Nghiên cứu tận dụng nhiệt thải từ động cơ đốt trong, để cung cấp nhiệt cho khu nghỉ mát hòn tre khánh hòa

CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày 06 tháng 02 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên : NGUYỄN HỮU NGHĨA Phái : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 14 / / 1979 Nơi sinh : Bến Tre Chuyên ngành : Công nghệ nhiệt MSHV: 00604148 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tận dụng nhiệt thải từ động đốt để cấp nhiệt cho khu nghỉ mát Hòn Tre - Khánh Hoà II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : Trên sở động đốt có qui mô hoạt động du lịch đảo Hòn Tre, nghiên cứu khả thu hồi nhiệt thải từ động đốt để đáp ứng nhu cầu cung cấp nước nóng, bão hoà chạy máy lạnh hấp thụ để điều hoà không khí Viết chương trình tính thiết kế thiết bị thu hồi nhiệt cho phương án Phân tích hiệu kinh tế phương án thu hồi nhiệt III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06 / 02/ 2006 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 06/10/2006 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QLCHUYÊN NGÀNH TS.NGUYỄN VĂN TUYÊN PGS TS LÊ CHÍ HIỆP PGS TS LÊ CHÍ HIỆP Nội dung đề cương luận văn thạc só hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày tháng năm 2006 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Thầy TS NGUYỄN VĂN TUYÊN tận tình giảng dạy, hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm quý báu để tác giả hoàn thành luận văn Xin cảm ơn Thầy PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP thầy cô môn Công nghệ nhiệt nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ tác giả thời gian học tập Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM Xin cảm ơn Ban Giám đốc anh em Bộ phận Kỹ Thuật khu nghỉ mát đảo Hòn Tre tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả thời gian nghiên cứu khảo sát hệ thống máy móc thiết bị khu nghỉ mát TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Luận văn nghiên cứu tận dụng nhiệt thải từ động đốt sở dịch vụ du lịch Khu nghỉ mát Hòn Tre - Nha Trang, để đáp ứng nhu cầu nhiệt khu nghỉ mát Luận văn gồm có phần sau: - Khảo sát nguồn nhiệt thải từ động đốt sử dụng khu nghỉ mát hệ thống cung cấp nhiệt (nước nóng, nước bão hoà điều hoà không khí) nhu cầu nhiệt khu nghỉ mát Hòn Tre - Nghiên cứu tận dụng nhiệt thải từ động đốt để sản xuất nước nóng, đáp ứng nhu cầu nước nóng, giảm lượng nước để gia nhiệt nước nóng - Nghiên cứu tận dụng nhiệt thải từ động đốt để sản xuất nước bão hoà, đáp ứng nhu cầu cung cấp nước nóng nhu cầu giặt ủi, giảm chi phí nhiên liệu cho lò - Nghiên cứu khả tận dụng nhiệt thải chạy máy lạnh hấp thụ để điều hoà không khí, giảm lượng điện tiêu thụ cho điều hoà không khí - Đánh giá hiệu phương án thu hồi nhiệt - Kết luận đề xuất ý kiến MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ MỤC LỤC CÁC KÝ HIỆU CHÍNH CÁC CHỮ VIẾT TẮT 10 CHƯƠNG I MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 11 1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN 13 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ THU HỒI NHIỆT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.1 KHÁI QUÁT VỀ NHIỆT THẢI 14 2.1.1 KHÁI QUÁT CHUNG 14 2.1.2.CÁC NGUỒN NHIỆT THẢI 15 2.1.3 THIẾT BỊ SỬ DỤNG NHIỆT THẢI 16 2.2 KHẢ NĂNG THU HỒI NHIỆT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG 2.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG NHIỆT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG HIỆN NAY 18 2.3.1 TRÊN THẾ GIỚI 18 2.3.2 Ở VIỆT NAM 20 CHƯƠNG III PHƯƠNG ÁN TẬN DỤNG NHIỆT THẢI TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG Ở KHU NGHỈ MÁT HÒN TRE 3.1 ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG SỬ DỤNG TẠI HÒN TRE 22 3.1.1 Thông số kỹ thuật 22 3.1.2 Nguồn nhiên liệu sử dụng 22 3.1.3 Nhiên liệu tiêu thụ nhiệt độ khói thải theo tải 3.2 NHU CẦU SỬ DỤNG NHIỆT TẠI KHU NGHỈ MÁT 23 23 3.2.1 Nhu cầu nước nóng 23 3.2.2 Nhu cầu bão hoà 26 3.2.2 Nhu cầu điều hoà không khí 27 3.3 CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỀ NGHỊ 28 CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CÁC PHƯƠNG ÁN THU HỒI NHIỆT 4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ NGUỒN NHIỆT THẢI 33 4.1.1 Lưu lượng khói thải 33 4.1.2 Trở lực đường khói 33 4.1.3 Nhiệt độ đọng sương khói 33 4.1.4 Nhiệt lượng thu hồi từ khói thải 34 4.2 PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT NƯỚC NÓNG 35 4.2.1 Nhu cầu nước nóng lớn 35 4.2.2 Lượng nước nóng sản xuất tối đa 36 4.2.3 Tính toán thiết bị sản xuất nước nóng đáp ứng nhu cầu 4.2.3.1 Tính toán thiết bị gia nhiệt sơ cấp 38 4.2.3.2 Tính toán thiết bị gia nhiệt thứ cấp 44 4.2.3.3 Sơ đồ thuật toán 47 4.2.3.4 Kết tính 48 4.3 PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT HƠI BÃO HOÀ 55 4.3.1 Nhu cầu lớn 55 4.3.2 Tính toán thiết kế thiết bị sinh 56 4.3.3.1 Phương pháp tính toán 56 4.3.3.2 Chương trình tính toán 56 4.3.3.3 Sơ đồ thuật toán 53 4.3.3.4 Kết tính 64 4.4 KHẢ NĂNG CHẠY MÁY LẠNH HẤP THỤ 68 4.4.1 Phương pháp tính toán 68 4.4.2 Chương trình tính toán 70 4.4.2.1 Chọn thông số làm việc máy lạnh hấp thụ 70 4.4.2.2 Tính cấp áp suất làm việc hệ thống 70 4.4.2.3 Tính lưu lượng, entalpy, nồng độ, nhiệt độ 4.4.3 Sơ đồ tính toán 73 4.4.4 Kết tính 74 CHƯƠNG V ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG ÁN 5.1 KHẢ NĂNG TẬN DỤNG NHIỆT THẢI 76 5.2 HIỆU QUẢ KINH TẾ 78 5.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN PHÙ HP 81 CHƯƠNG VI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 Phụ lục I Chương trình tính toán phương án 87 Phụ lục II Thông số kỹ thuật động đốt 126 Phụ lục III Đặc tính kỹ thuật dầu DO 132 Phụ lục IV Nhu cầu nước nóng theo ngày KNM Hòn Tre 133 Phụ lục V Nhu cầu nước nóng theo (tháng 7/2006) 134 Phụ lục VI Tiêu thụ dầu cho lò 136 Phụ lục VII Tải máy phát hàng tháng 137 Phụ lục VIII Tiêu thụ dầu cho máy phát 138 Phụ lục IX Khu nghỉ mát Hòn Tre 139 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 141 CÁC KÝ HIỆU CHÍNH α hệ số toả nhiệt đối lưu, W/m2.độ αc hệ số toả nhiệt đối lưu cánh, W/m2.độ δ chiều dày, m εc hệ số làm cánh λ hệ số dẫn nhiệt, W/m2.độ ω vận tốc chuyển động, m/s ξ hệ số trở kháng ν độ nhớt, m2/s ζ hệ số trở lực cục η hiệu suất nhiệt, % ρ khối lượng riêng, kg/m3 cpk nhiệt dung riêng khói, kJ/kg.độ cpn nhiệt dung riêng nước, kJ/kg.độ dng đường kính ngoài, m dtr đường kính trong, m dc đường kính cánh, m D sản lượng hơi, kg/h Gk lưu lượng khói thải, kg/h Gnnsc lưu lượng nước nóng gia nhiệt sơ cấp, m3/h Gnntc lưu lượng nước nóng gia nhiệt thứ cấp, m3/h Gtb lưu lượng nước nóng trung bình, m3/h Gth lưu lượng nước tuần hoàn, m3/h Gmax lưu lượng nước nóng lớn nhất, m3/h Gmin lưu lượng nước nóng nhỏ nhất, m3/h hc chiều cao cánh, m H chiều cao thiết bị, m HS hiệu suất, % k hệ số truyền nhiệt, W/m2.độ l tổng chiều dài ống, m L chiều dài ống, m m số ống truyền nhiệt hàng, ống Nu số Nousselt p áp suất, bar Qk nhiệt lượng thu hồi từ khói thải, kW Re số Reynold s1 bước ngang, m s2 bước dọc, m sc bước cánh, m tkv nhiệt độ khói vào, 0C tkr nhiệt độ khói ra, 0C tkmin nhiệt độ khói thấp nhất, 0C ts nhiệt độ đọng sương khói, 0C tnvsc nhiệt độ nước vào gia nhiệt sơ cấp, 0C tnrsc nhiệt độ nước gia nhiệt sơ cấp, 0C tnvtc nhiệt độ nước vào gia nhiệt thứ cấp, 0C tnrtc nhiệt độ nước gia nhiệt thứ cấp, 0C tmt nhiệt độ môi trường, 0C W chiều rộng thiết bị, m ∆tpp nhiệt độ điểm pinch, 0C [∆p] trở lực cho phép, Pa CÁC CHỮ VIẾT TẮT BPS bình phát sinh COP hệ số hiệu máy lạnh ĐCĐT động đốt ĐHKK điều hoà không khí ECO hâm nước HRSG lò thu hồi nhiệt thải KNM khu nghỉ mát MLHT máy lạnh hấp thụ NSL suất lạnh PTCB phương trình cân TĐN trao đổi nhiệt 10 HÃNG GENERAL ELECTRIC (MỸ) 127 HÃNG DETROIT DIESEL GENERATOR 128 129 130 131 PHỤ LỤC III ĐẶC TÍNH CỦA NHIÊN LIỆU DẦU DO STT Chỉ tiêu hoá lý Phương pháp Kết Nhìn bề Màu sắc ASTM D1500 L1,5 Tỷ trọng 150C (kg/l) TCVN 6594:2000 0,842 Nhiệt độ bắt cháy cốc kín (0C) ASTM D93 71 Thành phần cất (0C) ASTM D86 Trong Điểm sôi dầu (IBP)(0C) 174 10% chưng cất 215 50% chưng cất 291 90% chưng cất 361 Điểm sôi cuối (FBP) 377 Cặn hao hụt (%V) 2,5 Độ nhớt động học 400C ASTM D445 3,6 Điểm đông đặc (0C) TCVN 3753:1995 Hàm lượng lưu huỳnh (%wt) ASTM D4294 0,445 Chỉ số Xêtan ASTM D976 54 10 Hàm lượng tro (%wt) ASTM D482