Đồ án môn học Lò Hơi

Đồ án môn học : Lò Hơi LỜI NÓI ĐẦU Lò thiết bị thiếu kinh tế quốc dân, quốc phòng Nó dùng khu công nghiệp lớn như: nhà máy nhiệt điện, khu công nghiệp khí,…mà sử dụng sở sản xuất nhỏ để phục vụ sản xuất nhu cầu hàng ngày như: sưởi ấm, nhà máy dệt, sấy, nấu cơm,… Đặc biệt nhà máy nhiệt điện, lò thiết bị thiếu đồng thời thiết bị vận hành phức tạp, có nhiệm vụ sản xuất nhiệt để cấp cho tuôc bin Trong lĩnh vực công nghiệp, lò dùng để sản xuất nước Hơi nước dùng làm chất tải nhiệt trung gian thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho sản phẩm Nhằm ôn lại kiến thức học lò học kỳ trước để bước đầu làm quen với việc thiết kế lò hơi, học kỳ em nhận nhiệm vụ thiết kế lò có sản lượng 125 t/h Mặc dù em nhận hướng dẫn tận tình quý thầy cô giáo, có tham khảo số tài liệu trao đổi với bạn bè, lần em thiết kế lò hơi, kiến thức hạn chế chưa có kinh nghiệm nên trình thiết kế chắn không tránh khỏi sai sót Em kính mong nhận góp ý dẫn tận tình quý thầy cô giáo để kiến thức em tốt Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thiết kế Trang Đồ án môn học : Lò Hơi CHƯƠNG MỞ ĐẦU NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Sản lượng nhiệt Dđm = 75T/h Áp suất nhiệt Pqn = 3,8 MPa = 38 bar Nhiệt độ nhiệt tqn = 445 ºC Nhiệt độ nước cấp vào lò tnc = 145 ºC Nhiên liệu than có đặc tính sau Thành Phần Clv Hlv Nlv Olv Slv Alv Wlv Vc Phần trăm (%) 51,87 3,39 9,81 0,6 1,43 17,9 15 42 Nhiệt trị nhiên liệu Qtlv = 20680 kJ/kg h Nhiệt độ biến dạng tro t1 = 1150 ºC Nhiệt độ không khí gian lò lấy nhiệt độ môi trường, t kkl = 30 ºC Trang Đồ án môn học : Lò Hơi CHƯƠNG XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI 1.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐỐT VÀ CẤU TRÚC BUỒNG LỬA 1.1.1 Buồng lửa: Đối với lò đốt nhiên liệu rắn công xuất 25 T/h phương án tối ưu dung buồng lửa phun.Theo đó, lò công suất 75 T/h đốt nhiên liệu rắn ta chọn buồng lửa phun 1.1.2 Phương pháp thải xỉ Theo số liệu cung cấp loại than sử dụng cho lò này: Nhiệt độ bắt đầu biến dạng : t1= 1150˚C ta suy ra: Nhiệt độ bắt đầu mềm: t2 = t1+ 100˚C = 1250˚C; Nhiệt độ bắt đầu chảy: t3 = t1+ 200˚C = 1350˚C; Nhận thấy 1200˚C1 2.2.1 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết Xét cháy 1kg nhiên liệu rắn: - Thế tích khí nguyên tử , [ m3tc/kg] m3tc/kg - Thể tích khí Nitơ , [ m3tc/kg] m3tc/kg - Thể tích nước Trang Đồ án môn học : Lò Hơi , [m3tc/kg] m3tc/kg (với Gph=0) - Thể tích khói khô lý thuyết: , [m3tc/kg] m3tc/kg - Thể tích khói lý thuyết: , [m3tc/kg] m3tc/kg 2.2.2 Thể tích thực tế sản phẩm cháy Khi tính thể tích sản phẩm cháy thực tế ta phải xét đến hệ số không khí thừa buồng lửa; Tra bảng (PL2), tài liêu [1] cho than antraxit Hệ số không khí thừa đầu buồng lửa α’’ = 1,25 ; Tra bảng ( PL2 ) tài liệu [1] cho buồng lửa Lượng không khí l ọt vào buồng lửa Δα=0,1 Suy ra: α= 1,25 - Thể tích nước , [m3tc/kg] m3tc/kg - Thể tích khói thực: , [m3tc/kg] = 7,20 m3tc/kg - Phân thể tích khí Khí nguyên tử 0.136 Hơi nước - Nồng độ tro bay theo khói Trang Đồ án môn học : Lò Hơi Nồng độ tro bay theo khói tính theo thể tích khói , [g/m 3tc] Trong ab: Tỉ lệ tro bay Tra bảng 5- PL2, tài liệu [1] ta ab= 0,85 Thay số: 21,13 g/m3tc 2.2.3 Bảng hệ số không khí thừa Hệ số không khí thừa phụ thuộc vào loại buồng lửa, nhiên liệu đốt, phương pháp đốt điều kiện vận hành Được chọn theo bảng – PL2 [1] Ta tra hệ số không khí thừa α=1,25 Lượng không khí lọt vào khói xác định theo bảng – PL2 [1] Bảng 2.1 Giá trị lượng không khí lọt vào đường khói ∆α STT Các phận lò Buồng lửa Pheston Bộ nhiệt nửa xạ Bộ nhiệt đối lưu Bộ hâm nước cấp Bộ sấy không khí cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy không khí cấp Hệ thống nghiền than ∆α 0,1 0,03 0,025 0.02 0,03 0,02 0,03 0,1 Trước hết chọn hệ số không khí thừa cửa buồng lửa α”bl=1,25 Hệ số không khí thừa vị trí xác định tổng hệ số không khí thừa buồng lửa với lượng lọt vào đường khói buồng lửa với tiết diện xét ∆α Hệ số không khí thừa đầu ra: α”= α’ + ∆α Trang Đồ án môn học : Lò Hơi Bảng 2.2 Bảng hệ số không khí thừa TT Tên bề mặt đốt Hệ số không khí thừa Buồng lửa Đầu vào α’ 1,15 Đầu α’’ 1,25 Pheston 1,25 1,25 Bộ nhiệt nửa xạ 1,25 1,25 Bộ nhiệt đối lưu 1,25 1,275 Bộ hâm nước cấp 1,275 1,295 Bộ sấy không cấp 1,295 1,325 Bộ hâm nước cấp 1,325 1,345 Bộ sấy không khí cấp 1,345 1,375 Hệ số không khí thừa phận tinh theo hệ số không khí thừa trung bình( trung bình cộng hệ số không khí thừa vào bề mặt đốt đó) Lượng không khí khỏi sấy không khí: Trong đó: :lượng không khí lọt vào buồng lửa :lượng không khí lọt vào hệ thống nghiền 2.3 Tính entanpi của không khí và khói BHN TT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị B.L PL BQN2 BQN1 Hệ số không khí thừa α 1.200 1.250 1.265 1.293 1.315 trung bình Lượng không khí thừa Vthừa mtc3/kg 1.273 1.591 1.686 1.861 2.004 Thể tích nước Thể tích khói Phân thể tích nước Phân thể tích khí nguyên tử Phân thể tích RO2 H2O Nồng độ tro bay theo khói Thể tích không khí lý thuyết BSKK 1.340 2.163 VH2O mtc /kg 0.589 0.594 0.596 0.598 0.601 0.603 Vkhoí rH2O 8.009 0.074 8.327 0.068 8.423 0.071 8.598 0.066 8.741 0.065 8.900 0.064 rRO2 0.143 0.137 0.136 0.133 0.131 0.128 rn 0.216 0.205 0.206 0.199 0.196 0.192 28.43 28.52 28.197 27.623 27.17 26.685 mtc /kg μ g/mtc3 Vkk0 mtc3/kg Trang Đồ án môn học : Lò Hơi 10 11 12 13 14 Thể tích khói nguyên tử lý thuyết Thể tích nước lý thuyết Thể tích N2 lý thuyết Độ tro làm việc Lượng tro bay theo khói VRO2 mtc3/kg VH2O0 mtc3/kg VN20 mtc3/kg Alv % ab Bảng 2.4 Entanpi khói không khí lý thuyết Trang Đồ án môn học : Lò Hơi Nhiệt độ θ, C o 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 (Cθ)RO2 (Cθ)N2 kJ/m3t kJ/m c 174.70 358.99 552.88 756.37 969.45 1192.1 1424.4 1666.2 1917.7 2178.8 2449.4 2729.7 3019.5 3319.0 3628.0 3946.6 4274.9 4612.7 4960.1 5317.2 5683.8 6060.0 3 tc 129.0 260.2 393.6 529.3 667.1 807.2 949.5 1094 05 1240 77 1389 70 1540 85 1694 21 1849 78 2007 57 2167 58 2329 79 2494 22 2660 87 2829 73 3000 80 3174 09 3349 59 (Cθ)H2 (Cθ)K O K kJ/m kJ/m3 tc 149.8 304.6 464.4 629.2 799.1 973.9 1153 71 1338 51 1528 31 1723 10 1922 89 2127 67 2337 45 2552 23 2772 00 2996 77 3226 53 3461 29 3701 05 3945 80 4195 55 4450 29 tc 129.8 262.1 396.7 533.8 673.3 815.2 959.4 1106 14 1255 22 1406 70 1560 58 1716 86 1875 55 2036 64 2200 13 2366 02 2534 31 2705 00 2878 10 3053 60 3231 50 3411 80 IoRO2 kJ/k g 199.4 409.8 631.2 863.6 1106 90 1361 15 1626 36 1902 52 2189 64 2487 71 2796 75 3116 74 3447 68 3789 58 4142 44 4506 26 4881 03 5266 76 5663 44 6071 08 6489 68 6919 24 IoN2 IoH2O IoKK kJ/kg kJ/kg kJ/kg 648.46 1308.0 1978.7 2660.6 3353.5 4057.6 4772.9 5499.2 6236.7 6985.3 7745.1 8515.9 9298.0 10091 13 10895 39 11710 78 12537 29 13374 94 14223 72 15083 62 15954 65 16836 81 85.17 173.1 264.0 357.7 454.2 553.6 655.8 760.9 868.8 979.5 1093 12 1209 54 1328 79 1450 89 1575 83 1703 60 1834 22 1967 67 2103 97 2243 11 2385 08 2529 90 826.27 1667.8 2524.6 3396.7 4284.1 5186.8 6104.8 7038.0 7986.5 8950.4 9929.5 10923 89 11933 56 12958 50 13998 74 15054 25 16125 05 17211 13 18312 49 19429 14 20561 07 21708 28 IoK kJ/kg 933.10 1891.12 2874.07 3881.95 4914.75 5972.48 7055.13 8162.70 9295.21 10452.6 11634.9 12842.2 14074.4 15331.6 16613.6 17920.6 19252.5 20609.3 21991.1 23397.8 24829.4 Trang 10 26285.9 Đồ án môn học: lò GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng ξ K Bảng 5.4 TNTBLH W/m20C P R ψ Toán đồ 25 =450-235 Δt1 Δt2 = 549,25-360 Δt HtsII SVTH: Nguyễn Phước Nhị Lớp 11 NLPage 59 m2 Đồ án môn học: lò GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Ta nhân thấy kết tính toán sai khác 800mm) 16 Chiều sâu khoảng trống trước BHN cấp 17 Chiều dày hữu hiệu xạ s m 0,12 Chiều dày hữu hiệu lớp xạ có tính đến khoảng trống trước BHN s’ m 0,13 Thể tích riêng trung bình nước vtb m3/kg 18 19 Chọn Tra bảng “Nước chưa sôi nhiệt” ứng với p = 96bar; t = 300C SVTH: Nguyễn Phước Nhị Lớp 11 NLPage 63 20 1,5 0,001 Đồ án môn học: lò GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng 20 Tốc độ nước ống ωn m/s 0,29 21 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt HhnI m2 718,11 Bảng 11.2 Tính truyền nhiệt hâm nước cấp I STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị kW Lượng nhiệt hấp thụ BHN II QhnI Nhiệt độ đầu vào khói θ'hnI Nhiệt độ đầu khói Công thức tính & sở chọn Thay số Kết Chương 2477,5 θ'hnI = θ''sII 450 θ"hnI Mục 7.12.4 368 Nhiệt độ khói trung bình θtbhn 0,5.(θ'hnI+θ"hnI) 409 Entanpi nước cấp đầu vào i'hnI kJ/kg i'’hnI - QhnI/D Entanpi nước cấp đầu i''hnI kJ/kg Chương 7 Nhiệt độ nước cấp đầu vào t'hnI Thiết kế 230 Nhiệt độ nước cấp đầu t"hnI Chương 250 Nhiệt độ trung bình nước cấp ttbhn 0,5.(t'hnII+t"hnII) 240 10 Nhiệt độ vách ống có bám tro tv 25 + ttbhn SVTH: Nguyễn Phước Nhị Lớp 11 NLPage 64 C C C C C C C 1085,7 – 2477,5.3600/75000 966,38 1085,7 tv = 25+240 265 Đồ án môn học: lò GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Vì θ'hnI=363