Hầu hết cỏc nhà mỏy nhiệt điện (than) đều sử dụng lũ hơi dựng nhiờn liệu phun, và rất nhiều lũ hơi ống nước cụng nghiệp cũng sử dụng loại nhiờn liệu phun này.
a) Lũ hơi đốt than phun cú bao hơi
Đõy là loại nồi hơi cú thể dựng nhiờn liệu lỏng (mazut), nhiờn liệu khớ (khớ thiờn nhiờn, khớ lũ cốc,…) nhiờn liệu rắn đó nghiền thành bột.
Than bột với kớch thước khoảng 40àm (đường kớnh cỏc hạt dưới 90àm chiếm 80ữ90%) được phun vào buồng lửa bằng giú cấp 1 qua cỏc vũi phun với tốc độ từ 12ữ26m/s. Bột than được nhận nhiệt và tiếp xỳc với khụng khớ đó được sấy núng thoỏt chất bốc và chỏy. Khụng khớ cấp vào lũ gồm giú cấp 1, cấp 2 và cú thể cú giú cấp 3 (hỗn hợp của khụng khớ với bột than sau hệ thống nghiền than); tựy theo loại nhiờn liệu người ta lựa chọn tỷ lệ giữa cỏc loại giú cấp 1 và 2. Vớ dụ: giú cấp 1 cú thể chiếm khoảng 11ữ45% và được sấy núng đến nhiệt độ từ 100ữ400oC; giú cấp 2 thổi vào lũ với tốc độ 18ữ32 m/s; giú cấp 3 thường chiếm khoảng 10% và thổi vào lũ với tốc độ cao hơn (từ 30ữ60 m/s); Nhiệt độ giú cấp 1 cú ảnh hưởng rất lớn tới quỏ trỡnh chỏy. Thực nghiệm cho thấy khụng khớ sấy đến 900oC thỡ khi tiếp xỳc với bột than sẽ bộn lửa và chỏy ngay, ở 700oC sẽ bốc chỏy sau 0,4s và ở 100oC bốc chỏy sau 1,6s. Khi chỏy nhiệt sinh ra trong buồng lửa. Do quỏ trỡnh trao đổi nhiệt, nhiệt độ hệ thống ống sinh hơi ở vỏch lũ giảm đi nờn nhiệt độ trong buồng lửa khụng đều. Tại trung tõm nhiệt độ cao nhất cú thể đạt tới 1500ữ1600oC hoặc cao hơn; càng gần dàn ống nhiệt độ càng giảm;
Quỏ trỡnh chỏy của nhiờn liệu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như tớnh chất của nhiờn liệu, nồng độ bột than, nhiệt độ và tốc độ của hỗn hợp bột than và khụng khớ, nhiệt độ khụng khớ v.v…
Nồng độ bột than được lựa chọn thớch hợp cho từng loại than. Nồng độ này thường nằm trong khoảng 400ữ500 g/m3;
[Type the document title]
Nhiệt độ hỗn hợp khụng khớ v ra nhanh, hiệu suất chỏy nõng l trong ống dẫn nhiờn li
400oC.
Hỡnh 4.8 Lũ h
1 - bao hơi; 2 - van hơi chớnh; 3 phễu tro lạnh; 7 -tro xỉ; 8 quạt giú; 12 - quạt khúi; 13
nước lờn; 16 - dàn
Ưu điểm lũ than phun: - Đõy là loại lũ tương đ hành đũi hỏi kỹ thuật cao; Hi kể cả loại cú chất lượng tương đ hoạt.
Nhược điểm lũ than phun: - Loại lũ này là cồng k nghiền than, sấy than v.v…
[Type the document title]
ệt độ hỗn hợp khụng khớ và bột than càng cao quỏ trỡnh chỏy s ệu suất chỏy nõng lờn, song cần trỏnh hiện tượng tự bốc chỏy
nhiờn liệu. Vỡ vậy, giới hạn trờn của nhiệt độ n
Hỡnh 4.8 Lũ hơi kiểu than phun
van hơi chớnh; 3 - đường cấp nước; 4 - vũi phun; 5 - ; 8 - bơm nước cấp; 9 - ống khúi; 10 - bộ sấy t khúi; 13 - bộ hõm nước; 14 - dàn ống nước xuống; 15
dàn ống nước lờn; 17 - dóy pheston; 18 - bộ quỏ nhi
m lũ than phun:
ương đối hiện đại, cụng suất từ trung bỡnh tr t cao; Hiệu suất nhiệt cao, đốt được nhiều lo
ng tương đối thấp, cú thể tự động húa và đi
m lũ than phun:
ng kềnh do cần thờm cỏc hệ thống phụ y than v.v…
CHƯƠNG IV àng cao quỏ trỡnh chỏy sẽ xảy
ợng tự bốc chỏy ủa nhiệt độ này khụng quỏ
buồng lửa; 6 - y khụng khớ; 11 - ng; 15 - dàn ống quỏ nhiệt.
trung bỡnh trở lờn; Vận u loại nhiờn liệu, ng húa và điều chỉnh linh
[Type the document title]
- Quỏn tớnh nhiệt nh vũi phun dầu hỗ trợ, đặ lửa lớn nờn cỏc khớ phỏt th
b) Lũ đốt than phun trự
Lũ trực lưu ra đờ cưỡng bức. Đặc điểm l
vào ở trạng thỏi nước cấp tới lỳc ra ở trạng thỏi h định.
Hỡnh 4.9 C
1 - phần hấp thụ nhiệt b
Ưu điểm của lũ hơi tr - Do khụng cú bao hơi và r bảo ụn nhẹ nhàng thuận l
- Khắc phục được nh
hoàn bộ hay khụng cú tu
- Cho phộp tăng ỏp su
mới sản xuất ra được hơi cú ỏp su
Nhược điểm lớn nh
được là yờu cầu cấp nư (khụng cú bao hơi) nờn l
[Type the document title]
t nhỏ, nờn dễ bị tắt lũ, vỡ vậy thường phải b
ặc biệt khi giảm phụ tải. Do nhiệt độ chỏy trong bu n nờn cỏc khớ phỏt thải cú hại như NOx, SOx khụng thể hạn ch
ực lưu
ời vào năm 1925ữ1930 và cú mụi chất chuyển động ỡng bức. Đặc điểm làm việc của lũ là mụi chất làm việc một chiều, từ lỳc ớc cấp tới lỳc ra ở trạng thỏi hơi quỏ nhiệt cú thụng số quy
Hỡnh 4.9 Cấu tạo lũ hơi trực lưu
t bức xạ; 2 - bộ quỏ nhiệt; 3 - bộ hõm nước; 4 5 - bộ lấy hơi ra; 6 - khúi thải
ơi trực lưu:
Do khụng cú bao hơi và rất ớt ống gúp nờn tốn rất ớt kim loạ n lợi hơn;
c những thiếu sút về tuần hoàn tự nhiờn; như t hoàn bộ hay khụng cú tuần hoàn;
Cho phộp tăng ỏp suất của hơi lờn cao. Mặt khỏc, chỉ cú lũ h c hơi cú ỏp suất tới hạn.
n nhất của lũ hơi trực lưu là đến nay vẫn chưa kh p nước phải đặc biệt sạch. Hơn nữa, lượng nư (khụng cú bao hơi) nờn lũ hơi trực lưu thường chỉ dựng khi phụ
CHƯƠNG IV i bố trớ thờm cỏc chỏy trong buồng
n chế được. ất chuyển động ệc một chiều, từ lỳc ệt cú thụng số quy c; 4 - bộ sấy; ại, khung lũ và
nhiờn; như tốc độ tuần
cú lũ hơi trực lưu
n chưa khắc phục ng nước trong lũ ớt tải thay đổi ớt.
