Đồ án tốt nghiệp lò hơi đốt dầu FO

Ưu điểm là không đòi hỏi bảo ôn buồng lửa, có thể tích chứa nước lớn, tuy nhiên có khuyết điểm là khó tăng bề mặt truyền nhiệt theo yêu cầu công suất, hơi sinh ra thường là hơi bão hòa.l

LỜI NÓI ĐẦU



Đã từ lâu đến nay nhu cầu về năng lượng trong sản xuất cũng như trong đời sống là rất lớn và ngày càng tăng , rất cần thiết cho sự phát triển của nền kinh tế Đặt biệt đối với nước ta khi mà nền kinh tế đang trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa và đang có những bước phát triển mới trên đà hội nhập nền kinh

tế thế giới Bên cạnh nguồn năng lượng nguyên tử …nhiệt năng vẫn đóng một vai trò quan trọng, chiếm tỉ lệ không nhỏ nhất là đối với nước có nền công nghiệp đangphát triển như đất nước ta

Trong quá trình sản xuất nhiệt năng thì lò hơi là thiết bị không thể thiếu được, từcác lò hơi có công suất lớn để sản xuất ra hơi quá nhiệt, cho đến lò hơi có công suấtnhỏ chỉ sản xuất vài tấn hơi một giờ được dùng trong nghành công nghiệp nhẹ cũngrất cần thiết

Các lò hơi nhỏ này thường chỉ sản xuất ra hơi bão hòa dùng để hấp sấy sản phẩm chế biến và dùng trong sinh hoạt hằng ngày

Chính việc sản xuất và sử dụng nhiệt của hơi nước đã góp phần quan trọng trong phát triển xã hội và nâng cao đời sống

Tuy vậy công việc lắp đặt và vận hành lò hơi lại đòi hỏi rất khắt khe, mang tính khoa học và kỷ thuật cao nhằm đảm bảo yêu cầu tuyệt đối vì đây là thiết bị áp lực

có thể gây nguy hiểm trong lúc vận hành

Là sinh viên nghành nhiệt ra trường ngoài những kiến thức về kỹ thuật lạnh, kỹ thuật sấy, điều hòa không khí thì kiến thức về lò hơi là rất quan trọng

Ở bài thi cuối khóa này em được nhận đề tài “Tính toán thiết lò hơi cho nhà máy đường tại thái lan sử dụng dầu FO” qua quá trình tìm hiểu và được sự chỉ bày tận tình của thầy Hồ Trần Anh Ngọc em đã hoàn thành bài báo cáo của mình

đúng thời gian quy định

Tuy vậy trong quá trình thiết kế khó tránh khỏi sai sót, em kính mong sự đóng góp ý kiến và chỉ bày của thầy cô, để giúp em hoàn thiện hơn bài báo cáo cũng nhưtrong công việc thực tế sau này khi ra trường

Phần 1: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA LÒ HƠI

1.Phân loại lò hơi.

1.1.Theo chế độ đốt nhiên liệu.

Trong buồng lửa phân loại như sau:

Lò hơi đốt theo lớp:lò ghi thủ công(ghi cố định) lò ghi nửa cơ khí và lò ghi cơ khí

Lò hơi đốt theo dạng ngọn lửa :đốt than bột, đốt nhiên liệu lỏng hay khí, khí gas, thải xỉ lỏng hay xỉ khô

Lò hơi đốt kiểu tầng sôi và tầng sôi tuần hoàn

Lò có buồng đốt xoáy….phát triển theo tuần tự:kiểu bình ống lò, ống nước đơn giản và phức tạp

1.2.Theo chế độ tuần hoàn của nước

Trong giàn ống sinh hơi phân loại như sau :

Tuần hoàn tự nhiên

Tuần hoàn cưỡng bức có bội số tuần hoàn lớn

Lò tuần hoàn có hỗ trợ của bơm

Lò hơi trực lưu

1.3.Theo thông số và công suất của lò hơi

Lò hơi thông số nhỏ công suất thấp

Lò hơi công suất vừa và thông số hơi trung bình

Lò hơi công suất lớn thông số cao, siêu cao, cận tới hạn và siêu tới hạn…

1.4.Theo công dụng.

Phân loại như sau:

Lò hơi tĩnh tại

Lò hơi nửa di động và di động

Lò hơi công nghiệp.

là ống lò, khói đi trong ống lò có thể quặt ra sau để đốt nóng ngoài vỏ bình

Ưu điểm là không đòi hỏi bảo ôn buồng lửa, có thể tích chứa nước lớn, tuy nhiên

có khuyết điểm là khó tăng bề mặt truyền nhiệt theo yêu cầu công suất, hơi sinh ra thường là hơi bão hòa.lò hơi ống lò thường có sản lượng bé khoảng 2 đến 2,5T/H, ống lò thường đặt lệch tâm với bình để đảm bảo tuần hoàn nước trong bình

2.2.Lò hơi ống lửa.

Trong loại này ống lò được thay bằng ống lửa với kích thước bé hơn (50÷150 mm).buồng lửa đặt dưới lò, khói sau khi qua ống lửa còn có thể quặt ra hai bên đốt nóng bên ngoài lò

Ưu điểm là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm so với loại ống lò, tuy nhiên vẫn hạn chế khả năng tăng công suất và chất lượng hơi theo yêu cầu

2.3.Lò hơi tàu thủy.

Loại lò này đặt ống lò và ống lửa song song với nhau, khi ấy dòng khói sau khi

đi ra khỏi lò được quặt trở lại để đi trong lửa, loại lò này còn có ưu điểm khá lớn là kích thước rất gọn, chiếm diện tích đặt ít nhưng vận hành và sửa chữa vất vả do

Tóm lại: Các loại ống lò ống lửa đều có nhược đểm :

• Hạn chế việc tăng áp suất và sản lượng hơi

• Yêu cầu về chất lượng nhiên liệu sử dụng cao

• Suất tiêu hao kim loại dùng để chế tạo lò lớn

• Khó khử cáu cặn nước bám vào vách kim loại hay tro bám mặt ngoài ống

• Bảo ôn lò rất đơn giản

3.Lò hơi ống nước tuần hoàn tự nhiên

3.1 Lò hơi ống nước nằm ngang.

Các ống nước được đặt nằm nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc nhỏ,ở đây các hệ thống được nối với nhau bằng hai hộp góp,hai hộp này được nối với bao hơi đặt dọc, số dãy ống chọn phụ thuộc đường kính bao hơi,tức là không thể chọn một cách tùy ý

Những khuyết điểm ở lò hơi hộp góp là mặt phẳng rộng nên không thể tăng áp suất lên được, các ống hấp thụ và giãn nở nhiệt khác nhau dễ gây xì hở mối núc ống vào thành hộp góp

Để khắc phục những khuyết điểm của họp góp người ta chia họp góp thành nhiều ống góp tiết diện vuông hay chữ nhật, mỗi ống góp nối với dãy ống theo phương dọc

3.2.Lò hơi có bao hơi đặt nằm ngang.

Ngoài ưu điểm cho phép tăng bề mặt của lò, giảm được suất tiêu hao kim loại,

lò hơi loại này có ưu điểm là ống góp được nối với bao hơi bằng những ống

cong,tạo nên một cơ cấu đàn hồi

- Lò hơi ống nước nằm ngang có những ưu điểm sau:

• Tăng áp suất và sản lượng hơi nước lên rất nhiều so với lò hơi ống lửa ống nước thẳng nên dể dàng thải cáu bẩn trong ống

• Cho phép sử dụng nhiên liệu có chất lượng xấu

- Nhưng lò hơi ống nước nằm nghiêng có những khuyết điểm sau:

• Suất tiêu hao kim loại để chế tạo lò lớn

• Tường buồng lửa phải làm việc nặng nề vì phải tiếp xúc với khói có nhiệt độ cao

• Tuần hoàn nước còn yếu vì ống đặt nằm nghiêng với góc bé,thường từ ống thứ 7 trở lên tuần hoàn rất yếu hay không có nên khi chế tạo người ta cũng chỉ thực hiện ống góp có 7 ống nước

• Lò hơi ống nước nằm nghiêng chủ yếu phục vụ cho các xí nghiệp, côngnghiệp 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 thường không quá 1,5 MN/ m²,350°C, sản lượng hơi không quá 12 T/h

3.3.Lò hơi ống nước đứng.

Loại lò này có nhiều ưu điểm song cũng có nhiều nhược điểm:

*Do sử dụng nhiều bao hơi nên suất tiêu hao kim loại tương đối lớn, vốn đầu

tư cao,khó tăng công suất và thông số lò

*Tuần hoàn không ổn định lắm vì do ống xuống bị đốt nóng

Bước phát triển tiếp theo của các lò hơi ống nước cong dựa trên các tiêu chuẩn:

* Tăng áp suất và công suất lò

* Giảm trọng lượng kích thước lò bằng cách giảm số bao hơi 1 đến 2 cái và tăng chiều dài ống nước

* Tăng bề mặt nhiệt hấp thụ nhiệt bức xạ bằng cách đặt thêm các giàn ống và giảm nhẹ bảo ôn lò hơi

* Hoàn thiện việc tuần hoàn của nước và hỗn hợp hơi nước bằng cách khắc phục trở lực trong ống nối giữa hai bao hơi trên và dưới đảm bảo cho ống nước xuống của lò không bị đốt nóng

* Tăng hiệu suất nhiệt bằng cách đặt thêm các bề mặt đốt ở phần cuối đường khói thải, sử dụng không khí nóng

3.4.Cấu tạo của một số lò tuần hoàn tự nhiên hiện đại.

Lò hơi hai bao hơi kiểu KB: Lò hơi này có bao hơi đặt dọc đường khói,được chế tạo với công suất từ 2 đến 10 tấn, áp suất 1,28 MN/ m², dùng hơi bão hòa hay hơi quá nhiệt tới 350°C

Ở phần trước của hai bao hơi được nối với hai ống góp bởi hai hệ thống dàn ống của tường bên,phần sau nối với bao hơi dưới bởi một cụm ống

Để ngăn ngừa khả năng kéo dài của ngọn lửa vào trong cụm ống đối lưu, buồng lửa được chia thành hai phần: Buồng lửa chính và buồng lửa cháy kiệt,sản phẩm cháy ra khỏi buồng lửa chính được đưa sang buồng cháy kiệt, rồi sau đó đi vào trong cụm ống đối lưu của lò Lò KB chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp nhưng cũng có thể dùng cho việc chạy động cơ hơi nước

3.5.Lò hơi một bao hơi kiểu TC.

Chạy ghi xích được dùng chủ yếu cho các nhà máy điện có công suất bé và được sản xuất với hai loại 20 và 35 T/h với thong số hơi 3,82 MN/ m², 450°C phục

vụ cho hai loại tua bin ngưng hơi trung áp công suất 4000 KW và 6000 KW,thuộc loại lò hơi hiện đại có cấu tạo hoàn thiện, dàn ống bức xạ nhiệt đặt xung quanh buồng lửa và ống xuống không hấp thụ nhiệt Bộ quá nhiệt hai cấp đặt ngay sau cụm ống pheston có đầy đủ bề mặt đốt phần đuôi để gia nhiệt không khí nóng tới 150°C và giảm nhiệt độ khói thải xuống khoảng 150÷180°C.nếu sử dụng nhiên liệu hợp lý thì hiệu suất của lò đạt tới 80%

3.6.Lò hơi đốt bột than.

Lò có sản lượng từ 20 tấn trở lên, áp suất trung bình chỉ chế tạo với 75T/h lò sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau: rắn, lỏng, khí

Toàn bộ được chia thành 27 khối trọn vẹn và chỉ có một só phần nhỏ các chi tiết

ở dạng lẻ Bảo ôn lò cũng được thực hiện theo dạng khối gồm những tấm bê tông chịu lửa đúc sẵn được nối với dàn ống bằng bulông

Việc chế tạo lò theo phương pháp lắp khối đã rút ngắn được thời gian lắp ráp của

lò lên rất nhiều, các lò trung áp 75T/h dùng trong các nhà máy điện ngưng hơi côngsuất 12000KW

Các loại lò than phun cũng như lò ghi TC cũng được bố trí theo dạng hình ᴨ, dường khói đi từ dưới lên trong buồng lửa và đi từ trên xuống dưới trong phần đuôi, việc bố trí này có ưu điểm là quạt khói đặt phía dưới, giảm được trọng tải động trong khung lò, nhưng với lò than phun thải xỉ khô thì có nhược điểm là phễu tro xỉ đặt quá gần vùng trung tâm cháy nên nhiệt độ vùng thải xỉ cao, ảnh hưởng xấu đến điều kiện thải xỉ khô

Lò hơi tuần hoàn tự nhiên hiện nay đã được chế tạo với áp suất 17,6MN/m, sản lượng đến gần 2000T/h, về nguyên tắc lò hơi có thể chế tạo với sản lượng rất lớn, nhưng thông dụng nhất là D>1000

3.7.Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức với bội số lớn.

Để tăng cường khả năng tuần hoàn của lò, người ta đặt thêm bơm tuần hoàn, khi

đó lò hơi làm việc với chế độ tuần hoàn cưỡng bức nhưng bội số bằng 1

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

- Trang bị cho các cơ sở lò hơi bé (như một số lò dùng khí thải)

- Trang bị cho một số cơ sở lò hơi lớn như nhà máy nhiệt điện, khi đó áp suất thiết kế tới 21MN/m, công suất D=2500T/h.Tuy áp suất làm việc lớn nhưng áp lực đẩy của bơm tuần hoàn khá bé, chỉ đủ để khắc phục trở lực của vòng tuần hoàn

Các bề mặt đốt của lò thường gồm 3 bộ phận: bộ hâm nước, bề mặt sinh hơi với bộ quá nhiệt, chúng thường có cấu tạo dưới dạng những ống xoắn, việcđặt các lò hơi sử dụng nhiệt trên đường khói của lò đốt công nghiệp đã tăng hiệu suất sử dụng nhiệt của lò lên rất nhiều

Lò hơi một bao hơi, nước cấp ra khỏi bộ hâm nước và hỗn hợp hơi nước ra khỏi bề mặt đốt sinh hơi được đưa vào bao hơi,nước từ bao hơi được bơm tuầnhoàn đẩy trở lại bề mặt đốt sinh hơi, hơi ra khỏi bao hơi đưa vào bộ quá nhiệt,

để phân bố lưu lượng nước qua các ống xoắn của bề mặt đốt sinh hơi được đồng đều,tại đầu vào các ống xoắn có đặt các cửa tiết lưu với trở lực cục bộ khác nhau để đảm bảo cho các trở lực chung của các ống được giống nhau

3.8.Lò hơi trực lưu

Lò hơi trực lưu có những ưu điểm sau:

• Do không có bao hơi và chỉ có ít ống góp nên chỉ tốn ít kim loại, khung lò

và bảo ôn nhẹ nhàng thuận tiện hơn

• Khắc phục được những thiếu sót về tuần hoàn tự nhiên:như tốc độ tuần hoàn bé hay không có tuần hoàn

• Cho phép tăng áp suất của hơi lên cao, mặt khác chỉ có lò hơi trực lưu mới sản xuất được hơi có áp suất trên hơi tới hạn.

Nhược điểm của lò hơi trực lưu là yêu cầu cấp nước phải tuyệt đối sạch, hơn nữa do trữ lượng nước trong lò ít nên thường chỉ thực dụng khi phụ tải thay đổi ít

PHẦN 2: PHẦN TÍNH TOÁN

CHƯƠNG: 1 TÍNH SẢN PHẨM CHÁY VÀ CÂN BẰNG NHIỆT

Bảng 1: Bảng tính toán quá trình cháy

m3tc/kg

VN2

m3tc/kg

V0 H2O

m3tc/kg

VH2O

m3tc/kg

2 Entanpi của không khí và của sản phẩm cháy (khói)

Entanpi của khói với 1kg nhiên liệu được xác định bởi công thức

Bảng 2 :Bảng entanpi của khói và không khí

3 Cân bằng nhiệt lò hơi

3.1 Phương trình cân bằng nhiệt lò hơi

Ứng với một kg nhiên liệu lỏng khi cháy trong lò hơi ở trong điều kiện vận

hành ổn định có phương trình cân bằng nhiệt tổng quát :

Qđv = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 , kcal/kg

Trong đó :

Qđv : nhiệt lượng đưa vào ứng với 1kg nhiên liệu

Q1 :Lượng nhiệt đưa hữu ích dùng để sản xuất hơi (kj/kg)

Q2 :Tổn thất do khói thải mang ra ngoài (kj/kg)

Q3 :Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học (kj/kg)

Q4 :Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (kj/kg)

Q5 :Tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xunh quanh (kj/kg)

Q6 :Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài (kj/kg)

Ta tính được nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu:

I

3.3.Tổn thất nhiệt do không hoàn toàn về mặt hoá học q 3.

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

q3 =

đv Q

Q3

=1,5%

3.4 Tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học q 4.

Tổn thất nhiệt do cháy cơ học không hết xác định bằng lượng nhiên liệu cháy không hết trong xỉ Do đốt dầu FO nên ta chọn :

q4 = 0 %

3.5.Tổn thất nhiệt do tỏa ra môi trường xung quanh q 5

Bề mặt xung quanh của lò luôn có nhiệt độ cao hơn môi trường xung quanh gây

ra sự tỏa nhiệt từ hơi đến không khí lạnh nên gây ra tỏa nhiệt môi trường xung quanh q5

Xác định dựa trên công suất của lò(200kg/h)

3.8.Hiệu suất nhiệt của lò hơi.

Hiệu suất nhiệt của lò hơi được xác định bằng công thức:

η= 100% - = 100% - 9,96% = 90,04%

3.9.Nhiệt có ích của lò

Ql = Dqn(iqn-inc) + Dbh(ibh-inc) + Dxả(ixả-inc) + Dqt(i,,

qt-iqt,)+ Q , kcal/h [1]

Vì sản xuất hơi bão hoà nên Dqn = 0

Lượng nước xả lò rất ít nên Dxả = 0

Không có quá nhiệt trung gian nên Dqt = 0

Và nhiệt lượng do nước hoặc không khí hấp thụ bên ngoài Q = 0

Vậy : Ql = Dbh(ibh-inc)

Trong đó : Dbh = 200kg/h

Với áp suất hơi bão hoà P = 4bar, tra bảng nước và hơi nước trên đường bão hoà

Bảng 3 : Kết quả tính cân bằng nhiệt lò hơi

toàn về mặt cơ học

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BUỒNG LỬA

2.1.Thể tích buồng lửa.

Nhiệt thể tích buồng lửa ta chọn theo kinh nghiệm để tiết kiệm không gian

buồng lửa để tiết kiệm không gian buồng lửa cũng như giảm giá thành vật tư chế tạo ta chọn giá trị nhiệt thế có giá trị 200000(kj/h.m3

) (lò hơi I Nguyễn Sĩ Mão trang 185)

Ta có

Vbl =

q

Q B

v

t lv

65 , 1

2.2.Di n tích b m t truy n nhi t c a lò h iện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi ề mặt truyền nhiệt của lò hơi ặt truyền nhiệt của lò hơi ề mặt truyền nhiệt của lò hơi ện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi ủa lò hơi ơi

phần D = 4T/h ta tìm ra diện tích cần sinh hơi F =

1

D

D

chọn D1 =40kg/m3.h suy ra tổng diện tích cần để bốc hơi :

*Các kích thước của ống lò được chọn tính như sau :

Đường kính ống lò được tính theo công thức sau:

Nên dùng loại thép ống có mã hiệu C20 không có đường hàn dọc Ф42mm

*Các kích thước của ống lửa được chọn như sau :

Đường kính ngoài : Dn = 42 mm (chọn trong khoảng 40-70 mm)

Khoảng cách giữa hai mặt sàng : 950 mm

*Diện tích bề mặt truyền nhiệt của dàn ống lửa :

*Xác định đường kính trong thân lò

Đường kính trong thân lò được xác định dựa theo cách bố trí ống lò và dàn ốnglửa theo các kích thước sau:

Bố trí ống lửa : Để nhiệt lượng của dàn ống lửa truyền cho nước lò hơi được phân

bố đều ta chọn cách bố trí ống lửa theo nguyên tắc tam giác đều

Bước ống tương đối của dàn ống lửa:

d S = 11,5

Ta chọn bước ống theo chiều ngang:

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

- Khoảng cách từ tâm ống lửa trên cùng đến mép trên thân lò là 450 mm

- Trong đó chiều cao khoảng chứa hơi là 350 mm

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

- Khoảng cách từ mép trên ống lò đến tâm ống lửa trên cùng là 367 mm

- Khoảng cách giữa cụm ống lửa trên và dưới tính theo tâm ống là 200 mm

- Đường kính ngoài của ống lò là 100 mm

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

- Từ các kích thước trên ta xác định được đường kính trong thân lò là 1017 mm

-Qua việc bố trí ống lò và dàn ống lửa là phù hợp

*Vậy các kích thước của thân lò là :

Đường kính trong :Dt = 1150 mm

Đường kính ngoài : Dn = 11800 mm

Chiều dày : S = 12 mm (tính kiểm tra sau)

2.3.5.Xác định kích thước cửa người chui

*Vật liệu chế tạo :

Cửa người chui chịu áp lực tác động nên dùng loại thép có mã hiệu 20K có dạng hình elip.

*Với các kích thước sau :

Bảng 4:Các đại lượng khi đã được chọn tính

9 Đường kính mặt sàng D mm 1100

10 Khoảng cách hai mặt sàng

2.4.Tính nhiệt buồng lửa.

2.4.1 Nhiệt lượng thu được khi đốt cháy 1kg nhiên liệu Q tđ

Qtđ =Q đv

.(1-4

6 3

100 Q

Q Q





)+Qkkn (lo hoi I,NSM)

Qkkn:nhiệt lượng không khí mang vào lò khi sấy sơ bộ bên ngoài vì lò không sấy nên

2.4.3.Nhiệt độ không khí nóng t kkn

Trong thiết kế này sử dụng buồng phun đốt dầu FO không có bộ sấy không khí nên lấy nhiệt độ không khí nóng bằng nhiệt độ không khí lạnh

2.4.5.Nhiệt lượng do không khí nóng mang vào buồng lửa Q kkn

Do không có bộ sấy không khí nên nhiệt lượng không khí nóng mang vào cũng chính là entanpi của nó

Qkkn = I0

2.4.6.Nhiệt độ cháy lý thuyết t a

Nghĩa là nhiệt độ sản phẩm cháy có thể đạt đến với giả thiết là tất cả nhiệt lượng tỏa ra chỉ dùng để gia nhiệt sản phẩm cháy

Tra bảng 2 entanpi của khói và không khí

Qbl =40370,6(kj/kg)ta được nhiệt độ cháy lý thuyết

ta=975,3 0 C

2.4.7.Độ đen hữu hiệu của ngọn lửa a nl

Trong số các sản phẩm sinh ra trong quá trình cháy thì thành phần khí 3 nguyên

tử H2O,CO2 thành phần các hạt tro bay theo khói trong buồng lửa có ảnh hưởng lớnđến khả năng bức xạ của ngọn lửa

Độ đen ngọn lửa phụ thuộc vào loại nguyên liệu, phương pháp đốt, thành phần khí 3 nguyên tử, nồng độ tro bay theo khói

Khi đốt nhiên liệu lỏng thì đọ đen ngọn lửa phụ thuộc vào độ đen phần sáng và phần không sáng của ngọn lửa được tính theo công thức:

anl= m as+(1-m).aktrong đó :

m:hệ số phụ thuộc vào phụ tải nhiệt và thể tích buồng lửa

as:độ đen phần sáng của ngọn lửa (các hạt muội)

ak:độ đen phần không sáng của ngọn lửa (chất khí)

2.4.8.Độ đen phần sáng của ngọn lửa a s

Trong đó

kk:hệ số làm yếu bức xạ củ khí 3 nguyên tử

kh:hệ số làm yếu bức xạ của các hạt muội bay theo khói

rk:phân áp suất khí 3 nguyên tử

p:áp suất trong buồng lửa

s:chiều dày tác dụng của lớp khí bức xạ trong buồng lửa

2.4.8.1.Chiều dày tác dụng của lớp khí bức xạ trong buồng lửa s

S=3,6

t

bl F

V

(m), (tài liệu 1) Trong đó :

=0,0135 (m)

2.4.8.2.Áp suất trong buồng lửa p

1 , 0

6 , 1 78 , 0 (

rH2O :phân thể tích của hơi nước

bl :nhiệt độ khói đầu ra của buồng lửa [ 0 C]

s:chiều dày tác dụng của lớp khí bức xạ trong buồng lửa

p k :phân áp suất khí 3 nguyên tử (kG/cm 2 )

p k =p.r k =1.0,245=0,245

1000

1459 38 , 0 1 ).(

1 , 0 1341 , 0 245 , 0

119 , 0 6 , 1 78 , 0

2.4.8.5.Hệ số làm yếu bức xạ bởi các hạt bay theo khói.k h

kh = 0,03.(2-α’’

H

C T

).

5 , 0 1000

2.4.10.Độ đen buồng lửa a bl

Với thiết kế không có dàn ống sinh hơi nên

Bảng 5:Kết quả tính nhiệt buồng lửa

đốt cháy 1kg nhiên liệu

nóng mang vào buồng lửa

3.1.Tính sức bền cho thân lò

*Nhiệt độ tính toán của vách thân lò.

Thân lò hơi được thiết kế không tiếp xúc trục tiếp với nhiệt, nằm ngoài đường khói.Nhiệt độ tính toán của vách thân lò hơi bằng nhiệt độ hơi nước bão hòa ở áp suất thiết kế (TL1- 176)

Do trong mọi trường hợp nhiệt độ vách không nên chọn nhỏ hơn 2500C

*Ứng suất cho phép của kim loại chế tạo thân lò

Ứng suất cho phép của kim loại được tinh toán như sau :

*Tính chiều dày thân lò

Thân lò có dạng hình trụ, chịu áp lực tác động từ bên trong

Chiều dày tối thiểu của thân lò được xác định như sau :

.

Trong đó :

Dt = 1017( mm ) Đường kính trong của thân lò

P = 4 KG/cm2 : Áp suất thiết kế

φ = 0,7 : Hệ số bền vững mối hàn dọc thân

chọn phương pháp hàn điện bằng tay (TL1-182)

C = 2 mm : Trị số bổ sung chiều dày thân lò

Vậy :

S = 2004.0.1017,7.12 8 + 2 = 4.43 mm

Để đảm bảo an toàn ta lấy chiều dày thân lò là 20 mm.

Yêu cầu mối hàn trên thân lò phải là đường liền suốt

3.2.Tính sức bền ống lò

*Nhiệt độ tính toán của vách ống lò.

Thân ống lò là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với ngọn lửa

Nhiệt độ tính toán của vách ống lò được xác định như sau :

tv = tbh + 100 (TL2-154) =159 + 100 = 2590C

*Ứng suất cho phép của kim loại chế tạo lò

Ứng suất cho phép của kim loại được tính như sau :

Ống lò có dạng hình trụ trơn chịu tác động của áp lực từ bên ngoài

Chiều dày tối thiểu được xác định như sau :

l D p

l a