Giáo trình Công nghệ vật liệu cách điện thông tin đến các bạn với những kiến thức cung cấp đến các bạn với các kiến thức những đặc tính và các chỉ tiêu cơ bản của thiết bị nhiệt; nhiên liệu; chuyển động của dòng khí trong thiết bị nhiệt; cơ sở lý thuyết của quá trình gia công nhiệt vật liệu trong thiết bị nhiệt; tính nhiệt cho thiết bị nhiệt; thiết bị đốt nhiên liệu dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng; thiết bị sấy dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng; thiết bị nung dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng; thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông.
LỜI NĨI ĐẦU * Ngun Lý Lị Cơng Nghiệp Vật Liệu Xây Dựng môn học nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật quan trọng nhất, vấn đề chung lị cơng nghiệp, đặc biệt lị công nghiệp dùng lĩnh vực sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng, chủ yếu nghiên cứu quy luật có liên quan đến chuyển động dịng khí thiết bị nhiệt * Do tính chất mơn học, Ngun Lý Lị Công Nghiệp Vật Liệu Xây Dựng xem tảng để nghiên cứu vấn đề chuyên sâu có liên quan Chính vậy, nội dung mức độ trình bày vấn đề mơn học tập trung vào việc trang bị cho sinh viên (đặc biệt sinh viên chuyên ngành Vật liệu cấu kiện xây dựng) kiến thức thiết bị nhiệt tất vấn đề có liên quan đến q trình gia cơng nhiệt sản phẩm thiết bị nhiệt, để với môn học khác làm sở lý luận quan trọng giúp cho sinh viên hiểu biết có hệ thống thiết bị nhiệt (Ví dụ: Lị nung, Lị sấy, Buồng đốt, Bể dưỡng hộ nhiệt ẩm, thiết bị hoàn nhiệt hay thiết bị trì chuyển động cưỡng dịng khí…) có sở vững vàng việc sử dụng thiết bị, lựa chọn phương án kỹ thuật nhiệt cách hợp lý dây chuyền công nghệ Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN Chương 1: Những đặc tính tiêu thiết bị nhiệt I Giới thiệu phân loại thiết bị nhiệt: Giới thiệu chung: * Như biết, vật liệu xây dựng đa dạng chủng loại tính chất, tương ứng với loại vật liệu xây dựng qui trình cơng nghệ sản xuất khác (có loại sản xuất theo qui trình tương đối đơn giản có loại sản xuất theo qui trình cơng nghệ phức tạp…) điểm chung qui trình sản xuất phần lớn loại vật liệu xây dựng là: chúng phải trải qua công đoạn quan trọng gọi công đoạn gia cơng nhiệt, cơng đoạn có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng sản phẩm * Loại thiết bị sử dụng để thực q trình gia cơng nhiệt gọi thiết bị nhiệt, ví dụ như: lò nung, lò sấy, buồng đốt… * Nguồn cung cấp nhiệt cho thiết bị nhiệt thực trình gia cơng nhiệt thu từ q trình đốt cháy loại nhiên liệu như: gỗ, than đá, dầu mazut, khí thiên nhiên hay nhân tạo… Bên cạnh tận dụng dịng khí thải hay dịng khí nóng vùng làm nguội có nhiệt độ cao lị nung… Phân loại thiết bị: * Phân loại thiết bị dựa theo đặc điểm trình sản xuất: - Thiết bị sấy - Thiết bị nung - Thiết bị dưỡng hộ (thiết bị gia công nhiệt ẩm) - Các thiết bị phụ trợ như: buồng đốt, kênh dẫn khí… * Phân loại thiết bị nhiệt theo chu trình làm việc: - Thiết bị nhiệt hoạt động liên tục - Thiết bị nhiệt hoạt động gián đoạn * Phân loại theo khoảng nhiệt độ: - Dưỡng hộ bê tông nước: từ 60 đến 200oC - Sấy vật liệu: từ 80 đến 500oC Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN - Nung sản phẩm gốm: từ 900 đến 1400oC - Nung xi măng: từ 1400 đến 1500oC - Nung thạch cao: từ 120 đến 200oC * Trên thực tế thường dựa theo khoảng nhiệt độ để lựa chọn vật liệu bao che, chọn kết cấu để bảo đảm công nghệ tuổi thọ thiết bị nhiệt Đồng thời tùy mức độ nhiệt mà tìm biện pháp tương ứng để nâng cao hiệu trình trao đổi nhiệt II Các tiêu thiết bị nhiệt: Mức tiêu thụ nhiệt riêng phần: kí hiệu q, đơn vị kCal/đơn vị sản phẩm tính theo cơng thức sau: q = Q/G Trong đó: Q nhiệt lượng tiêu tốn cho q trình gia cơng nhiệt tạo sản phẩm (kCal, kJ) G tổng lượng sản phẩm Mức tiêu thụ nhiên liệu riêng phần: kí hiệu b, đơn vị kg/đơn vị sản phẩm * Mức tiêu thụ nhiên liệu riêng phần thực tế (kí hiệu btt) lượng nhiên liệu thực tế dùng để gia công đơn vị sản phẩm btt = Q/(QlvttxG) Trong đó: Qlvtt nhiệt trị thực tế trạng thái làm việc nhiên liệu (kCal/kg) * Mức tiêu thụ nhiên liệu riêng phần qui nhiên liệu chuẩn (kí hiệu bch) lượng nhiên liệu chuẩn cần để gia công đơn vị sản phẩm bch = Q/(QlvchxG) = Q/(7000xG) Trong đó: Qlvch nhiệt trị nhiên liệu chuẩn (Q = 7000kCal/kg) * Lưu ý: riêng thiết bị sấy G (tổng lượng sản phẩm) thay tổng lượng ẩm bốc đơn vị thời gian Năng suất riêng phần: kí hiệu g, đơn vị - sản phẩm/m3(hay m2).tháng(hay năm) * Năng suất riêng phần cho đơn vị thể tích V hay đơn vị diện tích F thiết bị tháng, năm xác định theo công thức sau: Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN g = G[số đvsf/tháng(hay năm)]/V(hay F) Trong đó: G tổng lượng sản phẩm tháng hay năm * Lưu ý: tiêu quan trọng phản ánh cách bố trí tối ưu, chặt chẽ gọn gàng thiết bị nhiệt Hệ số hữu ích thiết bị nhiệt: kí hiệu η, tính phần trăm, có giá trị < * Hệ số hữu ích thiết bị nhiệt xác định theo cơng thức sau: η = Qct/Qcc < Trong đó: Qct tổng nhiệt lượng cần thiết cho phản ứng hóa học tiêu thụ nhiệt