[Type the document title]
4.2.4 Lũ hơi buồng lửa t
Lũ hơi buồng lửa t khả thi và cú rất nhiều ưu đi rất nhiều lợi ớch: thiết k cao hơn và giảm thải cỏc ch liệu đốt của những lũ h thải nụng nghiệp khỏc. Lũ h khỏc nhau từ 0,5 tấn/giờ
Cơ chế quỏ trỡnh tạ Ưu điểm và nhược đi Lũ hơi buồng lửa t
a) Lũ hơi buồng lửa tầ
Hỡnh 4.10 Lũ h
Phần lớn cỏc lũ h
khụng khớ (AFBC). Quỏ trỡnh này ph tầng sụi vào lũ hơi vỏ sũ truy
đặt tương tự như lũ hơi thuộc vào loại nhiờn li quyển, đúng vai trũ là c
[Type the document title]
a tầng sụi
a tầng sụi (FBC) gần đõy nổi lờn như là m
u ưu điểm so với hệ thống đốt truyền thống, nú mang l t kế lũ hơi gọn nhẹ, nhiờn liệu linh hoạt, hi
i cỏc chất gõy ụ nhiễm độc hại như SOx và NO
ng lũ hơi loại này gồm cú than, vỏ trấu, bó mớa, và cỏc ch p khỏc. Lũ hơi buồng lửa tầng sụi cú cỏc mức cụng su
ờ cho tới hơn 100 tấn/giờ. ạo tầng sụi (xem mục 1.2)
c điểm lũ hơi tầng sụi (xem mục 1.4)
a tầng sụi bọt và tầng sụi tuần hoàn (xem lạ
ầng sụi khụng khớ (AFBC)
Hỡnh 4.10 Lũ hơi buồng lửa tầng sụi khụng khớ
lũ hơi vận hành dạng này là theo quỏ trỡnh chỏy t khụng khớ (AFBC). Quỏ trỡnh này phức tạp hơn là bổ sung m
sũ truyền thống. Những hệ thống như thế ơi ống nước. Nhiờn liệu được đập theo cỡ
i nhiờn liệu, loại nhiờn liệu cấp cho buồng đốt. Khụng khớ khớ ũ là cả khớ đốt và khớ tầng sụi, được cấp vào
CHƯƠNG IV
i lờn như là một lựa chọn ng, nú mang lại t, hiệu suất chỏy và NOx. Nhiờn u, bó mớa, và cỏc chất c cụng suất rất
ại 1.3)
ng sụi khụng khớ
ng này là theo quỏ trỡnh chỏy tầng sụi sung một buồng đốt ế này được lắp 1ữ10 mm phụ t. Khụng khớ khớ p vào ở một mức ỏp
[Type the document title] CHƯƠNG IV liệu mang nước đúng vai trũ là thiết bị bay hơi. Những sản phẩm khớ của quỏ trỡnh đốt đi qua bộ phận quỏ nhiệt của lũ hơi, qua bộ phận tiết kiệm, thiết bị thu hồi bụi và thiết bị đun núng khớ sơ bộ trước khi ra khụng khớ.
b) Lũ hơi buồng lửa tầng sụi điều ỏp (PFBC)
Ở loại lũ hơi này, một mỏy nộn khớ sẽ cung cấp khớ sơ cấp cưỡng bức (FD) và buồng đốt là một nồi ỏp suất. Tốc độ thoỏt nhiệt trong tầng sụi tỷ lệ với ỏp suất của tầng sụi và do dú, tầng sõu sẽ giỳp thoỏt nhiệt nhiều. Nhờ vậy, hiệu suất chỏy và sự hấp thụ S2 trong tầng nhiờn liệu hơi được tạo ra trong hai ống, một nằm trong tầng sụi và một nằm trờn. Khớ lũ núng cú thể chạy tua bin sử dụng gas phỏt điện. Hệ thống PFBC cú thể được sử dụng trong đồng phỏt (hơi và điện) hoặc phỏt điện chu trỡnh kết hợp. Việc vận hành chu trỡnh kết hợp (tua bin dựng gas và tua bin chạy bằng hơi nước) sẽ cải tiện hiệu suất chuyển đổi toàn phần từ 5ữ8%.
[Type the document title] CHƯƠNG IV
4.3Cỏc giải phỏp tiết kiệm năng lượng tiềm năng trong lũ hơi cụng nghiệp
4.3.1 Mục đớch, cơ sở nghiờn cứu cỏc giải phỏp tiết kiệm năng lượng lũ hơi
a) Mục đớch nghiờn cứu
Trong giai đoạn tăng trưởng nền kinh tế hiện nay, Việt Nam đang cú thứ hạng cao trờn thế giới về chỉ số tăng trưởng kinh tế bất chấp việc suy thoỏi kinh tế toàn cầu đang ảnh hưởng đến tất cả cỏc nước trờn thế giới. Song song với việc phỏt triển nền kinh tế, cỏc ngành cụng nghiệp được đặt mũi nhọn phỏt triển, tuy nhiờn thỏch thức đặt ra là mức độ tăng trưởng nền kinh tế diễn ra mạnh mẽ cũng đồng nghĩa với việc nhu cầu sử dụng năng lượng cũng tăng nhanh. Tớnh trung bỡnh mỗi năm nhu cầu sử dụng năng lượng của đất nước tăng lờn gấp 2 nhưng mức độ tăng trưởng ngành năng lượng trong nước lại chỉ đỏp ứng được khoảng 60% nguồn năng lượng yờu cầu.
Nhận thấy được tầm quan trọng của việc Tiết kiệm năng lượng, Chớnh phủ đó ban hành cỏc Chớnh sỏch về việc sử dụng nguồn năng lượng tiết kiệm và hiệu quả như: Ngày 03/09/2003 Thủ tướng Chớnh phủ đó ban hành Nghị định số 102/2003/NĐ-CP “Về Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, tiếp theo Bộ Cụng nghiệp đó ban hành Thụng tư số 01/2004/TT-BCN ngày 02/07/2004 về “Hướng dẫn sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả đối với cỏc cơ sở sản xuất”. Năm 2006 Thủ tướng Chớnh phủ đó cú Quyết định số 79/2006/QĐ-TTg “Phờ duyệt Chương trỡnh mục tiờu Quốc gia về sử dụng Năng lượng tiết kiệm và hiệu quả”, Quyết định số 80/2006 QĐ-TTg “Phờ duyệt chương trỡnh tiết kiệm điện giai đoạn 2006 - 2010”.
Năm 2010, Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả cũng đó được ban hành. Luật này quy định về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; chớnh sỏch, biện phỏp thỳc đẩy sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả; quyền, nghĩa vụ, trỏch nhiệm của tổ chức, hộ gia đỡnh, cỏ nhõn trong sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả.
Tuy nhiờn để cỏc chủ trương chớnh sỏch của nhà nước đi vào cuộc sống và phỏt huy hiệu quả, thỡ tham gia tớch cực của mỗi cỏ nhõn, từng hộ gia đỡnh, cỏc đơn vị sản xuất sẽ đúng vai trũ quyết định. Vỡ vậy, việc chung tay xõy dựng một hệ thống quản lý năng lượng và sử dụng năng lượng tiết kiệm, hiệu quả là một vấn đề quốc sỏch.
[Type the document title] CHƯƠNG IV
b) Cơ sở nghiờn cứu
Tại cỏc nhà mỏy của cỏc ngành cụng nghiệp như: chế biến thủy hải sản, sản xuất rượu - bia - nước giải khỏt, lưu húa cao su, chế biến thực phẩm, đun nước núng hoặc cấp hơi cho khu giặt ủi của khỏch sạn, v.v… lũ hơi là nơi tiờu thụ nhiờn liệu lớn nhất phục vụ cho nhu cầu năng lượng. Cỏc nguồn nhiờn liệu đốt cho lũ ngoài việc tiờu hao năng lượng cũn là nguồn phỏt thải gõy ảnh hưởng tới mụi trường trong và xung quanh nhà mỏy.
Theo thống kờ sơ bộ, Việt Nam hiện đang sử dụng hơn 2.000 lũ hơi cỏc loại, trong đú chủ yếu thuộc lĩnh vực cụng nghiệp. Cỏc lũ hơi này cú cụng suất từ 1 tấn/giờ đến 300 tấn/giờ. Phần lớn cỏc lũ hơi mà chỳng ta đang sử dụng cú hiệu suất sử dụng năng lượng thấp, làm gia tăng lượng khớ độc hại do đốt nhiờn liệu phỏt thải vào mụi trường và kộm hiệu quả về mặt kinh tế. Theo nghiờn cứu gần đõy của Bộ Cụng nghiệp, do cụng nghệ lũ hơi lạc hậu nờn mức tiờu hao năng lượng để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm cao. Vỡ vậy, việc nõng cao hiệu suất, tiết kiệm năng lượng đối với lũ hơi đang là vấn đề được cỏc doanh nghiệp quan tõm, nhất là trong thời điểm hiện nay khi giỏ nhiờn liệu cú xu hướng ngày càng tăng. Ngoài ra, việc vận hành lũ hơi và hệ thống hơi cũng là vấn đề phức tạp đũi hỏi sự an toàn và tớnh hệ thống cao. Bởi vậy, việc quản lý điều hành tốt khu vực sản xuất hơi và hệ thống hơi đồng thời chỳ ý cỏc phương phỏp tiết kiệm năng lượng trong hệ thống hơi đúng vai trũ quan trọng cho hoạt động ổn định và tiết kiệm của nhà mỏy.
4.3.2 Cỏc giải phỏp sử dụng năng lượng hiệu quả
Hoạt động vận hành lũ hơi là quỏ trỡnh tương tỏc giữa dũng vào (năng lượng và chất) và dũng ra (thành phẩm, cỏc chất thải trong cụng nghiệp).
Cỏc dũng vào, dũng ra cú tớnh tương đồng nhau giữa cỏc loại hỡnh cụng nghiệp. Năng lượng, nhiờn liệu đưa vào một phần chuyển thành dạng năng lượng cú ớch. Một phần khỏc bị thải bỏ ra mụi trường ở cỏc dạng khỏc nhau, gõy ra cỏc tổn thất năng lượng cơ bản trong lũ hơi:
- Tổn thất nhiệt do khúi thải: Thành phần tổn thất này được quyết định bởi nhiệt độ khúi thải và lượng khụng khớ thừa. Quản lý tốt lượng khụng khớ đưa vào buồng đốt và những khu vực khụng khớ lọt sẽ là một cỏch giảm tổn thất khúi thải. Việc bỏm bụi trờn cỏc bề mặt trao đổi nhiệt sẽ làm giảm trao đổi
[Type the document title]
nhiệt của khúi cho mụi ch lũ.
- Tổn thất nhiệt do chỏy khụng h này chủ yếu do việc cung c
buồng đốt.
- Tổn thất nhiệt do chỏy khụng h hết): Thành phần tổn th
chất lượng nhiờn liệu nh
- Tổn thất nhiệt bứ đỏng kể nếu thực hiện cỏc bi được khi nhiệt độ tường lũ trỏnh được tổn thất bức x
- Tổn thất do thải x và nhiệt độ thải xỉ quyế
Hỡnh 4.12 Sơ đồ dũng n
Từ việc phõn tớch cỏc t lượng hiệu quả trong hệ
A.Cỏc giải phỏp về xử vàovà trong quỏ trỡnh v
- Kiểm soỏt hệ số khụng khớ th - Xử lý nước cấp cho lũ, ki - Giảm sự thất thoỏt do bỏm b
[Type the document title]
a khúi cho mụi chất, dẫn đến nhiệt độ khúi thải tăng, gi t do chỏy khụng hết về mặt hoỏ học: Thành ph c cung cấp khụng khớ (ụxy) khụng đủ, khụng đ
t do chỏy khụng hết về mặt cơ học (cỏc hạt r n thất này phải được kiểm soỏt thụng quan vi
u nhập vào (độ ẩm, chất bốc, v.v…)
ức xạ ra mụi trường: Thành phần tổn thấ n cỏc biện phỏp quản lý vận hành. Tổn thấ
ng lũ được bảo ụn tốt, giảm những khe h c xạ vừa đảm bảo an toàn tốt.
i xỉ: Thành phần tổn thất này chủ yếu do lư ết định.
dũng năng lượng và vật chất vào và ra c
c phõn tớch cỏc tổn thất nhiệt, ta cú cỏc giải phỏp s ệ thống lũ hơi như sau:
ử lý và kiểm soỏt nguồn năng lượng, v trong quỏ trỡnh vận hành lũ:
khụng khớ thừa.
p cho lũ, kiểm soỏt cỏu cặn và bỏm bẩn t thoỏt do bỏm bẩn và đúng cặn
CHƯƠNG IV i tăng, giảm hiệu suất c: Thành phần tổn thất , khụng đều vào trong
t rắn chưa chỏy m soỏt thụng quan việc quản lý tốt
ất này sẽ giảm ất này sẽ giảm ng khe hở tường vừa
u do lượng xỉ thải ra
t vào và ra của lũ hơi
phỏp sử dụng năng
[Type the document title] CHƯƠNG IV - Điều tiết thay đổi tốc độ quạt, thiết bị quạt giú và bơm
- Thay thế lũ hơi (thay thế nhiờn liệu đốt, thay thế cụng nghệ lũ)
1. Kiểm soỏt hệ số khụng khớ thừa
Khi hệ số khụng khớ thừa αbl buồng lửa càng lớn thỡ nhiệt độ chỏy lý thuyết của quỏ trỡnh giảm, làm giảm lượng nhiệt hấp thu bằng bức xạ của