Hình 5.4: Một số loại ống hãng HAMON sử dụng a) Một số loại ống cĩ cánh b) Ống gang cĩ cánh c) Ống thép cĩ cánh hàn
Trong lị hơi, để bố trí dàn ống sinh hơi ngƣời ta thƣờng bố trí: bao gồm một số dãy ống lên và một số dãy ống xuống. Hình 5.5 thể hiện cách bố trí dàn ống sinh hơi.
Hình 5.5:Bố trí dàn ống sinh hơi
Đối với dãy ống lên: ngƣời ta bố trí tiết diện của ống lên lớn hơn tiết diện của ống xuống và thƣờng đặt trong buồng lửa bởi sinh hơi chủ yếu.
Đối với dãy ống xuống: cĩ tiết diện nhỏ hơn tiết diện dãy ống lên. Các dãy ống xuống đặt bên ngồi buồng lửa cho nên khơng bị ảnh hƣởng của tia bức xạ, tuần hồn tự nhiên tốt hơn.
Đối với lị hơi thơng thƣờng các ống xuống đặt trong buồng lửa nhƣng cần phải chú ý để nhiệt lƣợng nhận đƣợc ít hơn so với các ống lên để tạo sự chênh lệch nhiệt độ dẫn đến tạo sự chênh lệch khối lƣợng riêng.
5.1.1.2. Dàn ống sinh hơi nhận nhiệt bằng đối lƣu
Hệ số truyền nhiệt của dàn ống đƣợc xác định:
2 1 1 1 1 ii K , W/m2K Trong đĩ: i i : trở nhiệt do dẫn nhiệt, m2K /W 1
: hệ số tỏa nhiệt đối lƣu phía khĩi, W/m2K
hơi
2
: hệ số tỏa nhiệt đối lƣu phía nƣớc và hơi, W/m2K K phụ thuộc nhiều vào vận tốc của khĩi k
Đối với những lị hơi tận dụng nhiệt, khi vận tốc khĩi ktăng, dẫn đến hệ số tỏa nhiệt đối lƣu 1và 2tăng, dẫn đến hệ số truyền nhiệt của dàn ống K tăng (truyền nhiệt tốt).
Một số dàn ống sinh hơi đặt ngồi, khĩi chuyển động cắt ngang qua chùm ống, nƣớc và hơi chuyển động bên trong ống. Trong trƣờng hợp này, ngƣời ta thƣờng bố trí ống trơn để tránh bám bụi. Tỉ lệ giữa bƣớc ống và đƣờng kính ống S/d lớn từ 34.
5.1.1.3. Bộ quá nhiệt
Cĩ nhiệm vụ chuyển hơi bão hịa khơ thành hơi quá nhiệt nhằm để khử độ ẩm của hơi và tăng hiệu suất của nhà máy nhiệt điện.
a) Phân loại
- Bộ quá nhiệt bức xạ nằm trong buồng lửa thƣờng dùng cho các lị hơi cao áp và siêu cao áp. Kết cấu các ống thƣờng đặt trên vách hoặc trần của buồng lửa (tnn > 600oC).
- Bộ quá nhiệt nửa bức xạ: một nửa nằm trong buồng lửa và một nửa nằm ở ngồi và cũng dùng cho các lị tƣơng đối cao áp.
- Bộ quá nhiệt đối lƣu thƣờng đặt ở trên đƣờng khĩi sau khi ra khỏi buồng lửa. Kết cấu các chùm ống trơn và dùng cho lị hơi cĩ áp suất thấp và trung bình. Loại bộ quá nhiệt này thƣờng đƣợc dùng phổ biến trong lị hơi các nhà máy nhiệt điện.
b) Điều kiện làm việc của bộ quá nhiệt
Bộ quá nhiệt là thiết bị làm việc trong điều kiện khĩ khăn nhất, nguy hiểm nhất trong các bề mặt truyền nhiệt của lị hơi
Nhiệt độ vách ống: 2 1 2 t q tv mc , ºC Trong đĩ:
tmc: nhiệt độ trung bình của mơi chất, ºC
2
v
Nhiệt lƣợng cung cấp cho dàn ống sinh hơi qDSH lớn hơn rất nhiều so với nhiệt lƣợng cấp cho bộ quá nhiệt qBQN.
Hệ số tỏa nhiệt đối lƣu của dàn sinh hơi DSH lớn hơn nhiều so với hệ số tỏa nhiệt đối lƣu của bộ quá nhiệt BQN. Tƣơng tự, ta cĩ nhiệt độ trung bình của mơi chất và nhiệt độ vách của bộ quá nhiệt lớn hơn của dàn sinh hơi:
tmcBQN > tmcDSH tvBQN > tvDSH
Do vậy, khi thiết kế, chúng ta nên chọn kim loại chế tạo vách ống cho bộ quá nhiệt tốt hơn, chịu nhiệt cao hơn dàn sinh hơi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Lƣu lƣợng hơi:
Lƣu lƣợng hơi qua ống phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất giữa hai đầu ống (p). Chênh lệch áp suất p khơng đồng đều dẫn đến lƣu lƣợng hơi thay đổi.
Chênh lệch áp suất p phụ thuộc vào các yếu tố sau: - Vận tốc mơi chất ở hai đầu ống
- Trở lực cục bộ (co, T, nối,…)
- Trở lực dọc theo chiều dài ống (trở lực ma sát). Ống càng ngắn thì phân bố càng đều.
* Sơ đồ bố trí chùm ống:
Cĩ hai cách bố trí chùm ống: Sơ đồ hình chữ Z và sơ đồ hình chữ , nhƣ thể hiện ở hình 5.6. Lƣợng hơi đi dọc theo chiều dài ống gần nhƣ bằng nhau.
Hình 5.6: Sơ đồ bố trí chùm ống
Hơi ra Hơi ra
Chữ Z Chữ
* Nhiệt lƣợng Q:
Lƣợng nhiệt Q phụ thuộc vào sơ đồ bố trí chùm ống, phụ thuộc vào tỉ lệ giữa bƣớc ống và đƣờng kính ống S/d. Khi S/d giảm, nhiệt lƣợng Q giảm, dẫn đến nhiệt độ vách tv giảm, vách làm việc tốt.
c) Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt
Nhiệt độ hơi quá nhiệt tqn phải nhỏ hơn nhiệt độ cho phép [t], vì nếu cao hơn, nĩ sẽ làm hỏng thiết bị và giảm cơng suất của nhà máy nhiệt điện. Do đĩ, ngƣời ta cần điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt, cĩ hai cách điều chỉnh nhƣ sau:
- Điều chỉnh lƣợng khĩi - Điều chỉnh lƣợng hơi nƣớc
Các yếu tố ảnh hƣởng đến nhiệt độ hơi quá nhiệt
Sản lƣợng hơi D tăng, tƣơng ứng suất tiêu hao nhiên liệu tăng, dẫn đến thể tích V của khĩi thải tăng, làm nhiệt độ khĩi tăng.
* Bộ quá nhiệt nhận nhiệt bức xạ:
Khi sản lƣợng hơi D tăng, dẫn đến nhiệt độ buồng lửa tăng ít, dẫn đến nhiệt độ bức xạ tăng theo nhiệt độ tăng của ngọn lửa, nhƣng
D Qbx
tăng làm nhiệt độ quá nhiệt tqn giảm. * Bộ quá nhiệt nhận nhiệt đối lƣu:
Khi sản lƣợng hơi D tăng, suất tiêu hao nhiên liệu B tăng, dẫn đến nhiệt độ khĩi tăng, thể tích khĩi V tăng, dẫn đến vận tốc khĩi ktăng, làm cho hệ số tỏa nhiệt đối lƣu phía khĩi đlk tăng, dẫn đến nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng.
* Nhiệt độ nƣớc cấp:
Khi nhiệt độ nƣớc cấp giảm, dẫn đến sản lƣợng hơi D giảm, dẫn đến
D Qbx
giảm, làm cho nhiệt độ quá nhiệt giảm. * Hệ số khơng khí thừa:
Khi hệ số khơng khí thừa tăng, làm cho nhiệt độ quá nhiệt tăng.
Các phƣơng pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt tqn
Trƣớc tiên, chúng ta phải thiết kế bộ quá nhiệt cĩ tỉ lệ giữa nhiệt độ bức xạ và nhiệt độ đối lƣu thích hợp để khi sản lƣợng hơi D thay đổi thì nhiệt độ quá nhiệt thay đổi ít.
Cách điều chỉnh lƣợng khĩi: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Đặt thêm bộ tận dụng nhiệt trên đƣờng khĩi phụ, bố trí khĩi đi vịng qua bộ trao đổi nhiệt nhƣ bộ hâm nƣớc cấp ECO. Hình 5.7a mơ tả cách điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng cách thêm vào bộ ECO. Đối với phƣơng pháp này, ngƣời ta dùng lá chắn điều chỉnh đƣờng khĩi. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá nhiệt tqn trên 600oC các lá chắn bị cháy, dẫn đến khơng phù hợp với các lị hơi cĩ thơng số cao.
- Đặt vị trí trung tâm ngọn lửa cao hay thấp. Khi muốn tăng giảm nhiệt độ quá nhiệt thì đƣa ngọn lửa lên cao hay xuống thấp hoặc tắt bớt một số vịi phun, nhƣ hình 5.7 b. Đối với phƣơng pháp này, nĩ khơng phù hợp với lị hơi thủ cơng cĩ buồng đốt thải xỉ lỏng.
- Tái tuần hồn khĩi: ngƣời ta trích một phần khĩi đƣa về buồng lửa (dùng quạt) để làm giảm nhiệt độ buồng lửa, tăng tốc độ khĩi. Hình 5.7c mơ tả cách điều chỉnh bởi tái tuần hồn đƣờng khĩi. Đối với phƣơng pháp này, khoảng điều chỉnh khá rộng.