Pbl lò hơi 220 tấn

Nhiệm Vụ Thiết Kế

1 Sản lượng hơi quá nhiệt: Dđm= 220 T/h.

2 Áp suất hơi quá nhiệt: Pqn= 9 MPa = 90 Bar.

3 Nhiệt độ hơi quá nhiệt: tqn = 510 ºC.

4 Nhiệt độ nước cấp vào lò hơi: tnc = 215 ºC.

5 Nhiên liệu là than có các đặc tính sau:

Thành phần C lv H lv N lv O lv S lv A lv W lv

6 Nhiệt trị của nhiên liệu: Q lv &,5 MJ/kg = 26500 kJ/kg.

7 Nhiệt độ tro bắt đầu biến dạng: t1 = 1150 ºC => t3= 1350 ºC

8 Nhiệt độ không khí trong không gian lò hơi lấy bằng nhiệt độ môi trường: tkkl = 30 ºC.

Xác Định Sơ Bộ Dạng Lò Hơi

Chọn Phương Pháp Đốt Và Cấu Trúc Buồng Lửa

Đối với lò hơi có công suất đốt nhiên liệu rắn trên 25 tấn/giờ, buồng lửa phun là phương án tối ưu nhất Do đó, lò hơi công suất 220 tấn/giờ sử dụng loại buồng lửa này để đảm bảo hiệu quả đốt cháy nhiên liệu rắn, đáp ứng yêu cầu công suất cao và duy trì hoạt động ổn định.

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

Nhiệt độ bắt đầu chảy: t3= 1350°C.

Như vậy t3= 1350°C (Chọn phương pháp thải xỉ lỏng). b) Chọn kiểu lò hơi

Chọn lò hơi kiểu chữ π Đây là loại lò hơi phổ biến nhất hiện nay Ở loại này các thiết bị nặng như quạt gió, quạt khói, bộ khử khí, ống khói đều được đặt ở vị trí thấp nhất.

Chọn Cấu Trúc Bộ Phận Khác Của Lò Hơi

a) 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. b) Dạng cấu trúc bộ quá nhiệt

Chọn bộ quá nhiệt đối lưu Đối với lò hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt từ 510˚C trở xuống thì bộ quá nhiệt thường được đặt ở vùng khói có nhiệt độ dưới 1050 ℃ , thường là đặt ở đoạn đường khói nằm ngang sau cụm ống pheston Ở đây trao đổi nhiệt giữa khói và cụm ống chủ yếu là trao đổi nhiệt đối lưu, nên gọi là bộ quá nhiệt đối lưu. c) 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 1.3.2.3 , tài liệu Sách tính nhiệt, trang 12 ta có: nhiệt độ không khí nóng yêu cầu là 350-420˚C Để thu được không khí nóng có nhiệt độ cao như vậy, cần phải đặt một phần đầu ra của bộ sấy không khí trong vùng khói có nhiệt độ cao, 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 có nhiệt 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 d) Đáy buồng lửa Đối với những buồng lửa đốt nhiên liệu lỏng, nhiên liệu khí hoặc đốt bột than thải xỉ lỏng thì đáy buồng lửa có dạng đáy bằng hoặc hơi nghiêng, lỗ thải xỉ có thể đặt giữa hay ở cạnh bên.

1.2.3) Nhiệt độ khói và không khí a) 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. Đối với lò hơi có sản lượng dưới 75T/h: Độ ẩm quy dẫn: w qd = 10000 W lv

26,5 × 10 3 = 2,83 g/MJ Tra bảng 1.2, tài liệu Sách tính nhiệt, trang 14 với: W qd < 3 ; ta xác định được nhiệt độ khói thải θ th = 120 0 C. b) Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa θ bl n

Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ( θ bl n ) ( trước cụm pheston) được chọn tùy theo loại nhiên liệu, nhiệt độ biến dạng của tro

Chọn khói ra khỏi buồng lửa θ bl n =1050 0 C c) Nhiệt độ không khí nóng

Buồng lửa thải xỉ lỏng với than sử dụng là than antraxit 380-400 ℃

TÌNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU

Thể tích không khí lý thuyết

Thể tích không khí lý thuyết tính cho 1kg nhiên liệu rắn là:

V kk o =0,0889( C lv +0,375 S lv )+ 0,265 H lv −0,033 O lv ;m tc 3 / kg

Thể tích sản phẩm cháy

Khi quá trình cháy xẩy ra hoàn toàn, sản phẩm của nhiên liệu chỉ bao gồm các khí: CO 2 , SO 2 , N 2 ,O 2 và H 2 O

Trong tính toán người ta thường tính chung thể tích khí ba nguyên tử (CO2, SO2) vì chúng có khả năng bức xạ rất mạnh.

Thể tích khí ba nguyên tử:

V RO 2 =V CO 2 +V SO 2 Ở trạng thái lý thuyết ta tính hệ số không khí thừa α=1 thực tế quá trình cháy luôn xảy ra với hê số không khí thừa α>1.

2.2.1 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết

Khi cháy 1kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng:

-Thể tích khí ba nguyên tử

V RO 2 =V CO 2 +V SO 2 =0,01866( C lv +0,375 S lv ¿ ¿ 0,01866 (63,36 +0,375.0,4 )=1,26 ;m tc 3 / kg

-Thể tích Nito lý thuyết

-Thể tích hơi nước lý thuyết

V 0 H 2 O =0,111 H lv +0,0124 W lv +0,0161 V kk o +1,24 G ph ; m tc 3 / kg

Trong đó G ph là lượng hơi phun dầu vào lò, mà ở đây dung nhiên liệu than nên

Gph = 0 kg hơi/ kg dầu Vậy

-Thể tích khói khô lý thuyết

-Thể tích khói lý thuyết

2.2.2 Thể tích thực tế của sản phẩm cháy

Từ thể tích sản phẩm cháy lý thuyết ta suy ra được thể tích sản phẩm cháy thực tế với α = 1,25

VK = Vkkhô + V 0 H 2 O = V 0 kkho + ( - 1)V 0 KK + V H 2 O , m 3 tc/kg = 6,87+(1,25-1).7,03+0,69 = 9,31 m 3 tc/kg

 Phân thể tích các khí

 Khí 3 nguyên tử: r RO 2 = V RO 2/VK = 1,26/9,31= 0,14

 Nồng độ tro bay theo khói tính theo thể tích khói: μtr = 10.(A lv ab)/VK , g/m 3 tc

Trong đó, a b = 0,95 là tỉ lệ tro bay, xác định theo đặc tính tính toán của các loại buồng lửa (bảng 4-PL2, trang 145, Sách tính nhiệt thiết bị lò hơi).

2.2.2.1 Xác định hệ số không khí thừa

Hệ số không khí thừa chọn theo bảng 4, PL2, sách Tính nhiệt thiết bị lò hơi , trang 145 với buồng lửa phun thải xỉ khô có D ≥ 75 tấn/h chọn hệ số không khí thừa αbl” =1,25 cho than antraxit

Lượng không khí thừa lọt vào theo đường khói được xác định theo bảng 1, Sách tính nhiệt thiết bị lò hơi trang 174.

Bảng 2.1 Giá trị lượng không khí lọt vào trong đường khói Δα

CÁC BỘ PHẬN CỦA LÒ Δα

6 Bộ sấy không khí cấp 2 0,01

8 Bộ sấy không khí cấp 1 0,06

2.2.2.2 Lập bảng đặc tính thể tích của không khí

 Ta đã xác định hệ số không khí thừa ở cửa ra của buồng lửa αbl” phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt, phương pháp đốt và điều kiện vận hành

 Hệ số không khí thừa tại các vị trí tiếp theo được xác định bằng tổng của hệ số không khí thừa buồng lửa với lượng lọt vào đường khói giữa buồng lửa với tiết diện đang xét Δα

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

Bảng 2.2 Giá trị lượng không khí lọt vào trong đường khói và hệ số không khí thừa

Bảng 2.1 Đặc tính hệ số không khí thừa

STT Tên bề mặt đốt Δα Đặc điểm

1 Buồng lửa 0.1 Đốt than, thải xỉ khô và dàn ống không có cánh

Cụm ống lò đầu tiên với D < 50t/ h

Bộ hâm nước cấp 2 0.08 Bằng thép

Bộ sấy khồng khí cấp 2 0.08 Bằng thép

Bộ hâm nước cấp 1 0.08 Bằng thép

Bộ sấy khồng khí cấp 1 0.06 Bằng thép

 Lượng không khí ra khỏi bộ sấy không khí β"= ”bl - 0 - n =1,25 - 0,1 =1,15

∆ α 0 : lượng không khí lọt vào buồng lửa α n : lượng không khí lọt vào hệ thống nghiền than

Tính entanpi của khói và không khí

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

I o kk = V 0 kk(Cp)kk , [kJ/kg]

Trong đó: o V 0 kk: thể tích không khí lý thuyết, m 3 tc/kg o Cp : nhiệt dung riêng của không khí, kJ/m 3 tc

: nhiệt độ của không khí, 0 C

 Entanpi của khói lý thuyết được tính:

 C: nhiệt dung riêng, kJ/kgđộ

 : nhiệt độ của các chất khí, 0

Với nhiệt dung riêng thể tích trung bình phụ thuộc vào nhiệt độ (kJ/ m 3 tcK) của các khí (theo Sách kỹ thuật cháy):

 Entanpi của khói thực tế:

IK = I 0 K + (-1).I 0 kk +Itr , [kJ/kg]

Trong đó Itr được kể đến khi Itr = 10 3 ab.A lv /Q t lv > 6

Mà Itr = 10 3 ab.A lv /Q t lv = 10 3 0,95.12,4/26500 = 0,44 < 6 nên ta bỏ qua.

