X T= 0,3 Đối với các buồng đốt kiểu lớp dày, ghi xích hoặc ghi cố định T= 0,14.
TÍNH TỐN CÁC BỂ MẶT ĐỐT PHÍA ĐUƠI LỊ
9.4. TÍNH TỐN THIẾT KÊ
Dựa vào mục 9.1 người ta lập sơ đồ tính tốn trong đĩ cĩ ghi các thơng số của khĩi, nước và khơng khí tại các bể mặt đốt phía đuơi lị đã và tiến hành phân bố nhiệt giữa bộ hâm nước và bộ sấy khơng khí.
Khi thực hiện tính thiết kế, cần phải đảm bảo độ tăng nhiệt độ khơng khí nĩng đã chọn khi tính tốn lị hơi. Vì vậy khi phân bố nhiệt giữa bề mặt phía đuơi lị, trước hết cần tách riêng lượng nhiệt để sấy khơng khí.
Khi bố trí cần tuần tự bộ sấy khơng khí đơn và bộ hâm nước (hình 9.1) việc phân bố nhiệt thực hiện theo trình tự sau:
1) Sử dụng phương trình (9.1) xác định lượng nhiệt cần để sấy khơng khí Qs.
2) Cho cân bằng lượng nhiệt hấp thụ của bộ sấy khơng khí Qs bằng lượng nhiệt do khĩi toả ra Q0, từ phương trình (6.1) tìm entanpi của khĩi. Khi đĩ nếu bộ sấy khơng khí bố trí sau bộ hâm nước, thì theo nhiệt độ được lấy ở đầu tính tốn và entanpi của khĩi thải, từ phương trình (6.1) tìm được entanpi của khĩi trước bộ sấy khơng khí:
r s = r s + Qs/ c p - A a , r nPC (9.9) Nếu bộ sấy khơng khí đặt trước bộ hâm nước, thì theo entanpi khĩi đã biết từ tính tốn bề mặt đốt trước, kJ/kg (kJ/m3), xác định entanpi khĩi sau nĩ:
l”s = I’s - QsAp + Aas-I°nPc (9-10)
Theo entanpi khĩi từ bảng 10 - hay theo đồ thị 10, tìm được nhiệt độ khí tương ứng.
Khĩi i I I ( ) í ) ( ) l I I I I Khơng khí u I Bộ hâm I nước é~0 Nước Bộ sấy khơng khí Hình 9.1. Bố trí nối tiếp bộ sấy khơng khí một cấp và bộ hâm nước. Khĩi Khĩi
Hình 9.2. Các phương án cĩ thể khi bơ' trí
Nếu trong nhiệm vụ thiết kế lị hơi đã định trước độ tăng nhiệt độ khơng khí trong bộ sấy khơng khí cĩ ống bằng thủy tinh, thì lượng nhiệt của các bộ sấy khơng khí ống thép và ống thủy tinh được phân bố tỷ lệ với độ chênh nhiệt độ khơng khí đã chọn ở đầu tính tốn.
3) Xác định lượng nhiệt hấp thụ và độ chênh nhiệt độ của bộ sấy khơng khí. Muốn vậy từ tổng lượng nhiệt hấp thụ và từ độ chênh nhiệt độ của các bề mặt đốt phía đuơi lị, sẽ tính được lượng nhiệt hấp thụ và độ chênh nhiệt độ của bộ sấy khơng khí.
Nếu độ chênh nhiệt độ của bộ hâm nước nhỏ hơn 50°c thì việc đặt bộ hâm nước ở lị hơi khơng hợp lý. Trong trường hợp này cần phân bố lại lượng nhiệt giữa bộ hâm nước và bộ sấy khơng khí, ngồi ra nếu do kết cấu buồng đốt và dạng nhiên liệu đã cho, cĩ thể tăng nhiệt độ sấy khơng khí, thì tồn bộ lượng nhiệt cần phải sử dụng để sấy khơng khí. Nếu độ táng nhiệt độ khơng khí lớn quá, khơng cho phép, thì cần giảm nhiệt độ sấy khơng khí xuống thêm 30 - 40°c, lượng nhiệt dư ra chuyển cho bộ hâm nước.
Sau khi phân bố lại lượng nhiệt giữa bộ hâm nước và bộ sấy khơng khí, sử dụng phương trình (9.1) để chính xác lại lượng nhiệt hấp thụ của bộ sấy khơng khí và entanpi của khĩi trong đường khĩi, sử dụng phương trình (6.1) và (9.4) tính chính xác lại lượng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nước và entanpi của nước đầu ra i"EK, từ đĩ quyết định được kiểu bộ hâm nước cần dùng .
Nếu độ sai lệch giữa entanpi của nước sơi ở áp suất trong bao hơi của lị hơi: isoi, và nước ở đầu ra bộ hâm nước i”EK lớn hơn 125 kJ/kg:
iso i-i"E K ^ 1 2 5 k J/k g (9.11) tức là loại trừ khả năng sơi của nước trong bộ hâm nước, thì lồ hơi cĩ thể đặt bộ hàm nước loại khơng sơi và ở áp suất trong bao hơi pB < 2,3 MPa sử dụng bộ hâm nước kiểu ống gang. Nếu điều kiện (9.11) khơng thoả mãn thì tồn bộ bộ hâm nước hay cấp trên của bộ hâm nước là loại sơi và dùng ống thép.
Bộ hâm nước kết hợp (cánh bằng gang và ống thép trơn) bao gồm các đoạn cĩ các kết cấu khác nhau, được tính riêng theo các đoạn. Khi tiến hành phân bơ' nhiệt giữa các phần bằng gang và bằng thép của bộ hâm nước cần phải xuất phát từ entanpi cho phép cực đại của nước ở đầu ra bộ bộ hâm nước bằng thép: i"EK, phải thoả mãn điều kiện (9.11).
Khi đã biết giá trị i"EK, tìm được nhiệt độ thực cùa nước ở đầu ra bộ hâm nước. Đối với bộ hâm nước cĩ xảy ra sơi nước, từ cơng thức (9.8), tính độ chứa hơi X của hỗn hợp hơi + nước ở đầu ra bộ hâm nước, và dùng cơng thức (6.40) tính được nhiệt độ nước quy ước.
Khi bố trí các bề mặt đốt phía đuơi lị "kiểu phân nhánh", bộ hâm nước cĩ thể cĩ hai cấp (hình 9.2a) hay chỉ một cấp (hình 9.2b). Chọn phương án bơ' trí các bề mặt kiểu nào được xác định bằng nhiệt độ khĩi trước bề mặt đĩ và khả năng chịu nhiệt của vật liệu cấp thứ hai của bộ sấy khơng khí.
Nếu nhiệt độ khĩi trước các bề mặt đốt lớn hơn, thì để giảm nĩ trước cấp thứ hai của bộ sấy khơng khí cần thiết đặt cấp thứ hai của bộ hâm nước, cĩ nghĩa sử dụng cách bơ' trí trên hình 9.2a. Nếu nhiệt độ của khĩi nhỏ hơn, thì cấp thứ hai của bộ hâm nước khơng cần trong trường hợp này (hình 9.2b).
Theo mức độ đốt nĩng khơng khí nhiệt độ của nĩ gần tới nhiệt độ khĩi. Đối với nước cĩ xảy ra ngược lại (hình 9.3). Độ chênh nhiệt độ nhỏ nhất giữa mơi chất tải nhiệt nĩng và bị hâm nĩng sẽ ở đầu "nĩng" của bộ sấy khơng khí và ở đầu lạnh bộ hâm nước.
Theo các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đối với lị hơi cơng nghiệp, đơ chênh nhiệt 'độ nhỏ nhất giữa các mơi chất tải nhiệt cần khơng nhỏ hơn'50°c đối với bộ sấy khơng khí và 100°c
đối với bộ hâm nước, cịn độ đốt nĩng khơng khí ở cấp 1 bộ sấy khơng khí khơng nhỏ hơn 40% của độ đốt nĩng tồn bộ, cĩ nghĩa là:
t",s - Lí.B - 0-4.(tG 3 - tx B)
Do đĩ các nhiệt độ của khĩi trước cấp thứ hai của bộ sấy khơng khí: & H B P - và nhiệt độ của khơng khí sau cấp đầu t"IBp cần thiết thoả mãn các điều kiện sau:
Oiibp - Ig.b + 50; t' ls ^ip.B +50; t 'ls > 0,4(tGB + t XB (9.12) ở đây, các chỉ số: s - bộ sấy khơng khí; EK - bộ hâm nước; ’ - ký hiệu đầu vào; ” - ký hiệu đầu ra.
Hình 9.3. Chế độ nhiệt độ của bộ
hâm nước và bộ sấy khơng khí. Khi bố trí các mặt đốt phía đuơi lị kiểu
"xen kẽ”, nhiệt hấp thụ các cấp của bộ sấy khơng khí được xác định nếu sử dụng cơng thức (9.1) theo các nhiệt độ của khơng khí
nĩng và khơng khí lạnh và nhiệt độ giữa các cấp t’1Is = t”s, (cĩ xét đến các điểu kiện 9.12). Entanpi của khĩi trên các biên của bộ sấy khơng khí được xác định như sá: sau cấp thứ nhất - theo nhiệt độ của khĩi thải, trước cấp thứ hai - theo nhiệt độ của khĩi cĩ tính đến các điểu kiệr (9.12). Ở đầu ra từ cấp thứ hai và ở đầu vào cấp đầu - sử dụng phương trình (6.1) theo khả năng hấp thụ nhiệt của các cấp.
Lượng nhiệt hấp thụ các cấp của bộ hâm nước sẽ tính được nếu sử dụng phương trình (6.1), theo entanpi của khĩi ở các biên các cấp, tìm được khi tính bộ sấy khơng khí. Sau khi
phân bố nhiệt giữa các cấp của bể mật đốt đuơi, cần kiểm tra tính chính xác của tất cả các tính tốn đĩ bằng cách xác định sai số tính tốn khi cân bằng nhiệt, theo cơng thức (9.13).
Khi tính tốn thiết kế, diện tích các bề mặt đốt của bộ sấy khơng khí, bộ hâm nước hay các cấp của chúng, được xác định theo phương trình (6.2).
Hệ số truyền nhiệt k và độ chênh nhiệt độ trung bình At được tính như ở chương 6. Các đặc tính cấu tạo của bộ hâm nước và bộ sấy khơng khí cần để tính k được lấy theo các đặc tính cấu tạo các bể mặt đốt phía đuơi lị hơi. Trường hợp thiết kế cải tạo lị hơi sẽ lấy theo hướng dẫn của phụ lục IV nếu bề mặt đốt phía đuơi thiết kế mới.