4. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI
1.2.2. Cấu tạo chung của lò hơi
1.2.2.1. Cấu tạo lò hơi
a/ - Lò hơi đốt thủ công ghi cố định
Đây là loại lò hơi đơn giản gồm các bộ phận chính: Trống (bao hơi) 1 chứa nước hơi và cũng là bề mặt truyền nhiệt; van hơi chính 2 để điều chỉnh lượng hơi cung cấp. Van cấp nước 3 để cấp nước vào nồi hơi; ghi lò 4 cố định, đỡ nhiên liệu cháy, đồng thời có khe hở để không khí cấp vào đốt cháy nhiên liệu và thải tro, xỉ; cửa gió 7 và cửa cấp nhiên liệu 8; ống khói 9.
Hình 1.8. Sơ đồ lò đốt thủ công
b/ Lò hơi đốt kiểu phun
Đây là loại nồi hơi có thể dùng nhiên liệu lỏng (mazut), nhiên liệu khí (khí thiên nhiên, khí lò cốc,...) nhiên liệu rắn đã nghiền thành bột.
Lò hơi đốt phun gồm các bộ phận: trống 1, van hơi chính 2, đường nước cấp 3, vòi phun 4, buồng đốt 5, phễu tro lạnh 6 dùng làm nguội các hạt tro xỉ khi thải ra ngoài trường hợp thải xỉ khô, giếng xỉ 7, bơm nước cấp 8, ống khói 9, bộ sấy không khí 10, quạt gió 11, bộ hâm nước 13, dàn ống nước xuống 14, dàn ống nước lên 15, dãy pheston 17, bộ quá nhiệt 18.
19
Hình 1.9. Lò hơi đốt than phun
c/ - Lò hơi ghi xích
Thuộc loại lò hơi công suất nhỏ hoặc trung bình. Cấu tạo gồm: trống 1, van hơi chính 2, đường nước cấp 3, ghi lò dạng xích 4, buồng đốt 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 gió 11, quạt khói 12, bộ hâm nước 13, dàn ống nước xuống 14, ống góp dưới 15, dàn ống nước lên 16, dãy pheston 17 và bộ quá nhiệt 18.
20
1.2.2.2. Bộ quá nhiệt
Bộ quá nhiệt là thiết bị dùng để gia nhiệt hơi, từ trạng thái bão hòa ở áp suất trong bao hơi tới trạng thái quá nhiệt quy định.
Trên các lò hơi kiểu cũ, bộ quá nhiệt thường đặt sau dàn ống sinh hơi. Nhiệt độ khói trước bộ quá nhiệt thường không quá 7000C, nhiệt độ hơi không tới 4000C. Ở những lò hơi hiện đại, bộ quá nhiệt thường đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao (trên 10000C) để nhiệt độ hơi đạt yêu cầu. Tuy nhiên, bộ quá nhiệt vẫn đặt sau cụm ống pheston (gọi là bộ quá nhiệt đối lưu).
a/ - Sơ đồ cấu tạo bộ quá nhiệt
Bộ quá nhiệt đối lưu gồm những ống xoắn có đường kính khoảng 28 - 42mm, dày 3 - 7mm. Những ống xoắn này có thể đặt nằm hay đứng phụ thuộc vào dòng khí chuyển động. Bộ quá nhiệt có ống xoắn nằm ngang thường dùng cho lò hơi nhỏ, ống nước sinh hơi nằm nghiêng. Bộ quá nhiệt đặt đứng, bảo đảm đường hơi cắt đường khói nhiều lần.
Các ống xoắn do nằm trong mặt phẳng trùng với phương chuyển động của dòng khói nên được đốt nóng đều, dù cho trường nhiệt độ khói giảm dần theo chiều chuyển động của dòng khói.
b/ - Bộ quá nhiệt bức xạ và nửa bức xạ
Bộ quá nhiệt nửa bức xạ gồm các chùm ống xoắn chữ U đặt dọc phía trên buồng đốt. Khoảng cách giữa các dàn ống 700 - 1000mm, nhằm tránh tạo nên các cầu xỉ giữa các dàn ống quá nhiệt. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ dùng cho các lò hơi có nhiệt độ khoảng 530 - 5400C trở lên.
Bộ quá nhiệt bức xạ thường là các dàn ống đặt trên tường hay trên trần buồng đốt. Phụ tải nhiệt của bộ quá nhiệt bức xạ thường cao hơn bộ quá nhiệt đối lưu từ 3 -5 lần. Do đó nó có yêu cầu cao về chất lượng kim loại.
c/ - Bộ quá nhiệt tổ hợp
Bộ quá nhiệt tổ hợp có thể bao gồm: nửa bức xạ và đối lưu, hoặc giữa cả ba phần: đối lưu, bức xạ và nửa bức xạ.
Trong các lò hơi hiện đại, lượng nhiệt hấp thụ được ở phần bức xạ và nửa bức xạ có thể đạt tới 50% hoặc hơn so với tổng lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt.
21
Hình 1.11. Dạng sơ đồ nối bộ quá nhiệt tổ hợp
a) bộ quá nhiệt đối lưu- bức xạ; b) bức xạ- đối lưu; c) đối lưu- bức xạ- đối lưu; d) bức xạ- đối lưu- bức xạ.
Dạng bố trí đối lưu - bức xạ, dòng hơi được gia nhiệt ở phần đối lưu trước, gia nhiệt cuối cùng ở phần bức xạ. Nhiệt độ hơi thấp nằm trong vùng khói có nhiệt độ thấp, nên không cần kim loại chế tạo có chất lượng cao. Tuy nhiên phần bức xạ làm việc trong điều kiện nặng nề, do đó sơ đồ này ít được dùng.
Dạng bố trí bức xạ- đối lưu, độ chênh nhiệt độ trong vùng đối lưu bị giảm, cần tăng bề mặt truyền nhiệt.
Dạng đối lưu- bức xạ- đối lưu, có bề mặt truyền nhiệt lớn hơn ở sơ đồ a và nhỏ hơn ở sơ đồ b.
Dạng bức xạ- đối lưu- bức xạ, phần đi ra của bộ quá nhiệt làm việc nặng nề, do đó ít được sử dụng.
d/ - Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng nước ngưng hơi bão hòa
Hơi bão hòa được ngưng lại trong bình ngưng nhờ sự làm lạnh của nguồn nước cấp lấy từ sau bộ hâm nước. Nước ngưng trong bình ngưng được phun vào bộ giảm ôn hỗn hợp nhờ chênh lệch áp suất. Sơ đồ này đơn giản, không cần thêm bơm và đường nước riêng dẫn tới chỗ phun.
Người ta cũng có thể điều chỉnh nhiệt độ hơi bằng cách thay đổi nhiệt độ khói trước bộ quá nhiệt nhờ thay đổi vị trí trung tâm ngọn lửa theo chiều cao buồng đốt.
22
Hình 1.12. Sơ đồ điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng nước ngưng của hơi bão hòa
1- bao hơi; 2- bộ quá nhiệt cấp một; 3- bộ giảm ôn; 4- bộ quá nhiệt cấp hai; 5- bình ngưng; 6- bầu chứa nước ngưng; 7- van điều chỉnh; 8- bộ hâm nước; 9- lấy xung lượng về nhiệt độ hơi; 10- đường nước ngưng trả về; 11- đường đưa hơi vào bình
ngưng; 12- đường nước cấp vào bao.
1.2.2.3. Bộ phận hâm nóng nước
Bộ hâm nước là những bề mặt truyền nhiệt đặt phía sau lò để tận dụng nhiệt của khói sau khi ra khỏi bộ quá nhiệt, làm tăng hiệu suất lò hơi.
Về cấu tạo, bộ hâm nước có thể làm việc ở trạng thái nước sôi hoặc không sôi. Nói bộ hâm nước được chia ra ba loại: loại ống thép trơn, ống thép có cánh và loại bằng gang.
Bộ hâm nước ống thép trơn được dùng trong các lò hơi hiện đại. Các ống xoắn có đường kính ngoài 28, 32, 38mm. Để hạn chế kích thước của lò, các ống xoắn được bố trí so le. Trong các lò hơi hiện nay, ống xoắn được bố trí nằm trong mặt phẳng song song với ngực lò.