BẢNG 2.3 ĐẶC TÍNH SẢN PHẨM CHÁY

Kí hiệu Công thức tính Đơn vị

Hệ số không khí thừa đầu vào α' - 1.35 1.40 1.43 1.46 1.54 1.64 1.72

2 Hệ số không khí thừa đầu ra α" - 1.40 1.43 1.46 1.54 1.64 1.72 1.78

3 Hệ số không khí thừa TB A (”+')/2 - 1.37 1.415 1.445 1.5 1.59 1.68 1.75

5 Thể tích hơi nước V H2O V 0 H2O + 0.0161( - 1)V 0 kk m 3 tc /kg 0.70 0.71 0.71 0.72 0.73 0.74 0.75

7 Thể tích phân hơi nước r H2O V 0 H2O /V k - 0.06 0.063 0.061 0.059 0.056 0.053 0.05

8 Phân thể tích 3 nguyên tử r RO2 V RO2 /V k - 0.12 0.120 0.117 0.113 0.107 0.102 0.09

9 Phân thể tích của các khí r n r H2O +r RO2 - 0.18 0.183 0.179 0.173 0.164 0.155 0.149

10 Nồng độ tro bay theo khúi àt 10A lv a b /V k m 3 tc /kg 0.64 0.624 0.612 0.590 0.558 0.530 0.509

11 Thể tích không khí lý thuyết V o kk

Thể ích 3 nguyên tử khí lý thuyết V RO2 V CO2 + V SO2 = 0,01866(C lv +0,375S lv ) m 3 tc /kg 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26

13 Thể tích hơi nước lý thuyết V 0 H2O 0.112H lv +0.0124W lv +0.0161V 0 kk m 3 tc /kg 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66 0.66

14 Thẻ tích N2 lý thuyết V 0 N2 0.008N lv +0.79V 0 kk m 3 tc /kg 5.61 5.61 5.61 5.61 5.61 5.61 5.61

16 Đọ tro làm việc A lv % 12.4

0 12.40 12.40 12.40 12.40 12.40 12.40 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: PBL LÒ HƠI GVHD: PHẠM DUY VŨ

Bảng 2.4 Entapi của khói và không khí lý thuyết

Nhiệt độ (Cθ)) RO2 (Cθ)) N2 (Cθ)) H2O (Cθ)) KK I o RO2 I o N2 I o H2O I o KK I o K θ),°C kJ/m 3 tc kJ/m 3 tc kJ/m 3 tc kJ/m 3 tc kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg

Thống số BL Và PH BQN2 BQN1 BHN2 BSKK2 BHN1 BSKK1

Nhiệt độ kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg

CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI

Xác định lượng nhiệt đưa vào lò

 Cân bằng nhiệt được thực hiện đối với trạng thái nhiệt ổn định của thiết bị lò hơi và tính cho 1kg nhiên liệu rắn.

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

 Qđv: Nhiệt lượng đưa vào lò, [kJ/kg]

 Q1: Nhiệt lượng sử dụng hữu ích, [kJ/kg]

 Q2: Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi, [kJ/kg]

 Q3: Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học, [kJ/kg]

 Q4: Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học, [kJ/kg]

 Q5: Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh lò hơi, [kJ/kg]

 Q6: Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài, [kJ/kg]

 Nhiệt lượng đưa vào lò tính cho 1kg nhiên liệu rắn được xác định theo công thức:

Qđv = Q t lv + Q kk n + Qnl + Qph – Qđ

 Q t lv : Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu, [kJ/kg]

 Q kk n : Nhiệt lượng do không khí nóng mang vào, chỉ tính khi không khí được sấy nóng trước bằng nguồn nhiệt bên ngoài lò Vì ở đây đây không khí được sấy bằng khói lò ở BSKK nên Q kk n = 0, [kJ/kg]

Do nhiệt độ nhiên liệu bằng nhiệt độ môi trường nên nhiệt lượng nhiên liệu đưa vào lò (Qnl) rất nhỏ và không đáng kể Vì vậy, trong tính toán có thể bỏ qua thành phần này.

 Qph: Nhiệt lượng do dùng hơi phun sương mazut vào lò, [kJ/kg] Vì ta sử dụng nhiên liệu than nên Qph = 0

 Qđ: Lượng nhiệt tổn thất do phân hủy carbonat khi đốt đá dầu, [kJ/kg]

Vì vậy, Qđv = Q t lv = 26500 kJ/kg

Nhiệt lượng sử dụng hữu ích trong thiết bị lò hơi

 Nhiệt lượng sử dụng hữu ích trong thiết bị lò hơi trong trường hợp tổng quát được xác định từ biểu thức sau:

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

Lưu lượng hơi quá nhiệt (Dqn), hơi bão hòa (Dbh), nước xả lò (Dx) và hơi quá nhiệt trung gian (Dtg) đều được đo bằng kg/s Do khối lượng Dbh và Dx trong lò rất nhỏ nên không đáng kể, bên cạnh đó hệ thống không sử dụng bộ quá nhiệt trung gian nên Dtg bằng 0.

 iqn, inc, ibh, is, i’tg, i”tg: Lần lượt là entanpi của hơi quá nhiệt, nước cấp, hơi bão hoà, nước sôi, đầu vào và đầu ra của bộ quá nhiệt trung gian [kJ/kg]

Qhi = Dqn.(iqn – inc) Trong đó:

Tra bảng 22, trang 246, Bài tập cơ sở Kĩ thuật nhiệt với pqn = 9 Mpa và tqn = 510 ℃ , ta có iqn = 3386,1 [kJ/kg]

Tra bảng 16, trang 231, TL 4 với tnc= 215 ℃ , ta có inc = 920,7 [kJ/kg] Suy ra:

 Khi tính cho 1 kg nhiên liệu rắn, ta có:

B: Lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1giờ [kg/h].

Xác định các tổn thất nhiệt của lò hơi

3.3.1 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học q 4 [%]

 Được xác định qua lượng nhiên liệu (carbon) chưa cháy lẫn trong xỉ, trong khói bay ra khỏi buồng lửa Vì ta dùng buồng lửa phun thải xỉ khô với lò có

D = 160 T/h nên theo bảng 3, trang 144, Sách tính nhiệt thiết bị lò hơi, ta có q4 = 5% q4 = Q 4 Q đv 100 Q4 = q 4 Q đv 100 = (5.26500)/100 = 1325 [kJ/kg]

3.3.2 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi q 2 [%]

 Được xác định qua hiệu số giữa entanpi của sản phẩm cháy ở chỗ ra khỏi lò hơi và entanpi của không khí lạnh, tổn thất nhiệt này phụ thuộc vào nhiệt độ khói thải đã chọn th và hệ số không khí thừa α th , được xác định theo công thức: q2 = Q 2 Q đv 100 = ( I th −α th I kkl o ) (100− q 4 )

 Ith: Entanpi của khói thải, [kJ/kg] với θ th 0 ℃ , α th =1,78 (chương 1 bảng 1) Dựa vào bảng 2.5 và công thức tính entanpi của khói thực tế, ta tính gần đúng bằng phương pháp nội suy và được kết quả như sau: Ith = 2080 kJ/kg

 I 0 kkl: entanpi không khí lạnh ở nhiệt độ tkkl = 30 0 Cvà α =1 , có

 Ckkl: Là nhiệt dung riêng của không khí lạnh [kJ/m 3 tc]

 tkkl: Nhiệt độ không khí lạnh tkkl 0 ℃

 V 0 kk: Thể tích không khí lí thuyết [m 3 tc/kg]

3.3.3 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học q 3 [%]

 Giá trị của q3 được tìm trong các bảng giới thiệu các đặc tính buồng lửa, phụ thuộc vào loại nhiên liệu, biện pháp đốt và kết cấu của buồng lửa Vì ta dùng buồng lửa phun thải xỉ khô với lò có D = 220 T/h nên theo bảng 3, trang

3.3.4 Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh lò hơi q 5 [%]

 Theo đồ thị q5 = f(D) hình 3-1, trang 26, tài liệu 1, với D = 220 t/h, ta được q5 = 0,56 %

3.3.5 Tổn thất nhiệt vật lý của xỉ thải ra ở đáy buồng lửa q 6 [%]

 Tổn thất nhiệt vật lý của xỉ q6 khi đốt nhiên liệu trong buồng lửa thải xỉ khô rất nhỏ và chỉ được tính cho nhiên liệu có nhiều tro khi A lv > 2,5 Q t lv , trong đó

Q t lv có đơn vị là MJ/kg Có A lv = 12,4 < 2,5.26,5 q6 = 0%

Hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu

3.4.1 Hiệu suất nhiệt lò hơi

 Ở đây hiệu suất lò hơi được xác định theo công thức:

3.4.2 Lượng nhiên liệu tiêu hao của lò hơi

 Lượng nhiên liệu tiêu hao thực tế của lò hơi:

 Lượng nhiên liệu tiêu hao 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.

TÍNH NHIỆT BUỒNG LỬA

Xác Định Các Kích Thước Và Bố Trí Vòi Phun Nhiên Liệu

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

4.1.1 Thể tích buồng lửa V bl

Thể tích buồng lửa được giới hạn bởi các bề mặt: mặt phẳng đi qua trục các dàn ống sinh hơi đặt xung quanh tường và trần buồng lửa; bề mặt đi qua trục dãy ống đầu tiên của bó ống; mặt phẳng ngang chia đôi chiều cao phễu tro lạnh.

Thể tích Vbl để cháy kiệt nhiên liệu với αmin phụ thuộc loại nhiên liệu, phương pháp đốt:

LV q v q v được chọn theo bảng 4.6, TL1 qv quá lớn thì Vbl nhỏ, tăng q4 và giảm Hbl, sẽ giảm D và tăng θ)bl” gây bám xỉ qv quá lớn thì Vbl lớn, tăng vốn đầu, giảm θ)bl, cháy kém gây đóng xỉ ta chọn qv = 145 kW/m 3

4.1.2 Tiết diện ngang của buồng lửa f bl m 2

Tiết diện ngang của buồng lửa được tính toán dựa trên lượng nhiệt tỏa ra từ nhiên liệu, toàn bộ lượng nhiệt sinh ra khi cháy nhiên liệu Điều này quyết định kích thước và thiết kế của buồng lửa, đảm bảo quá trình đốt cháy nhiên liệu hiệu quả và tạo ra đủ nhiệt để tạo hơi nước trong nồi hơi.

LV và nhiệt thế tiết diện ngang của buồng lửa q f tt , [Kw/m 2 ] f bl = B tt q Q t LV f tt

Nhiệt thế tính toán q f tt phụ thuộc vào dạng nhiên liệu, phương pháp đốt và công suất nhiệt của buồng lửa Giá trị giới hạn của nhiệt thế tiết diện ngang của buồng lửa qf cho trong bảng 4.2a và 4.1b

Chọn q f tt = 0,5qf giá trị giới hạn của nhiệt thế tiết diện ngang buồng lửa đối với buồng lửa thải xỉ lỏng qf = 3500 kW/m 2

Khi thải xỉ lỏng, đốt khí và mazut, cũng như khi bố trí vòi phun một tầng trong trường hợp thải xỉ khô lấy bằng: b= (5-7)Dv Đối với lò hơi có công suất định mức 220 T/h tra bảng 4.2 trang 32 TL 2 ta có đường kính miệng ra của lỗ đặt vòi phun Dv 0 mm = 0,85 m.

Với nhiên liệu rắn và kiểu đốt phun ta chọn b= 7.Dv = 7.0,85= 5,98 m

Sau khi xác định tiết diện ngang và chiều sâu buồng lửa, ta tìm được chiều rộng buồng lửa: a= fbl/b ; m e,32/5,98 = 10,98 m

4.1.3.3 Xác định chiều cao buồng lửa

Chiều cao buồng lửa được lựa chọn trên cơ sở bảo đảm chiều dài ngọn lửa để nguyên liệu cháy kiệt trước khi ra khỏi buồng lửa

Theo TL 1, trang 34, đối với buồng lửa phun có D = 150-230 T/h thì lnl = 14- 16m ta chọn lnl= 16m

Vậy giá trị chiều cao buồng lửa Hbl ít nhất phải có giá trị ≥ 16 [m]

Giá trị cụ thể tính theo lnl = l1+l2+l3 và chiều cao từ vòi phun đến đáy và đoạn nằm trên cụm festoon.

Với l1= 0.5b và hr (chiều cao đoạn nằm ngang sau lối ra buồng lửa lấy bằng 0.9.b) Ta xác định l3 được thiết kế trong Autocad từ l3 ta tính từ giá trị max trừ đi được I2

Từ các giá trị ta xác định được hình vẽ sơ bộ buồng lửa trong autocad và xác định được chiều cao buồng lửa: Hbl 18,1 m 2

4.1.4 Cách bố trí vòi phun trên tường buồng lửa

Chọn bố trí vòi phun 1 tầng, gồm 4 vòi phun đặt ở tường trước ĐẶC ĐIỂM BỐ TRÍ VÒI PHUN KHOẢNG CÁCH TƯƠNG ĐỐI

Từ trục của tầng dưới cùng vòi phun đến bắt đầu mặt nghiêng của phễu tro lạnh

Giữa các trục vòi phun theo đường nằm ngang

Từ trục vòi phun ngoài cùng đến tường liền kề

4.1.4.1 Phần dưới của buồng lửa

Vì là buồng lửa thải xỉ lỏng phần dưới của các tường trước và sau của buồng lửa được uốn một góc khoảng 900 và chúng được nối với nhau ở tâm buồng lửa để tạo ra đáy buồng lửa hơi nghiêng (~100 ) so với phương nằm ngang nhằm mục đích cho xỉ dễ chảy Người ta bọc vật liệu chịu lửa cho phần dàn ống đứng ở gần đáy và dàn ống ở đáy để tạo ra nhiệt độ cao ở vùng này giúp tro dễ chảy lỏng Ở trung tâm của đáy buồng lửa theo chiều rộng buồng lửa người ta làm một đến hai lỗ có tiết diện hình chữ nhật hay tròn để thải xỉ lỏng, kích thước lỗ bằng

4.1.4.2 Chiều cao cửa khói ra ở tường sau của buồng lửa h r

Chiều cao cửa khói ra ở tường sau của buồng lửa hr được chọn gần bằng chiều sâu buồng lửa: hr = 0,9.5,98 = 5,335

Chiều cao của mành ống đặt đứng (có kể đến độ nghiêng của mặt dưới đường khói nằm ngang) được chọn theo TL 2, trang 49: hm = 1,2.hr = 1,2.5,98 =7,4 [m]

Phụ thuộc vào công suất của lò hơi và giá trị cho phép của nhiệt thế thể tích của buồng lửa qv

Vì vậy trước hết cần xác định thể tích tổi thiểu cho phép của buồng lửa trên cơ sở đảm bảo nhiên liệu cháy kinh tế

Trong đó: qv là nhiệt thế thể tích buồng lửa được chọn theo bảng 4 phụ lục 2 tài liệu [2] trang 50, ta có qv = 145 Kw/m 3

Ta có V bl min = 6,41 145 26500 = 1171.22 m 3 Thể tích tính toán thực tế của buồng lửa sơ bộ:

Ta tính V bl tt > V bl min là hợp lý nên không cần tính lại.

Nếu biết thể tích tính toán của buồng lửa Vbl tt thì tổng diện tích các tường buồng lửa (không có dàn ống đặt trong giữa buồng lửa để nhận nhiệt cả hai phía của ống) có thể xác định theo công thức sau:

Các đặc tính nhiệt của buồng lửa

4.2.1 Nhiệt lượng hữu ích sinh ra trong buồng lửa

Sự truyền nhiệt cho dàn ống sinh hơi đặt trong buồng lửa chủ yếu diễn ra qua bức xạ nhiệt từ tâm ngọn lửa có nhiệt độ cao, các hạt tro nóng và các khí ba nguyên tử chiếm nhiều phần thể tích trong buồng lửa.

Lượng nhiệt truyền trong buồng lửa được xác định bởi hiệu giữa nhiệt lượng sinh ra hữu ích trong vùng cháy và entanpi của khói ở cửa ra khỏi buồng lửa.

Nhiệt lượng sinh ra hữu ích trong buồng lửa ( tính cho 1kg nhiên liệu rắn hay lỏng hoặc 1 m3 nhiên liệu khí):

Q bl = Q t lv 100 −¿ ¿ + Q kk - Q kkng + Q th (công thức 4-19b, TL 2) Trong đó:

 Q t lv :nhiệt trị làm việc thấp của nhiên liệu

 Q kkng : nhiệt do không khí được sấy sơ bộ bằng nguồn nhiệt bên ngoài lò; Q kkng

 Q th : nhiệt do khói thải tuần hoàn từ đuôi lò về buồng lửa; Qth = 0

 Q kk nhiệt do không khí mang vào buồng lửa (nhiệt lượng do không khí nóng và nhiệt lượng do không khí lạnh lọt vào)

Q kk = ( bl -  bl -  ng ) V 0 kk (Ct) kkl + ( bl +  ng ) V 0 kk (Ct) kkl

 bl: Hệ số không khí thừa buồng lửa bl =1,25 kW/m 2

 bl: Hệ số lọt không khí lạnh vào buồng lửa Với bl = 0,1

 ng: Hệ số lọt không khí lạnh vào hệ thống nghiền than ng =0,1

 I 0 kkn Tính ở chương 2 với nhiệt độ 380 C⁰C

 I 0 kkl Tính ở chương 2 với nhiệt độ 30 C⁰C

Q kk = (1,25-0,1-0,1) I 0 kkn +(0,1+0,1) I 0 kkl = 4366.57 [kJ/kg]

4.2.2 Lượng nhiệt trao đổi bức xạ trong buồng lửa:

Q bx = φ (Qbl – I”bl) kJ/kg Trong đó φ : Hệ số giữ nhiệt(bảo ôn) φ =1 η+qq5 − q 5 (Công thức 4-26 trang 42, TL 1)

I”bl : Entanpi đầu ra của buồng lửa Chọn theo θ ”bl 50 ℃ ta được I”bl

337 kJ/kg theo bảng 2.5 chương 2

4.2.3 Nhiệt độ cháy lí thuyết θ a

Nhiệt độ tính toán cực đại của khói (θa) không đạt được trong thực tế, nhưng tương ứng với nhiệt lượng sinh ra cực đại (Qbl) Để tính nhiệt độ này, ta sử dụng biểu thức θa = Qbl / (∑Vi.Ci), trong đó:- Vi là thể tích của sản phẩm cháy ở điều kiện tính toán.- Ci là nhiệt dung riêng của sản phẩm cháy ở điều kiện tính toán.

