do an 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH ĐỒ ÁN NHIỆT LẠNH I Đề tài: Tính tốn, thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt sử dụng công nghiêp Sinh viên thực hiện: Hà Đình Trung Lớp: Kỹ Thuật Nhiệt 03, K60 Mã số sinh viên: 20171994 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Xuân Quang Hà Nội - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOÁ HÀ NỘI MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU YÊU CẦU THIẾT KẾ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP HƠI NƯỚC Vai trò nước Hệ thống sản xuất 2.1 Lò 2.1.1 Lò thủ cơng 2.1.2 Lị than phun 2.1.3 Lị ghi xích 2.1.4 Lị ghi tĩnh 2.1.5 Lị tầng sôi 2.2 Thiết bị phụ 2.3 Thiết bị xử lý nước 2.4 Bình xử khí Thiết bị phân phối 3.1 Ống thép đen 3.2 Ống bảo ôn 3.3 Van giảm áp 3.3.1 Kiểu trực tiếp 3.3.2 Kiểu gián tiếp 3.4 Bẫy hơi………………………………………………………………24 Thiết bị sử dụng 4.1 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu trực tiếp 4.2 Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu gián tiếp 4.2.1 Thiết bị kiểu 4.2.2 Thiết bị kiểu ống lồng ống 4.2.3 Calorifer 4.2.4 Thiết bị kiểu ống vỏ Thiết bị thu hồi nước ngưng 5.1 Bẫy 5.2 Hệ thống thu hồi nước ngưng 5.3 Bơm dẫn nước ngưng trở CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP HƠI VÀ THU HỒI NƯỚC NGƯNG CHO NHÀ MÁY THEO YÊU CẦU CỦA ĐẦU BÀI ………………… 31 Xử lý số liệu chọn lị ……………………………………………………31 Tính tốn chi phí lị ………………… ……………………………………32 Tính tốn lưu lượng quạt gió quạt khói……………………………………… 33 Sơ đồ bố trí đường ống…………………………………………………………35 Tính tốn thủy lực đường ống dẫn hơi………………………………………….36 Thiết kế hệ thống thu hồi nước ngưng .39 6.1 Tính chọn hệ thống thu hồi nước ngưng………………………………….39 6.2 Tính tốn bơm cấp………………….…… …………………………… 40 CHƯƠNG KẾT LUẬN…………………………………………………… … 42 Lời nói đầu Trong sống nay, để đáp ứng nhu cầu ngày cao phục vụ cho sinh hoạt người, nhiệt ngày trở nên thông dụng gần thiếu sinh hoạt hàng ngày Các nhu cầu nhiệt thông thường như: dùng nhiệt để đun nước lạnh thành nước nóng phục vụ cho sinh hoạt ( tắm giặt, đun nấu ), nhu cầu cao cấp dùng nhiệt để tạo phục vụ cho công việc sản xuất nhà máy, xí nghiệp nhằm tăng suất sản xuất, nâng cao chất lượng sản xuất bớt vất vả cho công nhân Các nhu cầu nhiệt hồn tồn đáp ứng cách sử dụng thiết bị đơn giản bếp than, điện… công ty, xí nghiệp nhu cầu nhiệt lớn, sử dụng thiết bị điện vốn đầu tư ban đầu cao, bếp than hiệu thấp,ơ nhiễm môi trường, vấn đề bảo quản, sửa chữa thay thiết bị điện phức tạp, chi phí sử dụng hàng ngày đắt Do trung tâm có nhu cầu nhiệt lớn việc thiết kế hệ thống cấp nhiệt trung tâm hồn tồn cần thiết Vì vậy, xuất phát từ nhu cầu thực tế sống em xin trình bày phần tính tốn, thiết kế thiết bị hệ thống cung cấp nhiệt phục vụ cho nhà máy giấy Mặc dù cố gắng tránh sai sót Vì em mong nhận góp ý q thầy bạn bè để đồ án em hoàn thiện YÊU CẦU THIẾT KẾ - Thiết kế hệ thống thu hồi nước ngưng - Cho nhà máy với khu vực đặt lò cách nhà máy 10m với thông số cho ( sử dụng nhiên liệu rắn) Một nhà máy sản xuất giấy với công xuất 120 tấn/ ngày Hơi cấp vào cho dây chuyền XEO có áp suất atm để sấy giấy Giấy có độ ẩm ban đầu 80% sau sấy thành phẩm có độ ẩm 5%, với số lô giấy sử dụng lô Hiệu suất trao đổi nhiệt 80%, nhiệt dung riêng giấy 0.65 kJ/kg, nhiệt độ ban đầu giấy 60% Hệ thống có hai dây chuyền giống - Chọn lò thiêt bị hệ thống nhà lò, nhiên liệu đốt lò than Indonexia giá 1500đ/kg CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP HƠI NƯỚC Vai trò nước: Hơi nước sinh q trình đun nóng nước Trong cơng nghiệp, nước sinh lị Hơi nước công nghiệp sử dụng chủ yếu cho mục đích gia nhiệt Sử dụng nước sử dụng để sưởi ấm đến nhiều lợi ích khác Đặc biệt việc sử dụng nước đơn giản lắp đặt vận hành với độ an toàn cao Vì việc sử dụng nước trở thành lựa chọn hàng đầu trình gia nhiệt nhiều ngành sản xuất công nghiệp Tuỳ vào yêu cầu sử dụng mà chọn lựa áp suất bão hồ có nhiệt độ khác nhau, với áp suất cố định nhiệt độ nước suất q trình ngưng tụ khơng đổi tra theo bảng đồ thị Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng mà ta lựa chọn sử dụng bão hồ khơ, q nhiệt hay nước siêu tới hạn Hơi bão hịa khơ: trạng thái bắt đầu ngưng tụ hay tồn lượng chất lỏng vừa hố xong Đặc trưng bão hồ khơ có nhiệt độ nhiệt độ bão hoà áp suất có độ khơ x=1 Hơi bão hồ ẩm: hỗn hợp lỏng bão hồ bão hồ khơ Đặc trưng bão hồ ẩm có nhiệt độ nhiệt độ bão hoà áp suất có độ khơ x nằm khoảng từ đến Hơi nhiệt: có nhiệt độ lớn nhiệt độ bão hoà áp suất có áp suất lớn áp suất bão hoà nhiệt độ Chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ nhiệt độ bão hoà gọi độ nhiệt Hơi nước siêu tới hạn: nước trạng thái vượt điểm tới hạn 22.1 MPa, 3740oC Tại điểm tới hạn, nhiệt ẩn nước khơng, thể tích riêng hồn tồn giống dù dạng lỏng hay dạng khí Hệ thống sản xuất 2.1 Lò Lò thiết bị sử dụng nhiên liệu để đun sôi nước tạo thành nước mang nhiệt để phục vụ cho yêu cầu nhiệt lĩnh vực công nghiệp giặt là, sấy gỗ, khách sạn … Tùy theo nhu cầu sử dụng mà người ta tạo nguồn có nhiệt độ áp suất phù hợp để đáp ứng cho yêu cầu khác Để vận chuyển nguồn lượng có nhiệt độ áp suất cao người ta dùng ống chịu nhiệt, chịu áp suất cao chuyên dùng cho nồi Đặc biệt, nồi tạo nguồn lượng an tồn khơng gây cháy để vận hành thiết bị động nơi cần cấm lửa cấm nguồn điện (như kho xăng, dầu) Trong giới hạn yêu cầu đồ án em xin trình bày nguyên lý hoạt động, đặc điểm số loại lò sử dụng than Nguyên lý hoạt động chung lị hơi: khí bột than phun vào buồng lửa qua vòi phun (3) cháy, truyền nhiệt lượng cho dàn ống bố trí xung quanh buồng đốt (1) Nước dàn ống sinh (2) đốt nóng, sơi sinh Hỗn hợp nước sinh đưa lên bao (5).Bao dùng để tách khỏi nước Khối lượng riêng nhỏ nước làm bay lên Phần nước chưa bốc có bao đưa trở lại dàn ống, qua ống xuống bố trí ngồi tường lị, có trọng lượng riêng lớn hỗn hợp nước dàn (vì không hấp thu nhiệt) tạo nên độ chênh trọng lượng cột nước Do mơi chất chuyển động tuần hồn tự nhiên chu trình kín Hơi khỏi bao chuyển tới phận nhiệt để tạo thành nhiệt Hình 1: Cấu tạo lò (1) Buồng đốt (2) dàn ống sinh (3) vịi phun nhiên liệu khơng khí (4) ống nước xuống (5) bao (6) ống dẫn trần (7) nhiệt (8) nhiệt trung gian (9) hâm nước (10) khoảng trống để vệ sinh sửa chữa (11) sấy khơng khí  Ưu điểm: o Tốc độ làm nóng nước nhanh o Vận hành tương đối dễ dàng o Duy trì nhiệt độ nước bể sau tăng nhiệt tiêu tốn lượng o Thiết bị hệ thống dễ thay thế, đơn giản o Giá trị đầu tư ban đầu ít, vật tư thiết bị sản xuất Việt Nam o Không phải lắp đặt thêm hệ thống điều hồ khơng khí phịng bể bơi tận dụng nóng từ hệ thống đưa vào làm nóng ln khơng khí  Nhược điểm: o Gây ô nhiễm môi trường nặng nề việc xin cấp phép cho hệ thống hoạt động khó khăn ( cơng trình nằm khu dân cư đơng đúc ) o Cần có khu chứa than, phòng đặt nồi nên tốn diện tích phức tạp kích thước hệ thống cồng kềnh 2.1.1 Lị thủ cơng Ngun lý hoạt động: lị thủ cơng đốt nhiên liệu rắn Nhiên liệu đưa vào qua cửa cấp nhiên liệu (8) xếp thành lớp ghi lò (4) nhận nhiệt từ lớp nhiên liệu cháy phía dẫn nhiệt, từ buồng lửa lửa qua xạ qua khơng khí nóng qua đối lưu Sau nhận nhiệt nhiên liệu sấy khô tách chất bốc tạo thành cốc với khơng khí nóng vào từ cửa cấp khơng khí (7) đồng thời cửa thải xỉ Khơng khí đưa qua sấy khơng khí qua ghi tiếp xúc với nhiên liệu cháy thành phần cháy tạo thành sản phẩm cháy phần không cháy sinh tro xỉ Tro xỉ thải qua cửa thải xỉ (7) Sản phẩm cháy hấp thụ nhiệt tăng nhiệt độ đến khoảng 80001500OC, qua bề mặt trao đổi nhiệt, truyền nhiệt cho môi chất giảm nhiệt Cuối nhiệt độ sản phẩm cháy giảm khoảng 120-350OC đưa ngồi qua ống khói (9) Mơi chất nước bơm cấp cấp vào qua hâm nước, qua bề mặt trao đổi nhiệt, nhận nhiệt từ sản phẩm cháy trở thành nước nóng, nước sôi hay bão hào khô tuỳ theo nhu cầu sử dụng Loại nị thủ cơng thưởng sản xuất nước nóng, nước sơi hay bão hồ khơ áp suât thấp khoảng 1,5 bar công suất khơng q lớn khoảng Tấn/giờ Hình 2: Lị thủ cơng (1) bao (2) van (3) van nước cấp (4) ghi lò (5) buồng lửa (6) Hộp tro xỉ (7) cửa thải xỉ (8) cửa cấp nhiên liệu (9) ơng khói  Ưu điểm lị đốt than thủ cơng: o Cấu tạo đơn giản, khơng có chi tiết chuyển động, nên rẻ tiền o Vận hành dễ dàng, đơn giản, có lớp tro xỉ mặt ghi ngăn cách lớp than cháy nên ghi lị bị hư hỏng o Có thể đốt hỗn hợp nhiên liệu than, củi để hạ giá thành  Nhược điểm lò đốt than thủ công: o Công suất bị hạn chế (nhỏ T/h) o Hiệu suất thấp khó nâng cao o Vận hành nặng nhọc 10 ... Điểm khác van giảm áp van áp suất đầu vào (van an toàn, van tràn) thiết lập áp suất đầu van Có dạng van giảm áp: Van tác động trực tiếp van giảm áp tác động gián tiếp Van giảm áp, gọi van an toàn... Trong thời gian làm việc, van an tồn ln trạng thái đóng áp suất đầu vào van vượt giá trị định mức, van an toàn mở cho phép phần lưu chất qua van lại hệ thống đường ống 18 Hình 7: van an toàn  Ống... THIẾT KẾ CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP HƠI NƯỚC Vai trò nước Hệ thống sản xuất 2 .1 Lò 2 .1. 1 Lò thủ cơng 2 .1. 2 Lị than phun 2 .1. 3 Lị ghi xích 2 .1. 4 Lị ghi tĩnh 2 .1. 5 Lị tầng sôi 2.2 Thiết