đốt nóng sản phẩm (kể phản ứng làm bay đốt nóng lượng nước) Qcc tổng lượng nhiệt cung cấp * Lưu ý: thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm áp suất thường khơng có hệ số hữu ích thân phản ứng thủy hóa xi măng khơng cần cung cấp nhiệt Kích thước hữu ích thiết bị nhiệt: kí hiệu V(hay F), đơn vị m3(hay m2) * Kích thước hữu ích tất loại thiết bị nhiệt xác định theo công thức sau: V(hay F) = (Gnxτck)/[24xnxax(1-p)] Trong đó: Gn suất năm tính theo phẩm n số ngày làm việc thiết bị tính năm a mật độ xếp sản phẩm đơn vị thể tích hay diện tích (tấn hay sản phẩm/m3 hay m2) p tỷ lệ phế phẩm gia công (%) τck chu kỳ gia công nhiệt (đối với lò liên tục lấy thời gian gia cơng nhiệt, cịn lị gián đoạn chu kỳ vòng quay lò) (giờ) * Lưu ý: lò tuynel, sản phẩm thường xếp va gơng Khi a mật độ xếp sản phẩm va gơng V (hay F) trường hợp phải hiểu tổng số va gông cần thiết phải có lị III Các tiêu nguyên vật liệu trình gia công nhiệt: Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN * Ngun vật liệu q trình gia cơng nhiệt chịu biến đổi lượng (chất) biến đổi xác định dựa vào sản phẩm cuối (chính thành phẩm lị) * Nếu vật liệu ban đầu trạng thái khô tuyệt đối có khối lượng Gk sản phẩm nung cuối có khối lượng Gcc chúng có mối liên hệ sau: Gk = (Gccx100)/(100-MKN) Trong đó: MKN tổn thất nung * Cịn vật liệu ban đầu trạng thái ẩm với độ ẩm tương đối W (%) khối lượng kí hiệu Gw xác định sau: Gw = (Gkx100)/(100-W) * Như lượng nước bốc q trình gia cơng nhiệt (Lw) bằng: Lw = G w – G k * Lưu ý: sử dụng cơng thức cần phân biệt rõ khác “tổn thất nung” “phế phẩm nung” Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN Chương 2: Nhiên liệu I Giới thiệu chung: * Có thể định nghĩa “Nhiên liệu” tên gọi số chất thiên nhiên nhân tạo có khả cháy nhanh tạo lượng nhiệt lớn, làm tăng nhiệt độ môi trường khí xung quanh lên cao cần thiết cho trình gia cơng nhiệt * Trong cơng nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng, sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nahu như: củi, than đá, loại nhiên liệu lỏng, khí đốt thiên nhiên nhân tạo, điện năng… song số chủ yếu loại nhiên liệu cổ truyền thông thường gồm ba loại nhiên liệu ba trạng thái tồn chúng: - Nhiên liệu rắn: gồm loại than, củi - Nhiên liệu lỏng: gồm loại dầu cháy, chủ yếu dầu mazut - Nhiên liệu khí: gồm khí đốt thiên nhiên nhân tạo II Nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng: * Nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng có tính cháy cách biểu diễn thành phần hóa học Do phần nhiên liệu lỏng xét thêm số đặc điểm riêng biệt Phân loại: 1.1 Nhiên liệu rắn: * Các loại nhiên liệu rắn thường dùng công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng gồm có: - Củi, gỗ dùng ngày dần tiêu nhiệt lại thấp, nhiệt trị thông thường từ 1700 đến 2200kCal/kg - Than bùn nhiên liệu thời kỳ chuyển hóa thành than đá, cịn thấy rõ thảo mộc, cành Độ ẩm than bùn cao, hàm lượng tro xỉ thấp, nhiệt trị làm việc khoảng 2500 đến 3000kCal/kg - Than non vị trí trung gian than bùn chuyển hóa thành than đá Than non thường có màu đen (tối), hàm lượng xỉ khoảng từ đến 40%, độ ẩm từ 11 đến 45%, nhiệt trị từ 2500 đến 4400kCal/kg Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN - Than đá có độ cứng khác tùy theo tuổi, có ánh than khối lượng thể tích khác Nhiệt trị than đá tương đối cao, thành phần hóa học chủ yếu cacbon Tính theo tuổi hình thành than bùn có tuổi trẻ cuối than antraxit 1.2 Nhiên liệu lỏng: * Loại nhiên liệu lỏng hay dùng công nghiệp sản xuất vật liệu xây dựng dầu mazut – sản phẩm phụ cơng nghiệp dầu lửa Dầu mazut có nhiệt trị cao khoảng 9240 đến 9850 kCal/kg * Dầu mazut chuyên chở chứa thùng bể kính Trong q trình chun chở bảo quản dầu mazut bị bẩn thêm bụi nước lẫn vào, lượng ẩm lên tới đến 10%, phải lọc phần nước lẫn dầu mazut trước đốt vòi phun * Ngồi nhiệt trị thành phần hóa học dầu mazut cịn có tính chất khác quan trọng như: độ nhớt, hệ số dẫn nhiệt, tỷ nhiệt nhiệt độ bốc lửa… Thành phần nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng: 2.1 Thành phần nhiên liệu rắn: * Cacbon (C) thành phần chủ yếu nhiên liệu rắn than đá, thành phần chiếm tỷ lệ từ 50 đến 92% có tham gia vào phản ứng cháy đốt (kí hiệu Cc) * Hydro (H) nhiên liệu rắn chiếm từ đến 25%, riêng thành phần than đá hydro thường chiếm khoảng từ đến 5% hydro có tham gia vào phản ứng cháy đốt (kí hiệu Hc) * Lưu huỳnh (S) tồn nhiên liệu rắn dạng hợp chất như: hợp chất kim loại kiềm kiềm thổ (ví dụ CaSO4), hợp chất với pyrit sắt (như FeS2) hay thành phần hợp chất hữu có thành phần hóa phức tạp Trong ba dạng tồn có lưu huỳnh tồn hai dạng sau có tham gia vào phản ứng cháy (kí hiệu Sc) tỏa nhiệt tạo SO2 Song lưu huỳnh chất có hại sản phẩm cháy lưu huỳnh kết hợp với nước có khói thải tạo thành axit lỗng làm hỏng đường tải nhiệt khí độc, than lưu huỳnh than tốt (có S < 1%) * Oxi (O2) thành phần nhiên liệu có tham gia vào phản ứng cháy (kí hiệu Oc) khơng tỏa nhiệt, thay phần oxi từ khơng khí, hàm lượng oxi nhiên liệu rắn từ 0,5 đến 43% * Nitơ khí trơ (N) thành phần nhiên liệu không tham gia vào phản ứng cháy, chiếm hàm lượng tương đối nhỏ khoảng 0,5 đến 2%, khơng có ảnh hưởng lớn đến lượng nhiệt tỏa cháy nhiên liệu Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN * Lượng tro xỉ nhiên liệu (kí hiệu A) gồm tro muối kim loại kiềm kiềm thổ, khoáng silic aluminat, khoáng chứa hợp chất sắt… riêng hàm lượng xỉ than chiếm tỷ lệ cao, có lên đến 50% có ảnh hưởng rõ rệt tới cách đốt (ví dụ loại nhiên liệu than chứa nhiều xỉ dễ chảy đốt khó cháy khơng khó thơng lị) * Lượng ẩm nhiên liệu (kí hiệu W) thành phần có hại bay tiêu tốn lượng nhiệt Ngồi lượng ẩm làm giảm khả bốc lửa nhiên liệu, làm hạ thấp nhiệt độ lò làm chậm trình cháy 2.2 Thành phần nhiên liệu lỏng: * Dầu mazut chứa chất khơng cháy, độ ẩm khoảng đến 4%, hàm lượng tro xỉ thấp khoảng 0,1 đến 0,3% Lượng oxi nitơ thấp, gần khơng có * Thành phần cacbon (C), hydro (H), lưu huỳnh (S) oxi (O2) trung bình dầu mazut chiếm khoảng 88%; 11%; 0,7% 1% Khi hàm lượng lưu huỳnh chiếm từ đến 3% ta gọi dầu mazut giàu lưu huỳnh Cách biểu diễn thành phần hóa nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng: * Thành phần hóa nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng biểu diễn sau: C + H +S + O + N + A + W = 100% * Nhìn vào thành phần hóa nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng ta thấy thành phẩn ẩm (W) tro xỉ (A) biến đổi tùy thuộc vào cách bảo quản, vận chuyển vào môi trường khí xung quanh… thành phần hóa loại nhiên liệu cịn biểu diễn dạng sau: - Thành phần hữu (kí hiệu hc): thành phần hữu nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng biểu diễn đây: Chc + Hhc + Ohc + Nhc = 100% Với Xhc = (Xx100)/(100 – W – A – S) - Thành phần cháy (kí hiệu c): thành phần cháy nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng biểu diễn đây: Cc + Hc + Oc + Nc + Sc = 100% Với Xc = (Xx100)/(100 – W – A) Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN - Thành phần khơ (kí hiệu k): thành phần khô nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng biểu diễn đây: Ck + Hk + Ok + Nk + Sk + Ak = 100% Với Xk = (Xx100)/(100 – W) - Thành phần làm việc (kí hiệu lv): thành phần làm việc nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng biểu diễn đây: Clv + Hlv + Olv + Nlv + Slv + Alv = 100% Với Xlv = (Xx[100 – Wlv])/(100 – W) Trong đó: X thành phần thành phần từ kết phân tích (%) Xhc thành phần thành phần hữu nhiên liệu (%) Xc thành phần thành phần cháy nhiên liệu (%) Xk thành phần thành phần khô nhiên liệu (%) Xlv thành phần thành phần làm việc nhiên liệu (%) * Lưu ý: cách biểu diễn thành phần hóa nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng vừa trình bày tóm tắt theo sơ đồ sau: C H O N S A W Thành phần hữu Thành phần cháy Thành phần khô Thành phần làm việc III Nhiên liệu khí: * Nhiên liệu khí bao gồm khí thiên nhiên khí nhân tạo Khí thiên nhiên: * Khí thiên nhiên hỗn hợp học cacbuahydro chủ yếu chứa khí metan (CH4) số cacbuahydro không no khác etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10) lượng khí CO2, N2 Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN * Tùy thuộc vào mỏ khí, hàm lượng khí metan đạt từ 93 đến 98% lượng khí cịn lại khơng q 7% Nhiệt trị nhiên liệu khí khoảng 7000 đến 9000kCal/m3 chuẩn Khí thiên nhiên giàu cacbuahydro nặng nhiệt trị cao, đạt đến 15000kCal/m3 chuẩn Khí nhân tạo: * Khí nhân tạo sản phẩm thu từ q trình khí hóa nhiên liệu rắn Thành phần hóa học khí nhân tạo phụ thuộc vào cách khí hóa vào thành phần loại nhiên liệu rắn dùng để khí hóa Thành phần hóa học khí nhân tạo dao động lớn IV Nhiệt trị nhiên liệu: Nhiệt trị nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng: * Nhiệt trị nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng lượng nhiệt tỏa cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu * Nhiệt trị loại nhiên liệu khác Để so sánh nhiệt trị dựa vào giá trị nhiệt trị nhiên liệu tiêu chuẩn (quy ước 7000kCal/kg nhiên liệu chuẩn) Trong tính tốn kỹ thuật ta phải quy nhiên liệu chuẩn để đánh giá chất lượng thiết bị mặt tiêu hao nhiên liệu * Như biết hầu hết loại nhiên liệu chứa hydro lượng ẩm vật lý (W) Hơi nước tạo trình cháy hydro bốc ẩm ngưng tụ thải theo khói lị trạng thái khí (hơi nước) Vì nhiệt trị nhiên liệu phân thành hai loại nhiệt trị cao (Qlvc) nhiệt trị thấp (Qlvth) - Nhiệt trị cao (Qlvc): ngưng tụ nước thải lượng nhiệt ẩm 539kCal/kg nhiên liệu (ở 100oC) tiếp tục làm nguội nước từ 100oC xuống 0oC (tính theo điều kiện tiêu chuẩn) tỏa thêm lượng nhiệt 100kCal/kg nhiên liệu Khi lượng nhiệt tổng cộng thu (khi ngưng tụ làm nguội nước) (539 + 100)kCal/kg nhiên liệu lượng nhiệt tính vào xác định nhiệt trị cao nhiên liệu (Qlvc) Công thức thực nghiệm xác định nhiệt trị làm việc cao nhiên liệu theo Mendeleep là: Qlvc = 81xClv + 300xHlv – 26x(Olv – Slv) (kCal/kg) - Nhiệt trị thấp (Qlvth): thực tế kỹ thuật, lượng nước thể khí theo khói lò, mà lượng nhiệt ẩm ngưng tụ lượng nhiệt lý làm nguội (từ 100oC xuống 0oC) không thu hồi, nghĩa lượng nhiệt (539 + 100)kCal/kg nhiên liệu khơng tính vào xác định nhiệt trị thực tế nhiên liệu, nhiệt trị thấp (Qlvth) tính tốn xác định nhiệt trị thấp Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 10 Chương 9: Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông I Cơ sở lý thuyết dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tơng: Các q trình hóa lý dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông: * Gia công nhiệt ẩm cấu kiện xây dựng từ bê tông thực điều kiện mơi trường có nhiệt độ từ 60 đến 200oC, độ ẩm cao gần/hoặc bão hòa (w = 100%) nhằm gia tăng tốc độ đóng rắn đá xi măng so với đóng rắn điều kiện bình thường Sau thời gian ngắn dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông đạt 50 đến 70% cường độ thiết kế Vì ứng dụng gia cơng nhiệt ẩm tiết kiệm diện tích phân xưởng tạo hình tĩnh định sản phẩm, giảm số khuôn cần dùng tăng vịng quay khn, rút ngắn thời gian lưu bãi cấu kiện chưa đạt cường độ thi cơng cơng trình, nghĩa R tc >= 70%Rtk * Để tận dụng triệt để ưu điểm gia công nhiệt ẩm bê tông cần nắm thành phần chủ yếu chất kết dính ảnh hưởng nhiệt ẩm đến trình rắn chúng - Khống alit khống clinker xi măng, khoáng tác dụng nhanh với nước, cho cường độ đá xi măng cao, đóng rắn nhanh tỏa nhiệt lớn Ở điều kiện dưỡng hộ nhiệt ẩm cường độ khoáng 28 ngày tuổi thấp cường độ bảo dưỡng bình thường - Khống belit clinker xi măng phản ứng đóng rắn chậm, có nhiệt thủy hóa thấp Ở điều kiện gia công nhiệt ẩm cường độ gia tăng đến lần - Khống C3A có nhiệt thủy hóa lớn nhất, giai đoạn đầu cho cường độ trung bình sau giảm dần Trong gia cơng nhiệt ẩm thường bị phá vỡ, C3A lại có tác dụng thúc đẩy q trình thủy hóa khống C3S - Khống C4AF clinker xi măng có đặc điểm làm tăng nhanh cường độ dưỡng hộ nhiệt ẩm, cho cường độ cao * Khi tăng nhiệt độ môi trường đến khoảng 90oC thúc đẩy phản ứng khoáng clinker xi măng với nước tăng đến 10 lần, có trường hợp cịn lớn Nếu nhiệt độ mơi trường dưỡng hộ 100oC, bão hòa nước, nghĩa gia cơng nhiệt cao áp q trình rắn xảy mạnh với chất kết dính mác thấp vơi, cát Hỗn hợp cát với vôi tự sau thời gian ngắn dưỡng hộ cho cường độ cao Điều quan trọng phải chọn chế độ gia công nhiệt ẩm hợp lý sau sản phẩm tạo hình tốt tĩnh định thời gian cần thiết Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 92 Chế độ gia công nhiệt ẩm cấu kiện: * Việc chọn chế độ gia công nhiệt ẩm phức tạp, chủ yếu vào yếu tố sau: - Chất kết dính loại xi măng nào: ví dụ loại xi măng có thành phần phụ gia khống hoạt tính xỉ, puzolan nên dưỡng hộ nhiệt độ cao (khoảng 100oC), xi măng pc lăng nhiệt độ dưỡng hộ khơng nên 80oC - Tính chất hỗn hợp bê tông - Thời gian tĩnh định: nghĩa cường độ ban đầu cần phải có để chống lại ứng suất nhiệt gây Thường cường độ phải đạt từ đến kG/cm2 bê tông nặng - Kích thước sản phẩm: chủ yếu chiều dày đốt nóng -Yêu cầu cường độ phải đạt sau kết thúc dưỡng hộ, phải cường độ để tháo khn vận chuyển không bị gãy, thường 40% mác thiết kế * Để rút ngắn thời gian chu kỳ gia cơng nhiệt ẩm dùng biện pháp thay thiết bị làm việc gián đoạn thiết bị hoạt động liên tục, rút ngắn tối đa thời gian vào sản phẩm Tăng vận tốc nâng nhiệt đến giới hạn cho phép, kết hợp với biện pháp cơng nghệ áp dụng tăng hiệu trình trao đổi nhiệt, chọn thành phần cấp phối thích hợp, hình dạng cấu kiện hợp lý, đốt nóng cấu kiện, tăng mức nhiệt độ chung cấu kiện, áp dụng dưỡng hộ cao áp, giảm lượng nhiệt tổn thất môi trường xung quanh, sử dụng phụ gia nhằm giảm thời gian gia công nhiệt, thời gian tĩnh định trước gia công nhiệt * Vận tốc nâng nhiệt làm nguội cấu kiện phụ thuộc vào tính dẻo hỗn hợp bê tơng Sử dụng hỗn hợp bê tông cứng giảm thời gian dưỡng hộ nhiệt ẩm * Thời gian nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào độ cứng hỗn hợp bê tông nhiệt độ nhiệt Ở điều kiện áp suất bình thường, nhiệt độ khơng cao (60oC), sử dụng hỗn hợp bê tơng dẻo có độ linh động cao thời gian nhiệt kéo dài Trong hỗn hợp bê tơng cứng giảm thời gian xuống hai lần (khoảng đến 10 giờ) Khi tăng nhiệt độ từ 60oC lên 100oC giảm thởi gian nhiệt từ đến lần, nhiệt cấu kiện vòng hai * Đối với dưỡng hộ nhiệt ẩm cao áp tăng áp suất lên cao thời gian đốt nóng thời gian nhiệt cấu kiện giảm xuống đến Trong dưỡng hộ nhiệt ẩm cao áp, việc giảm đột ngột nhiệt độ, đồng thời giảm áp suất có hại, trường hợp làm tăng lượng ẩm bề mặt Trong lỗ rỗng ẩm tự tạo thành với tăng thể tích nhanh làm ảnh hưởng lớn tới Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 93 chất lượng cấu kiện Trong bể dưỡng hộ cấu trúc bê tông ổn định nhiệt độ tâm bề mặt cấu kiện cân làm nguội cấu kiện với vận tốc 25 đến 50 độ/h Vận tốc nâng hạ nhiệt tăng hỗn hợp bê tơng cứng * Trong trường hợp dùng khói lị để dưỡng hộ cấu kiện cần lưu ý kiểm tra nhiệt độ độ ẩm chúng Cũng áp dụng biện pháp hút chân không trước đưa cấu kiện vào dưỡng hộ nhiệt ẩm để tạo điều kiện cho phản ứng thủy hóa khống xi măng xảy hồn tồn, bọt khí khơng cản trở tiếp xúc nước nóng vào lỗ rỗng cấu kiện để tăng thể tích ẩm * Vì phức tạp vừa kể ta nên chọn chế độ gia công dưỡng hộ chủ yếu dựa vào thực nghiệm II Phân loại thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông: * Theo nguồn chất tải nhiệt gồm có: nước có nhiệt độ cao (>100oC), hỗn hợp nước khơng khí nhiệt độ 50 đến 100oC, khói lị nước nóng hay dầu có nhiệt độ sôi lớn 100oC * Theo phương pháp truyền nhiệt: tiếp xúc trực tiếp với chất tải nhiệt hay gián tiếp truyền qua bề mặt đốt nóng, dịng có tần số cao, truyền nhiệt theo xạ phát quang * Theo áp suất mội trường làm việc: dưỡng hộ áp suất thường, cao áp chân không * Theo chế độ làm việc: làm việc theo chu kỳ liên tục Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm làm việc gián đoạn có: bể dưỡng hộ thường, dưỡng hộ bệ tạo hình, áo hơi, bê tuynel, dưỡng hộ khuôn nằm ngang, khuôn thẳng đứng casset, autoclave… (thiết bị làm việc liên tục đặc trưng loại bể tuynel tầng, nhiều tầng, máy cán rung, buồng đứng có hành lang làm nguội III Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông làm việc theo chu kỳ: Bể dưỡng hộ thường: * Bể dưỡng hộ thường có dạng hầm hình chữ nhật đặt nửa chìm vào lịng đất, nửa mặt đất tùy thuộc vào vị trí xây dựng bể * Loại bể kiểu phổ biến rộng rãi đơn giản kết cấu, dễ xây dựng, nhiên việc bốc dỡ sản phẩm cịn nhiều hạn chế, khó tự động hóc, khí hóa khâu, chu kỳ dưỡng hộ dài, chi phí nhiệt riêng phần lớn * Kích thước bể theo chiều rộng chiều dài đặt khơng hai cấu kiện (tùy loại cấu kiện), chiều cao đủ để bố trí theo phương nằm ngang đến cấu kiện theo chiều thẳng đứng Khoảng cách bể đến bề mặt cấu kiện không nhỏ 150mm, khoảng cách cấu kiện 30mm, mặt cấu kiện với mặt nắp bể không lớn Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 94 50mm Chiều cao hầm dưỡng hộ nằm khoảng đến 3m chiều cao bể lớn có phân tầng lớn nhiệt độ độ ẩm * Bể thường đặt sâu vào đất, khoảng nhô lên khỏi mặt đất từ 0,5 đến 0,7m Thường ta bố trí theo bloc từ đến hầm để giảm chi phí riêng cho m3 bê tông Khoảng cách cấu kiện thành bể cần thiết kế bé nhất, đủ cho thiết bị bốc dỡ tự động làm việc * Các kết cấu bể dưỡng hộ thường: - Nền bể: bể làm từ bê tơng có lớp cách ẩm đặt lớp vật liệu cách nhiệt dày Nền có độ dốc 0,5 đến 1% để nước đọng chảy góp vào hố nước góp qua ống xả ngồi - Tường: chiều dày kết cấu thành bể cần thiết kế để đảm bảo hệ số dẫn nhiệt thấp nhất, cách tốt - Nắp đậy cửa: vật liệu dùng làm nắp cửa bể phải có khả cách cách nhiệt tốt đảm bảo độ cứng Độ nghiêng nắp bể cần tính tốn để nước giọt đọng mặt nắp bể không chảy trực tiếp lên bề mặt sản phẩm tươi mà chảy vào van thủy để tăng độ kín cho bể Thơng thường nắp bể làm từ thép góc đủ độ cứng, bề mặt hai bên thép tấm, vật liệu cách nhiệt - Van thủy: kết cấu van thủy có hai phần: phần máng nằm mặt thành bể giống máng đựng nước Phần lược hàn vào nắp bể từ phía Khi đậy nắp phần lược nhúng ngập vào máng nước để đảm bảo độ kín bể với mơi trường xung quanh - Giá đỡ khuôn sản phẩm: để giúp cho việc định vị xác sản phẩm nằm bể Ở bốn góc bể có bố trí giá đỡ khuôn thang định hướng Trong trụ bể có đặt giá đỡ nằm ngang Có thể tự điều chỉnh vị trí lúc cho sản phẩm vào bể Trong bể dưỡng hộ, việc trì nhiệt độ đồng tồn khoảng khơng bể theo giai đoạn quy trình gia cơng nhiệt ẩm khó thực * Hơi nóng đưa vào từ ống có nhiều lỗ mặt hịa lẫn với khơng khí chiếm chỗ sẵn bể tạo hỗn hợp khơng khí – nóng bốc lên phần bể Vì mà nhiệt độ phần phần bể dưỡng hộ thường chênh lệch tới 30 đến 35 oC Cấu kiện nằm bể lại dưỡng hộ nhiệt ẩm điều kiện nhiệt độ khác Trong bể dưỡng hộ thường không đạt độ ẩm 100% nhiệt độ 100oC, chi phí bể dưỡng hộ thường từ 200 đến 400 kg/m3 bê tông Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 95 Khn tạo hình dưỡng hộ nhiệt dạng áo hơi: * Q trình đốt nóng cấu kiện thực nhờ đốt nóng trực tiếp thành khn Thành khn thiết kế rỗng để cấp chất tải nhiệt nóng, dầu nóng, nước chất tải nhiệt gốc hữu khác Dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông khuôn nằm ngang đạt độ đồng đốt nóng cao so với dưỡng hộ khuôn thẳng đứng Thông thường chế độ dưỡng hộ nhiệt sau: - Nâng nhiệt đến nhiệt độ 90 đến 100oC - Hằng nhiệt nhiệt độ từ 90 đến 100oC 3,5 - Làm nguội cấu kiện * Đối với cấu kiện sản xuất từ hỗn hợp bê tơng có lượng xi măng 500kg/m3, vận tốc nâng nhiệt cho phép tới 80 đến 100oC/giờ Vận tốc hạ nhiệt cấu kiện khuôn phụ thuộc vào cách tiến hành trình hạ nhiệt Trong trường hợp bề mặt để tự 10 đến 12 độ/h, bề mặt tiếp xúc với nước 20 đến 25 độ/h, đưa nước lạnh vào phần đế áo nhận 50 đến 60 độ/h Phụ thuộc vào kích thước cấu kiện vận tốc nước chảy qua đế khuôn áo Thiết bị khn casset tạo hình dưỡng hộ: * Casset thiết bị dưỡng hộ nhiệt theo chu kỳ, tạo hình dưỡng hộ thực khn đứng * Ưu điểm thiết bị giảm diện tích sản xuất từ đến lầm so với so với phương pháp tổ hợp đổ chỗ khuôn nằm ngang, suất thiết bị cao Tuy nhiên thiết bị casset có hạn chế làm việc gián đoạn nên khó tự động hóa cơng đoạn chi phí thép lớn Thiết bị sử dụng để tạo hình cấu kiện phẳng panel sàn, cấu kiện có hình dạng phức tạp cầu thang, panel có gân… cấu kiện ứng lực trước * Thông thường hỗn hợp bê tông dẻo với chi phí xi măng khoảng 500kg/m3 vận chuyển theo đường ống khí nén đến casset đổ vào khn Lèn chặt cấu kiện casset máy rung đặt thành khuôn di động dùng đầm dùi Chất tải nhiệt sử dụng nước, nước nóng, khơng khí nóng, dầu nhờn hỗn hợp dầu diphenhil Cấu kiện đốt nóng gián tiếp qua thành khn Áp suất dư lên đến 70kN/m2 Phần khn casset có kết cấu tháo nước ngưng đọng tron trình dưỡng hộ * Thiết bị khuôn casset cấu tạo gồm phận sau: phần bệ máy, thành khuông cố định di động, tạo khoảng khơng tạo hình đồng thời từ đến cấu kiện, đáy khn, kích thủy lực Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 96 Thành khuôn cố định casset gắn khung cứng Thành khn di động bố trí lăn di động dọc theo dầm hơng Các thành áo nối với đường ống cấp ống dẫn mềm Việc tháo lắp vách khn di động nhờ kích thủy lực Một đầu kích đẩy lắp với thành khn di động Sau lắp xong thành khuôn di động dùng chốt định vị chúng với bệ khuôn * Một chu kỳ làm việc casset bao gồm công đoạn: dọn khuôn bôi dầu mỡ, đặt cốt thép vào khuôn với cữ thép định vị, lắp thành khn, đổ bê tơng tạo hình sản phẩm, dưỡng hộ nhiệt ẩm cấp hơi, thải nước đọng vòng đến giờ, nhiệt ngừng cấp từ đến giờ, tháo khuôn dỡ sản phẩm Trung bình chu kỳ casset từ 12 đến 16 Có thể khai thác 1,5 đến vịng thiết bị ngày đêm * Khi áp suất casset tăng lên nhiệt độ khoảng 115oC nhiệt độ bê tơng đạt tới 120 đến 130oC ảnh hưởng nhiệt thủy hóa xi măng Để đảm bảo độ đồng đốt nóng cấu kiện cần đặt ống cấp vào casset phần khn Chi phí dưỡng hộ cấu kiện casset từ 200 đến 1000kg/m3 sản phẩm Thiết bị dưỡng hộ cao áp – autoclav: * Quá trình dưỡng hộ nhiệt ẩm autoclav phù hợp với hỗn hợp vôi, cát, xi măng pooc lăng có trộn cát nghiền, tro (bê tơng silicat, bê tơng tổ ong) Hiệu cao dưỡng hộ sản phẩm từ hộn hợp vôi sống nghiền lẫn với phụ gia giàu silic * Khác với dưỡng hộ nhiệt ẩm điều kiện áp suất thường, q trình đóng rắn bê tông autoclav xảy môi trường nước bão hòa với áp suất đến 13at nhiệt độ tương ứng từ 175 đến 200oC * Có hai dạng autoclav: loại cửa vào loại hai cửa vào Loại có hai cửa vào thuận lợi sử dụng, giá thành lại đắt loại cửa vào Autoclav có đường kính 2m; 2,6m 3,6m Chiều dài từ 20 đến 30m Tương ứng với đường kính áp suất autoclav tăng dần Hiện thông dụng loại autoclav làm việc áp suất 11 đến 13at * Cấu tạo: autoclav đặt gối tựa cố định lại gối tựa trượt nhằm chống lại biến dạng thiết bị tác động nhiệt Khi chiều dài autoclav tăng thêm gối ngồi autoclav xê dịch đoạn đoạn tăng thêm autoclav Cửa autoclav đóng mở nhờ van tác dụng nhanh Bên autoclav bố trí đường ray cỡ 750, 900 1500mm tương Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 97 ứng với đường kính autoclav 2m; 2,6m 3,6m Va gông chất đầy cấu kiện di chuyển đường ray Cấp vào autoclav qua đường ống đặt phía nó, thơng thường đặt cạnh đường ray Phần autoclav đặt hai ống dẫn có lỗ xả Ở giai đoạn đầu hai ống cấp vào autoclav, đuổi khí lạnh nước đọng Cuối giai đoạn hai ống cấp mở thay đổi tạo chuyển động đổi chiều dòng khí nóng có tác dụng phá vỡ bọt khí bề mặt sản phẩm vừa tạo hình, tạo đốt nóng từ hai phía cấu kiện Trong autoclav có phận điều chỉnh việc cấp thải nóng, tách nước đọng, van trích sang autoclav bên cạnh giai đoạn hạ nhiệt * Thành autoclav ngồi chiều dày vỏ thép cịn bọc lớp vật liệu cách nhiệt bề dày 100 đến 120mm Để đảm bảo an toàn cho autoclav làm việc theo yêu cầu công nghệ Ở thành autoclav có đặt hệ thống van an tồn không cho phép áp lực bể dưỡng hộ vượt áp lực cho phép thiết bị yêu cầu công nghệ Thiết kế lớp vỏ nhiệt cho autoclav theo ngun tắc tường nung nóng từ phía Có thể sử dụng loại vật liệu nhẹ cách nhiệt có khối lượng thể tích < 400 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt < 0,1 w/m.oC Đối với autoclav chịu áp lực lớn, nhiệt độ tương ứng khoảng 190oC chiều dày thành autoclav cần tới 26mm, chiều dày nắp nồi 30mm * Khi cài đặt chế độ dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông autaclav cần lưu ý đến thời gian nhiệt cấu kiện autoclav dựa vào chủng loại chất kết dính sử dụng sản xuất cấu kiện Đối với bê tông silicat, thời gian nhiệt cần lớn so với bê tông xi măng Đối với bê tông tổ ong, thời gian nhiệt cần lớn so với bê tông nặng loại chất kết dính * Giai đoạn tăng hạ áp suất autoclav giai đoạn quan trọng đặc biệt giai đoạn dưỡng hộ cấu trúc bê tơng bị biến đổi lớn Đối với cấu kiện bê tơng có độ đặc lớn, tạo hình từ hỗn hợp bê tơng cứng cho phép giảm bớt thời gian nhiệt sơ tăng áp suất autoclav Khi có đến autoclav đồng thời làm việc nhiều giai đoạn đầu tăng áp suất sử dụng nóng từ autoclav kết thúc q trình dưỡng hộ đến lúc áp suất hai bên cân bằng, đến lúc dùng nóng nồi Trong trường hợp cho phép tiết kiệm từ 20 đến 25% lượng dùng cho dưỡng hộ Tính trung bình chi phí cho 1m3 bê tơng dưỡng hộ autoclav 300 đến 350kg IV Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông làm việc liên tục: Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 98 * Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm làm việc liên tục sử dụng xí