Dựa theo số liệu ở bảng 2.5 của chương 2 đã tính ở trên theo giá trị Q bl đã biết bằng cách nội suy trong vùng nhiệt độ khói cao ứng với giá trị α bl và lấy.

Ik = Qbl Với Qbl = 33656.04 kJ/kg Suy ra θ a 73,7 ℃

Tính trao đổi nhiệt trong buồng lửa một buồng

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

 Hệ số M phụ thuộc vào vị trí tương đối của tâm ngọn lửa theo chiều của buồng lửa Giá trị của M khi đốt các dạng nhiên liệu khác nhau bằng vòi phun sẽ khác nhau

 Đối với buồng lửa đốt nhiên liệu là than antraxit theo công thức 4-28b, trang

 Theo công thức 4-29, trang 43, TL 1 ta có thể tính được Xbl

Trong đó hbl: Khoảng cách từ đáy buồng lửa đến giữa cửa ra buồng lửa

(gọi là chiều cao chung của buồng lửa) Bằng hbl,1 hvp: chiều cao bố trí vòi phun, đó là khoảng cách từ đáy buồng lửa đến trục vòi phun, với 1 tầng thì khoảng cách bằng 2 Suy ra Xbl = 18,1 2 = 0,111

Bước ống của dàn ống sinh hơi ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tường lò và đảm bảo quá trình cháy ổn định

Lò sản xuất hơi có áp suất không lớn lắm nên chọn ống d = 60×5mm.

Bước ống trong buồng lửa s = 1,25d = 75mm

Khoảng cách từ tâm dàn ống sinh hơi đến tường e = 0,8d Hm

Hệ số góc tường của dàn ống: tra toán đồ 5 tài liệu 3 cho e=0,8d và s/d=1,25 ta được hệ số góc χ= 0,975

4.3.3 Độ đen của buồng lửa

 Độ đen của buồng lửa (hay hệ số bức xạ nhiệt của buồng lửa) abl có ảnh hưởng đến kích thước bề mặt các dàn ống hấp thu nhiệt

 Được xác định bởi sự bức xạ của ngọn lửa anl choán đầy buồng lửa và hiệu quả nhiệt của các bề mặt dàn ống ψtb Đối với buồng lửa phun ta có: a bl = a nl a nl +q(1-a nl ).Ψ tb

 Ψ tb: Hệ số sử dụng nhiệt hữu hiệu

Theo công thức 4-31, trang 44, TL 1 ta có Ψ tb = ζ.X

Với ζ : Hệ số bám bẩn Đối với nhiên liệu là than antraxit ta chọn ζ 0,45

 anl: Độ đen của ngọn lửa Vì đốt nhiên liệu là than antraxit nên ta có a nl = m.a s +(1-m).a k

Trong đó: m: hệ số phụ thuộc vào phụ tải nhiệt và buồng lửa

Vì qv 5 < 400 kW/m 3 nên m=0,55 a s , a k: là độ đen phần sáng và không sáng của buồng lửa

 Độ đen phần sáng của buồng lửa as

 s: Chiều dài hiệu quả của lớp bức xạ trong buồng lửa, theo công thức 4-

41, trang 47, TL 1 ta có công thức: s= 3,6V bl F = 3,6.1176,37

 kk, kh: Hệ số làm yếu bức xạ của khí 3 nguyên tử và hạt muội k h = 0,03.(2- α ”bl )(1,6 1000 T” bl - 0,5) C lv H lv

Với pk: Áp suất khí 3 nguyên tử, pk = p.rk = 1.0,4 =0,4 atm

Suy ra: kk = ( 0,78+ √ 0,4.5,43 1,6 0,07 −¿ 0,1) ( 1-0,38 1323 1000 ) = 0,02 [1/mMPa] rk: Phân thể tích khí 3 nguyên tử rk = 0,4 Suy ra: a s = 1-e -(0,02.0,4+0,6).1.5,43 = 0,964

 Độ đen phần không sáng của buồng lửa ak a ks =1−e −k k r k p s =1 −e −0,02.0,4.1 5,43

4.3.4 Nhiệt dung trung bình của khói thải

Theo công thức 4-73, trang 56, TL 1

4.3.5 Kiểm tra nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa

Tiêu chuẩn Boltzmann đối với buồng cháy

Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa:

Do θ)”bl lệch không quá 5% so với giả thiết nên không cần tính lại

Vậy nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa là θ)”bl58,6 0 C khi đó entanpi khói thải

I”bl ≈ 12442,5 kJ/kgVậy Qbx = (Qbl – I ” bl) = 0,99 ( 33656,04 -12344,2) = 21101.1 kJ/kg.

Phần Phân Phối Nhiệt

8 φ B tt ( VC )tb 5,65 a bl F bl T a 3 θ bl ” = T a

1+0,4 / Bo 0,6 −273 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: PBL LÒ HƠI GVHD: PHẠM DUY VŨ

Hệ số kể đến sự hấp thụ nhiệt không đều theo chiều cao buồng lửa y 0.7

Lượng nhiệt bức xạ cụm pheston Qbx ph=y*Qbl bx*H bx ph*Btt/H bx bl kW 12803 Lượng nhiệt đối lưu của cụm pheston nhận được Qdlph=φ(I"bl-I"ph) kW 1298.3 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của cụm pheston Q ph =Q đl ph.Btt+Q bx phe kW

Nhiệt lượng hấp thụ bằng bức xạ từ buồng lửa của bộ quá nhiệt cấp II Q bx bqn2=Q bx ph.(1 – χ p) kW 3789.6

Nhiệt lượng hấp thụ bằng bức xạ của dàn ống sinh hơi Q bx sh được tính bởi công thức Q bx sh = Q bx bl*Btt - (Q bx ph + Q bx bqn2) (kW), trong đó, Q bx bl là nhiệt lượng hấp thụ của dàn ống, Btt là hệ số bức xạ toàn phần của ống đen với nhiệt độ mặt trong của ống, Q bx ph là nhiệt lượng hấp thụ của phân tử hơi và Q bx bqn2 là nhiệt lượng hấp thụ của phân tử bẩn trong hơi Ngoài ra, entanpi của hơi bão hòa theo áp suất 90 bar i"bh có giá trị là 2873 kJ/kg.

Entanpi của hơi quá nhiệt tại áp suất 90 bar và nhiệt độ 540 °C i"qn kJ/ kg 3224.6

Nhiệt lượng hấp thụ của bộ quá nhiệt Qqn=D.(i"qn-i"bh) kW

21486. 67 Nhiệt lượng hấp thu bằng đối lưu của bộ quá nhiệt cấp II Q dl bqn=Qqn-Q bx bqn2+D kW

Tổng lượng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nước Qhn=Qhi*-(Q bs sh+Qqn+Qph) kW

8082.4 4 Độ sôi của bộ hâm nước i'hn=inc kJ/ kg 920.7

Lượng nhiệt hấp thụ của nước trong bộ hâm nước khi sôi Q ht hn=Dqn.(i"bh-i'hn) kW 119307

TÍNH NHIỆT CỤM FESTON

Đặt tính cấu tạo của cụm festoon

Dãy ống pheston chính là các ống của dàn ống sinh hơi tường sau nối với bao hơi tạo thành cụm ống 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 cụm pheston được bố trí thành 4 dãy, để tránh bám tro xỉ ta bố trí các ống thưa ra và so le nhau.

Bảng 5.1 Đặt tính cấu tạo cụm feston

Số dàn ống n Dãy 4 Đường kính ngoài của ống d mm 60

Bước ống ngang tương đối S1/d 5

Bước ống dọc tương đối S2/d 3.33

Số ống mỗi dãy z=(a-1)/s1 ống 30

Chiều dày hữu hiệu lớp bức xạ khói S = 0,9d.( (4*S1*S2)/(π*d 2) – 1) m 1.1

Hệ số góc toàn cụm pheston χp 0.71

Bề mặt hấp thụ nhiệt của mỗi dãy Hi=πdLZ m 2 40

Tổng diện tích bề mặt pheston Hp=4Hi m 2 160

Diện tích bề mặt chịu nhiệt bức xạ Hph bx=Hp*χp m 2 114

Diện tích bề mặt chịu nhiệt đối lưu Hph dl=Hp-Hph bx m 2 46

Xác định đồ thị 3 điểm:

Nhiệt độ khỏi ra khỏi buồng lửa  bl ’’ o C 1050 1050

Nhiệt độ khói ra sau cụm pheston  pt ’’ o C 950 1000

Nhiệt độ trung bình khói qua feston θ)tb pt =(θ) bl ’’ + θ) pt ’’ )/2 o C 1000 1025

Entanpi khói sau buồng lửa I bl ’’ kJ/kg 12337 12337

Entanpi khói sau pheston I pt ’’ kJ/kg 11030.3 11676.7

Lượng nhiệt khói truyền đi ứng với 1kg nl Q cb k =φ(ΔIpt +Δα.Ikkl0) kJ/kg 1298.29 656.04

Nhiệt độ hơi bảo hòa ở pheston t bh o C 303.32 303.32

Tiết diện lưu thông của khói F-ZLd m2 52.57 52.57

Tốc độ khói đi qua cụm pheston m/s 5.503 5.611

Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O 0.07 0.071

Thành phần thể tích khí 3 ng/tử rR2O 0.14 0.135

Nồng độ tro bay theo khói μ 0.64 0.642

Hệ số tỏa nhiệt của khói (α đl ) α 1 =αđl = CsCzCvl αH W/m 2 °C 44.87616 46.5696

Hệ số bám bẩn m 2 k/w 0.0105 0.0105 Độ chênh nhiệt độ trung bình ΔT = θ)tb- tbh 0 K 696.68 721.68

Nhiệt độ vách ống có bám bẩn t v =tbh+Δt 0 C 383.32 383.32

Hệ số làm yếu bức xạ bởi các hạt tro bay k tr u rt

Hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường K=k k r k +k tr u tr cm 2 / m.kG 19.28 19.28 Độ đen của môi trường khói aks=1– e -kps 1.0 1.00

Hệ số tỏa nhiệt bức xạ α bx W/m 2 °C 165 180

Hệ số toả nhiệt chung α 1 = ( α đl + α bx ) W/m 2 °C 209.87616 226.5696

Diện tích bề mặt chịu nhiệt đối lưu và bức xạ H=H Ph dl + H Ph bx m2 160 160

Lượng nhiệt bề mặt feston hấp thu ứng với 1kg nhiên liệu kW 1200.25 1272.59

Nhiệt độ khói ra khỏi cụm feston °C 956

Entanpi khói sau pheston kJ/kg 11107.9

Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu của dãy pheston Q đl ph = φ(I” bl - I” ph ) kW 1221.2

Bảng 5.2 Phân phối nhiệt lượng cho từng bề mặt đốt

Hệ số kể đến sự hấp thụ nhiệt không đều theo chiều cao buồng lửa y 0.75

Lượng nhiệt bức xạ cụm pheston Q bx ph =y*Q bl bx -H bx ph *B tt /H bx bl kW

Lượng nhiệt đối lưu của cụm pheston nhận được Q dlph =φ(I" bl -I" ph ) kW

5 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của cụm pheston Q ph =Q đl ph B tt +Q bx phe kW 23244.4

Nhiệt lượng hấp thụ bằng bức xạ từ buồng lửa của bộ quá nhiệt cấp II Q bx bqn2 =Q bx ph (1 – χ p ) kW 4015.6065

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

Q bx sh =Q bx bl *B tt - (Q bx ph +Q bx bqn2 ) kW 108515.39

Entanpi của hơi bão hoà theo áp suất 90 bar i" bh kJ/kg 1363.70

Entanpi của hơi quá nhiệt tại áp suất 90 bar và nhiệt độ 540 °C i" qn kJ/kg 3532.00 Nhiệt lượng hấp thụ của bộ quá nhiệt Q qn =D.(i" qn -i" bh ) kW 132507.22

Nhiệt lượng hấp thu bằng đối lưu của bộ quá nhiệt cấp II Q dl bqn =Q qn -Q bx bqn2 +D kW 128491.62 Đồ thị 3 điểm

Dựa vào đồ thị trên ta xác định được nhiệt độ trung bình của khói ra khỏi pheston θ)”ph= 956 o C Dựa vào bảng 2.2 ta xác định được I”ph = 15017 kJ/kg

Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu của dãy pheston:

Q đl ph = φ(I”bl - I”ph) = 0,993(15017,5 –11848,86) = 1108,90 kJ/kg

TÍNH NHIỆT THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT

Bộ giảm ôn

Do trường nhiệt độ và tốc độ khói không đều theo chiều rộng đường khói của lò, bám bẩn trên bề mặt khói cũng không đồng đều nên hệ số tóa nhiệt α1 từ khói đến vách ống sẽ không đều nhau, mặt khác trở lực của hơi chuyển động trong các ống xoắn cũng không đều nhau làm cho hệ số tỏa nhiệt α2 từ vách ống đến hơi cũng không đồng đều, nghĩa là khả năng hấp thụ nhiệt của các ống xoắn sẽ khác nhau dẫn đến có sự chênh lệch nhiệt độ giữa các ống xoắn của bộ quá nhiệt Để khắc phục hiện tượng này, khi bố trí bộ quá nhiệt người ta áp dụng một số biện pháp nhằm làm giảm bớt độ chênh lệch này ta tổ chức cho các dòng hơi đi chéo từ ống góp của phần này sang ống góp phần kia

6.1 Thiết Kế Bộ Quá Nhiệt Cấp II

Vì bộ quá nhiệt cấp II làm việc ở vùng nhiệt độ cao nên để tránh hiện tượng đóng xỉ ta bố trí các ống của bộ quá nhiệt kiểu song song.

Bước ngang đoạn song song : s1/d ≥ 4,5

Bước dọc đoạn song song : S2/d > ≥ 3,5

Vật liệu chế tạo là thép carbon, chon  34/3 Bán kính uốn nhỏ nhất là 75 mm

Tốc độ hơi thường được chọn theo trị số tốc độ khối lượng  kg/m 2 s theo kinh nghiệm đối với bộ quá nhiệt cấp 2  P0÷1200 kg/m 2 s Chọn  0 kg/m 2 s

Tiết diện cho hơi đi qua :

Tốc độ khói đi trong bộ quá nhiệt từ 10m/s đến 12m/s Vì chiều rộng lò hơi cố định nên tốc độ khói sẽ do chiều cao quyết định Chiều cao đường khói thườn từ 3÷5m.Trong thiết kế này chọn chiều cao trung bình là 5m

Bảng 7.1 Kết cấu bề mặt trao đổi nhiệt BQN II Đường kính ngoài ống mm d 34

Bề dày ống mm δ 4 Đường kính trong ống mm d2 = d – 2δ 26

Bước ống ngang tương đối mm σ1=S1/d 3.5

Bước ống dọc tương đối mm 2 = S2/d 2.5

Số dãy ống dọc ống nd 10

Chiều dài trung bình 1 đoạn uốn m Lu 3

Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách mm e 51

Chọn tốc độ tối ưu cho môi chất trong bộ quá nhiệt (18-25m/s) m/s ω 18

Khối lượng riêng hơi kg/ m3 ρ 25

Lưu lượng hơi trong một ống Gống=ρωf 0.410

Số ống theo hàng ngang ( Vuông góc theo đường đi của khói) ống

Kiểm tra bước ngang tương đối σ1 2.4200

Bước ngang của ống mm S1 82

Bề mặt trao đổi nhiệt dàng ống m 2 H=Z1*f*L 838

Chiều cao đường khói vào m h' 6.5

Chiều cao đường khói ra m h" 4.5

Diện tích đường khói đầu vào BQN 2 m 2 F' 61.30

Diện tích đường khói đầu ra BQN2 m 2 F" 42.44

Diện tích trung bình đường khói bộ quá nhiệt m 2 F/'F"/(F'+F") 50.15

Tiết diện lưu thông của khói m 2 Fkhoi=F-Z1*L.d 18.77

Lưu lượng thể tích khói trung bình trong bộ quá nhiệt 2 m 2 /s

Bảng 7.2 CÔNG SUẤT NHIỆT CỦA BỘ QUÁ NHIỆT II

Nhiệt độ khói vào bộ quá nhiệt

Entanpi khói vào BQN II kJ/ kg I'qnII 15017.5

Chọn nhiệt độ khói ra BQN II °C θ)''bqnII 800 700

Nhiệt độ khói trung bình BQN

Entanpi khói ra BQN II kJ/ kg I" qnII

Lượng nhiệt do khói đối lưu BQN II kW

Q đl bqn =φ.B tt (I' qnII - I" qnII +Δα qnII I kkl ) 16160 26233

Tổng lượng nhiệt hấp thụ của

64 30022. 74 Áp suất đầu ra của hơi bar p"bqn 90 90

Nhiệt độ của hơi đầu ra BQN II °C t''qnII 510 510 Entanpi của hơi đầu ra BQN II kJ/ kg i''qnII 3484 3484 Áp suất đầu vào của hơi bar p'bqn 94.5 94.5

Entanpi của hơi đầu vào BQN II kJ/ kg i'qnII 3157.6 3347.5

Nhiệt độ của hơi đầu vào BQN

Nhiệt độ trung bình của hơi

BQN II °C t tb qnII 460 466.5 Áp suất trung bình của hơi bar p tb 92.25 92.25

Thể tích riêng trung bình của hơi nước

Tính hệ số toả nhiệt của hơi

Hệ số hiệu chỉnh Cd 0.97 0.97

Hệ số toả nhiệt của hơi quá nhiệt α2

Tính hệ số toả nhiệt của khói

Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O 0.06 0.063

Thành phần thể tích khí 3 ng/tử rR2O 0.12 0.120

Tổng thành phần thể tích của các khí 3 nguyên tử rk

0.18 0.18 Nồng bộ tro bay theo khói m 3 tc/ kg utr

11.25 Đường kính hạt tro bay μm dtr 13 13

Nhiệt độ khói trung bình BQN

Tốc độ khói trung bình m 2 /s ωk 14.32 13.70

Hệ số hiệu chỉnh của khói

Hệ số toả nhiệt lý thuyết

Hệ số toả nhiệt đối lưu của khói

Hệ số làm yếu bức xạ bởi khói Kk 2.1 2.1

Hệ số làm yếu bức xạ của tro bay Ktr 9.5 9.3

Hệ số làm yếu bức xạ ở BQN 2 K=kkrk+ktrutr 107.25 105.00

Chiều dày hiệu quả của lớp bức xạ trong buồng lửa m

( (4*S1*S2)/(π*d 2 )- 1) 0.21 0.21 Độ đen của môi trường khói aks=1– e -kps 0.89 0.88

