Trong quá trình sản xuất điện năng, lò hơi là khâu quan trọng đầu tiên có nhiệm vụ biến đổi năng lượng tàng trữ của nhiên liệu thành nhiệt năng của hơi.. 1.4 Giới thiệu về lò hơi tầng sô
T Ổ NG QUAN VÀ PHÁC TH ẢO LÒ HƠI
Giới thiệu về lò hơi tầng sôi
bề mặt các ống nhúng chìm trong tầng sôi, giảm mức độ bám tro các bề mặt truyền nhiệt ở phần đuôi lò
+ Chi phí duy trì và sửa chữa thấp
+ Tuổi thọ và độ bền cực kỳ cao
1.4.3 Nh ượ c điể m c ủ a lò h ơi tầ ng sôi
Nồi hơi tầng sôi đa số được sử dụng trong sản xuất công nghiệp và ít sử dụng trong các nhà máy nhiệt điện.
Lò hơi tầng sôi chỉ đốt được hiểu quả các loại nguyên liệu có kích thước nhỏ và đồng đều
1.4.4 Ứ ng d ụ ng c ủ a lò h ơi t ầ ng sôi
Việc sử dụng nhiên liệu tái tạo hữu cơ như vỏ trấu, vỏ điều, mùn cưa, củi băm, vỏ cà phê… cũng là điều kiện thuận lợi cho các doanh nghiệp sử dụng sử dụng nguồn nhiên liệu tại chỗ để xấy, bảo quản nông sản, lò hơi còn sử dụng để cấp hơi nóng cho các nhà máy may mặc, xử lý thực phẩm, dược liệu…
TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY C Ủ A NHIÊN LI Ệ U
Thành phần nhiên liệu
❖ Thành phần khô của bã mía:
❖ Thành phần làm việc của bã mía:
Thành phần W lv A lv C lv H lv O lv
❖ Nhiệt trị thấp của bã mía:
Thể tích không khí
❖ Tiêu tốn oxi lí thuyết cho 1kg nhiên liệu [2]
❖ Tiêu tốn không khí khô lí thuyết cho 1kg nhiên liệu [2]
❖ Lượng không khí ẩm lí thuyết tương ứng [2]
Voa kk=(1+1,61d).Vo kk=(1+1,61.0,023).2,224=2,306 (m 3 /kg)
(Lấy d # g/kg không khí khô, trong điều kiện áp suất và nhiệt độ khí quyển)
Hệ số không khí thừa và sự lọt không khí vào lò hơi α=1,2 [2]
❖ Tiêu hao không khí thực tế [2]
Vtt kk=α.V oa kk =1,2.2,306=2,7672 (m 3 /kg)
Thể tích sản phẩm cháy
Sản phẩm cháy bao gồm CO2, H2O và O2 Nếu cháy với α ≥ 1 thì dựa trên nguồn gốc hình thành cuả các thành phần này, ta dễ dàng thiết lập được công thức xác định thể tích của chúng khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu [2] Ta có bảng sau đây:
Thành phần Vi (m 3 /kg) Nguồn gốc từ
Cháy hydro Nhiên liệu Không khí
❖ Thể tích sản phẩm cháy:
❖ Thành phần thể tích sản phẩm cháy ẩm r i = V1/Va khói[2] rCO2[CO2] = 0,103 rN2[N2] = 0,617 rH2O[H2O] = 0,255 rO2[O2] = 0,027
❖ Khối lượng riêng của sản phẩm cháy ẩm [2] ρ= kg/m 3
Entanpy của không khí và sản phẩm cháy
Đối với lò hơi tầng sôi đốt biomass (trấu, mùn cưa, bã mía, vỏ cây, …) nhiệt độ lớp sôi phải giữ ở dưới 700℃ để tránh đóng keo lớp nền trong buồng đốt, do hàm lượng chất Natri và Kali trong biomass cao sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy của lớp nền [1]
Lấy nhiệt độ của ra khỏi lò là 700 ℃ và = 1,2, ta có [1]
I 0 k: là entanpi khói khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu với =1:
I 0 k = VRO2 (Cp.tk) CO2 + VN2 (Cp.tk) N2 + VH2O (Cp.tk) H2O
I 0 kk là entanpi của không khí lí thuyết khi =1 [1]
I o kk = V o kk (Cp t)kk I o kk= 2,224.1,344.700 = 2136,7 (kJ/kg)
Cp – nhiệt dung thể tích đẳng áp trung bình trong phạm vi nhiệt độ từ tra tại phụ lục:
Từ đó, ta có bảng entanpi của khói ở các mốc nhiệt độ trong bảng sau: t I 0 k (kJ/kg) I 0 kk (kJ/kg) Ik (kJ/kg)
Bảng tính sản phẩm cháy:
Các chất tham gia quá trình cháy Sản phẩm được tạo thành (kg)
Bã mía Không khí CO2 H2O O2 N2 V 0, khoi a
(tổng SPC ẩm) Tên chất
Thành phần thể tích m 3 tc O2 N2 Không khí
