thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt phục vụ cho bộ phận giặt, ủi, sấy ở khách sạn sheraton nha trang

 Lò hơi đốt phun: nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn nghiền thành bột phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TR ANG

KHOA CHẾ BIẾN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT PHỤC VỤ

CHO BỘ PHẬN GIẶT, ỦI, SẤY

Ở KHÁCH SẠN SHERATON NHA TRANG

Giáo viên hướng dẫn: TS TRẦN ĐẠI TI ẾN

TS NGUYỄN MI NH NGỌC Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN Q UYẾT

Lớp: 47 CB - 1

Nha Trang, 2009

MỤC LỤC

Trang

LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT

KẾ 3

1.1 Quá trình phát triển về cấu tạo của lò hơi 3

1.2 Phân loại lò hơi 4

1.3 Các dạng lò hơi 7

1.3.1 Lò hơi ống lò ống lửa 7

1.3.2 Lò hơi ống nước tuần hoàn tự nhiên 9

1.3.3 Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức với bội số lớn 10

1.3.4 Lò hơi trực lưu 11

1.3.5 Lò hơi đặc biệt 11

1.4 Chọn phương án thiết kế 12

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH - CHỌN NỒI HƠI CHO CÔNG TRÌNH 14

2.1 Tên gọi của công trình 14

2.2 Vị trí địa lý và đặc điểm công trình 14

2.3 Qui mô của công trình 15

2.4 Thiết bị nhiệt sử dụng trong công trình 17

2.5 Tính nhiệt tải từ các thiết bị sử dụng hơi – Chọn nồi hơi 17

CHƯƠNG 3: CHỌN SƠ ĐỒ TỔNG THỂ MẠNG NHIỆT - TÍNH THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG HƠI, ỐNG NƯỚC, ỐNG KHÓI 20

3.1 Tính toán đường ống cung cấp hơi chính 20

3.2 Tính toán đường ống cấp hơi tới các thiết bị 20

3.3 Tính toán đường ống cấp nước cho nồi hơi 22

3.4 Đường ống nước ngưng 22

3.5 Sơ đồ hệ thống mạng nhiệt 23

3.6 Chọn bơm cấp nước cho lò 23

3.6.1 Chọn lưu lượng bơm cấp nước cho lò hơi 23

3.6.2 Động cơ bơm nước cấp 24

3.7 Hệ thống thông gió – Tính chọn ống khói 24

3.7.1 Trở lực ma sát dọc đường ống 24

3.7.2 Trở lực cục bộ 25

3.7.3 Trở lực thủy tĩnh 25

3.7.4 Trở lực tự động 26

3.7.5 Trở lực qua các bộ phận lò hơi 26

3.7.6 Hệ thống thông gió tự nhiên 27

3.7.7 Sơ đồ lắp đặt đường ống khói 28

3.8 Các thiết bị phụ 28

3.8.1 Van an toàn 28

3.8.2 Ống thủy 29

3.8.3 Áp kế 31

3.8.4 Van điều áp 32

CHƯƠNG 4: TÍNH LƯỢNG NHIÊN LIỆU, CHỌN ĐẦU ĐỐT, HỆ THỐNG CẤP NHIÊN LIỆU, CẤP NƯỚC 33

4.1 Tính sự cháy của nhiên liệu 33

4.1.1 Khái niệm quá trình cháy 33

4.1.2 Thành phần hóa học của nhiên liệu 33

4.1.3 Tính khối lượng riêng của nhiên liệu 35

4.1.4 Tính nhiệt trị của nhiên liệu 35

4.1.5 Các phương trình của phản ứng cháy 36

4.1.6 Thể tích không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy 37

4.1.7 Thể tích không khí thực tế 37

4.1.8 Tính thể tích sản phẩm cháy 38

4.1.9 Tính entanpi của không khí và sản phẩm cháy 39

4.2 Tính lượng nhiên liệu cấp cho lò hơi 40

4.2.1 Cân bằng nhiệt 40

4.2.2 Tính tổng nhiệt thu được khi đốt 1 m3tc gas 40

4.2.3 Tính các tổn thất nhiệt trong lò hơi 41

4.2.4 Hiệu suất lò hơi 44

4.2.5 Nhiệt lượng hữu ích – Tiêu hao nhiên cho nồi hơi 45

4.3 Tính toán nhiệt buồng lửa – Chọn béc đốt 46

4.3.1 Nhiệt lượng hữu ích sinh ra trong buồng lửa 46

4.3.2 Thể tích và diện tích buồng lửa 46

4.3.3 Nhiệt thế thể tích của buồng lửa qv 46

4.3.4 Nhiệt thế diện tích của buồng lửa qs 47

4.3.5 Nhiệt lượng truyền lại cho buồng lửa đối với 1m3tc nhiên liệu 47

4.3.6 Tổng nhiệt dung trung bình sản phẩm cháy của 1m3tc nhiên liệu 47

4.3.7 Độ đen buồng lửa khi nhiên liệu không đốt trên mặt ghi 48

4.3.8 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa 49

4.3.9 Tính toán các bề mặt đối lưu – bức xạ 50

4.3.10 Chọn béc đốt 56

4.4 Hệ thống cấp nhiên liệu 58

4.5 Hệ thống cấp nước 59

4.5.1 Tính chọn thiết bị hâm nước 59

4.5.2 Sơ bộ thiết kế đặc tính cấu tạo 59

4.5.3 Tính truyền nhiệt bộ hâm nước 62

CHƯƠNG 5: TỰ ĐỘNG HÓA – VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG XỬ LÍ NƯỚC LÒ HƠI 63

5.1 Xử lý nước cho lò hơi 63

5.2 Chọn hệ thống xử lý nước 66

5.3 Sơ đồ hệ thống xử lý nước 67

5.4 Trang bị tự động hóa nồi hơi 67

5.4.1 Lời giới thiệu 67

5.4.2 Chức năng của từng bộ phận trong hệ thống điều khiển tự động 67

5.4.3 Sơ đồ mạch động lực và mạch điện điều khiển 69

5.5 Chuẩn bị đốt lò 72

5.6 Khởi động 72

5.7 Vận hành bình thường 73

5.8 Ngừng lò 74

5.8.1 Ngừng lò để sửa chữa, vệ sinh 74

5.8.2 Ngừng lò do sự cố 76

5.9 Quy trình xử lý sự cố nồi hơi 77

5.9.1 Cạn nước quá mức 77

5.9.2 Nước đầy quá mức 79

5.9.3 Áp kế bị hỏng 80

5.9.4 Xì hơi của người chui, kiểm tra, vệ sinh nồi hơi 82

5.9.5 Nứt vỏ các bộ phận chịu áp lực của nồi hơi 83

5.9.6 Van xả cặn bị hỏng 84

5.9.7 Cụm van cấp nước bị hỏng 85

5.9.8 Ngoài những sự cố điển hình nêu trên 86

CHƯƠNG 6: KHẢO SÁT HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT KHÁC 88

6.1 Tính toán lựa chọn công suất thiết bị chính 88

6.1.1 Hệ thống thứ nhất (System 1) đặt ở lầu 25 88

6.1.2 Hệ thống thứ hai (System) bố trí lầu 31 89

6.2 Chọn thiết bị 90

6.3 Sơ đồ nguyên lý của 2 hệ thống 90

6.4 Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống cung cấp nước nóng 90

