Tìm hiểu về các lò đốt, lò hơi sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ

TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM MỞ ĐẦU Nhu cầu lượng sản xuất đời sống lớn ngày tăng, nhiệt chiếm tỷ lệ chủ yếu Trong công nghiệp hóa chất, thực phẩm, để trình công nghệ đạt hiệu tối ưu, người ta thường xét đến điều kiện trình công nghệ Trong đó, nhiệt độ thông số gần ảnh hưởng đến hầu hết trình Các trình phải tiến hành nhiệt độ xác định kết trình đạt đảm bảo Đun nóng cách để đảm bảo điều kiện nhiệt độ trình theo quy trình công nghệ Năng lượng nhiệt dùng để đun nóng lấy từ nhiều nguồn khác Mà nước bão hòa nguồn nhiệt sử dụng rộng rãi công nghiệp hóa học, thực phẩm Vậy thiết bị tạo nước bão hòa cách hiệu quả, thiết bị có cấu tạo hoạt động sao? Nguồn nhiên liệu ngày khan sử dụng thiết bị ấy? Đó câu hỏi dẫn dắt chúng em đến với đề tài “Tìm hiểu lò đốt, lò sử dụng nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ” Dù cố gắng, trình thực đề tài không tránh khỏi thiếu xót định.Vì vậy, chúng em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn, để chúng em hiểu rõ hoàn thiện tiểu luận Chúng em xin chân thành cảm ơn! TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM NỘI DUNG I SƠ LƯỢC VỀ LÒ HƠI Nhiệm vụ Lò có hai nhiệm vụ là: Chuyển hóa lượng khác thành nhiệt năng: buồng đốt nhiên liệu hữu cơ, chuyển hóa năng lượng hữu than đá, dầu mỏ, khí đốt…thành nhiệt sản phẩm cháy; lò phản ứng điện tử tiến hành phản ứng phân hủy tổng hợp hạt nhân nguyên tử phát nhiệt; lò mặt trời, thu lượng xạ mặt trời chuyển hóa thành nhiệt năng; lò địa nhiệt, chất tải nhiệt môi chất hấp thụ nhiệt năng; lòng đất lò điện chuyển điện thành nhiệt năng… Truyền nhiệt sinh cho chất tải nhiệt môi chất để đưa chúng từ thể lỏng có nhiệt độ thông thường lên nhiệt độ cao nhiệt độ sôi, biến thành bão hòa nhiệt Yêu cầu kỹ thuật - Thiết bị sinh phải có suất cao (Tấn/giờ), hiệu suất sinh lớn - Chất lượng sản phẩm phải đáp ứng yêu cầu sản xuất: chất lượng nước nóng, bão hòa nhiệt - Cấu tạo thiết bị không phức tạp, sử dụng, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng - Chi phí nhiên liệu riêng thấp, hiệu suất lò đốt cao Phân loại lò Ta phân loại lò theo nhiều cách: Theo nhiệm vụ lò sản xuất: Lò công nghiệp lò sản xuất điện Lò công nghiệp phục vụ cho trình công nghệ nhà máy sản xuất công nghiệp (thường sản xuất bão hòa, áp suất không vượt 2,0MPa, nhiệt độ t = 250 0C) Lò TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM phục vụ cho sản xuất điện sản xuất nhiệt, có công suất lớn, áp suất nhiệt độ cao, thường lớn 2,0MPa 3500C Theo chế độ đốt nhiên liệu buồng lửa: Lò ghi thủ công,lò ghi nửa khí, lò ghi khí (ghi xích), lò phun nhiên liệu lỏng, lò phun nhiên liệu khí, lò phun bột than xỉ khô hay thải xỉ lỏng, lò buồng đốt xoáy, lò buồng lửa tầng sôi Theo chế độ tuần hoàn nước lò: Lò tuần hoàn tự nhiên, lò tuần hoàn cưỡng bức, lò trực lưu Tuy nhiên cách phân loại thể vài đặc tính lò nên thực tế gọi tên lò thường người ta kết hợp nhiều kiểu phân loại II CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LÒ HƠI Cấu tạo nguyên lý làm việc lò điển hình 1.1 Lò thủ công Cấu tạo: Đây loại lò đơn giản gồm phận chính: Trống (bao hơi) chứa nước bề mặt truyền nhiệt; van để điều chỉnh lượng cung cấp Van cấp nước để cấp nước vào nồi hơi; ghi lò cố định, đỡ nhiên liệu cháy, đồng thời có khe hở để không khí cấp vào đốt cháy nhiên liệu thải tro, xỉ; cửa gió cửa cấp nhiên liệu 8; ống khói TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Nguyên lý làm việc: Nhiên liệu (chủ yếu rắn) đưa vào qua cửa cấp xếp thành lớp ghi lò, nhận nhiệt từ lớp nhiên liệu cháy dẫn nhiệt từ buồng lửa lửa xạ từ không khí nóng sản phẩm cháy từ lớp nhiên liệu lên đối lưu Sau nhận nhiệt, nhiên liệu sấy nóng, sấy khô, tách chất bốc tạo thành cốc, mặt khác không khí ống khói, quạt gió, quạt khói đưa vào, có đưa qua sấy không khí sấy nóng trước qua ghi tiếp xúc với lớp nhiên liệu cháy Những thành phần cháy tạo thành sản phẩm cháy tro xỉ, tro xỉ thải qua qua ghi xuống hộp tro xỉ cấp nhiên liệu, sản phẩm cháy thể khí hấp thụ nhiệt phản ứng cháy đốt nóng đến nhiệt độ cao đạt đến 800 – 1500 0C qua bề mặt truyền nhiệt, truyền nhiệt cho môi chất Nhiệt độ sản phẩm cháy giảm dần cuối đạt đến 120 – 350 0C trước thải Còn môi chất nước bơm nước bơm vào, có trường hợp qua hâm nước qua bề mặt truyền nhiệt nhận nhiệt từ sản phẩm cháy có nhiệt độ cao nhiệt độ tăng dần thành nước nóng, nước sôi, bão hòa khô cung cấp cho hộ sử dụng Loại lò thủ công thường sản xuất nước nóng, nước sôi bão hòa khô áp suất thấp không 15bar công suất nhỏ thường không T/h 1.2 Lò ghi xích ( lò khí) Cấu tạo: Thuộc loại lò công suất nhỏ trung bình Cấu tạo gồm: trống 1, van 2, đường cấp nước 3, ghi lò dạng xích 4, buồng lửa 5, hộp tro xỉ 6, hộp gió cấp gió cấp qua ghi cho lớp nhiên liệu ghi, phễu than 8, ống khói 9, sấy không khí 10, quạt 11, quạt khói 12, hâm nước 13, dàn ống nước xuống 14, ống góp 15, dàn ống nước lên 16, dãy phestôn 17 nhiệt 18 TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Nguyên lý làm việc: nhiên liệu đưa đến tập trung phiểu rót lên phần đầu ghi xích, ghi xích quay với tốc độ chậm khoảng – 30m/h, từ từ đưa nhiên liệu vào buồng lửa Nhiên liệu nhận nhiệt từ buồng lửa sản phẩm cháy sấy nóng, sấy khô thoát chất bốc tạo cốc gặp không khí cấp đưa từ ghi lên cháy tạo thành sản phẩm cháy tro xỉ, tro xỉ lại gạt xỉ gạt xuống phiểu tro thải Sản phẩm cháy qua buồng lửa mang theo chất khí hạt nhiên liệu nhỏ chưa cháy hết gió cấp hai đưa vào từ phía lớp nhiên liệu cháy kiệt nhờ hấp thụ nhiệt sản phẩm cháy Nhiệt độ sản phẩm cháy lên đến khoảng 1000 -1500 0C, qua bề mặt truyền nhiệt truyền bớt nhiệt cho môi chất, nhiệt độ giảm xuống 120 -250 0C trước thải Mặt khác, nước bơm qua hâm nước đưa vào balông chuyển động tuần hoàn qua dàn ống, xuống ống góp dàn ống, lên trở balong để nhận nhiệt biến thành nước, nước sôi, bão hòa qua nhiệt trở thành nhiệt Lò ghi xích thường dùng phạm vi thông số công suất thấp trung bình từ – 35T/h TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM 1.3 Lò đốt phun Cấu tạo: Đây loại lò dùng nhiên liệu lỏng (mazút), nhiên liệu khí (khí thiên nhiên, khí lò cốc, ) nhiên liệu rắn nghiền thành bột Lò đốt phun gồm phận: trống 1, van 2, đường nước cấp 3, vòi phun 4, buồng lửa 5, phễu tro lạnh dùng làm nguội hạt tro xỉ thải trường hợp thải xỉ khô, giếng xỉ 7, bơm nước cấp 8, ống khói 9, sấy không khí 10, quạt gió 11, hâm nước 13, dàn ống nước xuống 14, dàn ống nước lên 15, dãy phestôn 17, nhiệt 18 Nguyên lý làm việc: Nhiên liệu gió cấp thổi vào qua vòi phun, đưa vào buồng lửa nhận nhiệt từ buồng lửa sản phẩm cháy sấy nóng, sấy khô tách chất bốc tạo thành cốc bắt dầu cháy Mặt khác, tác dụng quạt gió, quạt khói không khí đưa vào đầy đủ cháy kiệt chất bốc cốc tạo thành sản phẩm cháy tro xỉ.Ở nhiệt độ cao, tro TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM xỉ bị chảy lỏng phận kết hợp với thành hạt lớn rơi xuống đáy buồng lửa, thải dạng xỉ lỏng không làm nguội, làm nguội phiểu tro lạnh đông đặc lại thải dạng xỉ khô, hạt tro xỉ nhỏ bị dòng sản phẩm cháy theo nguội dần truyền nhiệt cho môi chất qua dàn ống đông đặc lại trước khỏi buồng lửa theo sản phẩm cháy qua khử bụi bị tách thải qua ống khói Tuy nhiên có phận bám lại bề mặt truyền nhiệt ống dẫn khói Sản phẩm cháy buồng lửa có nhiệt độ cao 1200 – 1600 0C qua bề mặt truyền nhiệt truyền cho môi chất, nhiệt độ giảm xuống 120 - 180 trước thải Nước bơm qua hâm nước đốt nóng đến nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ bão hòa rùi đưa vào balong xuống theo dàn ống xuống, tức dàn ống nhận nhiệt không nhận nhiệt qua ống góp rôi lên theo dàn ống lên tức la dàn ống nhân nhiệt nhiều dàn ống nước nước bốc tạo thành hỗn hợp nước có nhiệt lượng riêng nhỏ lại trở balong, tách đưa sử dụng đưa qua nhiệt để tiếp tục đốt nóng, phần nước trở ống xuống với nước cất trở thành dòng tuần hoàn tự nhiên Lò than đốt phun thường cung cấp nước chạy tua bin có thông số trung bình cao lên đến áp suất hai ba trăm bar, nhiệt độ xấp xỉ 600 0C, công suất trung bình lớn lên đến 300T/h Bộ phận nhiệt Bộ phận nhiệt thường lò công nghiệp, dùng với không nóng Bộ phận dùng lò lượng, cần có nhiệt độ cao áp suất lớn Tăng nhiệt độ làm tăng entalpi; nâng cao áp suất lại làm giảm entalpi Hiện có hai loại qúa nhiệt: loại đối lưu loại phối hợp Loại đối lưu thường có số hàng ống đặt tách riêng khỏi lò Loại phối hợp tương tự trên, lại có phần chịu tác động xạ nhiệt nửa xạ đặt lò Bộ nhiệt làm ống thép có đường kính 28 ÷ 42 mm Tốc độ ống chọn từ điều kiện chế độ nhiệt ổn định Thường tốc độ khối nhiệt thứ TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM 500 ÷ 1200 Kg/m h Khi chọn tốc độ chuyển động hơi, cần lưu ý sức cản thuỷ lựccủa nhiệt không vượt 10% áp suất làm việc Bộ phận hâm nóng nước Bộ phận hâm nóng nước nhận 12 ÷ 18% lượng nhiệt chung Bộ phận hâm nóng nước có hai kiểu: kiểu ống gang có gờ kiểu ống thép nhẵn Kiểu ống gang có gờ thường bố trí lò suất không lớn có áp suất tới 24 atm Loại ống thép bố trí lò với suất áp suất (40 atm cao hơn) Kiểu ống gang gồm hệ thống ống gang có gờ số hàng ngang Số lượng ống hàng ngang xuất phát từ yêu cầu đòi hỏi tốc độ chuyển động sản phẩm cháy (6 ÷ m/s tải trọng tiêu chuẩn) Số hàng ngang xuất phát từ yêu cầu diện tích bề mặt hâm nóng thiết bị Nhiệt độ nước vào phận hâm nóng cần vượt nhiệt độ đọng sương khói, không nhỏ 100C, để loại trừ khả ngưng tụ nước thành phần khói kết tủa ẩm ống Nhiệt độ cuối nước hâm nóng ống gang có gờ, với lò cung cấp nước liên tục, lò tích nước trống nhỏ, có phận điều chỉnh tự động, cần thấp nhiệt độ bão hoà áp suất cho không nhỏ 20 C Bộ phận hâm nóng không khí Bộ phận hâm nóng không khí nhận gần ÷ 15% nhiệt hữu ích từ lò Bộ phận hâm nóng không khí chia làm hai loại: loại thu hồi nhiệt loại hoàn nhiệt Loại thu nhiệt từ khói vào không khí không đổi qua thành phân chia khói không khí Loại hoàn nhiệt, nhiệt truyền từ gạch lò hoàn nhiệt kim loại, đốt nóng theo chu kỳ khí nóng, tích tụ truyền cho không khí lạnh Bộ phận hâm nóng không khí loại thu hồi nhiệt hệ ống thép mỏng đặt song song hàn vào Ống đường kính 25 ÷ 51 mm, thành dày 1,25 ÷ 1,5 mm TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Ống đặt theo hình bàn cờ Khoảng cách cạnh ống kề ÷ 15 mm Khói ống Đốt nóng không khí bên ống theo chiều ngang ống Tốc độ khói 10 ÷ 14 m/s Tốc độ không khí nhỏ hai lần tốc độ khói III QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU VÀ BUỒNG ĐỐT Quá trình cháy Cháy trình ôxy hoá hoàn toàn nhanh chóng chất đốt, diễn nhiệt độ cao đồng thời sinh nhiệt Đặc tính cháy nhiên liệu trường hợp phụ thuộc nhiều yếu tố: Loại nhiên liệu đốt, phương pháp đốt, đặc tính khí động trình, vv Quá trình cháy nhiên liệu buồng lửa xảy phức tạp, đơn giản hoá chia làm giai đoạn: Đối với nhiên liệu rắn (như than đá ) : - Giai đoạn sấy khô làm nóng nhiên liệu - Giai đoạn thoát chất bốc tạo cốc - Giai đoạn cháy chất bốc cốc - Giai đoạn tạo xỉ, tro Đối với nhiên liệu lỏng (như dầu mỏ…) giai đoạn tạo cốc tạo xỉ Đối với nhiên liệu khí có giai đoạn sấy nóng cháy Ta nghiên cứu giai đoạn trình cháy Giai đoạn sấy khô làm nóng Trong vận hành, nhiên liệu cung cấp liên tục vào lò đốt, xảy trình 1.1 trao đổi nhiệt nhiên liệu với lửa; với khí nóng từ sản phẩm cháy,với vách lò nóng đối lưu xạ nhiệt TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Nhiên liệu hâm nóng, độ ẩm giảm dần, nhiệt độ tăng dần tới 100 0C ẩm thoát hết khỏi nhiên liệu, nhiên liệu khô hoàn toàn Nhiệt độ tiếp tục tăng tới giai đoạn thoát chất bốc Thời gian sấy phụ thuộc nhiệt độ độ ẩm ban đầu nhiên liệu Cần hiểu không khí giai đoạn tác nhân sấy cấp ôxy cho trình cháy 1.2 Giai đoạn thoát chất bốc tạo cốc Mỗi loại nhiên liệu thoát chất bốc nhiệt độ khác nhau: than ăngtraxít 380 ÷ 4000C cao hơn, than nâu 130 ÷ 1700C Quá trình đốt nóng, cácbuahyđrô phân huỷ thành nguyên tố đơn giản C H Mêtan (CH ) khó nhiệt phân, phải 600 0C phân huỷ, lại tạo thành cácbon thể rắn khó cháy (muội than mồ hóng) 1.3 Giai đoạn cháy chất bốc cốc Cháy trình phản ứng hoá học ôxy chất cháy nhiên liệu, toả nhiệt ánh sáng Tốc độ cháy phụ thuộc vào nhiệt độ nồng độ chất cháy Nồng độ thấp, tốc độ cháy chậm, kéo dài Ảnh hưởng nhiệt độ tới tốc độ cháy mạnh nhiều so với nồng độ Nhiệt độ bắt lửa nhiên liệu khác khác Sau bắt lửa, tốc độ cháy tăng mạnh nồng độ cháy giảm dần Khi cháy hết khoảng 80 ÷ 90% chất cháy tốc độ cuối giảm Sau ta khảo sát chi tiết giai đoạn cháy chất bốc, tức chất khí cháy hyđrô, ôxít cácbon giai đoạn cháy cốc Cháy phần tử nhiên liệu rắn, chất bốc lan toả bề mặt phần tử Ôxy cần cho cháy xâm nhập vào bề mặt phần tử khuếch tán phân tử qua lớp khí giới hạn bao quanh Sản phẩm cháy thoát khỏi bề mặt phân tử vào môi trường xung quanh khuếch tán qua lớp giới hạn Nhiệt độ bề mặt phân tử cao nhiệt độ môi trường, tạo thành građien nhiệt độ Kết truyền dẫn nhiệt xạ vào môi trường Quá trình cháy nhanh kích thước phân tử nhỏ nhiệt độ môi trường, mật độ ôxy cao Thời gian cháy hoàn toàn phần tử nhiên liệu rắn, gần theo công thức: Ở đây: β - số vật lý, tuỳ thuộc loại nhiên liệu δ0 - kích thước ban đầu phần tử TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Cùng với ghi nghiêng, buồng đốt có dùng phần ghi phẳng (3) Ghi thường ghi Phần ghi chủ yếu để hứng xỉ phần ghi nghiêng thải xuống không gian chứa xỉ, việc tổ chức cho cháy than phụ Ở buồng đốt than đưa vào mặt ghi thường bán khí khí việc thao tác thuân tiện, than vào tạo trình cháy liên tục loại ghi nghiêng có diện tích thông gió lớn (khe hở ghi) nên cần ý chọn góc nghiêng ghi cho phù hợp góc nghiêng lớn, nhiên liệu cháy nhanh, việc điều chỉnh trình cháy khó khăn Do đặc điểm cấu tạo mặt ghi nên nhiên liệu vào buồng đốt nhanh chóng nung nóng chất bốc thoát nhanh hay châm phụ thuộc vào phần ghi Xét chung toàn mặt ghi cháy nhiên liệu xảy liên tục, đăn nhiêt độ buồng đốt thay đổi so với buồng đốt ghi phẳng Khi buồng đốt làm việc, than từ phễu than (6) nhờ cấu mở van (7) tự chảy xuống ghi (2) tạo lớp than (1) có chiều dày yêu cầu Đồng thời gió đưa vào qua cửa (4) sau qua khe hở ghi tiếp xúc với than để thực trình cháy Trường hợp cần TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM thiết phải điều chỉnh chiều dày lớp than mặt ghi, thao tác điều chỉnh qua cửa phụ Khi cần đánh xỉ lấy xỉ thao tác qua cửa (5) Buồng đốt ghi nghiêng thường đốt loại than có chất bốc lớn than có độ thiết yếu Mặt khác, ghi lò có diện tích thông gió lớn xong tùy ghi đặt so le nên dùng đốt than có cỡ hạt nhỏ 2.2.2 Buồng đốt khí (ghi xích) Cùng với kiểu buồng đốt nêu trên, công nghiệp cò dùng kiểu buồng đốt khí bán khí Sử dụng loại buồng đốt việc đáp ứng yêu cầu công suất nhiệt, góp phần giảm nhẹ điều kiện làm việc cho công nhân thao tác lò Thường buồng đốt có hai khâu chủ yếu cần khí hóa Đó việc cấp than vào buồng đốt thải xỉ Khâu cấp than vào buồng đốt thường thực theo hai cách: cấp than vào phía ghi cấp từ phía ghi Việc thải xỉ thường kết hợp khí thủ công Đặc điểm buồng đốt không khí nhiên liệu chuyển động chiều từ lên Việc phân bố vùng lớp nhiên liệu không giống buồng đốt thông thường Ở đây, vùng sấy nhiên liệu thoát chất bốc không nằm phía mặt nhiên liệu mà nằm phía lớp than Sau chất bốc thoát than đẩy lên lớp bề mặt cháy Buồng đốt làm việc muội than chất tạo (do phân hủy cacbua hydro) cháy gần mắt gió ghi Đây điểm đặc biệt ưu điểm buồng đốt TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Khi buồng đốt làm việc, than từ phễu than (1) vào ống dẫn có trục ruột xoắn (3) nhờ cấu điều chỉnh (2) Từ than đẩy lên cao bề mặt ghi phễu (4) tạo thành đống than (7) Gió đưa vào kgoang gió (5), sau qua mắt gió (8)của ghi tiếp xúc với than để thực trình cháy Sau cháy, xỉ than lăn xuống ghi xỉ (6), sau xuống ngăn góp xỉ (9) đưa Buồng đốt kiểu dùng để đốt loại than đá, than nâu… Việc cấp than vào buồng đốt phía ghi dùng cấu quay Cũng dùng không khí nén để đẩy tung than vào buồng đốt Nếu dùng cấu quay khối lượng than vào buồng đốt điều chỉnh nhờ số vòng quay cánh đẩy than Còn buồng đốt dùng không khí nén nhờ thay đổi áp suất không khí nén mà điều chỉnh lượng than đưa vào bể mặt ghi lò Ở buồng đốt khí cho than phía ghi, việc dánh xỉ dùng phương pháp lắc ghi, lật ghi (bằng thủ công hay bán khí) để xỉ bị đảo lộn rơi xuống buồng lắng xỉ TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Ưu điểm buồng lửa ghi xích: - Có thể giới hoá toàn khâu - Có thể phân vùng cấp không khí phù hợp với yêu cầu giai đoạn trình cháy, cháy tốt mà hệ số thừa không khí không lớn - Làm việc ổn định, khó bị tắt lò - Tuổi thọ ghi cao Nhược điểm: - Công suất bị hạn chế (65 ÷ 100T/h) kích thước ghi, chiều dày lớp nhiên liệu, tốc độ ghi hạn chế - Yêu cầu nhiên liệu cao 2.2.3 Buồng đốt nhiên liệu bụi (nhiên liệu dạng bột) Buồng đốt lửa phun loại buồng đốt hoàn thiện Buồng lửa loại đốt loại nhiên liệu (rắn, lỏng, khí) Sự khác biệt buồng lửa phun buồng lửa ghi ghi lò Đối với buồng lửa phun, than cần phải chuẩn bị trước (nghiền thành bột, chế biến thành dạng nhũ tương) Nhiên liệu hỗn hợp với không khí, tiến hành giai đoạn trình cháy buồng lửa, thải dạng tro xỉ buồng lửa phun trình cháy xảy theo dạng lửa, nên nhiên liệu khí lỏng đốt buồng lửa phun Buồng lửa phun dùng cho lò có công suất từ 20T/h trở lên (nhiên liệu rắn) nhiên liệu lỏng khí giới hạn Tro sinh buồng lửa phải thải nhanh khỏi buổng lửa không bám lên mặt đốt xạ Cấu trúc phổ biến hiên kiểu lò phun nhiên liệu bột dạng hình hộp chữ nhật, chiều dài đặt thẳng đứng Phần bố trí hệ thống nước sôi 6; khí thoát khỏi hệ thống nhiệt Thành thẳng đứng đặt vòi phun 12 Bên thành lò 9, lắp hệ thống ống 10, 11 đường kính 51-76 mm; tạo thành tập hợp chắn gồm vòng tuần hoàn 2-7-8-14-10-2 (màn trước sau) 2-3-13-11-4-1-2 (màn bên) Bột than hâm nóng phần nhiệt cháy, phun qua vòi phun vào lò phối hợp với không khí nóng,bốc cháy Không khí nóng sản phẩm cháy di chuyển từ cửa vào buồng lửa tới thoát khỏi buồng lửa vào feston TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Hỗn hợp khí cháy, không khí tạo thành lửa, nhiệt độ đạt tới 1300-1500 0C Khi thoát khỏi buồng lửa 900-11000C Các chắn buồng lửa tiếp nhận lượng xạ truyền cho môi chất Quá trình cháy buồng lửa đốt than bột: Quá trình cháy bột than (đường kính trung bình hạt bột than 40µm, đường kính 90µm chiếm khoảng 80-90%) theo giai đoạn: sấy, sinh cháy chất bốc, cháy cốc tạo xỉ Hạt than có kích thước nhỏ nên trình cháy diễn nhanh (1-2 giây) Bột than kết hợp với không khí cháy lử Vùng trng tâm cháy có nhiệt độ cao (ngang mức đặt vòi phun) Xa vùng trung tâm cháy nhiệt độ giảm Nguồn nhiệt để sấy nhiên liệu xạ lửa tiếp xúc với hạt nóng Gió cấp chiếm khoảng 11-45% sấy nóng trước tới 100-4000C, thổi bột than vào với tốc độ 12-26 m/s Gió cấp hai thổi vào với tốc độ 1832 m/s Nhiệt độ gió cấp ảnh hưởng lớn đến trình cháy Nếu sấy tới 900 0C, tiếp xúc với than bột cháy tức khắc Ở 100 0C phải sau 1,6s cháy Trung tâm lửa, nhiệt độ đạt tới 1500-16000C, gần dàn ống, nhiệt độ giảm Kinh nghiệm cho thấy tốc độ phát triển lử phụ thuộc vào nồng độ bột than hỗn hợp bột than - không khí Nhiệt độ hỗn hợp nhiên liệu ảnh hưởng tới trình cháy Nhiệt độ cao, bắt lửa sớm, cháy nhanh, cháy kiệt Nói chung nhiệt độ không nên 4000C - Miệng phun bột than Cấu tạo miệng phun bố trí buồng lửa phải đạt ba yêu cầu: + Có khả làm dòng hỗn hợp bốc cháy nhanh + Hiệu suất trình cháy cao + Buồng lửa vận hành ổn định Để làm cho hỗn hợp bốc cháy nhanh phải tạo vùng xoáy mạnh trước miệng phun, hướng vào tâm lửa, khuếch tán dòng bột than để tăng cường truyền nhiệt lớp lửa TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Để tăng hiệu suất trình cháy phải phân bố lửa đồng buồng lửa cháy kiệt không tổn thất -Bộ phận quan trọng buồng lửa phun vòi phun: Vòi phun chia làm hai loại: vòi phun tròn vòi phun dẹt Vòi phun tròn lại chia làm hai loại: loại thẳng loại xoáy (Hình 2.11a, b thẳng c-xoáy) Loại thẳng có loại gió cấp Hai loại cháy không nhanh, nồng độ nhiên liệu phân bố không TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Loại vòi tròn có miệng loe, có chụp hình nón (Hình 2.11c), hỗn hợp có nồng độ hơn, tạo vùng xoáy giữa, vòi phun dẹt (H2.11 d) tiết diện chữ nhật, gió cấp bên ngoài; quay lên xuống khoảng 15 so với phương ngang Tỉ lệ gió cấp 1, cấp tuỳ thuộc loại nhiên liệu Than Ăngtraxít gió cấp chiếm 11% ÷ 20%, than gầy 15 ÷ 20%, than đá 20 ÷ 45% Tốc độ gió phụ thuộc loại nhiên liệu vòi phun Vòi phun tròn, tốc độ gió cấp khoảng 12 ÷ 16 m/s Số liệu ứng với lò có phụ tải định mức Khi phụ tải thay đổi, tốc độ gió cấp không đổi, tốc độ gió cấp điều chỉnh cho phù hợp Vòi phun dẹt gió cấp cấp chuyển động qua rãnh hẹp + Cách đặt vòi phun buồng lửa Tuỳ thuộc nhiều yếu tố: loại nhiên liệu, công suất lò hơi, vòi phun buồng lửa đặt vòi phun tường buồng lửa vị trí khác Hiện có loại bố trí sau: đặt tường trước, đặt tường bên, đặt góc đặt đỉnh lò Mỗi cách vòi phun bố trí nhiều tầng (H 2.12) Đặt đỉnh lò, dòng bột than khỏi vòi đồng Trong buồng lửa dòng xoáy dòng ngược Trường nhiệt độ đồng đều, dòng khói nhẹ kìm hãm chuyển động xuống, nên có thời gian làm lạnh dòng Hiện tượng đóng xỉ lên tường Cuối dòng vũng TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM thải xỉ có nhiệt độ thấp, buồng lửa làm việc tốt thải xỉ khô Dạng vòi phun thích hợp vòi phun dẹt Nhiệt thể tích buồng lửa (100 ÷120).103 W/m3 … Ngọn lửa chữ U, vòi phun chúc xuống đáy lò, sau dòng cháy quặt lên trên, kéo dài đường bột than cháy, cháy kiệt than; làm việc tốt với thải xỉ lỏng Ngọn lửa hình chữ L, lửa phân bố đều; chiều sâu buồng phải đủ lớn để lửa tới tường đối diện Ngọn lửa hình chữ L có nhiệt thể tích với nhiên liệu chất bốc 150.10 w/m , nhiên liệu nhiều chất bốc (200- 220).10 W/m Vòi phun đặt hai phía tường lò, có lửa choán nhiều 2.2.4 Buồng đốt nhiên liệu lỏng * Đặc điểm chung phân loại thiết bị TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Nhiên liệu lỏng đốt phải biến thành hạt bụi để tăng nhanh qua trình nung nóng đến nhiệt độ bắt lửa, tăng bề mặt tiếp xúc xáo trộn tốt nhiên liệu không khí Thiết bị đốt nhiên liệu lỏng công nghiệp gọi mỏ phun Thiết bị có nhiêm vụ làm biến bụi nhiên liệu, đưa hỗn hợp chất biến bụi nhiên liệu vào đốt cháy lò Mỏ phun cần thỏa mãn yêu cầu sau: + Biến dòng nhiên liệu thành bụi nhỏ hòa trộn tốt với không khí; + Đảm bảo trình cháy ổn định, trì chieuuf dài lửa cần thiết; + Mỏ phun có cấu tạo đơn giản, nhắn, làm việc bền vận hành thuận tiện, dễ dàng vệ sinh Phụ thuộc vào môi chất biến bụi áp suất, mỏ phun chia làm loại: + Mỏ phun thấp áp: loại môi chất biến bụi không khí có áp suất không cao, nung nóng đến 3000C toàn lượng không khí cần cháy nhiên liệu cấp qua mỏ phun nhiên liệu cháy hoàn toàn + Mỏ phun cao áp: loại mô chất biến bụi không khí nén nước cao áp Nếu không khí nén có 7- 12% lượng không khí cần đốt nhiên liệu qua mỏ phun, phần lại không khí thứ cấp qua kênh riêng Nếu nước toàn lượng không khí cần thiết cho trình cháy coi không khí thứ cấp nung trước đến nhiệt độ cao (1000-12000C) loại mỏ phun sử dụng lò có nhiệt độ cao, dung tích lớn Ngoài có loại mỏ phun học mà trình biến bụi nhờ tốc độ mazut từ miệng phun lớn tự phân thành bụi nhỏ a) Mỏ phun thấp áp: Khi mỏ phun làm việc, nhiên liệu vào mỏ phun qua ống dẫn 1, không khí vào qua đường dẫn Nhiên liệu không khí gặp trước cửa mỏ phun Tại dầu biến thành bụi hỗn hợp bụi dầu+ không khí qua miệng mỏ phun vào để cháy lò Áp suất không khí vào mỏ phun 5kN/m2 (500mm H2O) tạo cho không khí chuyển động với TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM tốc độ 70-80m/s kiểu mỏ đốt có cấu tạo đơn giản, vận hành ổn định Song nhược điểm chủ yếu mỏ phun phải giữ cho mỏ phun việc đủ công suất Nếu công suất thay đổi chất lượng biến bụi dầu ảnh hưởng theo Trường hợp cần giảm công suất nhiệt theo yêu cầu công nghệ lò không giảm đến mức tốc độ không khí nhỏ 50 – 60 m/s Loại mỏ đốt làm việc với hệ số tiêu hao không khí n = 1,1 – 1,25 Sơ đồ mỏ phun thấp áp ống dẫn dầu; ống dẫn không khí; Tường lò Vòi phun thấp áp có ưu điểm sau: + Thiết bị đơn giản, dễ chế tạo, dễ vận hành, rẻ tiền + Giảm lượng tự dùng Bên cạnh có nhược điểm sau: + Dùng gió để thổi, gây tiếng ồn + Ngọn lửa ngắn, đòi hỏi chất lượng dầu cao + Kích thước vòi phun tương đối cồng kềnh Loại vòi phun thường dùng cho lò công suất nhỏ, khoảng 100 kg/h TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM b) Mỏ phun cao áp: Tuy chất biến bụi khác (không khí nén nước) mỏ phun cao áp cấu tạo khác Chúng có phận chủ yếu dòng chất biến bụi sau khỏi miệng ống dẫn với tốc độ lớn, đập vào dòng dầu biến chúng thành hạt bụi Ở lò công suất nhỏ trung bình thường sử dụng mỏ phun cao áp kiểu Sukhôp 1.đường dẫn dầu; 2.cơ cấu hãm; 3.đường dẫn chất biến bụi Khi mỏ phun làm việc, chất biến bụi vào mỏ phun chuyển động xung quanh ống dẫn dầu gặp dòng dầu đầu mỏ phun Tiết diện miệng chất biến bụi định lưu lượng chất biến bụi vào phá vỡ dòng dầu thay đổi nhờ chuyển dịch ống dẫn dầu Đối với mỏ phun đơn giản chế điều chỉnh lượng tiêu hao chất biến bụi Ở mỏ phun kiểu chất biến bụi không khí nén áp suất 400 – 600 kN/m (4 – at) Với nhiệt độ bình thường vận tốc không khí nén khỏi miệng ống 300 – 320 m/s Nếu không khí nén có nhiệt độ nung trước 200 – 3000C tốc độ 500 -530 m/s Trường hợp dùng chất biến bụi nước áp suất nước 500 – 1500 kN/m (5 – 15 at) Để điều chỉnh lượng dầu qua mỏ phun người ta đặt van điều chỉnh đường ống dẫn dầu trước mỏ phun Đối với mỏ phun cao áp có cấu tạo phức tạp người ta đặt van TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM điều chỉnh không khí nén (hoặc nước) đường ống dẫn trước mỏ phun Kiểu mỏ phun cho lửa hẹp dài Do chiều dài lửa lớn nên mỏ phun dùng lò có chiều dài phù hợp Còn buồng đốt buồng lò có kích thước nhỏ không dùng lửa va đập vào tường lò làm hỏng thể xây lò Đối với lò công suất lớn (lò Mac – tanh) người ta dùng mỏ phun cao áp có cấu tạo đặc biệt để tạo lửa cứng độ sáng cao, mỏ phun AMI Trong mỏ phun dầu dẫn ống 1, chất biến bụi dẫn ống Phần đầu mỏ phun có lắp ống khuếch tán Lavan Nhờ có ống mà tốc độ chất biến bụi dầu tốt chiều dài lửa đạt đến – 10 m/s Ở mỏ này, chất biến bụi dùng nước nhiệt Còn không khí nén dùng với lượng tiêu hao cao mỏ phun khác Mỏ phun có nhược điểm chủ yếu dùng lò cần cấp nhiệt với công suất nhỏ Để mỏ phun làm việc tốt, áp suất nước không nên lấy nhỏ 1000 kN/m2 với nhiệt độ 250 – 3000C Vòi phun cao áp có ưu điểm: + Cấu tạo đơn giản mà cháy tốt, hiệu suất cao + Dùng hơi,dầu dễ bốc nên đốt dầu xấu + Ngọn lửa nhỏ, dài, dùng hợp với lò có buồng lửa sâu Bên cạnh có nhược điểm là: + Khi vận hành phát tiếng ồn lớn TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM + Tốn để phun, khoảng 2% sản lượng hơi, thành phần nước khói cao, dễ ngưng tụ, đốt dầu có nhiều lưu huỳnh dễ làm rỉ bề mặt truyền nhiệt phần đuôi + Khi dùng quạt, tốn thêm điện thiết bị KẾT LUẬN TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Như tìm hiểu xong đề tài: “Tìm hiểu lò đốt, lò sử dụng nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ” Thông qua nắm nội dung sau: - Biết loại lò đốt, lò sử dụng nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ Biết số phận quan trọng lò nhiệm vụ chúng Nắm bắt cấu tạo nguyên lý làm việc lò điển hình tương ứng với lò - đốt sử dụng kèm với lò Biết trình cháy nhiên liệu lò đốt thông với giai đoạn khác cho nhiên liệu hóa thạch than đá dầu mỏ Nắm nội dung tức ta hiểu lò hơi, thỏa mãn thắc mắc thiết bị sinh để tạo nước bão hòa Ta biết rằng, từ lâu nước sản suất sử dụng, loại lò đơn giản đời phát triển Cho đến nay, lò sản xuất ngày nhiều đại với suất cao, cấp cho tổ máy phát điện, gia nhiệt cho thiết bị ngành công nghiệp hay tạo để vận hành đầu máy xe lửa nước, vận hành turbine máy phát điện… Đặc biệt lò mà không thiết bị thay tạo nguồn lượng an toàn không gây cháy để vận hành thiết bị động nơi cần cấm lửa cấm nguồn điện (như kho xăng, dầu) Rõ ràng, việc sản xuất sử dụng nhiệt nước góp phần quan trọng công cách mạng khoa học kĩ thuật, phát triển xã hội nâng cao đời sống người.Việc tìm hiểu lò đốt, lò cần thiết để sử dụng lò hiệu an toàn, cho sinh viên thuộc ngành công nghệ chúng em TÀI LIỆU THAM KHẢO TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM Phạm Lê Dzần, Nguyễn Công Hân – Công nghệ lò mạng nhiệt – NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội – 2005 Lê Quang Liêm, Đỗ Hữu Hòa – Giáo trình lò – Tp HCM - 2004 Phạm Thanh – Giáo trình lò công nghiệp – Đà Nẵng – 2007 Phạm Văn Trí, Dương Đức Hồng, Nguyễn Công Cẩn – Lò công nghiệp – NXB Khoa học kĩ thuật Hà Nội – 2003 Phạm Xuân Vượng, Nguyễn Văn Muốn – Giáo trình kỹ thuật lò – Hà Nội – 2007 [...]... THUAT THUC PHAM 2 Như vậy chúng ta đã tìm hiểu xong đề tài: Tìm hiểu về các lò đốt, lò hơi sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ Thông qua đó nắm được các nội dung chính sau: - Biết được các loại lò đốt, lò hơi sử dụng nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ Biết được một số bộ phận quan trọng của lò hơi và nhiệm vụ của chúng Nắm bắt cấu tạo và nguyên lý làm việc của các lò hơi điển hình... các lò - đốt sử dụng đi kèm với các lò hơi ấy Biết quá trình cháy của nhiên liệu trong lò đốt thông với các giai đoạn khác nhau cho nhiên liệu hóa thạch như than đá và dầu mỏ Nắm được các nội dung trên tức là ta đã hiểu được những gì cơ bản nhất về lò hơi, thỏa mãn những thắc mắc về thiết bị sinh hơi để tạo hơi nước bão hòa Ta đã biết rằng, từ lâu hơi nước đã được sản suất và sử dụng, các loại lò hơi. .. và cấm nguồn điện (như các kho xăng, dầu) Rõ ràng, việc sản xuất và sử dụng nhiệt của hơi nước đã góp phần quan trọng trong công cuộc cách mạng khoa học và kĩ thuật, phát triển xã hội và nâng cao đời sống con người.Việc tìm hiểu về các lò đốt, lò hơi là hết sức cần thiết để sử dụng lò hơi được hiệu quả và an toàn, nhất là cho các sinh viên thuộc ngành công nghệ như chúng em TÀI LIỆU THAM KHẢO TIEU... dài ngọn lửa lớn nên mỏ phun này chỉ dùng được ở các lò có chiều dài phù hợp Còn đối với các buồng đốt buồng lò có kích thước nhỏ thì không dùng được vì ngọn lửa sẽ va đập vào tường lò làm hỏng các thể xây lò Đối với các lò công suất lớn (lò Mac – tanh) người ta dùng mỏ phun cao áp có cấu tạo đặc biệt để tạo được ngọn lửa cứng và độ sáng cao, như mỏ phun AMI Trong mỏ phun này dầu được dẫn trong ống... (1000-12000C) loại mỏ phun này được sử dụng trong lò có nhiệt độ cao, dung tích lớn Ngoài ra còn có loại mỏ phun cơ học mà quá trình biến bụi là nhờ tốc độ mazut từ miệng phun rất lớn và tự phân thành bụi nhỏ a) Mỏ phun thấp áp: Khi mỏ phun làm việc, nhiên liệu vào mỏ phun qua ống dẫn 1, không khí vào qua đường dẫn 2 Nhiên liệu và không khí gặp nhau ở trước cửa ra của mỏ phun Tại đây dầu được biến thành... không quá lớn - Làm việc ổn định, khó bị tắt lò - Tuổi thọ lá ghi cao Như c điểm: - Công suất bị hạn chế (65 ÷ 100T/h) do kích thước ghi, chiều dày lớp nhiên liệu, tốc độ ghi hạn chế - Yêu cầu về nhiên liệu cao 2.2.3 Buồng đốt nhiên liệu bụi (nhiên liệu dạng bột) Buồng đốt lửa phun là loại buồng đốt hoàn thiện nhất Buồng lửa loại này có thể đốt bất kì loại nhiên liệu nào (rắn, lỏng, khí) Sự khác biệt giữa... vào dòng dầu và biến chúng thành những hạt bụi Ở các lò công suất nhỏ và trung bình thường sử dụng mỏ phun cao áp kiểu Sukhôp 1.đường dẫn dầu; 2.cơ cấu hãm; 3.đường dẫn chất biến bụi Khi mỏ phun làm việc, chất biến bụi vào mỏ phun chuyển động xung quanh ống dẫn dầu và ra gặp dòng dầu ở đầu của mỏ phun Tiết diện miệng ra của chất biến bụi quyết định lưu lượng chất biến bụi vào phá vỡ dòng dầu có thể... khí cần cháy nhiên liệu được cấp qua mỏ phun vì thế nhiên liệu được cháy hoàn toàn + Mỏ phun cao áp: ở loại này mô chất biến bụi là không khí nén hoặc hơi nước cao áp Nếu là không khí nén thì chỉ có 7- 12% lượng không khí cần đốt nhiên liệu đi qua mỏ phun, phần còn lại là không khí thứ cấp đi qua kênh riêng Nếu là hơi nước thì toàn bộ lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy được coi như không khí... cháy đối với giọt nhiên liệu lỏng khác với phần tử nhiên liệu rắn Quá trình cháy không xảy ra trên bề mặt của nó, mà xảy ra trong không gian bao quanh lớp khí giới hạn Nhiệt độ trên bề mặt giọt nhiên liệu lỏng bằng nhiệt độ sôi của chính phần nhiên liệu này Trong lớp giới hạn có građien nhiệt độ, xuất hiện dòng nhiệt truyền tới bề mặt phần tử, nhờ vậy xảy ra bốc hơi Dòng hơi nhiên liệu truyền qua lớp... 2.2.4 Buồng đốt nhiên liệu lỏng * Đặc điểm chung và phân loại thiết bị TIEU LUAN KY THUAT THUC PHAM 2 Nhiên liệu lỏng khi đốt phải biến thành các hạt bụi để tăng nhanh qua trình nung nóng đến nhiệt độ bắt lửa, tăng bề mặt tiếp xúc và xáo trộn tốt giữa nhiên liệu và không khí Thiết bị đốt nhiên liệu lỏng trong là công nghiệp gọi là mỏ phun Thiết bị này có nhiêm vụ làm biến bụi nhiên liệu, đưa hỗn hợp ... Như tìm hiểu xong đề tài: Tìm hiểu lò đốt, lò sử dụng nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ Thông qua nắm nội dung sau: - Biết loại lò đốt, lò sử dụng nhiên liệu hóa thạch than đá, dầu mỏ Biết... đốt nhiên liệu buồng lửa: Lò ghi thủ công ,lò ghi nửa khí, lò ghi khí (ghi xích), lò phun nhiên liệu lỏng, lò phun nhiên liệu khí, lò phun bột than xỉ khô hay thải xỉ lỏng, lò buồng đốt xoáy, lò. .. LƯỢC VỀ LÒ HƠI Nhiệm vụ Lò có hai nhiệm vụ là: Chuyển hóa lượng khác thành nhiệt năng: buồng đốt nhiên liệu hữu cơ, chuyển hóa năng lượng hữu than đá, dầu mỏ, khí đốt…thành nhiệt sản phẩm cháy; lò