CHƯƠNG 1: NHỮNG ĐẶC TÍNH VÀ CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ NHIỆTCHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆUCHƯƠNG 3: CHUYỂN ĐỘNG CỦA DÒNG KHÍ TRONG THIẾT BỊ NHIỆTCHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN NHIỆT CHO THIẾT BỊ NHIỆTCHƯƠNG 5: SẤY VÀ CÁC THIẾT BỊ SẤY
CHƯƠNG NHỮNG ĐẶC TÍNH VÀ CHỈ TIÊU CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ NHIỆT 1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI: 1.1 Khái niệm: • Phần lớn loại vật liệu xây dựng phải trải qua khâu quan trọng : gia công nhiệt, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng sản phẩm Thiết bò thực trình gia nhiệt gọi thiết bò nhiệt (lò • sấy, lò nung, bể dưỡng hộ nhiệt, buồng đốt, kênh dẫn nhiệt, thiết bò hoàn nhiệt v.v…) Như vậy, thiết bò nhiệt có nhiệm vụ : đốt nóng sản phẩm, nhiệt phân khoáng, làm biến đổi cấu trúc vật (nung), nấu chảy v.v… Nguồn cung cấp nhiệt cho thiết bò nhiệt gọi nhiên liệu bao • gồm : + Than, củi, dầu : nguồn lượng cổ truyền + Điện năng, lượng mặt trời, sóng hồng ngoại, khí đốt : • nguồn lượng Tóm lại, việc sử dụng thiết bò nhiệt phải tương ứng với nguồn lượng cung cấp, phụ thuộc vào công nghệ sản xuất sản phẩm cho sản phẩm đạt yêu cầu có giá thành chấp nhận •1.2 Phân loại : •1.2.1 Theo đặc điểm trình sản xuất : • Thiết bò sấy : Có tác dụng làm khô vật liệu (nguyên liệu, sản phẩm) nhiệt • độ tương đối thấp (≤ 500oC) cách làm phần toàn lượng ẩm vật lý có vật liệu tùy thuộc vào : cường độ thời gian sấy Trong trình sấy : tính chất vật lý vật liệu thay đổi, • chất (nguồn gốc thiên nhiên) thành phần (hóa, khoáng) giữ nguyên : làm ẩm lại ta khôi phục lại tính chất ban đầu vật liệu Lò sấy tunnel 2 Thiết bò nung : Là thiết bò làm việc nhiệt độ cao (≥ 1000oC) Dưới tác dụng khoảng nhiệt độ xảy biến đổi hóa lý bên vật liệu làm thay đổi hẳn chất so với nguồn gốc thiên nhiên cũ (ban đầu) vật liệu gốm xây dựng, xi măng, vôi, v.v… khác hẳn so với nguyên liệu ban đầu • Thiết bò gia công nhiệt ẩm : Thường sử dụng sản xuất vật liệu xây dựng có • dùng xi măng vôi với phụ gia khoáng hoạt tính Ở nguồn cung cấp nhiệt nước bão hoà nhiệt độ • cao điều kiện cần thiết để phản ứng hóa học xảy chất (thành phần) vật liệu (ví dụ : cát nhiệt độ bình thường chất trơ, điều kiện nhiệt ẩm chất hoạt tính dễ tác dụng với vôi tạo thành sản phẩm bền nước, có cường độ tương đối khá) • Lò nung tunnel Vùng làm nguội lò nung tunnel Lò nung sứ vệ sinh L ò quay nung phối liệu sản xuất Portland cement 4 Các thiết bò phụ trợ : Bao gồm : buồng đốt, kênh dẫn khí, buồng trao đổi nhiệt • Là thiết bò có liên hệ chặt chẽ với thiết bò • • Chúng gọi thiết bò phụ trợ, trình gia công vật liệu (sản phẩm) Theo chu trình làm việc : Bao gồm : thiết bò liên tục gián đoạn (căn vào chế • độ làm việc theo thời gian) • Theo khoảng nhiệt độ : Căn vào khoảng nhiệt độ gia nhiệt loại vật • liệu (cấu kiện), ta có tên gọi sau : + Thiết bò dưỡng hộ nhiệt ẩm, thiết bò nhiệt làm việc t • =[60 ÷ 200]oC + Thiết bò sấy vật liệu Là thiết bò nhiệt làm việc t = [80 • ÷ 500]oC + Thiết bò nung, nấu chảy vật liệu (nấu thủy tinh), • làthiết bò nhiệt làm việc t = [1000 ÷ 2000]oC 13 Thiết bò trao đổi nhiệt & vò tí péc đốt (bumer) 14 HỆ THỐNG KÊNH DẪN KHÍ CỦA PÉC ĐỐT DẦU 15 Các tiêu thiết bò nhiệt : 2.1 Các tiêu nhiên liệu : 2.1.1 Giá thành tiêu tốn nhiên liệu so với giá thành sản phẩm (%) : Đối với công nghệ sản xuất bê tông đúc sẵn : [5 ÷10] % • Đối với công nghệ sản xuất gạch ngói: 25% (có thể lớn ít) • Đối với công nghệ sản xuất xi măng: [20 ÷ 25]% • Đối với công nghệ sản xuất thủy tinh: 25% (có thể lớn mộ t ít) • 2.1.2 Mức tiêu thụ nhiệt riêng phần: lượng nhiệt cần để gia công đơn vò sản phẩm, tính công thức: • (kcal/đvsp) ⇔ (m3, m2, đvsp/h) • Q Q q = G =cấp cho trình gia công nhiệt Q : nhiệt lượng (cần thiết) cung • G q (kcal) G : số sản phẩm đem gia công nhiệt (m 3, m2, viên, tấn, tấm) • Một đơn vò sản phẩm (đvsp) tính : m 3, m2, tấn, viên, tấm, lô sản phẩm 16 2.1.3 Tiêu tốn nhiên liệu riêng phần thực tế : lượng nhiên liệu dùng thực tế để gia công đơn vò sản phẩm (btt) • btt = Q q = (kg / dvsp ) lv lv Qt G Qt •2.1.4 Tiêu tốn nhiên liệu riêng phần quy nhiên liệu tiêu chuẩn: Qchlv = 7000(kcal / kg ) • • by = Q q = (kg / dvsp ) 7000.G1 7000 •là lượng nhiên liệu chuẩn cần để gia công đơn vò sản phẩm (kg) •Trong đó: G đơn vò sản phẩm (đối với thiết bò sấy đơn vò sản phẩm thay lượng ẩm bốc đơn vò thời gian) 2.2 Các tiêu suất : G (đvsp/thá n g, hoặ c nă m /m , hoặ c m ) g= V (F ) g: suất riêng phần cho đơn vò thể tích V (hay đơn vò diện tích F) thiết bò tháng (hoặc năm) 17 •- Chỉ tiêu quan trọng, phản ánh cách bố trí tối ưu, chặt chẽ, hợp lý thiết bò Qct η= [...]... sp/m3 , hoặc m2) : phế phẩm gia công (%) •p ∀τck : chu kỳ gia công nhiệt (đối với lò liên tục bằng thời gian gia công nhiệt; còn đối với lò gián đoạn bằng chu kỳ vòng quay của lò) , tính bằng (h) •Ghi chú : trong các lò tunnel : sản phẩm được xếp trên các wagon Nếu a là mật độ xếp sản phẩm trên 1 wagon, thì V hoặc F trong trường hợp này là tổng số wagon cần thiết có trong lò tunnel •Kích thước xây dựng... giá thành sản phẩm (%) : Đối với công nghệ sản xuất bê tông đúc sẵn : [5 ÷10] % • Đối với công nghệ sản xuất gạch ngói: 25% (có thể lớn hơn một ít) • Đối với công nghệ sản xuất xi măng: [20 ÷ 25]% • Đối với công nghệ sản xuất thủy tinh: 25% (có thể lớn hơn mộ t ít) • 2.1.2 Mức tiêu thụ nhiệt riêng phần: là lượng nhiệt cần để gia công một đơn vò sản phẩm, tính bằng công thức: • (kcal/đvsp) ⇔ (m3, hoặc... liệu gia công) 4.2 Đường cong tiêu thụ nhiệt nhỏ nhất : Là đường tổng của tất cả các tổn thất (mất mát) nhiệt (đường cong lõm số 6) phụ thuộc vào năng súât G, với GK là năng suất tối ưu 5 Đặc trưng về tiêu tốn nguyên liệu gia công : 5.1 Liên hệ giữa trọng lượng vật liệu khô tuyệt đối (GK) với trọng lượng sản phẩm đã nung cuối cùng (Gcc) 24 Lượng không khí khô tuyệt đối trong quá trình gia công nhiệt:... phẩm) đem gia công nhiệt • Trong đó : Gw ↔ 100 % • Gk ↔ (100 - ω) % • •5.3 Lượng không khí khô bò nhiệt phân trong quá trình nung: Là lượng nước liên kết hóa học mất đi trong quá trình gia công • nhiệt • 25 100 Gcc MKN LK = GK − Gcc = Gcc − 1÷ = (kg ) 100 − MKN 100 − MKN •5.4 Lượng hơi nước thải ra trong quá trình gia công nhiệt : Là lượng nước tạo hình bốc hơi trong quá trình gia công nhiệt... hơn, do đó năng suất riêng phần của loại thiết bò nhiệt liên tục sẽ cao hơn loại gián đoạn Ngoài ra ở thiết bò nhiệt gián đoạn cần phải làm nguội lò đến một nhiệt độ nào đó để cho công nhân có thể vào bốc dỡ sản phẩm ; rồi sau khi nạp liệu xong lại phải đốt nóng lò lên theo chu kỳ mới, như vậy sẽ gây tốn thêm nhiên liệu làm tăng giá thành sản phẩm • Các giai đoạn hằng nhiệt có tác dụng làm ảnh hưởng của... liệu đem • nung + Đảm bảo chất lượng vật liệu theo chiều cao của lò do sự • phân tầng dòng khí gây nên 21 Chọn cường độ nâng, hạ nhiệt cho mỗi giai đoạn rất phức tạp, khó khăn vì vừa phải đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt nhất, vừa phải rút ngắn thời gian gia công nhiệt Do vậy, thông thường tốc độ nâng, hạ nhiệt được tính toán sơ bộ theo lý thuyết, sau đó phải thí nghiệm, kiểm tra sản xuất thử nhiều... cách hạ • ∆τ •thấp hiệu nhiệt độ (t'' – t') theo hai phương án sau : • + Giảm nhiệt độ gia công vật liệu bằng cách cho vào phối liệu những chất dễ chảy • + Tăng nhiệt độ ban đầu t' của vật liệu bằng cách đốt nóng trước, nhào trộn nguyên liệu bằng nước nóng, v.v… Trong các giai đoạn của đường cong gia công nhiệt thì giai đoạn nâng nhiệt có mức tiêu thụ nhiệt lớn nhất, vì cần một lượng nhiệt để đốt... trước, 22 và sau trong từng giai đoạn gia công nhiệt 4 Các đường đặc trưng nhiệt chủ yếu và đường cong tiêu thụ nhiệt nhỏ nhất : 23 4.1 Đặc trưng tiêu thụ nhiệt : Các đường đặc trưng nhiệt chủ yếu bao gồm : Đường mất nhiệt do tổn thất cơ học (1): dạng đường cong lõm Đường mất nhiệt do tổn thất hóa học (2): dạng đường cong lõm Đường mất nhiệt theo khói lò, vỏ lò ra môi trường xung quanh (3) : dạng... hoặc m2, đvsp/h) • Q Q q = G =cấp cho quá trình gia công nhiệt Q : nhiệt lượng (cần thiết) cung • G q (kcal) G : số sản phẩm được đem gia công nhiệt (m 3, m2, viên, tấn, tấm) • Một đơn vò sản phẩm (đvsp) có thể tính bằng : m 3, m2, tấn, viên, tấm, một lô sản phẩm 16 2.1.3 Tiêu tốn nhiên liệu riêng phần thực tế : là lượng nhiên liệu dùng thực tế để gia công một đơn vò sản phẩm (btt) • btt = Q q = (kg /... có các chỉ tiêu khác như : + Lượng tiêu tốn vật liệu xây dựng cho 1 m2 lò • + Tuổi thọ của lò … • 19 •3 Biểu đồ đường cong nhiệt độ và biểu đồ tiêu thụ nhiệt : 20 • Ghi chú : • Ở các thiết bò nhiệt làm việc liên tục thì : thời gian nạp, dỡ, tự do không có vì chúng được thực hiện ở ngoài thiết bò, nên thời gian của một chu kỳ gia công sẽ ngắn hơn, do đó năng suất riêng phần của loại thiết bò nhiệt liên