6.4.1 System 1 90

6.4.2 System 2 91

6.5 Cách lắp đặt, bảo trì và hướng dẫn mua máy – Sử dụng máy 92

6.5.1 Lắp đặt 92

6.5.2 Bảo trì 92

6.5.3 Mua máy – Vận hành và sử dụng 92

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 PHỤ LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Nhu cầu về năng lượng trong sản xuất cũng như trong đời sống là rất lớn và ngày càng tăng, trong đó nhiệt năng chiếm tỷ lệ chủ yếu Trong quá trình sản xuất

và sử dụng năng lượng dưới dạng nhiệt năng thì việc sinh hơi và đưa đến hộ tiêu dùng có một vai trò quan trọng

Việc sản xuất và sử dụng hơi đã có từ rất lâu Nếu không kể đến chiếc chong chóng hơi-aelopile-do nhà toán học Hero người Hy lạp chế tạo ra từ những năm 200 trước Công nguyên, chiếc bánh xe quay bằng hơi nước của một người Ý tên là Branca chế tạo từ năm 1600 thì năm 1680 Dr Denis Papin chế tạo lò hơi có

áp suất dùng trong chế biến thực phẩm; năm1698, Thomas Savery được cấp bằng sáng chế về hệ thống bơm nước bằng hơi Năm 1690 máy hơi nước đầu tiên được chế tạo theo ý tưởng của Papin và được hoàn thiện bởi Thomas Newcomen và John Cowly vào năm 1711 Lúc đó, lò hơi và máy hơi đi liền với nhau Đến 1769, một công nhân cơ khí người Anh Jame Watt mới chế tạo lò hơi kiểu toa xe tách khỏi động cơ; từ 1804, Trevithick đã thiết kế loại lò hơi dạng như hiện nay, thân hình trụ, đáy tròn, chịu được áp suất cao Cũng đáng chú ý là từ năm 1730 Dr John Allen đã lần đầu tiên tính toán hiệu suất lò hơi làm cơ sở để không ngừng cải tiến, hoàn thiện

Đến nay, đã có những lò hơi đồ sộ, mỗi giờ sản xuất đến ba bốn ngàn tấn hơi nước trên dưois triệu chiếc lò hơi ra đời với hàng trăm kiểu dáng và quy mô khác nhau Có những lò hơi nhỏ, mỗi giờ chỉ sản xuất được mấy chục lít nước nóng hoặc hơi bão hòa ở áp suất bình thường 300 bar, nhiệt độ dưới 6000C cấp hơi cho tổ máy phát điện đên 1200-1300 MW

Rõ ràng việc sản xuất và sử dụng nhiệt của hơi nước đã góp phần quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật, phát triển của xã hội và nâng cao đời sống nhưng cũng cần lưu ý là hơi nước ở áp suất và nhiệt độ cao cũng rất nguy hại, không chỉ cho tài sản mà cho cả đến tính mạng con người, không phải đến bây giờ

mà đã từ rất lâu; trong cuốn sánh về “Hơi nước” xuất bản năm 1898 cho biết là năm

1880 chỉ riêng nước Mỹ đã có 170 vụ nổ lò hơi làm chết 250 người và bị thương

555 người… Do vậy ta cần tìm cách tiếp tục phát huy tác dụng tích cực của việc sản xuất hơi, đồng thời hạn chế nguy hiểm đến mức tối thiểu

Trong đồ án tốt nghiệp của mình em được giao nhiệm vụ “Thiết kế hệ

thống cung cấp nhiệt phục vụ cho khách sạn Sheraton Hotel & Spa -26-28 Trần Phú - TP Nha Trang” Mặc dù đã rất cố gắng tìm tòi và học hỏi trong khoảng thời

gian trực tiếp bắt tay vào thực tập song đồ án chỉ dừng lại ở góc độ tập thiết kế của sinh viên ngành Nhiệt-Lạnh Do đó chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót trong quá trình thực hiện đồ án Rất mong được sự chỉ bảo của thầy cô giáo và các bạn để em được hoàn thiện hơn về chuyên môn cũng như nhiều kỹ năng khác

Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Đại Tiến và thầy Nguyễn Minh Ngọc

đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này Xin chân thành cảm ơn các thầy cô

đã dạy dỗ chỉ bảo cho em trong thời gian em học tập tại trường!

Nha Trang ngày 15 tháng 6 năm 2009

Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Quyết

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN

THIẾT KẾ

1.1 Quá trình phát triển về cấu tạo của lò hơi

Quá trình phát triển về cấu tạo của nồi hơi thường chuyển từ loại này sang loại khác là do yêu cầu ngày càng tăng về công suất sản lượng hơi cũng như yêu

cầu về giảm tiêu hao kim loại và nhiêu liệu cho nồi hơi

Các nồi hơi hình trụ và các loại nồi hơi ống lửa chuyển sang các loại nồi hơi ống nước đã diễn ra cách đây hàng trăm năm Kết quả là ta đã đạt được việc tăng diện tích bề mặt đốt trên cơ sở giảm đường kính ống, tức là tăng được công suất lò hơi mà vẫn tiết kiệm được kim loại

Trong các nồi hơi ống nước nằm ngang có buồng nước các ống sinh hơi được liên kết với nhau thành từng chùm nhỏ các buồng nước hình hộp Điều này không cho phép tăng áp suất hơi lên quá 12 – 15 at và không thể tiêu chuẩn hóa việc chế tạo các bộ phận của nồi hơi Các nhược điểm này có thể khắc phục bằng cách nối các chùm ống thẳng với đầu góp hình trụ và cứ hai chùm nằm ngang thì nối với một bao hơi Điều đó cho phép tăng áp suất hơi, đồng thời tăng được công suất của nồi hơi, nhờ tăng số lượng, chiều dài ống và tăng số lượng đầu góp Các bao hơi lúc đầu thì đặt dọc về sau thì đặt ngang, vì khi đặt dọc công suất của lò sẽ

bị giới hạn bởi không phát triển được bề mặt đốt theo chiều rộng Để ngăn ngừa sự đóng xỉ, các hàng ống phía dưới được làm dưới dạng festôn Áp dụng các bộ phận hâm nước và bộ sấy không khí cho phép tăng hiệu suất của nồi hơi và tăng công suất của các loại nồi hơi nói trên

Tuy nhiên, sự tiêu hao nhiều kim loại do có nhiều bao hơi, sự bố trí dày đặc các chùm ống cản trở công việc vệ sinh nồi hơi và các nhược điểm khác đã làm cho việc phát triển các loại nồi hơi trên đây không còn nữa

Ngày nay, nồi hơi đã được thay thế bởi các loại nồi hơi ống nước đứng Các ống sinh hơi được đấu trực tiếp vào bao hơi Lúc đầu số bao hơi lên tới 3 – 5 và các ống thẳng, về sau dần dần chỉ còn 1 bao hơi và các ống thì uốn cong ở 2 đầu

Điều đó đã cải thiện điều kiện liên kết các ống và phát triển bề mặt đốt bức xạ trong buồng lửa Trong những năm gần đây người ta đã hoàn thiện loại lò hơi có một bao hơi cũng như loại nồi hơi không có bao hơi – nồi hơi trực lưu

Thiết bị nồi hơi hiện đại bao gồm bản thân nồi hơi và các thiết bị phụ của nồi hơi Hệ thống đập than và nghiền than thành bột, vận chuyển và cung cấp nhiên liệu và nước cho lò, các loại quạt để cung cấp gió và vận chuyển khói Các dụng cụ đo và kiểm soát, các thiết bị tự đồng điều chỉnh

Nồi hơi lớn và hiện đại thường có đủ các bộ phận như sau: buồng lửa, dàn ống sinh hơi, bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấy không khí Ngoài ra, phải có đầy đủ tất cả các loại van, dụng cụ đo và kiểm soát, các thiết bị tự động điều chỉnh

Buồng lửa và đường khói được làm bằng gạch chịu lửa hoặc các tấm keramit gọi là lớp bảo ôn của nồi hơi

1.2 Phân loại lò hơi

Có nhiều cách phân loại khác nhau, dựa theo những đặc tính khác nhau:

1 Dựa vào sản lượng hơi, thường chia thành 3 loại:

 Lò hơi công suất nhỏ, sản lượng thường quy ước dưới 20 T/h

 Lò hơi công suất trung bình, thường quy ước sản lượng hơi từ 20 đến

75 T/h

 Lò hơi công suất lớn, thường quy ước sản lượng trên 75 T/h

2 Dựa vào thông số của hơi, thường chia thành 4 loại:

 Lò hơi thông số thấp, thường quy ước áp suất p < 15 bar, nhiệt độ t <

350 0C, thường dùng là hơi bão hòa

 Lò hơi thông số trung bình, thường quy ước áp suất từ 15 đến 60 bar, nhiệt độ từ 350 0C đến 450 0C

 Lò hơi thông số trung bình, thường quy ước áp suất trên 60 bar, nhiệt

 Lò hơi tuần hoàn tự nhiên: đây là lò hơi thường gặp, nhất là trong phạm vi công suất trung bình và lớn Khi vận hành, môi chất chuyển động theo vòng tuần hoàn, nghĩa là theo một quỹ đạo khép kín rõ ràng, nhờ sự chênh lệch mật độ môi chất

 Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức: dưới tác dụng của bơm, môi chất chuyển động theo quỹ đạo khép kín, gặp trong lò hơi có thông số cao

 Lò hơi đối lưu cưỡng bức: đây là lò hơi trực lưu hoặc đơn lưu; trong loại lò hơi này, dưới tác dụng của bơm, môi chất chỉ đi thẳng một chiều, nhận nhiệt, biến dần thành hơi đưa ra sử dụng mà không có tuần hoàn đi lại

4 Dựa theo cách đốt nhiên liệu, có thể chia thành mấy loại:

 Lò hơi đốt theo lớp: nhiên liệu rắn (than, củi, bã mía…) được xếp thành lớp trên ghi để đốt Có loại cố định, có loại ghi chuyển động thường gọi là ghi xích, có loại ghi xích thuận chiều và ngược chiều

 Lò hơi đốt phun: nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn nghiền thành bột phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy trong không gian buồng lửa

 Lò hơi đốt đặc biệt: thường gặp hai loại buồng lửa xoáy và buồng lửa tầng sôi

Buồng lửa có thể đốt được than cám nguyên khai hoặc nghiền

sơ bộ Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao Dưới tác dụng của lực ly tâm, xỉ lỏng và các hạt nguyên liệu có kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lò, rồi đến các lớp có kích thước nhỏ hơn, những lớp này cháy hoàn toàn theo lớp, còn những hạt than nhỏ cùng với chất bốc chuyển động ở vùng trung tâm và cháy trong không gian

Còn trong lò hơi buồng lửa tầng sôi (tầng lỏng), nhiên liệu rắn nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ sau khi được đưa vào, dưới tác dụng của gió có tốc độ đủ cao, dao động lên xuống trong một khoảng không gian nhất định của buồng lửa và tiến hành tất cả các giai đoạn của quá trình cháy

5 Các cách phân loại khác: Ngoài các cách trên còn có một số cách phân loại khác như:

 Dựa theo trạng thái xỉ thải ra, chia thành lò hơi xỉ thải khô và loại xit thải lỏng

 Dựa theo áp suất của không khí và sản phẩm cháy trong buồng lửa, có loại buồng lửa áp suất âm, có loại buồng lửa áp suất dương; trong loại áp suất dương có loại đốt cao áp, có loại đốt dưới áp suất bình thường

 Dựa theo cách lắp đặt, có loại lò hơi di động, có loại lò hơi tĩnh tại

 Dựa theo công dụng, có loại lò hơi cấp nhiệt, có laoij lò hơi động lực

 Dựa theo đặc điểm bề mặt truyền nhiệt, có loại lò hơi ống lò, có loại lò hơi

ống lửa, có loại lò hơi ống nước, có loại lò hơi nằm, có loại lò hơi đứng

1.3 Các dạng lò hơi 1.3.1 Lò hơi ống lò và ống lửa

- Nồi hơi ống lò thường có sản lượng bé, khoảng 2  2,5 t/h

b Nồi hơi ống lửa

Trong loại này ống lò được thay bằng ống lửa với kích thước nhỏ hơn (50  150mm) Buồng lửa được đặt dưới nồi hơi Khói sau khi đi qua ống lửa còn có thể quặt ra hai bên đốt nóng bên ngoài lò

- Ưu điểm: Loại nồi hơi này có bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm so với loại ống lò Nhưng loại này khả năng tăng công suất và chất lượng hơi theo yêu cầu vẫn còn hạn chế

c Nồi hơi phối hợp ống lò - ống lửa

- Nồi hơi phối hợp ống lò - ống lửa được sử dụng khá rộng rãi hiện nay do

nó lợi dụng được ưu điểm của nồi hơi ống lò và nồi hơi ống lửa vì vậy những nồi này năng suất bốc hơi cao hơn, cho phép tăng công suất của nồi hơi lên cao hơn

Do kích thước của nồi hơi này rất gọn nên được sử dụng chủ yếu cho nhu cầu di động: nồi hơi xe lửa, tàu thủy, cho các trạm phát điện di động (nồi hơi lôcô)

d Nồi hơi xe lửa

Là loại nồi hơi phối hợp có sản lượng hơi lớn nhất, có thể đạt 20t/h, năng suất bốc hơi cũng cao nhất trong các loại nồi hơi ống lò và ống lửa, từ 30  35 đến

70  80 và có thể đạt tới 90kg/m2h

 Do hơi sản xuất ra để chạy máy hơi nên nồi hơi cần đặt thêm bộ quá nhiệt

để gia nhiệt hơi tới nhiệt độ thường không quá 4000C Các ống xoắn của bộ quá nhiệt có thể đặt ở buồng khói sau cụm ống lửa hoặc có thể đặt lồng trong các ổng lửa

 Để đảm bảo tuần hoàn nước trong lò, người ta đặt thêm hệ thống ống nghiêng trong hộp lửa, dẫn nước chuyển động từ dưới lên

 Do trở lực của đường ống tương đối lớn hơn đầu xa của nồi cần tạo nên một chân không lớn để đảm bảo hút được khói chân không này thường tạo nên bởi một ejectơ làm việc bằng hơi thải của máy hơi

e Nồi hơi lôcô

Dùng để chạy máy hơi phát động lực, nó được chế tạo thành hai loại: Loại di động và loại tĩnh tại Đối với nồi hơi lôcô tĩnh tại, ống lò có cấu tạo hình lượn sóng Để dễ dàng cho việc làm sạch lò, ống lò, cụm ống lửa và buồng khói sau khi được nối với nhau bằng bulông Khi vệ sinh, sửa chữa chúng có thể tháo rời nhau

ra

f Nồi hơi tàu thủy

Do yêu cầu về kích thước gọn, không cho phép tăng chiều dài của nồi hơi nên người ta không nối dàn ống lò với ống lửa mà đặt ống lò với ống lửa song song với nhau, khi ấy dòng khói ra khỏi ống lò được quặt trở lại để đi trong các ống lửa

nên lò còn có tên gọi là lò lửa quặt Ngoài những ưu và nhược điểm chung của lò hơi phối hợp, lò hơi tàu thủy còn có:

 Ưu điểm: Kích thước rất gọn, chiếm diện tích đặt ít

 Khuyết điểm: Vận hành, sửa chữa vất vả, do kích thước buồng lửa quá nhỏ

và đặt ở những độ cao khác nhau

1.3.2 Lò hơi ống nước tuần hoàn tự nhiên

a Nồi hơi ống nước nằm ngang

Các ống nước được đặt nằm nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc nhỏ (từ 12 – 250) Các hệ thống ống nước được nối với nhau bằng hai hộp góp

Hai hộp góp này được nối với bao hơi đặt dọc

Khuyết điểm của lò hơi có bao hơi đặt dọc là số dãy ống theo chiều ngang được chọn phụ thuộc vào đường kính bao hơi (không được tùy ý chọn) Muốn tăng số dãy ống ngang thì cần thiết tăng số lượng bao hơi, trong khi đó số ống theo chiều đứng cũng không thể tăng quá nhiều được, do điều kiện phải đảm bảo

ổn định chế độ tuần hoàn nước

Khuyết điểm của nồi hơi có hộp góp là có một hộp phẳng rộng nên không thể tăng áp suất lên cao được, các ống nước hấp thụ nhiệt khác nhau có giản nở nhiệt khác nhau nhưng lại được nối chung cùng một hộp góp nên dễ gây xì hở mối núc ống vào thành hộp góp

b Nồi hơi có bao hơi đặt nằm ngang

Ngoài ưu điểm cho phép tăng bề mặt đốt của lò hơi, giảm được suất tiêu hao kim loại (tới 30% so với lò có bao hơi đặt dọc), lò hơi có bao hơi đặt nằm ngang còn có ưu điểm nữa là ống góp được nối với bao hơi bằng những ống cong, tạo nên một cơ cấu đàn hồi

Nhìn chung lò hơi ống nước nằm nghiêng có những ưu điểm sau:

- Tăng áp suất và sản lượng hơi nước lên rất nhiều so với lò hơi ống lửa

- Ống nước nghiêng nên dễ dàng thải cáu bám trong ống

- Cho phép sử dụng nhiên liệu có chất lượng xấu Nhưng lò hơi có ống nước nằm nghiêng có những khuyết điểm sau:

- Suất tiêu hao kim loại để chế tạo lò hơi lớn

- Tường buồng lửa phải làm việc trong diều kiện nặng nề vì tiếp xúc với khói hay ngọn lửa có nhiệt độ cao

- Tuần hoàn nước còn yếu vì ống đặt nằm nghiêng với góc bé

- Lò hơi ống nước nằm nghiêng được dùng chủ yếu cho các xí nghiệp công nghiệp mà ở đây điều kiện xử lý nước không được đầy đủ

Ở nước ta, loại lò hơi này chỉ được sử dụng trong một số xí nghiệp công nghiệp Thông số hơi của loại lò này không quá 1,5MN/m2, 3500C, sản lượng hơi không quá 12 t/h

c Nồi hơi ống nước đứng

Để tăng cường độ tuần hoàn của nước, người ta chuyển các ống nước nằm nghiêng thành thẳng đứng Khi ấy các ống được nối vuông góc với bao hơi, nên để bảo đảm độ bền của mối núc, người ta đã táp thêm vào thành bao hơi một tấm thép rèn hình bậc thang, ống sẽ được nối vuông góc với các bậc thang của tấm thép này

Ưu điểm: Dễ dàng xem xét và làm sạch bên trong đường ống

Khuyết điểm: Giữa các bao hơi bị uốn cứng với nhau gây khó khăn cho việc giản nở nhiệt, dễ bị rò nứt nhất là lúc nhóm lò và lúc thay đổi phụ tải nhanh

1.3.3 Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức với bội số lớn

Để tăng cường khả năng tuần hoàn của nồi hơi, người ta đặt thêm bơm tuần hoàn Khi đó, nó sẽ làm việc theo chế độ tuần hoàn cưỡng bức với bội số tuần hoàn lớn

Hiện nay có hai phương hướng sử dụng loại lò hơi này:

1 Trang bị cho các cơ sở sử dụng lò hơi bé (nồi hơi dùng khí thải)

2 Trang bị cho các cơ sở sử dụng lò hơi lớn (như nhà máy điện) Khi ấy áp suất được thiết kế tới 21MN/m2, công suất D = 2500 t/h Tuy áp suất làm việc của nồi lớn nhưng áp lực đẩy của bơm tuần hoàn khá bé, chỉ cần đủ khắc phục trở lực của vòng tuần hoàn

1.3.4 Lò hơi trực lưu

- Nồi hơi trực lưu có môi chất chuyển động cưỡng bức Đặc điểm của nó là môi chất làm việc một chiều, từ lúc vào ở trạng thái nước cấp tới lúc ra ở trạng thái hơi quá nhiệt có thông số quy định Lò hơi trực lưu ra đời vào khoảng năm 1925-1930

1.3.5 Lò hơi đặc biệt

a Nồi hơi có áp suất cao trong buồng lửa

- Các nồi hơi thông thường được làm việc với áp suất trong buồng lửa bằng

áp suất khí quyển còn nồi hơi loại này sử dụng áp suất dương ở 0,3  0,5 MN/m2 Khi ấy trở lực đường gió, đường khói được khắc phục chỉ bởi quạt gió mà không cần quạt khói phần không khí nóng cung cấp cho hệ thống nghiền than được gia nhiệt trong bộ sấy không khí thứ cấp với áp lực bình thường, còn bộ sấy không khí

có áp lực cao gọi là bộ sấy không khí sơ cấp

Tăng áp suất trong buồng lửa sẽ làm tăng được tốc độ khói, do đó làm tăng hệ

số truyền nhiệt, và có tác dụng làm giảm kích thước của nồi hơi đi rất nhiều Mặt khác ở áp suất lớn, quá trình cháy xảy ra tốt hơn, các tổn thất nhiệt giảm bớt đi

+ Nồi hơi Vêlôc: Nhiên liệu lỏng hay khí được phun vào trong buồng lửa Áp suất thải ra khỏi buồng lửa còn khoảng 0,25 MN/m2, T = 500 ÷ 6000C được đưa vào tua bin khí để phát điện Môi chất tuần hoàn trong nồi hơi dưới dạng tuần hoàn cưỡng bức bội số lớn Hiệu suất của nồi vêlêc đạt tới 92%, suất tiêu hao kim loại bé, kích thước gọn nhưng không dùng được với nhiên liệu rắn

- Loại nồi hơi áp suất buồng lửa dương có kích thước gọn, khởi động nhanh nên được dùng trong ngành giao thông đường sắt, hàng hải và trong các nhà máy điện gánh phụ tải

b Nồi hơi phản ứng sinh hơi của nhà máy điện nguyên tử

Về nguyên tắc hơi, nó không khác gì so với nồi hơi thông thường, nhưng cơ bản của nồi hơi phản ứng sinh hơi không có quá trình buồng lửa

1.4 Chọn phương án thiết kế

Dựa vào đặc điểm của một số loại lò hơi ở trên và dựa vào đặc điểm của công trình tôi chọn nồi hơi ống nước đặt đứng vì:

- Có khả năng cung cấp sản lượng hơi lớn

- Sinh hơi nhanh

- Hiệu suất cao

- Thiết bị gọn nhẹ

- Dễ cho việc vệ sinh cũng như vận hành

- Chế độ vận hành kiểm soát tự động: tự động đốt, cấp nước, bảo vệ cạn, giới hạn áp suất hơi, kiểm soát lửa cháy trong lò

- Chế độ tuần hoàn nước tốt hơn so với nồi hơi nằm ngang

Công trình là Khách sạn 5 sao cấp quốc tế nên việc xử lý khói thải mà nồi hơi thải ra cũng rất cần lưu ý để không bị ô nhiễm hay làm ảnh hưởng đến các khu vực bên trong khách sạn cũng như các tòa nhà lân cận Từ những lý do trên, tôi chọn nhiên liệu đốt là gas hóa lỏng LPG (Liquefied Petroleum Gas), tuy giá cả có đắt hơn những nhiên liệu khác như dầu FO, DO nhưng nó lại có những ưu điểm sau:

- Nhiệt trị cao nên hiệu suất đốt tăng đáng kể

- Lượng khói thải ra hạn chế rất nhiều so với khi đốt bằng dầu, tức sạch hơn

- Gas có thể nén được nên bình chứa gas cũng vì thế gọn nhẹ hơn nhiều so với tank dầu

Tuy nhiên, nó cũng có các nhược điểm sau:

- Khả năng xảy ra cháy nổ cao hơn

- Thiết bị chứa gase đòi hỏi cao hơn về độ chịu lực, phải có áp kế đi kèm

- Cung cấp hay nạp gase khó hơn nạp dầu

Như vậy, nồi hơi tôi chọn cho công trình này là nồi hơi ống nước đặt đứng, nhiên liệu đốt là gas hóa lỏng LPG ( Liquefied Petroleum Gas).

