THIẾT kế lò hơi TẦNG sôi CÔNG SUẤT 30 tấn h đốt BIOMASS

Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc o0o ======= NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lê Công Cầu Lớp: 12NLT Khoa : Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh Tên đề tài: THIẾT KẾ LỊ HƠI TẦNG SƠI CÔNG SUẤT 30 TẤN/ H ĐỐT BIOMASS Các số liệu ban đầu:  Năng suất : 30 tấn/  Hơi bão hịa có áp suất 18 bar, nhiệt độ 212 Nhiên liệu đốt: Biomass Yêu cầu nội dung thuyết minh tính tốn: Chương 1: Tính cấp thiết đề tài; Chương 2: Cơ sở lý thuyết tầng sơi; Chương : Sự hình thành NOx SOx khói cháy giải pháp kỹ thuật lị tầng sơi; Chương 4: Tính cân nhiệt lò Chương 5: Thiết kế buồng lửa Chương : tính tốn trao đổi nhiệt Chương : Thiết kế sấy khơng khí; Chương : Tính khí động lị Chương : Thiết kế hệ thống xử lý bụi; Chương 10 : Quy trình vận hành lị hơi;      Các vẽ đồ thị: Sơ đồ cấu tạo tổng thể lò hơi; Sơ đồ nguyên lý hoạt động lị tầng sơi 30t/h; Cấu tạo cụm đối lưu ba long hơi; Cấu tạo sấy khơng khí Hệ thống xyclon tổ hợp SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp Giáo viên hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ: Ngày hoàn thành: GVHD: TS Trần Thanh Sơn TS TRẦN THANH SƠN 20 / 02 / 2014 30 / 06 / 2014 Đà nẵng, ngày….tháng….năm2013 Đà nẵng, ngày….tháng….năm2013 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ DUYỆT (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TS TRẦN THANH SƠN Sinh viên hoàn thành nộp toàn báo cáo cho khoa Đà nẵng, ngày…tháng…năm2013 Đà nẵng, ngày…tháng…năm2013 TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn LỜI CẢM ƠN Trải qua thời gian dài học tập nghiên cứu trường Đại Học Bách Khoa Đại Học Đà Nẵng, em thầy tận tình giảng dạy để em có hành trang ngày hơm nay, em cảm ơn tất thầy cô trường, đặc biệt thầy cô khoa Công nghệ nhiệt - điện lạnh tận tâm giảng dạy Những kiến thức mà em có hơm nhờ vào công lao dạy bảo thầy cô Để đáp lại dạy bảo chân tình đó, em cố gắng nhiều học tập công việc, nghiên cứu sau Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Trần Thanh Sơn tận tình hướng dẫn em thời gian tìm hiểu thực đề tài Luận Văn Tốt Nghiệp Sự hướng dẫn, góp ý tận tình thầy nguồn động viên to lớn giúp em nhiều trình thực luận văn Và em cảm ơn quý thầy cô khoa Công Nghệ Nhiệt Điện Lạnh giúp đỡ em nhiều trình học tập thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn cha mẹ nhiều người cố gắng để nuôi em ăn học nên người ngày hôm Những công ơn to lớn khơng có sánh được, em xin hứa không làm thất vọng người đặt niềm tin vào em Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014 Lê Công Cầu SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn TÓM TẮT ĐỒ ÁN Hiện nay, nước ta nhiều nhiên liệu xấu chưa khai thác hết, hầu hết loại nhiên liệu xấu có nồng độ lưu huỳnh, độ tro, độ ẩm cao than xấu, rác thải, cặn dầu, mùn cưa… Lượng rác thải tương lai ngày nhiều, diện tích chơn lấp rác thải bị thu hẹp phương án chôn lấp gây ô nhiễm nguồn nước khơng khí xung quanh, làm ảnh hưởng đến sức khỏe người, hệ thống xử lý nước thải thành phố tương lai thải lượng cặn bùn đáng kể với hàm lượng hữu cao gây ô nhiễm môi trường Việc ứng dụng buồng lửa tầng sôi để đốt chất thải rắn ứng dụng rộng rãi giới Chính nên em chọn đề tài: “Thiết kế lò tầng sôi công suất 30 tấn/h đốt biomass ” Để củng cố lại kiến thức học tìm hiểu sâu cơng nghệ lị tầng sơi đề tài tiến hành nghiên cứu lý thuyết học: phân tích đặc tính thành phần nhiên liệu, trình cháy buồng lửa, kế trình trao đổi nhiệt thiết bị lị tầng sơi ứng dụng lị tầng sơi vào tình hình thực tế Bên cạnh đề tài nghiên cứu đến việc giảm tối thiểu khí độc hại NOx, SOx…phát thải mơi trường SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn MỤC LỤC NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CHƯƠNG TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .11 1.1 TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA LỊ HƠI 11 1.2 TÌNH HÌNH THỰC TẾ : .13 1.3 Tình hình khả sử dụng lị tầng sơi vào thực tế Việt Nam: 14 1.4 GIỚI THIỆU VỀ NHIÊN LIỆU BIOMASS 15 1.4.1 Tiềm sinh khối nước .15 1.5 Tính chất viên biomass 18 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TẦNG SÔI 20 2.1 GIỚI THIỆU KỸ THUẬT TẦNG SÔI 20 2.1.1 Khái niệm tầng sôi 20 2.1.2 Nguyên lý làm việc lò tầng sôi: 22 2.1.3 Cơ chế q trình tạo tầng sơi: 23 2.1.4 Vật liệu sử dụng lị tầng sơi: 24 2.1.5 Những ưu nhược điểm công nghệ sấy tầng sôi: 25 2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY ĐỘNG CỦA LỚP SÔI 28 2.2.1 Độ rỗng lớp sôi: 28 2.2.2 Vận tốc tối thiểu vận tốc tối đa tạo lớp sôi 28 2.2.3 Tốc độ làm việc tối ưu: 30 2.2.4 Trở lực lớp sôi: 30 2.2.5 Độ giảm áp suất theo chiều cao 30 CHƯƠNG SỰ HÌNH THÀNH NOX VÀ SOX TRONG KHĨI KHI CHÁY VÀ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CỦA LỊ TẦNG SƠI 32 3.1 Sự hình thành NOx khói cháy giải pháp kỹ thuật: 32 3.1.1 Cơ chế hình thành NOX: 32 3.1.2 Cơ chế hình thành NOX theo nguyên lý phân hủy nhiệt: 32 3.1.3 Cơ chế hình thành NOX thành phần nhiên liệu: 33 3.1.4 Cơ chế hình thành NOX theo nguyên lý phản ứng tức thời: .35 SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn 3.1.5 Khống chế hình thành NOX đốt mùn cưa: 35 4.2 Cơ chế hình thành phân hủy N2O: 35 4.2.1 Cơ chế hình thành N2O: 35 3.2.2 Cơ chế phân hủy N2O: .36 3.3 Đặc điểm trình hình thành N2O buồng đốt tầng sơi tuần hồn: .36 3.4 Phương pháp giảm N2O phát thải buồng lửa tầng sôi: 38 3.5 Vấn đề hình thành SO2 trình cháy giải pháp kỹ thuật: 39 3.6 Phương pháp cháy khí phát thải SO lị đốt bột mùn cưa tầng sôi: 39 3.7 Xử lý khí SO2 vơi đolomit trộn vào mùn cưa: 40 CHƯƠNG TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LỊ HƠI 43 4.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ BAN ĐẦU: 43 4.2 TÍNH TỐN Q TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU .45 4.2.1 Thể tích khơng khơng lý thuyết ( V0kk ) 45 4.2.2 Tính thể tích sản phẩm cháy 45 4.2.3 Tính entanpi khơng khí khói 47 4.3 CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI 48 4.3.1 Xác định lượng nhiệt đưa vào lò 48 4.3.2 xác định tổn thất nhiệt lò hơi: .48 4.3.3 Nhiệt lượng hữu ích 49 4.3.4 lượng nhiên liệu tiêu hao 50 4.3.5 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính tốn 50 CHƯƠNG THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 51 5.1 Xác định kích thứớc hình học buồng lửa 51 5.1.2 xác định kích thước buồng lửa 51 5.1.3 Xác định chiều cao buồng lửa 51 5.1.4 Diện tích bề mặt tường buồng lửa .52 5.2 TÍNH TỐN CHẾ ĐỘ SÔI: 52 5.2.1 Tính vận tốc khơng khí: 52 5.2.2 Kiểm tra điều kiện tạo sôi: .52 bCHƯƠNG TÍNH TỐN TRAO ĐỔI NHIỆT LỊ TẦNG SƠI .58 6.1 TÍNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA: 58 SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn 5.1.1 Nhiệt độ cháy lý thuyết 58 6.1.2 Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa 59 6.2 Tính nhiệt buồng hồi lưu bụi: 63 6.2.1 Đặc tính cấu tạo buồng hồi lưu bụi: 63 6.2.2 Tính tốn nhiệt buồng hồi lưu: .64 6.3 TÍNH NHIỆT DÀN ĐỐI LƯU: .68 CHƯƠNG TÍNH TỐN BỘ SẤY KHƠNG KHÍ 73 7.1 Đặc tính cấu tạo: 73 CHƯƠNG 8: TÍNH KHÍ ĐỘNG LÒ HƠI 78 8.1 Mục đích việc tính khí động lị : .78 8.2 Tính chọn quạt gió : 78 8.2.1 Trở lực dòng khơng khí chuyển động từ quạt đến sấy khơng khí Pđơ1: 79 8.2.4 Công suất động điện dùng cho quạt gió: 86 8.3 Tính chọn quạt khói: .87 8.3.1 Xác định trở lực quạt hút cần khắc phục: .87 8.3.2 Áp suất đầu đẩy quạt khói : 99 8.3.3 Cơng suất quạt khói: 101 8.3.4 Công suất động cơ: 101 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ BUỒNG LỌC BỤI XYCLON CHÙM 102 9.1 Khái niệm tác hại bụi: 102 9.2 Phân loại phương pháp lọc bụi: .102 9.2.1 Lọc bụi theo phương pháp trọng lực: 102 9.2.2 Lọc bụi theo phương pháp ly tâm-xyclon-tâm chớp- lọc bụi theo quán tính: 103 9.2.3 Lọc bụi theo phương pháp ẩm: .103 9.2.4 Lọc bụi theo phương pháp tĩnh điện: 103 9.2.5 Lọc bụi kiểu túi vải-màng vải: 103 9.3 Thiết kế thiết bị lọc bụi xyclon chùm: 104 9.3.1 Cấu tạo xyclon chùm: 104 9.3.3 Các thông số thiết kế: 104 9.3.4 Cấu tạo xyclon chùm : 106 SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn 9.3.5 BẢO QUẢN XYCLON CHÙM : 107 9.4 Tính tốn xyclon ướt 107 9.4.1 Các bước tính tốn thiết bị : 107 CHƯƠNG 10 110 QUY TRÌNH VẬN HÀNH LỊ HƠI 110 I> Chuẩn bị đốt lò : 110 II> Nhóm lị : .110 Tài liệu tham khảo 113 SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Sử dụng viên nhiên liệu số nước giới Bảng 1.2 Lượng phụ phẩm Việt Nam Phụ phẩm Tổng nước Bảng 1.3 : Dây chuyền sản xuất viên nén Bảng 1.4 Thành phần viên nén biomass so sánh với than Bảng 4.1 Tính chất thành phần nhiên liệu viên nén biomass Bảng 4.2 Các thơng số khói thải Bảng 4.3 Bảng hệ số khơng khí thừa Bảng 4.4 - Entanpi sản phẩm cháy Bảng 4.5 - Cân nhiệt tính lượng tiêu hao nhiên liệu lị Bảng 6.1 Bảng tính trao đổi nhiệt buồng lửa: Bảng 6.2 Bảng tính trao đổi nhiệt buồng lửa: Bảng 6.3: Đặc tính cấu tạo buồng hồi lưu Bảng 6.4: Tính tốn nhiệt buồng hồi lưu: Bảng 6.5: Đặc tính nhiệt cụm đối lưu Bảng 6.6: Tính tốn nhiệt cụm đối lưu Bảng 7.1: Đặc tính cấu tạo sấy khơng khí: Bảng 7.2 Tính tốn nhiệt sấy khơng khí Bảng 8.1 Trở lực buồng hồi lưu Bảng Bảng mô tả kết tính khí động DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu tạo máy nén viên Hình 1.2 Viên nén Biomass Hình 2.1 Sơ đồ ngun lý lị tầng sơi Hình 2: Quan hệ tốc độ dịng, chiều cao lớp nhiên liệu, trở lực lớp liệu Hình Ảnh hưởng nhiệt độ nhiệt phân đến tỷ lệ chuyển hóa nitơ nhiên liệu thành nitơ chất bốc Hình 3.2 Ảnh hưởng độ mịn bột mùn cưa đến tỷ lệ chuyển hóa nitơ nhiên liệu thành nitơ chất bốc Hình 3.3 Lộ trình phản ứng phân hủy NOX Hình 3.4 Lộ trình phản ứng nitơ cốc tạo thành N2O SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn Hình 3.5 Mơ hình q trình hình thành N2O buồng lửa đốt tầng sơi( Hình 3.6 Phân bố NO N2O theo chiều cao buồng lửa từ phân phối gió buồng lửa tầng sơi tuần hồn Hình 3.7 Lượng NOX phát thải ban đầu với mức độ cần giảm NOX để đạt tiêu chuẩn bảo vệ mơi trường Hình 3.8 Biểu đồ hiệu khử SO2 CaO + MgO đưa trực tiếp vào buồng đốt Hình 4.1 :Sơ đồ cấu trúc lị Hình: 5.1 Kích thước buồng lửa Hình 5.2: Nấm phun thép có mặt nấm hình trịn Hình 5.3: Nấm phun gang Hình: 5.4 cấu tạo cách bố trí nấm phun Hình 6.1: Đồ thị xác định nhiệt độ khói khỏi buồng hồi lưu Hình: 6.2 Đồ thị xác định nhiệt độ khói khỏi cụm đối lưu Hình: 6.3: Bố trí đối lưu bao Hình 7.1: Cấu tạo sấy khơng khí Hình 8.1 Biểu diễn vị trí dịng khói gây trở lực buồng hồi lưu cụm ống dàn đối lưu Hình 9.1 Cấu tạo xyclon chùm Hình 9.2 Cấu tạo thu bụi kiểu ướt SVTH: Leâ Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 10 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn Ptt  H g (  a   273 ) , Pa 273   Ptt  19.9,81.(0,11893  0, 08634 [TL 5] 273 )  12, Pa 273  180 Với: Nhiệt độ khói ống khói tk = 180 0C; H2 = 19 m( theo thiết kế) Như vậy: Tổng trở lực tự hút đường khói là: Ptt = Ptt1 + Ptt2 = 6,61 + 12,4 = 19,01 Pa Áp suất đầu đẩy quạt khói xác định: Hk = 1,2.( 1787,78 – 20 – 19,01) = 2098,52 Pa SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 103 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn 8.3.3 Cơng suất quạt khói: – Được xác định sau: Nk = k Qk H k , kW k [TL 5] Trong đó: k - Hệ số dự phịng cơng suất quạt khói, lấy 1,1 Hk- Áp suất đầu đẩy quạt khói, Pa k- Hiệu suất quạt khói, thường khoảng 0,5 ÷ 0,75, ta chọn k = 0,65 Qk - lưu lượng khói qua quạt hút: Qk 1 Btt (Vth   V0 ) 273  t th , m3/s 273 [TL 5] Trong đó: * 1 hệ số dự phòng, thường lấy 1 =1,1 * Vth = 4,56 m3/kgnl: thể tích khói thải *  : hệ số khơng khí lọt vào đường ống dẫn khói, theo [TL 5] ta có  = 0,25 * tth = 190 0C: Nhiệt độ khói khỏi lị * Btt = 1,81 kgnl/s: Tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn Vậy : Qk  1,1.1,82.(4, 56  0, 25.3, 75) 273  180  18, 26 m3/s 273 => Cơng suất quạt khói : Nk = 1,1 18, 26.2098,52 103  64,84 kW 0, 65 8.3.4 Công suất động cơ: – Được xác định sau: Nđc = k2 Nk 64,84 = 1,1 = 83,41 KW  đ  tđ 0,95.0,9 [TL 5] Với: k2 – hệ số dự phòng lấy 1,1 đ – hiệu suất động điện , lấy đ= 0,95 tđ – Hiệu suất truyền đai, lấy tđ = 0,9 SVTH: Lê Công Caàu - Lớp 12NLT Trang 104 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ BUỒNG LỌC BỤI XYCLON CHÙM 9.1 Khái niệm tác hại bụi: – Bụi phần tử vật chất có kích thước nhỏ, khuếch tán mơi trường khơng khí Đó chất độc hại ảnh hưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: kích cỡ bụi, nồng độ bụi, nguồn gốc bụi … – Bụi có nhiều tác hại đến sức khỏe người chất lượng sản phẩm Bụi tác động tới người qua đường hô hấp, thị giác ảnh hưởng đến sống sinh hoạt khác người Chúng gây bệnh ngạt thở, viêm phù phổi Một số chất nhiễm gây kích thích bệnh ho, hen suyễn, lao phổi, ung thư phổi, dị ứng da, ngứa da … Nguy hiểm số chất tồn không khí gây bệnh ung thư Đặc biệt đường hô hấp, hạt bụi nhỏ ảnh hưởng chúng lớn, với cỡ hạt 0,5 đến 10  m chúng thâm nhập sâu vào đường hơ hấp nên gọi bụi hô hấp Mức độ ảnh hưởng bụi phụ thuộc nhiều vào nồng độ bụi khơng khí (mg/m3) Nồng độ bụi cho phép khơng khí phụ thuộc vào chất bụi thường đánh giá theo hàm lượng ôxit silic (SiO 2) Bụi tạo cảm giác nóng nực, bẩn thỉu, nơi có bụi nhiều người ta nhiều công để lau chùi, quét dọn thường xuyên 9.2 Phân loại phương pháp lọc bụi: – Trong thực tế có nhiều thiết bị lọc bụi khác dựa phương pháp khác nhau, số phương pháp lọc bụi thường sử dụng 9.2.1 Lọc bụi theo phương pháp trọng lực: – Các hạt bụi có trọng lượng, tác dụng trọng lực hạt có xu hướng chuyển động từ xuống (đấy thiết bị lọc bụi) Phương pháp chủ yếu thu hồi hạt bụi có kích thước lớn buồng lắng trọng lực Trong buồng lắng bụi dịng khí chuyển động với tốc độ nhỏ ( 10m nên dùng để lắng hạt bụi có kích thước nhỏ không hiệu 9.2.3 Lọc bụi theo phương pháp ẩm: – Khi hạt bụi tiếp xúc với bề mặt dịch thể hạt bụi bám bề mặt dựa nguyên tắc tách hạt bụi khỏi dịng khí Sự tiếp xúc hạt bụi với bề mặt dịch thể xảy lực tác dụng lên hạt bụi theo hướng đến bề mặt dịch thể Các lực gồm: lực va đập phân tử, trọng lực, ly tâm(lực quán tính) Phương pháp lọc hạt bụi có kích thước > 3÷5m, cịn hạt nhỏ hiệu lọc khơng cao 9.2.4 Lọc bụi theo phương pháp tĩnh điện: – Khí chứa bụi dẫn qua điện trường điện cao, tác dụng điện trường, khí bị ion hóa, ion tạo thành bám hạt bụi tích điện cho chúng, hạt sau tích điện qua điện trường chúng bị hút phía cực trái dấu 9.2.5 Lọc bụi kiểu túi vải-màng vải: – Thiết bị lọc bụi kiểu túi vải sử dụng phổ biến cho loại bụi mịn, khơ, khó tách khỏi khơng khí nhờ lực quán tính ly tâm Để lọc người ta cho luồng khơng khí có nhiễm bụi qua túi vải mịn, túi vải ngăn hạt bụi lại để khơng khí Khơng khí có lẫn bụi bên vào bên túi vải, bụi giữ lại bên túi rơi xuống ngăn lắng trữ bụi, khơng khí bên ngồi túi vải ống dẫn SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 106 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn 9.3 Thiết kế thiết bị lọc bụi xyclon chùm: – Do trình lọc bụi xyclon xảy phức tạp, nên khơng thể tính tốn kết cấu hiệu thu bụi xyclon sở lý thuyết, lý thuyết khơng loại trừ điều kiện giản ước Vì kết tính tốn khơng trùng với kết nhận thực tế Tuy nhiên qua lý thuyết làm sáng tỏ cách xác ảnh hưởng cá nhân tố đến trình thu bụi xyclon 9.3.1 Cấu tạo xyclon chùm: – Khác với xyclon đơn, xyclon chùm dịng khí vào buồng xyclon khơng theo phương tiếp tuyến với phần trụ xyclon mà khí chuyển động qua chi tiết định hướng dạng xoắn ốc hoa hồng, trình thu bụi tiến hành đơn nguyên xyclon xyclon chùm có suất nhóm xyclon có đường kính nhỏ Chi tiết định hướng đặt khoảng không vành khuyên phần hình trụ đơn nguyên ống xả Trong đơn nguyên có chi tiết định hướng kiểu hoa hồng đạt hiệu suất thu bụi cao loại xoắn ốc có nhược điểm dễ gây tắc bụi – Nếu phân bố không vào đơn ngun (theo tính tốn) bụi lắng chi tiết định hướng làm tắc thiết bị, mặt khác có tượng khí chuyển động sang đơn nguyên khác nhiều Đường kính d đơn nguyên xyclon chùm thường 100, 150, 200 mm Chi tiết định hướng kiểu xoắn xyclon gồm cánh đường tâm cánh tạo với trục đơn nguyên góc 25 Hệ số trở lực đơn nguyên  85 Các chi tiết định hướng hàn vào ống xả khí – Khoảng cách chúng với mặt vỏ thiết bị khơng vượt q 1,0 ÷ 2,5 mm Khoảng cách phụ thuộc vào kiểu đường kính vỏ đơn nguyên Để đảm bảo phân bố khí đơn nguyên xyclon, dẫn vào có tốc độ thay đổi đặn (có ống loe) Góc loe ống khơng vượt q 15 cịn chiều cao ống loe lớn khoảng cách hai trục đơn nguyên dãy ( dãy thẳng góc với chiều dịng khí chuyển động) 9.3.3 Các thơng số thiết kế: - Lượng khói cần làm sạch: Vk = Btt.Vkk 273  t , [m3/h] [ 5] 273 (9.1) Trong đó: Btt = kg/h Lượng tiêu hao nhiên liệu SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 107 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn tc Vkk = 4,994 m /kg Thể tích khơng khí thực tế t = 1800C Nhiệt độ khói vào xyclon Suy ra: Vk = 6571 4,994 273  160 = 54452,21 m3/h 273 - Khối lượng riêng bụi,  = 3000 kg/m3 - Đường kính trung bình bụi, d = 40m Tốc độ khói tối ưu qua tiết diện ngang xác định theo công thức: 2 P  ,[m]  2g Thực tế [ 11] (9.2) P P có giá trị tối ưu, = 50 ÷ 70 m   P = 70 m  Với xyclon thiết kế có:  = 85 Chọn  2  P.2 g 70.2.9,81  = 4,01 m/s   180 (9.3) Với 2 = 4,01 > 2,2 m/s nên không bị tắc đọng bụi Theo kinh nghiệm thực tế ta chọn kích thước xyclon sau: - Đường kính ống ngồi: - Đường kính ống trung tâm: - Chiều dài ống trung tâm cắm vào xyclon: h1 = 390 mm - Chiều cao phần trụ xyclon: - Đường kính cuối phần côn: - Khoảng cách hai nguyên đơn: r = D + 100 = 360 mm - Chiều dọc xyclon: - Chiều ngang xyclon: l2 = 3.r + D + 2.80 = 1500 mm D = 260 mm M = 160 mm h2 = 600 mm d = 86 mm l1 = 2.r + D + 2.60 = 1100 mm Lưu lượng khói vào đơn nguyên : SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 108 Đồ án tốt nghiệp Vk1 = GVHD: TS Trần Thanh Sơn  3600. D  M    3600.3,14  0, 26  0,16  4, 01 = 475,95 m3/h (9.4) Số lượng đơn nguyên : n Vk 54452, 21  = 114 Vk1 475, 95 (9.5) Vậy chọn số đơn nguyên : n = 110 Dễ dàng bố trí 9.3.4 Cấu tạo xyclon chùm : SVTH: Lê Công Caàu - Lớp 12NLT Trang 109 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn Hình 9.1 Cấu tạo xyclon chùm A 900 900 160 94 95 300 450 4 A M?t c?t A-A 160 289 3000 10 360 4060 Chi ti?t xyclon Ðu? ng khói vào Ðu? ng th?i b?i b?n Ðu? ng khói ? ng tr? ? ng tr? Cánh hu? ng dòng Thi?t b?tháo b?i ki?u quay C?a thao tác Ðu? ng khói kh?i xyclon chùm Ðu? ng khói vào xyclon chùm 9.3.5 BẢO QUẢN XYCLON CHÙM : - Khơng để khơng khí bị hút qua boongke.Phần boongke đậy kín nắp - Khi thay đổi lượng khí cần làm phải thay đổi số ngăn làm việc thiết bị ( đóng bớt mở thêm ngăn làm việc) SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 110 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn - Xiclôn chùm làm việc áp suất dương hay âm - Giới hạn nhiệt độ khí cần làm xiclôn chùm chế tạo thép gang 4000C, nhiệt độ khí thấp cần giới hạn nhiệt độ khí cần cao nhiệt độ đọng sương 20 -250C - Cần bảo đảm phân bố khí vào đơn nguyên - Cần kiểm tra cẩn thận trở lực qua xyclon lý : +Xyclon bị tắc gần chi tiết định hướng cổ miệng phễu đơn nguyên +Do có phần xyclon bị bào mịn tạo khe hở lỗ rị khí, cần làm bị rị qua đó, trở lực khí qua đơn ngun giảm 9.4 Tính tốn xyclon ướt 9.4.1 Các bước tính tốn thiết bị : - Chiều rộng cửa vào thiết bị : b Trong : V , ( TL 10) K v v (9.6) + K = h/b = 2-4, (TL 10).Ta chọn K = + vv = 18 -20 m/s : vận tốc vào buồng xoáy Ta chọn vv = 19 m/s + V = 15,12 m3/s : Lưu lượng khói vào buồng Suy : b  V 15,12   0, 63m K vv 2.19 Như : h = 2.0,63 = 1,26 m - Bán kính buồng lắng : r  V  vtb (9.7) Trong : * V = 15,12 m3/s * vtb = ( 0,5 – 0,72).vv ( TL 10) Ta chọn vtb = 10 m/s Suy : r  15,12  0, 69 m Ta chọn r = m 3,14.10 - Tính tốn kích thước buồng : Thể tích buồng : Vb = V. SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 111 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn Trong :  : thời gian lưu lại khói buồng,s Chọn  = 0,7 s V = 15,12 m3/s Suy : Vb = V. = 15,12.0,7 = 10,5 m3 + Chọn bán kính cửa buồng : chọn r0 = 0,6 m Chiều cao h = ( r – r0).tg600 , 600 góc nghiêng cửa buồng h = ( - 0,6).tg600 = 0,69 m + Chiều cao H buồng tính sau : H 1 (Vb   h.( r  r.r0  r )) ,  r = (9.8) 1 (10,5  3,14.0, 69.(12  1.0,  0, )) = 2,89 m 3,14.1 496 750 1392 750 2890 1100 800 Hình 9.2 Cấu tạo thu bụi kiểu ướt SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 112 Đồ án tốt nghiệp : Đường khói vào GVHD: TS Trần Thanh Sơn 2,4 : Đường khói nối với ống khói : Đường thải bụi bẩn Nước SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 113 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn CHƯƠNG 10 QUY TRÌNH VẬN HÀNH LỊ HƠI I> Chuẩn bị đốt lị : - Kiểm tra phần khí, van, đường nước, xả nước ngưng, xả váng, bơm tro để sẵn sang hoạt động - Lớp vật liệu đốt ( tốt dùng xỉ lị lị tầng sơi ) cho vào buồng đốt + Độ bột vật liệu đốt kích cỡ (0 ÷ 3) mm, thường chiếm (30 ÷ 40)% + Vật liệu đốt phải định phải thông qua lưới sàn lọc, hạt vật liệu đốt khơng lớn mm, khơng có đá, đất + Kiểm tra lớp vật liệu lò : Bật quạt hút, quạt đẩy với góc mở tương đối lớn cho góc mở quạt hút ứng với dịng điện khoảng (120 ÷150)A quạt đẩy khoảng (210 ÷ 220)A đủ lớn để làm thơng béc gió khoảng thời gian 10 phút Tắt quạt đẩy quạt hút đưa góc mở trạng thái đóng, kiểm tra tầng lớp vật liệu sơi đảm bảo dầy 260 ÷ 350 mm phải phẳng bề mặt Nếu quan sát thấy bề mặt có chổ nhơ lên tiếp tục bật quạt ban đầu dùng cào đánh tơi chổ đó, tắt quạt kiểm tra Nếu chưa phẳng bề mặt lớp vật liệu chổ nhơ lên có béc gió bị tắt, nên cần kiểm tra làm thơng chổ - Than hoa : + Chuẩn bị khoảng 300 kg + Đập vỡ hạt than cho tương đối cục than II> Nhóm lị : - Dùng giấy hoạt dầu mồi hạt than cửa lò, cho hạt than đỏ khoảng 50% đưa sâu vào lò - Mồi than hoa đưa vào lị với lớp có bề dầy khoảng 80% chiều dầy lớp vật liệu sôi - Trang hạt than buồng đốt lò, cho hạt than đỏ khoảng 80% chuẩn bị thao tác lên lò - Trước bật quạt định phải đưa góc mở quạt đưa SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 114 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn - Bật quạt hút nhìn vào chênh áp buồng đốt để trì chênh áp ( -5 ÷ mPa) ( Để trì chênh áp cách đóng mở cửa lị bên hơng lò cho hợp lý theo kinh nghiệm người thợ vận hành lò) - Bật quạt đẩy : + Trước bật quạt đẩy nhìn vào chênh áp buồng đốt, trì áp suất buồng đốt âm tốt( -3÷0 mPa) + Bật quạt đẩy, nhìn lị lúc góc mở chưa mở, thấy có lửa than hoa tạo tăng dần góc mở quạt đẩy lên khoảng (15 ÷ 20)% Và quan sát lò xem lửa lò nào, đồng thời theo dõi nhiệt độ T2 biến thiên + Khi nhiệt độ T2 > 3000C màu lửa buồng ngã màu đỏ thẩm cho viên biomass vào để cáy dần nhiệt độ lên.( Tốc độ than cám lúc khoảng 50 ÷ 100 r/min + Nhìn vào biến thiên nhiệt độ T2, lửa lò, dùng cào chuyên dụng đánh tơi vị trí phun thành tia Nếu lửa ngã dần sang màu đỏ tươi nhiệt độ T tăng nhảy bước ÷ 30C tăng dần góc mở quạt đẩy + Nhiệt độ T2 tiếp tục tăng đến 500 ÷ 600 0C tăng dần góc mở quạt đẩy lên cấp thêm viên biomass ( khoảng 200 ÷ 400 r/min, tuỳ thuộc vào biến thiên nhiệt độ nhảy bậc T2) + Khi nhiệt độ đạt xấp xỉ 700 0C, lửa lò có màu hồng, tốc độ tăng nhiệt độ so với trước chậm lại Nếu nhiệt độ lên nhanh, T biến thiên nhảy bậc lớn nên giảm cấp than cám vào, đồng thời cho xẻng cát vào để kìm hảm biến thiên nhiệt độ tăng nhảy vọt tăng thêm góc mở quạt gió,đợi nhiệt độ giảm chậm hoạt ngưng tăng cấp thêm viên biomass vào + Khi nhiệt độ đạt 8000C, lửa màu sắc đỏ tươi, nhiệt độ lên chậm có xu hướng ổn định + Nhiệt độ đạt 9000C, lửa màu sắc đỏ rực sáng, nhiệt độ tăng lên ổn định khoảng 9500C, lúc áp lực gió hộp phân phối gió ổn định, cấp viên biomass bình thường q trình nhóm lị kết thúc + Sau nhiệt độ bình thường dẫn đến khống chế vận hành bình thường + Khi lị lên đến áp lực đảm bảo cấp cho hộ tiêu thụ nên toàn diện kiểm tra chặc chẽ hệ thống nước SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 115 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn III> Vận hành : Duy trì nhiệt độ lớp sôi T2 từ 8500C đến 9500C, quan sát lớp sôi màu lửa buồng đốt Nhiệt độ T2 tăng giảm than cấp vào nhiệt độ T giảm cấp than vào Khi chỉnh tải than mà không thay đổi nhiệt độ điều chỉnh quạt gió, nhiệt độ giảm giảm quạt ngược lại Nếu nhiệt độ lớp sơi T2 tăng q 10000C phải nhanh chóng dùng cào đánh lị khơng để đóng xỉ Dừng cấp than theo dõi nhiệt độ, nhiệt độ tăng nhanh chóng cho xẻng cát vào để hạ nhiệt độ xuống Quạt gió hoạt động để đảm bảo lớp vật liệu sơi khơng đóng xỉ Nếu nhiệt độ xuống 7500C dừng cấp than đồng thời cho than hoa vào, giảm quạt đẩymột số Lị hoạt động ổn định mở dần cửa hồi lưu( gió hồi lưu), mở ý mở từ từ theo dõi biến thiên nhiệt độ Đối với lớp vật liệu sơi 260 ÷ 270 mm, vận hành áp lực gió lên đến 3500 Pa phải tiến hành thải xỉ, để đưa áp lực gió < 3500 Pa Mỗi ca vận hành phải xả tro lần Khi chạy lị bình thường phải mở van xả váng liên tục Mỗi ca vận hành phải tiến hành xả đáy lần, mở xả đáy van chặn, giật van xả nhanh hồi, hồi lần, lần cách giây 10 Mỗi ca tiến hành xả ống thuỷ lần, lị hoạt động ấn nút cắt liên động mực nước quạt gió trước xả IV> Dừng lị : a) Ngưng lị bình thường : Ngưng lị lị tầng sơi ngưng lò theo kế hoạch dự định Khi tiếp nhận thơng báo ngưng lị, nhân viên thao tác lị nên làm tốt cơng tác chuẩn bị ngưng lị Trước ngưng lị đóng đường gió hồi lưu Trước ngưng lị tầng sơi, phải ngưng cấp than, lò tiếp tục chạy phút, nhiệt độ lị giảm khoảng 7500C ngưng quạt đẩy hút SVTH: Lê Công Cầu - Lớp 12NLT Trang 116 Đồ án tốt nghiệp GVHD: TS Trần Thanh Sơn Tài liệu tham khảo PGS.TS Đào Ngọc Chân & PGS.TS Hồng Ngọc Đồng (2008) Lị Hơi Thiết Bị Đốt Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Trần Thanh Kỳ (1990) Thiết kế lò Trung tâm nghiên cứu thiết bị nhiệt lượng PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng (2008) Tính nhiệt lị Hồng Văn Chước (1999) GT Nhiệt Kỹ Thuật Nhà xuất khoa học kỹ thuật GS.TSKH Nguyễn Sỹ Mão (2006) Lò tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật Phạm Lê Dần & Nguyễn Cơng Hân(2002) Cơng nghệ Lị Hơi Mạng Nhiệt NXB Khoa Học Kỹ Thuật PGS.TSKH Trần Văn Phú (2002) Tính tốn thiết kế hệ thống thiết bị sấy.NXB GD Nguyễn Trọng Khuông - KS Hồ Lê Viên, 2006 Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật PGS.TS Võ Chí Chính (1995) Giáo trình Điều Hịa Khơng Khí NXB KH&KT 10 Hồng Kim Cơ (1999) Kỹ Thuật Lọc Bụi làm khí NXB GD 11 Bùi Hải, Hà Mạnh Thư (2001) Thiết bị Trao Đổi Nhiệt NXB KH&KT 12 Trần Ngọc Chấn (2004) Ơ Nhiễm Khơng Khí & Xử lý khí thải NXB KH&KT 13 GS.TSKH Nguyễn Sĩ Mão (2002) Lý thuyết cháy & Thiết bị cháy NXB KH&KT 14 Nguyễn Văn May(2004) Bơm Quạt Máy Nén NXB KHKT 15 TS Nguyễn Thanh Quang(2008) Các vẽ thiết kế lò tầng sơi 16 Th.S Phạm Duy Vũ (2003).Nghiên cứu tính tốn mơ hình thí nghiệm lị tầng sơi 17 TS Trần Thanh Sơn(1999) Nghiên cứu trình cháy buồng lửa lị tầng sơi 18 Đào ngọc Chân, Trần Thanh Sơn (2000), Nghiên cứu buồng lửa lò đốt than tầng sơi xử lý thu khí độc hại khói thải 19 Phan Quang Xưng, Nguyễn Thanh Quang (1998), Ứng dụng kỹ thuật tầng sôi để đốt nhiên liêu xấu ,Tạp chí KH&CN (7) trang 72-76 20 Hoàng Kim Cơ - Phạm Kim Đĩnh (1998), Kỹ thuật nhiệt luyện kim, NXB KH&KT 21 TS.Nguyễn Thanh Quang (2011), Ứng dụng nguồn sinh khối vào cơng nghệ đốt lị tầng sôi, Hội nghị nghiên cứu khoa học trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng SVTH: Lê Công Caàu - Lớp 12NLT Trang 117 ... h? ?nh thành q trình đốt cháy mùn cưa theo ba chế: a Cơ chế h? ?nh thành NOx theo nguyên lý phân huỷ nhiệt nitơ khơng khí nhiệt độ cao tạo thành b Cơ chế h? ?nh thành NOx thành phần nhiên liệu thành... cưa thông thường, NOx chủ yếu theo lộ trình h? ?nh thành nhiên liệu Cho nên việc khống chế làm giảm NO x h? ?nh thành đốt mùn cưa chủ yếu khống chế NO x nhiên liệu Từ chế h? ?nh thành phân huỷ nhiên... vận h? ?nh buồng lửa bị h? ??n chế nhiều hai nguyên nhân - Điều chỉnh q trình cháy, giảm h? ?? số khơng khí thừa: Vì h? ?m lượng O2 khói nhân tố chủ yếu ảnh h? ?ởng đến việc h? ?nh thành N2O, thơng qua phương