Khảo sát quá trình cháy trong buồng đốt lò hơi để tiết kiệm năng lượng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ♦ TRẦN THÁI ĐỨC KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG BUỒNG ĐỐT LÒ HƠI ĐỂ TIẾT KIỆM NĂNG LƯNG CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC MÃ SỐ NGÀNH: 2.10.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH- 01/2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : Tiến só Trịnh Văn Dũng 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 HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp HCM ngày … Tháng …… Năm …… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Trần Thái Đức MSHV: 00504104 Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 08/09/1669 Nơi sinh: Tp Hồ chí minh Chuyên nghành: Quá Trình Và Thiết Bị Công Nghệ Hoá Học MN: 2.10.08 I-TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát trình cháy buồng đốt lò để tiết kiệm lượng II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Đặt vấn đề Tổng quan buồng đốt , lý thuyết cháy; Lập mô hình tính toán yếu tố ảnh hưởng đến trình cháy buồng đốt lò hơi;Khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến trình cháy hiệu suất nhiệt lò Kết luận III-NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… IV-NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:……………………………………………………………………… V-CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến só Trịnh Văn Dũng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc só hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày tháng năm TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Trùc hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS.Trịnh Văn Dũng Người thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ em việc hoàn thành luận văn Sự tận tụy thầy nguồn động viên cho em suốt thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm cảm ơn Ban Tổng Giám Đốc tập thể cán công nhân viên công ty trách nhiệm hữu hạn điện lực hiệp phước giúp đỡ tạo điều kiện cho thực khảo sát thực nghiệm ghóp ý cho luận văn Em xin cảm ơn quý thầy cô môn máy thiết bị –Khoa công nghệ hoá học dầu khí động viên truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt thời gian học tập bậc đại học sau đại học Em xin cảm ơn thầy cô hội đồng chấm luận án dành thời gian đọc luận án cho nhận xét luận án Xin chân thành cảm ơn bạn đồng học lớp cao học Công Nghệ Hoá Học K15 hồ trợ giúp đỡ suốt thời gian học tập Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình, nguồn động viên điểm tựa vừng hỗ trợ tạo cho nghị lực suốt trình học hoàn thành luận văn TÓM TẮT Mục tiêu đề tài khảo sát yếu tố vận hành buồng đốt ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt tổ lò nhà máy nhiệt điện Hiệp Phước để tiết kiệm nhiên liệu, phương pháp thiết lập hệ phương trình tính toán hiệu suất nhiệt kết hợp với phần mềm hỗ trợ giải hệ phương trình sử dụng hệ phương trình để khảo sát đánh giá, sở luận văn trình bày nội dung sau: - Chương 1: Tổng quan lịch sử hình thành, quy trình công nghệ, cấu tạo thiết bị lò hơi, cấu tạo buồng đốt nhà máy, nhiên liệu quy mô sử dụng nhiên liệu nhà máy - Chương 2: Tóm lược lý thuyết trình cháy - Chương 3: Trình bày sở phương pháp thực nghiệm tính toán hiệu suất nhiệt lò nhà máy - Chương 4: Trình bày phương pháp thiết lập hệ phương trình lý thuyết tính hiệu suất nhiệt sở phương trình mô tả trình buồng đốt, tính toán xây dựng hệ phương trình, thuật toán giải hệ phương trình, tính toán kiểm tra hệ - Chương 5: Sử dụng hệ phương trình để đánh giá lựa chọn phương án tiết kiệm nhiên liệu - Phần kết luận nêu hạn chế đề tài Abstract The goal of this project is to investigate the operation factors of the combustion furnace which affects the thermal efficiency of the boiler in Hiep Phuoc Power Plant in order to save the fuel cost To achieve this goal, the set of equations calculating the thermal efficiency has been set up in combination with the utility software to solve the aforementioned equations has been used to investigate and evaluate the thermal efficiency For that purpose, the thesis presents the following contents: Chapter 1: General introduction to the foundation history of HPPC, its process of engineering, the structure of the boiler, the structure of the combustion furnace, the fuel, and the scale with which the fuel is used in the plant Chapter 2: The summary of the theories of the combustion process Chapter 3: Presentation of the basis of the experimental method which was used to compute the thermal efficiency of the boiler Chapter 4: Presentation of the method of establishment of the set of theorical equations which was based on other equations