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH CHỌN NỒI HƠI CHO CÔNG TRÌNH

2.1 Tên gọi của công trình

 Tên tiếng Việt: KS Phương Đông Nha Trang

 Tên tiếng Anh: Sheraton Hotel & Spa

2.2 Vị trí địa lý và đặc điểm công trình

Khách sạn Phương Đông nằm ở 26-28 Trần Phú, TP Nha Trang, bên cạnh đó cũng là những khách sạn lớn nổi tiếng như Khách sạn Sunrise, Yasaka Nha Trang- Sài Gòn, Lodge và ngay gần quảng trường 2-4 với tháp Trầm Hương mang biểu tượng của thành phố biển Nha Trang Có thể nói công trình nằm ở một vị trí hết sức thuận lợi cho việc kinh doanh nhà hàng, khách sạn và các dịch vụ du lịch - nghỉ

ngơi khác

Được biết, sự thành công của các tòa tháp tại TP Hồ Chí Minh và Hà Nội với công suất khai thác phòng tối đa, cùng khả năng am hiểu thị trường sâu sắc, chính là lý do để Sheraton mở rộng thương hiệu của mình đến với một trong những

bờ biển đẹp nhất Việt Nam, xây dựng một khách sạn có tất cả các phòng nghỉ đều hướng tầm nhìn ra biển

Hình 2.1: Khách sạn Sheraton Nha Trang nhìn từ xa

Tiếp sau Sheraton Hanoi Hotel với 299 phòng và Sheraton Saigon Hotel &

Towers với 483 phòng, Sheraton Nha Trang Hotel & Spa là khách sạn năm sao đầu tiên của tập đoàn xây dựng trên eo biển miền Trung

Khách sạn Phương Đông hay còn gọi là Sheraton Hotel & Spa sẽ là công trình lớn nhất tại Nha Trang vào thời điểm này, có tổng diện tích 3.700 m2 Khách sạn với 33 tầng nổi và 3 tầng hầm, gồm 282 phòng nghỉ với đầy đủ tiện nghi đạt tiêu chuẩn cấp 5 sao quốc tế Tất cả các phòng khách sẽ được thưởng thức cảnh quan cũng như hít thở không khí trong lành của bãi biển tuyệt đẹp tạo cảm giác dễ chịu khỏe khoắn cũng như thuận lợi cho công việc hàng ngày tại đây

2.3 Qui mô của công trình

Công trình khách sạn Phương Đông khi hoàn thành sẽ có 33 tầng và sẽ bao gồm các hạng mục như sau:

 Khối phòng ngủ đạt tiêu chuẩn 5 sao

 Khối căn hộ đạt tiêu chuẩn 5 sao

 Khối nhà hàng

 Khu vui chơi giải trí

 Khu luyện tập-chăm sóc sức khỏe

 Hội trường

Cụ thể như sau:

a Khối dịch vụ thấp tầng: bao gồm từ tầng hầm 2 đến lầu lầu 6

b Khối phòng ngủ: từ lầu 7 đến lầu 19

c Khối ngủ executive: từ lầu 20 đến lầu 22

d Khối căn hộ: từ lầu 23 đến lầu 25

e Khối nhà hàng: lầu 26 đến lầu 28

f Khối kỹ thuật: lầu 29 đến lầu 31

Dưới đây là hình ảnh của 1 phòng có tiện nghi được lấy làm điển hình

Sheraton Nha Trang Hotel & Spa sẽ đưa vào khai thác tám loại phòng ở; từ phòng deluxe đến phòng hạng executive 70 m2 và một phòng thượng hạng presidential suite có diện tích 182 m2 Ngoài ra, khách sạn còn có khu vực buffet quốc tế 180 chỗ ngồi, nhà hàng dim sum 102 chỗ lần đầu tiên có mặt tại Nha Trang, một bar rượu có phục vụ thức ăn nhẹ

Bên cạnh đó để đáp ứng nhu cầu thư giãn cho doanh nhân và khách lưu trú, khách sạn có cung cấp các dịch vụ spa trọn gói với chín phòng trị liệu đặc biệt; bao gồm khu vực locker riêng biệt cho nam, nữ; phòng xông, xông khô và hồ thủy lực

Một hồ bơi dài 21 m có cả hồ bơi cho trẻ em cũng được đưa vào hoạt động Bên cạnh đó, phòng thể hình tại đây chắc chắn sẽ là một trong những trung tâm chăm sóc sức khỏe đẳng cấp tại Nha Trang

Tiếp sau Sheraton Hanoi Hotel với 299 phòng và Sheraton Saigon Hotel &

Towers với 483 phòng, Sheraton Nha Trang Hotel & Spa là khách sạn năm sao đầu tiên của tập đoàn xây dựng trên eo biển miền Trung

Cách TP Hồ Chí Minh chưa đầy một giờ bay, khách sạn như một điểm dừng chân thú vị của các doanh nhân Nhằm phục vụ nhu cầu hội nghị, khách sạn cung cấp chín phòng họp với các tiện ích tối tân, bao gồm cả phòng khánh tiết, phòng chức năng diện tích rộng lên đến 1.600 m2 Bên cạnh đó khách sạn còn có Executive Club lounge với tầm nhìn hướng biển tuyệt đẹp

Ngoài ra, với dịch vụ Link@Sheraton, toàn bộ không gian lounge sẽ là nơi làm việc thoải mái cho khách có kết nối Wi-Fi miễn phí, cáp Internet Không chỉ

vậy, quầy cafe theo ý tưởng mới bên cạnh việc phục vụ thực đơn thức ăn và nước uống phong phú, sẽ có tivi plasma, các loại sách báo, tạp chí nhằm giúp quý khách liên tục cập nhật tin tức

Một sự phục vụ chu đáo, tận tình và chuyên nghiệp chắc chắn Sheraton Hotel & Spa sẽ là sự lựa chọn lý tưởng cho bất kỳ một sự kiện nào

Khách sạn sheraton hotel & spa Nha Trang do 2 chủ đầu tư chính

- Tập đoàn Vinacapital với 70% vốn đầu tư

- Công ty cổ phần địa ốc- du lịch Đông Hải với 30% vốn đầu tư

2.4 Thiết bị nhiệt sử dụng trong công trình

Công trình là khách sạn 5 sao cấp quốc tế nên việc sử dụng các thiết bị nhiệt để phục vụ cho các mục đích khác nhau như: giặt là, xông hơi, tắm nóng lạnh…là rất cần thiết và là yêu cầu bắt buộc đối với một khách sạn cấp quốc tế Theo khảo sát thì công trình sử dụng một số thiết bị nhiệt sau:

Nồi hơi cấp hơi phục vụ cho việc giặt, là, sấy khô chăn, mền, dèm hay khăn

ăn, khăn trải giường, quần áo nhân viên… được lắp đặt ở tầng 4 của công trình

Nồi hơi đun nước nóng (2 nồi) phục vụ cho việc tắm gội, công suất 400 kW, được lắp đặt ở tầng 25 của công trình

Hệ thống tấm trao đổi nhiệt bằng năng lượng mặt trời Solar panel để cung cấp nước nóng tới 60 0C kết hợp với nồi hơi ở tầng 25 để cung cấp nước nóng

Chúng được đặt ở tầng 27 (9 tấm 6m x 2,5m) và tầng 33 (12 tấm 6m x 2,5)

Bộ gia nhiệt nước nóng bằng điện trở phục vụ cho việc xông hơi (chưa lắp đặt)

Do thời gian thực tập không nhiều, thời gian làm đồ án có hạn nên tôi chỉ đi sâu vào khảo sát và thiết kế nồi hơi cấp hơi phục vụ cho việc giặt, là, sấy ở khách sạn

2.5 Tính nhiệt tải từ các thiết bị sử dụng hơi – chọn nồi hơi Trong khách sạn, các thiết bị nhiệt sử dụng hơi vào mục đích giặt, ủi, sấy quần áo, khăn ăn, khăn trải bàn, khăn trải giường, dèm… ở tầng 4 của khách sạn

Công suất hơi, áp suất làm việc cũng như vị trí của các thiết bị được chủ đầu tư cung cấp và được liệt kê theo bảng 2.1 dưới đây:

1 1 Washer extracter type W4

Bảng 2.1 Thông số về các thiết bị sử dụng hơi

Từ bảng trên ta tính được lượng hơi tối đa cấp cho toàn bộ thiết bị sử dụng hơi là:

21 + 58 + 2 x 5,5 + 65 + 3 + 20 x 2 + 3 + 143 x 2 + 186 = 673 kg/h Tuy nhiên, theo tìm hiểu thì các thiết bị trên chỉ hoạt động vào khoảng thời gian nhất định nào đó trong ngày như:

- Khoảng thời gian từ 5h – 9h, người ta sử dụng các thiết bị nhiệt để giặt,

ủi và sấy các loại chăn, ga, gối, khăn trải giường, dèm tại các phòng ngủ

- Khoảng thời gian từ 21h30 – 23h30, người ta sử dụng các thiết bị nhiệt để giặt, ủi và sấy quần áo nhân viên, khăn ăn, khăn trải bàn

Do đó ta chỉ cần cung cấp lượng hơi bằng 70% tổng nhiệt tối đa ở trên, tức là khoảng 673.0,7 = 471,1 kg/h

Việc sử dụng hơi có thể dùng cho một số mục đích khác sau này (hạng mục phát sinh) nên thiết kế có để một vài đầu chờ, từ kết quả trên tôi chọn nồi hơi có năng suất 1000 kg/h hay 1T/h

Tôi chọn nồi hơi của hãng Hồng Nhựt có thông số kỹ thuật như sau:

Bảng 2.2 Catalogue nồi hơi

Vì thế tôi chọn nồi hơi có Model MW1000 cho công trình [10]

CHƯƠNG 3 CHỌN SƠ ĐỒ TỔNG THỂ MẠNG NHIỆT TÍNH THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG HƠI, ỐNG NƯỚC,

ỐNG KHÓI

3.1 Tính toán đường ống cung cấp hơi chính

Sản lượng hơi của nồi hơi là 1000 kg/h, nên ta sẽ tính đường ống cấp hơi chính theo sản lượng trên

Từ công thức tính lưu lượng quen thuộc: Q =  

Q – sản lượng hơi cần cung cấp, m3/s

Q = 1000 kg/h = 0 , 06

654 , 4 3600

06 , 0 4

 m = 55 mm

Từ cataloge nồi hơi ta chọn ở mục 2.5, chọn van hơi chính có đường kính 60

mm, do đó ta tính đường cấp hơi chính có đường kính là Dh = 60 mm là hợp lý

3.2 Tính toán đường ống cấp hơi tới các thiết bị

* Thiết bị Washer extracter type W4 400H

Lưu lượng hơi cần cung cấp: Q1 = 21 kg/h

Áp suất làm việc : p1 = 4 bar Nhiệt dung riêng của hơi ở 4 bar: 2,163 kg/m3, theo bảng nước và hơi nước bão hòa., [4]

Suy ra: Q1 = 21 kg/h = 2,7.10 3

3600163,2

10 7 , 2

* Tính tương tự với các thiết bị khác ta có được bảng sau: (bảng 3.1)

STT Thiết bị

Lưu lượng hơi, kg/h

Áp suất làm việc, bar

Khối lượng riêng của hơi bão hòa khô, kg/m3 (ở áp suất làm việc)

Vận tốc hơi, m/s

Đường kính ống,

mm

Chọn ống,

mm

1

1 Washer extracter type W4 400H

2

1 Washer extracter type W4 1100H

3

2 Washer extracter type W4 1105N

4

1 Tumble dryer type T4 250

5

1 Ironing table type FIT5A

6

2 Utility press type FPA5-WC

7

1 Ironing table type FIT5A

8

2 Tumble dryer type T4 1200

9

1 Flatwork ironer type IC3 6431 FFS

3.3 Tính toán đường ống cấp nước cho nồi hơi Lưu lượng hơi mà nồi hơi cấp là 1000 kg/h, do đó lượng nước cấp vào trong

lò ít nhất cũng phải 1000 kg/h tức khoảng 1m3/h, nhưng vì bơm chỉ hoạt động khi trong nước trong lò đến mức thấp nhất nên ta chọn lưu lượng bơm nước là 2 m3/h

Đường kính dường ống cấp nước:

Dn =





4Q

Với Dn – đường kính ống cấp hơi, m

Q – sản lượng nước cần cung cấp, Q = 2 m3/s  – vận tốc nước đi trong ống, m/s Chọn  = 2 m/s

 m = 18,8 mm Dựa vào cataloge phần 2.5 ta có van cấp nước là 25 mm, do đó ta tính chọn đường ống cấp nước cho nồi hơi là Dn = 25 mm là hợp lý

3.4 Đường ống nước ngưng

Sau khi hơi được sử dụng tại các thiết bị nhiệt, một phần do tổn thất nhiệt trên đường ống hơi nên ngưng tụ lại thành nước nóng và được dẫn trở lại tank chứa nước, nước ngưng trên đường ống hơi được tách nhờ bộ tách nước ngưng Trên đường cấp hơi ta sử dụng 7 bộ tách nước ngưng

Mỗi 1 bộ tách nước ngưng bao gồm: 1 phễu tách nước ngưng, 2 van chặn có bích 2 đầu, 1 van chặn ren, 1 lọc chữ Y, 1 bẫy hơi Đi kèm với bộ này còn có cụm van bypass cho hơi đi tắt khi bộ tách nước ngưng gặp vấn đề (hình vẽ)

Đường kính ống nước ngưng ra khỏi các thiết bị thường lấy bằng hoặc nhỏ hơn 1 mức so với đường ống hơi vào thiết bị Ví dụ: thiết bị 010-FIT 5A S, có đường kính hơi vào là DN15, đường ống nước ngưng ra cung là DN15

Ta có bảng sau:

STT Thiết bị Đường kính ống hơi

vào, mm

Đường kính ống nước ngưng ra, mm

1 1 Washer extracter type W4

Không có ống nước ngưng

2 1 Washer extracter type W4

Không có ống nước ngưng

3 2 Washer extracter type W4

Không có ống nước ngưng

4 1 Tumble dryer type

3.6 Chọn bơm cấp nước cho lò

3.6.1 Chọn lưu lượng bơm cấp nước cho lò hơi

Lưu lượng hơi mà nồi hơi cấp là 1000 kg/h, do đó lượng nước cấp vào trong

lò ít nhất cũng phải 1000kg/h tức khoảng 1m3/h, nhưng vì bơm chỉ hoạt động khi trong hệ thống thiếu nước nên ta chọn lưu lượng bơm nước là Q = 2 m3/h

3.6.2 Công suất động cơ bơm nước cấp

Công suất động cơ:





3600

1,

1 pQ b

N 

Với:

6,0

/2

/10.81,917,1017

,10117,9

3

2 5

m N at

at at p

210.981,017,101,

Flow: 2m3/h Speed: 2900 rpm Head: 98m Power: 1,5 kW-3p-50Hz Tôi chọn 2 bơm giống nhau, 1 bơm chạy 1 bơm dự trữ

Sơ đồ lắp đặt bơm như hình 3.4

3.7 Hệ thống thông gió – tính chọn ống khói 3.7.1 Trở lực ma sát dọc đường ống

Là lực gây nên bởi ma sát giữa dòng môi chất với bề mặt đường ống

583 , 0 2

2

ms

T

T d



Vận tốc dòng khói, chọn  7m/s l: chiều dài của ống dẫn, lấy l = 10m

Hệ số nhớt động học của khói 6

10 3 ,



6,3119210

.3,76

34,0.7

=0,024 [2, 175]

Vậy trở lực ma sát dọc đường ống là:

583 , 0 2

2

ms

T

T d

273240

2738502

7.457,0.34,0

10.024,

/,2



C là

562,0

/88,62

7.562,0.5,02

là một trường hợp điển hình Xác định theo công thức:

1 , 2

h h là khoảng cách thẳng đứng từ cùng 1 mặt phẳng chọn làm chuẩn đến cửa vào

và ra, m Chọn h1 – h2 = 5m

3,1

0 

g – gia tốc trọng trường, bằng 9,81 m/s2Nhiệt độ trung bình của khói tk =360 0C

Áp suất trong không gian lò b = 1at = 760 mm Hg

36,31760

760.360273

273

3,12,1.81,9

b Trở lực của bộ hâm nước

Chính là trở lực của dòng cắt ngang qua cụm ống phụ thuộc vào cách bố trí,

số dãy ống theo chiều dọc đường khói Z và trị số Re

Nhiệt độ trung bình khói vào bộ hâm nước là: 5000C Tra đồ thị thông số kỹ thuật của khói [4]:  76,3.10 6

.3,76

032,0.7.Re

2 Re.1.8,

, 0 2

/1,65

2

7.457,0.8,2935.119.8,2

m N

3.7.6 Hệ thống thông gió tự nhiên

Trong thông gió tự nhiên, chỉ có ống khói tạo nên giáng áp, do vậy phải tính

kích thước ống khói, tức là chiều cao và đường kính, đủ để khắc phục tất cả các trở lực trong lò hơi và thải khói ra ngoài trời với một tốc độ nhất định, thường còn có một tỷ lệ dự phòng nữa

a Chiều cao ống khói

Chiều cao ống khói thực hiện hai nhiệm vụ là tạo nên lực tự hút để khắc phục trở lực và đảm bảo khói ra ở độ cao nhất định đảm bảo điều kiện vệ sinh môi trường Trong thông gió tự nhiên, chỉ cần tính theo lực tự hút, nguyên tắc để tính là lực tự hút tạo nên đủ để khắc phục tổng trở lực của lò hơi với khoảng 20% dự phòng, khắc phục trở lực của bản thân ống khói và khắc phục trở lực độn thêm khoảng 10% tính đến tổn thất cục bộ khi dòng khói ra khỏi ống

Công thức:

g

h h

H

ok k

kk

d tg

đ tt cb ms



h h

H

ok k

kk

d tg

25,1722,02,181,9

69,17.1,138,60.2,11

,12

,1

Chọn chiều cao ống khói là 27 m

b Tiết diện ống khói

Tiết diện ống khói quyết định tốc độ khói thải, tiết diện ống khói có thể tính theo công thức sau:

k kt

V F







k k

V F

2

Từ đó tính được đường kính ống khói là: 0,302

14,3

071,0.44

Như vậy chọn đường kính ống khói theo cataloge là 340 mm

3.7.7 Sơ đồ lắp đặt đường ống khói (hình 3.5) 3.8 Các thiết bị phụ

3.8.1 Van an toàn

Mỗi nồi hơi đều phải được trang bị van an toàn, nhằm khống chế các thông số làm việc, không cho phép vượt quá giới hạn Số lượng và kiểu loại van an toàn phụ thuộc

vào năng suất bốc hơi của nồi và điều kiện làm việc của nồi Các van an toàn nói chung

là làm việc tự động không cho áp suất vượt quá các chỉ tiêu quy định

Số lượng và kích thước van an toàn được xác định theo công thức sau:

A P

D h d

n  Trong đó:

n: Số lượng van an toàn (theo bài giảng lò hơi, http//ebook edu vn/) d: Đường kính lỗ thông van (cm)

h: Chiều cao nâng lên của van (cm) D: Sản lượng định mức (kg/h), D = 1000kg/h

P: Áp suất tuyệt đối (kg/cm2), P = 10bar = 10,19 kg/cm2 Chọn số lượng van là n = 2 Van loại van nâng lên không hoàn toàn khi đó d  20h và A = 0,0075 Vậy đường kính lỗ thông van phải:

mm cm

p n

A D

19 , 10 2

0075 , 0 1000 20 20

Chọn van an toàn kiểu lò xo có đường kính lỗ thông d =32mm

Hình 3.7 Van an toàn kiểu đòn bảy

Vị trí đặt van: van an toàn được đặt ở vị trí cao nhất của bao hơi, bộ hâm nước

3.8.2 Ống thủy

Ống thủy là một thiết bị rất quan trọng của lò hơi, theo quy phạm an toàn, lò hơi phải có ít nhất hai ống thủy độc lập với nhau chỉ có những nồi hơi

có diện tích truyền nhiệt nhỏ hơn 100m2 thì thay 1 trong 2 ống thủy sáng bằng thủy tối

Ống thủy giúp ta xác định được lượng nước trong lò hơi để dễ dàng kiểm tra mực nước trong lò hơi do ngăn ngừa được sự cố cạn nước

Có 2 loại ống thủy: Ống thủy tinh tròn, ống thủy tinh dẹt

o Ống thủy tinh tròn cấu tạo đơn giản nhưng rất dễ vỡ

o Ống thủy tinh dẹp có cấu tạo phức tạp hơn nhiều nhưng rất tiện lợi

và an toàn lúc công tác vì nó được đặt trong khung bảo vệ bằng kim loại

Có hai ống thủy: ống thủy sáng và ống thủy tối

Ống thủy sáng cho phép nhìn thấy mức nước qua ống thủy tinh nếu là ống thủy tròn, hoặc qua tấm thủy tinh nếu là ống thủy dẹt Ở đây ống hoặc tấm thủy tinh đều là thủy tinh chịu nhiệt

Ống thủy tinh của ống thủy tròn chịu lực kém dễ bị vỡ, do đó thường được dùng cho các lò hơi có áp suất thấp, nhiệt độ nước nhỏ hơn 2500C Ở các lò áp suất cao, người ta thường dùng ống thủy dẹt

Theo qui phạm an toàn lò hơi thì mỗi lò hơi phải có ít nhất là 2 ống thủy đặt độc lập với nhau

Đối với những lò hơi nhỏ, diện tích bề mặt đốt nhỏ hơn 100m2, có thể cho phép thay thế một ống thủy sáng bằng một ống thủy tối ống thủy tối thường gồm 3 van được nối ở mức nước cao nhất, trung bình và thấp nhất của lò

Ta chọn loại ống dẹt có chiều dài 220mm

Ta kết hợp ống thủy tới bộ điều khiển bơm nước tự động bằng điện cực

Hình 3.8 Ống thủy dẹt Van cho ống thủy

3.8.3 Áp kế

Áp kế dùng để đo áp suất của hơi trong nồi và trong các bộ phận chứa nước khác

Mỗi nồi hơi phải được trang bị ít nhất là 1 áp kế có thang đo thích hợp

và đặt ở chỗ dễ thấy nhất của nồi hơi hoặc ở phòng điều khiển của trung tâm

Theo quy phạm kỹ thuật an toàn của nồi hơi của nhà nước thì áp kế dùng để đo

áp suất trong nồi hơi phải là loại có cấp chính xác 1,5%, chỉ tiêu cấp chính xác này được ghi rõ trên mặt áp kế

Ta chọn áp kế có đường kính lỗ thông 21mm thang đo là 15 bar

Trên đường nối ống áp kế lắp đặt van 3 ngã trong đó một ngăn dùng để lắp áp kế mẫu Khi cần kiểm tra áp kế đang dùng hoặc để thông đường ống nối với áp kế trước khi cho áp kế làm việc

Ngoài ra trên đường nối ống van 3 ngã còn lắp 1 ống xi phông chứa nước ngưng để bảo vệ áp kế khỏi bị tác dụng trực tiếp của hơi nóng

Lắp đặt đồng hồ: Nếu áp kế ở ngang tầm mặt thì được đặt thẳng đứng Nếu

áp kế ở trên tầm mắt, xa khoảng 2m thì phải đặt nghiêng khoảng 300

Hình 3.9 Van điều áp bằng tay

CHƯƠNG 4 TÍNH LƯỢNG NHIÊN LIỆU, CHỌN ĐẦU ĐỐT, HỆ

THÔNG CẤP NHIÊN LIỆU, CẤP NƯỚC

4.1 Tính sự cháy của nhiên liệu 4.1.1 Khái niệm quá trình cháy

Quá trình cháy nhiên liệu là quá trình phản ứng hóa học giữa các nguyên tố hóa học với oxy, phát ra một nhiệt lượng nhiệt lớn Trong quá trình cháy đã xảy ra những biến đổi hóa học rất phức tạp không thể nào tả bằng những phương trình hóa học đơn giản được Những phương trình hóa học thông thường của riêng từng thành phần cháy nhiên liệu chỉ thể hiện cân bằng vật chất từng thành phần cháy nhiên liệu chỉ thể hiện cân bằng vật chất của phản ứng chứ không thể hiện cơ cấu xãy ra quá trình phản ứng cháy Có nhiều chất có thể oxy hóa nhiên liệu song thực

tế quá trình cháy nhiên liệu, người ta chỉ dùng oxy của không khí Các chất khí sinh ra trong quá trình phản ứng gọi là sản phẩm cháy hay khói

Quá trình cháy có thể xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn Trong quá trình cháy hoàn toàn các chất cháy của nhiên liệu đều được oxi hóa hoàn toàn

Trong sản phẩm cháy hoàn toàn có các chất khí CO2, SO2, H2O, N2, O2 Trong sản phẩm cháy không hoàn toàn ngoài các khí trên còn có các chất cháy được như:

CO, CH4, CmHm … Nên khi tính nhiệt ta cần xác định lượng thể tích không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy, thành phần và số lượng sản phẩm cháy

4.1.2 Thành phần hóa học của nhiên liệu

a Giới thiệu về gas hóa lỏng LPG

Nhiên liệu bao gồm những chất có khả năng oxy hóa gọi là chất cháy, những chất không có khả năng oxy hóa gọi là chất trơ

Thành phần chủ yếu của LPG bao gồm các hydrocacbon parafinic như propan, butan Ngoài ra, tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu khi chế biến mà trong thành phần của nó có thể có một lượng nhỏ olefin như propen, buten LPG đưa ra

thị trường gọi là LPG thương mại, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và yêu cầu của từng khách hàng mà nhà sản xuất sẽ pha trộn các thành phần một cách thích hợp

Người ta phân biệt ra thành 3 loại LPG thượng mại như sau:

- Propan thương mại: có thành phần chủ yếu là hydrocacbon C3 Ở một số nước, propan thương mại có tỷ lệ butan hoặc buten thấp, có thể xuất hiện lượng vết của etan và/hoặc eten

- Butan thương mại: có thành phần chủ yếu là hydrocacbon C4 Thông thường, thành phần lớn nhất là n-butan hoặc buten-1 Cũng có thể xuất hiện ở lượng không đáng kể propan và/hoặc propen cùng lượng vết pentan

- Hỗn hợp butan-propan: thành phần của sản phẩm này phụ thuộc vào nhà sản xuất cũng như các nhà kinh doanh địa phương, thông thường thành phần của chúng là 50% butan, 50% propan hoặc 70% butan, 30% propan Đây là sản phẩm phổ biến trên thị trường Việt Nam

LPG là nhiên liệu cháy hoàn toàn, không có tro và hầu như không có khói

LPG có độ sạch cao, không lẫn các tạp chất ăn mòn, là nhiên liệu ít gây ô nhiễm môi trường

LPG được xem là một loại nhiên liệu công nghiệp nhưng đồng thời nó cũng

là nhiên liệu dùng trong gia đình Khả năng vận chuyển dễ dàng và có nhiệt lượng cao nên L PG có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và trong thương mại

Ở nước ta LPG được sử dụng rất nhiều trong các ngành của nền kinh tế quốc dân, nó đã mang lại lợi ích to lớn:

- Cung cấp cho người tiêu dùng loại năng lượng sạch, thân thiện với môi trường, tiết kiệm điện năng LPG có nhiệt cháy cao nằm trong khoảng 11.300 - 12.000 kcal/kg tương đương nhiệt trị của 1,5 - 2 kg than củi, 1,3 lít dầu hoả hoặc 1,5 lít xăng

- Sử dụng LPG tạo cho các cơ sở công nghiệp không những sử dụng nhiên liệu sạch mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm

b Thành phần hóa học của nhiên liệu

Dưới đây là bảng thành phần hóa học của khí thiên nhiên (gas) dùng cho nồi hơi:

CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 Gas hóa lỏng

4.1.3 Tính khối lượng riêng của nhiên liệu

Khối lượng riêng của 1m3 LPG được xác định theo công thức:

100.22,4

.C5H12

+ C4H10

+ C3H8 +

.C2H6

+ CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12

Với  – khối lượng của 1 kmol từng loại khí trong thành phần của khí đốt, kg

CH4, C2H6 … thành phần thể tích của từng loại khí trong khí đốt, %

[1, bảng 2.2, 25]

Suy ra:

gas = (16 0 + 30 0,24% + 44 53,78% + 58 44,5% + 72 1,48%)/22,4 = 2,259 kg/m3tc

4.1.4 Tính nhiệt trị của nhiên liệu

Nhiệt trị (năng suất tỏa nhiệt) của nhiên liệu là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kh hoặc 1m3tc nhiên liệu, đơn vị thường dùng là kJ/kg hoặc kJ/m3tc

Đối với nhiên liệu khí, có thể tính theo nhiệt trị của của các khí thành phần

Nhiệt trị khô của nhiên liệu khí có thể tính theo công thức: