đồ án môn học lò hơi

đồ án lò hơi đốt than phun 150 tấn hPHẦN I2NHIỆM VỤ THIẾT KẾ21.1.Nhiệm vụ thiết kế:21.2.Chọn phương án thiết kế, phương pháp đốt và cấu trúc buồng lửa21.3.Chọn dạng cấu tạo các bộ phận của lò hơi:31.3.1.Dạng cấu tạo của dãy pheston:31.3.2.Dạng cấu tạo bộ quá nhiệt:31.3.3.Bố trí bộ sấy không khí và bộ hâm nước:31.4.Cấu tạo tổng thể của lò hơi:4PHẦN II6TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU62.1 Tính thể tích không khí lý thuyết: V0kk, (m3tckg)62.2 Tính thể tích sản phẩm cháy6PHẦN III12CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI123.2 Lượng nhiêt sử dụng có ích :133.3 Xác định các tổn thất nhiệt của lò hơi:133.4. Lượng tiêu hao nhiên liệu143.5 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán của lò :15PHẦN IV17THIẾT KẾ BUỒNG LỬA174.1. Xác định kích thước hình học của buồng lửa174.2. Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi và độ đặt ống trong buồng lửa22PHẦN VI27THIẾT KẾ DÃY FESTON276.1 Đặc tính cấu tạo dãy feston276.2. Tính truyền nhiệt dãy Feston27PHẦN VII33PHÂN PHỐI NHIỆT LƯỢNG CỦA CÁC BỀ MẶT ĐỐT337.1 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của lò337.2 Tổng nhiệt lượng hấp thu bức xạ của dãy feston337.3 Lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ từ buồng lửa của bộ quá nhiệt đối lưu cấp II347.4 Lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ của dàn ống sinh hơi347.5 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của dãy feston347.6 Lượng nhiệt hấp thụ bằng đối lưu của bộ quá nhiệt347.7 Phân phối nhiệt cho bộ quá nhiệt cấp I và cấp II357.8 Tổng nhiệt lượng hấp thụ của bộ hâm nước357.9 Độ sôi của bộ hâm nước357.10 Tổng nhiệt lượng hấp thụ của bộ sấy không khí367.11 Xác định lượng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nước cấp I II367.12 Nhiệt lượng hấp thụ của bộ sấy không khí cấp I377.13 Nhiệt lượng hấp thụ của bộ sấy không khí cấp II377.14 Nhiệt độ khói sau các bề mặt đốt37PHẦN VIII39THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT ĐỐI LƯU398.1 Thiết kế bộ quá nhiệt cấp II39PHẦN VIII49THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT CẤP I49PHẦN X55THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP II55PHẦN XI60THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP II60PHẦN XII64THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP I64

Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng mà chủ yếu điện nhu cầu thiếu phát triển kinh tế nước Hiện nước ta hầu khác giới, lượng điện nhà máy nhiệt điện sản xuất chiếm tỉ lệ chủ yếu tổng lượng điện toàn quốc Trong trình sản xuất điện lò khâu quan trọng có nhiệm vụ biến lượng tang trữ nhiên liệu thành nhiệt Nó thiết bị thiếu nhà máy nhiệt điện, lò dùng rộng rãi ngành công nghiệp khác Ở nước ta hiên thường sử dụng loại lò hạ áp trung áp, việc nghiên cứu đưa lò cao áp vào sử dụng hợp lý Trong học kỳ em giao nhiệm vụ thiết kế lò đốt than sản lượng 150 tấn/h Với giúp đỡ hướng dẫn thầy giáo: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện với việc nghiên cứu tài liệu khác , em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên trình thiết kế không tránh khỏi sai sót, em kính mong giúp đỡ bảo thầy cô giáo, em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Người thiết kế Nguyễn Minh Trí Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện PHẦN I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 Nhiệm vụ thiết kế: Sản lượng nhiệt: D= 150 T/h Áp suất nhiệt: pqn= 75 bar Nhiệt độ nhiệt: tqn= 540 0C Nhiệt độ nước cấp vào lò hơi: tnc= 225 0C Nhiệt độ khói thải khỏi lò hơi: t’’k =1300C Chọn nhiệt độ không khí lạnh ( không khí trời ): t’kk = 300C Thành phần nhiên liệu: Thành phần % Clv 63 Hlv Nlv Olv Slv Alv 27 Wlv 10 Vlv 10 t1 0C 1050 Nhiệt trị nhiên liệu: Qtlv= 339Clv + 1030Hlv – 109( Olv – Slv) – 25Wlv = 22246 KJ/Kg 1.2 Chọn phương án thiết kế, phương pháp đốt cấu trúc buồng lửa Căn vào công suất loại nhiên liệu để tiến hành chọn cấu tạo lò phương pháp đốt phù hợp Dựa vào sản lượng nhiệt (D= 120 T/h) ta chọn lò buồng lửa đốt bột than phun, mặt khác buồng lửa phun có nhiều ưu điểm như:  Sản lượng lò không bị hạn chế, thỏa mãn chương trình nhiên liệu rộng buồng lửa ghi, hiệu suất cháy cao buồng lửa ghi  Có thể sấy không khí tới nhiệt độ cao (200 ÷ 450 0C), có điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa trình vận hành lò  Có thể đốt nhiên liệu chất lượng nhiên liệu ta tính toán sử dụng có chất lượng không cao • Phương pháp thải xỉ: Vì nhiệt độ bắt đầu biến dạng nhiên liệu cao t1 = 1050 0C, nên ta chọn phương pháp thải xỉ khô • • Nhiệt độ khói thoát khỏi lò hơi: t’’k= 130 0C Nhiệt độ khói trước cụm feston: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page t3 0C 1350 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Dựa vào dải làm việc nhiệt ta chọn nhiệt độ khói trước cụm feston là: t’’bl =1050 0C • Nhiệt độ không khí nóng – nhiệt độ không khí khỏi sấy không khí: (chọn theo hướng dẫn trang 20 sách tính nhiệt lò hơi) ta chọn: t’’kk= 350 0C 1.3 Chọn dạng cấu tạo phận lò hơi: 1.3.1 Dạng cấu tạo dãy pheston: Cấu tạo dãy pheston gắn liền với cấu tạo giàn ống sau buồng lửa Chiều cao pheston cửa buồng lửa phụ thuộc đường vào kích thước khói vào nhiệt Vì kích thước cụ thể pheston xác định sau xác định cấu tạo cụ thể buồng lửa giàn ống xung quanh 1.3.2 Dạng cấu tạo nhiệt: Theo thông số yêu cầu với việc sử dụng sau (gắn liền với tua bin chu trình nhiệt ) ta định hướng chọn nhiệt sau:  Không đặt nhiệt trung gian đặt nhiệt sơ cấp  Đối với nhiệt sơ cấp chọn loại hoàn toàn đối lưu nhiệt nửa xạ  Đối với nhiệt đối lưu lại chọn hai cấp 1.3.3 Bố trí sấy không khí hâm nước: Đối với buồng lửa đốt than phun ta chọn không khí nóng yêu cầu la 3500C Khi không khí nóng yêu cầu cao đòi hỏi sấy không khí phải đặt vùng khói có nhiệt độ tương đối cao Lò công suất 120 T/h đốt than bột ta bố trí cấp hâm nước sấy không khí xen kẽ nhau: hâm nước sấy không khí hâm nước sấy không khí theo chiều khói 1.4 Cấu tạo tổng thể lò hơi: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 1- Bao 8- Bộ hâm nước cấp I 2- Bộ pheston 9- Bộ sấy không khí cấp I 3- Bộ nhiệt cấp I 10- Dàn ống sinh 4- Bộ giảm ôn 11- Vòi phun 5- Bộ nhiệt cấp II 12- ống góp 6- Bộ sấy không khí cấp II 13- phần đáy thải xỉ 7- Bộ hâm nước cấp II 14- Đường thoát khói Hình 1: sơ đồ cấu trúc buồng lửa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Trong thiết kế chọn lò đốt bột than buồng lửa phun, thải xỉ khô bao Bố trí đường khói theo hình chữ ᴨ, đường khói lên bố trí buồng lửa, đường khói nằm ngang bố trí nhiệt, hâm nước sấy không khí theo thứ tự Toàn buồng lửa bố trí dàn ống sinh hai bên tường bố trí vòi phun tròn xoáy Bộ nhiệt chia làm cấp, đường mà quy định cấp cấp Bộ hâm nước sấy không khí chia làm cấp vào chiều lưu lượng nước không khí mà ta chia thành hâm nước cấp cấp 2, hâm nước làm ống thép uốn ngang, sấy không khí làm ống thép đứng Lớp bảo ôn buồng lửa chọn loại vữa cách nhiệt cromit Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện PHẦN II TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 2.1 Tính thể tích không khí lý thuyết: V0kk, (m3tc/kg) Tất tính toán thể tích, entanpi không khí sản phẩm cháy tiến hành tính toán với kg nhiên liệu rắn: - Lượng không khí khô lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn kg nhiên liệu rắn (theo công thức 3-15 trang 25 lò 1) V0kk = 0,089( Clv + 0,375Slv ) + 0,265Hlv – 0,0333Olv = 0,089(63 + 0,375.1) + 0,265.1 – 0,0333.0 = 5,905 (m3tc/kg) 2.2 Tính thể tích sản phẩm cháy Khi trình cháy xảy hoàn toàn sản phẩm cháy bao gồm: CO2, SO2, N2, O2 H2O Trong tính toán người ta thường tính chung thể tích khí nguyên tử chúng có khả xạ mạnh: CO2, SO2 kí hiệu : VRO2 = VCO2 + VSO2 Ở trạng thái lý thuyết ta tính hệ số không khí thừa α = thực tế trình cháy xảy với hệ số không khí thừa α > 2.2.1 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết: (theo 3-22 trang 27 lò 1) VRO2 = VCO2 + VSO2 = 0,01866(Clv + 0,375Slv ) = 0,01866(63 + 0,375.1) = 1,183 (m3tc/kg) Thể tích N2 lý thuyết sản phẩm cháy V0N2 = 0,79.V0KK + 0,008.Nlv = 0,79.5,905 + 0,008.0 = 4,665 (m3tc/kg) Thể tích nước sản phẩm cháy V0H2O = 0,112.Hlv + 0,0124.Wlv + 0,0161.V0kk + 1,24.Gph Ta dùng vòi phun kiểu khí, nên xem Gph = nên: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện V0H2O = 0,112.1 + 0,0124.10 + 0,0161.5,905 = 0,331 (m3tc/kg) Vậy thể tích khói khô lý thuyết: V0kkhô = V0RO2 + V0N2 = 1,183 + 4,665 = 5,848 (m3tc/kg) Thể tích khói lý thuyết V0k = V0kkho + V0H2O = 5,848 + 0,331 = 6,179 (m3tc/kg) 2.2.2 Thể tích sản phẩm cháy thực (Theo bảng 9-5 trang 191 lò 1) ta chọn hệ số không khí thừa α = 1,25 Thể tích nước thực tế sản phẩm cháy: VH2O = V0H2O + 0,0161.(α -1).v kk = 0,331 + 0,0161(1.25 -1).5,905 = 0,354 (m3tc/kg) Thể tích khói thực tế Vk = Vkkho + VH2O = V0kkho + (α -1).V0kk + VH2O = 5,848 +(1,25-1).5,905 +0,354 = 7,678 (m3tc/kg) Phân thể tích khí: - Khí nguyên tử: r RO2 = = = 0,154 - Hơi nước: r H20 = = = 0,046 Vậy rn= r RO2 + r H2O = 0,154 + 0,046 = 0,2 Nồng độ tro bay theo khói (tính theo thể tích khói) μ= 10 (kg/m3tc) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện với ab hệ số tro bay theo khói (theo bảng đặc tính tính toán loại buồng lửa-đồ án môn học lò hơi-NSM) với lò phun thải xỉ khô ta có ab = 0,9 μ= 10 = 2,930 (kg/m3tc) => 2.2.3 Hệ số không khí thừa theo đường khói (Theo bảng 10-3 trang 260 lò 1) ta có giá trị không khí lọt vào đường khói (Δα) sau: Bảng 1: Giá trị không khí lọt vào đường khói STT Các phận lò Buồng lửa Bộ pheston Bộ nhiệt cấp Bộ nhiệt cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy không khí cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy không khí cấp Hệ thống nghiền than Δα 0 0,025 0,025 0,02 0,05 0,02 0,05 0,1 Hệ số không khí thừa vị trí theo đường khói đi: Hệ số không khí thừa đầu ra: α’’ = α’ + Δα Bảng 2: Hệ số không khí thừa vị trí đường khói Thứ tự Các phận theo đường khói Hệ số không khí thừa α (đầu vào) α’’ (đầu ra) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,275 1,275 1,3 1,3 1,32 1,32 1,37 1,37 1,39 1,39 1,44 ’ Buồng lửa Dãy festoon Bộ nhiệt cấp Bộ nhiệt cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy không khí cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy không khí cấp Lượng không khí khỏi sấy không khí : β’ = αbl – Δαng = 1,25 – 0,1 = 1,15 2.3 Tính entanpi không khí khói: (bảng 4) - Entanpi không khí lý thuyết cần thiết cho trình cháy: I0kk = V0kk.(Cp.t)kk kJ/kg Trong đó: V0kk : Thể tích không khí lý thuyết, (m3tc/kg) Cp : Nhiệt dung riêng loại khí , (kJ/m3tc) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện t : Nhiệt độ loại khí , (0C) Cp =1,2866 + 0,0001201.t - Entanpi khói lý thuyết : I0k = VRO2 (C.t)RO2 + V0N2.(C.t)N2 + V0H2O.(C.t)H2O , kJ/kg C : Nhiệt dung riêng , kJ/kg.K t : Nhiệt độ chất khí, ta lấy nhiệt độ chất khí khói thải nhiệt độ khói thải: t = tth = 130 0C - Entanpi tro bay : Itr = ab (C.t) tr , kJ/kg Có ab = 0,9 : Tỷ lệ độ tro nhiên liệu bay theo khói Vì - = = 1,01 < nên bỏ qua Entanpi khói thực tế : Ik = I0k + (α-1) I0kk + Itro = I0k + (α-1).I0kk Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng : Đặc tính sản phẩm cháy STT Tên đại lượng công thức tính Kí hiệu Hệ số không khí thừa trung bình: α ’ Đơn vị B Lửa feston 1,25 BQN Cấp II BQN Cấp I BHN Cấp II BSKK Cấp II BHN Cấp I BSKK Cấp I Khói thải 1,263 1,288 1,31 1,345 1,38 1,415 1,44 ’’ α = 0,5(α + α ) Thể tích không khí thừa: (α -1).V0kk Thể tích nước thực tế V0H2O + 0,0161(α -1).V0kk Thể tích khói thực tế V RO2 + VN2 + (α -1).V0kk + VH2O Phân thể tích nước VH2O/Vk Phân thể tích khí nguyên tử VRO2/Vk rn = rH2O + rRO2 Nồng độ tro bay khói μ= 10 Vth m3tc/kg 1,476 1,553 1,700 1,830 2,037 2,244 2,450 2,598 VH2O m3tc/kg 0,354 0,355 0,357 0,359 0,363 0,366 0,369 0,372 Vk m3tc/kg 7,678 7,756 7,905 8,037 8,248 8,458 8,667 8,818 rH2O _ 0,046 0,046 0,045 0,045 0,044 0,043 0,043 0,042 rRO2 _ 0,154 0,153 0,150 0,147 0,143 0,140 0,136 0,134 rn μ _ Kg/ m3tc 0,2 29,305 0,199 29,000 0,195 28,460 0,192 27,990 0,187 27,280 0,183 26,600 0,179 25,950 0,176 25,520 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 10 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 20: Đặc tính cấu tạo sấy không khí cấp II STT Tên đại lượng 10 Đường kính ống Chiều dày ống Bước ống ngang Bước ống dọc Bước ống ngang tương đối Bước dọc ngang tương đối Số cụm ống theo chiều rộng đường khói Chiều rộng cụm ống Chiều sâu cụm ống Khoảng cách từ tâm ống đến vách Số dãy ống ngang cụm ống Số dãy ống dọc cụm ống Số ống cụm ống Chiều cao cụm ống Tiết diện đường khói Chiều rộng đường khói Tiết diện đường không khí Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt 11 12 13 14 15 16 17 18 Kí hiệu dn Δ S1 S2 σ1 σ2 Nc a1 b1 E Đơn vị Công thức tính, sở chọn Kết mm mm mm mm Cụm m m mm Chọn Chọn Chọn Chọn S1/dn S2/dn Chọn Tính toán Chọn Chọn 51 1,5 107 102 2,1 1,95 65 Zn Zd Z L F A F HskkII dãy dãy ống m m2 m m2 m2 (a1 – 2e )/S1 +1 (b1 – 2e )/S2 +1 Zn.Zd – Zd/2 Giả thiết Π.dtr2.Nc.Z/4 Thiết kế l.a – l.dn.Nc.Zn Π.dtb.l.nc.Z 18 29 508 7,8 10 957 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 59 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 21: Tính truyền nhiệt sấy không khí cấp II STT Kí hiệu QsII tk’sII Tên đại lượng Lượng nhiệt hấp thụ BSKK cấp II Nhiệt độ đầu vào khói trước BSKK cấp II Nhiệt độ đầu khói sau BSKK cấp II Nhiệt độ trung bình khói Thể tích khói cháy kg nhiên liệu tk’’sII tktbsII Vkh Tốc độ trung bình khói qua cụm ống ωkh Nhiệt độ không khí đầu vào BSKK cấp II tkk’sII Nhiệt độ không khí đầu BSKK cấp II 10 Công thức tính, sở chọn Tra bảng phân phối nhiệt tk’sII = t’’hnII Kết 3637,324 520 C C m3 Tra bảng phân phối nhiệt 0,5(tk’sII + tk’’sII ) tra bảng 382 451 8,248 m/s (1 + ) 61,66 Tra phần phân phối nhiệt 240 tkk’’sII Nhiệm vụ thiết kế 350 Nhiệt độ trung bình không khí tkk tbsII 0,5(tkk’sII + tkk’’sII ) 295 Độ chênh nhiệt độ trung bình Δt1 tk’sII - tkk’’sII 110 Δt2 tk’’sII – tkk’sII 135 Δt C (Δt1 - Δt2)/ln(Δt1/Δt2) 122 - Tra bảng 0,044 W/m2K Tra bảng 0,74 g/m3tc Tra bảng 2,728 rH2O Đơn vị Kw C 0 C C C C C 11 Thành phần thể tích nước khói 12 Hệ số sử dụng bề mặt đốt 13 Nồng độ tro bay khói ɛ μtr 14 Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách ađlkv W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 91 15 Tốc độ trung bình không khí ωkk m/s (1 + )(β’’sII + ) 16 Hệ số tản nhiệt đối lưu phía không khí αkk W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 80,3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 60 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 17 Hệ số truyền nhiệt K W/m2K 18 Diện tích bề mặt hấp thụ tính toán HsII m2 ɛ 31,549 945 Sai lệch diện tích bề mặt hấp thụ tính toán thiết kế sII = 945 – 957 = -12 m2 sai số chấp nhận hoàn thành việc thiết kế sấy không khí cấp II Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 61 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện PHẦN XII THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP I Theo trang 101 sách lò – Nguyễn Sĩ Mão chọn đường kính ống d = 32mm, δ = 3mm Nước ống từ lên trên, khói từ xuống nhằm tăng độ chênh nhiệt độ tăng cường truyền nhiệt • • • • • • Bán kính uốn ống xoắn R = (1,5 ÷ 2)d = 1,87.32 = 60mm Bước ống ngang tương đối: S1/d = ÷ để hạn chế bám bẩn Chọn S1/d = 2,81  S1 = 2,81.d = 90mm Bước ống dọc tương đối: S2/d = ÷ 1,5 chọn S2 =1,275.d = 40mm Tốc độ khói qua hâm nước theo tiêu chuẩn thiết kế phải đảm bảo ωk < 13 m/s Tốc độ nước ống phải tương đối lớn để đảm bảo tốt cho trao đổi nhiệt, song không cao làm tăng trở lực đường ống Với hâm nước kiểu chưa sôi ta chọn ωn = (0,3 ÷ 3) m/s (theo tài liệu thiết bị trao đổi nhiệt) Ta chọn tốc độ nước m/s Với nhiệt độ nước cấp 2150C ta có ρ = 800 kg/m3 Tiết diện dòng đi: F = = = 0,021 (m2) • Số ống: N= = = 32 (ống) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 62 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 22: Đặc tính cấu tạo hâm nước cấp I STT Tên đại lượng Kí hiệu D Δ S1 S2 σ1 σ2 A B E Đơn vị Công thức tính, sở chọn Kết 10 12 13 14 15 16 17 18 Đường kính ống Chiều dày ống Bước ống ngang Bước ống dọc Bước ống ngang tương đối Bước dọc ngang tương đối Chiều rộng đường khói Chiều sâu đường khói Khoảng cách từ tâm ống đến vách Số ống dãy ngang Số dãy ống kép Chiều sâu cụm ống Chiều dài ống Tiết diện đường khói Diện tích tiết diện lưu thông nước Chiều cao BHNCI Chiều dày hữu hiệu xạ Mm Mm Mm Mm M M Mm Chọn Chọn Chọn Chọn S1/d S2/d Thiết kế Thiết kế Chọn 32 90 40 2,813 1,25 7,8 60 Nd Nk ls L F F H S ống dãy m m m m2 m m + (b – 2e )/S1 Chọn Chọn Nk.ls + Nk.S2 a.b – nn.d.l Π.dtr2.Zk/4 Nd.S2 + Nd.dng (1,87)d 33 24,32 20,232 0,02 2,376 0,1154 19 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt HhnI m2 Π.d.l.nk.Zk 645,129 20 Thể tích riêng nước m3/kg Tra bảng nước nước bão hòa 0,0012 21 Tốc độ nước ống ωn m/s Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 63 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 23: Tính truyền nhiệt hâm nước cấp I STT Kí hiệu QhnI tk’hnI I’hnI tk’’hnI I’’hnI tktbhnI Vkh Đơn vị kW C kJ/kg C kJ/kg C m3tc/kg Công thức tính, sở chọn Tra bảng phân phối nhiệt t’hnI = t’’Sii Tra bảng Tra bảng phân phối nhiệt Tra bảng phân phối nhiệt 0,5(tk’hnI + tk’’hnI ) Tra bảng Kết 4656,670 382 4387,193 251 3213,193 316,500 8,458 Tên đại lượng Lượng nhiệt hấp thụ hâm nước cấp I Nhiệt độ đầu vào khói Entanpi khói đầu vào BHN cấp I Nhiệt độ đầu khói Entanpi khói đầu BHN cấp I Nhiệt độ trung bình khói Thể tích khói 1kg nhiên liệu qua BHN cấp I Tốc độ trung bình khói qua cụm ống ωkh m/s (1 + ) 3,576 Nhiệt độ nước đầu vào BHN cấp I t’hnI C Tra phần phân phối nhiệt 225 10 Entanpi nước đầu vào BHN cấp I I’hnI kJ/kg Tra phần phân phối nhiệt 946 11 Entanpi nước đầu BHN cấp I I’’hnI kJ/kg I’’hnI = I’hnII 1085,7 12 Nhiệt độ nước đầu BHN cấp I t’’hnI t’’hnI = t’hnII 250 13 Nhiệt độ trung bình nước cấp ttbhnI 0,5(t’hnI + t’’hnI ) 237,5 14 Độ chênh nhiệt độ trung bình Δt1 tk’hnI - t’’hnI 125 Δt2 tk’’hnI - t’hnI 75 Δt C (Δt1 - Δt2)/ln(Δt1/Δt2) 97,881 C C C C 15 Thành phần thể tích nước khói rH2O - Tra bảng 0,043 16 Thành phần thể tích khí nguyên tử rn - Tra bảng 0,183 17 Nồng độ tro bay khói μtr g/m3tc Tra bảng 2,660 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 64 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 18 Chiều dày hữu hiệu xạ S m Tra bảng 21 0,1154 19 Lực hút khí nguyên tử PnS mMn/m2 p.rn.S 0,024 20 Hệ số làm yếu xạ khí nguyên tử Kk - Tra toán đồ trang 235 sách lò 1,5 21 Hệ số làm yếu xạ tro Ktr - Tra toán đồ trang 234 sách lò 0,0183 22 Lực hút khói có chứa tro KpS mMn/m2 (Kk.rn + ktr.μtr )pn.S 0,067 23 Độ đen phần không sáng ak - 1- (theo – 13 trang 24 sách TNLH ) 0,065 24 Nhiệt độ vách ống có bám tro tv C ttbhnI + 250C 262,5 25 Hệ số tán nhiệt xạ abx W/m2K 1,163.ak atbx (theo trang 252 sách LH1) 2,63 26 Hệ số bảm bẩn ε m2K/W Theo hình 5-4 trang 46 sách TNLH 0,004 27 Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách ađlkv W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 79,33 28 Hệ số truyền nhiệt K W/m2K 61,724 29 Diện tích bề mặt hấp thụ tính toán HhnI m2 655 Sai lệch diện tích bề mặt hấp thụ tính toán thiết kế hnI = 655 – 645,192 = 9,808 m2 sai số chấp nhận hoàn thành việc thiết kế hâm nước cấp I Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 65 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện PHẦN XIII BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP I Bộ sấy không khí cấp I chia làm đoạn dọc theo chiều đường khói Đoạn tách phần riêng rẽ Mục đích phòng bị ăn mòn việc thay dễ dàng Theo trang 110 sách lò Nguyễn Sĩ Mão ta dùng thép cacbon Φ 51 x 1,5 để chế tạo Theo trang 40 sách thiết bị trao đổi nhiệt Bùi Hải ta chọn bước ống:  Bước ống dọc S1 = 100 mm  Bước ống ngang S2 = 85 mm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 66 GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 1360 3137 6227 3137 12800 3137 6227 3137 1480 1800 1658 1984 2080 Đồ án môn học: Lò Hơi Hình 1.7 MÔ TẢ CẤU TẠO CỦA BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 67 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 24: Đặc tính cấu tạo sấy không khí cấp I STT Tên đại lượng 10 11 12 13 14 15 16 17 Đường kính ống Chiều dày ống Bước ống ngang Bước ống dọc Bước ống ngang tương đối Bước dọc ngang tương đối Số cụm ống theo chiều rộng đường khói Chiều rộng cụm ống Chiều sâu cụm ống Khoảng cách từ tâm ống đến vách Số dãy ống ngang cụm ống Số dãy ống dọc cụm ống Số ống cụm ống Chiều dài ống Tiết diện đường khói Chiều rộng đường khói Tiết diện đường không khí 18 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Kí hiệu dn Δ S1 S2 σ1 σ2 Nc a1 b1 e Đơn vị Công thức tính, sở chọn Kết mm mm mm mm Cụm m m mm Chọn Chọn Chọn Chọn S1/dn S2/dn Chọn Chọn Chọn Chọn 40 1,5 75 45 1,875 1,125 2,125 60 Zn Zd Z L Fk a Fkk dãy dãy ống m m2 m m2 29 68 1951 2,5 17,69 8,16 8,8 HskkI m2 (a1 – 2e )/S1 +1 (b1 – 2e )/S2 +1 Zn.Zd – Zd/2 Giả thiết Π.dtr2.Nc.Z/4 Thiết kế l.a – l.dn.nc.Zn (ta tính cho đoạn có đoạn vậy) Π.dtb.l.nc.Z Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 68 2404,5 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 25: Tính truyền nhiệt sấy không khí cấp I STT Kí hiệu QsI tk’sI Tên đại lượng Lượng nhiệt hấp thụ BSKK cấp I Nhiệt độ đầu vào khói trước BSKK cấp I Nhiệt độ đầu khói sau BSKK cấp I Nhiệt độ trung bình khói Thể tích khói cháy kg nhiên liệu tk’’sI tktbsI Vkh Tốc độ trung bình khói qua cụm ống ωkh Nhiệt độ không khí đầu vào BSKK cấp I tkk’sI Nhiệt độ không khí đầu BSKK cấp II 10 Đơn vị kW C Công thức tính, sở chọn Tra bảng phân phối nhiệt tk’sI = t’’hnI Kết 7529,899 251 C C m3 Tra bảng phân phối nhiệt 0,5(tk’sI + tk’’sI) tra bảng 133 192 8,667 m/s (1 + ) 11,127 Chọn ban đầu 30 tkk’’sI Nhiệm vụ thiết kế 240 Nhiệt độ trung bình không khí tkk tbsI 0,5(tkk’sI + tkk’’sI ) 135 Độ chênh nhiệt độ trung bình Δt1 tk’sI - tkk’’sI 60 Δt2 tk’’sI – tkk’sI 105 Δt C (Δt1 - Δt2)/ln(Δt1/Δt2) 80,412 0 C C C C C 11 Thành phần thể tích nước khói rH2O - Tra bảng 0,043 12 Thành phần thể tích khí nguyên tử rn - Tra bảng 0,179 13 Hệ số sử dụng bề mặt đốt ɛ W/m2K Bảng 6.3 tính nhiệt lò công nghiệp 0,84 14 Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách ađlkv W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 89 15 Tốc độ trung bình không khí ωkk m/s (1 + )(β’’sI + ) 16 Hệ số tản nhiệt đối lưu phía không khí αkk W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 48,96 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 69 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 17 Hệ số truyền nhiệt K W/m2K 18 Diện tích bề mặt hấp thụ tính toán HsI m2 ɛ 3533,321 Sai lệch nhiệt độ khói thải tính toán với yêu cầu thai = 133 – 130 = 30C Sai lệch diện tích bề mặt hấp thụ tính toán so với thiết kế sI = 3533,321 - 353,333 = -1,0120C Các sai số nằm phạm vi cho phép hoàn thành việc tính toán sấy không khí cấp I Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt 26,502 Page 70 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện PHẦN XIV KẾT QUẢ THIẾT KẾ Sau trình thiết kế, tính toán ta thu thông số dòng môi chất phù hợp với nhiệm vụ thiết kế nêu Các thông số nhiệt độ dòng môi chất thể hình vẽ HÌNH 1.8 MÔ TẢ NHIỆT ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA CÁC DÒNG MÔI CHẤT Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 71 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lò tập & tập : GS TSKH Nguyễn Sĩ Mão, nhà xuất khoa học kỉ thuật [2] Tính nhiệt lò công nghiệp: TS Nguyễn Công Hân, TS Đỗ Văn Thắng, TS Trương Ngọc Tuấn [3] Tính nhiệt lò hơi: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng [4] Đồ án môn học lò hơi: GS TSKH Nguyễn Sĩ Mão [5] Truyền nhiệt : PGS TS Bùi Hải, TS Trương Nam Hưng [6] Thiết bị trao đổi nhiệt: PGS TS Bùi Hải [7] Nhiệt động kỉ thuật: PGS TS Bùi Hải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 72 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện MỤC LỤC Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 73 ... Đ8 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện với ab hệ số tro bay theo khói (theo bảng đặc tính tính toán loại buồng lửa -đồ án môn học lò hơi- NSM) với lò phun thải xỉ... 36 lò 1) Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 12 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện PHẦN III CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI Lập phương trình cân nhiệt cho lò xây... tiêu hao nhiên liệu tính toán lò : (Theo công thức - 16 trang 14 tính nhiệt lò NSM) ta có : Sinh viên thực hiện: Nguyễn Minh Trí - Lớp Đ8 – Nhiệt Page 15 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn