Thiết kế lò hơi cấp hơi nước cho công ty TNHH thực phẩm lộc an

TĨM TẮT Tên đề tài: Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Số thẻ SV: 104140055 Lớp 14N1 Để hoàn thành hoàn chỉnh đề tài “Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An” em chia đề tài thành hai phần là: Phần thuyết minh Phần vẽ Về phần thuyết minh: gồm có chương Chương 1: Giới thiệu chung công ty Ở chương nội dung giới thiệu cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An, tình hình sản xuất bố trí mặt Chương 2: Tính tốn nhiệt cho phụ tải nhiệt Giới thiệu đặc điểm quy trình cơng nghệ, thiết bị sử dụng nhiệt công ty Sau tính nhiệt cho nhà máy lập biểu đồ phụ tải nhiệt ngày công ty để từ chọn cơng suất lò thơng số đầu phù hợp Chương 3: Tổng quan lò công nghiệp đốt biomass Ở chương giới thiệu tiềm nhiên liều đốt biomass so sánh với loại nhiên liệu khác Giới thiệu tổng quan lò đốt nhiên liệu biomass chọn loại lò phù hợp Chương 4: Tính tốn thiết kế lò Chương ta tính tốn q trình cháy nhiên liệu cân nhiệt lò Sau tính thiết kế buồng lửa, tính tốn chế độ sơi, tính tốn trao đổi nhiệt buồng đốt sinh Thiết kế buồng lắng bụi, thiết bị trao đổi nhiệt đối lưu, sấy khơng khí, hâm nước thiết bị phụ khác Chương 5: Lập bảng thống kê khối lượng hồn thành lò Phần vẽ: Bao gồm vẽ: - Bản vẽ số 1: Mặt tổng thể công ty TNHH thực phẩm Lộc An - Bản vẽ số 2: Sơ đồ tổng qt lò tầng sơi - Bản vẽ số 3: Cấu tạo buồng đốt - Bản vẽ số 4: Cụm đối lưu - Bản vẽ số 5: Bộ sấy không khí - Bản vẽ số 6: Bộ hâm nước - Bản vẽ số 7: Xyclon chùm ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT – ĐIỆN LẠNH NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: LÊ VĂN TRƯỜNG Lớp: 14N1 Số thẻ sinh viên: 104140055 Khoa: Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh Ngành: Kỹ thuật nhiệt Tên đề tài đồ án: THIẾT KẾ LÒ HƠI CẤP HƠI NƯỚC CHO CÔNG TY TNHH THỰC PHẨM LỘC AN Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu:  Mặt công ty  Thông số kỳ thuật thiết bị trụng lông heo, máy đánh lông thiết bị tiệt trùng điểm  Số lượng công nhân hoạt động sản xuất nhà máy  Số lượng máy móc thiết bị sử dụng cơng ty  Nhu cầu sử dụng nhiệt công ty Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Chương 1: Giới thiệu chung công ty Chương 2: Tính tốn nhiệt cho phụ tải nhiệt Chương 3: Tổng quan lò cơng nghiệp đốt biomass Chương 4: Tính tốn thiết kế lò Chương 5: Lập bảng thống kê khối lượng hồn thành lò Các vẽ, đồ thị ( ghi rõ loại kích thước vẽ ): Hình chiếu đứng tổng thể hệ thống lò tầng sơi t/h, khổ giấy A0 Hình chiếu đứng chiếu cạnh buồng đốt, mặt sàng, ống phân phối khí, khổ giấy A0 Hình chiếu đứng chiếu cạnh trao đổi nhiệt đối lưu, khổ giấy A0 Hình chiếu đứng, chiếu cạnh chiếu sấy khơng khí, khổ giấy A0 Hình chiếu đứng, chiếu cạnh chiếu hâm nước, khổ giấy A0 Hình chiếu đứng chiếu xyclon chùm, khổ giấy A0 Mặt tổng thể công ty TNHH thực phẩm Lộc An, khổ giấy A0 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS TRẦN VĂN VANG Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 11/2/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 02/06/2019 Đà Nẵng, ngày 02 tháng 06 năm 2019 Trưởng Bộ môn …………………… Người hướng dẫn LỜI NĨI ĐẦU Trong q trình xây dựng phát triển đất nước thiết bị nhiệt lạnh đóng vai trò quan trọng thiếu công nghiệp đại Lĩnh vực nhiệt lạnh đa dạng, phong phú tính thực tế cao ứng dụng nhiều lĩnh vực cơng nghiệp, lượng đóng vai trò quan trọng để thúc đẩy trình sản xuất vấn đề quốc tế quan tâm mơi trường Lò thiết bị nhiệt có nhiệm vụ sản xuất nước để cung cấp cho thiết bị máy móc khác cung cấp trực tiệp cho người sử dụng Lò có nhiều loại nhiều kiểu dáng khác khác đưa vào sử dụng thực tế Vì lò đốt nhiều loại nhiên liệu khác từ nhiên liệu khí, lỏng, rắn phế phẩm tưởng bỏ sử dụng Trước nguy thiếu hụt nguồn lượng, đặc biệt nguồn lượng hóa thạch ngày khan không thân thiện với với trường, người buộc phải tìm nguồn lượng để thay dần nguồn lượng truyền thống trước Và từ nhiên liệu sinh khối ngày quan tâm đến nhiều lợi ích mang đến giá trị kinh tế thân thiện với mơi trường Trong q trình hồn thành khóa học tài Trường Đại Học Bách Khoa – Đại Học Đà Nẵng, em giao nhiệm vụ thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Với kiến thức hạn chế, kinh nghiệm thức tế nên q trình hồn thành đồ án khơng tránh khỏi sai sót mong q thầy thơng cảm góp ý cho em Em xin chân thành cảm ơn! LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng, sinh viên trường em có ý thức học tập, rèn luyện cho xứng đáng với công ơn dạy dỗ thầy cô trường nói chung thầy khoa cơng nghệ Nhiệt – Điện Lạnh nói riêng, tận tụy truyền đạt kiến thức quý báu cho sinh viên chúng em để trở thành người có đạo đức, phẩm chất tốt kiến thức vững chắc, tiếp cận với thực tế chuẩn bị hành trang vào đời Đây kì cuối năm học đó, em tất sinh viên khoa hoàn thành đồ án tốt nghiệp giao cho, với cố gắng thân, tìm hiểu tài liệu, đến thực tế hướng dẫn tận tình thầy em hồn thành xong đề tài “Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An” Để thiết kế hồn chỉnh hệ thống đòi hỏi khơng thời gian, kiến thức vững vàng mà đòi hỏi kinh nghiệm thực tế mà với sinh viên ngồi ghế nhà trường khó khăn lớn Mặc dù vậy, hướng dẫn tận tình thầy thân em cố gắng khảo sát thực tiễn tham khảo sách vở, tham khảo ý kiến nhiều người, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp thời hạn giao, thời gian có hạn, khối lượng cơng việc nhiều trình độ hạn chế nên q trình làm đồ án khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong đóng góp ý kiến thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô, đặc biệt thầy hướng dẫn đồ án tốt nghiệp PGS.TS Trần Văn Vang tận tình, tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án Đà Nẵng, ngày 02 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực Lê Văn Trường CAM ĐOAN Em xin cam đoan rằng, số liệu kết đồ án trung thực Mọi giúp đỡ cho việc thực đồ án cảm ơn đồ án sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Sinh viên thực Lê Văn Trường MỤC LỤC Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu i Lời cảm ơn ii Cam đoan iii Mục lục iv Danh sách bảng biểu, hình vẽ sơ đồ vii Danh sách cụm từ viết tắt .ix Trang MỞ ĐẦU Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY 1.1 Giới thiệu công ty TNHH thực phẩm Lộc An .2 1.1.1 Tổng quan công ty 1.1.2 Lịch sử hình thành cơng ty 1.1.3 Quyền lợi làm việc công ty 1.1.4 Cơ cấu máy công ty 1.1.5 Tình hình sản xuất chế biến thực phẩm 1.2 Bố trí mặt công ty .5 1.2.1 Mặt tổng thể .5 1.2.2 Mặt bố trí thiết bị xưởng chế biến Chương 2: TÍNH TỐN NHIỆT CHO PHỤ TẢI NHIỆT .7 2.1 Quy trình sản xuất chế biến nhu cầu sử dụng nhiệt công ty 2.1.1 Quy trình sản xuất chế biến thịt heo mảnh 2.1.2 Giới thiệu thiết bị sử dụng nhiệt nước 2.2 Tính nhiệt khu vực nhà xưởng 10 2.2.1 Thiết bị đun nước nóng bồn trụng lơng .10 2.2.2 Máy đánh lông 10 2.2.3 Thiết bị khử trùng, vệ sinh ủng, dao, dụng cụ mổ .11 2.3 Tổng lượng cần cấp cho toàn nhà máy 12 2.4 Biểu đồ phụ tải nhiệt ngày công ty 12 Chương 3: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI CÔNG NGHIỆP ĐỐT BIOMASS 13 3.1 Nhiệm vụ lò 13 3.2 Đặc điểm lò công nghiệp 13 3.2.1 Yêu cầu kỹ thuật .13 3.2.2 Phân loại số loại lò cơng nghiệp 13 3.2.3 Các loại lò cơng nghiệp 13 3.3 Nhiên liệu đốt sử dụng cho lò 14 3.3.1 Tổng quan – tiềm nhiên liệu biomass .14 3.3.2 So sánh chi phí biomass so với nguồn nguyên liệu khác 15 3.4 Một số loại lò công nghiệp đốt vỏ trấu .16 3.5 Tổng quan lò cơng nghiệp đốt vỏ trấu 16 3.5.1 Khái niệm tầng sôi 16 3.5.2 Cơ chế q trình tạo tầng sơi .18 3.5.3 Vật liệu sử dụng lò tầng sơi .19 3.5.4 Quá trình cháy buồng lửa tầng sôi 19 3.5.5 Những ưu điểm nhược điểm công nghệ lò tầng sơi 20 3.5.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy động lớp sơi .23 Chương 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ LỊ HƠI 27 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BAN ĐẦU 27 4.1 Tính tốn trình cháy nhiên liệu 27 4.1.1 Thể tích khơng khí lý thuyết .27 4.1.2 Thể tích sản phẩm cháy .27 4.1.3 Lập bảng đặc tính thể tích khơng khí 29 4.1.4 Tính entanpi khơng khí khói 30 4.2 Cân nhiệt lò 32 4.2.1 Xác định tổn thất nhiệt lò 33 4.2.2 Lượng nhiệt sử dụng hữu ích 33 4.2.3 Hiệu suất lò lượng tiêu hao nhiên liệu .33 4.3 Thiết kế buồng lửa .34 4.4 Tính tốn chế độ sơi 35 4.4.1 Tính vận tốc khơng khí .35 4.4.2 Kiểm tra điều kiện tạo sôi 35 4.5 Tính tốn trao đổi nhiệt lò tầng sơi 38 4.5.1 Đặc tính cấu tạo buồng lửa 38 4.5.2 Cơ sở tính tốn buồng lửa 39 4.6 Thiết kế buồng lắng bụi .42 4.6.1 Đặc điểm cấu tạo .42 4.6.2 Cơ sở tính tốn nhiệt buồng lắng bụi 43 4.6.3 Tính nhiệt buồng lắng bụi 44 4.7 Thiết kế trao đổi nhiệt đối lưu .45 4.7.1 Đặc điểm cấu tạo .45 4.7.2 Cơ sở tính tốn nhiệt cụm đối lưu .46 4.7.3 Tính nhiệt cụm đối lưu 47 4.8 Thiết kế sấy khơng khí 48 4.8.1 Đặc điểm cấu tạo .48 4.8.2 Tính nhiệt sấy khơng khí 51 4.9 Thiết kế hâm nước 52 4.9.1 Đặc điểm cấu tạo .53 4.9.2 Tính nhiệt hâm nước 54 4.9.3 Tính lại cân nhiệt 55 4.10 Tính thiết bị phụ khác .56 4.10.1 Thiết kế cyclon chùm 56 4.10.2 Tính chọn quạt 59 Chương 5: LẬP BẢNG THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG HỒN THÀNH LỊ HƠI.66 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO .78 DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ Bảng 2.1: Lượng tiêu thụ nước nóng tiệt trùng Bảng 3.1: Suất tiêu hao nhiên liệu cho Bảng 3.2: Bảng đánh giá số loại nhiên liệu thông dụng Bảng 3.3: Chi phí sản xuất cho Bảng 3.4: So sánh hiệu kinh tế nhiên liệu Bảng 4.1: Thành phần nhiên liệu rắn Bảng 4.2: Giá trị lượng khơng khí lọt vào đường khói Δα Bảng 4.3: Bảng hệ số khơng khí thừa Bảng 4.4: Entanpi khói khơng khí lý thuyết Bảng 4.5: Entanpi sản phẩm cháy Bảng 4.6: Đặc tính cấu tạo buồng lửa lò Bảng 4.7: Bảng tính nhiệt buồng lửa Bảng 4.8: Đặc tính cấu tạo buồng hồi lưu bụi Bảng 4.9: Tính kiểm tra nhiệt buồng lắng bụi Bảng 4.10: Đặc tính cấu tạo trao đổi nhiệt đối lưu Bảng 4.11: Tính kiểm tra cụm đối lưu Bảng 4.12: Đặc tính cấu tạo sấy khơng khí Bảng 4.13: Bảng tính truyền nhiệt cho sấy khơng khí Bảng 4.14: Đặc tính cấu tạo hâm nước Bảng 4.15: Bảng tính truyền nhiệt cho hâm nước Bảng 4.16: Tính lại cân nhiệt lò Bảng 5.1:Bảng thống kê khối lượng hồn thành lò Hình 1.1: Bộ máy quản lý cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An Hình 1.2: Mặt tổng thể công ty TNHH thực phẩm Lộc An Hình 1.3: Mặt bố trí xưởng chế biến Hình 2.1: Quy trình chế biến thịt heo mảnh Hình 2.2: Bồn trụng lơng heo Hình 2.3: Máy đánh lơng heo Hình 2.4: Biểu đồ phụ tải nhiệt ngày cơng ty Hình 3.1: Sơ đồ ngun lý lò tầng sơi Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An khói ngồi ống xuống tạo độ chênh nhiệt độ lớn nhằm tăng trình trao đổi nhiệt Để tăng cường độ truyền nhiệt ta bố trí ống đặt so le nằm ngang Bán kính uốn ống xoắn: R = 1,5d = 1,5.42 = 78 mm Bước ống ngang tương đối: S1 = 84 mm Bước ống dọc tương đối: S2 = 155 mm Tốc độ khói qua hâm nước khơng lớn 13 m/s, tốc độ nước ống phải đảm bảo cho nước phần hâm nước lưu thông dễ dàng Đối với hâm nước kiểu chưa sơi khơng thể nhỏ 0,3 m/s Bảng 4.14: Đặc tính cấu tạo hâm nước TT Tên đại lượng Ký hiệu Đơnvị Cơ sở chọn cơng thức Thay số Đường kính ống TĐN d mm Chọn 42x4,78 Khoảng cách từ tâm ống đến tường Sv mm Chọn 60 Chiều rộng BHN a mm Chọn 2100 Chiều sâu BHN b mm Chọn 1144 Chiều cao BHN h mm Chọn 1990 Bước ống dọc S1 mm Chọn 84 Bước ống ngang S2 mm Chọn 155 Số dãy ống ngang n1 hàng b  2Sv 1 S1 13 Số dãy ống dọc n2 hàng h  2S v 1 S2 12 10 Tiết diện trung bình đường khói Fk m2 a.(b - Π.d) 2,125 11 Bề dày hữu hiệu lớp xạ S m S S � � 1,87  4,1� d � d � � 0,268 12 Tổng diện tích TĐN H m2 n1.n2.d.a.Π 43,23 4.9.2 Tính nhiệt hâm nước Bảng 4.15: Bảng tính truyền nhiệt cho hâm nước Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 54 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An ST T Tên đại lượng Kí hiệu Nhiệt độ khói thải trước BHN θ'BHN θ'BHN = θ"CĐL 223 Nhiệt độ khói thải sau BHN θ''BHN C Giả thiết, sau kiểm tra lại 145 Entanpi khói trước BHN I'BHN kJ/kg Bảng 4.5 1759,46 I"BHN kJ/kg Bảng 4.5 1054,97 QkBHN kJ/kg φ.(I'BHN - I"BHN + ΔαBHN.I0kkl) 328,2 Entanpi khói sau BHN Lượng nhiệt khói truyền cho BHN Đơn vị C Cơng thức tính sở chọn Kết Nhiệt độ nước cấp tnc Chọn 27 Nhiệt độ nước sau BHN thn Chọn 73 Nhiệt độ trung bình nước cấp tn (tnc + thn)/2 50 Nhiệt độ trung bình khói BHN θtbBHN (θ'BHN + θ''BHN)/2 184 ' " ( BHN  thn )  ( BHN  tnc ) ' (  thn ) ln BHN " ( BHN  tnc ) 133,36 C C C C 10 Độ chênh nhiệt độ trung bình Δt 11 Tốc độ trung bình khói BHN ωk m/s 12 Hệ số tản nhiệt đối lưu αđl W/m2.0C Tra toán đồ 16,4 13 Hệ số bám bẩn ε W/m2.0C Tra toán đồ 0,0056 C tn  � �  tb � BHN  1� �273 � k QBHN Btt  Fk 0,4 14 Nhiệt độ vách ống tv 15 Hệ số tản nhiệt xạ αbx W/m2.0C Tra toán đồ 6,5 16 Hệ số truyền nhiệt k W/m2.0C  dl   bx   ( dl   bx ) 20,297 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường C Btt Vk 3600.Fk Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 55,28 55 Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An 17 Nhiệt lượng tính theo PT truyền nhiệt QT kJ/kg 18 Tỷ số δQ % 3, k Fk t Btt 317,6 100 3,23 Tỉ số chênh lệch khơng q 5% nên ta chấp nhân khơng cần tính lại 4.9.3 Tính lại cân nhiệt Bảng 4.16: Tính lại cân nhiệt lò Tên đại lượng Ký hiệu Đơn vị Tổn thất khói thải q2 % Tổng tổn thất nhiệt ∑q % q2 + q3 + q4 + q5 + q6 = 9,09 + + +1 17,09 Hiệu suất nhiệt lò ηl % 100 - ∑q 82,91 Lượng tiêu hao nhiên liệu Btt kg/h ( 1807,2 Lượng nhiệt khơng khí mang vào buồng lửa Qkk kJ/k g = (1,25-0,04).662+0,04.164,11 Lượng nhiệt phát hữu ích buồng lửa Qbl kJ/k g Qbl = Qtlv 14045, Lượng nhiệt xạ dàn ống hấp thụ Qblbx kJ/k g φ(Qbl – I”bl) = 0,94.( 14045,7 – 7208,5) 6427 Sai số cân nhiệt ∆Q kJ/k g Sai số tương đối ∆Q/Qđv % Cơng thức tính Kết 9,09 | Qđv.ηl–(Qblbx+Qblb+Qđl+Qskk)x[1q4/100] | =| 14235.0,8291 -[(6427+1038+3904+ 555,1+328,2) x(1- 4/100)] | ∆Q.100/Qđv = 44,16.100/14235 807 44,16 0,31 Sai số tương đối < 1% nên khơng cần tính lại 4.10 Tính thiết bị phụ khác Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 56 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An 4.10.1.Thiết kế cyclon chùm Xiclon chùm : Gồm nhiều xiclon nhỏ lắp song song có chung vỏ đường cấp khí đường khí, việc thu gom bụi đưa máng thu tách hạt bụi đến Ngun lý : Dòng khí vào xiclon thẳng từ xuống qua trục vít Ngồi buồng phân phối khơng khí có bụi khơng khí nằm phía phân tố xiclon vỏ Bụi đưa chung vào máng thải ngồi Khói bụi qua các phần tử gia nhiệt vào ống nối 1vào buồng phân phối 2, từ tiếp tục vào khe vành vỏ phân tố ống khơng khí 10 Ở phía phân tố lắp ráp thiết bị dẫn hướng kiểu trục vít làm xoai dòng khí tạo lực ly tâm đẩy hạt bụi phía vỏ phân tố Bụi rơi xuống qua lỗ thoát vào thùng chứa Khơng khí qua ống thoát phân tố để vào buồng Để ghép chặt vỏ phân tố ống người ta sử dụng đĩa ống 12 Hình 4.4: Sơ đồ nguyên lý xyclon chùm 1- Ống nối vào ; 2- buồng phân phối ; 3- van an toàn ; 4- buồng khơng khí ; 5- phân tố xyclon ; 6- đĩa ống ; 7- cửa thăm dò ; 8- thùng chứa ; 9- vỏ ; 10- ống thoát ; 11- nắp ; 12- đĩa ống - Lưu lượng dòng khói cần làm vào xyclon chùm : Vkhói 273  113 = Btt.Vk = 1735,2.4,906 273 = 12036,5 [m3/h] - Khối lượng riêng bụi, [kg/m3] - Đường kính trung bình bụi, d = 30 [] Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 57 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An - Tốc độ khói tối ưu qua tiết diện ngang xác định theo công thức : , [m] [TL11] + Tổn thất xyclon tổ hợp , tra theo [TL10] ta = 180 + m Nếu chọn giá trị tỉ số cao tiêu tốn lượng lớn hơn, hiệu suất làm không thay đổi, chọn giá trị tỉ số thấp hiệu suất làm giảm Thực tế có giá trị tối ưu, thiết kế ta cháp nhận chọn giá trị p  65 m  2  p.2 g 65.2.9,81   2, 66   180 [m/s]   2, 66 m/s > 2,5 m/s nên đảm bảo khơng có tượng đọng bụi xyclon Theo kinh nghiệm thực tế ta chọn kích thước xyclon sau: - Đường kính ống ngồi: - Đường kính ống trung tâm: D = 260 mm M = 160 mm - Chiều dài ống trung tâm cắm vào xyclon: h1 = 490 mm - Chiều cao phần trụ xyclon: h2 = 700 mm - Chiều cao phần phễu: h3 = 500 mm - Đường kính cuối phần cơn: d = 86 mm - Khoảng cách tâm hai nguyên đơn: r = D + 100 = 360 mm - Tiết diện ngang cửa khói vào xylon chùm: axb = 900x3700 - Số nguyên đơn xyclon chùm Để xác định số nguyên đơn xyclon chùm: Ta chọn sơ số ngun đơn Sau đó, ta tính vận tốc qua nguyên đơn cho > 2,2 (để xyclon không bị tắt đóng bụi [TL13] Trong thiết kế ta chọn số nguyên đơn theo chiều ngang cái, số nguyên đơn theo chiều dọc - Lưu lượng khói vào nguyên đơn : 3600. ( D  M ) Vkl  2 3600.3,14.(0, 262  0,162 ) 3,87  315, 72 = [m3/h] - Số lượng nguyên đơn : Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 58 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Vk 12036,5   38 V 315, 72 kl n= [cái] Vậy chọn số nguyên đơn n = 42 = 7.6 [cái] Hình 4.5: Cấu tạo xyclon thành phần xiclon chùm Để đảm bảo phân bố khí phân tố xiclon, khói dẫn vào với tốc độ Do ta dùng ống loe để đưa khói vào xiclon Góc loe ống khơng vượt 15o chiều cao ống loe lớn khoảng cách trục phân tố dãy.Vì chọn góc loe 10 o, Chiều ngang ống loe 400mm Xyclon chùm hoạt động ổn định ta cần làm việc sau: + Không để khơng khí bị hút qua boong ke Phần boong ke đậy kín nắp + Khi thay đổi lượng khí cần làm phải thay đổi số ngăn làm việc thiết bị + Xiclon chùm làm việc với áp suất dương hay âm + Giới hạn nhiệt độ < 500 oC Khi nhiệt độ khơng khí thấp cần giới hạn nhiệt độ đọng sương thiết bị 20 – 25oC + Cần đảm bảo phân bố khơng khí vào phân tố + Kiểm tra trở lực qua xyclon vì: bị tắc chi tiết định hướng miệng phễu nguyên đơn xyclon Do có phần xiclon bị mài mòn tạo khe hở lỗ rò rỉ khí nên làm giảm trở lực khí qua phần tử dẫn đến làm giảm hiệu suất lọc thiết bị 4.10.2.Tính chọn quạt Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 59 Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An 4.10.2.1 Mục đích việc tính khí động lò Mục đích việc tính tốn khí động để chọn quạt gió quạt khói cho lò sở xác định tồn trở lực tồn đường gió đường khói xác định lượng gió khói Ngồi q trình tính tốn tối ưu hóa phận đường khói khơng khí cho chi phí tính tốn nhỏ nhất, cung cấp liệu để thiết kế đường gió đường khói Trong lò có sử dụng quạt khói, ta tính riêng tổn thất áp suất đường khơng khí từ chổ thu nhận khơng khí lấy từ mơi trường đến khơng khí vào buồng lửa đoạn đường khói từ buồng lửa đến khỏi ống khói Đoạn đường khơng khí từ quạt gió đến buồng lửa chịu áp suất dương, đoạn đường khói từ buồng lửa đến quạt khói chịu áp suất âm 4.10.2.2 Tính chọn quạt gió Trong trường hợp dùng quạt gió hệ thống để tạo lớp sơi lò tầng sơi thắng tất trở lực đường ống dẫn Ngồi lò lớn hơn, áp suất buồng lửa đường khói q cao, cần bố trí thêm quạt khói lúc quạt gió khắc phục trở lực từ miệng gió vào đến nơi áp suất cân Ta cần xác định lưu lượng cơng suất quạt 1) Tính trở lực đường gió: Trở lực đường gió nóng xác định tổng trở lực từ quạt gió đến lớp nhiên liệu cấp vào lò Được xác định theo cơng thức sau : Ptgg = Pb + Ppp + Php + Pđơ + Pskk , [Pa] Trong : Pb - Trở lực lớp sôi, [Pa] Ppp - Trở lực phân phối khí, [Pa] Php - Trở lực hộp phân phối, [Pa] Pđô - Trở lực đường gió nóng từ sấy khơng khí đến hộp phân phối, [Pa] Pskk- Trở lực dòng khí qua sấy khơng khí, [Pa] a Trở lực lớp sơi Pb : Khi chế độ sơi ổn định trở lực lớp sôi xác định theo công thức: Δpb = (ρv – ρk)(1 – ε)H.g, [Pa] Trong đó: H: chiều cao lớp sơi g: gia tốc trọng trường ρv : khối lượng riêng vật liệu sơi ρk : khối lượng riêng khơng khí nhiệt độ 850oC Δpb = (1200 – 0,316).(1 – 0,62)1,38.9,81 = 6171,6 [Pa] b Trở lực phân phối khí Ppp: Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 60 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Trở lực phận phối khí: Δppp = K.Δpb Giá trị K nằm khoảng 0,1 ÷ 0,3 Chọn K = 0,15 Δppp = 0,15.6171,6 = 925,74 [Pa] c Trở lực hộp phân phối gió : Dòng khơng khí trước vào hộp phân phối gió chuyển động từ nơi có tiết diện nhỏ đến tiết diện lớn Nên gây trở lực làm giảm động dòng khơng khí, trường hợp gọi tượng đột mở, tiết diện chữ nhật, tkkn = 1000C 2 Trở lực xác định sau : Pđm = đm. , [Pa] Trong : - đm Hệ số trở lực cục đột mở phụ thuộc vào tỷ số F1/F2 tkkn = 1000C - F1: Tiết diện ống đầu vào, [m2] - F2: Tiết diện đầu ra, [m2] - : Khối lượng riêng dòng khơng khí nóng, [kg/m3] - : Tốc độ dòng khơng khí trước đột mở, [m/s] + Xác định F1, F2: Theo thiết kế hộp phân phối gió có tiết diện hình chữ nhật a.b = 500.1720, ống dẫn gió trước vào hộp phân phối có tiết diện vng c.c = 500.500  F1= 0,5.1,72 = 0,86 [m2]  F2= 0,5.0,5 = 0,25 [m2] Vậy ta có tỷ số: Với  = 1890, F2 3,44 F1 tra bảng 9.16 [TL14] ta xác định đm = 0,63 Ta có nhiệt độ khơng khí nóng cấp vào lò t = 120 0C tra bảng thơng số vật lý khơng khí khơ, ta xác định  = 0,898 [kg/m3] + Xác định tốc độ dòng khí tiết diện vng :  Suy : V 2,36  F1 0,25 = 9,4 [m/s] 2 Pđm = đm. , [Pa] 9,4 = 0,63.0,898 = 25 [Pa] d Trở lực đường ống dẫn khí nóng từ sấy khơng khí đến hộp phân phối Pđô: Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 61 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Trên đoạn đường ống dẫn khơng khí nóng có đoạn thẳng có cút nên ta xác định hai loại trở lực trở lực ma sát trở lực cục cút: Pđô = Pms + Pcb, [Pa] Pms Tổn thất ma sát đường ống dẫn, [Pa] Với: Pcb Tổn thất cục đoạn cong, [Pa] + Xác định Pms: Pms trở lực gây nên ma sát dòng mơi chất bề mặt ống dẫn Vì đường dòng khơng khí, q trình chuyển động khơng phải đẳng nhiệt nên dòng mơi chất có tổn thất nhiệt truyền nhiệt qua bề mặt ống dẫn Nên có truyền nhiệt trở lực ma sát xác định theo biểu thức sau: Pms l 2  T   .  d td  TV  =  , 583 , [Pa] [TL11] Trong đó: l: chiều dài ống dẫn, [m] dtd: đường kính tương đương dòng, tính theo d td = 4F/U, với F tiết diện U chu vi ướt có tiếp xúc với mơi chất, [m] : tốc độ dòng khí, [m/s] ρ: khối lượng riêng môi chất, [kg/m3] T, TV: nhiệt độ trung bình mơi chất vách ống dẫn, [K] : hệ số ma sát phụ thuộc vào trị số Renol dòng độ nhám vách ống dẫn xác định theo công thức thực nghiệm: Nhiệt độ trung bình vách ống dẫn ttb = Tra bảng thơng số vật lý khơng khí khơ , ta xác định được:  = 1,165 [kg/m3]  = 16.10-6 [m2/s] 1 = 29,04 [m/s] dtd = 0,5 [m] Suy ra: Re = = 907500 Theo [TL6] Re  [4000 ÷ 1000.103] nên  xác định:  = = 0,012 Theo tài liệu thiết kế ta có giá trị sau: l = 2,5 [m] dtd = 0,5 [m] Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 62 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Vậy , [Pa] + Xác định Pcb: Trở lực gây ngoặc dòng cút cạnh vng Pcb 1 = cb. , [Pa] Theo bảng 9.12, [TL14] chọn H/W =1, θ = 900 xác định cb = 0,12 � Pcb  0,12.0,898 29, 42  4, 65 , [Pa] Trong thiết kế có cút Vậy tổng trở lực đường ống: Pđô = Pms + Pcb = 24,56 + 2.4,65 = 33,86 [Pa] e Trở lực dòng khơng khí qua sấy khơng khí Pskk : Khi dòng khơng khí cấp từ quạt vào BSKK chuyển cụm ống nên cản trở thân cụm ống gây trở lực cụm ống Ngoài cấu tạo BSKK nên dòng khơng khí khơng dịch chuyển thẳng túy quanh cụm ống mà dịch chuyển ngang qua cụm ống thay đổi hướng chuyển động tạo đường Zizac hình vẽ ( Hình 4.1), nên gây trở lực sau : Pskk = Pcô + Pcb, [Pa] *) Xác định Pcô : Pcô = P + Pt, [Pa] Trong : P - Trở lực dòng khơng khí cắt ngang qua cụm ống, phụ thuộc vào cách bố trí, số dãy ống dọc theo đường khí, trị số Re, tốc độ dòng tính tiết diện nhỏ Pt - Trong q trình dịch chuyển dòng khí ln có trao đổi nhiệt xảy dòng khơng khí ngồi ống dòng khói ống + Tính P : Theo tài liệu [11] với cụm ống song song, cơng thức thực nghiệm tính trở lực cụm ống : n  S2   d  0,8  2 m  S  Z Re   11    P = 0,53 d , [Pa] Trong : Z - Số dãy ống theo phương dòng d - Đường kính ống, m S1, S2 bước ống ngang bước ống dọc Theo tài liệu thiết kế ta có: S1 = 100 mm Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Z = 20 dãy Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 63 Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An S2 = 100 mm  = 12,49 m/s d = 51 mm dtd = 4F/U = 1,6 m  = 1,0145 kg/s ν = 20,6 10-6 m2/s Re = m, n hệ số, xác định theo công thức thực nghiệm : Ta có: + S2/d = 100/51 = 1,96 > 1,24  S1   d 1  0,88.  S   0,8   d  Nên m = + ,138 1 = 0,88 = - 0,22 > nên n = Trong : Z - Số dãy ống theo phương dòng d - Đường kính ống, m S1, S2 bước ống ngang bước ống dọc Thay số vào, ta được: P = 0,53 = 117,9 [Pa] + Tính Pt: 2t  t1  2  , [Pa] Pt = t tb  273 Với t2, t1, ttb nhiệt độ đầu ra, vào, trung bình khơng khí t1 = 300C ; Suy : t2 = 1200 ; ttb = 750C Pt == 39 [Pa] Vậy tổng trở lực cụm ống: Pcô = P + Pt = 117,9 + 39 = 156,9 [Pa] Vì theo thiết kế sấy khơng khí chia làm pass, nên trở lực cụm ống gây dòng khơng khí khỏi BSKK là: Ptcô = Pcô = 2.156,9 = 313,8 [Pa] *) Xác định Pcb : Pcb  = cb. = 1,1.1,0145 = 83 [Pa] Ở cb = 1,1 với góc ngoặc 1800 lấy theo Phụ lục tài liệu [8] Vậy tổng trở lực dòng khơng khí sấy khơng khí là: Pskk = Ptcơ + Ptcb = 313,8 + 83 = 396,8 [Pa] Vậy tổng trở lực dòng khơng khí từ miệng quạt đến : Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 64 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Ptgg = Pb + Ppp + Pđm + Pđô + Pskk, [Pa] = 6171,6 + 925,74 + 25+ 33,86 + 396,8 = 7553 [Pa] 2) Lưu lượng quạt gió cần chọn : Đối với lò khơng có khơng khí nóng tái tuần hồn lưu lượng quạt gió xác định sau : 273  t kkl Qg = 1.Btt.(bl - bl + ng+ s).V0 273 , [m3/h] [TL5] Trong đó: V0 = 4,24 [m3tc/kg] Lượng khơng khí lý thuyết 1 = 1,1 Hệ số an toàn Btt = 6136,9 [kg/h]:Lượng nhiên liệu tiêu hao bl = 1,25: Hệ số khơng khí thừa buồng lửa bl = 0: Hệ số khơng khí lọt vào buồng ng = 0,04 Hệ số khơng khí lọt vào hệ thống nghiền than s = 0,05 Hệ số khơng khí thừa lọt vào BSKK tkkl = 300C Nhiệt độ khơng khí lạnh 273  30 Thay số: Qg = 1,1.6136,9.(1,25 + 0,05).4,24 273 = 41298 [m3/h] 3) Cơng suất quạt gió Q g H g Ng = 1,1 Với : Hg = 2 Ptgg 3600. g 10-3, [KW] [TL4] Áp suất đầu đẩy quạt 2 = 1,2 Hệ số an toàn  = 80% Hiệu suất quạt.[Chọn] Nên Suy : Hg = 1,2.7553 = 9063,6 Pa Ng = 1,1 = 143 [kW] 4) Công suất động điện dùng cho quạt gió: Ng Nđc = kđc  đc , kW Trong đó: kđc - Hệ số dự phòng, lấy khoảng 1,1; đc - Hiệu suất động cơ, thường lấy 0,9 ÷ 0,95 Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 65 Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Ng Suy ra: Nđc = kđc  đc , [kW] = 1,1 = 175 [kW] 4.10.2.3 Tính chọn quạt khói Quạt khói chọn dùng hổ trợ với quạt gió, trường hợp dùng quạt gió áp suất buồng lửa đường khói q cao Khi dùng thêm quạt khói, thường đảm bảo thơng gió cân bằng, độ chân khơng cửa buồng lửa 200 Pa Theo kinh nghiệm ta chọn quạt khói lớn quạt gió từ 1,1-1,2 lần Cơng suất quạt khói: Nkhói = 143.1,12 = 160 [kW] Cơng suất động điện dùng cho quạt khói: Nđc = kđc., [kW] Trong đó: kđc - Hệ số dự phòng, lấy khoảng 1,1; đc - Hiệu suất động cơ, thường lấy 0,9 ÷ 0,95 Suy ra: Nđc = kđc., [kW] = 1,1 = 196 [kW] Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 66 Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An KẾT LUẬN Với đề tài “Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An” ta tính tốn phụ tải nhiệt ngày nhà máy từ chọn cơng suất lò D = t/h với áp suất p = bar, tính thơng số thiết kế hệ thống, tính hiệu suất lò = 82,91 (%) , tính lượng nhiên liệu tiêu hao tính tốn Btt = 1735,2 (kg/h) Sau hoàn thành đề tài em tiếp thu nhiều kiến thức thiết kế lò tầng sơi tuần hồn để sau áp dụng vào thực tế Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Các vẽ thiết kế lò tầng sôi - TS Nguyễn Thanh Quang Thiết bị Trao Đổi Nhiệt (2007) - Hồng Đình Tín, NXB Khoa học kỹ thuật Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật - Th.S Phạm Duy Vũ Giáo trình lò (2008) - PGS TS Hoàng Ngọc Đồng Hướng dẫn đồ án tính nhiệt lò - PGS TS Hồng Ngọc Đồng - Đà Nẵng 2005 Lò I II - GS TSKH Nguyễn Sỹ Mão năm 1973 Kỹ thuật sấy - Hoàng Văn Chước NXB Khoa học kỹ thuật năm 1999 Đào ngọc Chân, Trần Thanh Sơn (2000), Nghiên cứu buồng lửa lò đốt than tầng sơi xử lý thu khí độc hại khói thải Lò cơng nghiệp - Phạm Văn Trí, NXB Giáo dục năm 2001 10 Fluidized Bed Combustion (1986) - M Radovanovic 11 Cơng nghệ Lò Hơi Mạng Nhiệt (2005) - Phạm Lê Dần - Nguyễn Công Hân, NXB Khoa học kỹ thuật 12 Kỹ thuật lọc bụi (2002) - Hoàng Kim Cơ, NXB Khoa học kỹ thuật 13 Ơ Nhiễm Khơng Khí & Xử lý khí thải (2001) - Trần Ngọc Chấn, NXB Khoa học kỹ thuật 14 Lý thuyết cháy & Thiết bị cháy (2002) GS.TSKH Nguyễn Sĩ Mão, NXB Khoa học kỹ thuật 15 Phan Quang Xưng, Nguyễn Thanh Quang (1998), Ứng dụng kỹ thuật tầng sôi để đốt nhiên liệu xấu, Tạp chí KH&CN (7) trang 72-76 ... Văn Vang Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY 1.1 Giới thiệu công ty TNHH thực phẩm Lộc An 1.1.1 Tổng quan công ty Tên công ty: Công Ty TNHH. .. lý công ty TNHH thực phẩm Lộc An Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang Thiết kế lò cấp nước cho công ty TNHH thực phẩm Lộc An Bộ máy quản lý công ty TNHH chế biến thực. .. phòng IT, xanh,… Sinh viên thực hiện: Lê Văn Trường Hướng dẫn: PGS.TS Trần Văn Vang Thiết kế lò cấp nước cho cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An Hình 1.2: Mặt tổng thể cơng ty TNHH thực phẩm Lộc An Chú