Thiết kế lò hơi đốt than sản lượng 220 tấngiờ

 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng 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 tỷ lệ chủ yếu tổng lượng điện toàn quốc Trong trình sản xuất điện năng, lò khâu quan trọng có nhiệm vụ biến đổi lượng tàng trữ nhiên liệu thành nhiệt Nó thiết bị khơng thể thiếu nhà máy nhiệt điện, lò dùng rộng rãi ngành công nghiệp khác Ở nước ta thường sử dụng loại lò hạ áp trung áp, việc nghiên cứu đưa lò cao áp vào sử dụng hợp lý Trong kỳ học, em giao nhiệm vụ thiết kế lò đốt than sản lượng 220 tấn/giờ Với giúp đỡ hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng với việc nghiên cứu tài liệu khác, em hoàn thành thiết kế Trong q trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót, em kính mong đóng góp ý kiến bảo thầy cô giáo, em xin chân thành cảm ơn Người thiết kế Võ Xuân Đức SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Chương mở đầu NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Sản lượng nhiệt Ddm =220 T/h Áp suất nhiệt pqn = MPa = 90 bar Nhiệt độ nhiệt tqn = 510 ºC Nhiệt độ nước cấp vào lò tnc = 215 ºC Nhiên liệu than có đặc tính sau Thành phần Phần trăm % C lv 67,36 H N 4,09 6,57 lv Nhiệt độ bắt đầu biến dạng Nhiệt trị nhiên liệu lv O S A W 1,68 0,4 12,4 7,5 lv lv lv lv V c 18,5 t1 = 1150 ºC Q lv t =26500 kJ/kg Nhiệt độ không khí gian lò lấy nhiệt độ mơi trường, tkkl = 30 ºC SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang  Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Chương XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÕ HƠI 1.1 Chọn phƣơng pháp đốt cấu trúc buồng lửa Dựa vào công suất lò 220 T/h sử dụng nhiên liệu rắn nên sử dụng lò buồng lửa phun Độ tro không cao lượng chất bốc không thấp nên chọn phương pháp thải xỉ khô Mặt khác giảm tổn thất nhiệt thải xỉ nên tăng hiệu suất lò Chọn lò bố trí theo kiểu chữ Π loại lò phổ biên Ở loại thiết bị nặng như: quạt khói, quạt gió, khử bụi, ống khói điều đặt vị trí thấp 1.2 Chọn dạng cấu trúc phận khác lò 1.2.1 Dạng cấu trúc pheston Kích thước cụ thể pheston xác định sau xác định cụ thể cấu tạo buồng lửa cụm ống xung quanh Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa (trước cụm pheston) chọn theo mục 1.3.2 1.2.2 Dạng cấu trúc nhiệt Chọn phương án có sử dung nhiệt trung gian 1.2.3 Bố trí hâm nước sấy khơng khí Do cơng suất lò lớn đốt than bột đòi hỏi nhiệt độ khơng khí nóng cao nên bố trí hâm nước hai cấp sấy khơng khí hai cấp đặt xen kẽ theo thứ tự: hâm nước cấp 2, sấy khơng khí cấp 2; hâm nước cấp sấy khơng khí cấp (theo chiều đường khói ra) 1.2.4 Đáy buồng lửa Dùng buồng đốt than thải xỉ khơ nên đáy làm lạnh tro có dạng hình phểu, cạnh bên nghiêng so với mặt phẳng ngang góc 55º 1.3 Nhiệt độ khói khơng khí 1.3.1 Nhiệt độ khói thát khỏi lò θth Độ ẩm qui dẫn Wqd  10000 Wlv 10000 7,5  2,83 g/MJ 26500 Qlv t Dựa vào bảng 1.1 Tài liệu [1], với nhiên liệu rẻ tiền, chọn th  120 ºC Nhờ sau sử dụng nhiên liệu đắt tiền, chất lượng cao lò hoạt động tốt ” 1.3.2 Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa θ th Chọn nhiệt độ khói khỏi buồng lửa khoảng 1050 ºC 1.3.3 Nhiệt độ khơng khí nóng Buồng lửa thải xỉ khơ với hệ thơng nghiền than kiểu kín, dùng khơng khí làm mơi chất sấy, với than sử dụng than đá, than nâu 300 - 350 ºC SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang  Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Sơ đồ cấu tạo tổng thể lò I I I I 1 Chú thích 1- Bao 2- Bộ pheston - Bộ hâm nước cấp I - Bộ sấy khơng khí cấp I 3- Bộ nhiệt cấp II 10 - Dàn ống sinh 4- Bộ giảm ơn 11 - Vòi phun 5- Bộ nhiệt cấp I 12 - ống góp 6- Bộ hâm nước cấp II 13 - Phần đáy thải xĩ 7- Bộ sấy khơng khí cấp II 14 - Đường khói thải SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang  Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Chương TÍNH TỐN Q TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 2.1 Tính thể tích khơng khí lý thuyết Thể tích khơng khí lý thuyết nhiên liệu rắn tính Vkk0  0,0889 Clv  0,375Slv  0,265Hlv  0,033Olv , m tc/kg Vkk0  0,0889 67,36  0,375.0,4 0,265.4,09  0,033.1,68  7,035 m tc/kg 2.2 Tính thể tích sản phẩm cháy Khi q trình cháy xảy hồn tồn, sản phẩm cháy nhiên liệu bao gồm khí: CO2, SO2, N2, O2, H2O Chỉ tính chung thể tích khí ngun tử chúng có khả xạ mạnh: CO 2, SO2, ký hiệu VRO2 = VCO2 + VSO2 Ở trạng thái lý thuyết ta tính hệ số khơng khí thừa α = thực tế q trình cháy ln xảy với hệ số khơng khí thừa α > 2.2.1 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết Thể tích VRO2 nhiên liệu rắn tính VRO2  VCO2  VSO2  0,01866 Clv  0,375Slv , m tc/kg VRO2  0,01866 67,36  0,375.0,4 1,26 m tc/kg Thể tích V N2 VN02  0,79Vkk0  0,008 Nlv  0,79.7,035  0,008.6,57  5,61 m tc/kg Lượng nước lý thuyết khói VH02O  0,111Hlv  0,0124 Wlv  0,0161Vkk0 1,24Gph , m tc/kg Trong Gph lượng để phun dầu vào lò Ở dùng nhiên liệu than nên Gph = kghơi/kgdầu VH0 2O  0,111.4,09  0,0124 7,5  0,0161 7,035 1,24.0,35  0,66 m3 /kg tc Thể tích khói khơ lý thuyết V0  V kkho RO2  V0  1,26  5,61  6,87 m3 /kg N2 tc Thể tích khói lý thuyết V0  V0  V0  6,87  0,66  7,53 m3 tc /kg K kkho H2O 2.2.2 Xác định hệ số không khí thừa Hệ số khơng khí thừa khỏi buồng lửa chọn theo bảng 16: buồng lửa phun thải xỉ khơ với lò có D ≥ 75 T/h tra hệ số khơng khí thừa α = 1,2 Lượng khơng khí lọt vào đường khói xác định theo bảng 2.1 tài liệu Bảng 2.1: Giá trị lượng khơng khí lọt vào đường khói Δα SVTH: Võ Xn Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Các phận Δα Buồng lửa 0,0 Feston 0,0 Bộ nhiệt cấp 0,025 Bộ nhiệt cấp 0,025 Bộ hâm nước cấp 0,02 Bộ sấy không khí cấp 0,02 Bộ hâm nước cấp 0,02 Bộ sấy khơng khí cấp 0,05 Hệ thống nghiền than 0,1 2.2.3 Thể tích sản phẩm cháy thực tế Thể tích sản phẩm cháy thực tế tính dựa thể tích sản phẩm cháy lý thuyết Thể tích nước VH2O  VH02O  0,01611Vkk0  0,66  0,01611,2 17,035  0,683 m tc/kg Thể tích khói thực VK  VKkho  VH2O  VKkho0  1Vkk0  VH2O , m tc/kg VK  6,87  1,2 17,035  0,683  8,96 m tc/kg Phân thể tích khí Khí nguyên tử  VRO  1,26  0,141 r RO Hơi nước V r H2O 8,96 K  VH O V K  0,66  0,074 8,96 Nồng độ tro bay theo khói Nồng độ tro bay khói tính theo thể tích khói  10 Alv ab / VK , g/m3tc Trong đó, ab tỉ lệ tro bay, theo bảng 16 chọn ab = 0,95 Vậy  10.12,4.0,95/ 8,96 13,147 g/m tc 2.2.4 Lập bảng đặc tính thể tích khơng khí Hệ số khơng khí thừa cửa buồng lửa α SVTH: Võ Xuân Đức ” bl = 1,2 Lớp 06N - Nhóm 13A Trang  Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Hệ số khơng khí thừa vị trí xác định tổng hệ số khơng khí thừa buồng lửa với lượng lọt vào đường khói buồng lửa với tiết diện xét Δα Hệ số khơng khí thừa đầu α” = α’ + Δα Bảng 2.2: Bảng hệ số khơng khí thừa TT Tên bề mặt đốt Hệ số khơng khí thừa Buồng lửa Đầu vào α’ 1,2 Đầu α” 1,2 Cụm feston 1,2 1,2 Bộ nhiệt 1,2 1,25 Bộ hâm nước 1,25 1,29 Bộ sấy khơng khí 1,29 1,39 Lượng khơng khí khỏi sấy khơng khí " "bl 0 n 1,2   0,1 1,1 Δα0: lượng khơng khí lọt vào buồng lửa, Δα0 = 0; Δαn: lượng khơng khí lọt vào hệ thống nghiền, Δαn = 0,1 2.3 Tính entanpi khơng khí khói Entanpi khơng khí lý thuyết cần thiết cho q trình cháy I0KK  Vkk0 CpKK , kJ/m tc Cp: nhiệt dung riêng khơng khí, kJ/kgđộ; θ: nhiệt độ khơng khí, ºC Entanpi khói lý thuyết tính I0K  VRO2 CRO2  VN0 CN2  VH02O CH2O , kJ/m tc C: nhiệt dung riêng, kJ/kgđộ; θ: nhiệt độ chất khí, ºC Entanpi tro bay a Alv Itr  100b Ctr , kJ/kg Entanpi khói thực tế Ik  I0k  1I0kk  Itr , kJ/kg  103.a b Alv  103.0,95.12,4  Mà Itr 0,445 Qlvt  nên bỏ qua khơng tính 26500 cơng thức SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang STT Tên đại lượng Ký hiệu Hệ số khơng khí thừa đầu α" Hệ số khơng khí thừa t.bình α Lượng khơng khí thừa Cơng thức tính (α" +α’)/2 (α – 1)V0 V V0 V H2O + 0,0161(α - 1) V0 H2O H2O 1,27 1,32 1,34 1,39 1,39 1,2 1,213 1,238 1,26 1,295 1,33 1,365 1,39 tc m3 /kg 1,407 1,498 1,674 1,829 2,075 2,322 2,568 2,744 tc m3 /kg 0,683 0,684 0,687 0,689 0,693 0,697 0,701 0,704 kk tc m3 /kg 8,96 9,052 9,231 9,388 9,638 9,889 10,139 10,318 0,074 0,073 0,071 0,07 0,068 0,067 0,065 0,064 N2 V0 r 1,25 /V H2OK rRO2 VRO2/VK 0,141 0,139 0,136 0,134 0,131 0,127 0,124 0,122  Phân thể tích khí rn rH2O + rRO2 0,215 0,212 0,207 0,204 0,199 0,194 0,189 0,186  Nồng độ tro bay theo khói µ 10.Alv.ab/Vk g/m3tc 13,147 13,014 12,761 12,548 12,222 11,912 11,619 11,417 m3 tc/kg 7,035 - - - - - - - tc m3 /kg 1,26 - - - - - - - m3 tc/kg 0,66 - - - - - - - tc m3 /kg 5,61 - - - - - - - 0,95 - - - - - - - 12,4 - - - - - - - GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Lớp 06N - Nhóm 13A K Phân thể tích nước + V RO2 +(α-1)V0 V +V0 V 1,225 kk H2O Thể tích khói 1,2 kk thừa Thể tích nước Đơn vị BL&PT BQN2 BQN1 BHN2 BSKK2 BHN1 BSKK1 Khói thải Đồ án M ôn học: LÒ H ƠI SVTH: Võ Xuân Đức Bảng 2.3: Bảng đặc tính sản phẩm cháy Phân thể tích khí n.tử 10 Thể tích khơng khí lý thuyết V 11 Thể tích khí n.tử lý thuyết V RO2 H2O 12 Thể tích nước lý thuyết V 13 Thể tích N lý thuyết V 14 Tỷ lệ tro bay Trang 15 Độ tro làm việc kk N2 ab Alv (ºC) kk(kJ/kg) Trang 914,198 1521,25 2778,05 3736,99 4719,78 5721,99 6745,58 7672,09 8842,57 9910,2 10992,5 12086,8 13189,6 14298,8 15417,2 16544,1 17673,7 18813,4 19953,5 21105 22251,8 23409 I k(kJ/kg) 1040,85 2104,39 2152,57 4339,55 5613,6 6693,65 7876,97 9163,95 10422,6 11721 12860,2 14351,2 14431,5 17151,4 18399,3 19770,2 21151,3 22537,4 23870,1 25290,4 26737,3 28144,8 α”bl = α”f = 1,2 α”qn2 = 1,225 α”qn1 = 1,25 α”hn2 = 1,27 α”kk2 = 1,32 α”hn1 = 1,34 α”kk1 = 1,39 B.lửa & feston Bộ nhiệt II Bộ nhiệt I Bộ hâm nước II Bộ sấy KK II Bộ hâm nước I Bộ sấy KK I 12254,4 13564,6 14957,1 16075,9 17729,1 19097,1 20498,1 21904 23320,9 24727,5 26163,1 27599,3 29037,9 11187,7 12547,4 13886,1 15315,9 16436,7 6123,18 7395,4 8714,82 9963,08 11448,2 12840,4 14207,6 15674,6 4908,67 6235,45 7529,27 8872,36 3786,87 5125,65 6516,13 7863,95 2236,74 3849,33 5212,44 6628,41 1320,13 2341,96 4007,55   GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Lớp 06N - Nhóm 13A 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 I Đồ án M ôn học: LÒ H ƠI SVTH: Võ Xuân Đức Bảng 2.4: Entanpi sản phẩm cháy  Đồ án Môn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Chương CÂN BẰNG NHIỆT LÕ HƠI 3.1 Lƣợng nhiệt đƣa vào lò Lượng nhiệt đưa vào lò tính cho kg nhiên liệu rắn xác định theo công thức Qdv  Qlvt  Qnkk  Qnl  Qph  Qd , kJ/kg Trong lv lv Qt : nhiệt trị thấp nhiên liệu, Qt = 26500 kJ/kg; Q n kk: nhiệt lượng khơng khí nóng mang vào, tính đến khơng n khí sấy nóng nguồn nhiệt bên ngồi, Q kk = lấy từ sấy khơng khí lò; Qnl = Cnl.tnl nhiệt vật lý nhiên liệu đưa vào Tuy khơng có sấy nguồn nhiệt bên ngồi Wlv  7,5%  Qlvt  26500 176,7% 150 150 nên bỏ qua Qnl = Qph: nhiệt lượng dùng phun nhiên liệu vào lò; Qd: nhiệt lượng phân hủy đốt đá dầu; Đối với lò đốt than bột Qph = Qd = Như lò đốt than mà khơng sấy khơng khí nguồn nhiệt bên ngồi lượng nhiệt đưa vào coi gần nhiệt trị thấp nhiên liệu Qdv  Qlvt  26500 kJ/kg 3.2 Xác định tổn thất nhiệt lò 3.2.1 Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn hóa học Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn hóa học q3 thường chọn theo tiêu chuẩn tính nhiệt, theo bảng 16 tra q3 = 0% Vậy Q = 3.2.2 Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn học Tổn thất nhiệt cháy khơng hồn tồn mặt học q4 xác định theo tiêu chuẩn tính nhiệt, theo bảng 16 tra q4 = 5% q Q Q4  1004 dv  5.26500 100 1325 kJ/kg 3.2.3 Tổn thất nhiệt khói thải mang thức Tổn thất nhiệt khói thải mang ngồi Q2 q2 xác định theo công I I    th kkl  100  q  100 Trong đó: SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 10 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng  Bảng 8.1 Đặc tính cấu tạo hâm nước cấp II STT Tên đại lượng Khiệu Đ.vị Cơng thức chọn hay sở tính Kquả Đường kính ống d mm Chọn 323 Bước ống ngang S1 mm Chọn 80 Bước ống dọc S2 mm Bước ống tương đối ngang S1/d Tính 2,5 Bước ống tương đối dọc Tính 1,875 m Thiết kế 60 Chiều rộng đường khói S2/d a Chiều sâu đường khói b m Thiết kế Khoảng cách từ tâm ống đến vách e mm Chọn 50 Số ống dãy ngang n ống + (b – 2.e)/S1 37 Số dãy ống nd dãy Chọn 18 10 Chiều dài ống l m a - 0,2 8,8 11 Tiết diện đường khói F m a.b –n.d.l 16,58 12 Diện tích tiết diện lưu thơng nước f 13 Chiều sâu cụm ống ls 14 Chiều sâu khoảng trống trước BHN cấp II 15 2 n1..d tr/4 0,0196 m S2(nd –1) 1,02 lk m Chọn Thể tích riêng trung bình nước v m3/ kg Tra bảng nước chưa sôi 0,00125 16 Tốc độ nước ống n m/s D.v/(f.3600) 3,894 17 Hệ số A Tiêu chuẩn tính tốn 0,2 18 Chiều dày hữu hiệu lớp xạ S 0,131 19 Chiều dày hữu hiệu lớp xạ 20 có tính đến khoảng khơng lk Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt (1,87S1 S2  4,1)d d s ls  Alk ls .d.l.nd.n 581,23 SVTH: Võ Xuân Đức S’ HhnII m2 m m m Lớp 06N - Nhóm 13A 0,207 Trang 38 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Bảng 8.2 Tính truyền nhiệt hâm nước cấp II STT Tên đại lượng Khiệu Đơn vị Cơng thức tính hay chọn Kết kW Mục 6.10.3 10423 ºC  hnII =  qnI 640,7 hnII ºC Mục 6.13.2 495,9 tb hnII ºC Lượng nhiệt hấp thụ BHN II QhnII Nhiệt độ khói đầu vào  hnII Nhiệt độ khói đầu  Nhiệt độ khói trung bình  Entanpi nước cấp đầu vào i hnII Nhiệt độ nước cấp đầu vào t hnII Entanpi nước cấp đầu i hnII Nhiệt độ nước cấp đầu ºC Nhiệt độ trung bình nước cấp ” t hnII tb t hnII 10 Độ chênh nhiệt độ nước cấp t ºC 11 Nhiệt độ vách ống có bám tro tv ºC 12 Tốc độ trung bình khói ’ ’’ ’ ’ ” k ’ ’ ’’ 0,5( hnII + ’’ 568,3 hnII) kJ/kg Mục 6.10.3 1085,7 ºC Mục 6.10.3 250 kJ/kg Q 1132  i 'hnII hnII D Tra bảng nước chưa sôi ’ hnII + t hnII) tb tb θ hnII - t hnII ºC 0,5(t ’’ 266,85 301,45 tb tv = 60 + t hnII tb  B V  tt m/s kh hnII   1  3600.F  283,7  273  326,9 10,4 13 Thành phần thể tích nước khói rH2O Bảng 2.4 0,07 14 Thành phần thể tích khí n.tử rRO2 Bảng 2.4 0,134 15 Nồng độ tro bay khói Bảng 2.4 12,548 16 Lực hút khí nguyên tử 0,027 17 Hệ số làm yếu xạ khí nguyên tử Kk rRO2.S Toán đồ 18 Hệ số làm yếu xạ tro Ktr Toán đồ 0,0125 19 Lực hút khói có chứa tro KpS mMn/m 20 Hệ số toả nhiệt xạ bx W/m K 21 Hệ số bám bẩn  m K/W 22 Hệ số tản nhiệt từ khói đến dl W/m K  g/m tc 10PnS mMn/m 2 2 3,7 (Kk rn + Ktr.).S ’ 0,1338 Toán đồ 15 11,65 Toán đồ 0,0063 Toán đồ 10 79,38 vách 23 Hệ số truyền nhiệt K tt 24 Diện tích bề mặt háp thụ BQN II theo tính tốn SVTH: Võ Xn Đức H hnII W/m K m Lớp 06N - Nhóm 13A bxdlkv  1 bx dlkv Q  57,9 h n2 K.t 597,65 Trang 39  Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Chương THIẾT KẾ BỘ SẤY KHƠNG KHÍ CẤP II Trong phần sấy khơng khí cấp làm ống thép 401,5, theo chiều rộng đường khói chia làm hộp, thiết kế sấy khơng khí cấp có đường khói đi, bố trí ống kiểu so le Để đảm bảo sấy khơng khí gọn nhẹ chọn bước ống ngang dọc phải đảm bảo hệ số  giá trị nhỏ Theo tiêu chuẩn thiết kế để đảm bảo gia công min = s - d = 10mm , đồng thời để đảm bảo cho tiết diện khơng khí theo phương ngang phương chéo góc S 1- d = 2(S –d) = 2 Trong thiết kế chọn S1 = 75mm, S2 = 45mm, q trình bố trí cần đảm bảo kích thước đường khói khơng khí đường khói hâm nước Tốc độ khói 10 14 m/s kk/ = 0,45  0,55, tốc độ khơng khí phụ thuộc vào chiều cao sấy khơng khí Nhưng chiều cao sấy khơng khí sau tính tốn nhiệt mưói xác định Vì để tính tốn nhiệt cần giả thiết trước số chiều cao nằm phạm vi hợp lí sau kiểm tra lại Nếu chiều cao tính sai khác với giá trị giả thiết < 5% coi hợp lí, > 5% phải tính lại S2 S1  S 1850 Khơng khí 1830 9000 2800 3000 SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 40 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng  Bảng 9.1 Đặc tính cấu tạo sấy khơng khí cấp II STT Tên đại lượng Khiệu Đvị Cơng thức tính hay chọn Kquả Đường kính ống d mm chọn 401,5 Bước ống ngang S1 mm chọn 60 Bước ống dọc S2 mm chọn 45 Bước ống ngang tương đối S1/d tính 1,5 Bước ống dọc tương đối S2/d tính 1,125 Đường kính ống trung bình dtb mm 0,5(dtr + dng) 38,5 Số cụm ống theo chiều rộng đường khói n cụm chọn Chiều rộng cụm ống a1 mm chọn 1850 Chiều sâu cụm ống b1 mm chọn 10 Khoảng cách từ tâm ống đến vách e mm Chọn 65 11 Số dãy ống ngang Z1 dãy (a1-2e)/S1 + 29 12 Số dãy ống dọc Z2 dãy (b1-2e)/S2 + 64 13 Số ống cụm ống Z ống ((2Z1 – 1) Z2/Z) - 1824 14 Chiều sâu ống l m Giả thiết 1,5 15 Tiết diện đường khói F 16 Chiều rộng đường khói a m m 17 Tiết diện đường khơng khí f 18 Diện tích bề mặt hấp thụ 2 .n.Z.d tr/4 Chọn 7,841 l.a - .n.Z1 dng 6,54 HsII m l.n.Z.H.dtb Bảng 9.2 Tính truyền nhiệt sấy khơng khí cấp II STT Tên đại lượng Lượng nhiệt hấp thụ BSKK I QsII Nhiệt độ khói trước BSKK II ’ Nhiệt độ sau BSKK II  Nhiệt độ trung bình khói  Nhiệt độ khơng khí đầu vào Nhiệt độ khơng khí đầu t SVTH: Võ Xuân Đức Khiệu Đơn vị 1323 Cơng thức tính hay chọn Kết kW Mục 6.12 6573  sII ºC Mục 6.13.2 495,9 ’’ ºC Mục 6.13.3 397,9 sII tb sII ºC t sII ’ ºC Mục 6.10.3 227 ’’ ºC Nhiệm vụ thiết kế 300 sII Lớp 06N - Nhóm 13A ’ 0,5( sII +  ’’ sII) 446,9 Trang 41 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng tb sII ’ ºC ’’ Nhiệt độ t.bình khơng t khí Thành phần thể tích nước khói rH2O Bảng 2.4 0,068 Thành phần thể tích khí n.tử rRO2 Bảng 2.4 0,131 10 Nồng độ tro bay theo khói μtr g/m tc Bảng 2.4 12,222 11 Thể tích khói Vk m tc/kg Bảng 2.4 9,638 0,5(t sII + t  BV 12 Tốc độ khói 13 Hệ số tỏa nhiệt từ khói đến vách Tốc độ trung bình khơng 14 khí tt kh k m/s 1 W/m K 3600.F  m/s   " sII 16 Hệ số hiệu dụng  17 Nhiệt độ vách BSKK II tv ºC 18 Hệ số truyền nhiệt K W/m K 19 Tham số P  sII   t tb sII   19,34 53,59  B  tt o Vkk 273  3600.f 16,33 1  2 sII 273  Tốn đồ 12  15 Hệ số tỏa nhiệt phía k.khí tb     kk  263,5 sII)   Toán đồ 10 W/m K 102,49 Bảng 5.4 TNTBLH 0,5.(θ tb tb sII + t sII) 0,75 355,2   1 12 26,39 sII' "sII '  t 0,364 sII'  sII t t 1,342 Toán đồ 23 0,99 ' sII 20 Tham số R sII " ' " sII 21 Hệ số hiệu chỉnh ψ  sII'  t"sII  "sII  tsII'  Độ chênh nhiệt độ trung 22 bình Δt  ºC ln HsII m '  sII  23 Diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt sII  t " sII t Q sII "  '  sII sII  181,28  1374 K.t Nhận thấy diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt tính tốn sai khác khơng nhiều so với giả thiết thiết kế nên giữ thông số chọn SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 42  Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Chương 10 THIẾT KẾ BỘ HÂM NƢỚC CẤP I Nguyên tắc phương pháp hoàn toàn giống thiết kế hâm nước cấp II (Xem chương 8: Thiết kế hâm nước cấp II) Bảng 10.1 Đặc tính cấu tạo hâm nước cấp I STT Tên đại lượng Khiệu Đ.vị Công thức chọn hay sở tính Kquả Đường kính ống d mm Chọn 323 Bước ống ngang S1 mm Chọn 80 Bước ống dọc S2 mm Bước ống tương đối ngang S1/d Tính 2,5 Bước ống tương đối dọc S2/d Tính 1,875 Chiều rộng đường khói a m Thiết kế Chiều sâu đường khói b m Thiết kế Khoảng cách từ tâm ống đến vách e mm Chọn 50 Số ống dãy ngang n ống + (b – 2.e)/S1 37 Số dãy ống nd dãy Chọn 34 10 Chiều dài ống l m a - 0,2 8,8 11 Tiết diện đường khói F a.b –n.d.l 16,581 12 Diện tích tiết diện lưu thông nước f m 13 Chiều sâu cụm ống ls 14 Chiều sâu khoảng trống trước BHN cấp I lk 15 Hệ số A 16 Chiều dày hữu hiệu lớp xạ S m 17 Chiều dày hữu hiệu lớp xạ S ’ m 18 có tính đến khoảng khơng lk Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt HhnII SVTH: Võ Xuân Đức m2 60 n1..d tr/4 0,0387 m S2(nd –1) 4,02 m Chọn 0,8 Tiêu chuẩn tính tốn 0,2 (1,87S1 S2  4,1)d d s ls  Alk ls 0,131 .d.l.nd.n 2195 m2 Lớp 06N - Nhóm 13A 0,136 Trang 43 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Bảng 10.2 Tính truyền nhiệt hâm nước cấp I STT Tên đại lượng Khiệu Đơn vị Lượng nhiệt hấp thụ BHN I QhnII Nhiệt độ khói đầu vào  hnII Nhiệt độ khói đầu  Nhiệt độ khói trung bình  Entanpi nước cấp đầu vào i hnII Nhiệt độ nước cấp đầu vào t hnII Entanpi nước cấp đầu i hnII Nhiệt độ nước cấp đầu Nhiệt độ trung bình nước cấp t 10 11 12 ’ Cơng thức tính hay chọn Kết Mục 6.11 11565,7 kW ’ ’’ qnI ºC 6.13.3  hnII =  397,9 hnII ºC Mục 6.13.4 279,9 tb hnII ºC ’’ ’ ’ 0,5( hnII + ’’ 338,9 hnII) kJ/kg Mục 6.10.3 920,7 ºC Mục 6.10.3 215 kJ/kg Mục 6.10.3 1085,7 t hnII ” ºC Mục 6.10.3 250 tb hnII ºC Độ chênh nhiệt độ nước cấp t ºC Nhiệt độ vách ống có bám tro tv ºC Tốc độ trung bình khói ’ ” k ’ hnII + t hnII) tb tb θ hnII - t hnII 0,5(t ’’ 232,5 106,4 tb tv = 25 + t hnII B V  tb  tt kh m/s   3600.F   hnII   273  257,5 7,97 13 Thành phần thể tích nước khói rH2O Bảng 2.4 0,067 14 Thành phần thể tích khí n.tử rRO2 Bảng 2.4 0,127 15 Nồng độ tro bay khói Bảng 2.4 11,912 16 Lực hút khí nguyên tử PnS 0,0171 17 Hệ số làm yếu xạ khí ngun tử Kk rRO2.S Tốn đồ 18 Hệ số làm yếu xạ tro Ktr Tốn đồ 0,01325 19 Lực hút khói có chứa tro KpS mMn/m 20 Hệ số toả nhiệt xạ bx W/m K 21 Hệ số bám bẩn  m K/W 22 Hệ số tản nhiệt từ khói đến dl W/m K  g/m tc mMn/m 2 2 1,6 (Kk rn + Ktr.).S ’ 0,0506 Toán đồ 15 2,52 Toán đồ 0,007 Toán đồ 10 74,56 vách 23 Hệ số truyền nhiệt K tt 24 Diện tích bề mặt háp thụ BQN II theo tính tốn H hnII W/m K m bxdlkv  1 bx dlkv Q  50,07 h n2 K.t 2171 Diện tích bệ mặt hấp thụ hâm nước tính tốn gần với thiết kế nên giữ thông số chọn SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 44 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Chương 11 THIẾT KẾ BỘ SẤY KHƠNG KHÍ CẤP I Bộ sấy khơng khí cấp I chia làm đoạn dọc theo đường khói Đoạn tách phần riêng rẽ để phòng bị ăn mòn việc thay dễ dàng Bộ sấy khơng khí cấp I chế tạo thép cacbon 401,5 Sơ đồ cấu tạo sấy không khí cấp I 3200 3500 9000 2800 SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 45 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Bảng 11.1 Đặc tính cấu tạo sấy khơng khí cấp I STT Tên đại lượng K.hiệu Đvị Công thức Kết Đường kính ngồi ống d mm Chọn 401,5 Bước ống ngang S1 mm Chọn 75 Bước ống dọc S2 mm Chọn 45 Bước ống tương đối ngang S1/d Tính 1,875 Bước ống tương đối dọc S2/d Tính 1,125 Đường kính ống trung bình dtb m Số cụm ống theo chiều rộng đường khói n cụm Chọn Khoảng cách từ tâm ống đến vách e mm Chọn 60 Số dãy ống ngang Z1 dãy 10 Chiều rộng cụm a mm Chọn 1930 11 Số dãy ống dọc Z2 Dãy a/ S2 + 65 12 Số ống trung bình cụm Z 13 Chiều rộng sâu cụm b m Chiều cao ống 14 Đoạn lt m Đoạn lg m nt Đoạn m nt 15 Tiết diện khói qua ld F 16 Chiều rộng đường khói Tiết diện khơng khí 17 Đoạn Đoạn Đoạn Diện tích bề mặt chịu nhịêt 18 Đoạn Đoạn Đoạn 19 Tổng diện tích bề mặt chịu nhiệt SVTH: Võ Xuân Đức 0,5(dng + dtr) (a1-2e)/S1 + Z1.Z2 – (Z2-1)/2 Chọn 24 1528 Chọn giả thiết 0,0385 0,785.d tr.Z Theo hình vẽ 6,57 a m m ft m lt(A – Z1.n.d) 15,48 fg fd m lg(A – Z1.n.d) m ld(A – Z1.n.d) 15,48 15,48 Ht Hg Hd m lt(.n.Z dtr) 2216,6 m lg(.n.Z dtr) l (.n.Z d ) 2216,6 2216,6 Ht+ Hg+ Hd 6649,9 HsI m2 d m Lớp 06N - Nhóm 13A tr Trang 46 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 47 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 48 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Dùng phương pháp giải đồ thị ta tính chiều cao BSKK I Q (kW) 11565,7 QsI 11097,3 Q sI t 9697,8 7,5 9,5 L (m) Theo đồ thị ta có tổng chiều dài sấy khơng khí cấp I L = 9,5m Khi độ dài trung bình đoạn Ltb = 9,5/3= 3,17m Diện tích khơng khí qua đoạn f = Ltb(a - n.Z1.d) = 3,17.(9 – 4.24.0,04) = 16,34 m Vậy chọn chiều cao mổi đoạn là: Lt = 3,5m Lg = 3,2m Ld = 2,8m SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 49  Đồ án Mơn học: LỊ HƠI GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính nhiệt thiết bị Lò hơi; PGS.TS Hồng Ngọc Đồng, Đà Nẵng 2009 Lò thiết bị đốt; PGS.TS Đào Ngọc Chân – PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2008 Cơ sở Kỹ thuật nhiệt; Phạm Lê Dần – Đặng Quốc Phú, NXB Giáo dục, 1997 Thiết bị Lò SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 50 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU Chương mở đầu NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Chương XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÕ HƠI 1.1 Chọn phương pháp đốt cấu trúc buồng lửa 1.2 Chọn dạng cấu trúc phận khác lò 1.3 Nhiệt độ khói khơng khí Chương TÍNH TỐN Q TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 2.1 Tính thể tích khơng khí lý thuyết 2.2 Tính thể tích sản phẩm cháy 2.3 Tính entanpi khơng khí khói Chương CÂN BẰNG NHIỆT LÕ HƠI 10 3.1 Lượng nhiệt đưa vào lò 10 3.2 Xác định tổn thất nhiệt lò 10 3.3 Lượng nhiệt sử dụng có ích 11 3.4 Hiệu suất lò lượng tiêu hao nhiên liệu 11 Chương THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 13 4.1 Xác định kích thước hình học buồng lửa 13 4.2 Dàn ống sinh 16 Chương THIẾT KẾ DÃY PHESTON 19 5.1 Đặc tính cấu tạo 20 5.2 Tính nhiệt dãy pheston 21 Chương PHÂN PHỐI NHIỆT LƢỢNG CHO CÁC BỀ MẶT ĐỐT 24 6.1 Tổng lượng nhiệt hấp thụ hữu ích lò 24 6.2 Tổng lượng nhiệt hấp thụ xạ dãy pheston 24 SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 51 Đồ án Mơn học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng 6.3 Lượng nhiệt hấp thụ xạ từ buồng lửa nhiệt II .24 6.4 Lượng nhiệt hấp thụ xạ dàn ống sinh 24 6.5 Tổng lượng nhiệt hấp thụ dãy pheston 24 6.6 Lượng nhiệt hấp thụ đối lưu nhiệt 24 6.7 Tổng lượng nhiệt hấp thụ hâm nước 24 6.8 Độ sôi hâm nước 24 6.9 Tổng lượng nhiệt hấp thụ sấy khơng khí 25 6.10 Xác định lượng nhiệt hấp thụ hâm nước cấp I cấp II 25 6.11 Nhiệt lượng hấp thụ sấy khơng khí cấp I 25 6.12 Nhiệt lượng hấp thụ sấy không khí cấp II 25 6.13 Nhiệt độ khói sau bề mặt đốt 25 Chương THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT 27 7.1 Thiết kế nhiệt cấp II 28 7.2 Thiết kế nhiệt cấp I 32 Chương THIẾT KẾ BỘ HÂM NƢỚC CẤP II 37 Chương THIẾT KẾ BỘ SẤY KHƠNG KHÍ CẤP II 40 Chương 10 THIẾT KẾ BỘ HÂM NƢỚC CẤP I 43 Chương 11.THIẾT KẾ BỘ SẤY KHƠNG KHÍ CẤP I 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 MỤC LỤC 51 SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 52 ... = Qph: nhiệt lượng dùng phun nhiên liệu vào lò; Qd: nhiệt lượng phân hủy đốt đá dầu; Đối với lò đốt than bột Qph = Qd = Như lò đốt than mà khơng sấy khơng khí nguồn nhiệt bên ngồi lượng nhiệt... học: LỊ HƠI  GVHD: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng Chương mở đầu NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Sản lượng nhiệt Ddm =220 T/h Áp suất nhiệt pqn = MPa = 90 bar Nhiệt độ nhiệt tqn = 510 ºC Nhiệt độ nước cấp vào lò tnc... 1000 bỏ qua đốt than phun  26,5      3.3 Lƣợng nhiệt sử dụng có ích Lượng nhiệt sử dụng hữu ích Q1 lò xác định công thức Qhi  Dqn iqninc , kJ/h Trong Dqn sản lượng nhiệt, Dqn = 220 T/h;