Nhiệt độ vách ống có bám tro °C t tb qnII +t 540 546.5

Hệ số tỏa nhiệt bức xạ

Hệ số sử dụng kể đến độ bao phủ ống và hệ số bám bẩn Ψ 0.75 0.75

Hệ số toả nhiệt từ khói đến vách W/ m 2 °C α1=ξ(αdl+αbx) 97.19 97.65

W/ m 2 °C 70.54 70.78 Độ chênh nhiệt độ trung bình °C θ)'bqnII 956.00 956.00 °C θ)''bqnII 800 700 °C t'qnII 410 423 °C t''qnII 510 510 °C Δt0 446.00 446.00 °C ΔtF 390 277 Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit theo sơ đồ ngược chiều °C Δtnc

R 1.6 2.9 ƹΔtΔt 1 0.99 Độ chênh nhiệt độ trung bình °C Δt 417.4 354.8

Nhiệt lượng tính theo truyền nhiệt kW Q tn bqn2 =K.Δt.H qnII

- Dựa vào đồ thị trên ta xác định được nhiệt độ khói ra khỏi bộ quá nhiệt cấp 2:

= 739 0 C Dựa vào bảng 2.5 ta xác định được = 11562 kJ/kg

- Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu của BQN cấp 2:

- Lượng nhiệt hấo thu bức xạ BQN cấp 2:

- Tổng nhiệt hấp thu của BQN cấp 2 :

- Entanpi hơi đầu vào của BQN cấp 2:

- Nhiệt độ hơi đầu vào BQN cấp 2: Từ entanpy tra bảng hơi quá nhiệt có P = 90 bar, = 3224.6 kJ/kg = 415.3 0 C

6.2 Thiết kế bộ quá nhiệt cấp I

Vì bộ quá nhiệt cấp I nằm sau đường khói của bộ quá nhiệt cấp II nên có nhiệt độ thấp nguy cơ đóng xỉ trên ống thấp, các ống xoắn thường bố trí so le Ngoài ra, do bộ quá nhiệt cấp I nằm ở vùng có nhiệt độ khói thấp nên để tăng cường trao đổi nhiệt ta bố trí so le nhưng đảm bảo:

 Vật liệu làm thép cacbon, uốn gấp khúc nhiều lần đảm bảo đường khói cắt đường hơi nhiều lần

 Chọn đường kính ống 38 mm x3 mm , bán kính uốn của các ống là r u = 60 mm

 Chọn tốc độ hơi trong bộ quỏ nhiệt ω = (500 á 1200) kg/m 2 s, ω = 800 kg/m 2 s

Tốc độ khúi qua bộ quỏ nhiệt khụng quỏ (10 á 12)

Bảng 6.3 Kết cấu bề mặt trao đổi nhiệt Đường kính ngoài ống mm d

Bề dày ống mm δ Đường kính trong ống mm d2 = d – 2δ

Bước ống ngang tương đối mm σ1=S1/d

Bước ống dọc tương đối mm 2 = S2/d

Số dãy ống dọc ống nd

Chiều dài trung bình 1 đoạn uốn m Lu

Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách mm e

Chọn tốc độ tối ưu cho môi chất trong bộ quá nhiệt (15-20m/s) m/s ω

Khối lượng riêng hơi kg/m3 ρ

Lưu lượng hơi trong một ống Gống=ρωf

Số ống theo hàng ngang ( Vuông góc theo ống Z1 đường đi của khói)

Kiểm tra bước ngang tương đối σ1

Bước ngang của ống mm S1

Bề mặt trao đổi nhiệt dàng ống m 2 H=Z1*f*L

Bề mặt trao đổi nhiệt tính toán m 3 Htt=πdLZ

Chiều cao đường khói vào m h'

Chiều cao đường khói ra m h"

Diện tích đường khói đầu vào BQN 2 m 2 F'

Diện tích đường khói đầu ra BQN2 m 2 F"

Diện tích trung bình đường khói bộ quá nhiệt m 2 F/'F"/(F'+F")

Tiết diện lưu thông của khói m 2 Fkhoi=F-Z1*L.d

Lưu lượng thể tích khói trung bình trong bộ quá nhiệt 2 m 2 /s V=Vk*(ϴtb+273)/tb+273)/273*Btt

Tính nhiệt bộ quá nhiệt 1 Áp suất đầu ra của hơi bar p"bqn Áp suất đầu vào của hơi bar p'bqn

Nhiệt độ của hơi đầu vào BQN I °C t'qnII

Entanpi của hơi đầu vào BQN I kJ/kg i'qnII

Nhiệt độ của hơi đầu ra BQN I °C t''qnII

Entanpi của hơi đầu ra BQN I kJ/kg i''qnII

Lượng nhiệt hấp thụ của BQN I kW Qbqn=D(I"qnI-I'qnI)

Nhiệt độ khói vào bộ quá nhiệt I °C θ)'bqnII

Entanpi khói vào BQN I kJ/kg I'qnII

Entapi của khói ra BQN I °C I"qnI=I"qn2+ ΔαqnIkkl-Qqn1/(φBtt )

Nhiệt độ khói ra BQN I °C θ)"bqnI

Nhiệt độ trung bình của hơi BQN I °C t tb qnII

Nhiệt độ trung bình của khói BQN I °C θ)tbbqnI

Hệ số hiệu chỉnh Cd

Hệ số toả nhiệt của hơi quá nhiệt α2

Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O

Thành phần thể tích khí 3 ng/tử rR2O

Nồng bộ tro bay theo khói m 3 tc/kg utr Đường kính hạt tro bay μm dtr

Nhiệt độ khói trung bình BQN II °C θ) tb bqnII

Tốc độ khói trung bình m 2 /s ωk

Hệ số toả nhiệt lý thuyết W/m 2 °C αH

Hệ số toả nhiệt đối lưu của khói W/m 2 °C α dl

Hệ số làm yếu bức xạ bởi khói Kk

Hệ số làm yếu bức xạ của tro bay Ktr

Hệ số làm yếu bức xạ ở BQN 2 K=kkrk+ktrutr

Chiều dày hiệu quả của lớp bức xạ trong buồng lửa m S = 0,9d.( (4*S1*S2)/(π*d Độ đen của môi trường khói aks=1– e -kps

Nhiệt độ vách ống có bám tro °C t tb qnII +t

Hệ số tỏa nhiệt bức xạ W/m 2 °C αbx

Hệ số sử dụng kể đến độ bao phủ ống và hệ số bám bẩn Ψ

Hệ số toả nhiệt từ khói đến vách W/m 2 °C α1=ξ(αdl+αbx)

Hệ số truyền nhiệt W/m 2 °C Độ chênh nhiệt độ trung bình °C θ)'bqnII °C θ)''bqnII °C t'qnII °C t''qnII °C Δt0 °C ΔtF Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit theo sơ đồ ngược chiều °C Δtnc ƹΔtΔt Độ chênh nhiệt độ trung bình °C Δt

DIện tích bề mặt trao đổi nhiệt tính toán m 2 Hq nI =Q tn bqn1 /K.Δt.B tt

TÍNH THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP II

Tổng quan về bộ hâm nước

Bộ hâm nước là bề mặt truyền nhiệt đặt phía sau lò để tận dụng nhiệt của khói sau khi đã ra khỏi bộ quá nhiệt có tác dụng nâng cao hiệu suất của lò hơi, chính vì vậy bộ hâm nước còn gọi là bộ tiết kiệm nhiệt

Nhiệm vụ chính của bộ hâm nước là gia nhiệt nước cấp đến gần nhiệt độ sôi trước khi đưa vào hệ thống ống hơi Xét các yếu tố liên quan, hệ thống nên sử dụng bộ hâm nước kiểu sôi, loại bỏ lựa chọn kiểu chưa sôi Bộ hâm nước kiểu chưa sôi chỉ phù hợp với lò hơi đốt dầu công suất nhỏ, trong khi công suất yêu cầu cho hệ thống là lớn Ngoài ra, áp suất của bộ hâm nước kiểu chưa sôi không đáp ứng được yêu cầu p = 9 MPa như đã đưa ra, trong khi bộ hâm nước kiểu sôi đảm bảo nước ra đạt đến nhiệt độ sôi cần thiết.

Cấu tạo

Thiết kế bộ hâm nước sử dụng ống thép trơn có đường kính ngoài 38 mm, uốn gấp khúc nhiều lần Hai đầu ống thép được nối vào hai ống góp Bộ hâm nước được lắp thành cụm có chiều cao 1 m, khoảng cách giữa các cụm là 0,6 m để thuận tiện cho việc vệ sinh.

Bước ống ngang tương đối: S1/d = (3,0 á 3,5) – Bảng 14, trang 184, TL 1

Bước ống dọc tương đối: S2/d > 1,5 – Bảng 14, trang 184, TL 1

Chọn đường kính ống 38 mm – Bảng 14, trang 184, TL 1

Tốc độ nước trong ống xoắn được lựa chọn trên cơ sở ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn Ở phần sôi của bộ hâm, để tránh hiện tượng phân tầng trong ống thì tốc độ nước phải lớn hơn 1 m/s – Sách lò hơi và thiết bị đốt trang 268.

Bảng 7.1 Đặc tính cấu tạo bộ hâm nước cấp 2 Đường kính ngoài ống, mm d

Bề dày ống, mm δ Đường kính trong ống, mm d2 = d – 2δ

Bước ống ngang tương đối σ1=S1/d

Bước ống dọc tương đối 2 = S2/d

Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách, mm e

Số ống ngang, ống zn

Diện tích của 1 lớp ống Fl=Zn*f*l

Tiết diện đường khói đầu vào và ra khỏi BHN, m 2 F = ac-zdl'

Tiết diện lưu thông của nước, m 2 f = (n.3,14d 2 )/4

Chiều dày hữu hiệu bức xạ, m s = 0.9d((4s1s2/(3.14d 2 /4))-1)

Tính nhiệt bộ hâm nước Áp suất đầu ra của hơi, bar p"bqn Áp suất đầu vào của hơi, bar p'bqn

Nhiệt độ của hơi đầu vào BHN II, °C t'qnII

Entanpi của hơi đầu vào BHN II, kJ/kg i'qnII

Nhiệt độ của hơi đầu ra BHN II, °C t''qnII

Entanpi của hơi đầu ra BHN II, kJ/kg i''qnII

Lượng nhiệt phân phối cho BHN2, kW Qhn2

Hệ số lọt không khí Δα

Entanpi của không khí lạnh, kJ/kg Ikkl

Nhiệt độ khói vào BHN2, °C θ)'hn2

Nhiệt độ khói ra BHN2, °C θ)”hn2

Nhiệt độ khói trung bình, °C θ)tbhn2

Lưu lượng thể tích khói trung bình trong bộ quá nhiệt 2, m2/s V=Vk*(ϴtb+273)/tb+273)/273*Btt

Tính Thiết kế bộ sấy không khí

Bảng 7.2 Tính nhiệt bộ hâm nước II Tính hệ số toả nhiệt của hơi

Hệ số hiệu chỉnh Cd

Hệ số toả nhiệt của hơi α2

Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O

Thành phần thể tích khí 3 ng/tử rR2O

Nồng bộ tro bay theo khói, m3tc/kg utr Đường kính hạt tro bay, μm dtr

Nhiệt độ khói trung bình BHN II, °C θ) tb bqnII

Tốc độ khói trung bình, m/s ωk

Hệ số toả nhiệt lý thuyết, W/m2°C αH

Hệ số toả nhiệt đối lưu của khói, W/m2°C α dl

Hệ số làm yếu bức xạ bởi khói Kk

Hệ số làm yếu bức xạ của tro bay Ktr

Hệ số làm yếu bức xạ ở BHN 2 K=kkrk+ktrutr

Chiều dày hiệu quả của lớp bức xạ trong buồng lửa, m S = 0,9d.( (4*S1*S2)/(π*d 2 )- 1) Độ đen của môi trường khói aks=1– e -kps

Nhiệt độ vách ống có bám tro, °C t tb qnII +t

Hệ số tỏa nhiệt bức xạ, W/m2°C αbx

Hệ số sử dụng kể đến độ bao phủ ống và hệ số bám bẩn Ψ

Hệ số toả nhiệt từ khói đến vách, W/m2°C α1=ξ(αdl+αbx)

Hệ số truyền nhiệt, W/m2°C Độ chênh nhiệt độ trung bình θ)'bqnII θ)''bqnII t'qnII t''qnII Δt0 ΔtF Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit theo sơ đồ ngược chiều, °C Δtnc ƹΔtΔt Độ chênh nhiệt độ trung bình, °C Δt

DIện tích bề mặt trao đổi nhiệt tính toán, m 2 H hnII =Q tn bqn1 /K.Δt.utr.B tt

Số dãy ống dọc, dãy Z

Chọn số dãy ống dọc, ống Zc

THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP 2

ĐẶC TÍNH CẤU TẠO BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP 2

Nhiệt độ không khí nóng yêu cầu là 380 (bé hơn 420 nên ta chọn bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt làm bằng ống thép.

Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt làm bằng ống thép, được chế tạo từ nhiều cụm ghép lại theo chiều cao và chiều rộng của lò để thuận lợi khi vận chuyên và lắp đặt

Chọn ống thép Các ống liên kết với nhau bởi mặt sàn dày 25mm.

Bố trí các ống theo kiểu sole, để đảm bảo bộ sấy không khí gọn nhẹ khi chọn bước ống ngang và dọc phải phù hợp.

Sơ đồ đường khói và đường không khí được thiết kế theo nguyên lý trao đổi nhiệt ngược chiều, giúp gia tăng hiệu suất trao đổi nhiệt Bộ sấy không khí bằng thép có ưu điểm là khả năng chịu nhiệt tốt, độ bền cao và tuổi thọ dài.

- Thép có hệ số dẫn nhiệt hơn gang.

- Đơn giản khi chế tạo, lắp ráp

- Khói chuyển động dọc ống, nên khó bám bẩn, nếu bám bẩn thì cũng dễ làm sạch.

- Ít bị lọt không khí vào trong đường khói.

- Tiêu tốn ít kim loại.

- Chịu nhiệt độ khói thấp.

- Không bền dưới tác dụng ăn mòn bởi khói có nhiệt độ cao và an mòn bởi tro bay theo khói

Bảng 8.1 Đặc tính cấu tạo bộ sấy không khí cấp 2 Đường kính ngoài ống, mm d 33 Chọn 33-40 mm Tra sách bảng 16 trang 185

Bề dày ống, mm δ 4 Đường kính trong ống, mm d2 = d – 2δ 25

Bước ống ngang tương đối σ1=S1/d 1.2 (1.2-1.5)d

Bước ống dọc tương đối 2 = S2/d 1.1 Tra sách bảng 16 trang 185 Sách tính nhiệt

Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách, mm e 49.5 bằng 1.5d

Chiều rộng đường khói, m a 9.43 Chương tính nhiệt buồng lửa

Chiều sâu đường khói, m c 5.5 Chọn

Số ống dọc, ống nd 128

Số ống ngang, ống zn 68

Tiết diện lưu thông của khói, m2 F=z*f 14.68

Chiều dày hữu hiệu bức xạ, m s 0.9d((4s1s2/(3.14d 2 /4))

Tính nhiệt bộ Sấy không khí

Nhiệt độ của không khí đầu vào BSKK

II, °C t'skk II 225 Phần phân phối nhiệt

Entanpi của không khí đầu vào BSKK

Nhiệt độ của không khí đầu ra BSKK II, °C t''skkII 380 Tính chọn sơ bộ chương 1

Entanpi của không khí đầu ra BSKK II, kJ/kg i''skkII 3443

Lượng nhiệt phân phối cho BSKK2, kJ/ kg Qskk2

Hệ số lọt không khí Δα 0.10

Entanpi của không khí lạnh, kJ/kg Ikkl

Nhiệt độ khói vào BSKK2, °C θ)'skk2 417 Phần phân phối nhiệt

Nhiệt độ khói ra BSKK2, °C θ)”Skk2 378 Phần phân phối nhiệt

Nhiệt độ khói trung bình, °C θ)tbhn2 397.5

Lưu lượng thể tích khói trung bình trong bộ sấy không khí 2, m2/s

Tốc độ khói, m/s ω 11.92 Từ 9-15 nằm trong khoản hợp lý

Tính Thiết Kế Bộ Sấy Không Khí Câp II

Bảng 8.2 Tính Thiết Kế BSKK II Tính hệ số toả nhiệt của không khí

Hệ số toả nhiệt của không khí, W/m2°C α2 58.0 Toán đồ 21

Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O 0.06 Chương 2

Thành phần thể tích khí 3 ng/tử rR2O 0.11 Chương 2

Nồng bộ tro bay theo khói, m3tc/kg utr 10.07 Chương 2 Đường kính hạt tro bay, μm dtr 13

Nhiệt độ khói trung bình BSKK II, °C θ) tb bqnII 397.5

Tốc độ khói trung bình, m/s ωk 11.92

Hệ số hiệu chỉnh của khói αN 57

Hệ số toả nhiệt lý thuyết,W/m2°C α2 55.29

Hệ số làm yếu bức xạ bởi khói Kk 2

Hệ số làm yếu bức xạ của tro bay Ktr 9.8

Hệ số làm yếu bức xạ ở BSKK 2 K=kkrk+ktrutr 98.98

Chiều dày hiệu quả của lớp bức xạ trong buồng lửa, m

1) 0.17 Độ đen của môi trường khói aks=1– e -kps 0.8

Nhiệt độ vách ống có bám tro, °C t tb qnII +t 437.5

Hệ số sử dụng kể đến độ bao phủ ống và hệ số bám bẩn Ψ 0.90 Đối với nhiên liệu rắn trang 80 sách Tính Nhiệt

Hệ số truyền nhiệt, W/m2°C 41.73 Độ chênh nhiệt độ trung bình θ)'bqnII 417 θ)''bqnII 378 t'qnII 225 t''qnII 380 Δt0 37.00 ΔtF 153 Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit theo sơ đồ ngược chiều, °C Δtnc ƹΔtΔt 0.97 Độ chênh nhiệt độ trung bình, °C Δt 79.3

DIện tích bề mặt trao đổi nhiệt tính toán, m 2 F skk =Q tn bqn1 /K.Δt.u tr B tt 622.1

Chọn số pass của bộ sấy không khí, lối n 2.0

Vậy 1 lối sẽ có diện tích, m 2 F 311.1

THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP I

Đặt Tính Bộ Hâm Nước Cấp I

Theo bảng phân bố nhiệt thì nước ra khỏi bộ hâm nước cấp hai vẫn chưa sôi

Do đó ta chọn bộ hâm nước kiểu chưa sôi

Sử dụng ống thép trơn để chế tạo.Theo trang 113 tài liệu [2], đường kính ống trong khoảng 28÷38mm.ống nhỏ sẽ hợp ly hơn Chọn ống  34 / 3 Để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt ta bố trí 2 dòng môi chất chuyển động ngược chiều, vì khói đi từ trên xuông do đó nước sẽ đi từ dưới lên Đồng thời bố trí các ông của bộ hâm kiều sole

+ Bước ngang tương đối s1/d=2÷3 để hạn chế bám tro Chọn s14mm

+ Bước dọc tương đối s2/d=1÷1,5 Chọn s2vmm (bước dọc nhỏ thì bám bẩn càng ít)

+ Bán kính uốn của ống xoắn khoảng 1,5÷2 laand đường kính ống Chọn bằng 60mm

Tốc độ nước trong ống xoắn được lựa chọn trên cơ sở ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn Đối với bộ hâm nước kiểu chưa sôi, vận tốc khong được nhỏ hơn 0,3m/s.

Khoảng cách giữa các cụm ống của bộ hâm không bé hơn 550÷600mm

Bảng 9.1 Đặc tính cấu tạo bộ hâm nước cấp 1 Đường kính ngoài ống, mm d 38 Chọn 28-38 Tra sách bảng 16 trang 185

0.00113 354 Bước ống ngang tương đối σ1=S1/d 3.0 Tra sách bảng 16 trang 185 Sách tính nhiệt

Bước ống dọc tương đối 2 = S2/d 2 Tra sách bảng 16 trang 185 Sách tính nhiệt

Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách, mm e 57 bằng 1.5d

Diện tích của 1 lớp ống Fl=Zn*f*l 1.20

Tiết diện đường khói đầu vào và ra khỏi

Tiết diện lưu thông của nước, m 2 f = (n.3,14d 2 )/4 0.01

Chiều dày hữu hiệu bức xạ, m s 0.9d((4s1s2/(3.14d 2 /4))

Tính nhiệt bộ hâm nước Áp suất đầu ra của hơi, bar p"bqn 104.2 Áp suất đầu vào của hơi, bar p'bqn 109.4 1.05p'

Nhiệt độ của hơi đầu vào BHN I, °C t'qnII 230

Entanpi của hơi đầu vào BHN I, kJ/kg i'qnII 980 Tra theo nhiệt độ hơi đầu vào

Nhiệt độ của hơi đầu ra BHN I, °C t''qnII 265

Entanpi của hơi đầu ra BHN I, kJ/kg i''qnII 1160 Tra theo nhiệt độ hơi đầu ra

Lượng nhiệt phân phối cho BHN I, kJ/kg Qhn2 3520.00 Phần phân phối nhiệt

Entanpi của không khí lạnh Ikkl 238.04 Phần phân phối nhiệt

Nhiệt độ khói vào BHN I, °C θ)'hn2 378 Chương bộ quá nhiệt

Nhiệt độ khói ra BHN I, °C θ)”hn2 334 Phần phân phối nhiệt

Nhiệt độ khói trung bình, °C θ)tbhn2 356

Lưu lượng thể tích khói trung bình trong bộ quá nhiệt 2, m2/s

Tốc độ khói, m/s ω 14.84 Nằm trong khoảng cho phép 11-15 m/s

Tính Thiết Kế Bộ Hâm Nước I

Bảng 9.2 Tính Thiết Kế Bộ Hâm Nước I

Hệ số hiệu chỉnh Cd 0.98

Hệ số toả nhiệt của hơi α2

Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O 0.05 Chương 2

Thành phần thể tích khí 3 ng/tử rR2O 0.10 Chương 2

Nhiệt độ khói trung bình BHN I, °C θ) tb bqnII 356.0

Hệ số toả nhiệt lý thuyết, W/m2°C αH 83

Hệ số toả nhiệt đối lưu của khói,

Hệ số làm yếu bức xạ bởi khói Kk 2 Tra toán đồ 3b

Hệ số làm yếu bức xạ của tro bay Ktr 9.8 Tra toán đồ 4

Hệ số làm yếu bức xạ ở BHN 1 K=kkrk+ktrutr 93.90

1) 1.01 Độ đen của môi trường khói aks=1– e -kps 1.0

0.005 8 Nhiệt độ vách ống có bám tro, °C t tb qnII +t 80

Hệ số sử dụng kể đến độ bao phủ ống và hệ số Ψ 0.75 Đối với nhiên liệu rắn trang 80 sách Tính bám bẩn Nhiệt

0 Trang 95 sách tính tính nhiệt lò hơi

6 Đối với bộ hâm nước Độ chênh nhiệt độ trung bình θ)'bqnII 378 θ)''bqnII 334 t'qnII 230 t''qnII 265 Δt0

113.0 0 ΔtF 104 Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit theo sơ đồ ngược chiều, °C Δtnc ƹΔtΔt 0.95 Độ chênh nhiệt độ trung bình, °C Δt 103.0

DIện tích bề mặt trao đổi nhiệt tính toán, m 2 Hq nI =Q tn bqn1 /K.Δt.B tt 138.8

Số dãy ống dọc, dãy Z 33

Chọn số dãy ống dọc, ống Zc 33

THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP I

Đặt Tính Cấu Tạo

Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt làm bằng ống thép, được chế tạo từ 3 cụm ghép lại theo chiều cao và chiều rộng của lò để thuận lợi khi vận chuyên và lắp đặt

Chọn ống thép  40 /1,5 Các ống liên kết với nhau bởi mặt sàn dày 25mm.

Bố trí các ống theo kiểu sole, Để đảm bảo bộ sấy không khí gọn nhẹ khi chọn bước ống ngang và dọc phải đảm bảo hệ số  ở giá trị nhỏ nhất Theo tiêu chuẩn thiét kế để đảm bảo gia công được thì min = s- d = 10mm , đồng thời để đảm bảo cho tiết diện đi của không khí theo phương ngang vả phươngng chéo góc bằng nhau thì

Bảng 10.1 Đặc tính cấu tạo bộ sấy không khí cấp 1 Đường kính ngoài ống, mm d 36 Chọn 33-40 mm Tra sách bảng 16 trang

Bước ống ngang tương đối σ1=S1/d 1.5 (1.2-1.5)d

Bước ống dọc tương đối 2 = S2/d 1.1 Tra sách bảng 16 trang 185 Sách tính nhiệt

Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách, mm e 54 bằng 1.5d

Chiều rộng đường khói, m a 9.43 Chương tính nhiệt buồng lửa

Số ống dọc, ống nd 117

Tiết diện lưu thông của khói, m2 F=z*f 7.39

Chiều dày hữu hiệu bức xạ, m s 0.9d((4s1s2/(3.14d 2 /4)

Tính nhiệt bộ Sấy không khí

Nhiệt độ của không khí đầu vào

BSKK I, °C t'skkII 30 Phần phân phối nhiệt

Entanpi của không khí đầu vào

Nhiệt độ của không khí đầu ra

BSKK I, °C t''skkII 225 Tính chọn sơ bộ chương 1

Entanpi của không khí đầu ra BSKK

Lượng nhiệt phân phối cho BSKK 1 Qskk2

Entanpi của không khí lạnh Ikkl

4 Phần phân phối nhiệt Nhiệt độ khói vào BSKK 1, °C θ)'skk2 334 Phần phân phối nhiệt Nhiệt độ khói ra BSKK 1, °C θ)”Skk2 186 Phần phân phối nhiệt

Nhiệt độ khói trung bình, °C θ)tbskk2 260

Lưu lượng thể tích khói trung bình trong bộ sấy không khí 2, m2/s

Tốc độ khói, m/s ω 20.6 Từ 9-15 nằm trong khoản hợp lý

Tinh Thiết Kế Bộ Sấy Không Khí Cấp I

Bảng 10.2 Tinh Thiết Kế Bộ Sấy Không Khí Cấp I

Tính hệ số toả nhiệt của không khí

Hệ số toả nhiệt của không khí,

Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O 0.05 Toán đồ 21

Thành phần thể tích khí 3 ng/tử rR2O 0.10

Tổng thành phần thể tích của các khí

Nhiệt độ khói trung bình BSKK I, °C θ) tb skkI 260.0 Chương 2

Hệ số hiệu chỉnh của khói αN 96

Hệ số toả nhiệt lý thuyết, W/m2°C α2 96

Hệ số làm yếu bức xạ bởi khói Kk 2

Hệ số làm yếu bức xạ của tro bay Ktr 9.8

Hệ số làm yếu bức xạ ở BSKK 1 K=kkrk+ktrutr 90.30

( (4*S1*S2)/(π*d 2 )- 1) 0.24 Độ đen của môi trường khói aks=1– e -kps 0.9

0.005 8 Nhiệt độ vách ống có bám tro, °C t tb qnII +t 40

Hệ số sử dụng kể đến độ bao phủ ống và hệ số bám bẩn Ψ 0.97

Hệ số toả nhiệt từ khói đến vách,

Hệ số truyền nhiệt, W/m2°C 40.42 Đối với nhiên liệu rắn trang 80 sách Tính Nhiệt Độ chênh nhiệt độ trung bình θ)'bqnII 334 θ)''bqnII 186 t'qnII 30 t''qnII 225 Δt0

109.0 0 ΔtF 156 Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit Δtnc

Tiêu đề	Thiết Kế Lò Hơi
Tác giả	Svth
Người hướng dẫn	Phạm Duy Vũ, Gvhd
Trường học	Đại Học Đà Nẵng
Chuyên ngành	PBL Lò Hơi
Thể loại	Đồ Án Môn Học
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	434,82 KB