23
Hình 1.13. Ống xoắn của bộ hâm nước
1- ống xoắn; 2- đai đỡ; 3- chỗ hàn
Bộ hâm nước bằng gang bao gồm các ống gang đúc, đường kính trong từ 76- 120mm. Các ống nối tiếp với nhau bằng cút nối. Về nguyên tắc bộ hâm nước bằng gang cũng chỉ gồm một ống xoắn theo dạng không gian.
Theo quy phạm cấu tạo và vận hành an toàn lò hơi, nước ra khỏi bộ hâm nước bằng gang có nhiệt độ nhỏ hơn 400C.
1.2.2.4. Bộ sấy không khí
Theo nguyên tắc truyền nhiệt, bộ sấy không khí chia ra: loại thu nhiệt và loại hồi nhiệt. Loại thu nhiệt, nhiệt truyền trực tiếp từ khói nóng vào không khí qua vách kim loại. Loại hồi nhiệt, đầu tiên khói đốt nóng kim loại, tích tụ nhiệt tại đây, sau đó truyền nhiệt cho không khí.
Bộ sấy không khí kiểu ống (thu nhiệt) được dùng phổ biến. Nó bao gồm hệ thống ống đứng so le và giữ với nhau nhờ 2 mặt sàng, khói đi trong ống, không khí đi ngoài ống.
24
1.2.3. Các đặc tính cơ bản của lò hơi
1.2.3.1. Sản lượng hơi D: là lượng sản xuất trong một đơn vị thời gian, đo bằng T/h,
kg/h hoặc kg/s. Thường chú ý ba loại sản lượng:
- Sản lượng định mức D0 là sản lượng lớn nhất mà lò hơi có thể làm việc lâu
dài với thông số quy định, thường ghi trên nhãn hiệu của thiết bị lò hơi.
- Sản lượng hơi kinh tế Dkt là sản lượng mà lò hơi làm việc với hiệu suất nhiệt
cao nhất, thường bằng khoảng 75% đến 90% sản lượng định mức.
- Sản lượng hơi cực đại Dmax là sản lượng hơi lớn nhất cho phép lò hơi làm việc tạm
thời trong một thời gian ngắn, vượt sản lượng định mức khoảng 10 đến 20%. [2]
1.2.3.2. Thông số hơi: Đối với lò hơi sản xuất hơi quá nhiệt thì biểu thị bằng áp suất
và nhiệt độ của hơi sau bộ quá nhiệt. Với lò hơi sản xuất hơi bão hòa thì chỉ cần biểu thị hoặc áp suất hoặc nhiệt độ của hơi trong ba lông. [2]
1.2.3.3. Hiệu suất của lò hơi: Thường dùng hiệu suất nhiệt, nó là tỷ số giữa phần nhiệt
lượng mà môi chất hấp thụ được với tổng nhiệt lượng cung cấp vào. Người ta còn dùng hiệu suất execgi là tỷ số giữa lượng execgi của hơi sản xuất ra với lượng execgi của nhiên liệu cấp vào. [2]
1.2.3.4. Năng suất bốc hơi của bề mặt truyền nhiệt d, kg/m2h: là lượng hơi sản xuất
ra trong một thời gian ứng với một đơn vị diện tích bề mặt truyền nhiệt, với các loại lò hơi cũ chỉ khoảng 12 kg/m2h, với các loại lò hơi mới có thể lên tới khoảng 22 đến 45 kg/m2h. [2]
1.2.3.5. Suất tiêu hao kim loại g, kg/T/h: là khối lượng kim loại dùng để chế tạo ứng
với sản lượng hơi là 1 T/h. [2]
1.2.3.6. Nhiệt thể tích của buồng lửa qv, W/m3: là lượng nhiệt tỏa ra trong một đơn vị
thời gian ứng với một đơn vị thể tích của buồng lửa. [2]
1.2.3.7. Nhiệt thế diện tích của ghi lò qR, W/m2: là nhiệt lượng tỏa ra trong một đơn vị
thời gian ứng với một đơn vị diện tích mặt ghi lò. [2]