Lò hơi chương 4

Đây là loại lò hơi đơn giản nhất. Khói đốt nóng bên ngoài bình và chỉ đốt ở nửa d-ới của bình. Lò có khối l-ợng n-ớc lớn. Tỷ số giữa bề mặt đốt của lò và l-ợng n-ớc F/G là t-ơng đối nhỏ, khoảng 1 m2/t, khói ra có nhiệt độ rất cao, đến 300 0C và lớn hơn. Nh-ợc điểm là bề mặt truyền nhiệt nhỏ, tối đa bằng 25 ữ30 m2, thân bình bị đốt nóng trực tiếp do đó sinh ra ứng suất nhiệt phụ trong kim loại thành bình. Do đốt nóng và giãn nở không đều của phần trên và d-ới mà trong thành bình có ứng suất cao hơn. Tuần hoàn của n-ớc không rõ rệt. Để tăng bề mặt truyền nhiệt F(m2) ng-ời ta dùng nhiều bình. Hơi sản xuất ở lò hơi này là hơi bão hòa. Sản l-ợng nhỏ khoảng 200 ữ500 kg/h. Tiêu hao nhiều kim loại 250 ữ300 kg/m2. 20 4.1.1.2. Lò hơi ống lò Với mục đích tăng F (m2) ng-ời ta dùng lò hơi có cấu tạo mới (năm 1802) là lò hơi ống lò: 1 đến 2 ống có f = 400 ữ900 mm. Buồng lửa đặt bên trong nên truyền nhiệt bức xạ mạnh ở ống lò.

19 Chơng 4. Buồng lửa lò hơi và thiết bị đốt nhiên liệu 4.1. Quá trình phát triển lò hơi 4.1.1. Lò hơi kiểu bình và lò hơi ống lò, ống lửa 4.1.1.1. Lò hơi kiểu bình Năm 1790 ngời ta đã chế tạo đợc lò hơi kiểu bình đầu tiên dùng đinh tán. Hình 4.1. lò hơi kiểu bình. 1- Bao hơi; 2- đáy bao hơi; 3- Đôm hơi; 4-ống dẫn hơi ra; 6- tấm đỡ; 7- nắp lỗ vệ sinh; 8- áp kế; 9- ống thuỷ; 10- van an toàn; 11- van hơi chính; 12-van cáp nớc; 13- van một chiều; 14- van xả; 15- ghi lò; 16- buồng lửa; 17- ngăn chứa tro; 18- cửa cấp than; 19- cửa cấp gió; 20- đờng khói; 21- gạch chịu lửa; 22- lớp cách nhiệt; 23- móng lò; 24- khói vào ống khói; 25- ống khói; 26- tấm điều chỉnh khói. Đây là loại lò hơi đơn giản nhất. Khói đốt nóng bên ngoài bình và chỉ đốt ở nửa dới của bình. Lò có khối lợng nớc lớn. Tỷ số giữa bề mặt đốt của lò và lợng nớc F/G là tơng đối nhỏ, khoảng 1 m 2 /t, khói ra có nhiệt độ rất cao, đến 300 0 C và lớn hơn. Nhợc điểm là bề mặt truyền nhiệt nhỏ, tối đa bằng 25 30ữ m 2 , thân bình bị đốt nóng trực tiếp do đó sinh ra ứng suất nhiệt phụ trong kim loại thành bình. Do đốt nóng và giãn nở không đều của phần trên và dới mà trong thành bình có ứng suất cao hơn. Tuần hoàn của nớc không rõ rệt. Để tăng bề mặt truyền nhiệt F(m 2 ) ngời ta dùng nhiều bình. Hơi sản xuất ở lò hơi này là hơi bão hòa. Sản lợng nhỏ khoảng 200 500ữ kg/h. Tiêu hao nhiều kim loại 250 300ữ kg/m 2 . 20 4.1.1.2. Lò hơi ống lò Với mục đích tăng F (m 2 ) ngời ta dùng lò hơi có cấu tạo mới (năm 1802) là lò hơi ống lò: 1 đến 2 ống có 400 900 = ữ mm. Buồng lửa đặt bên trong nên truyền nhiệt bức xạ mạnh ở ống lò. a) b) Hình 4.2. lò bình có ống lò. a) một ống lò; b) hai ống lò; 1- ống lò; 2- ghi lò; 3-vành trong thân lò; 4- vành ngoài thân lò; 5- giá đỡ; 6- Đôm hơi. Sản lợng hơi khoảng 0,8 1,5ữ t/h đối với lò có một ống lò và 1, 0 3, 5ữ t/h đối với lò có hai ống lò, tỷ lệ F/G tốt hơn bằng 45ữ m 2 /t, dòng nhiệt 11,63q = W/m 2 , suất sinh hơi của lò hơi ống lò bằng hm/kg20F/Dd 2 = . 4.1.1.3. Lò hơi ống lửa Lò hơi ống lửa xuất hiện vào khoảng năm 1829. ống lửa có đờng kính bằng 50 80ữ mm. Bề mặt truyền nhiệt tăng lên 33,5ữ lần, áp suất làm việc đến 1, 5 2, 0ữ MPa. 21 Ưu điểm của lò hơi ống lửa là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm. Hình 4.3. Lò hơi kiểu bình có ống lửa. 1- thân lò; 2- ghi lò; 3- tờng lò; 4- ống lửa; 5- khoang nớc; 6-khoang hơi. 4.1.1.4. Lò hơi phối hợp ống lò - ống lửa Hình 4.4. Lò hơi nằm ống lò ống lửa Lò hơi ống lò, ống lửa có suất sinh hơi lớn hơn ( /25DF= kg/m 2 h). Truyền nhiệt bức xạ tốt ở ống lò và truyền nhiệt đối lu mạnh trong các ống lửa, do khói đi trong các ống nhỏ có tốc độ lớn. Lò hơi kiểu dòng khói đi quặt trở lại đã giúp giảm chiều dài của lò và gọn hơn, ở đây khói ra khỏi ống lò đi quặt vào các ống lửa (xem hình vẽ 4.5). 22 Hình 4.5. Lò hơi nằm ống lò ống lửa (400) có dòng khói đi quặt trở lại: 1- mặt sàng trớc; 2- mặt sàng sau; 3- thân ngoài; 4- thân trong (ống lò); 5- ống lửa; 6- ống nớc; 7- hộp khói; 8- bộ quá nhiệt hơi; 9- ống góp hơi; 10- ống khói; 11- xiphon hơi để hút khói; 12- đôm hơi; 13- cửa vệ sinh. Hình 4.6. Lò hơi nằm ống lò ống lửa có dòng khói đi quặt trở lại 1- ống lò; 2- hộp khói; 3- ống lửa; 4- thanh giằng; 5- đôm hơi; 6- thân ngoài. Hình 4.7. trình bày lò hơi đứng kiểu ống lò ống lửa -25 đốt than, áp suất làm việc p = 1,1Mpa; diện tích bề mặt nhận nhiệt H = 37,7m 2 ; gồm 156 ống lửa 51x2,5 mm Lò hơi kiểu đứng là sự phối hợp ống lò và ống lửa. Sản lợng hơi có thể đạt 12ữ t/h, áp suất hơi đạt 0, 6 0,8ữ MPa (hình vẽ 4.7; 4.8; 4.9). 23 Hình 4.8. Lò hơi đứng ống lò ống nớc : 1- thân lò; 2- ống lò (thân trong); 3- buồng lửa; 4- tấm chắn khói; 5- chùm ống nớc; 6- tấm chắn khói; 7- mặt sàng trên; 8- ống khói; 9- chóp đỉnh lò; 10- van an toàn; 11- hộp giữ van an toàn; 12- tấm điều chỉnh khói; 13- ống thuỷ; 14- cửa vệ sinh; 15- cửa cấp nhiên liệu; 16- ghi lò; 17- bệ lò; 18- cửa vệ sinh ống nớc; 19- cửa vệ sinh mặt sàng trên; 20- ống thuỷ tối; 21- áp kế; 23- cần điều chỉnh khói; 24- van chặn; 25- van một chiều; 26- van xả đáy. Trên hình 4.9 trình bày cấu tạo lò hơi đứng ống lò ống khói K. Lò đốt nhiên liệu khí, có áp suất hơi đến 0,9Mpa, sản lợng đến 1,5 t/h. 24 Lò hơi đứng ống lò ống lửa và ống nớc đợc trình bày trình bày trên hình 4.10. Lò đốt than; sản lợng hơi 1t/h; áp suất hơi p = 0,9Mpa; diện tích bề mặt nhận nhiệt H = 35m 2 . 25 Hình 4.13. Lò nằm ống lò ống nớc nằm ngang kiểu KB 1- thân ngoài; 2- ống lò (thân trong); 3- tấm chắn khói; 4- ghi lò; 5- chùm ống nớc; 6- bao hơi; 7- nắp trớc; 8-nắp sau; 9- ống khói; 10- đế lò; 11- - áp kế; 12- đờng lấy hơi ra; 13- van an toàn; 14- van xả đáy. Trên hình 4.13. trình bày lò hơi nằm ống lò ống nớc nằm ngang kiểu KB, sản lợng hơi 0,7t/h; áp suất làm việc 0,7Mpa. Một số nhợc điểm chung của các loại lò hơi kể trên là: - Bề mặt truyền nhiệt bị hạn chế, do đó không thể tăng sản lợng hơi theo yêu cầu (không lớn hơn 15 18ữ t/h); 26 - Tiêu hao nhiều kim loại cho một đơn vị bề mặt đốt ( 200 300ữ kg/m 2 ); - áp suất hơi lớn nhất chỉ bằng 1, 3 2, 0ữ MPa; - Tuần hoàn của nớc không rõ rệt. Phơng hớng phát triển kỹ thuật chế tạo lò hơi là làm sao khắc phục đợc những nhợc điểm trên của các loại lò hơi cũ để tăng đợc sản lợng hơi và các thông số của hơi. Hình 4.14. trình bày lò hơi nằm ống lò ống nớc kiểu -90, sản lợng hơi 700kg/h; áp suất p =0,5Mpa; bề mặt nhận nhiệt H = 18,7m 2 ; Hình 4.14. Lò nằm ống lò ống nớc đứng. 1- thân ngoài; 2- thân trong; 4- cụm ống nớc đứng; 10- dãy ống nớc nằm ngang; 14- thúng nhiên liệu lỏng; 15- bao hơi; 16- ống nớc xuống; 17- ống hơi lên; 18- vách ngăn; 19- chân đế. 4.1.2. Lò hơi ống nớc có hộp góp và lò hơi nhiều bao hơi a) b) Hình 4.15. Lò hơi có hộp góp và bao hơi đặt dọc; a) ống nớc ngang; b) ống nớc nghiêng: 1- ghi lò; 2- hộp góp; 3- bao hơi; 4- bộ quá nhiệt. 27 Lò hơi ống nớc chỉ đợc phát triển khi ngời ta đã có thể chế tạo các ống liền (không có mối hàn dọc). Lò hơi này có từ nửa sau của thế kỷ 19. Lò hơi ống nớc có những u điểm sau đây: Hình 4.16. Lò hơi có hộp góp bao hơi đặt ngang. - Có thể tăng bề mặt đốt chế tạo từ những ống có đờng kính nhỏ và đặt dày trong đờng khói; - Cho phép tăng đáng kể áp suất hơi vì các ống sinh hơi có đờng kính bằng 50 100ữ mm, và bao hơi lúc này không phải làm nhiệm vụ bề mặt đốt nữa nên có thể giảm đờng kính đến 800 1500ữ mm; - Giảm rất nhiều lợng kim loại tiêu hao cho lò, suất tiêu hao kim loại giảm từ 810ữ t/t hơi/h đến 33,5ữ t/t hơi/h. 4.1.2.1. Lò hơi ống nớc có hộp góp Loại lò hơi có hộp góp với những ống nớc hơi nghiêng ( 10 15 oo ữ so với mặt phẳng ngang). Có hai loại đó là loại có bao hơi đặt dọc và loại có bao hơi đặt ngang. Số ống hạn chế cả chiều ngang lẫn chiều đứng. Do có hộp góp tán đinh nên không thể tăng áp suất lên cao đợc, dễ xì hở những chỗ nối núc ống vào hộp góp do giãn nở nhiệt của chúng không đều. 28 Lò hơi có hộp góp đợc chế tạo đến sản lợng 16 t/h, áp suất làm việc bằng 2,0 MPa, bề mặt hấp thu nhiệt đạt đến 450 m 2 , suất sinh hơi bằng 35 kg/m 2 h, chiều dài các ống nớc đến 5 m và là các ống thẳng. 4.1.2.2. Lò hơi ống nớc có ống góp phân đoạn Để khắc phục nhợc điểm của hộp góp ngời ta phân hộp góp thành nhiều ống góp có tiết diện vuông hay chữ nhật, kích thớc mỗi ống góp vuông có thể đạt đến 140 140ì mm. Những lò hơi này do hãng Babcock-Wilcox khởi thảo và chế tạo đầu tiên. a) b) Hình 4.17. Lò hơi có ống góp phân đoạn. a) nối ống với hộp góp ; b) chi tiết nắp đậy lỗ trên ống góp. 1- hộp góp; 2- bu lông; 3- êcu; 4- mốc ; a- lỗ kiểm tra;b- lỗ núc ống; c- nắp đậy. Vì thời kỳ ấy ngời ta cha biết xử lý nớc cấp cho lò hơi nên phải đặt các lỗ ở hộp góp hay ống góp phân đoạn đối diện với ống để làm sạch cáu cặn bám trong ống bằng biện pháp cơ khí. Những lỗ này có nắp đậy kiểu enlip và xiết bulông thật chặt. ở những nớc Anh, Đức, Mỹ mãi tới những năm 1940 mới ngừng hẳn việc sản xuất những lò hơi loại này. 4.1.2.3. Lò hơi có nhiều bao hơi Lò hơi ống nớc đứng có tuần hoàn của nớc rõ rệt và mạnh. Lò hơi loại này có ba, bốn và năm bao hơi (nh lò Sterling) và đợc dùng phổ biến trong những năm 1925 - 1930. . Chơng 4. Buồng lửa lò hơi và thiết bị đốt nhiên liệu 4. 1. Quá trình phát triển lò hơi 4. 1.1. Lò hơi kiểu bình và lò hơi ống lò, ống lửa 4. 1.1.1. Lò hơi kiểu. khoang nớc; 6-khoang hơi. 4. 1.1 .4. Lò hơi phối hợp ống lò - ống lửa Hình 4. 4. Lò hơi nằm ống lò ống lửa Lò hơi ống lò, ống lửa có suất sinh hơi lớn hơn ( /25DF=