Đồ Án Tốt Nghiệp Sự Cháy Nhiên Liệu FO

Đồ án tốt nghiệp Chơng I Tính toán cháy nhiên liệu Đồ án tốt nghiệp Chơng I Tính toán cháy nhiên liệu I Số liệu ban đầu Nhiờn liu: Du FO Thnh phn ca du FO: THNH PHN CA DU FO Cht Cc Hc Oc Thnh phn lng [%] 87 10 1,5 Nc 1,5 AK 0,2 Wd 1,2 Nhit nung trc nhiờn liu: Du FO c nung trc n nhit : tFO : 110 [0C] Nhit nung trc khụng khớ: Khụng khớ c nung trc n nhit : tKK= 350 [0C] Loi lũ: Lũ liờn tc nung phụi thộp cỏn thộp hỡnh II Tính toán cháy nhiên liệu II.l Chuyển đổi thành phần nhiên liệu H s chuyn i t thnh phn khụ sang thnh phn dựng: k k d = 100 W d 100 1,2 = 0,988 = 100 100 Hm lng tro tớnh theo thnh phn dựng: Ad = Ak kk-d = 0,2 0,988 = 0,1976 [%] Ad = 0,1976 [%] H s chuyn i t thnhphn chỏy sang thnh phn dựng: Cụng thc tng quỏt: Xd = Xc kc-d Trong ú: Xd: Thnh phn s dng ca nguyờn t 'X' Xc: Thnh phn chỏy ca nguyờn t 'X' Đồ án tốt nghiệp Cỏc thnh phn dựng ca cỏc nguyờn t c trỡnh by bng I.1 BNG I.1 THNH PHN DNG CA DU FO Cht Thnh phn lng [%] Cd 8,78 Hd 9,86 Od 1,48 Nd 1,48 Ad 0,2 Wd 1,2 II2 Tính nhiệt trị thấp nhiên liệu: Qt [kJ/kg] Qt = 339.Cd + 1030.Hd - 08,8.(Od - Sd) - 25,1.Wd [1] Qt = 339 85,78 + 1030.9,86 - 108,8.(1,48 - 0) - 25,1 l,2 Qt = 39044 [kJ/kg] Qt = 39044 [kJ/kg] II3 Chọn hệ số tiêu hao không khí H s tiờu hao khụng khớ c chn tu theo loi nhiờn liu v thit b t Lũ c thit k l lũ nung liờn tc, nhiờn liu l du FO, bin bi tt phi dựng m phun cao ỏp, vy chn h s tiờu hao khụng khớ: n : 1,2 [1] n = 1,2 II4 Bảng tính toán cháy nhiên liệu Tớnh toỏn s chỏy ca nhiờn liu c thc hin theo phng phỏp lp bng Trong bng ny, ta tớnh cho 100kg nhiờn liu Ton b kt qu tớnh toỏn c trỡnh by bng I.2 Đồ án tốt nghiệp BNG I.2 TNH TON S CHY CA DU FO Tớnh cho 100kg 3 L0 = 10,205 [m tc/kg] V0 = 10,794 [m tc/kg] Ln = 12,246 [m3tc/kg] Vn = 12,838 [m3tc/kg] 7,148 4,930 0,067 7,148 4,997 7,148 4,997 1,913 12,472 8,719 3,338 48,189.22,4 Sn phm chỏy to thnh H2O SO2 O2 N2 Tng cng [kmol] [kmol] [kmol] [kmol] [kmol] [kmol] 7,148+4,997+36,044 CO2 [kmol] 35,991+0,053 45,558.22,4 9,567+35,991 9,567+35,991 Cỏc cht tham gia s chỏy Nhiờn liu Khụng khớ Khi PT S O2 N2 Tng cng Cht [%] [kmol] [m3tc] lng lng [kmol] [kmol] [kmol] Cd 85,78 85,780 12 7,148 7,148 d H 9,86 9,860 4,930 2,465 d O 1,48 1,480 32 0,046 -0,046 d N 1,48 1,480 28 0,053 Wd 1,2 1,200 18 0,067 d A 0,2 0,200 n=1 100 100 9,567 35,991 45,558 1020,499 = 100.L0 n=1,2 11,480 43,189 54,970 1224,599 =100.Ln Thnh phn [%] 21 79 100 36,044 48,189 1079,434 =100.V0 43,253 57,311 1283,766 =100.Vn 75,471 100 Đồ án tốt nghiệp II5 Bảng cân khối lợng T nhng kt qu ó tớnh toỏn bng I.2 ta lp bng cõn bng lng BNG I.3 BNG CN BNG KHI LNG Cht tham gia s chỏy Khụng khớ Nhiờn liu Cht Tớnh toỏn Du FO O2 Giỏ tr [kg] 100 11,480.32 367,36 N2 43,189.28 1209,292 A = 1676,652 [kg] ỏnh giỏ sai s: % = Sn phm chỏy to thnh Giỏ tr Cht Tớnh toỏn [kg] CO2 7,148.44 314,512 H2O 4,997.18 89,946 N2 43,253.28 1211,084 O2 1,913.32 61,216 SO2 SPC 1676,758 Ad 0,2 B = 1676,758[kg] B A 1676,758 1676,652 100% = 100% = 0,00036 [%] B 1676,758 Nhn xột: Vi sai s ừ% : 0,OO036 [%] chng t cỏc s liu tớnh toỏn bng I.3 l ỏng tin cy II.6 Tính khối lợng riêng sản phẩm cháy: [kg/m3tc] = SPC 1676,758 = = 1,306 [kg/m3tc] 100Vn 100.12,838 Trong ú: Vn = 12,838 [m3/kg] (xem bng I.2) II.7 Tính nhiệt độ cháy nhiên liệu Nhit chỏy lý thuyt: tlt [0C] Nhit chỏy lý thuyt l nhit ca sn phm chỏy cú c gi thit rng nhit lng sinh chỏy nhiờn liu c trung ton b cho sn phm chỏy (khụng cú tn tht nhit) t lt = i i1 ( t t1 ) + t [0C] i i1 Trong ú: [1] Đồ án tốt nghiệp tlt: Nhit chỏy lý thuyt ca nhiờn liu [0C] i1, i2: Entanpy ca sn phm chỏy tng ng vi nhit t1, t2 [kJ/m3tc] i: Entanpy ca sn phm chỏy tng ng vi nhit tlt [kJ/m3tc] Vi: i = Q t + C nl t nl +i kk L n f Vn [1] f: T nung trc khụng khớ; f = l (nung 100% khụng khớ) Cnl: Nhit dung riờng ca du FO; CFO = 2,176 [KJ/KgK] [1] tnl : Nhit nung trc ca du FO; TFO = 110 [0C] ikk: Entanpy ca khụng khớ nhit tkk vi tkk - 350 [0C] cú ikk = 463,5 [kJ/m3tc ] Vn = 12,838 [m3tc/kg] ; Ln = 12,246 [m3tc/kg] i = (Bng 15 [1]) (Bng I.2) 39044 + 2,176.110 + 463,5.12,246 = 3502,055 12,838 [kJ/m3tc] Gi thit: t1 < tlt < t2 nờn i1 < i < i2 Chn: t1 = 2100 [0C] ; t2 = 2200 [0C] tớnh nhit hm ca sn phm chỏy ng vi t = 2100 [ C] v t = 2200 [0C] ta phi tớnh nhit hm ca cỏc khớ thn ng vi hai nhit ny Theo bng 16 [1] ta cú nhit hm ca cỏc khớ thnh phn ng vi t1 v t2 l: BNG I.4 NHIT HM CA CC KH THNH PHN Khớ CO2 N2 O2 H2 O SO2 Tớnh il v i2: Nhit hm i [kJ/m3tc] t1 = 2100 [0C] t1 = 2200 [0C] 5186,8 5464,2 3132 3295,4 3314,9 3487,8 4121,8 4358,8 4049,9 4049,9 Vi cỏc giỏ tr nhit hm va tỡm c ta cú: il = i2100 = 0,01 (%CO2.iC02 + %H2O.iH2O + %N2iN2 + %O2iO2 + %SO2.iS02) [l] il = 0,01.(12,472.5186,8 + 8,719.4121 + 75,471.3132 + 3,338.3314,9 + 0.4049,9) il = 3480,61 [kJ/m3tc] i1 = 3480,61 [kJ/m3tc] Đồ án tốt nghiệp i2=i2200=0,01.(%CO2.iCO2 + %H2O iH2O + %N2.iN2 + %O2.iO2 + %SO2.iSO2) [1] i2 = 0,01.(12,472.5464,2+8,719.4358,8+75,471.3295,8+3,338.3478,4+0.4049,9) i2 = 3665,02 [kJ/m3tc] i2 = 3665,02 [kJ/m3tc] Nh vy: i1 < i < i2 tha gi thit ó cho Tớnh tlt: t lt = i i1 x ( t t ) + t C i i1 t lt = 3502,055 3480,61 x ( 2200 2100 ) + 2100 = 2111,6 C 3665,02 3480,61 Nhit chỏy thc t ca nhiờn liu: tlt [0C] Trong thc t, nhit lng sinh t chỏy nhit ngoi vic lm tng nhit sn phm chỏy cũn tht thoỏt mụi trng xung quanh Vỡ vy nhit chỏy thc t thp hn nhit chỏy lý thuyt va tớnh c ttt = tt Trong ú: : H s ph nhit , ph thuc vo loi lũ õy lũ l nung liờn tc; = 0,7 (bng 14 [1]) ttt : Nhit chỏy thc t ca nhiờn liu [0C] ttt = 1478 [0C] II.8 Các kết tính toán BNG I.5 CC KT QU TNH TON L0 Ln V0 Vn [m3tc/kg] [m3tc/kg] [m3tc/kg] [m3tc/kg] 10,205 12,246 10,794 12,838 Nhit [0C] tlt ttt 2111,6 1478 1,306 Sn phm chỏy [%] CO2 H2O O2 N2 12,47 8,719 3,338 75,471 Đồ án tốt nghiệp Chơng II Chọn chế độ nung tính thời gian nung kim loại Đồ án tốt nghiệp Chơng II Chọn chế độ nung tính thời gian nung kim loại I Các số liệu ban đầu Nng sut lũ: P = 24 [tn/h] Kớch thc phụi nung: 120 x 120 x 3000 [mm] Nhit lũ ca vt nung: tkl = 1200 [oc] Thnh phn thộp nung: Nguyờn t Giỏ tr [%] Thnh phn thộp C Mn Si 0,18 0,25 0,08 II Phơng pháp nung chọn giản đồ nhiệt độ nung Phụi c nung mt mt v c xp mt hng m t Phụi vo lũ cú nhit : t d = t d = 20 [0C] Gin nhit nung: Chn ch nung ba vựng: sy - nung - ng nhit Gin nung c trỡnh by hỡnh II l t 2k = 1350 C t 3k = 1350 C Đồ án tốt nghiệp II.1.Giai đoạn sấy vựng sy trỏnh ng sut nhit, ngi ta phi nung phụi vi tc nung nh Nhit lũ u giai on sy: tlk = 700 [0C] Nhit lũ cui giai on sy: t2k = 1300 [0C] Nhit b mt v tõm phụi vo lũ: tlt = tlm = 20 [0C] Nhit b mt phụi cui giai on sy: t2m = 600 [0C] II.2 Giai đoạn nung vựng nung, phụi c nung ti nhit yờu cu Nhit lũ: t2k = t3k = 1300 [0C] Nhit b mt phụi cui giai on nung: t3m = 1200 [0C] II.3 Giai đoạn đồng nhiệt Ti vựng ng nhit, nhit b mt phụi khụng tng, nhit tõm phụi tng dn ti khi: t = t m4 t 4t < [tcho phộp] Nhit lũ u giai on ng nhit: t3k = 1300 [0C] Nhit lũ cui giai on ng nhit: t4k = 1250 [0C] Nhit b mt phụi cui giai on ng nhit: t4m = 1200 [0C] Nhit tõm phụi cui giai on ng nhit: t4t [0C] t t4 = t m4 t cho phép [0C] [tcho phộp]: L chờnh nhit cho phộp gia mt v tõm phụi trc lũ [tcho phộp] = Sl [t/1dm] St: Chiu dy thm nhit [m] St = S [m] [1] Trong ú: St: Chiu dy phụi: St = 0,12 [m] 10 Đồ án tốt nghiệp Tiêu diện kênh khói: Fk [m2] Fk = VK [m2] 3600.k N [1] Trong đó: k: Tốc độ khói kênh; chọn k = 1,6 [m/s] [1] N: Số kênh khói; N = Fk = 8821 = 1,53 [m2] 3600.1,6.1 Kênh chói có tiết diện hình chữ nhật a x b Trong b chiều rộng rộng nội hình lò b = 3,5 [m] Chiều rộng kênh khói: Fk 1,53 = = 0,44 [m] b 3,5 b=0,44m a= a=3,5m Tính kích thớc đờng ống dẫn khói: (đờng II III IV VI) Thiết bị nung gió thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống kim loại thẳng trơn không khí không rò sang khói Vì lợng khói trớc sau thiết bị Vk = 882/ [ m3tc /h] Tiết diện đờng ống dẫn khói: Fdẫn = Vk [m2] 3600.dẫn 87 Đồ án tốt nghiệp Trong đó: Vk: Lợng khói ống dẫn; Vk = 882[ m3tc /h] k: Tốc độ khói ống dẫn; k = 2,5 [m/s] Fdẫn = 8821 [m2] 3600.2,5 Đờng kính ống dẫn khói: d dẫn = 4.Fdẫn 4.0.98 = = 1,12 [m] 3,14 III.Tính kích thớc đờng ống dẫn không khí Quạt A B (van) L E F H I J K M N (van) O (hình VII.1) Tính tiết diện đờng kính đoạn ống dẫn không khí: Vkkij F = [m2] 3600.ijkk ij kk Trong đó: ijkk : Tỗc độ không khí đoạn ij [m/s] Vkkij : Lu lợng không khí đoạn ống ij [m3/s] Kết tính toán đợc trình bày bảng VII BảNG VII.1 TIệT diện Và ĐƯờNG KíNH CủA CáC ĐOạN ốNG DẫN KHÔNG KHí Đoạn ống Tỷ lệ phân A-C-C' 100 Lu lợng gió [ m3tc / h ] Tính toán Giá trị AC ' 9036 Vkk = Vkk Tốc độ gió [m2] Tiết diện đờng kính [m] 10 0,245 0,560 D-E-F-G 100 VkkDG = Vkk 9036 0,410 0,730 G-H 66,67 VkkGH 6042 0,272 0,590 H-I-J-K-M 33,33 VkkGH 3021 0,136 0,416 M-N-O 8,33 VkkJK 755,25 0,034 0,210 IV Tính tổn thất áp suất đờng dẫn khói Tổn thất áp suất đờng dẫn khói đợc xác định theo công thức: 88 Đồ án tốt nghiệp k k k h ttk = h cb + h ms + h hh + h ttTBNG [N/m2] Trong đó: h cbk : Tổng tổn thất cục đờng dẫn khói [N/m2] k h ms : Tổng tổn thất ma sát đờng dẫn khói [N/m2] h khh : Tổng tổn thất hình học đờng dẫn khói [N/m2] h TBNG tt ( : Tổn thất khói qua thiết bị nung gió [N/m2] h TBNG tt = 157 [N/m2] tính chơng V) IV.1 Tính tổn thất cục đờng dẫn khói: h cbk h cbk = h cbI + h cbII + h cbV (van) + h cbVI [N/m2] [N/m2] Các vị trí I, II V VI xem hình VII.1 (Tổn thất cục III IV tính phần thiết