LÒ HƠI BUỒNG LỬA TẦNG SÔI

BÀI TẬP NHÓM CHỦ ĐỀ LÒ HƠI BUỒNG LỬA TẦNG SÔI Thành viên nhóm:Phạm Thủy Tiên Hoàng Trung Hiếu Lã Kim Cương Lương Minh Đức Nguyễn Thế Dương Lê Thành Đạt Lê Tuấn An Lớp:D7-QLNL1 LỜI MỞ ĐẦU Nhu cầu lượng sản xuất đời sống lớn ngày tăng, nhiệt chiếm tỉ trọng chủ yếu Trong trình sản xuất sử dụng lượng dạng nhiệt việc sinh đưa đến nơi tiêu thụ có vai trò quan trọng Cùng với trình đó, hàng triệu lò với hàng trăm kiểu dáng quy mô khác nghiênn cứu đưa vào sử dụng thực tế Và với hàng loạt chủng loại lò đưa vấn đề để vận hành loại lò cách kinh tế an toàn, hiệu Là người sinh viên khoa quản lý lượng, việc học nắm rõ lò lại quan trọng Sau thời gian học tập môn “ Vận hành kinh tế lò hơi” phân công tìm hiểu “ Lò tầng sôi” chúng em nỗ lực học tập, tìm hiểu đưa hiểu biết nguyên lý cách vận hành loại lò báo cáo tổng kết Thông qua báo cáo chúng em hi vọng người đọc người nghe nắm điều việc để khởi động, vận hành, dừng lò, bảo dưỡng, cách an toàn kinh tế mang lại hiệu cao sản xuất kinh doanh *TÌM HIỂU CHUNG VỀ LÒ HƠI -Lò thiết bị giúp đưa nhiệt trình đốt cháy cho nước nước đun nóng thành hơi.Nước nóng tác động áp suất truyền nhiệt sang quy trình.Nước tác nhân trung gian rẻ tiền hữu dụng giúp truyền nhiệt sang quy trình.Khi nước chuyển thành hơi,thể tích tăng lên khoảng 1.600 lần,tạo lực mạnh thuốc sung.Vì lò thiết bị phải vận hành với tinh thần cẩn trọng cao độ -Lò sử dụng phổ biến công nghiệp nhà máy hóa chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, chế biến thực phẩm nước sử dụng cho trình đun nấu, gia nhiệt, sấy, trùng, cô đặc -Hệ thống lò bao gồm:hệ thống nước câp,hệ thống hệ thống nhiên liệu: +Hệ thống nước cấp cấp nước cho lò tự động điều chỉnh nhằm đáp ứng cầu hơi.Sử dụng nhiều van nên cần bảo trì sửa chữa +Hệ thống thu gom kiểm soát lò sản xuất ra.Một hệ thống đường ống dẫn tới vị trí cần sử dụng.Qua hệ thống này,áp suất điều chỉnh van kiểm tra máy đo áp suất +Hệ thống nhiên liệu bao gồm tất thiết bị sử dụng để tạo nhiệt cần thiết.Các thiết bị cần dung hệ thống nhiên liệu phụ thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng hệ thống nhiên liệu -Nguyên lý làm việc chung lò hơi: Không khí nóng bột than phun vào buồng lửa qua vòi phun cháy, truyền nhiệt lượng cho dàn ống bố trí xung quanh buồng lửa Nước ống đốt nóng, sôi sinh Hỗn hợp nước sinh đưa lên bao Bao dùng để tách khỏi nước Phần nước chưa bốc có bao đưa trở lại dàn ống, qua ống xuống bố trí tường lò, có trọng lượng riêng lớn hỗn hợp nước dàn (vì không hấp thu nhiệt) tạo nên độ chênh trọng lượng cột nước Do môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên chu trình kín Hơi khỏi bao chuyển tới phận nhiệt để tạo thành nhiệt, có nhiệt độ cao Khói thoát khỏi phận nhiệt, nhiệt độ cao, bố trí phận hâm nước phận sấy không khí để tận dụng nhiệt thừa khói Nhiệt độ khói thải khỏi lò 120 ÷ 1800C Quạt khói để hút khói xả ống khói Để tránh bụi cho môi trường xung quanh, khói trước thải qua phận tách bụi *LÒ HƠI BUỒNG LỬA TẦNG SÔI -GIỚI THIỆU + Lò đốt kiểu tầng sôi phát triển qua giai đoạn thứ đến hệ thứ hai, thứ ba Công nghệ tầng sôi mới, chi phí nhiên liệu ngày tăng cao khả đốt nhiên liệu chất lượng giúp cho công nghệ tầng sôi phát triển trở lại lĩnh vực lò Hiện nay, có kiểu lò lò thứ sử dụng nhiên liệu rắn mà nhà máy điện bán lên lưới tự dùng xem xét sử dụng để đáp ứng nhu cầu nước Xét mặt hiệu kinh tế, giá nhiên liệu, khả sử dụng nhiên liệu chất lượng bảo vệ môi trường giúp cho lò tầng sôi đưa xem xét lựa chọn lò đốt ghi lò phun Lò tầng sôi thiết kế cẩn thận đốt nhiều loại nhiên liệu khác như: than đá chất lượng, than nâu, chất thải từ mỏ than, chất thải có nguồn gốc từ gỗ, dung môi bùn thải, v., v, + Lò tầng sôi mở khả đốt than có hàm lượng lưu huỳnh cao, đáp ứng yêu cầu môi trường mà không cần sử dụng thiết bị khử Người ta phun vào lò hỗn hợp gồm nhiên liệu đá vôi cho nhiên liệu đá vôi phân bố toàn tầng sôi Nhiên liệu đá vôi giữ trạng thái chuyển động rối loạn nhờ dòng khí thổi từ đáy buồng đốt lên Quá trình cháy buồng đốt xảy khoảng nhiệt độ từ 1550 độ F đến 1750 độ F (hay từ 843 độ C đến 955 độ C) Một ưu điểm chủ yếu lò tầng sôi so với lò truyền thống khác kiểm soát việc phát thải khí SO2 NOx buồng đốt mà không cần phải trang bị thêm thiết bị I.KHÁI NIỆM -Tầng sôi đơn giản vùng không gian tạo hạt rắn(than,tro,cát,đá vôi,…) hạt nâng lên lơ lửng buồng đốt nhờ áp lực dòng không khí.Vì lớp liệu buồng đốt giãn nở ra,sự tiếp xúc không khí nhiên liệu tăng lên nhiều.Ở trạng thái hạt chuyển động tự sôi giống chất lỏng -Lò tầng sôi(CFB) loại lò có nhiên liệu đốt cháy lớp thể sôi gồm hạt rắn nóng không chảy.Kiểu đốt nhiên liệu có lợi việc giải vấn đề nan giải mà lò đốt nhiên liệu hóa thạch theo kiểu thường gặp phải.Do vậy,trên thị trường lò tầng sôi ngày phát triển dần thay loại lò đốt nhiên liệu rắn kiểu cũ lò Stoke hay lò vòi phun nhiên liệu rắn -Lò tầng sôi đốt tát loại nhiên liệu kể loại nhiên liệu xấu có hàm lượng tro lưu huỳnh cao.Lò tầng sôi đốt nhiên liệu cách dốt cháy nhiên liệu điều kiện thủy động đặc biệt gọi thể sôi truyền nhiệt cho bề mặt hạt nhiên liệu dàn ống sinh thông qua lớp phân tử rắn không cháy.Trong nhiên liệu đốt cháy lớp vật chất nóng (800-9000C) với hạt không cháy tro,cát,đá vôi.Trong buồng đốt,nhiên liệu với lớp vật liệu sôi thổi lên cao từ 0,5 đến mét,tạo nên dòng không khí thổi qua phận phối với tốc độ xác định II.PHÂN LOẠI - Lò kiểu tầng sôi có nhiều dạng, mà có dạng Lò tầng sôi công nghiệp có nhiều kiểu cấu tạo khác nhau, phụ thuộc vào yếu tố như: áp suất gió tầng sôi, kiểu đối lưu tự nhiên hay cuỡng bức, vận tốc gió thổi qua tầng sôi, hệ thống phân phối nhiên liệu gió, cấu trúc tầng sôi, phương pháp đốt kiệt than kiểm soát SO2 -Lò tầng sôi chia thành kiểu: +Lò tầng sôi kiểu sôi tĩnh(tầng sôi bong bóng) Bề dầy lớp sôi bong bóng thường khoảng từ đến feet (1000 mm đến 1650 mm) độ sụt áp trung bình khoảng inch nước /1 inch bề dầy lớp sôi ( 1cmnước/1cm) Thành phần lớp vật liệu sau : đá vôi, cát, tro hay vật liệu khác lượng nhỏ nhiên liệu Tốc độ dòng gió thổi qua lớp sôi định lượng than mà gió phản ứng Lượng gió thổi qua tầng sôi có giới hạn, vượt vật liệu lớp sôi nhiên liệu bị theo dòng gió bay khỏi buồng đốt Ngược lại, tốc độ gió thấp tốc độ tối thiểu lớp vật liệu xẹp xuống không tạo lớp sôi Hệ thống nạp liệu vào lò, có hai kiểu nạp liệu từ phía nạp liệu phiá lớp sôi Hệ thống nạp liệu phía phức tạp, hệ thống đòi hỏi than phải có độ ẩm bề mặt thấp % than nghiền, cỡ hạt lớn 6mm để hạn chế việc than làm tắt nghẽn ống dẫn Chí phí vận hành bảo trì hệ thống nạp liệu bên thường cao Ưu điểm hệ thống nạp liệu bên sử dụng than hồi lưu, hiệu suất cháy đạt 99% Hệ thống nạp liệu bên hệ thống lấy theo mẫu kiểu nạp cách phun lòthông thường Hệ thống có vấn đề tiềm ẩn than cháy không hết Than sót, cháy không hết cao tới 10% Hạn chế lò sôi bong bóng tỉ lệ Calxi ¸ Sulfur cao, hiệu suất cháy thấp, mức độ thay đổi tải lò hạn chế, trừ có phân vùng đáy buồng đốt Để hạn chế than có cỡ hạt nhỏ bị sót, cháy không hết phải dùng hệ thống nạp liệu từ bên tầng làm cho lò có kết cấu phức tạp Kiểu buồng đốt tầng sôi dạng bong bóng tiêu biểu trình bày hình 13-4 13-5 h Trong lò tầng sôi kiểu luân lưu, nhiên liệu cấp vào lò phiá thấp buồng đốt gió sơ cấp thổi vào lò từ bên tầng vật liệu Lò tầng sôi bong bóng +Lò tầng sôi kiểu sôi tuần hoàn Lò tầng sôi tuần hoàn có cấu tạo thể gồm 03 phần chính: Buồng đốt, Cyclon phần đuôi lò Lò tầng sôi tuần hoàn CFB (Circulating Fluidizing Bed ) công nghê lò tiên tiến nay, lò đốt nhiều loại nhiên liệu khác thannâu, than Anthracite, than non, cốc dầu, vỏ trấu, gỗ vụn, phế thải nhà máy giấy, nhà máyđường, rác thải, lốp ô tô…Vì lò đốt nhiên liệu nhiệt độ 9250C, lượng phát thải NOx nhiệtrất thấp, với công nghệ sử lý SOx đá vôi đốt nhà máynhiệt điện đốt than dung lò CFB không cần hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) trongkhói thải Lò tầng sôi hoàn toàn Người ta phân biệt kiểu dựa mối quan hệ vận tốc độ chênh áp gió thổi qua tầng sôi Trong lò có buồng đốt tầng giả lỏng kiểu sôi mạnh vận tốc dòng không khí thổi qua ghi lớn nhiều so với loại lò tầng sôi kiểu sôi nhẹ Sự cung cấp dòng không khí vào buồng đốt nhiều so với loại sôi nhẹ trì điểm cao lò Vì kết lớp vật liệu sôi tiếp tục chuyển động đến đỉnh lò, lớp vật liệu sôi giữ lại phận chia chất rắn quay trở lại với mốc buồng đốt tốc độ đủ lớn, tái tuần hoàn hạt rắn tạo lưới kín Lớp vật liệu sôi, sôi mãnh liệt quay trở lại buồng đốt hòa trộn với dòng không khí, kết nhiệt độ buồng đốt ổn định khoảng 8000C đến 9000C cho trình cháy tối ưu xạ mạnh III.CẤU TẠO TẦNG SÔI + Bể cấp nước cho lò + Lò + Bộ phận sử dụng -Cũng loại lò khác, thân lò tầng sôi cấu tạo gồm ống nước pass Ngoài lò trang bị hệ thống thu hồi nhiệt, lọc bụi, phun nước điều khiển tự động biến thiên vô cấp biến tần -Lò tầng sôi sử dụng nguồn nhiên liệu tái chế trấu, than, cám, vỏ hạt điều, phế phẩm công-nông nghiệp Với công suất vận hành từ 6-100 tấn/giờ, áp suất làm việc lên đến 25 bar IV.NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC *Đặc điêm - Cấp nhiên liệu liên tục khí • - Thải bụi hai cấp: khô ướt • - Điều chỉnh biến tần * Đặc điểm kĩ thuât chung: • - Năng suất sinh hơi: 40 Tấn / • - Áp suất làm việc: 25 Bar • - Nhiên liệu chính: biomass qua chế biến (trấu xay, trấu viên, bột gỗ, mùn cưa, củi vụn, ) • - Nhiên liệu khác (mở rộng) • • • • • - Nhiệt trị nhiên liệu: 3000-6000kcal/kg - Chế độ làm việc: tự động cấp nước, tự động giữ ổn định áp suất phạm vi cho phép, bảo vệ áp suất, bảo vệ mức nước thấp, bảo vệ nhiệt độ buồng đốt - Khử bụi: cấp, đảm bảo tiêu chuẩn môi trường Việt Nam khí thải không khí (TCVN 5939:2005) - Lò trang bị tiết kiệm nhiệt, tăng hiệu suất lò hơi, giảm tiêu hao nhiên liệu đồng thời tăng tuổi thọ phần thiết bị phía sau lò quạt khói, ống dẫn khói, -Lò bao gồm buồng đốt,trong hạt nhiên liệu lơ lửng tạo thành lớp đệm bao gồm đá vôi,mùn cưa,tro,được gió cấp gió cấp tạo thành sôi.Dòng không khí chảy rối mang hạt nhiên liệu rắn bay theo cháy lên tận đỉnh buồng lửa -Quá trình nhiên liệu cháy buồng lửa phân thành tầng theo chiều cao buồng lửa tùy theo tốc độ cua gió cấp 1,cấp 2.Nhiệt từ lớp nhiên liệu cháy truyền tới nước qua tường ống lên bố trí xung quanh buồng lửa,đáy buồng lửa,trần buồng lửa -Khói nóng mang theo hạt rắn nhiên liệu tro bay rời khỏi buồng đốt phía đỉnh buồng đốt vào phần phân ly hạt nhiên liệu rắn.Phần phân tách phân ly hạt nhiên liệu có kích cỡ lớn(nhiên liệu chưa cháy hết,các hạt đá voi chưa phản ứng) khỏi dòng khói quay trở lại buồng đốt hòa trộn với nhiên liệu buồng đốt tiếp tục trình cháy -Sàn đáy buồng đốt cấu tạo liên kết ống,giữa ống bố trí mũi phun gió cấp có dạng mũi tên -Trong khu vực xảy thay đổi hướng dòng khói vòng tuần hoàn nóng,các tường ống phần đắp them lớp chị nhiệt chống mài mòn -Các ống phun gió cấp bố trí cao độ khác để phù hợp với phân vùng trình chảy theo chiều cao buồng lửa.Khoonhg khí cấp vào hộp gió phía sàn đáy lò cung cấp gió cho trình tạo sôi nhiên liệu trình cháy -Sự hoạt động rối dòng hỗn hợp nhiên liệu cháy gây gió cấp 1.Gió cấp làm cho nhiên liệu cấp vào buồng lửa hòa trộn đồng với lớp nhiên liệu cháy lớp sôi.Chiều cao lớp nhiên liệu sôi không xác đinh.Mật độ hạt rắn lớp sôi thay đổi dọc theo chiều cao buồng lửa.Mật độ hạt rắn lớp sôi giảm dần từ đát đến đỉnh buồng lửa.Gió cấp đưa vào buồng đốt qua vòi phun gió đặt phía vòi phun gió cấp để trợ giúp cho lớp sôi tuần hoàn chảy tiếp,cung cấp không khí cho lớp sôi phía để giảm NOx,dung để điều chỉnh hệ số không khí thừa diều chỉnh nhiệt độ cháy buồng đốt -Khói nóng hạt nhiên liệu có kích cỡ nhỏ lớp sôi(tro bay) hút qua buồng hồi lưu bụi qua cụm ống đối lưu,bộ sấy không khí(phần đuôi lò) -Sau thực trình trao đổi nhiệt dối lưu phần đuôi lò,khói đưa vào thiết bị lọc bụi qua quạt khói qua xyclon nước qua ống khói thoát môi trường -Nhiên liệu đưa vào buồng lửa qua vít cấp đặt tường bên cyar buồng lửa.Phía vít cấp có thiết bị cấp cân mùn cưa kiểu bang tải.Thiết bị nhằm mục đích kiểm soát lượng mùn cưa đưa vào buồng lửa Hệ thống cấp nhiên liệu -Bột đá vôi cấp vào buồng lửa đồng thời với trình cấp liệu.Lượng bột đá vôi đưa vào lò điều chỉnh thiết bị van quay.Lượng bột đá vôi cần thiết tùy thuộc vào loại nhiên liệu đốt chất * Cơ chế trình tạo tầng sôi: – Khi cho dòng khí qua miệng cấp không khí (cấp 1) vào buồng lửa có chứa lớp nhiên liệu, có độ cao H0 nằm ghi Khi tốc độ ϖ dòng khí nhỏ ωs lớp liệu không dịch chuyển, tăng dần tốc độ ϖ gần tốc độ ωs chiều cao lớp liệu không đổi (Đoạn AB hình 2.2), trở lực lớp sôi tăng lên, tiếp tục tăng tốc độ đến ϖ = ωs , lúc lực dòng khí cân trọng lực lớp liệu lớp liệu bắt đầu chuyển động, hạt chuyển động lơ lửng pha khí, khoáy trộn với chuyển động hỗn loạn, độ rỗng chiều cao lớp liệu tăng lên, trở lực lớp hạt liệu đạt đến giá trị cực đại không đổi, trạng thái gọi trạng thái sôi Trạng thái sôi trì tốc độ dòng khí từ ωs đến ωc Khi tăng tốc độ dòng khí đến ϖ > ωs , bắt đầu xuất bọt khí, túi khí, bọt khí chuyển động lên bề mặt lớp sôi vỡ làm cho chiều cao lớp sôi dao động, vận tốc dòng khí đạt đến ωc lúc lớp liệu có độ rỗng lớn nhất, hạt liệu treo lơ lửng buồng đốt, không lắng xuống không bị bay khỏi buồng lửa Tiếp tục tăng vận tốc dòng khí vượt vận tốc theo ωc kết thúc trạng thái sôi, lớp liệu có hạt liệu bị lôi theo dòng không khí bay khỏi buồng đốt Do để tạo lớp sôi, ta phải trì tốc độ dòng khí từ ωs đến ωc V.QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG LÒ ĐỐT TẦNG SÔI -Quá trình cháy nhiên liệu lò đốt tầng sôi xem trình cháy ghi cháy buồng lửa phun -Thông thường,kích thước hạt than buồng lửa tầng sôi nhỏ 7mm tùy thuộc vào loại than cụ thể,mà kích thước hạt than lớn tới 32mm 3mm.Tầng sôi trì nhiệt độ 850900*C -Khi nhiên liệu đưa vào buồng lửa,được gia nhiệt cách nhanh chóng sau bốc cháy,rồi cháy,thường nhiên liệu đốt với lượng không khí thừa khoảng 20%.Vì thời gian lưu lại hạt nhiên liệu lớn trình truyền chất có cường độ cao nên nhiên liệu cháy cách có hiệu buồng lửa tầng sôi nhiệt độ thấp so với phương pháp đốt khác -Những hạt nhiên liệu lưu lại lớp khói mang theo hay khói tháo buồng.Khi hạy nhiên liệu cháy,kích thước đạt đến giá trị mà lực dòng khí tạo lớn khối lượng hạt hạt bị mang ngoài.Vì thời gian lưu lại hạt xác định kích thước ban đầu hạt nhiên liệu mức độ giảm kích thước hạt cháy ma sát -Trong tầng sôi bọt,quá trình cháy xảy hầu hết lớp vận tốc dòng khí thấp kích thước hạt nhiên liệu cấp vào thô.Thời gian lưu lại hạt nhiên liệu mạnh lớp tương đương với thời gian lưu lại khí cháy Quan hệ áp suất vận tốc dòng khí VI.VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG LÒ TẦNG SÔI -Trong kĩ thuật tầng sôi,trong trình đốt nguyên liệu ta thường cho vào buồng lửa vật liệu nhằm để nâng cao nhiệt độ thành phần cháy từ nhiệt độ thấp lên đến nhiệt độ phản ứng.Vì vật liệu sử dụng cần đảm bảo tính chất sau: +Nhiệt dung riêng lớn(vật liệu phải chịu nhiệt độ cao) +Khối lượng riêng nhỏ(giảm trở lực quạt thổi vào buồng lửa) +Độ nhẵn bề mặt cao(dễ dạo tầng sôi) +Giá thành thấp,dễ kiếm =>Người ta chọn cát thạch anh làm vật liệu VII.ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TẦNG SÔI *ƯU ĐIỂM a) Sử dụng nhiên liệu cách linh hoạt: – Một lò tầng sôi sử dụng nhiều loại nhiên liệu, tổn thất nhiệt loại lò đốt khác Nên cho phép nhà máy điện đa dạng hóa việc thu mua nhiều nguồn nhiên liệu khác nhau, xóa bỏ việc phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu – Đặc điểm sử dụng linh hoạt nhiên liệu lò tầng sôi giúp ngăn ngừa thiệt hại có cho nhà máy nguồn cung cấp nhiên liệu không ổn định tương lai – Khối lượng hạt cháy chiếm tỷ lệ 1/3 so với tổng khối lượng lớp vật chất buồng đốt lò tầng sôi thông thường Lượng vật chất lại hạt không cháy tro, cát, chất hấp thụ Điều kiện khí động đặc biệt lò tầng sôi tạo nên hỗn hợp hoà trộn tốt chất khí-chất rắn, chất rắn-chất rắn với Những phân tử nhiên liệu cấp vào buồng đốt phân tán nhanh chóng vào khối lượng lớn hạt vật chất lớp sôi lớp đốt nóng lên đến nhiệt độ bắt lửa Do nhiệt dung hạt không cháy lớn so với hạt nhiên liệu, dù gia nhiệt cho nhiên liệu phẩm chất nhiệt độ lớp hạt không thay đổi nhiều Chính đặc điểm lò tầng sôi mà đốt loại nhiên liệu mà không cần có nguồn nhiệt bổ sung cung cấp nhiệt trị cao để làm nóng không khí gia nhiệt cho nhiên liệu đến nhiệt độ bốc cháy b) Giảm thiểu lượng khí phát thải SO2: – Không giống loại lò đốt nhiên liệu khác, trình cháy thải nhiên liệu lò tầng sôi diễn liên tục Đặc điểm với khả hòa trộn tốt hạt vật chất lớp sôi giúp buồng đốt trì nhiệt độ ổn định đồng toàn Kết nhiệt độ ổn định (800÷900)0C Khoảng nhiệt độ thích hợp cho phản ứng hóa học hấp thụ khí SO2 đá vôi (CaCO3) CaCO3 = CaO + CO2 SO2 + CaO + ½ O2 = CaSO4 Sản phẩm sinh CaSO4 Nó thải môi trường đất sử dụng dạng thạch cao Đá vôi dùng đốt tầng sôi giữ lại 90% SO2 thải dạng chất thải rắn Những chất dễ xử lý ô nhiễm so với xỉ từ lò khác – Khả giảm xử lý khí SO2 lò tầng sôi kết trường nhiệt độ thấp ổn định đốt nhiên liệu lò tầng sôi Do lò tầng sôi không cần trang bị thêm xử lý khí thải để kiểm soát lượng khí SO2 thải c) Lượng NOX phát thải thấp: – Lượng NOX bình quân sinh lò đốt tầng sôi thấp, khoảng (100 ÷ 300) ppm (so với thể tích khô) Đó nhiệt độ cháy thấp, điều kiện áp suất thấp ngăn cản bay hơi, lượng gió cung cấp theo giai đoạn trình cháy Hầu hết loại lò tầng sôi sinh lượng NOX thấp mà không gây tổn thất nhiệt cháy không hoàn toàn phải bổ sung thêm vùng có quy định chặt chẽ giới hạn lượng NOX cho phép thải không khí, người ta đặt thêm thu khí NOX dung dịch amoniac phần đuôi lò xyclon (theo Chenlian & Hyvrinen, 1995) d) Vận hành dễ dàng : Không có lửa – Đối với lò có đốt lò đốt than, đốt dầu, đốt khí, thiết phải có hệ thống thiết bị tinh vi giám sát lửa Nếu lý mà lửa bị tắt giây lát, buồng đốt làm việc trở lại phải qua chu trình khởi động lại lò phức tạp Khi ngừng cung cấp nhiên liệu thời gian ngắn khiến hệ thống ngừng làm việc tác động nhiều đến hệ Tuốcbin- máy phát điện phía sau Trong lò tầng sôi lửa, mà thay vào lượng lớn hạt trơ nóng Nên nhiên liệu ngừng cung cấp vào, nhiệt độ buồng đốt không giảm nhiệt độ không thay đổi Nếu nhiên liệu cấp lại vài phút sau không cần ngừng lò 2 Thời gian khởi động lò ngắn – Một số lò công nghiệp làm việc hai ca cần phải đốt lò khoảng tiếng Lò tầng sôi có thời gian khởi động lò ngắn đơn giản Buồng đốt tầng sôi tình trạng nghỉ làm việc tổn thất nhiệt Ngay sau vài đồng hồ tạm nghỉ, lớp hạt rắn đủ nhiệt lượng cho lần đốt lò sau Cho nên cho nhiên liệu vào lò, bốc cháy lò vào hoạt động lại sau thời gian ngắn Giảm tượng ăn mòn: – Tro sinh trình đốt nhiên liệu lò tầng sôi dạng xốp, không bị chảy loãng nhiệt độ lò thấp (800÷9000C) Điều làm hạn chế tượng ăn mòn kim loại ống bề mặt đối lưu (đuôi lò), hay ăn mòn cánh quạt gió đuôi lò Sự chuẩn bị nhiên liệu đơn giản: – Than cho lò tầng sôi thường chiếm 70% hạt than có kích thước 6000µm (6mm), lò đốt than phải có 70% hạt than kích cỡ 75µm Do lò đốt than phun cần phải có hệ thống máy nghiền than phun bụi than Thiết bị phun bụi than đắt tiền mà phức tạp cần bảo trì kiểm tra thường xuyên Đa số nguyên nhân khiến lò ngừng làm việc hoạt động hệ thống nghiền than không tốt Ngược lại với lò tầng sôi không cần hệ thống nghiền than vậy, giai đoạn chuẩn bị nhiên liệu đơn giản không phức tạp lò vòi phun đốt than *NHƯỢC ĐIỂM a) Cần quạt có công suất lớn: − Lò tầng sôi cần trang bị quạt ly tâm có công suất lớn, không khí cấp vào lò phải thắng trở lực phân phối gió trở lực khối lượng lớp vật liệu rắn buồng đốt Đầu tư cho điện tiêu thụ tăng, song bù lại không cần trang bị thiết bị phun nhiên liệu b) Tổn thất nhiệt môi trường nhiều hơn: − Xyclon, hệ thống hồi, trao đổi nhiệt làm tăng thêm nhiều thiết bị cho lò CFB Một vài bề mặt thiết bị không làm mát Do tổn thất nhiệt đối lưu xạ từ bề mặt lò CFB nhiều so với lò BFB lò PC c) Hiệu suất cháy thấp: − Hiệu suất cháy lò PC thường cao so với lò CFB, nhiệt độ cháy cao hơn, kích cỡ hạt mịn tồn lâu buồng lửa Tuy nhiên lò PC sử dụng không khí liên tục hệ số không khí thừa thấp để khống chế lượng NOX khiến nhiên liệu cháy không hoàn toàn buồng lửa VIII.Vận tốc tối thiểu vận tốc tối đa tạo lớp sôi – Từ nguyên lý làm việc thấy nguyên lý thiết bị tốc độ dòng khí thổi vào lò ω đủ lớn để đẩy vật liệu lên Ta có điều kiện: ω > ωcb Trong đó: ωcb - tốc độ cân tạo lớp sôi [m/s] – Tốc độ cân tốc độ dòng khí thổi từ lên cho giữ hạt đứng yên lơ lững không gian Nó phụ thuộc vào đường kính hạt vật liệu, khối lượng riêng hạt vật liệu, khối lượng riêng không khí Được xác định theo phương trình cân lực trọng trường tác dụng lên hạt vật liệu lực nâng dòng không khí thổi lên: (*) Xác định tốc độ cân theo (*) khó khăn hệ số trợ lực ξ phụ thuộc vào ωcb Trong thực tế tốc độ cân xác định theo phương pháp đồng dạng theo phương trình tiêu chuẩn: + Ar - Tiêu chuẩn Acsimet + Fe - Tiêu chuẩn Fedơrôp + Re - Tiêu chuẩn Râynôn (đặc trưng cho chế độ chuyển động không khí) Phương trình sử dụng phạm vi Fe = 40 ÷ 200 ⇒ Tốc độ cân tạo lớp sôi: - Khi Re < 0,2 tốc độ cân xác định theo phương pháp Stoke: - Khi Re > 1000 tính gần đúng: – Khi tốc độ dòng không khí đạt vận tốc tối thiểu hạt rắn pha khí lơ lửng chuyển động hỗn loạn, độ rỗng lớp hạt tăng lên tương ứng với tăng tốc độ dùng khí tốc độ dòng khí lớn khả chuyển động hỗn loạn cao làm tăng cường trình cháy Trạng thái trì từ tốc độ sôi tối thiểu đến tốc độ lôi ω = (ωs ÷ωc) Trong thực tế người ta chọn tốc độ làm việc ω=(2÷3)ωs Tốc độ lôi xác định công thức: Trong đó: IX.TỐC ĐỘ LÀM VIỆC TỐI ƯU: – Tốc độ làm việc tối ưu tốc độ mà chế độ sôi ổn định, chiều cao lớp nhiên liệu nói chung chiều cao lớp sôi nói riêng không đổi Do nguyên tắc tốc độ ổn định phải thoả mãn điều kiện lớn tốc độ giới hạn nhỏ tốc độ lôi (giới hạn trên) ω =( ωs ÷ωc) Theo kinh nghiệm tốc độ tối ưu nằm khoảng ω=(2÷3)ωs X TRỞ LỰC CỦA LỚP SÔI Khi chế độ sôi ổn định xem trở lực dòng khí qua tầng sôi không đổi cân với trọng lượng khối hạt đơn vị diện tích ghi Do trở lực lớp sôi xác định theo công thức: Trong đó: ε0 - hệ số nở lớp hạt ghi trang thái cố định ε - hệ số nở lớp hạt trạng thái sôi g - gia tốc trọng trường h - chiều cao lớp hạt ghi trạng thái tĩnh h0 - chiều cao lớp sôi Ngoài trở lực lớp sôi xác định tương đối xác theo phương trình Feđơrôp sau: Trong đó: G - khối lượng vật liệu ghi [kg] Fp - diện tích ghi [m2 ] XI.ĐỘ GIẢM ÁP SUẤT THEO CHIỀU CAO Với kích thước hạt liệu đồng độ giảm áp suất Δp dọc theo thân lò h xác định công thức Ergun: Trong đó: U - vận tốc bề mặt (giá trị tỷ lệ dòng chất khí đơn vị lưới) ε - độ rỗng lớp vật liệu sôi dp φ đường kính độ tròn chất rắn µ ρg độ nhớt mật độ dòng khí XII.TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG LÒ HƠI Hệ thống lò mạng nhiệt hệ thống phức tạp nhà máy với hệ thống ống dẫn, hệ thống van thiết bị sử dụng chằng chịt Lò hơi, hệ thống phân phối nước hệ thống đường ống, van thiết bị phụ có nhiệm vụ phân phối nước tới hộ tiêu thụ giảm áp suất nước đến áp suất cần thiết hộ tiêu thụ riêng biệt Hơi nước sau sử dụng trao đổi nhiệt cho nhu cầu cần thiết biến đổi thành nước ngưng Nước ngưng có nhiệt độ cao nước đưa trở lại lò để biến đổi thành Như vậy, để tiết kiệm lượng hệ thống lò hơi, mạng nhiệt bao gồm việc tối ưu hóa trình cháy lò, tối ưu hóa trình trao đổi nhiệt lò giảm tổn thất nhiệt môi trường, tận dụng nhiệt thừa khói thải Một số vấn đề sau nêu khả phổ biến việc tiết kiệm lượng lò sở sản xuất KẾT LUẬN Qua thời lượng ngắn ngủi báo cáo truyền đạt hết tìm hiểu, suy nghĩ chúng em môn học “Lò tầng sôi” chúng em hi vọng truyền tải phần ý nghĩa công việc thực tế “Vận hành kinh tế lò hơi” Và qua chúng em hiểu thêm sâu sắc vai trò trách nhiệm người kỹ sư vận hành thực tiễn Đó niềm tin để chúng em bước tới nhắc nhở có việc học tập thật tốt nắm vững lý thuyết sau áp dụng thành thạo vào thực tế Trong báo cáo nhiều điều thiếu sót, chúng em mong nhận góp ý, bảo thầy người đọc người nghe để hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn!