Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt cho khách sạn 4 sao

Đồ án hệ thống cung cấp nhiệt cho khách sạn 4 sao cung cấp cho người đọc những phương án có thể cấp nhiệt với ưu nhược điểm khác nhau phù hợp với từng địa phương. Với tính toán chính xác và đã được kiểm duyệt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

LỜI NÓI ĐẦU

Trong lịch sử con người, việc sử dụng và tạo ra nhiệt là công cuộc nền móng cho

sự phát triển của nhân loại Từ 5000 năm trước, con người đã biết dùng nhiệt từ các mạch nước ngầm để bảo quản thực phẩm rồi đến bây giờ nhiệt được sử dụng

đa dạng, ở tất cả các nơi đó là một phần không thể thiếu Ta thấy được vai trò và

sự ảnh hưởng lớn như nào của nhiệt đối với đời sống

Cùng với sự phát triển của nhân loại thì trước hết là đáp ứng nhu cầu của chính conngười Nhu cầu ở đây là việc sử dụng nhiệt qua các hệ thống cung cấp nhiệt do chính con người tạo ra ở các hộ dân cư, nhà hàng, khách sạn, Việc này đòi hỏi các

hệ thống cung cấp nhiệt phải được thiết kế theo tiêu chuẩn đó để đáp ứng lại các nhu cầu sử dụng

Để có kiến thức cơ bản có thể khảo sát, thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống cung cấp nhiệt một cách an toàn và tinh tế, sinh viên ngành nhiệt đã được trang bị những môn học như Hệ thống cung cấp nhiệt, Truyền nhiệt, Cơ chất lưu để áp dụng vào làm đồ án 1 Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án môn học này chỉ trình bày việc tính toán thiết kế về nhiệt thuần tuý mà chưa mở rộng phạm vi ra việc thiết kế hoàn chỉnh toàn bộ một xí nghiệp sản xuất sử dụng năng lượng nhiệt

Dưới đây là bản tính toán thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt khách sạn Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án này chắc chắn không tránh khỏi sai sót, rất mong được

sự góp ý của thầy cô và các bạn

Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I 3

CÁC LOẠI NGUỒN CẤP VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP NƯỚC NÓNG CHO KHÁCH SẠN 4 SAO 3

I.1: Các loại nguồn cấp 3

I.1.1 Bơm nhiệt 3

I.1.2 Năng lượng mặt trời 5

I.1.3 Lò hơi 7

A.Lò hơi đốt than: 7

B Lò hơi đốt dầu 17

C Tìm hiểu thêm về lò hơi 22

I.2 Các phương pháp cấp nhiệt phổ biến hiện nay 25

I.2.1 Bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời 25

I.2.2 Lò hơi kết hợp với năng lượng mặt trời 26

I.2.3 Lò hơi kết hợp với bơm nhiệt 27

I.2.4 Lò hơi kết hợp với bơm nhiệt và năng lượng mặt trời 28

I.3 Lựa chọn nguồn cấp cho khách sạn 4 sao 29

CHƯƠNG II 30

XÂY DỰNG, TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀVẬT CHẤT CHO SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ 30

II.1 Xây dựng sơ đồ nguyên lý 30

II.2 Thông số cho hệ thống cấp nhiệt 31

II.3 Phương án cấp nhiệt: 32

II.4 Chọn thiết bị lò hơi 32

II.5 Chọn nhiên liệu cho lò hơi 35

CHƯƠNG III 38

TÍNH TOÁN SƠ BỘ CHỌN ĐƯỜNG KÍNH TUYẾN ỐNG CHÍNH TÍNH THỦY ĐỘNG TRÊN TUYẾN ỐNG CHÍNH CHỌN VẬT LIỆU ĐƯỜNG ỐNG CHÍNH VÀ TÍNH CHIỀU DẦY ỐNG 38

III.1 Tính chọn đường kính truyến ống chính 38

III.2 Tính thủy động (tổn thất áp suất) trên tuyến ống chính 38

III.3 Chọn vật liệu 40

III.4 Tính toán chiều dầy: 41

CHƯƠNG IV 42

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ BƠM 42

IV.1 Tính chọn bơm cấp cho lò hơi: 42

CHƯƠNG V 44

TÍNH CHỌN BẢO ÔN VÀ TỔN THẤT NHIỆT TUYẾN ỐNG CHÍNH 44

V.1 Tính chọn vật liệu bảo ôn: 44

V.2 Tính toán tổn thất nhiệt của ống dẫn: 45

CHƯƠNG VI 48

TÍNH BÙ DÃN NỞ NHIỆT TUYẾN ỐNG CHÍNH 48

VI.1 Cơ sở lý thuyết tính bù dãn nở nhiệt: 48

VI.2 Các phương pháp bù giãn nở nhiệt: 48

VI.2.1 Bù dọc trục 48

VI.2.2 Bù hướng kính 49

VI.3 Vị trí treo (đỡ) ống: 51

VI.4 Khoảng cách đặt bù giãn nở nhiệt: 53

KẾT LUẬN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

CHƯƠNG I

CÁC LOẠI NGUỒN CẤP VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

CẤP NƯỚC NÓNG CHO KHÁCH SẠN 4 SAO

I.1: Các loại nguồn cấp

I.1.1 Bơm nhiệt

Trong tự nhiên, nước luôn chảy từ cao xuống thấp, nhiệt luôn truyền từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi có nhiệt độ thấp Nhưng chúng ta có thể dung bơm để bơm nước từ dưới thấp lên cao và dùng bơm nhiệt để di chuyển nhiệt từ một nguồn nhiệt thấp (không khí môi trường xung quanh) tới nguồn nhiệt cao hơn (bình chứa nước nóng) Như vậy bơm nhiệt chính là một hệ thống làm tăng nhiệt lượng Hệ thống này làm việc trên nguyên lý của điều hòa nhiệt độ 2 chiều, nhưng hoạt động theo nguyên lý ngược với quy trình làm lạnh

Hệ thống bình nước nóng bơm nhiệt bao gồm 4 thành phần chính: dàn bay hơi, máy nén, bình ngưng tụ, van tiết lưu Với sự luân chuyển nhiệt liên tục theo một vòng tuân hoàn kín: bay hơi (trích xuất nhiệt từ không khí trong môi trường xung quanh) - nén - ngưng tụ (truyền nhiệt làm nóng nước trong bình bảo ôn) - tiết lưu - bay hơi, nhiệt lượng đã được truyền từ không khí tồn tại trong môi trường xung quanh sang cho nước chứa trong bình bảo ôn và làm nóng nước

Hình I.1.1 Sơ đồ nguyên lý của bơm nhiệt

a.Nguyên lý hoạt động

Môi chất lạnh với nhiệt độ thấp và áp suất thấp được máy nén lạnh hút về từ dàn bay hơi, sau đó nén lên dàn ngưng tụ, môi chất lạnh được ngưng tụ và ở đó môi chất lạnh có áp suất cao và nhiệt độ cao, môi chất lạnh đó trao đổi nhiệt với nước lạnh tại dàn ngưng tụ và làm cho nhiệt độ môi chất giảm xuống do quá trình thải nhiệt cho nước, nước hấp thụ nhiệt và nhiệt độ của nước tăng lên Sau đó áp suất môi chất giảm xuống khi qua van tiết lưu, môi chất có nhiệt độ thấp và áp suất thấp Tiếp theo, môi chất này được dẫn qua dàn bay hơi; tại đây, môi chất nhận nhiệt từ môi trường xung quanh nhờ quạt và sau đó môi chất được máy nén hút về

và đưa trở lại dàn ngưng

b.Ưu điểm

+Công suất nhiệt lớn, nhỏ gọn

+Ứng dụng rộng rãi, tiết kiệm 4 lần so với các loại lò đốt

+Thân thiện, giảm phát thải => giảm nguy cơ nóng lên của trái đấtͦͦ

Cụ thể: có thể giảm 60% năng lượng sơ cấp phải tiêu tốn, lượng phát thải khí CO2 còn có thể giảm tới 70%

+Khả năng thu hồi vốn đầu tư nhanh (khoảng 2-3 năm)

+Chi phí đầu tư ban đầu cao

+Hầu hết các trang thiết bị phải nhập ngoại nên việc bảo dưỡng sửa chữa khó khăn

=>chi phí bảo dướng lớn

+Dàn lạnh dễ bị đóng băng nếu có đổ ẩm cao và nhiệt môi trường thấp ≤ 5ºC => giảm năng suất giải nhiệt => giảm hiệu quả sử dụng nhiệt

Phù hợp cho khách sạn, nhà hàng, các toàn nhà hay trung tâm thương mại cần côngsuất nhiệt lớn và nhiệt ổn định Dùng bơm nhiệt nếu tận dụng cả nguồn lạnh thì sẽ

còn tiết kiệm hơn nữa vì vậy ở nhiều vùng ứng dụng bơm nhiệt làm điều hòa 2

chiều, còn ở những vùng ôn đới thường dùng để cấp nước nóng và sưởi.

I.1.2 Năng lượng mặt trời

Hình I.1.2 Sơ đồ nguyên lý nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời

b.Ưu Điểm

+Lắp đặt đơn giản

+Sử dụng tấm che bề mặt hồ bơi sẽ giảm tối đa tổn thất nhiệt qua bề

+Nguồn năng lượng rẻ, sẵn có

+Chi phí vận hành thấp

+Cấp nước nóng liên tục trong mọi điều kiện thời tiết

c.Nhược điểm

+Chi phí đầu tư ban đầu tương đối cao

+Tốn diện tích

+Hiệu quả phụ thuộc vào vị trí mặt trời

+Việc sản xuất năng lượng mặt trời bị ảnh hưởng vào những ngày u ám hay mùa đông

I.1.3 Lò hơi

Lò hơi là thiết bị nhiệt đa dạng tùy vào nhiên liệu, hình dáng, kiểu loại, …

A.Lò hơi đốt than:

Mỗi loại lò hơi đốt than có cấu tạo, đặc điểm và nguyên lí hoạt động phù hợp với mục đích của nhiều ngành công nghiệp khác nhau Riêng với lò hơi đốt than, hiện nay nó được ứng dụng rộng rãi trải dài nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau cần

sử dụng hơi như Sấy, nhuộm, dệt may, thực phẩm, nước giải khát, rượu bia, thủy sản…Chính vì thế hôm nay chúng ta hãy cùng tìm hiểu về loại lò hơi công nghiệp này để có thêm sự chọn lựa tốt nhất cho nhà máy

Hình A Nguyên lý cấu tạo của lò hơi

1-buồng đốt; 2-dàn ống sinh hơi; 3-vồi phun nhiên liệu và không khí; 4-ống nước xuống; 5-bao hơi; 6-ống dẫn hơi trên trần; 7- bộ quá nhiệt hơi; 8- bộ quá nhiệt trung gian hơi; 9-bộ hâm nước; 10-khoảng trống đẻ vệ sinh và

sửa chữa; 11-bộ sấy không khí

Nguyên lý chung Lò hơi:

Không khí cùng bột than phun vào buồng lửa qua vòi phun (3) và cháy, truyền nhiệt lượng cho các dàn ống bố trí xung quanh buồng đốt (1) Nước trong dàn ống sinh hơi (2) được đốt nóng, sôi và sinh hơi Hỗn hợp hơi nước sinh ra được đưa lênbao hơi (5) Bao hơi dùng để tách hơi ra khỏi nước Khối lượng riêng của hơi nhỏ hơn nước làm bay hơi lên

Phần nước chưa bốc hơi có trong bao hơi được đưa trở lại dàn ống, qua các ống xuống bố trí ngoài tường lò, có trọng lượng riêng lớn hơn hỗn hợp hơi nước ở trong các dàn (vì không được hấp thu nhiệt) tạo nên độ chênh trọng lượng cột nước Do đó môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên trong một chu trình kín Hơi

ra khỏi bao hơi được chuyển tới bộ phận quá nhiệt để tạo thành hơi quá nhiệt, cónhiệt độ cao Khói thoát khỏi bộ phận quá nhiệt, nhiệt độ còn cao, do đó bố trí

bộ phận hâm nước và bộ phận sấy không khí để tận dụng nhiệt thừa của khói

Hiện nay, người ta thiết kế ra nhiều mẫu lò hơi đốt than để phù hợp với nhu cầu của người sử dụng, phù hợp với tường loại than để có mẫu lò hơi đốt than mang lạinhiều hiệu quả kinh tế nhất Các loại lò hơi đặc trưng như lò hơi đốt than ghi xích,

lò hơi đốt than tầng sôi, lò hơi đốt than ghi tĩnh

A.1 Lò hơi đốt than ghi xích

Hình A.3 Nguyên lý cấu tạo lò hơi đốt than ghi xích

Hình ảnh lò hơi đốt than ghi xích

Cấu tạo gồm: trống 1, van hơi chính 2, đường cấp nước 3, ghi lò dạng xích 4, buồng lửa 5, hộp tro xỉ 6, hộp gió 7 cấp gió cấp 1 qua ghi cho lớp nhiên liệu trên ghi, phễu than 8, ống khói 9, bộ sấy không khí 10, quạt 11, quạt khói 12, bộ hâm nước 13, dàn ống nước xuống 14, ống góp dưới 15, dàn ống nước lên 16, dãy phestôn 17 và bộ quá nhiệt 18

Với cấu tạo thân lò đơn giản gồm hai loại: tổ hợp ống nước công suất 6 - 50

tấn/giờ và ống lửa công suất từ 1 - 6 tấn/giờ phù hợp với những mục đích khác nhau của người dùng

Thuộc loại lò hơi công suất nhỏ hoặc trung bình Lò hơi gồm 3 pass, ghi xích lớn, dài phù hợp với than cám Việt Nam Cũng giống như các loại lò hơi khác, lò hơi đốt than ghi xích được trang bị đầy đủ hệ thống lọc bụi, hệ thống phun nước, hệ thống điều khiển tự động vô cấp bằng biến tần và đặc biệt là hệ thống thu hồi nhiệt nước và gia tăng gió nóng

Cách vận hành lò hơi đốt than rất đơn giản với áp suất, nhiệt độ ổn định Ngoài ra

nó còn sử dụng được nhiều loại nguyên liệu khác nhau và có thể cấp than và thải xỉhoàn toàn tự động

Nguyên lý hoạt động

Nhiệt liệu được đốt cháy trong buồng đốt trên mặt ghi xích và chạy từ đầu lò đến cuối lò và xỉ được thải ra ngoài sau khi làm mát bằng nước Buồng đốt được xây bằng gạch chịu lửa để tạo ra buồng đốt nóng với nhiệt độ cao đẻ than dễ bắt cháy Trong buồng đốt có vòm cuốn bức xạ nhiệt tạo ra những vùng tâm cháy của buồng đốt, than được đốt cháy và gió nóng được dẫn từ đuối buồng đốt lên phía trên để tận dụng nhiệt của xỉ làm cho than cháy kiệt và đồng thời làm cho xỉ nguội trước khi thải ra ngoài Nhiệt lượng tỏa ra trong buồng đốt được truyền bằng bức xạ cho các dàn ống vách bên, vách trước và vách sau của buồng đốt

Tiếp đó dòng sản phẩm cháy đi qua cửa khói bố trí vách sau bên trái buồng đốt vàobuồng cháy kiệt Tại đây phần nhiên liệu chưa cháy hết ( nếu có) được cháy kiệt vàsản phẩm cháy truyền nhiệt tiếp cho các dàn ống vách và hang ống đối lưu đầu tiên Sau đó khói nóng đi vào chum ống đối lưu theo đường ziczac (được bố trí bằng các vách nước nhằm kết hợp với mục đích tang diện tích trao đổi nhiệt), thực hiện quá trình trao đổi nhiệt đối lưu cho chum ống và thoát ra khỏi lò

Khói nóng được tiếp tực dẫn qua bộ hâm nước, bộ sấy khống khí (bộ tiếp kiệm nhiệt) Nhiệt của khói nóng được truyền qua giàn ống làm nâng cao nhiệt độ nước cấp vào lò sau đó đi vào bộ sấy không khí dạng ống chum, khói nóng đi trong long chum ống, bên ngoài chùm ống là luồng khí lạnh từ quạt đẩy thổi qua Khói nóng sau khi đi qua bộ sấy không khí, nhiệt được trao đổi từ khói nóng sang không khí lạnh, giúp nhiệt độ không khí trước khi cấp vào lò hơi giúp qua trình cháy trong buồng xảy ra hiệu quả hơn, nhiên nlieeju được sấy nhanh tước khi cháy, giảm hiện tượng khói trong quá trình khởi động lò

Khói nóng sau khi đi qua các bộ tận dụng nhiệt khói thải sẽ được đi qua các thiết bịchuyên xử lý các thành phần như cyclone lọc bụi, bộ lọc bụi túi vải, lọc bũi tĩnh điện, tháp dập bụi, bể lắng tro… Khói thải sau khi hoàn thành nhiệm vụ truyền nhiệt cho các bộ tiết kiệm nhiệt, được xử lý xong sẽ được thải ra môi trường qua ống khói

Không khí cần thiết cho sự cháy được cấp vào buồng đốt lò hơi bằng quạt gió Từ quạt gió không khí theo kênh gió lạnh đi vào bộ sấy không khí tận dụng nhiệt lượng tỏa ra của khói để nâng nhiệt độ lên 80-120oC sau đó không khí nóng được đưa qua kênh gió nóng vào buồng đót theo các hộp gió bố trí hai bên sườn cụm ghixích và phân phối vào gầm ghi Gió gầm ghi được phân thanh nhiều khoang nhỏ, mỗi khoang đều có cửa diều chỉnh để có thể điều chỉnh chế độ cháy của than trên

bề mặt ghi suốt dọc chiều dài ghi, một phần gió này đi từ cuối buồng đốt lên phía trên để làm mát xỉ và lấy nhiệt cho buồng đốt làm tăng quá trình cháy.

Toàn bộ cụm sinh hơi được đỡ trên bệ đỡ đặt trên cụm ghi xích Hệ thống cầu thanh và sàn thao tác cho phép thực hiện các thao tách tại mọi vị trí cần thiết

Tường lò được kết cấu nhiều lướp cấu tạo bằng gạch chịu lửa định hình, bông gồm chịu nhiệt độ cao và bông thủy tinh để ngăn chặn sự thoát nhiệt ra ngoài mồi

trường, để đảm bảo nhiệt thế buồng đốt và hiệu suất của lò, cũng như điều kiện làmviệc của công nhân vận hành quanh lò Bên ngoài được bọc bảo ôn bằng lướp tôn màu lượn song đảm bảo độ bền và mỹ thuật công nghiệp

Ưu điểm

+Cấp than, thải xỉ hoàn toàn tự động

+Hoạt động với nhiệt độ, áp suất ổn định

+ Độ bền và công suất sinh hơi cao

Nhược điểm

+Kén chọn nhiên liệu

A.2 Lò hơi đốt than ghi tĩnh

Tương tự như lò hơi đốt than ghi xích Khác ở chỗ ghi cố định, nhiên liệu cho thủ công hoặc chuyển động bằng di động kiểu hất vào

Hình A.4 Mô hình lò hơi đốt than ghi tĩnh

Hình ảnh lò hơi đốt than ghi tĩnh

Tương tự như lò hơi đốt than ghi xích Khác ở chỗ ghi cố định, nhiên liệu cho thủ công hoặc chuyển động bằng di động kiểu hất vào

Nhiên liệu được cấp vào buồng đốt bằng thủ công, và nhờ gió cấp dưới ghi, nhiên liệu sẽ được đốt cháy trên ghi tỏa ra năng lượng cung cấp cho các chùm ống sinh hơi

Ưu điểm nổi bật nhất của lò hơi đốt than ghi tĩnh so với lò hơi đốt than ghi xích là công suất làm việc lớn lên đến 1-10 tấn/giờ, ưu điểm này giúp nhà máy tiết kiệm thời gian và áp suất làm việc đến 15 bar Ngoài ra cũng giống như lò hơi đốt than ghi xích, lò hơi ghi tĩnh đốt được nhiều loại nguyên liệu khác nhau như than cục, củi, vỏ điều…

Đặc điểm cấu tạo của lò hơi ghi tĩnh không khác gì so với lò hơi đốt than ghi xích

Lò được thiết kế 3 pass với phần thân gồm 2 loại là ống nước và ống lửa Diện tíchmặt ghi lớn, ghi dạng thanh chắc chắn, bền Và được trang bị đầy đủ các thiết bị,

hệ thống tiên tiến như lò hơi đốt than ghi xích

*Ưu, nhược điểm của lò hơi đốt than:

-Ưu điểm:

+Tốc độ làm nóng nước nhanh

Vận hành tương đối dễ dàng

+Duy trì nhiệt độ nước bể sau khi tăng nhiệt cũng tiêu tốn ít năng lượng.

+Thiết bị của hệ thống rất dễ thay thế, đơn giản

+Giá trị đầu tư ban đầu ít, vật tư thiết bị sản xuất tại Việt Nam

+Không phải lắp đặt thêm hệ thống điều hoà không khí trong phòng bể bơi vì tận dụng được hơi nóng từ hệ thống đưa vào làm nóng luôn không khí

Cấp nhiên liệu Bán tự động Thủ công hoặc cơ khí

Kiểu Tổ hợp ống nước, ống lò, ống

lửa, 3 pass

Nằm hoặc đứng, kiểu buồng đốt ngoài, tổ hợp ống nước, ống lò, ống lửa, ghi lật hoặc tĩnh

Không khí cung cấp choq úa trình cháy được thổi từ gầm ghilên qua lớp tro xỉ

Tuổi thọ Ghi lò ghi xích được làm mát

khi ghi ở mặt dưới nên tuổi thọ rất bền

Kém bền hơn rất nhiều

A.3 Lò hơi đốt than tầng sôi

Hình A.3 Lò hơi tầng sôia.Nguyên lý hoạt động:

Nhiên liệu sau khi sơ chế được đưa vào buồng lửa, gió cấp 1 được cấp vào từ phía dưới buồng đốt làm nhiệm vụ tạo lớp sôi Tiếp đến gió cấp 2 được cấp vào buồng lửa ở một độ cao nhất định Các hạt nhiên liệu chuyển động lên xuống trong buồnglửa và cháy cùng với hệ thống gió luân chuyển giúp nhiên liệu cháy hết

Loại nhiên liệu phù hợp là than cám

b.Ưu điểm:

+Ưu điểm lớn nhất của lò hơi tầng sôi là đốt nhiên liệu theo thể tích, nên buồng đốtnhỏ hơn các loại lò hơi thông thường khác, làm giảm thất thoát nhiệt ra môi

trường>>>> tăng hiệu suất lò

+Dễ vận hành, có thể thiết kế phù hợp có 1 dải công suất rất rộng từ 1 đến 50 tấn/giờ

+Giúp nhà máy tiết kiệm chi phí nhờ khả năng đốt cháy hoàn toàn nhiều loại nhiênliệu khác nhau

+Có khả năng hoạt động tự động và liên tục

+Tiết kiệm nhiên liệu tối đa trong quá trình vận hành, không bị tiêu hao nhiên liệu khi dừng sử dụng.

+Thân thiện môi trường, giảm ô nhiễm và các chất thải độc hại

+Giúp tiết kiệm được thời gian, công suất cho việc vệ sinh lò

+Tổn thất nhiệt ra môi trường bên ngoài khá lớn

+Hiệu suất cháy ở buồng lửa thấp hơn so với công nghệ lò hơi phun than

A.4.Ưu nhược điểm của lò đốt than

•Ưu điểm :

+Tốc độ làm nóng nước nhanh

+Vận hành tương đối dễ dàng

+Duy trì nhiệt độ nước bể sau khi tăng nhiệt cũng tiêu tốn ít năng lượng

+Thiết bị của hệ thống rất dễ thay thế, đơn giản

+Giá trị đầu tư ban đầu ít, vật tư thiết bị sản xuất tại Việt Nam

+Không phải lắp đặt thêm hệ thống điều hoà không khí trong phòng bể bơi vì tận dụng được hơi nóng từ hệ thống đưa vào làm nóng luôn không khí

số

LT0.75/10E

LT1/1DE LT1.5/10

E

LT2/10E LT2.5/10

ENăng

Hình C.1 Nguyên lý cấu tạo lò hơi đốt dầu kiểu đứng

Hình ảnh lò hơi đốt dầu kiểu đứng

Nguyên lý hoạt động: Cấp nước vào phần rỗng của thành lò hơi, tiến hành đốt nhiên liệu, nước bắt đầu sôi và bốc hơi Khói theo đường ống dẫn đi ra ngoài vào cyclone ướt và được xử lý, hơi nước sinh ra được dẫn ra ngoài đưa đến các thiết bị

sử dụng

Trên thành lò có 2 ống thủy, ống phía dưới để đo mực nước trong lò nhằm có sự điều chỉnh cũng như cung cấp thêm nước cho lò hơi trong quá trình hoạt động, ống

trên dùng để đo áp suất lò hơi, nếu áp suất hơi trong lò quá cao thì ta vặn van an toàn phía trên lò hơi để xả bớt hơi nhằm giảm áp suất trong lò tránh nguy cơ nổ lò hơi.

C.2 Lò hơi đốt dầu kiểu nằm

Hình C.2 Nguyên lý cấu tạo lò hơi đốt dầu kiểu nằm

Hình ảnh lò hơi đốt dầu kiểu nằm

Cấu tạo tương tự như lò hơi kiểu đứng, lò hơi kiểu nằm dạng ống nước cấu tạo bởi

2 khoang trên và dưới Khoang trên là khoang hơi Khoang dưới là khoang nước Liên kết giữa 2 khoang là các giàn ống Buồng đốt được bố trí bên trong của các dàn ống Nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt truyền nhiệt bức xạ cho dàn ống phía trong sau đó qua khe thoát khói ra phía ngoài và truyền nhiệt đối lưu cho dàn ống phía ngoài và thoát ra ống khói

So với lò hơi đốt dầu kiểu đứng thì lò hơi đốt dầu kiểu nằm có công suất hơi lớn hơn Thông thường nếu năng suất hơi mà lớn hơn 1 tấn/h thì sẽ sử dụng lò hơi kiểunằm

*Ưu, nhược điểm của lò hơi đốt dầu

-Ưu điểm

Đảm bảo vệ sinh môi trường theo đúng tiêu chuẩn châu âu.

+Hiệu suất cao: > 90% đối với lò hơi đặt đứng, > 88 % đối với lò hơi đặt nằm

+Thời gian khởi động nhanh tkđ = 5,8 phút, thông số hơi đạt yêu cầu đối với lò đứng, tkđ = 30,40 phút đối với lò nằm

+Lượng nước trong lò ít nên dẫn tới trọng lượng và kích thước nhỏ gọn, độ an toàncao

+Cung cấp hơi khô đều đặn

+Khả năng tự động vận hành cao khi để chế độ tự động có nhu cầu tiêu thụ hơi thì

lò tự bật, cấp hơi cho phụ tải khi không có nhu cầu tiêu thụ hơi, lò tự ngừng hoạt động

-Tự động hóa quá trình cháy

-Tự động khống chế áp suất

-Tự động cấp nước lò hơi

-Tự động bảo vệ nhiệt độ vách lò không vượt quá nhiệt độ cho phép

+Không cần công nhân thường trực trông coi lò

+Lò không tiêu tốn nhiên liệu vô ích

+Chi phí vận hành thấp chi phí vận hành = 25,28% so với dùng điện

+Vận hành dễ dàng

+Không cần công nhân thường trực trông coi lò, có thể kết hợp làm các việc khác.+Kiểu dáng hiện đại

+Hệ số an toàn rất cao:

Được bảo vệ liên động nhiều lớp

-Rơ le bảo vệ chống cạn nước trong lò

-Bảo vệ nhiệt độ vách lò

-Bảo vệ áp suất bằng điện (khống chế áp suất)

-Bảo vệ áp suất bằng cơ (van an toàn)

-Còi báo cạn nước (Khi có sự cố cạn nước còi kêu)

Được phép đặt lò trên tầng mái, tránh ảnh hưởng đến kiến trúc công trình

+Diện tích của trạm cấp nhiệt nhỏ

-Nhược điểm:

+Chi phí lắp đặt trạm khá cao

+Cần có nơi dầu, phòng đặt nồi hơi nên tốn diện tích

+Lắp đặt tương đối phức tạp

+Cần phải xin giấy phép hoạt động

+Mức độ ô nhiễm ảnh hưởng tới môi trường khá lớn

+Biện pháp an toàn cần có van an toàn

C Tìm hiểu thêm về lò hơi

C.1 Lò hơi ống lửa

Hình D.1 Mô hình lò hơi ống lửa

Lò hơi ống lửa là kiểu lò hơi 3 tầng được đốt cốt yếu bằng khí hoặc dầu, có một hoặc hai ống lửa và một vài ống khói, nước nồi quanh quéo các ống Tuỳ thuộc vàothiết kế, các nồi hơi này được giới hạn đến áp suất vận hành khoảng 30 bar và sản lượng hơi đạt tới 30 tấn/h, hiếm khi có bộ tần tiện và bộ quá nhiệt Chúng được lắpđặt liền khối trên một bộ khung và cung cấp hơi cho các nhà máy cỡ nhỏ hoặc nhàng nhàng, nhưng thỉnh thoảng cũng được dùng làm nồi hơi phụ để phát động nồi hơi trong các nhà máy lớn

*Ưu điểm của nồi hơi ống lửa:

+ Thiết kế nồi hơi ống lửa khá là đơn giản và rất dễ dàng trong quá trình bảo trì sửachữa.

+ Phù hợp cho các nghành công nghiệp quy mô nhỏ

+ Người vận hành không cần phải có trình độ chuyên môn cao cũng có thể vận hành được

+ Nguy cơ nổ thấp do áp suất thấp

+ Việc xử lý nước là không cần thiết

*Nhược điểm của nồi hơi ống lửa

+ Hiệu suất khá thấp, khoảng 75%

+ Chiếm nhiều diện tích lắp đặt

+ Áp suất làm việc thấp, tối đa 20 bar

+ Khó khăn trong việc vệ sinh cũng như các công việc bảo trì và sửa chữa

C.2 Lò hơi ống nước

Hình D.2 Mô hình lò hơi ống nước

Lò hơi ống nước là lò hơi cỡ lớn với nước nồi đi trong các ống Nước được đun nóng bằng khí cháy và chuyển thành hơi ở khu vực đọng hơi Áp suất vận hành lêntới 180 bar và sản lượng hơi trong các nhà máy công nghiệp có thể đạt khoảng 300 tấn/h, trong các nhà máy nhiệt điện đạt tới 2000 tấn/h Nồi hơi loại này sử dụng nhiệt cháy của khí, dầu, than đá, sinh khối … Và được trang bị bộ hâm nhiệt cho nước cấp, bộ tằn tiện, bộ quá nhiệt, bộ khử quá nhiệt.

Lò hơi ống nước có các đặc điểm sau:

+Sự thông gió cưỡng bức, cảm ứng và cân bằng sẽ giúp nâng cao hiệu suất cháy+Yêu cầu chất lượng nước cao và cần phải có hệ thông xử lý nước

+Phù hợp với công suất nhiệt cao

Lò hơi ống nước được trang bị bộ hâm nhiệt cho nước cấp và bộ tiết kiệm, bộ quá nhiệt, bộ khử quá nhiệt cho nồi hơi

=>Nồi hơi tận dụng nhiệt thải công nghiệp trong các nhà máy lọc dầu và hoá dầu

có thể là kiểu Lò hơi ống nước hoặc Lò hơi ống lửa Nồi hơi ống lửa có thiết kế đặc biệt và phần lớn là thiết bị làm mát khí sản phẩm, với khí sản phẩm đi trong ống còn nước bao quanh ống Áp suất vận hành lên tới 140 bar nhưng sản lượng hơi thường không vượt quá 200 tấn/h Đôi khi bao hơi được nối với một số bộ đàmđạo nhiệt và hơi quá nhiệt được sinh ra tại các bộ phận riêng biệt

Ưu điểm:

+ Khả năng sinh hơi và nhu cầu về nhiệt nhanh

+ Áp suất lò hơi này cao, có thể lên đến 160 bar

+ Chiếm ít không gian lắp đặt so với lò hơi ống lửa

+ Dễ dàng vệ sinh và sửa chữa lò

+ Hiệu suất làm việc cao hơn lò ống lửa

Nhược điểm:

+ Nguy cơ nổ cao hơn do lò hơi làm việc ở áp suất cao

+ Đòi hỏi người vận hành có tay nghề cao

+ Phải xử lý nước trước khi đưa vào lò

I.2 Các phương pháp cấp nhiệt phổ biến hiện nay

I.2.1 Bơm nhiệt kết hợp năng lượng mặt trời

Hình I.2.1 a.Ưu điểm

Hệ thống này là giúp giảm phát thải khí nhà kính do dùng năng lượng từ mặt trời

và giảm 90% chi phí điện năng cho việc cung cấp nước nóng

b.Nhược điểm:

-Chi phí ban đầu cho phương án này tương đối cao,

-Cần diện tích lớn để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời,

-Hiệu suất phụ thuộc thời tiết lượng nhiệt để tạo ra nước nóng sẽ bị ảnh hưởng khá lớn vào các ngày âm u hay vào mùa đông ít nắng

I.2.2 Lò hơi kết hợp với năng lượng mặt trời

Hình I.2.2

a.Đặc điểm của hệ thống

+Sử dụng đồng thời cả lò hơi cả tấm thu năng lượng mặt trời để cấp nước nóng

+Đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời, bổ sung nước nóng cho hệ thống lò hơi

+Trong tình huống thời tiết xấu hoặc lò hơi sửa chữa vẫn có nước nóng dùng

+Sử dụng tấm tích nhiệt năng của mặt trời để giảm tải bớt công suất của lò hơi trong việc cấp nước nóng

+Tiết kiệm được nhiên liệu cho lò hơi, đặc biệt trong các ngày nắng nóng hay ở nơi có diện tích chiếu sáng nhiều

c.Nhược điểm

+Lắp đặt sẽ cần thêm diện tích trên mái hoặc ở nơi cao có ánh sáng

+Chi phí cho hệ thống năng lượng mặt trời cao

I.2.3 Lò hơi kết hợp với bơm nhiệt

Hình I.2.3 Sơ đồ nguyên lý lò hơi kết hợp bơm nhiệt

a.Đặc điểm của hệ thống

+Sử dụng bơm nhiệt để cấp thêm nhiệt cho lò hơi

+Thích hợp dùng cho tòa nhà người ở

+Cấp nước nóng sinh hoạt và hơi nóng cho các nhu cầu cao cấp

b.Ưu điểm

+Có thể hoạt động liên tục, tạo ra nước nóng liên tục và không phụ thuộc

yếu tố thời tiết

+Độ an toàn, độ bền cao: bơm nhiệt được chế tạo từ vật liệu cao cấp, có khả năng chống chịu tốt

+Tận dụng nguồn nhiệt thải của chu trình làm mát để gia nhiệt thêm, tăng được hệ

số hiệu quả năng lượng

+Sử dụng cho các tòa nhà người ở rất hợp lí