nghiệp sản xuất cấu kiện bê tơng theo phương pháp dây chuyền Q trình gia cơng nhiệt ẩm giới hóa tự động hóa, tiết kiệm nhiệt tăng hệ số sử dụng thiết bị Thiết bị dưỡng hộ dạng hầm tuynel: * Trong hầm tuynel, cấu kiện đặt va gông chuyển động theo chu kỳ gọi bước dọc theo hầm qua vùng đốt nóng, nhiệt làm nguội Hầm cần đạt độ kín cao, để cho nóng từ phần hầm khơng lọt vào xưởng từ phía hầm khí lạnh khơng lọt vào bên Ngồi khoảng đệm khơng khí, hai đầu hầm dạng có rèm mềm ngăn cách phần hầm với môi trường bên * Hầm tuynel tầng dưỡng hộ nhiệt ẩm cấu kiện có chiều cao lớn đồng thời nhiều cấu kiện xếp chồng lên dưỡng hộ theo chiều đứng hay chiều cao hầm đủ cho cấu kiện từ 0,6 đến 0,8m: - Dạng thứ nhất: hầm tuynel dưỡng hộ nhiệt ẩm hoạt động liên tục có chiều cao đủ cho cấu kiện Ở cấu kiện nằm va gông với khn bố trí thành rãnh nằm sâu xưởng dây chuyền tạo hình cấu kiện Chiều dài dạng hầm phụ thuộc vào kích thước cấu kiện, chẳng hạn cấu kiện dài 3,5 đến 6m chiều dài tương ứng hầm 53,4 đến 66,6m Hai phía hầm tuyenl bố trí hệ thống thiết bị nâng hạ cấu kiện với kích đẩy có chiều dài 4,2m 7,4m Trên mặt hầm dưỡng hộ có đường ray vị trí thực cơng đoạn tạo hình cấu kiện Cấu kiện tạo hình xong thiết bị hạ xuống vào hầm phía xưởng thực dưỡng hộ nhiệt ẩm Các cấu kiện chung chế độ gia công nhiệt ẩm Sau qua hầm tuynel, cấu kiện với khn thiết bị kích nâng lên đưa vào kho tiếp tục công đoạn cần thiết khác - Dạng thứ hai: hầm tuynel dưỡng hộ nhiệt ẩm cấu kiện theo nhiều tầng Hầm tuynel nhiều tầng ứng dụng nhà máy sản xuất cấu kiện bê tông lớn Chiều dài dầm từ 70 đến 130m, số tầng từ đến tầng Thông thường chiều cao tầng khoảng 0,65 đến 0,85m; chiều rộng hầm dao động khoảng từ 2,5 đến 5,0m Thời gian cấu kiện lưu hầm 15 với chiều dài va gông 7,5m Đối với hầm dạng điều quan trọng phải đảm bảo thông số nhiệt độ, độ ẩm tương ứng đồng tất tầng, thời gian gia công nhiệt, bước dịch chuyển cấu kiện, cường độ cấu kiện xuất xưởng thống cho tầng, chi phí nhiệt cho 1m3 bê tông 100 đến 150kg Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 99 * Trong dưỡng hộ nhiệt ẩm, chi phí nhiệt cho q trình đốt nóng cấu kiện chiếm tỷ trọng lớn cân nhiệt thiết bị Vì sử dụng lượng nhiệt tỏa làm nguội cấu kiện tiết kiệm lượng nóng lớn Bể dưỡng hộ thẳng đứng hoạt động liên tục: * Đặc điểm bể dưỡng hộ kiểu thẳng đứng sử dụng phân tầng tự nhiên khơng khí theo chiều cao hầm Phần hầm, nơi nóng có nhiệt độ cao thực trình nhiệt cấu kiện, phần nơi chứa hỗn hợp khí vùng hạ nhiệt nâng nhiệt Hơi nóng bão hòa ẩm cấp vào qua đường ống đặt phần bể Vùng nhiệt vùng nâng nhiệt, hạ nhiệt ngăn cách cách cho ống nước lạnh chạy qua để tạo cho lượng nước dư thừa ngưng tụ, cịn cấu kiện nhở kích đẩy chuyển động từ lên trên, lên đến độ cao hầm cho chúng chuyển động nằm ngang dọc theo định hướng, sau thả dần độ cao cho chuyển động xuống Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Quang Huy, Sấy nung vật liệu xây dựng, Nhà xuất Xây Dựng, 1995 Nguyễn Kim Huân – Bạch Đình Thiên, Thiết bị nhiệt sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 1996 Phạm Văn Trí – Dương Đức Hồng – Nguyễn Cơng Cẩn, Lị Cơng Nghiệp, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 2003 Phạm Xuân Yên – Huỳnh Đức Minh – Nguyễn Thu Thủy, Kỹ thuật sản xuất gốm sứ, Bộ môn Silicat Đại Học Bách Khoa Hà Nội, xuất 1992 Bùi Văn Chén, Kỹ thuật sản xuất xi măng pooc lăng chất kết dính, Đại Học Bách Khoa Hà Nội, xuất 1990 Vũ Minh Đức, Công nghệ gốm xây dựng, Nhà xuất Xây Dựng, 1998 Phùng Văn Lự - Phạm Duy Hữu – Phan Khắc Trí, Vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giáo Dục, 2004 Hồng Đình Tín – Lê Chí Hiệp, Nhiệt động lực học kỹ thuật, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, 1998 Trần Quang Quý – Nguyễn Văn Vịnh – Nguyễn Bính, Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải, 2001 10 Nguyễn Văn Phiêu – Nguyễn Thiện Ruệ - Trần Ngọc Tính, Cơng nghệ bê tơng xi măng – Tập 2, Nhà xuất Xây Dựng, 2001 11 Hà Hải Sơn, Thiết kế phân xưởng sấy nhà máy gạch ngói Đồng Nai, Luận Văn Tốt Nghiệp, 2007 Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 101 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chương 1: Những đặc tính tiêu thiết bị nhiệt I Giới thiệu phân loại thiết bị nhiệt Giới thiệu chung 2 Phân loại thiết bị II Các tiêu thiết bị nhiệt Mức tiêu thụ nhiệt riêng phần Mức tiêu thụ nhiên liệu riêng phần 3 Năng suất riêng phần 4 Hệ số hữu ích thiết bị nhiệt Kích thước hữu ích thiết bị nhiệt III Các tiêu ngun vật liệu q trình gia cơng nhiệt Chương 2: Nhiên liệu I Giới thiệu chung II Nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng Phân loại Thành phần nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng Cách biểu diễn thành phần hóa nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng III Nhiên liệu khí 10 Khí thiên nhiên 10 Khí nhân tạo 10 IV Nhiệt trị nhiên liệu 10 Nhiệt trị nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng 10 Nhiệt trị nhiên liệu khí 11 V Tính cháy nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng Xác định hệ số chuyển đổi thành phần nhiên liệu Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 12 12 102 Nhiệt trị nhiên liệu rắn nhiên liệu lỏng 13 Lượng khơng khí khơ cần cho q trình cháy lý thuyết 13 Lượng khơng khí khơ cần cho q trình cháy thực tế 13 Lượng khơng khí ẩm lý thuyết 13 Lượng khơng khí ẩm thực tế 13 Lượng sản phẩm cháy thực tế 14 Tỷ trọng sản phẩm cháy 14 Chương 3: Chuyển động dịng khí thiết bị nhiệt 16 I Khái qt chung chuyển động dịng khí thiết bị nhiệt 16 II Những đặc điểm tiêu biểu chuyển động dịng khí thiết bị nhiệt 17 Nguyên lý Grum – Grimailo 17 Dòng khí chuyển động lị đường hầm, lị nằm 18 Dịng khí chuyển động lị đứng 19 Dịng khí chuyển động bể dưỡng hộ 19 III Các dạng trở lực chuyển động dòng khí 20 Tổn áp ma sát 20 Tổn áp cục 20 Tổn áp 20 Tổn áp khác 20 IV Các thiết bị trì chuyển động cưỡng dịng khí 21 Ống khói 21 Quạt thơng gió 22 Chương 4: Cơ sở lý thuyết q trình gia cơng nhiệt vật liệu thiết bị nhiệt 24 I Quá trình sấy 24 Khái niệm trình sấy 24 Đặc điểm trình sấy vật liệu tạo hình 25 Các dạng trình sấy 25 Sự xuất kẽ nứt vật liệu sấy 27 II Quá trình nung Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 28 103 Quá trình trao đổi nhiệt trao đổi chất 28 Quá trình nung gốm xây dựng 29 2.1 Một số khái niệm chung 29 2.2 Các q trình hóa lý xảy nung gốm xây dựng 30 Quá trình nung chất kết dính 31 3.1 Bản chất hóa lý thơng số q trình nung clinker xi măng, vơi 31 3.2 Động học q trình hóa lý nung chất kết dính 33 3.3 Mức nhiệt độ thiết bị nung 33 Chương 5: Tính nhiệt cho thiết bị nhiệt 35 I Phương trình cân nhiệt 35 II Tính tốn nhiệt cho thiết bị nhiệt cách thiết lập phương trình cân nhiệt 36 Giới thiệu chung 36 Thiết lập phương trình cân nhiệt 36 2.1 Phần nhiệt cung cấp 36 2.3 Phần nhiệt tiêu tốn 37 Chương 6: Thiết bị đốt nhiên liệu dùng sản xuất vật liệu xây dựng 42 I Thiết bị đốt nhiên liệu rắn 42 Khái quát chung 42 Thiết bị đốt nhiên liệu rắn – Buồng đốt thủ công 43 2.1 Buồng đốt ghi phẳng 43 2.2 Buồng đốt ghi nghiêng 45 Thiết bị đốt nhiên liệu rắn – Buồng đốt khí 46 Thiết bị đốt nhiên liệu bụi 47 4.1 Khái quát chung 47 4.2 Đốt than bụi buồng xyclon 48 4.3 Đốt than bụi buồng lò 48 II Thiết bị đốt nhiên liệu khí 50 Đặc điểm chung phân loại thiết bị 50 Mỏ đốt lồng ống 51 Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 104 Mỏ đốt tự hút 53 III Thiết bị đốt nhiên liệu lỏng 54 Đặc điểm chung phân loại 54 Mỏ phun thấp áp 55 Mỏ phun cao áp 56 Chương 7: Thiết bị sấy dùng sản xuất vật liệu xây dựng 57 I Phân loại 57 II Nguyên tắc thiết kế chọn thiết bị sấy 58 III Thiết bị sấy vật liệu dạng hồ - Tháp sấy phun 59 Giới thiệu chung 59 Cấu tạo 59 Những điều cần lưu ý vận hành tháp sấy phun 61 IV Thiết bị sấy vật liệu dạng cục, đổ vồn – Sấy thùng quay 63 Lĩnh vực sử dụng 63 Cấu tạo vận hành 63 V Thiết bị sấy cấu kiện tạo hình 64 Hầm sấy gián đoạn 64 Hầm sấy tunel 67 Hầm sấy băng chuyền 70 Chương 8: Thiết bị nung dùng sản xuất vật liệu xây dựng 72 I Phân loại 72 II Thiết bị nung gốm xây dựng 72 Đặc điểm cấu tạo thiết bị nung gốm xây dựng 72 1.1 Đặc điểm loại vật liệu dùng xây lò 72 1.2 Cấu tạo lò 73 Thiết bị nung gốm xây dựng 74 2.1 Thiết bị nung gián đoạn vật liệu gốm xây dựng 74 2.2 Thiết bị liên hoàn nung gốm xây dựng 79 III Thiết bị nung chất kết dính Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 92 105 Thiết bị lị đứng nung chất kết dính 92 1.1 Ngun tắc làm việc trao đổi nhiệt lò 92 1.2 Vận hành lò đứng 92 Thiết bị lò quay nung chất kết dính 93 2.1 Một số khái niệm định nghĩa 93 2.2 Đặc điểm trao đổi nhiệt lò quay 93 2.3 Lò quay nung clinker xi măng 94 2.4 Lị quay nung vơi 94 2.5 Lò quay dùng sản xuất keramdit 94 Chương 9: Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông 95 I Cơ sở lý thuyết dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông 95 Các q trình hóa lý dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông 95 Chế độ gia công nhiệt ẩm cấu kiện 95 II Phân loại thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông 96 III Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông làm việc theo chu kỳ 97 Bể dưỡng hộ thường 97 Khn tạo hình dưỡng hộ nhiệt dạng áo 98 Thiết bị khn casset tạo hình dưỡng hộ 99 Thiết bị dưỡng hộ cao áp – Autoclav 99 IV Thiết bị dưỡng hộ nhiệt ẩm bê tông làm việc liên tục 100 Thiết bị dưỡng hộ dạng hầm tuynel 100 Bể dưỡng hộ thẳng đứng hoạt động liên tục 100 Biên Soạn - ThS HÀ HẢI SƠN 106 ... Cơ sở lý thuyết trình gia công nhiệt vật liệu thiết bị nhiệt I Quá trình sấy: Khái niệm trình sấy: * Sấy q trình làm khơ vật liệu, cịn thiết bị để thực trình gọi thiết bị sấy Đây công đoạn quan... sản xuất vật liệu xây dựng mà cịn nhiều ngành cơng nghiệp khác * Có số cách làm khơ vật liệu như: ép, lọc ly tâm…nhưng phương pháp lại không coi sấy Nên trình sấy hiểu cách làm khô vật liệu nhờ... giảm q trình khuếch tán vật liệu thời gian đầu tiếp xúc tác nhân sấy với vật liệu ẩm Ở giai đoạn này, điều kiện cản trở thoát ẩm khối thể vật liệu cải thiện Kết dẫn tới lượng ẩm từ vật liệu thoát