tài liệu là sự tổng hợp một số đề thi (4 đề) ở các năm khác nhau và các bài tập ôn thi môn thu hồi nhiệt thải của TS.Nguyễn Văn Tuyên để anh em tham khảo. Trên tài liệu có hướng dẫn tính toán và giải đề thi.
Đề thi giải môn thu hồi nhiệt thải (tham khảo) TS Nguyễn Văn Tuyên Môn : Thu hồi nhiệt thải Page MÔN THU HỒI NHIỆT THẢI BÀI TẬP MẪU BT1 : Cho lò hoạt động với bão hòa áp suất p = 10 bar, sản lượng D = 10 tấn/giờ Nhiệt độ nước cấp 300C Dùng dầu mazút có thành phần làm việc sau: Nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt nước thành bão hòa áp suất 10 bar: Với i1: entanpi bão hòa áp suất 10 bar i2: entanpi nước áp suất 10 bar ứng với nhiệt độ 300C Nhiệt trị thấp nhiên liệu là: Giả sử hiệu suất nhiệt 100%, ta thấy lượng tiêu hao nhiên liệu là: Nếu nước cấp gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, nhiệt lượng để sinh bão hòa là: Với : entanpi nước áp suất 10 bar ứng với nhiệt độ sôi Lượng tiêu hao nhiên liệu trường hợp là: Như ta tiết kiệm lượng nhiên liệu Môn : Thu hồi nhiệt thải Page Từ đồ thị ta thấy, nước hâm nóng, nhiệt lượng cần thiết để cung cấp cho trình sinh giảm lượng tiêu hao nhiên liệu giảm, trường hợp ta tiết kiệm 24,34% nhiên liệu Ngoài việc sấy không khí để tăng thêm nhiệt lượng đưa vào buồng lửa làm tăng thêm nhiệt lượng hữu ích để sinh Giả sử ta dùng dầu để gia nhiệt không khí: Ở lò phun, nhiệt độ không khí đưa vào buồng lửa khoảng 250 0C, nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt cho không khí là: Với : thể tích không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hết nhiên liệu i1: entanpi không khí 2500C i2: entanpi không khí 300C Nếu dùng dầu để gia nhiệt ta phải tốn thêm lượng nhiên liệu: Ngoài ra, lò đốt nhiên liệu lỏng mà chủ yếu dầu nặng (FO) việc hâm nóng dầu trước đưa vào buồng lửa cần thiết độ nhớt dầu nhiệt độ thường cao gây khó khăn cho việc dẫn dầu ống việc phun dầu vào buồng lửa Thông thường người ta thường gia nhiệt dầu lên đến khoảng 900C Trước người ta thường dùng gia nhiệt dầu điện kết hợp với nước Ví dụ sau cho thấy nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt cho dầu Nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt dầu: Với B: lương tiêu hao nhiên liệu (lấy ví dụ B = 0,189 kg/s) Cnl: tỷ nhiệt nhiên liệu Trong đó: Từ đó, ta tính Môn : Thu hồi nhiệt thải Page BT2 Ví dụ việc tận dụng nhiệt khói thải Nhiên liệu: dầu mazút có thành phần làm việc sau C = 83% - H = 10,4% - S = 2,8% - O = 0,7% - A = 0,1 % - W = 3% Thông số hơi: p = 10 bar - D = 10 tấn/giờ Các tổn thất khác: q3 = 3% - q4 = 0% - q5 = 1% - q6 = 0% Hệ số không khí thừa: α = 1,2 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page Khi không tận dụng khói thải: Giả sử nhiệt độ khói khỏi buồng lửa 11000C, không tận dụng nhiệt thải Tổn thất nhiệt khói thải Q2 = (I1 – Ikkl)(1-q4/100) Với I1 = IRO2 + IN2 + IH2O + (1 – α)Ikk = VRO2(Ct1)RO2 + VN2(Ct1)N2 + VH2O(Ct1)H2O + (1 – α)Vkk(Ct1)kk Ikkl = α.Vkk ckkl.tkkl Với nhiệt độ khói thải 11000C nhiệt độ không khí lạnh 300C, ta tính được: Q2 = (I1 – Ikkl)(1-q4/100) = 21664,002 kJ/kg Nhiệt lượng đưa vào buồng lửa Qđv = Qt + Qnl + Qkkn + Qp Do sấy không khí, hâm nóng nhiên liệu phun nên Qđv = Qt = 39002,9 kJ/kg Phần trăm tổn thất khói thải Lượng tiêu hao nhiên liệu Với Q1 = (1 – q2 – q3 – q5)Qđv ibh: entanpi nước bão hòa áp suất 10 bar inc: entanpi nước có nhiệt độ 300C áp suất 10 bar Từ ta tính B = 0,467 kg/s Tận dụng nhiệt thải để hâm nước: Giả sử nước cấp gia nhiệt đến trạng thái lỏng sôi áp suất 10 bar Môn : Thu hồi nhiệt thải Page Tổn thất nhiệt khói thải Q2 = (I2 – 477,968) Nhiệt lượng đưa vào buồng lửa Qđv = 39002,9 kJ/kg Phương trình cân nhiệt Qknr = Qnnv φB(I1 – I2) = D(i’ – inc) (1-q5/100)B(I1 – I2) = D(i’ – inc) 0,99B(22141,987 – I2) = 1769,03 Phương trình có ẩn, nên không giải được, ta sử dụng thêm phương trình cân nhiệt thứ 2: Kết hợp phương trình ta tính giá trị sau: I2 = 14739,28 kJ/kg B = 0,241 kg/s Q2 = 14261,3 kJ/kg q2 = 36,56 % η = 59,44 % qth = 18,79 % Tận dụng nhiệt thải để sấy không khí Giả sử không khí sấy đến nhiệt độ 4000C với nhiệt độ không khí lạnh 300C Tổn thất nhiệt khói thải Q2 = (I3 – Ikkl) Nhiệt lượng đưa vào buồng lửa Qđv = Qt + Qkkn Phương trình cân nhiệt Qknr = Qkknv φB(I2 – I3) = α.B.Vkk(Ikkn – Ikkl) Môn : Thu hồi nhiệt thải Page Ta tính giá trị: I3 = 8645,935 kJ/kg Q2 = 8167,95 kJ/kg q2 = 18,14 % η = 77,86 % Phương trình cân nhiệt: Suy B = 0,159 kg/s qth = 29,67 % Tận dụng khói thải để hâm dầu Giả sử dầu gia nhiệt từ nhiệt độ 300C lên 900C Tổn thất nhiệt khói thải Q2 = (I4 – Ikkl) Nhiệt lượng đưa vào buồng lửa Qđv = Qt + Qkkn + Qnl Phương trình cân nhiệt Qknr = Qnlnv φB(I3 – I4) = B (Cnl2t2– Cnl1t1) Ta tính giá trị: I4 = 8518,397 kJ/kg Q2 = 8040,412 kJ/kg q2 = 17,78 % η = 78,22 % Phương trình cân nhiệt: Từ ta tính được: B = 0,158 kg/s qth = 29,83 % Tận dụng nhiệt thải qua thiết bị: Giả sử tận dụng nguồn nhiệt để đun nước dùng sinh hoạt, với yêu cầu khói thải khoảng 2000C, nhiệt độ khói thấp nhiệt độ đọng sương gây tượng ăn mòn đường ống Môn : Thu hồi nhiệt thải Page Tổn thất nhiệt khói thải Q2 = (I5 – Ikkl) Với I5 = 3606,178 kJ/kg Suy Q2 = 3128,193 kJ/kg q2 = 6,92 % η = 89,08 % Nhiệt lượng đưa vào buồng lửa Qđv = Qt + Qkkn + Qnl Phương trình cân nhiệt Ta tính được: B = 0,139 kg/s qth = 40,58 % Lượng nước tận dụng nhiệt Qknr = Qnnv φB(I4 – I5) = G.cp (tn2–tn1) Suy ra: G = 2,305 kg/s Đồ thị cho ta thấy tận dụng nhiệt khói thải hiệu suất nhiệt lò tăng lên, tổn thất nhiệt khói thải giảm xuống, đồng thời lượng tiêu hao nhiên liệu giảm xuống Môn : Thu hồi nhiệt thải Page Môn : Thu hồi nhiệt thải Page Câu : Vẽ sơ đồ Câu 2: Nhiệt lượng không khí nóng qua lò hơi: Q = G.Cp.( tkk1 – tkk3 ) = 9,45.1,06.( 550-150 ) =4007 kW Nhiệt lượng lò nhận vào thực tế: QLH = 4007*( 1-0,03 ) = 3887 kW Sản lượng hơi: Từ tbh=1800C, tra I’’ = 2778 kJ/kg, Tnc = 1050C, ta có inc = 439 kJ/kg D = 3887/(2778 – 439) = 1,66 kg/s +Chênh lệch nhiệt độ điểm kẹp: Tkk1=5500C Tbh=180 C Tkk2=?0C Tkk3=1500C Tnc=1050C Nhiệt lượng cần thiết để sinh : Qsh = D.( I”-I’ ) = 1,63 ( 2778 – 763 ) = 3284,5 kW Nhiệt độ không khí nóng qua khỏi sinh tkk2 : Tkk2 = tkk1 - Qsh/(G.Cp) = 550 – 3284,5/(9,45.1,06) = 2220C Chênh lệch nhiệt độ điểm kẹp = 222 – 180 = 420C Câu 3: Nhiệt lượng nhận thực tế qua buồng sấy: Qs = G.Cp.( tkk3 – 70).( 1-0,02 ) = 9,45.1,06.(150-70).0,98 = 785 kW Hiệu suất = ( Qs + QLH ) / G.Cp.( tkk1 - tmội trường ) =( 3887 + 785 )/[( 550 – 30 ).1,06.9,45] = 0,89 Câu 4: Nhiệt lượng cần thiết để đạt 10t/h ( 2,7kg/s): Q = 2,7*( 2778 – 439 )/(1-0,03) = 6698 kW Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 10 Câu : Vẽ sơ đồ Câu 2: Nhiệt lượng không khí nóng qua lò hơi: Q = G.Cp.( tkk1 – tkk3 ) = 9,45.1,06.( 550-150 ) =4007 kW Nhiệt lượng lò nhận vào thực tế: QLH = 4007*( 1-0,03 ) = 3887 kW Sản lượng hơi: Từ tbh=1800C, tra I’’ = 2778 kJ/kg, Tnc = 1050C, ta có inc = 439 kJ/kg D = 3887/(2778 – 439) = 1,66 kg/s +Chênh lệch nhiệt độ điểm kẹp: Tkk1=5500C Tbh=180 C Tkk2=?0C Tkk3=1500C Tnc=1050C Nhiệt lượng cần thiết để sinh : Qsh = D.( I”-I’ ) = 1,63 ( 2778 – 763 ) = 3284,5 kW Nhiệt độ không khí nóng qua khỏi sinh tkk2 : Tkk2 = tkk1 - Qsh/(G.Cp) = 550 – 3284,5/(9,45.1,06) = 2220C Chênh lệch nhiệt độ điểm kẹp = 222 – 180 = 420C Câu 3: Nhiệt lượng nhận thực tế qua buồng sấy: Qs = G.Cp.( tkk3 – 70).( 1-0,02 ) = 9,45.1,06.(150-70).0,98 = 785 kW Hiệu suất = ( Qs + QLH ) / G.Cp.( tkk1 - tmội trường ) =( 3887 + 785 )/[( 550 – 30 ).1,06.9,45] = 0,89 Câu 4: Nhiệt lượng cần thiết để đạt 10t/h ( 2,7kg/s): Q = 2,7*( 2778 – 439 )/(1-0,03) = 6698 kW Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 12 Với nhiệt lượng nhiệt độ không khí nóng khỏi lò có điểm kẹp âm Như ta sử dụng nước có áp suất thấp Câu 5:????? Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 13 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 14 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 15 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 16 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 17 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 18 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 19 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 20 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 21 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 22 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 23 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 24 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 25 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 26 [...]... thải Page 15 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 16 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 17 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 18 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 19 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 20 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 21 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 22 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 23 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 24 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 25 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 26 ... Câu 4: Nhiệt lượng cần thi t để đạt 10t/h ( 2,7kg/s): Q = 2,7*( 2778 – 439 )/(1-0,03) = 6698 kW Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 12 Với nhiệt lượng này thì nhiệt độ không khí nóng ra khỏi lò hơi sẽ có điểm kẹp âm Như vậy ta có thể sử dụng hơi nước có áp suất thấp hơn Câu 5:????? Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 13 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 14 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 15 Môn : Thu hồi nhiệt thải Page...Với nhiệt lượng này thì nhiệt độ không khí nóng ra khỏi lò hơi sẽ có điểm kẹp âm Như vậy ta có thể sử dụng hơi nước có áp suất thấp hơn Môn : Thu hồi nhiệt thải Page 11 Câu 1 : Vẽ sơ đồ Câu 2: Nhiệt lượng không khí nóng mất đi khi đi qua lò hơi: Q = G.Cp.( tkk1 – tkk3 ) = 9,45.1,06.( 550-150 ) =4007 kW Nhiệt lượng lò hơi nhận vào thực tế: QLH = 4007*( 1-0,03 ) = 3887... 3887/(2778 – 439) = 1,66 kg/s +Chênh lệch nhiệt độ điểm kẹp: Tkk1=5500C 0 Tbh=180 C Tkk2=?0C Tkk3=1500C Tnc=1050C Nhiệt lượng cần thi t để sinh hơi : Qsh = D.( I”-I’ ) = 1,63 ( 2778 – 763 ) = 3284,5 kW Nhiệt độ không khí nóng đi qua khỏi bộ sinh hơi tkk2 : Tkk2 = tkk1 - Qsh/(G.Cp) = 550 – 3284,5/(9,45.1,06) = 2220C Chênh lệch nhiệt độ điểm kẹp = 222 – 180 = 420C Câu 3: Nhiệt lượng nhận được thực tế khi đi