CÂN B Ằ NG NHI ỆT LÒ HƠI
Lượng nhiệt đưa vào lò hơi
Phương trình tổng quát của lò:
Nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu trong lò hơi [2]
Qđv = Q nl + Qkk =Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6, kJ/kg
Hoặc viết theo % bằng cách chia 2 vế cho Qđv và nhân với 100%:
Qnl - Nhiệt do nhiên liệu
Qkk - Nhiệt do không khí mang vào
Q1 - nhiệt lượng có ích để sinh hơi, kJ/kg
Q2 - lượng nhiệt tổn thất do khói thải mang ra ngoài, kJ/kg
Q3 - lượng nhiệt tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học, kJ/kg
Q4 - lượng nhiệt tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học, kJ/kg
Q5 - lượng nhiệt tổn thất do tỏa nhiệt từ mặt ngoài tường lò ra không khí xung quanh, kJ/kg
Q6 - lượng nhiệt tổn thất do xỉ nóng mang ra ngoài, kJ/kg
Khi đốt cháy 1kg (hoặc 1m 3 tc) nhiên liệu, nhiệt toả ra trong lò hơi được cân bằng theo phương trình [2]:
Qđv = Q lv t + Q n kk + Qnl + Qph – Q k
Q lv t: Nhiệt trị thấp của nhiên liệu
Q n kk: Nhiệt lượng do không khí nóng mang vào được tính đến khi không khí được sấy nóng bằng nguồn nhiệt bên ngoài
Qnl: là nhiệt vật lí của nhiên liệu đưa vào
Qph: nhiệt lượng do dùng hơi phun nhiên liệu vào lò
Qk: nhiệt lượng cần dùng để phân hủy muối cacbonat khi đuốt cháy đá dầu
❖ Tính Qnl: Ở đây không sấy nhiên liệu bằng nguồn nhiệt bên ngoài thì nhiệt độ nhiên liệu vào lò khoảng 20 nên nhiệt vật lý của nó rất nhỏ, nên cần tính khi [2]: mà
– Hệ số không khí thừa đầu vào bộ sấy không khí, bằng hệ số không khí thừa trong buồng lửa trừ đi hệ số không khí lọt vào bộ sấy không khí và buồng lửa
- Nhiệt dung riêng và nhiệt độ của không khí nóng (chọn 100℃)
- Nhiệt dung riêng và nhiệt độ của không khí lạnh (30℃)
Do nhiên liệu là bã mía nên
–Hàm lượng muối cacbonnat trong đá dầu k - hệ số phân hủy muối cacbonat, khi đốt tầng lấy bằng 0,7 Khi đốt phun lấy=1
4060 - Là nhiệt lượng cần thiết để phân hủy 1kg muối cacbonat
Thực tế thì nhiên liệu và khí cấp vào cho lò hơi thường không sấy bằng nguồn nhiệt bên ngoài mà sấy bằng chính khói lò hơi và không dùng hơi phun dầu vì rất tốn hơi nên , được coi gần bằng không và nhiệt lượng đưa vào sẽ bằng:
Lượng nhiệt tổn thất cháy không hoàn toàn về mặt cơ học Q 4
Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học q 4 được xác định theo tiêu chuẩn tính nhiệt và tra được q4=5% [2]
Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi Q 2
Ikkl – entanpi của không khí lạnh đưa vào lò hơi
Với t kkl = 30 0 C, ta chọn độ ẩm trong không khí =80%, tra đồ thị không khí ẩm
=> Ikkl= 21 kcal/kg = 86,66 kJ/kg
Ith – entanpi của khói thải, kcal/kg Chọn nhiệt độ của khói thải: t th = 150℃
- entanpi của sản phẩm cháy ở nhiệt độ khói thải ứng với = 1
- entanpi của không khí ở nhiệt độ khói thải ứng với = 1
- tỉ lệ tro của nhiên liêu phân phối theo khói
- độ tro của nhiên liệu
- tỉ lệ tro ở nhiệt độ t
Lượng nhiệt tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học Q 3
Khi đốt nhiên liệu rắn trên lò ghi thủ công Chọn q 3 = 3% [2]
Tổn thất nhiệt từ mặt ngoài tường lò ra không khí xung quanh Q 5
Tổn thất nhiệt do tỏa ra môi trường xung quanh Q5 được xác định theo toán đồ thực nghiệm; với sản lượng lò D = 30T/h ta có q 5 = 1.2%
Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài Q 6
Do là lò ghi [2] ta có: q6 = axỉ (ct)xỉ
Với axỉ là phần xỉ thải ra khỏi lò axỉ = 0,7
(ct)xỉ là entanpi của xỉ, chọn nhiệt độ xỉ ra là 600 ℃ được axỉ3,8 kcal/kg q6 = axỉ (ct)xỉ = 0,7.133,8= 0,937%
Lượng nhiệt sử dụng có ích tỏa ra trong buồng lửa
Lượng nhiệt sử dụng hữu ích Q1 trong lò được xác định bằng công thức :
Qhi = Dbh (ibh- inc) , kJ/kg
Dbh là sản lượng hơi quá nhiệt, D bh = 30T/h
Ibh là entanpi của hơi bão hòa Từ p = 12 bar => i bh = 1989 kJ/kg
Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt với
22 inc là entanpi của nước cấp Tra bảng nước và hơi bão hòa với tnc = 28℃ ta được i nc = 120,7 kJ/kg
Xác định hiệu suất lò hơi
Bằng phương pháp cần bằng nghịch, ta được:
Lượng tiêu hao nhiên liệu lí thuyết
Biết áp suất của hơi là 12 bar và nhiệt độ nước cấp vào lò là 28℃ tra phụ lục (PGS.TS.Phạm Lê Dần & TS.Nguyễn Công Hân) ta có:
109 kJ/kg kJ/kg kJ/kg
Lượng tiêu hao nhiên liệu thực tế
Để xác định được tổng thể tích sản phẩm cháy và không khí chuyển dời qua toàn bộ lò hơi và nhiệt lượng chứa trong chúng người ta sử dụng đại lượng tiêu hao nhiên liệu lí thuyết
THI Ế T K Ế BU Ồ NG L Ử A
Xác định kích thước hình học buồng lửa
4.1.1 Xác đị nh th ể tích bu ồ ng l ử a
Thể tích buồng lửa được xác định theo ứng xuất nhiệt buồng lửa Để xác định thể tích buồng lửa thì trước hết ta cần phải xác định nhiệt thế thể tích của buồng lửa [2]
- Lượng tiêu hao nhiên liệu thực tế, kg/s
–nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu qv- nhiệt thể tích của buồng đốt
Với buồng lửa đốt bã mía thì chọn: , kW/m 3 (tham khảo internet)
Từ đó ta tìm được thể tích buồng lửa
130.3600 = 225,3 m 3 Chọn chiều cao buồng lửa
Ta chọn chiều cao buồng lửa là H = 7m
Từ đây ta suy ra chọn: - chiều dài buồng lửa D = 5,4m
Toàn bộ diện tích vách buồng lửa: F v =2.(7.5,4 7.6 6.5,4) 224,4(+ + = m 2 )
Bề dày hiệu dụng của lớp bức xạ ngon lửa: 3,6 3,6 225,3 3,61( )
Vậy ta có các thông sốlò đốt như sau:
Chiều cao buồng lửa là 7m
Chiều dài buồng lửa là 5,4m
Chiều rộng buồng lửa là 6m
Tường buồng lửa chịu lực có 3 lớp Lớp trong cùng lót bằng gạch chịu lửa samot (250x125x65mm) Lớp thứ 2 gồm các tấm dày 50mm Lớp thứ 3 là gạch
Vậy tổng chiều dày tường buồng lửa là 300mm
Tính trao đổi nhiệt trong buồng lửa
Tổng lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ trong buồng lửa có thể xác định từ phương trình cân bằng nhiệt [2]:
Qbl: Nhiệt lượng sinh ra hữu ích trong buồng lửa
" i bl : Entanpi của khói thải ra khỏi buồng lửa
- Nhiệt lượng sinh ra hữu ích trong buồng lửa được xác định theo [2]:
100 100 lv bl t kk kkng tth q q q
Qkk: Nhiệt lượng do không khí nóng và không khí lạnh mang vào buồng lửa:
( ). kk bl bl bt kkl
Qkkng: Nhiệt lượng do không khí thu được khi nó được sấy sơ bộ ở phía trước bộ sấy không khí chính của lò Q kkng = 0
Qtth: Nhiệt lượng do khói tái tuần hoàn từ “đuôi lò” về buồng lửa Qtth = 0
- Ta chọn sơ bộ nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa là 800 o C
Tra bảng ta được i bl " = 5086,64 kJ/kg
= − q = − - Tổng lượng nhiệt bức xạ:
Bước ống của dàn ống sinh hợi ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tường lò và đảm bảo quá trình chạy ổn định
Chọn bước ống s = 75mm, đường kính ống d = 60mm
Số ống sinh hơi ở tường bên:
Số ống ở tường trước và sau:
Thi ế t k ế b ề m ặt đối lưu củ a lò
Nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt chính là nhiệt độ khói vào bề mặt đối lưu là 800 oC
Entanpi khói vào Io = 5086,64 kJ/kg
Nhiệt độ khói ra khỏi bề mặt đối lưu là 450 o C
Entanpi của khói ra I 1 = 3389,1 kJ/kg Đặc điểm ống sinh hơi
Số ống 2 tường bên: n =2.( 3/0,066 ) ống
Số ống tường trước: n = 2,7/0,066 @ ống
Số ống mặt sau dưới: n = 2,7/0,066 @ ống
Tổng nhiệt lượng đối lưu
Thiết kế bộ hâm nước
Nhiệt độ khói vào bộ hâm nước chính là nhiệt độ khói ra ở dàn ống sinh hơi ( 200℃ )
4.5.1 Nhi ệt độ sôi c ủa nướ c
Tra bảng nước và hơi nước bảo hòa theo áp suất p = 12 bar ta được ts7,96 o C
4.5.2 Entanpi c ủa nướ c vào và ra kh ỏ i b ộ hâm nướ c
- Nhiệt độ của nước vào là 28 o C tra bảng nước và hơi bảo hòa ta tìm được I nv
),5 (kcal/kg) = 123,5 (kJ/kg) đây cũng chính là entanpi của nước vào bộ hâm nước
- Nhiệt độ của nước ra là 100 o C tra bảng nước và hơi bảo hòa ta tìm được
Inc0,1194 (kcal/kg) = 419,18 (kJ/kg) đây cũng chính là entanpi của nước ra khỏi bộ hâm nước
Bộ hâm nước được làm bằng ống thép trơn có thể chọn trong khoảng 28 - 38
[1], ta chọn ống 32 nước đi trong ống từ dưới lên trên, khói đi từ trên xuống
Ta bố trí các ống sole nằm ngang [1]
+Bước ống ngang tương đối s 1 /d = 2,5 s1 = 2,5 32 = 80mm
+Bước ống dọc tương đối s 2 /d = 1,875 s2 = 1,875 32 = 60 mm
Số ống trong 1 hàng lẻ: 1500 1 24
Số ống tỏng 1 hàng chẵn: 1500 2 23
TÍNH VÀ CH Ọ N CÁC THI Ế T B Ị PH Ụ
Tính và chọn quạt cấp gió
Lượng không khí cấp vào:
273 273 kk kkl kk tt tt
Chọn cột áp của quạt: H kk 0mmH O 2 70,96 Pa
Chọn hiệu suất của động cơ quạt: %
Chọn hệ số dự phòng: k=1,2
Chọn hiệu suất của động cơ điện: dc =0,85
Chọn hệ số dự phòng của động cơ điện: k =1,1
Công suất động cơ điện: 27,8
Thiết kế xyclon lọc bụi
Khác với xyclon đơn, trong xyclon chùm dòng khí vào buồng xyclon không theo phương tiếp tuyến với phần trụ của xyclon mà khí chuyển động qua chi tiết định hướng dạng xoắn ốc hoặc hoa hồng, tiếp theo quá trình thu bụi được tiến hành trong các đơn nguyên của xyclon và xyclon chùm có năng suất như nhóm xyclon mặc dầu có đường kính nhỏ hơn Chi tiết định hướng đặt trong khoảng không vành khuyên giữa từng phần hình trụ của đơn nguyên và ống xả Trong các đơn nguyên có chi tiết định hướng kiểu hoa hồng đạt hiệu suất thu bụi cao hơn loại xoắn ốc nhưng có nhược điểm là dễ gây tắc bụi
Số lượng đơn nguyên trong mỗi dãy dọc theo chiều khí chuyển động không vượt quá 10 ống còn dãy thẳng góc với đường khí chuyển động có thể đạt 16 ống Nếu mỗi dãy vượt quá 12 ống (theo hướng thẳng góc với dòng khí) thì boong ke chứa bụi được chia làm 2 phần có ngăn bởi tấm chắn để không khí không chuyển từ đơn nguyên này sang đơn nguyên khác Nếu số lượng ống là 14, sẽ chia ra 2 boong ke gồm 2 ngăn Nếu sự phân bố không đều vào các đơn nguyên (theo tính toán) thì bụi có thể lắng ngay tại chi tiết định hướng làm tắc thiết bị, mặt khác có hiện tượng khí sẽ chuyển động sang đơn nguyên khác nhiều hơn Đường kính trong d của mỗi đơn nguyên
28 xyclon chùm thường bằng 100, 150, 200 mm Chi tiết định hướng kiểu xoắn của xyclon gồm 2 cánh đường tâm của cánh tạo với trục đơn nguyên một góc 25 0 Hệ số trở lực của các đơn nguyên = 85 Các chi tiết định hướng được hàn vào ống xả khí Khoảng cách giữa chúng với mặt vỏ trong của các thiết bị không vượt quá 1,0 ÷ 2,5 mm Khoảng cách này phụ thuộc vào kiểu và đường kính vỏ mỗi đơn nguyên Để đảm bảo phân bố khí đều trong mỗi đơn nguyên xyclon, khi được dẫn vào có tốc độ thay đổi đều đặn (có ống loe) Góc loe của ống không vượt quá 15 0 còn chiều cao ống loe lớn hơn khoảng cách giữa hai trục của đơn nguyên ngoài cùng của dãy (dãy thẳng góc với chiều dòng khí chuyển động)
- Lượng khói cần làm sạch:
Trong đó: Btt = 13062,8 kg/h Lượng tiêu hao nhiên liệu
Vkk = 2,7672 m 3 tc/kg Thể tích không khí thực tế t = 150 0 C Nhiệt độ của khói vào xyclon
- Khối lượng riêng của bụi, = 3000 kg/m 3
- Đường kính trung bình của bụi, d = 30m
Tốc độ khói tối ưu qua tiết diện ngang được xác định theo công thức: g
Thực tế thì P có giá trị tối ưu, P = 50 ÷ 70 m
Với xyclon thiết kế có: = 180 Chọn P = 60 m
Với 2 = 2,56 > 2,2 m/s nên không bị tắc do đọng bụi
Theo kinh nghiệm thực tế ta chọn các kích thước của xyclon như sau:
- Đường kính ống ngoài: D = 260 mm
- Đường kính ống trung tâm: M = 160 mm
- Chiều dài ống trung tâm cắm vào xyclon: h1 = 390 mm
- Chiều cao phần trụ của xyclon: h 2 = 600 mm
- Đường kính cuối phần côn: d = 86 mm
- Khoảng cách giữa hai nguyên đơn: r = D + 100 = 360 mm
- Chiều dọc của xyclon: l 1 = 2.r + D + 2.60 = 1100 mm
- Chiều ngang của xyclon: l 2 = 3.r + D + 2.80 = 1500 mm
Lưu lượng khói vào mỗi đơn nguyên:
Vậy chọn số đơn nguyên là: n = 72 cái.
X Ử LÝ NƯỚC LÒ HƠI
Ch ất lượng nướ c c ấ p cho lò
6.1.1 M ục đích củ a vi ệ c x ử lí nướ c
Sự làm việc chắc chắn và ổn định của lò hơi phụ thuộc rất nhiều chất lượng nước cấp cho lò để sinh hơi
Trong nước thiên nhiên có hòa tan những tạp chất, mà đặc biệt là các loại muối canxi , magiê và các loại muối khác Trong quá trình làm việc của lò, khi nươc sôi và bốc hơi, các muối này sẻ tách ra ở pha cứng dưới dạng bùn hoặc cáu tinh thể bám vào vách ống của lò hơi Các cáu và bùn này có hệ số dẫn nhiệt thấp, thấp hơn so với kim loại hàng trăm lần, do đó khi bám vào vách ống sẻ làm giảm khả năng truyền nhiệt từ khói đến môi chất trong ống, làm cho môi chất nhận nhiệt ít hơn và tổn thất nhiệt do khói thải tăng lên, hiệu suất của lò giảm xuống, lượng tiêu hao nhiên liệu tăng lên
Khi cáu bám trên vách ống sẻlàm tăng tốc độăn mòn kim loại, gây ra hiện tượng ăn mòn cục bộ
Khi cáy bám trên các ống sinh hơi, các ống của bộ quá nhiệt sẻ làm tăng nhiệt độ của vách ống lên, do đó làm tuổi thọ của ống giảm xuống , có những trường hợp nhiệt độ vách ống tăng lên quá mức cho phép có thể gây ra nổ ống
Ngoài những chất sinh cáu, trong nước còn có những chất khí hòa tan như oxi và cacbonic, các loại khí này gây ăn mòn mạnh các bề mặt ống kim loại của lò, nhất là ở bộ hâm nước
Vì những nguyên nhân trên, đòi hỏi phải có những biện pháp đặc biệt để bảo vệ lò hơi khỏi bị cáu bám và ăn mòn, đảm bảo cho lò hơi làm việc an toàn Để giảm độ ăn mòn và bảo đảm cho lò hơi làm việc an toàn cần thực hiện 3 nhiệm vụ sau :
❖ Ngăn ngừa hiện tượng bám cáu trên tất cả các bề mặt đốt
❖ Duy trì độ sạch của hơi ở mức độ cần thiết
❖ Ngăn ngừa quá trình ăn mòn của đường nước, đường hơi
6.1.2 Ch ất lượng nướ c c ấp cho lò hơi Để đánh giá chất lượng nước, người ta đưa ra các khái niệm về đặc tính của nước thiên nhiên như sau : Độ cứng, độ kiềm và độ kho kết của nước Độ cứng của nước thể hiện là tổng nồng độ các ion Ca + và Mg + có trong nước, được kí hiệu là 0 H Độ cứng cho phép của nước cấp vào lò hơi phụ thuộc vào thông số hơi của lò Lò có thông sốhơi càng cao thì yêu cầu chất lượng nước cấp vào càng cao, nghĩa là nồng độ tạp chất trong nước cấp vào lò phái thấp
Yêu cầu chất lượng nước (độ cứng ) của lò hơi phụ thuộc vào thông số hơi như sau :
- Lò hơi ống lò, ống lửa : 0 H < 0,5mgđl/l
- Lò ống nước có p < 1,6 Mpa : 0 H < 0,3
- Lò ống nước có p = 1,6 đến 3,15 Mpa : 0 H < 0,02
- Lò ống nước có p = 3,5 đến 10 Mpa : 0 H < 0,01
- Lò ống nước có p >10 Mpa : 0 H < 0,005
Xử lý nước cho lò
Để giảm độ cứng của nước cấp cho lò nhằm giảm hiện tượng đóng cáu người ta dùng các biện pháp sau :
❖ Tách những vật có khảnăng tạo thành cáu ở trong lò ra khỏi nước trước ki đưa nước vào lò, gọi là phương pháp xử lý nước trước khi đưa nước vào lò
❖ Biến những vật chất có khả năng sinh cáu ở trong lò ( do nước cấp chưa được xử lý hoặc xử lý không hết ) thành những vật chất tách ra ở pha cứng dưới dạng bùn ( không ở dạng cáu ) rồi dùng biện pháp xả lò để thải ra khỏi lò Phương pháp này gọi là xử lý nước bên trong lò
Trong phần này chúng ta chỉ nghiên cứu phương pháp xử ký nước trước khi đưa vào lò hay còn gọi là phương pháp xử lý nước ngoài lò :
Xử lý nước cơ học là dùng các bể lắng và các bình lọc cơ khí để tách các tạp chất lơ lững trong nước ra khỏi nước Tuy nhiên xử lý cơ học chỉ lợi bỏ các tạp chất cơ khí ra khỏi nước
Xử lý độ cứng là làm giảm đến mức nhỏ nhất nồng độ các tạp chất có thể tạo thành cáu hòa tan vào nước Độ cứng chỉ có thể được khử bằng hóa chất hoặc bằng trao đổi ion (kation hoặc anion)
Dưới đây ta trình bày phương pháp trao đổi ion, cụ thể là phương pháp dùng kết hợp kationit Hydro (HR) và anionit (RaOH)
Các phương trình phản ứng xãy ra :
Ca(HCO3)2 + 2HR = CaR2 + 2CO2+ 2H2O;
Mg(HCO3)2 + 2HR = MgR2 + 2CO2+ 2H2O;
Bằng phương pháp trao đổi anion ta khử đựợc triệt để các axit có trong nước, do vậy trong hệ thống xử lý nước người ta thường kết hợp cho nước qua bình trao đổi kation hydrô trước, trong nước sẽ tạo thành axit rồi cho qua bình trao đổi anion, nước sẽ được xử lý hoàn toàn.
Quá trình hoàn nguyên
Sau một thời gian làm việc, các Cation sẽ bị mất dần, nghĩa là các Cation mất dần khả năng trao đổi Vì vậy để phục hồi khả năng làm việc của các Cation, cần phải cho chúng trao đổi với những chất có khảnăng cung cấp lại các Cation ban đầu Quá trình này gọi là quá trình hoàn nguyên Cationit Để phục hồi khả năng trao đổi của Cation, trước hết cần rửa ngược Cation bằng dòng nước chảy ngược để khử các tạp chất cơ học đóng trong thành lớp rửa cho đến khi nước trong bộ lọc chảy ra Để hoàn nguyên HR, ta cho dung dung dịch H 2 SO 4 1-1,5% hay HCl đi qua lớp Cation từ trên xuống để phục hồi khả năng trao đổi Cuối cùng rửa Cation bằng nước sạch để khử hết tàn dư của dung dịch axit
V Ậ N HÀNH VÀ B ẢO DƯỠNG LÒ HƠI
Kiểm tra hệ thống lò hơi
Trước khi vận hành lò cần kiểm tra các bộ phận sau:
➢ Các loại van, hệ thống cấp nước, hệ thống đường ống, hệ thống nhiên liệu,v v đã lắp đặt hoàn chỉnh đúng quy phạm chưa Các van phải đảm bảo kín và đóng mở dễ dàng
➢ Các thiết bị đo lường, an toàn và tự động lắp đặt đúng theo yêu cầu quy phạm chưa:
- Áp kế phải có vạch đỏ chỉ áp suất làm việc tối đa cho phép
- Ống thuỷ sáng phải có vạch đỏ chỉ mức nước trung bình (ngang giữa ống thủy), mức nước cao nhất và mức nước thấp nhất Hai mức nước này bằng mức nước trung bình ± 50mm
- Van an toàn được chỉnh áp suất hoạt động theo quy phạm:
+ Van làm việc: chỉnh ở mức P lv + 0,2KG/cm 2
+ Van kiểm tra: chỉnh ở mức Plv + 0,3KG/cm 2
- Các hệ thống tự động phải hoạt động tốt
➢ Kiểm tra toàn bộ phần áp lực của nồi hơi xem có tình trạng hư hỏng không
➢ Kiểm tra nhiên liệu và nước cấp có đủ dự trữ và đảm bảo chất lượng chưa thì công việc kiềm lò kết thúc
Các bước vận hành lò
➢ Các van xả, van cấp hơi, van an toàn phải đóng lại Mở van cáp nước, van xả lẻ để thoát khí, mở van lưu thông ống thuỷ và van 3 ngả của áp kế
➢ Đóng điện trong tủ đèn nguồn báo hiệu sáng bật bơm ở chế độ bằng tay Cấp nước vào lò cho đến vạch quy định mức thấp nhất trong ống thuỷ sáng Ngừng cấp nước và kiểm tra độ kín của các van và mặt bích
➢ Kiểm tra hệ thống đốt nhiên liệu để khởi động lò
➢ Kiểm tra mức nước trong bể nước mềm nếu nước cạn sẽ không thể khởi động được vòi đốt
7.2.2 Kh ởi động đố t lò và ch ế độ đố t lò
➢ Khởi động vòi đốt bằng nút bấm vòi đốt trên tủ điều khiển ở chế độ tự động khi áp suất đạt áp suất đặt trên rơle vòi sẽ tự động ngừng hoạt động
➢ Các bước khởi động đốt lò và chế độ đốt phải tuân theo quy trình vận hành hệ thống đốt nhiên liệu theo kiểu loại vòi đốt mà lò được trang bị lắp đặt
➢ Khi lò xuất hiện hơi nước thì đóng van xả le lại, tăng quá trình đốt
➢ Khi ỏp suất lũ đạt từ 1á1,5 KG/cm 2 tiến hành kiểm tra trạng thỏi cỏc van, thụng rửa ống thuỷ, áp kế,quan sát sự hoạt động của chúng
➢ Khi lò đạt áp suất 2KG/cm 2 thận trọng dùng clê vặn chặt các đai ốc trong phạm vi chịu áp lực của lò hơi
➢ Khi áp suất trong lò đạt mức áp suất làm việc tối đa P lv ,cấp nước vào lò đến vạch trung bình của ống thuỷ
➢ Nâng áp suất của lò lên áp suất hoạt động của các van an toàn đã được chỉnh theo quy phạm Các van an toàn phải hoạt động và kim áp kế sẽ vượt quá vạch đỏ một chút
➢ Công việc khởi động lò được kết thúc khi đã đưa áp suất của lò lên áp suất giới hạn và kiểm tra xong sự hoạt động của lò
➢ Trong quá trình cấp hơi lò phải đảm bảo chếđộđốt tức là đảm bảo nhiên liệu cháy hoàn toàn, nếu không thì xem xét và hiệu chỉnh lại hệ thống đốt nhiên liệu
➢ Thường xuyên theo dõi chế độ cháy của lò hơi qua tấm phản chiếu trên đỉnh vòi dầu
➢ Khi áp suất lò gần bằng áp suất làm việc tối đa P lv thì chuẩn bị cấp hơi Trước khi cấp hơi mức nước trong lò ở mức trung bình của ống thuỷ và chếđộ cháy phải ổn định
➢ Khi cấp hơi mở từ từ van hơi chính để một lượng hơi nhỏ làm nóng đường ống dẫn hơi và xả hết nước đọng trong đường ống dẫn hơi trong khoảng thời gian 10 á15 phút Trong thời gian đó quan sát hiện tượng dãn nở ống và giá đỡ ống Nếu thấy bình thường thì đóng mở hết cỡ van hơi chính để cấp hơi đi Việc mở van phải từ từ, khi mở hết cỡ thì xoay ngược nửa vòng van hơi lại
➢ Trong thời gian vận hành lò phải giữ mực nước trung bình trong lò, không nên cho lò hoạt động lâu ở mức thấp nhất hoặc cao nhất của ống thuỷ
➢ Lò hơi được cấp nước bằng hệ thống từ động ( có quy trình vận hành kèm theo hệ thống lắp đặt)
➢ Chất lượng nước cấp cho lò phải đảm bảo yêu cầu sau:
+ Độ cứng toàn phần [0,5 mgđl/lít
+ Hàn lượng oxy [ 0,1 mgđl/lít
➢ Việc xả bẩn định kỳ cho lò hơi được thực hiện nhờ van xả ở thân nồi
➢ Tuỳ theo chế độ nước cấp cho lò mà xác định số lần xả bẩn trong 1 ca Nước cấp càng cứng , độ kiềm càng cao thì số lần xả càng nhiều ít nhất 1 ca phải xả bẩn 2 lần mỗi lần 2,3 hồi mỗi hồi từ 10 á 15 giõy Trước khi xả bẩn nờn nõng mức nước trong lũ lờn trờn mức nước trung bỡnh của ụng thuỷ sỏng khoảng 25á50mm
➢ Ống thuỷ phải được thông rửa ít nhất 2 lần trong 1 ca,ống xi phông của áp kế phải thông rửa 2 lần trong 1 ca.Van an toàn được kiểm tra 1 lần trong 1 ca
Ngừng lò
7.3.1 Ng ừng lò bình thườ ng
Thực hiện theo trình từ sau:
➢ Ngừng hoạt động của vòi đốt
➢ Đóng van cấp hơi và xả hời ra ngoài khí quyển bằng cách mở van xả le hoặc kênh van an toàn để giảm áp nâng mức nước trong lò lên mức cao nhất của ống thuỷ
➢ Để lò nguội từ suất của lò xuống
➢ Cấp nước vào lò để từ có sự giám sát thường xuyên của người vận hành lò hơi
➢ Việc tháo nước ra khỏi lò để vệ sinh phải có sự cho phép của người phụ trách lò hơi và chỉ được tháo nước lò khi áp suất trong lò là 0KG/cm 2 và nhiệt độ nước lò
Việc tháo nước phải thực hiện từ từ và khi đã mở van xả le hoặc kênh van an toàn
➢ Chấm dứt ngay sự hoạt động của hệ thống đốt nhiên liệu bằng nút STOP, đóng van cấp hơi, kênh van an toàn,mở van xả le
➢ Cấp đầy nước vào lò (nếu lò hơi sự cố cạn nước thì nghiêm cấm việc cấp nước vào lò)
➢ Để lò nguội từ từ dưới sự giám sát của người vận hành lò hơi
Bảo dưỡng lò
➢ Nếu lò hơi ngừng vận hành từ 1 tháng trở lên thì dùng phương pháp bảo dưỡng khô
➢ Nếu lò hơi ngừng vận hành dưới 1 tháng thì dùng phương pháp bảo dưỡng ướt
1 Phương pháp bảo dưỡng khô: Sau khi ngừng vận hành thì tháo hết nước trong lò hơi ra mở các van và dùng nước rửa sạch và đốt lò sấy khô (chú ý không đốt lửa to)
2 Phương pháp bảo dưỡng ướt: Sau khi ngừng vận hành lò hơi thì tháo hết nước trong lò ra cấp đầy nước vào lò và đốt lò tăng dần nhiệt độ nước lò đến 100 0 C
Khi đốt lò phải mở van xả le hoặc kênh van an toàn để thoát khí ,lò không tăng áp suất Ngừng đốt lò đóng van xả le và van an toàn lại
Vệ sinh và duy tu lò
➢ Tuỳ theo chất lượng nước cấp mà quyết định chu kỳ vệ sinh cáu cặn trong lò hơi thông thường từ 3 đến 6 tháng /1 lần
➢ Vệ sinh bên trong lò được thực hiện bằng phương pháp hoá chất
➢ Hoá chất được sử dụng để xử lý cáu cặn thích hợp cho nồi hơi là dung dịch NaOH 2% Đổ đầy dung dịch NaOH vào nồi hơi và đun đến ỏp suất từ 1 á3 KG/cm 2 duy trỡ từ 12á14 h hoặc lõu hơn nữa tuỳ độ dày của lớp cỏu cặn Sau khi thỏo dung dịch NaOH ra khỏi lò thì cấp nước rửa lò
➢ Việc xử lý bằng hoá chất phải do cán bộ am hiểu về hoá chất chủ trì
➢ Cứ 1 tháng vận hành phải kiểm tra lại toàn bộ lò hơi 1 lần Chú ý các loại van, ống thuỷ,áp kế, hệ thống cấp nước ,hệ thống đốt nhiên liệu,vv,vv
➢ Tháo vòi dầu kiểm tra các phần chịu áp lực và phần vữa SAMÔT xem có hư hỏng không Nếu bị hư hỏng cần khắc phục, thay thế
Từ 3á6 thỏng vận hành phải ngừng lũ kiểm tra sửa chữa toàn diện,kết hợp vệ sinh cáu cặn cho lò
➢ Lò phải ngừng vận hành ngay nếu có hiện tượng hư hỏng các bộ phận chịu áp lực của lò hơi có nguy cơ gây tai nạn nghiêm trọng
➢ Hết hạn sử dụng vận hành lò hơi (theo giấy phép của thanh tra kỹ thuật an toàn về lò hơi) Ngừng vận hành lò để tiến hành kiểm tra, sửa chữa, và đăng kiểm để sử dụng tiếp.