bị trao đổi nhiệt) Tổn thất cục vị trí i đợc tính theo công thức: h i cb ( ) = k ki i 2 + t tk 0k ữ N/m2] 273 Trong đó: Ki: Hệ số tổn thất cục vị trí i t ik : Nhiệt độ khói vị trí i [0C] 0ki: Tốc độ khói vị trí i điều kiện tiêu chuẩn [m/s] 0k : Khối lợng riêng khói; 0k = 1,306 [kg/ m tc ] (xem chơng I) Trên đờng ống dẫn, nhiệt độ khói giảm dần Lấy độ giảm nhiệt độ trung bình khói tk : [ 0c/m] [1] Kết tính toán tổn thất cục vị trí đờng dẫn khói đợc trình bày bảng VII.2 BảNG VII.2 TổN THấT CụC Bộ TạI CáC Vị TRí TRÊN ĐƯờNG ốNG DẫN KhóI 89 Đồ án tốt nghiệp Vị trí (i) Hệ số tổn thất Nhiệt độ Tính toán Tốc độ Tổn thất cục 1,6 11,920 I t tk = Vk Giá trị [0C] 700 II 0,2 VkII = VkI 2.t k 692 2,5 2,885 V(van) 2,06 VkV = VkIV 1,5.t k 307 2,5 17,860 VI V t VI k = t k 1,5.t k 301 2,5 8,581 h cbk = 50 [N/m2] IV.2 Tính tổn thất ma sát đờng dẫn khói: h cbk [N/m2] k I II IV VI = h ms + h ms [N/m2] h ms (xem hình VII 1) Tổn thất ma sát đoạn ống ij đợc xác định theo công thức: h ij ms = L ij d ij ( ) okij 2 t ijk ok + ữ ữ 273 [1] Trong đó: à: Hệ số ma sát phụ thuộc độ nhẵn ống Đối với ống vỏ kim loại, xây gạch chịu nóng chọn = 0,05 [1] Lij: Chiều dài đoạn ống ij [m] dij : Đờng kính ống ứng với đoạn ij [m] 0kij : Tốc độ khói chuyển động đoạn ống ij [m/s] 0k : Khối lợng riêng khói 0k = 1,306 [kg/m3 ] (xem chơng I) t ijk : Nhiệt độ trung bình khói đoạn ống ij [0C] t ik + t kj [ C] t = ij k Kết tính toán tổn thất ma sát bảng VII.3 đờng ống dẫn khói đợc trình bày BảNG VII.3 TổN THấT MA SáT TRÊN ĐƯờNG DẫN Khói Đoạn Lij [m] dij [m] Nhiệt độ 0kij ij 90 t ijms [N/m ] Đồ án tốt nghiệp t ik [ C] I-II II-III IV-VI 0,78 1,12 1,12 t kj [ C] 1,6 700 292 2,5 692 676 2,5 313 301 k h ms = 5,75 [N/m2] t ijk [ C] 696 0,761 684 3,832 307 1,161 IV.3 Tính tổn thất hình học kênh khói: h khh [N/m2] Tổn thất hình hợc đoạn I - N II - III đợc tính theo công thức: h khh = 9,8.H ij ( tkk tk ) [N/m2] Trong đó: Hij: Chiều can ứng với đoạn ij [m] tkk: Khối lợng riêng không khí ứng với nhiệt độ môi trờng tkk = 20 [0C] tkk = 200 = 0kk 1,293 = = 1,205[kg/m3 ] t 20 + kk + 273 273 tk: Khối lợng riêng khói ứng với nhiệt độ trung bình khói đoạn ống ij tk ( I II ) = 696 = 0k 1,293 = = 0,368[kg/m3 ] t 696 1+ 1+ k 273 273 tk ( II III ) = 684 = 0k 1,293 = = 0,373[kg/m3 ] tk 684 1+ 1+ 273 273 h khh (I II) = 9,8.2.(1,205 0,368) = 16,4[N/m ] h khh (II III) = 9,8.2.(1,205 0,373) = 8,2[N/m ] h khh = h hhk (I-II) + h khh h khh (II-III) = -16,4 + 8,2= -8,2 [N/m ] (II-III) mang dấu âm khói chuyển động từ dới lên Vậy tổn thất đờng ống dẫn khói là: k k k h ttk = h cb + h ms + h hh + h ttTBNG [N/m ] 91 Đồ án tốt nghiệp h khh = 50 + 5,75 - 8,2 + 157 = 204,55 [N/m2] h khh = 204,55 [N/m2] k V Tính tổn thất áp suất đờng ống gió: h tt N / m Không khí chuyển động ống gió theo đờng: Quạt - A B (van) C C D E F G H I J K M N (van) O (xem hình VII.1) Tổn thất áp suất đờng ống dẫn gió đợc xác định theo công thức: kk kk kk h ttkk = h cb + h ms + h hh + h ttkk N / m Trong đó: kk h cb : Tổn thất cục đờng ống gió [N/m2] kk h ms : Tổn thất ma sát đờng ống gió [N/m2] h kk hh : Tổn thất hình học đờng ống gió [N/m ] h TBNG ttkk : Tổn thất không khí qua thiết bị nung gió [N/m ] ( h TBNG ttkk = 1725 N / m tính chương V ) V.1 Tính tổn thất áp suát cục đờng ống gió Việc tính toán áp suất cục đờng ống gió tơng tự nh tính toán tổn thất đờng dẫn khói Các kết tính toán đợc trình bày bảng VII.4 cần ý * Tốc độ gió trớc thiết bị nung gió (gió lạnh) okk = 10[m/s] * Tốc độ gió sau thiết bị nung gió (gió nóng) okk = 6[m/s] * Độ giảm nhiệt độ không khí sau thiết bị nung gió tkk= 2[0C/m] * Hệ số ma sát ống dẫn kim loại Trong đó: 92 = 0,035 Đồ án tốt nghiệp KB = KN = 3,91 (bảng 89[1]) KA = KC = KE = 0,2 (bảng 83a[1]) KF = KI = KJ = KO = 1,45; KM = 0,79 (bảng 87[1]) KG = 0,03; KH = 0,11 (bảng 101[1]) KK = 1,5 (bảng 101[1]) Bảng Vii.4 tổn thát áp suất cục đờng ống gió Vị trí Hệ số tổn A B (van1) C E F G H I J K M N O 0,2 3,91 0,2 0,2 1,45 0,03 0,11 1,45 1,45 1,5 0,79 3,91 1,45 nhiệt độ Tính toán Giá trị [0C] tA = tkk 20 tB = tkk 20 tC = tkk 20 382 t E = t D l DE t 375 t F = t E lEF t 373 t G = t F l EF t 367 t H = t G l GH t 364 t I = t H l HI t 362 t J = t I l IJ t 354 t K = t J l JK t 352 t M = t K l MK t 351 t N = t M l MN t 350 t O = t N l NO t Tốc độ Tổn thất 10 10 10 6 6 6 6 6 14,017 274,028 14,017 11,280 80,909 1,669 6,062 79,535 79,286 42,517 210,094 77,78 kk = 972[N/m2] h cb kk V.2 Tính toán tổn thất hình học đờng ống gió h hh N / m Trên đờng ống gió, đoạn ống DE, IJ, MO có tổn thất hình học ( ) kk kk h kk hh = 9,8.H AB t tbab N / m [1] Trong đó: HAB: chiều cao đoạn ống AB [m] tkk : khối lợng riêng không khí nhiệt độ môi trờng tkk = 200C 93 Đồ án tốt nghiệp kk tbab : khối lợng riêng không khí ứng với nhiệt độ trung bình đoạn AB kk tbDE = kk 384 Okk 1,293 = + = 0,537 kk 384 t 1+ 1+ 273 273 kk kk tbIJ = 363 = kk tbOO = kk 351 Okk 1,293 + = 0,555 363 t kk 1+ 1+ 273 273 Okk 1,293 = + = 0,566 351 t kk 1+ 1+ 273 273 h DE hh = -9,8 2,5(1,205 0,537) = - 16,366 [N/m ] h IJhh = 9,8 1(1,205 0,555) = 6,37 [N/m2] h MO hh = 9,8 2.(1,205 0,566) = 12,524 [N/m ] h DE hh mang dấu âm gió nóng chuyển động từ dới lên Vậy tổng tổn thất hình học đờng ống gió DE IJ MO h kk hh = h hh + h hh + h hh h kk hh = 16,366 + 6,37 + 12,524 = 2,53 N / m h k = 2,53 [N/m2] kk IV.3 Tính tổn thất ma sát đờng dẫn không khí: h ms N / m Tổn thất ma sát đoạn ống IJ đợc xác định theo công thức h ijms = L ij d ij ( ) okij 2 t ij ok + k ữ N / m 273 ữ Trong à: Hệ số ma sát phụ thuộc độ nhẵn ống Đối với ống vỏ kim loại chọn = 0,035 Lij: chiều dài đoạn ống ij [m] 94 Đồ án tốt nghiệp okkij: tốc độ không khí chuyển động đoạn ống ij [m/s] okk : khối lợng riêng không khí: okk = 1,293 kg / m tc (xem chơng I) t ijkk : nhiệt độ trung bình không khí đoạn ống ij [0C] t ij kk j t 'kk + t kk C = Kết tính toán tổn thất ma sát đờng ống dẫn không khí đợc trình bày bảng VII.5 Bảng vii.5 tổn thất ma sát đờng ống gió Đoạn ij Lij [m] dij [m] Nhiệt độ j i [ C] i kk [0C] 20 20 3896 373 373 367 367 352 352 350 i kk QAC DEFG GH HIJKM MO 12 14 0,560 0,730 0,590 0,416 0,210 0kkij Nhiệt 10 6 6 độ 34,693 32,029 19,511 63,656 17,733 ij kk t [ C] 20 380 370 360 351 Vậy tổn thất áp suất chung đờng ống dẫn không khí kk kk kk TBNG h kk = h cb + h ms + h hh + h ttkk h kk = 972 +168 + 2,53 +1725 2868 [N/m2] h kk = 2868 [N/m2] VI Tính chọn quạt gió VI.1 Tính toán thông số quạt gió m3 / h Lợng gió yêucầu điều kiện tiêu chuẩn: V0quạt kk tc m3 / h V0quạt kk = k V0kk tc [1] Trong đó: V0kk: Lợng không khí cần nung nóng; V0kk = 9063 m tc / h (xem chơng V) k: Hệ số dự trữ; k = 1,1 [1] m3 / h V0quạt kk = 1,1 9063 = 9969 tc 95 Đồ án tốt nghiệp quạt m3tc / h Lợng gió yêu cầu điều kiện thực tế: Vtkk quạt Vtkk = 760 t kk _ 273 quạt V0 kk m3tc / h Pa 273 [1] Trong đó: 760: áp suất điều kiện tiêu chuẩn Pa: áp suất khí nơi đặt quạt; Coi Pa bar = 750 [mmHg] tkk: Nhiệt độ khí nơi đặt quạt; tkk = 20 [0C] quạt Vtkk = 760 20 + 273 9969 = 10842 [m3/h] 750 273 quạt Vtkk = 10842 [m3/h] p suất tĩnh yêu cầu: h0t [N/m2] ( ) h t0 = a h ttkk + h ttr ước mỏ đốt [N/m2] [1] Trong đó: a: Hệ số dự trữ; a = 1,1 [1] h ttkk : Tổng tổn thất áp suất đờng ống dẫn gió; ( h ttkk = 2868 [N/m2] tính phần trên) h trt ước mỏ đốt : áp suấ tĩnh trớc mỏ đốt; h trt ước mỏ đốt = 5000 [N/m2] ( ) h t0 = a h ttkk + h ttr ước mỏ đốt = 1,1 ( 2868 + 5000 ) = 8655 N / m ht0 = 8655 [N/m2] áp suất động sơ bộ: h0đ [N/m2] h đ0 = b.h t0 [N/m2] [1] Trong đó: b: Tỷ lệ áp suất động so với áp suấ tĩnh; chọn b = 0,1 (10%) [1] h đ0 = 0,1 866 [N/m2] h đ0 = 866 [N/m2] áp suất toàn phần yêu cầu: H0 [N/m2] 96 Đồ án tốt nghiệp H0 = h t0 + h đ0 = 8655 + 866 = 9521 [N/m2] [1] H0 = 9521 [N/m2] áp suất thực tế yêu cầu: Ht [N/m2] Ht = 760 t + 273 + H [N/m2] Pa 273 Ht = 760 20 + 273 9521 = 10335 [N/m2] 750 273 Ht = 10335 [N/m2] VI.2 Chọn quạt gió Dựa thông số vừa tính toán: quạt Vtkk = 10842 [m3/h] v Ht = 10.55 [h/m2] = 1056 [mmH2O] Chọn quạt ly tâm cao áp kiểu QLT 11000 1100 làm quạt cấp gió cho lò (Công ty bơm quạt Hải Dơng chế tạo đơn theo đơn đặt hàng) VI.3 Tính công suất quạt: Tính công suất trục quạt: N tquạt = ( d Vquạt H quạt h quạt 36.105. ) [kW] Trong đó: Vquạt: Lu lợng gió quạt; Vquạt = 11000 [m3/h] Hquạt: áp suất toàn phần quạt; Hquạt = 1100 [mmH2O] = 10791 [N/m2] hđquạt: áp suất động miệng quạt; hđquạt = 110 [mmH2O] = 1079 [N/m2] : Hiệu suất có ích quạt; = 0,6 N1 quạt = 11000 ( 10791 1079 ) 36.105.0,6 = 50 [kW] Nquạt = 50 [kW] Tính công suất động điện: Nđc Nđc = Nquạt k1 k2 [kW] [1] Trong đó: 97 Đồ án tốt nghiệp k1: Hệ số tính đến hiệu suất truyền động Trục động điện truyền động đai thang; k1 = 1,1 (bảng 103 [1] k2: Hệ số phụ thuộc vào công suất quạt; k2 = 1,1 (bảng 104 [1]) Nđc = 50 1,1 1,1 = 60[kW] Nđc = 60 [kW] Các kết đợc trình bày bảng VII.6 Bảng VII.6 Các thông số kỹ thuật quạt gió Quạt QLT 11000 1050 Lu lợng gió áp suất toàn phần áp suất động Công suất quạt Công suất động điện Hiệu suất Vquạt = 11000 [m3/h] Hquạt = 1100 [mmH2O] Hđquạt = 110 [mmH2O] Nquạt = 50 [kW] Nđc = 60 [kW] = 0,6 VII Tính chiều cao ống khói VII.1 Chiều cao sơ ống khói Nhiệt độ chân ống khói; t ck = t vk = 301 [0C] Nhiệt độ môi trờng: tkk = 20 [0C] Lực hút cần thiết ống khói: hc = 1,2 hk = 1,2 204,55 = 245,5 [N/m2] Với hc = 245,5 [N/m2]; tkk = 20 [0C]; tck = 301 [0C] chọn đợc chiều cao sơ ống khói: H0 = 52 [m] (Hình 79 [1]) VII.2 Tính toán thông số khác Đờng kính miệng ống khói: (dm [m] dm = 4.Vk [m] .m [3] Trong đó: Vk: Lu lợng khói qua ống khói Vk = 8821 [ m3tc /h] = 2,45 [ m3tc /s] (đã tính trên) 98 Đồ án tốt nghiệp m: Tốc độ khói miệng ống khói Chọn m = [m/s] Vậy dm = [2] 4.2,45 = 0,72 [m] 3,14.3 dm = 0,72 [m] Đờng kính chân ống khói: (dc [m]) Đối với ống khói không cao, ta thờng chọn đờng kính chân ống 1,5 đờng kính miệng Nhng chiều cao dự kiến ống khói ta cao để đảm bảo cho ống khói vững chắc, ta thiết kế đờng kính chân ống khói: dc = 2,5 dm = 2,5 0,72 = 1,8 [m] dc = 1,8 [m] Tính vận tốc khói chân ống khói : (c [m/s]) c = 4.Vk 4.2,45 = = 0,96 [m/s] .d c 3,14.1,82 Nhiệt độ khói miệng ống khói: (t c [ C]) m c = 0,96 [m/s] t mk = t ck t.H [0C] Trong đó: t: Độ giảm nhiệt độ trung bình khói [m] chiều cao ống khói; ống khói xây gạch t = 1,25 [0/m] Vậy: [2] t mk = 301 1,25 52 = 236 [0C] Nhiệt độ trung bình ống khói: ( tk ) [0C]) t mk = 236 [0C] t ck + t mk 301 + 236 = 269 [0C] tk = = 2 tk = 269 [0C] Chiều cao thực tế ống khói: (H[m]) 99 Đồ án tốt nghiệp 2m t mk 2c t ck m 2m t mk h c + k + + ữ k + ữ+k cb ữ 273 273 273 H= [m] 0kk k k tk g k + d t t 273 tb + kk + k 273 273 ( ) Trong hc: Lực hút cần thiết ống khói tính đến hệ số dự trữ 1,2 hc = 245,5 [N/m2] (đã tính trên) 0k, 0kk: Khối lợng riêng khói không khí điều kiện tiêu chuẩn 0k = 1306 [kg/m3] (xem chơng I) 0kk = 1,293 [kg/m3] t mk ,t ck : Nhiệt độ khói miệng ống khói chân ống khói t mk = 236 [0C]; t ck = 301 [0C] c, m: Tốc độ khói chân ống khói miệng ống khói c = 0,96 [m/s]; m = [m/s] k mcb : Tổn thất cục miệng ống khói k mcb = 1,1 [1] k : Tốc độ trung bình khói ống khói k = c + m 0,96 + = 1,98 [m/s] = 2 à: Hệ số ma sát Với ống gạch = 0,05 [1] dtb: Đờng kính trung bình ống khói d tb = d m +d c 0,72 + 1,8 = 1,26 [m] = 2 Vậy: 32 236 0,96 301 32 236 245,5 + 1,306 + 1,306 + + 1,1 .1 + ữ ữ 273 273 273 ữ H= = 53 [m] 1,293 1,306 9,81 269 1,982 + 20 269 1+ 0,05 .1,306 + 273 273 273 1,26 100 Đồ án tốt nghiệp H = 53 [m] Đánh giá sai số: H = H H = 53 52 = [m] % = H 100% = 100% = 1,92 [%] H0 52 Sai số % = 1,92 [%] chấp nhận đợc Vậy chiều cao thực tế ống khói là: H = 53 [m] Hống khói = 53 [m] 101 [...]... trớc tới nhiệt độ tFO = 110[0C] QFO = 0,28.CFO.tFO.B [W] [1] Trong đó: CFO: Nhiệt dung riêng của dầu FO; CFO = 2,176 [KJ/KGK] [8] TFO: Nhiệt Độ của dầu FO đợc nung trớc; TFO = 110 [0C] QFO = 0,28.2,176 110 B = 67.B [W] QFO = 67.B [W] 4 Nhiệt lợng do phản ứng toả nhiệt: Trong các lò nung kim loại, lợng nhiệt này chủ yếu sinh ra do kim loại bị oxy hóa 32 Đồ án tốt nghiệp Qtoả = 0,28aa.q.P [W] [1] Trong đó:... lò II.1 Các khoản nhiệt thu 1 Nhiệt lợng do đốt cháy dầu FO: Dầu FO khi bị đốt cháy sẽ toả ra một lợng nhiệt đợc xác định theo công thức: QCháy = 0,28 B Qt [W] Trong đó: B: Lợng tiêu hao dầu FO [kg/h] Qt: Nhiệt trị thấp của dầu FO: Qt = 39044 [kJ/kg] (xem chơng I) 028: Hệ số chuyển đổi đơn vị QCháy = 0,28 B 39044 = 10932.B [W] 31 [1] Đồ án tốt nghiệp QCháy = 10932.B [W] 2 Nhiệt lợng do không khí nóng... thời gian nung: n [h] FO S 2t 2, 4.0,122 n = = = 1,44 [h] a 0, 024 n = 1,44 [h] III.2.3 Tính thời gian đồng nhiệt: n [h] 1 Mức độ đồng nhiệt t c t 4m t 4t = = t d t 3m t 3t Trong đó: t 3m : Nhiệt độ bề mặt phôi ở đầu vùng đồng nhiệt: t 3m = 1200 [0C] t m4 : Nhiệt độ bề mặt phôi ở cuối vùng đồng nhiệt: t m4 =1200 [0C] 23 Đồ án tốt nghiệp t 3t : Nhiệt độ tâm phôi ở đầu vùng đồng nhiệt: t 3t = 1168... kết quả tính toán đợc trình bày trong bảng n.2 Bảng II.2 Các thông số cơ bản của lò nung Kích thớc Vùng Chiều dài [mm] Chiều rộng Chiều cao (Nội hình lò) (Nội hình lò) [mm] [mm] Thời gian nung [h] Vùng sấy 10510 3500 895 1,18 Vùng nung 12310 3500 1520 1,44 Vùng đồng nhiệt 2180 3500 1108 0,15 2500 - - 2,77 27 Đồ án tốt nghiệp Chơng III Chọn thể xây và tính cân bằng nhiệt 28 Đồ án tốt nghiệp Chơng III... 1.336,96 3 Chiều dài của vùng đồng nhiệt: Lđn [m] Chiều dài hữu ích của vùng đồng nhiệt Lhdn = b.P.dn [m] n.g Lhdn = 0,12.24000.0,15 = 1,28 [m] 1.336,96 Chiều dài thực tế của vùng đồng nhiệt Ltdn = Lhdn + L dn [m] Ltdn = 1,28 + 0,9 = 2,18 [m] Trong đó: Ldn: Khoảng cách từ bề mặt phía trong của tờng đầu lò đến mép cửa ra liệu (khi ra liệu ngang lò) Chọn Ldn = 0,9 [m] 26 Đồ án tốt nghiệp 4 Chiều dài hữu ích... Nhiệt lợng tổn thất do cháy không hoàn toàn hóa học: Do nhiên 1iệu cháy không hoàn toàn hoá học nên tạo ra một lợng khí CO và H2 các khí này là các chất cháy, vì vậy khi thoát ra khỏi lò sẽ gây ra lợng nhiệt tổn thất Q2 = 0,28.p.g.B.Vn [W] Trong đó: p: tỷ lệ khí CO v H2 có trong sản phẩm cháy Giá trị này phụ thuộc vào thiết bị đốt Lò dùng mỏ phun cao áp nên p = 0,005 33 [1] Đồ án tốt nghiệp g: Nhiệt trị... Đồ án tốt nghiệp tiếp xúc với môi trờng bazơ thì dùng gạch manhêhít, đôlômít, crômanhêdít Còn môi trờng trung tính thì dùng gạch sa mốt Ngoài đặc tính chịu tải và chịu tác dụng của môi trờng, khi chọn vật liệu phải đảm bảo: nhiệt độ chịu nóng cho phép của vật liệu phải lớn hơn nhiệt độ của lò [tvật liệu] > tlò Đây là lò nung liên tục, có chế độ nhiệt và chế độ nhiệt độ ổn định nên ta chọn các vật liệu. .. phẩm cháy trong vùng nung có giá trị cao nhất, nên sự trao đổi nhiệt bằng bức xạ giữ vai trò chủ yếu Ngoài ra còn có trao đổi nhiệt bằng đối lu, ta coi sự trao đổi nhiệt bằng đối lu chiếm 10 [%] đl = 0,1 bx = 0,1.326,31 = 32,631 [W/m2K] c Hệ số trao đổi nhiệt tổng cộng: [W/m2K] = bx + đl = 1,1 bx = 1,1 326,31 = 358,94 [W/m2K] 5 Tính nhiệt độ tâm của phôi nung ở cuối giai đoạn nung: 21 Đồ án tốt nghiệp. .. Tính toán Giá trị T [WW/mK] 200 400 600 800 1000 1200 0,95 0 0,85 0 0,75 0 0,68 0 0,68 0 0,73 0 58,04 51,93 45,82 41,54 41,54 44,60 16 Đồ án tốt nghiệp Hình II.2 Sự phụ thuộc của hệ số dẫn nhiệt vào nhiệt độ Hệ số dẫn nhiệt (tính sơ bộ) 1t + 1à + 2m sb = 3 [W/mK] [1] sb = 20 + 20 + 600 [W/mK] 3 sb = 60,79 + 60,79 + 45,82 = 55,80 [W/mK] 3 sb = 55,80 [W/mK) Tiêu chuẩn Bi (tính sơ đồ) : Tiêu... để đốt cháy 1 kg dầu FO (Ln = 12,246 [m3tc/kg] xem bảng I.2) f: Tỷ lệ nung trớc không khí 0: Khối lợng riêng của không khí ở điều kiện tiêu chuẩn; 0= 1,293 [kg/m3] : Suất tiêu hao không khí nén; = 1 [kg/kg] Qkk = 0,28.Ckk.kk.Lnf.B Qkk = 0,28 463,5 12,246.0,937.B = 1489.B [W] Qkk=1489.B [W] 3 Nhiệt lợng do nung trớc dầu FO: Theo số liệu ban đầu, dầu FO đợc nung trớc tới nhiệt độ tFO = 110[0C] QFO = 0,28.CFO.tFO.B