describing the processes inside the combustion furnace to compute the thermal efficiency, the calculations to establish such equations, the algorithm to solve the set of equations, the computation and examination of the equations Chapter 5: The application of the set of the equations to evaluate and select the proper measures of saving fuel cost The conclusion and discussion of the limits and shortcoming of the subject MỤC LỤC Tr CHƯƠNG I 1.1 MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ TỔNG QUAN Nhu cầu tiêu thụ điện khu vực cần thiết nhà máy điện khu vực 1.2 Quy trình công nghệ nhà máy nhiệt điện Hiệp Phước 1.3 Sơ lược cấu tạo, nguyên lý hoạt động lò nhà máy 1.3.1 Hệ thống không khí sử dụng sản phẩm cháy sinh lò hoạt động 1.3.2 10 Hệ thống tuần hoàn nước, lò vách buồng đốt lò hoạt động 12 1.3.3 Các thông số vận hành theo thiết kế lò nhà máy 18 1.3.4 Định mức tiêu hao lượng theo thiết kế thực tế lò nhà máy 19 1.4 Giới thiệu sơ lược buồng đốt 22 1.4.1 Các trình xảy buồng đốt 24 1.4.2 Phân loại buồng đốt 26 1.4.3 Các tài liệu, công trình nghiên cứu liên quan đến buồng đốt trình xảy buồng đốt 28 1.5 Giới thiệu buồng đốt lò số 03 29 1.5.1 Cấu tạo buồng đốt lò số 03 29 1.5.2 Nhiên liệu sử dụng cho nhà máy nhiệt điện Hiệp Phước 32 1.5.3 Đặc tính FO 33 CHƯƠNG II LÝ THUYẾT CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU LỎNG 34 2.1 Phương thức cháy nhiên liệu lỏng 34 2.2 Một số mô hình vật lý trình cháy theo phun sương 34 2.3 Các trình hoá học buồng đốt - Phản ứng cháy nhiên liệu 36 2.3.1 Phản ứng cháy nhiên liệu lỏng 36 2.3.2 Sự hình thành cháy muội than 39 2.3.3 Đặc điểm cháy hạt sương dầu FO 40 2.3.4 Quá trình cháy khuếch tán hạt nhiên liệu lỏng 42 2.4 Các trình vật lý xảy trình cháy – Lý thuyết dòng hỗn lưu 50 CHƯƠNG III ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT NHIỆT CỦA LÒ HƠI SỐ 03 56 3.1 Sơ đồ sử dụng nhiệt (nhiên liệu) hệ thống lò 56 3.2 Cơ sở tính toán đánh giá hiệu suất nhiệt 57 3.2.1 Định nghóa công thức tính toán số thông số sử dụng cho phương trình cân 57 3.2.2 Phương trình cân nhiệt lò 63 3.3 Phương pháp thí nghiệm, đo kiểm đánh giá hiệu suất nhiệt lò 70 3.3.1 Mục đích thí nghiệm 70 3.3.2 Các thiết bị đo sử dụng thí nghiệm 71 3.3.3 Nội dung thí nghiệm 72 3.3.4 Tổ chức thí nghiệm biện pháp thực 73 3.3.5 Tính toán số liệu 74 3.4 Kết đánh giá hiệu suất nhiệt lò số 03 74 3.4.1 Bảng thông số vận hành phụ tải điện khác 74 3.4.2 Bảng kết tính toán hiệu suất nhiệt 79 3.4.3 Nhận xét 82 3.5 Biện pháp nâng cao hiệu suất nhiệt lò 83 3.5.1 Nâng cao hiệu suất nhiệt cách giảm thiểu tổn thất nhiệt 83 3.5.2 Nâng cao hiệu suất nhiệt cách lựa chọn phương thức vận hành tốt lò 86 CHƯƠNG IV THIẾT LẬP MÔ HÌNH THIẾT BỊ BUỒNG ĐỐT LÒ HƠI SỐ 03 87 4.1 Thiết lập cân vật chất cân lượng 87 4.1.1 Các phương trình cân 87 4.1.2 Các phương trình mô tả trình xảy buồng đốt 90 4.1.2.1 Các phương trình mô tả trình hoá học 90 4.1.2.2 Các phương trình mô tả trình nhiệt 90 4.1.3 Thiết lập hệ phương trình tính toán hiệu suất nhiệt 93 4.1.3.1 Các tính toán ban đầu 93 4.1.3.2 Hệ phương trình tính hiệu suất nhiệt lò 95 4.1.3.3 Hệ phương trình tính thành phần phương trình hiệu suất nhiệt 4.1.3.4 Các hệ phương trình tính toán khác 96 4.1.3.5 Hệ thống phương trình thuật toán giải hệ phương trình 101 4.2 Đánh giá tương thích mô hình 103 4.2.1 Cơ sở phương pháp đánh giá 108 4.2.2 Nội dung 108 CHƯƠNG V KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC 108 THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN QUÁ TRÌNH CHÁY TRONG BUỒNG ĐỐT 5.1 116 nh hưởng thông số vận hành đến trình cháy buồng đốt hiệu suất nhiệt lò 116 5.1.1 nh hưởng hệ số không khí thừa 116 5.1.2 nh hưởng lượng tán dầu 120 5.1.3 nh hưởng tỷ lệ khói tuần hoàn 124 5.1.4 nh hưởng nhiệt độ khói tuần hoàn 126 5.1.5 nh hưởng nhiệt độ không khí vào buồng đốt 129 5.2 nh hưởng yếu tố khác đến trình cháy hiệu suất lò 131 5.2.1 nh hưởng bề dầy lớp bảo ôn vách buồng đốt 132 5.2.2 nh hưởng chất liệu lớp bảo ôn vách buồng đốt 134 KẾT LUẬN 136 Hạn chế đề tài 137 Tài liệu tham khảo 138 ... buồng đốt lò? ? để tiết kiệm lượng lò thời gian gần đây, việc khảo sát điều kiện cháy nhiên liệu buồng đốt cần thiết Với lý đó, định chọn đề tài “ Khảo sát trình cháy xảy buồng đốt lò để tiết kiệm lượng? ??... thể hình1-1 sau: Khảo sát trình cháy buồng đốt lò? ? để tiết kiệm lượng 12 11 10 13 Sô ng Hình 1-1: Sơ đồ quy trình công nghệ nhà máy Khảo sát trình cháy buồng đốt lò? ? để tiết kiệm lượng STT 10 11... vào bao nhờ ống nối Khảo sát trình cháy buồng đốt lò? ? để tiết kiệm lượng 13 Hình 1-4: Hệ thống nước lò nhà máy điện Hiệp Phước Khảo sát trình cháy buồng đốt lò? ? để tiết kiệm lượng 14 Bảng 1-1: