Nghiên cứu tính toán trao đổi nhiệt trong buồng lửa lò hơi đốt trấu lớp sôi cải tiến

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒNG TUẤN ANH NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA LÒ HƠI ĐỐT TRẤU LỚP SƠI CẢI TIẾN Chun ngành: Cơng nghệ Nhiệt Mã số: 10060444 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Chữ ký: …………………… Cán chấm nhận xét 1: TS BÙI TRUNG THÀNH Chữ ký: …………………… Cán chấm nhận xét 2: TS HÀ ANH TÙNG Chữ ký: …………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 28 tháng 12 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Chủ tịch: GS.TS LÊ CHÍ HIỆP Thư ký: TS HỒNG AN QUỐC PB1: TS BÙI TRUNG THÀNH PB2: TS HÀ ANH TÙNG UV: TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HOÀNG TUẤN ANH MSHV: 10060444 Ngày, tháng, năm sinh: 14/12/1985 Nơi sinh: Hà Nội Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT Mã số : 605280 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA LỊ HƠI ĐỐT TRẤU LỚP SÔI CẢI TIẾN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu phương án thiết kế lị đốt trấu lớp sơi cải tiến - Nghiên cứu tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa đốt trấu lớp sơi cải tiến - Tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa đốt trấu lớp sôi cải tiến - So sánh đánh giá nhận xét kết tính tốn thực nghiệm kiểm chứng kết hợp với kết số tác giả công bố III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/07/2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/11/2012 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN VĂN TUYÊN Tp HCM, ngày tháng năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS NGUYỄN VĂN TUYÊN GS.TS LÊ CHÍ HIỆP TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ PGS.TS TRẦN THIÊN PHÚC LỜI CẢM ƠN Lời xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giảng dạy cán công tác trường Đại học Bách Khoa TP HCM Trong suốt thời gian học tập trường nhận tận tình giảng dạy thầy giúp đỡ nhiệt tình cán cơng tác Phòng đào tạo sau đại học Nhờ giảng dạy giúp đỡ thầy cô anh chị tạo thuận lợi giúp tơi hồn thành chương trình đào tạo trường Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Văn Tuyên Thầy bảo sâu sát suốt trình thực luận văn Kiến thức dạy thầy giúp tơi nhiều q trình làm luận văn công việc sau Xin gửi lời cảm ơn tới GS.TSKH Nguyễn Sĩ Mão, PGS.TS Phạm Hoàng Lương, PGS.TS Trương Duy Nghĩa, TS Nguyễn Xuân Quang TS Nguyễn Thanh Quang đọc thảo luận văn cho ý kiến đóng góp quý báu để tơi hồn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn tới nhà chế tạo lò Apolytech, Đỉnh Việt, Minh Phát Mạc Tích phối hợp thực giúp tơi hồn thành đề tài Xin gửi lời cảm ơn đến bạn học, đồng nghiệp gia đình, giúp đỡ động viên, chia sẻ người giúp vượt qua khó khăn q trình học tập Xin chân thành cảm ơn tất người Hoàng Tuấn Anh TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài trình bày nghiên cứu tính tốn hệ số trao đổi nhiệt buồng lửa lị đốt trấu lớp sơi cải tiến Kết tính tốn đánh giá thơng qua thực nghiệm kiểm chứng, kết hợp với kết số tác giả khác từ đưa kết luận liên quan Một số số liệu chủ yếu thu nhận sau: Hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt 119.2 W/m2K, tốc độ sôi tối thiểu (vận tốc sôi bọt nhỏ nhất) Umf 0.2 m/s tốc độ gió cấp U 0.45 m/s, nhiệt độ trung bình buồng đốt 813 oC nhiệt độ trung bình lớp sơi 856 o C Mối quan hệ hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt (87.7÷119.2W/m2K) với tải lị (3000÷5000kg/h), nhiệt độ buồng đốt (631÷813oC) tốc độ gió cấp (0.27÷0.45m/s) quan hệ tuyến tính ABSTRACT The project presents for research and calculation of heat transfer coefficients in the ricehusk fired Improvement Fluidized Bed Boiler Furnace – IFBBF, calculation results are evaluated by experimental verification combining with some results published by other authors then accordingly showing relevant conclusions Some main results received are as follows: Freeboard heat transfer coefficient is 119.2 W/m2K, minimum fluidization velocity is 0.2 m/s and fluidization velocity is 0.45 m/s, fluidized bed temperature is 856 o C and freeboard temperature is 813 oC The linear relation could be accepted for the IFBBF design among heat transfer coefficient (87.7÷119.2W/m2K) & unit load (3000÷5000kg/h), freeboard temperature (631÷813oC) and bed velocity (0.27÷0.45m/s) Keywords: heat transfer in bubbling fluidized bed, bubbling fluidized bed boiler (BFBB), rice husk, heat transfer coefficient LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ tơi tự nghiên cứu tính toán hướng dẫn thầy giáo TS Nguyễn Văn Tuyên Để hoàn thành luận văn thạc sĩ này, sử dụng tài liệu ghi mục tài liệu tham khảo, ngồi tơi khơng sử dụng tài liệu khác mà không ghi Nếu sai, tơi xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2012 KS HOÀNG TUẤN ANH Mục Lục Trang Các hình vẽ 11 Các bảng biểu 12 Các chữ viết tắt ký hiệu 13 CHƯƠNG MỞ ĐẦU 16 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 16 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 16 1.2.1 Tình hình nghiên cứu phạm vi giới 16 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 17 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 18 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH TIẾP CẬN VẤN ĐỀ 1.5.1 Cách tiếp cận 18 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu 18 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 19 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI ĐỐT TRẤU LỚP SÔI CẢI TIẾN 20 TIỀM NĂNG NGUỒN NHIÊN LIỆU TRẤU VÀ KHẢ NĂNG CUNG CẤP 20 2.1.1 Tổng quan nguồn trấu Việt Nam 20 2.1.2 Khả cung cấp trấu khu vực ĐBSCL 20 1.5 1.6 CHƯƠNG 2.1 18 2.1.2.1 Hiện trạng nguồn trấu 20 2.1.2.2 Khả cung cấp trấu 21 2.1.3 Vấn đề rủi ro nguồn trấu 2.2 18 22 2.1.3.1 Rủi ro nguồn trấu chất lượng trấu 22 2.1.3.2 Rủi ro vận chuyển trấu  22 2.1.3.3 Các biện pháp khắc phục  ĐẶC TÍNH NHIÊN LIỆU TRẤU VÀ KỸ THUẬT ĐỐT TRẤU 2.2.1 Đặc tính nhiên liệu trấu  2.2.1.1 Nhận xét đặc tính nhiên liệu trấu 22 23 23 25 2.2.1.2 Đánh giá tro xỉ nhiên liệu trấu  2.2.2 Kỹ thuật đốt trấu 25 2.2.2.1 Cháy nhiên liệu trấu bếp đun cải tiến  25 2.2.2.2 Sử dụng trấu lò nung gạch   26 2.2.2.3 2.3 25 Khí hóa trấu Đốt nhiên liệu trấu lị cơng 2.2.2.4 nghiệp NGHIÊN CỨU VỀ CƠNG NGHỆ ĐỐT TRẤU TRONG CÁC LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP Ở VIỆT NAM Hiện trạng khai thác cơng nghệ lị đốt trấu việt 2.3.1 nam Phân tích ưu nhược điểm loại lò đốt trấu 2.3.2 có Việt Nam 2.3.2.1 Lị ghi xích 28 28 29 30 30 30 2.3.2.2 Lị lớp sơi 31 2.3.2.3 So sánh buồng đốt ghi xích buồng đốt lớp sôi đốt trấu 34 2.3.3 Kết luận 34 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP ĐỐT TRẤU LỚP SÔI CẢI TIẾN 35 2.4.1 Nguyên lý thiết kế 35 2.4.2 Vấn đề vật liệu lớp sôi 36 37 3.1 2.4.3 Các phận lị đốt trấu lớp sôi cải tiến CƠ SỞ TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA LỊ HƠI LỚP SƠI CẢI TIẾN ĐẶC ĐIỂM VỀ BUỒNG ĐỐT LỚP SƠI 3.2 ĐẶC TÍNH KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC 40 3.2.1 Các chế độ sôi lớp hạt 40 2.4 CHƯƠNG 39 39 3.2.1.1 Lớp chặt 40 3.2.1.2 Lớp sôi bọt 41 3.2.1.3 Giãn nở lớp 44 3.2.1.4 Phần lớp 44 3.2.1.5 Lớp sôi dạng pittông 44 3.2.1.6 Lớp sôi rối 45 3.2.2 Phần lớp chiều cao buồng lửa  46 3.3 3.4 CHƯƠNG 4.1 4.2 3.2.3 Chiều cao ngắt vận chuyển  46 ĐẶC TÍNH TRAO ĐỔI NHIỆT 46 3.3.1 Thành phần trao đổi nhiệt đối lưu hạt 47 3.3.1.1 Truyền nhiệt từ pha bọt 48 3.3.1.2 Trao đổi nhiệt pha nhũ tương 48 3.3.1.3 Tương quan với thực nghiệm 49 3.3.2 Thành phần trao đổi nhiệt đối lưu khí 49 3.3.3 Thành phần xạ 50 TRAO ĐỔI NHIỆT PHẦN TRÊN LỚP TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT BUỒNG LỬA LỊ HƠI ĐỐT TRẤU LỚP SƠI CẢI TIẾN SƠ ĐỒ TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT 50 4.1.1 Các bước tính tốn trao đổi nhiệt 52 4.1.2 Tính chọn số thông số kĩ thuật buồng đốt  53 52 52 4.1.2.1 Diện tích ghi phân phối gió  53 4.1.2.2 Nhiệt độ lớp sôi 53 4.1.2.3 Tốc độ sôi  54 4.1.2.4 Trở lực phần buồng đốt lớp sôi  54 4.1.2.5 Về kết cấu buồng đốt 54 4.1.2.6 Chiều cao lớp hạt trơ 54 4.1.2.7 Thể tích buồng đốt 54 4.1.2.8 Cân vật chất 54 4.1.2.9 Cân nhiệt 54 4.1.2.10 Hệ số khơng khí thừa 54 4.1.2.11 Vị trí điểm áp suất buồng đốt 54 TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT 55 4.2.1 Kích thước phác thảo buồng đốt 55 4.2.2 Sơ đồ khối tính tốn trao đổi nhiệt 56 4.2.3 Phương tiện tính tốn 57 4.2.4 Chương trình tính tốn 57 4.2.5 Kết tính tốn hệ số trao đổi nhiệt 69 4.2.6 Kết tính tốn nhiệt độ buồng đốt tải lò 71 10 4.3 NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG 4.3.1 Đối tượng lò thực nghiệm 72 72 4.3.1.1 Sơ đồ bố trí điểm đo 72 4.3.1.2 Phương tiện đo 72 4.3.1.3 Kết đo 72 4.3.2 So sánh giá trị đo với giá trị tính tốn So sánh kết tính tốn với số kết công bố 4.3.3 tác giả khác KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 5.1 KẾT LUẬN 76 5.2 KIẾN NGHỊ 76 5.3 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 76 CHƯƠNG 74 76 Cơng trình cơng bố tác giả 77 Tài liệu tham khảo 78 66 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 buồng đốt Bề dày xạ hữu hiệu khói Bề dày xạ hữu hiệu hạt tro Bề dày xạ dịng khói có bụi Độ đen dịng khói có bụi Độ đen bề mặt bám bẩn Hệ số tỏa nhiệt xạ Đường kính tương đương buồng lửa Kích thước thẳng đứng dàn ống Hệ số dẫn nhiệt khói khỏi buồng đốt Diện tích chỗ buồng lửa Skhãi m S 13.98 Stro m 4.1×{1 - ψ2[1 + 30000/(ρ*tro×S)2]-2}×(d2tro×T2)-3 8.79 S m Skhãi + Stro 22.77 akb - 1- exp(-S ) 1.000 abb - Chän 0.82 αBX W/m2.K 5.67×10-8×akb×(abb + 1)/2×(Tbl4-Tbb4)/(Tbl - Tbb) 121.40 dtđ m 4(a+b)/aìb 4.47 L m S cn c thiết kế 4.50 λkhoi W/mK λkhói=0.198×10 + 0.7261×10 ×θ + 0.1442ì10 ì 0.1067 Fđr m2 S cn c thit k 2.0 Btt×Vkhãi×(θbl/273 + 1)/Fbl 1.9 -1 -4 -8 112 Tốc độ khói buồng lửa ωbl m/s 113 Tốc độ khói khỏi buồng đốt ωkhãi m/s Btt×Vkhãi×(θ"bl/273+ 1)/Fđr 2.33 Pr - 0.67 - 0.0001ìbl 0.6 114 Hng số Prantl Công thức 6-28, trang 47, [15] Tham khảo trang 961, Bảng A-11, Phụ lục 1, [3] Công thức 6-16, 6-17, trang 44, 45, [15] Công thức 6-16, 6-17, trang 44, 45, [15] 67 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 Độ nhớt động lực học khói μkhãi nhiệt độ trung bình buồng lửa Khối lượng riêng ρkhoi khói Độ nhớt động học ν khói Hệ số tản nhiệt từ khí đến bề mặt ống αkhDL buồng đốt Chiều cao ngắt vận chuyển - Transport TDH Disengaging Height Hệ số tỏa nhiệt đối lưu từ sản phẩm cháy đến bề mặt hconv ống sinh buồng đốt Hệ số tỏa nhiệt phía khói tới thành α1 ống Hệ số trao đổi K nhiệt buồng đốt Độ chênh nhiệt độ ∆θ trung bình Nhiệt lượng truyền Qsh1 cho dàn ống sinh Ns/m2 1.5×10-6×T1.5bl/(Tbl + 123.6) 0.000044 Trang 14, [13] kg/m3 1.293×273/Tbl 0.3 Trang 14, [13] m2/s μkhói/ρkhói 0.00014 W/m2.K CsCz (λ/dng)(ωdng/ν)0,6Pr0,33 76.7 m TDH= 4.47d1/2eq,s 1.8 W/m2.K hconv=hTDH+(hbed-hTDH)/[1+34(3.5z/TDH)5] 78.3 George and Grace, 1979 W/m2.K ξ×(αBX + αDL) 169.8 Cơng thức 6-13, trang 41, [15] W/m2.K α1/(1+ε×α1) 119.2 Cơng thức 6-5, trang 39, [15] C θbl - tbh 629.5 kJ/kg HK∆θ×10-3/Btt 6965.0 o Công thức 6-14, trang 42, [15] Công thức 6-2, trang 38, [15] 68 buồng lửa 125 126 127 128 129 130 131 132 133 Enthalpy khói I"LS khỏi lớp sơi Nhiệt độ khói θ"LS khỏi lớp sôi Nhiệt lượng đưa vào phần lớp QTLS sơi Nhiệt độ khói θ"bl khỏi buồng lửa Nhiệt độ trung θbl bình buồng lửa Độ chênh nhiệt độ ∆θ trung bình Nhiệt lượng truyền cho dàn ống sinh Qsh2 Sai số nhiệt lượng ∆Q hấp thụ Sai số nhiệt lượng [∆Q] hấp thụ cho phép QDV - (QBX+Q6)/xLSϕBtt 6623.9 C Bảng Enthalpy 970 t1=975.89 oC kJ/kg QTLS=χLS×I''LS+(1-χLS)×QLVt 7253 Tỉ lệ cháy kiệt χLS=0.9 C=4700 kJ/kg o o C θ"bl={[θ"LS+273]/{[C×(T"LS/1000)4×4.18×H/BttQTLS]0.6+1}} -273 656 o C (θ"LS + θ"bl)/2 813 o C θbl - tbh 629 kJ/kg H×K×∆θ×10-3/Btt 6956.4 % (Qsh2 - Qsh1)/Qsh2 0.12 % ±5 Công thức 6-2, trang 38, [15] 69 Từ bảng ta có kết tính tốn tải định mức (100% cơng suất) lò sau: − Hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt 119.2 W/m2K − Tốc độ sôi tối thiểu (vận tốc sôi bọt nhỏ nhất) Umf 0.2 m/s tốc độ gió cấp U 0.45 m/s − Nhiệt độ trung bình buồng đốt 813 oC nhiệt độ trung bình lớp sơi 856 oC 4.2.5 Kết tính tốn hệ số trao đổi nhiệt Hệ số trao đổi nhiệt tải lò hơi: từ hình 4.4 mối quan hệ hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt 87.7÷119.2 W/m2K tải lị 3000÷5000 kg/h quan hệ tuyến tính Hình 4.4 Quan hệ hệ số trao đổi nhiệt tải lò Hệ số trao đổi nhiệt nhiệt độ buồng đốt: từ hình 4.5 mối quan hệ hệ số trao đổi nhiệt 87.7÷119.2 W/m2K nhiệt độ buồng đốt 631÷813 oC quan hệ tuyến tính 70 Hình 4.5 Quan hệ hệ số trao đổi nhiệt nhiệt độ buồng đốt Hệ số trao đổi nhiệt tốc độ gió cấp: từ hình 4.6 mối quan hệ hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt 87.7÷119.2 W/m2K tốc độ gió cấp 0.27÷0.45 m/s quan hệ tuyến tính 71 Hình 4.6 Quan hệ hệ số trao đổi nhiệt tốc độ gió cấp 4.2.6 Kết tính tốn nhiệt độ buồng đốt tải lị Kết tính tốn trình bày hình sau: Hình 4.7 Kết tính tốn nhiệt độ buồng đốt tải lị 72 Từ hình 4.7 ta thấy quan hệ tuyến tính nhiệt độ buồng đốt 631÷ 813 oC tải lị 3000÷5000 kg/h 4.3 NHẬN XÉT KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ THỰC NGHIỆM KIỂM CHỨNG 4.3.1 Đối tượng lò thực nghiệm Đã tiến hành thực nghiệm kiểm chứng mẫu lò cải tiến Đo lưu lượng nhiệt độ buồng đốt, so sánh giá trị đo với giá trị tính toán điều kiện vận hành tương ứng với thiết kế, xác định sai số & đánh giá độ xác chương trình tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa loại lò 4.3.1.1 Sơ đồ bố trí điểm đo Sơ đồ bố trí điểm đo trình bày hình sau: Hình 4.8 Sơ đồ bố trí điểm đo 4.3.1.2 Phương tiện đo Đo nhiệt độ: Cặp nhiệt (thermocouple) loại K Vật liệu sử dụng cặp nhiệt loại K Chrome (90% nickel, 10% chromium) Alumel (94% nickel, 3% manganese, 2% aluminium and 1% silicon), dải nhiệt độ đo từ 0°C tới 1260°C Đo lưu lượng hơi: Đồng hồ đo lưu lượng DN80, dải đo 315÷7.809 kg/h, sai số ±1% giá trị đọc, áp suất 78 kg/cm2 (Max.), nhiệt độ làm việc -40~+280 oC 4.3.1.3 Kết đo Kết đo nhiệt độ buồng đốt lưu lượng trình bày hình 4.5 73 Hình 4.9 Kết thực nghiệm kiểm chứng nhiệt độ buồng đốt tải lò 74 Thực nghiệm đo nhiệt độ buồng đốt lưu lượng vào ngày 20/09/2012, tổng thời gian thực nghiệm 24 giờ, trình kiểm tra, hệ thống ổn định, sau kiểm tra lò vận hành Tính đến thời điểm tại, lị hoạt động ổn định tin cậy với 3600 vận hành liên tục Từ hình 4.9 ta nhận thấy mối quan hệ tuyến tính tải lị 3000÷5000 kg/h nhiệt độ buồng đốt 615÷814 oC Các điểm cực tiểu khoảng thời gian đo ứng với mức huy động cơng suất lị khoảng 3~4 hơi/ vào thời điểm giao ca nhà máy 4.3.2 So sánh giá trị đo với giá trị tính tốn So sánh giá trị đo với giá trị tính tốn điều kiện vận hành tương ứng với thiết kế sau: Bảng 4.3 So sánh kết tính tốn với giá trị đo Tải lị 60% cơng suất 80% cơng suất 100% cơng suất Trung bình giá trị đo Sai số Giá trị tính giá trị đo tốn giá trị tính tốn Độ xác Nhiệt độ buồng (oC) 616 631 15 2.37% Lưu lượng (kg/h) 3028.65 3000 28.65 0.95% Nhiệt độ buồng (oC) 735 730 0.68% Lưu lượng (kg/h) 4011.35 4000 11.35 0.28% Nhiệt độ buồng (oC) 804 813 1.1% Lưu lượng (kg/h) 4926.395 5000 73.61 1.47% Sai số kết tính tốn với giá trị đo nhiệt độ buồng đốt 5÷15 oC lưu lượng 11.35÷76.61 kg/h Sai số kết tính tốn giá trị đo nhiệt độ buồng đốt lưu lượng cao tải 100% 60% khoảng thời gian đo lị khơng huy động hết công suất định mức hơi/h điểm cực tiểu lưu lượng không thấp /h Kết tính tốn phù hợp với giá trị đo với độ xác nhiệt độ buồng đốt 0.68÷2.37% lưu lượng 0.28÷1.47% điều kiện vận hành tương ứng với thiết kế, từ ta nhận xét kết tính tốn tin cậy 4.3.3 So sánh kết tính tốn với số kết công bố tác giả khác So sánh kết tính tốn với số kết công bố tác giả khác rõ bảng sau: 75 Bảng 4.4 So sánh kết tính tốn với số kết cơng bố Hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt, W/m2K Tốc độ gió cấp, m/s Nhiệt độ trung bình lớp sơi, o C P Sathitruangsak, 2009 - 0.4÷0.8 - M Rozainee et all, 2008 - 3.3 Umf (0.66 với Umf=0.2) - 73÷110 0.67÷1.7 750÷850 L Armesto et all, 2002 - 1.2 840 Sheng Huang et all, 2001 - 0.18 700 Chen Guanyi et all, 1998 - 1÷2 - W Prins, 1987 - 0.5÷0.8 800÷900 100 - - 119.2 0.45 856 Phạm Hồng Lương, 2006 F Johnson et all, 1987 Kết luận văn, 2012 Kết nghiên cứu nêu báo phù hợp với kết số tác giả công bố Sai khác kết tính tốn với kết cơng bố do: − Các kết số tác giả công bố dựa nghiên cứu mơ hình thực nghiệm khác tồn sai khác đem so sánh với mơ hình − Hệ số trao đổi nhiệt lò lớp sơi nói chung đặc biệt lị lớp sơi cải tiến chịu ảnh hưởng tốc độ gió cấp… Từ so sánh đánh giá ta thấy phương pháp tính tốn nêu tin cậy áp dụng Các kết công bố báo dùng làm sở để triển khai tính tốn thiết kế chế tạo, tối ưu hóa thiết kế nhằm thương mại hóa lị đốt trấu lớp sôi cải tiến 76 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Đề tài trình bày kết tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa lị đốt trấu lớp sơi cải tiến, so sánh đánh giá kết tính tốn thực nghiệm kiểm chứng kết hợp với số liệu số tác giả công bố Ảnh hưởng thông số thiết kế vận hành buồng đốt lớp sôi cải tiến đến trình trao đổi nhiệt đưa thảo luận Một số kết chủ yếu từ nghiên cứu sau: − Tại tải định mức (100% cơng suất) lị hơi: hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt 119.2 W/m2K, tốc độ sôi tối thiểu (vận tốc sôi bọt nhỏ nhất) Umf 0.2 m/s tốc độ gió cấp U 0.45 m/s Nhiệt độ trung bình buồng đốt 813 oC nhiệt độ trung bình lớp sơi 856 oC − Mối quan hệ hệ số trao đổi nhiệt buồng đốt 87.7÷119.2 W/m2K với tải lị 3000÷5000 kg/h, nhiệt độ buồng đốt 631÷813 oC tốc độ gió cấp 0.27÷0.45 m/s quan hệ tuyến tính Kết tính tốn phù hợp với giá trị đo điều kiện vận hành tương ứng với thiết kế số liệu số tác giả công bố Do xem tin cậy áp dụng vào thực tế được, mức độ thực đánh giá đạt yêu cầu nội dung đề tài đặt 5.2 KIẾN NGHỊ Giải pháp lò đốt trấu kiểu tầng sôi cải tiến cần phổ biến cho doanh nghiệp có nhu cầu lượng nhiệt nhằm tiết kiệm lượng tiêu thụ, giảm áp lực lượng cho quốc gia đồng thời góp phần bảo vệ mơi trường Từ thực tế kiểm chứng đưa lị vào sử dụng cần thêm cải tiến để tối ưu hóa vận hành nâng cao hiệu suất lò thiết kế phát triển lò thành lò thương mại 5.3 ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Nghiên cứu vấn đề hấp thụ nhiệt lớp sơi để nâng cao cơng suất lị thiết kế Nghiên cứu độ mềm dẻo sử dụng nhiên liệu cách đốt thay mùn cưa mà không cần thay đổi cấu trúc lò 77 Cơng trình cơng bố tác giả KS Hồng Tuấn Anh, TS Nguyễn Văn Tun (2012) Nghiên cứu tính tốn hệ số trao đổi nhiệt buồng lửa lò đốt trấu lớp sơi cải tiến Tạp chí Năng Lượng Nhiệt, số 108 - Tháng 11/2012, trang 2-6 78 Tài liệu tham khảo [1] Chen Guanyi, Fang Mengxiang, Luo Zhongyang, Yu Chunjiang, Li Xuantian, Ni Mingjiang, Cen Kefa (1998) The Study on Combustion Characteristics of Rice Husk Fired Fluidized Bed Boiler Journal of combustion science and technology [2] T Madhiyanon, P Sathitruangsak and S Soponronnarit (2010) Combustion characteristics of rice-husk in a short-combustion-chamber fluidized-bed combustor (SFBC) Applied Thermal Engineering, 30(4), 347-353 [3] Yunus A.Cengel (2006) Heat transfer A Practical Approach, 2nd ed., McGraw-Hill, 2003 [4] Prabir Basu (2006) Combustion and Gasification in Fluidized Beds Taylor & Francis Group, LLC [5] Simeon N.Oka, E.J Anthony (2004) Fluidized Bed Combustion Marcel Dekker, Inc Newyork – Basel [6] Basu P., Kefa C and Jestin L (2000) Boilers and Burners - Theory and Design Springer -Verlag, Newyork, Inc USA [7] Stultz S.C, Kitto J.B (1992) Steam - Its generation and use The Babcock & Wilcox Company, Barberrton, Ohio, USA [8] Guangxi Vue, Hai Zhang, Changsui Zhao, Zhongyang Luo (2009) Proceedings of the 20th International Conference on Fluidized Bed Combustion Tsinghua University Press, Beijing and Springer-Verlag Berlin Heidelberg [9] Basu P., Fraser S.A (1991) Circulating Fluidized Bed Boilers - Design and Operation Butterworth – Heineman Stoneham, USA [10] Под ред Н В Кузнецова и др (1973) Tепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) Энергия, Москва [11] Мунц В.А (1999) Тепловой расчет топок со стационарным низкотемпературным и циркулирующим кипящим слоем Тепловая энергетика I [12] Лод pедакцией И Л Μухленова, Ь C Caжиaина, Β Φ Φролова (1986) Расчетьі Αлларaтов Κилящего Cлоя Леңиңґрад “Ҳимия” Леңиңґрадское Отдеңеңие [13] Баскаков А.П., Мацнев В.В., Распопов И.В (1995) Котлы и топки с кипящим слоем Издательство: Энергоатомиздат, Москва [14] Рябов Г.А (2005) Энергетические котлы с циркулирующим кипящим слоем Электрические станции No [15] Лод редəкцией Ъ И Частухин (1980) ΤелΛовой Расчет ЛромьішΛенньіх Ларогенераторов Киев Головное Издательство Издател Ьского Ођъедия “Вища Щкола” [16] Lãnh Kha Pháp, Nhi Minh Giang, Lạc Trung Ánh (1998) Công nghệ tầng sôi - thiết kế vận hành Nhà xuất Điện lực Trung quốc, Bắc kinh [17] Bộ mơn lị hơi, khoa Điện, Đại học Thanh hoa (1972) Phất đẳng nhiên nhiêu tầng sôi Nhà xuất Khoa học, Bắc kinh 79 [18] Ban biên tập “Phương pháp tính thiết kế lị cơng nghiệp” (2005) Phương pháp tính thiết kế lị cơng nghiệp Nhà xuất tiêu chuẩn Trung quốc, Bắc kinh [19] Phạm Hoàng Lương, Đỗ Văn Thắng (2006) “Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ lớp sơi lớp sơi tuần hồn Việt nam”, Báo cáo tiến độ đề án 10/HĐ-UTCN 2005-2006 ĐHBKHN [20] Bùi Hải (2002) Tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà nội [21] Trương Duy Nghĩa, Nguyễn Sỹ Mão (1974) Thiết bị Lò - Tập 1&2 Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà nội 80 PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Hồng Tuấn Anh Ngày, tháng, năm sinh: 14/12/1985 Nơi sinh: Hà Nội Địa liên lạc: Số 291, Đường Phạm Văn Đồng, Tổ 11, Phường Xuân Hòa, Thị xã Phúc Yên, Tỉnh Vĩnh Phúc QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Từ 2004 - 2009: học đại học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội – Chuyên ngành Kỹ Thuật Nhiệt – Lạnh Từ 2010 - nay: học cao học trường Đại học Bách Khoa TP HCM – Chuyên ngành Công nghệ Nhiệt Q TRÌNH CƠNG TÁC Từ 2009 - nay: làm việc Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Điện – EVNPECC2 ... NGHIÊN CỨU − Nghiên cứu phương án thiết kế lò đốt trấu lớp sôi cải tiến − Nghiên cứu tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa đốt trấu lớp sơi cải tiến − Tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa đốt trấu lớp. .. lớp sơi cải tiến - Nghiên cứu tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa đốt trấu lớp sôi cải tiến - Tính tốn trao đổi nhiệt buồng lửa đốt trấu lớp sôi cải tiến - So sánh đánh giá nhận xét kết tính tốn... NGHỆ NHIỆT Mã số : 605280 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA LÒ HƠI ĐỐT TRẤU LỚP SÔI CẢI TIẾN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nghiên cứu phương án thiết kế lò đốt trấu lớp