ra nó còn có ưu điểm gọn nhẹ nên được

sử dụng trong các nhu cầu di động: lò hơi xe lửa, tàu thuỷ Nhược điểm vậnhành, sửa chửa vất vả, do kích thước buồng lửa quá nhỏ và đặt ở những độ caokhác nhau, khó cạo cáu hay tro bám

1.3 Xác định cấu trúc sơ bộ lò hơi

* Nhiệm vụ thiết kế:

- Nhiệt độ bão hòa ứng với áp suất: tbh = 179oC

Clv Hlv Slv Olv A W Nlv

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí các thiết bị của lò hơi1- Tủ điện điều khiển 2- Bộ đốt 3- Cụm ống thuỷ 4- Bộ điều khiển mức nước

tự động 5- Hệ thống mức nước cấp 6- Chân lò hơi 7- Bơm nước cấp 8- Thân

lò hơi 9- Ống khói 10- Van an toàn 11- Rơle áp suất 12- Đồng hồ đo nhiệt độ

Đây là lò phối hợp ống lò - ống lửa dùng để sản xuất hơi bão hòa Thiết kế lò

có buồng lửa phun dạng hình trụ nằm ngang kết hợp ống lò và ống lửa đặt trongthân trụ Bố trí ống lò ở phía dưới, cụm ống lửa ở hai bên và phía trên ống lò Haiđầu ống lò và ống lửa được giới hạn bởi mặt sàng ngăn cách không gian của sảnphẩm cháy với không gian chứa nước và hơi Ở hộp khói sau có bố trí vách ngăngiữa cụm ống lửa phía trên và cụm ống lửa phía dưới Nước cấp vào lò đượcchứa trong không gian giới hạn giữa ống lò với ống lửa và giữa các ống lửa, vớimức nước cao hơn dãy ống lửa trên cùng Phần không gian phía trên không bố trícác 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 nướcngưng này 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 số ban đầu của nhiên liệu

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 độchớp cháy, 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 FOđược đốt dưới dạng phun sương nhờ thiết bị phun đặt biệt Kích thước của hạtsương càng nhỏ khi độ nhớt của dầu FO càng nhỏ Những thành phần: độ tro, lưuhuỳnh và natri chứa trong dầu cũng ảnh hưởng rất lớn tới quá trình làm việc củalò

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 nhữngtrang bị phòng cháy Nhân viên phải được học cách sử dung các thiết bị phòngcháy thông thạo quy 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

Cacbon (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 nhiênliệu thành phần lưu huỳnh chứa trong nhiên liệu lỏng cao hơn trong nhiên liệurắn Các sản phẩm cháy của lưu huỳnh là SO2 và SO2 làm tăng khả năng ăn mòncủa bề mặt truyền nhiệt, cho nên lưu huỳnh là nguyên tố có hại

Nhiên liệu được dùng cho lò hơi này là dầu FO (Madút) còn được gọi là dầuđen 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 sấy trên 80oC

Độ ẩm ngoài: Là liên kết nước ở dạng tự do hòa lẫn với nhiên liệu tại bề mặt ngoài 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 toàn phần, người ta thường sấy ở nhiệt độ 10oC

* Độ tro A:

Bao gồm các tạp chất khác nhau như oxít nhôm, các hợp chất Fe, Ca, Mgkhông tham gia phản ứng cháy Nó được gọi là thành phần khoáng của nhiênliệu Nếu nhiên liệu có quá nhiều độ tro sẽ gây khó khăn cho việc sử dụng lò hơi:

do ở bề mặt truyền nhiệt 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 vàtránh nhiệt độ thải quá cao gây tổn thất nhiệt nhiều và ảnh hưởng đến môitrường xung quanh. 

1.4.3.Tính thể tích và entanpi của sản phẩm cháy

* Lượng không khí lý thuyết:

Vo

kk = 0,0889.(Clv + 0,375 Slv) + 0,265.Hlv - 0,0333.Olv [TL1-T26]

= 0,0889.(85,35+0,375.0,5) + 0,265.10,2 – 0,0333.0,7

= 10,28 m3tc/kg    Thể tích không khí thực tế:

Vt

kk = α Vo

kk [TL1-T26]

= 1,15.10,28 = 11,82 m3tc/kgThể tích không khí thừa:

RO2 + Vo

N2

= 1,6 + 8,13

= 9,73 m3tc/kgVậy thể tích sản phẩm cháy lý thuyết:

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:

k= Vo RO2.(Ct)RO2 + Vo

N2.(Ct)N2 + Vo

H2O.(Ct)H2O (kJ/kg) [TL1-T29]Trong đó:

Vo RO2: thể tích khí 3 nguyên tử

Vo N2: thể tích khí Nitơ

Vo H2O: thể tích hơi nước(Ct): nhiệt dung của các loại khí tương ứng với nhiệt độ tEntanpi của sản phẩm cháy:

k + (α - 1).Io

kk (kJ/kg)Với: α là hệ số không khí thừa ở cuối buồng lửa

Entanpi của không khí lạnh:

Tra bảng 2 với nhiệt độ không khí lạnh tkkl = 30oC 

Ta có: Io

Entanpi của khói thải:

Tra bảng 2 với nhiệt độ khói thải tth = 220oC 

Bảng 1.1: Kết quả tính toán nhiên liệu và sản phẩm cháy

6 Phân thể tích hơi nước rH2O 0,107

Bảng 1.2: Entanpi của không khí và sản phẩm cháy

CHƯƠNG 2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI

2.1 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 – 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:

2.2.1 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học q 4

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 %

2.2.2 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài q 2

2.2.3 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hoá học q 3

q3 phụ thuộc vào nhiều yếu tố: hệ số không khí thừa, nhiên liệu và phương thức hỗn hợp nhiên liệu, hình dạng, kích thước buồng lửa … Vì lò đốt dầu FO nên ta có thể chọn:Q3 Qđv

  2.2.4 Tổn thất nhiệt toả nhiệt ra môi trường q 5

Bề mặt xung quanh của lò luôn có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanhgây ra sự tỏa nhiệt từ hơi đến không khí lạnh nên gây ra tỏa nhiệt môi trườngxung quanh  q5.

Xác định dựa trên công suất của lò (1000kg/h):

2.4 Các đại lượng của nhiên liệu   

2.4.1 Lượng nhiên liệu tiêu hao

(kg/h)Trong đó:

(Tra bảng hơi nước bảo hòa theo áp suất p = 9 KG/cm2)

(Tra bảg nước chưa sôi theo nhiệt độ và áp suất)

Qtlv = 39325,9 KJ/kg: Nhiệt trị thấp của dầu FOVậy B=1000∗(2774−251,8)0,868∗39325,9 =73,89 kg/h

2.4.2 Nhiệt lượng lý thuyết khi đốt cháy nhiên liệu

      = 38932,6 KJ/kg

2.4.3 Nhiệt lượng hữu ích

      = KJ/kg

2.4.4 Nhiệt độ cháy lý thuyết

Tra bảng Entanpi của sản phẩm cháy theo Qtd = 38932,6 KJ/kg được:

tlt = 1860,4oC 

2.4.5 Nhiệt lượng truyền của buồng lửa

Qbl

t = Qtd – Ikth = 38932,6 – 3863,5 = 35069,1 KJ/kg

Bảng 2.1: Bảng tính cân bằng nhiệt lò hơi

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC KÍCH THƯỚC

3.1 Xác định kích thước của các bộ phận chính

3.1.1 Diện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi

Công suất của lò hơi phụ thuộc rất nhiều yếu tố nhưng chủ yếu phụ thuộc vàodiện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi và hệ dố năng suất bốc hơi của lò hơi.Diện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi được xác định theo công thức:

F =

D d

Trong đó:

Giá trị hệ số năng suất bốc hơi được chọn phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt,kết cấu của lò hơi, vật liệu chế tạo và nằm trong khoảng 30 ÷ 60 kg/m2h (TL2–

Đường kính trong : Dt = 576 mm

tấm)

Khoảng cách giữa hai mặt sàng: 1100 mm

Vậy diện tích bề mặt truyền nhiệt của ống lò:

Đường kính trong : Dt = 53 mm

Khoảng cách giữa hai mặt sàng: 1100 mm

Diện tích bề mặt truyền nhiệt của ống lửa:

Xác định đường kính trong thân lò:

Đường kính trong thân lò được xác định dựa theo cách bố trí ống lò và dànống lửa theo kích thước sau:

- Bố trí ống lửa sao cho nhiệt lượng của dàn ống lửa truyền cho nước trong lòhơi được phân bố đều Chọn cách bố trí ống lửa theo nguyên tắc hình tam giácđều

- Bước ống tương đối của dàn ống lửa :

- Chọn bước ống theo chiều dọc :

- Bố trí cụm ống lửa trên thành 3 dãy theo chiều dọc

- Khoảng cách từ tâm ống lửa trên cùng đến mép trên thân lò là 500 mm

- Chiều cao khoang chứa hơi là 370 mm

- Chiều cao tối thiểu của mức nước so với mép ống lửa trên cùng là 100 mm

- Khoảng cách từ mép trên ống lò đến tâm ống lửa trên cùng là 400 mm

- Khoảng cách giữa cụm ống lửa trên và dưới tính theo tâm ống là 150 mm

- Đường kính ngoài của ống lò là 600 mm

- Khoảng cách từ mép dưới ống lò đến mép thân lò là 100 mm

- Từ các kích thước trên xác định được đường kính trong thân lò là 1800 mm.Vậy kích thước của thân lò là:

3.1.6 Kích thước cửa người chui