1.1. PHƯƠNG PH Á P TÍN H N H IỆT - CÁC CHỈ DAN c h u n g c ủ a p h ư ơ n g PH Á P TÍNH
Theo mục đích của bài tốn đặt ra, người ta phân chia bài tốn thành tính nhiệt thiết kế và tính nhiệt kiểm tra. Phương pháp tính cơ bản như nhau, chỉ khác nhau ở mục đích tính các giá trị tìm và trình tự thực hiện.
Mục đích của tính tốn thiết kế là triển khai thiết kế lị hơi mới theo cơng suất, các thơng số hơi và nhiên liệu đã cho.
Tính kiểm tra thực hiện đối với lị hơi đã cĩ. Theo các đặc tính kết cấu ở phụ tải và nhiên liệu đã cho, người ta xác định nhiệt độ của nước, hơi nước, khơng khí và các khĩi ở các biên giữa các bề mặt đốt, xác định hiệu suất của lị. Từ kết quả tính kiểm tra, ta thu được các số liệu cần thiết để chọn thiết bị phụ và để thực hiện các tính tốn thủy lực, khí động học, độ bển...và các tính tốn khác.
Trong tài liệu này đưa ra phương pháp tính nhiệt kiểm tra và tính thiết kế các phần tử của lị hơi. Nếu các điều kiện của bài tốn lệch ít so với các điều kiện mà các lị hơi điển hình cĩ các thơng số tương tự, thì bơ' trí chung và các chi tiết cơ bản của lị hơi vẫn giữ nguyên. Trong trường hợp này bằng phép tính kiểm tra, người ta xác định các chi tiêu kỹ thuật của tổ máy, khi làm việc với các điều kiện đã cho và khi cần thiết sẽ đưa ra các biện pháp cải tiến kết cấu của các phần tử riêng biệt. Nội dung cải tiến được xác định bằng các tính tốn thiết kế các phần tử đĩ.
Khi triển khai thiết kế cải tiến lị hơi, ví dụ khi tăng cơng suất hơi khơng cần phải chuyển sang đốt nhiên liệu khác, cĩ thể cần phải thay đổi hồn tồn hàng loạt các phần tử của lị hơi. Tuy nhiên các phần cơ bản của lị hơi và bố cục chung của nĩ vẫn giữ nguyên. Chỉ cần thiết kế lại các chi tiết cần phải thay đổi sao cho vẫn giữ nguyên các phần tử chính và các chi tiết của lị hơi điển hình. Trong trường hợp này người ta thực hiện tính tốn kiểm tra các chi tiết khơng thay đổi, và tiến hành tính tốn thiết kế các phần tử cải tiến.
Đồ án thiết kế bao gồm bản thuyết minh tính tốn, bao gồm: bản tính nhiệt của lị hơi, các bản vẽ bố trí lị hơi và các chi tiết cơ bản theo nhiệm vụ được giao. Các bản thuyết minh tính tốn cần thực hiện trên khổ giấy A4 / 297 - 210 mm).
ở phần đầu bản thuyết minh cần trình bày ngắn gọn đặc tính kỹ thuật của lị hơi, mơ tả hệ thống tuần hồn và các thiết bị phân ly hơi. Buồng đốt, bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấy khơng khí sẽ được mơ tả ngắn gọn trong q trình tính tốn.
Việc tính tốn được thực hiện theo cách thực hiện liên tục các phép tính, cĩ giải thích các tính tốn đã tiến hành. Các cơng thức tính tốn được mơ tả ở dạng tổng quát, sau đĩ thay thế vào đĩ các giá trị số của các đại lượng trong chúng. Cuối cùng đưa ra kết quả tính tốn.
Khi tiến hành tính nhiệt, các giá trị của các đại lượng, ví dụ các hệ số dư khơng khí buồng dốt và trong đường khí, các hệ sơ' hiệu quả nhiệt và sử dụng các bề mặt đối lưu, người ta lấy gần đúng với ba hay bốn giá trị cĩ nghĩa. Khi cần tăng độ chính xác tính tốn, cĩ thế đưa vào năm hay sáu giá trị số, thậm chí nếu phải cộng giá trị lớn với giá trị nhỏ (tuy cĩ vẻ khơng hợp lý). Các giá trị thu được cần được làm trịn.
Trong q trình thực hiện tính tốn cần mơ tả và phân tích thứ nguyên của các đại lượng gốc và các đại lượng thu được, bảo đảm sao cho chúng phù hợp với một hệ đơn vị sử dụng. Cần đặc biệt chú ý các thứ nguyên ở phần bên phải và bên trái của mọi cơng thức và phương trình, chúng cần phải giống nhau, các phép tính cộng và trừ chỉ cĩ thể thực hiện với các đại lượng cĩ cùng thứ nguyên. Phân tích các đơn vị của các đại lượng ban đầu và các đại lượng tính tốn cho phép giải thích hàng loạt sai số thường cĩ khi tính tốn.
Các thể tích và entanpi của khơng khí và khĩi, cân bằng nhiệt của lị hơi và độ hấp thụ nhiệt của các phần tử và các đuờng khĩi theo quy ước sẽ tính cho 1 kg nhiên liệu rắn và lỏng (m3/kg, kJ/kg) và cho 1 m3 nhiên liệu khí (m3/m3, kJ/m3). Trong trường hợp này thể tích khĩi được lấy quy về các điều kiện tiêu chuẩn (p = 0,1 MPa, t = 0UC). Khi xác định tốc độ chuyển động của khĩi, thể tích khĩi được tính theo áp suất và nhiệt độ thực tế trong đường ống dẫn khĩi tương ứng, khác với các điều kiện tiêu chuẩn.
Ký hiệu các đại lượng được sử dụng trong sách này phù hợp với TCVN và TCNg. Các chữ cái thường dùng để ký hiệu thể tích, entanpi, nhiệt dung, các nhiệt lượng... tính với 1 kg (1 m3) mơi chất làm việc (nước, hơi, khơng khí, các chữ hoa- cũng đối với các đại lượng này đối với 1 kg (1 m3) nhiên liệu. Ví dụ, entanpi của 1 kg hơi hay nước 1 kJ/kg/l m3 khơng khí - 1 kJ/m3, entanpi của khơng khí hay các sản phẩm cháy đối với 1 kg (1 m3) nhiên liệu, I - kJ/kg (kJ/m3). Nhiệt độ của tác nhân mang nhiệt nĩng, các sản phẩm cháy của nhiên liệu, được ký hiệu ỡ nhiệt độ của các tác nhân mang nhiệt bị hâm nĩng (nước, hơi, khơng khí) được ký hiệu là t°c.
Các chỉ số theo nguyên tắc, đặt ở phía dưới ký hiệu về phía bên phải. Ví dụ entanpi của khĩi trong đường dẫn khĩi của bộ quá nhiệt Ipe, entanpi của khơng khí IB, thể tích các sản phẩm cháy VG. Các chỉ sơ' phía trên được sử dụng trong các trường hợp sau:
a) Khi chúng dùng để chỉ thành phần nhiên liệu, ví dụ thành phần của hydrocacbon, nitơ trong nhiên liệu làm việc -*cp, Hp, Np;
b) Để ký hiệu đại lượng lý thuyết, bên trên ta đặt số 0, ví dụ thể tích cần thiết của khơng khí lý thuyết Vo.
c) Khi kỷ hiệu đại lượng nào đĩ ở đầu vào đoạn tính tốn hay ở đầu ra đoạn đĩ, phía trên ký hiệu tương ứng ta đặt một hay hai dấu phẩy. Ví dụ, nhiệt độ ở đầu vào đường dẫn khĩi của bộ quá nhiệt &’pe> ở đầu ra là 0 ”pe.
Trong phần tính tốn một phần tử, chỉ số kí hiệu phần tử đĩ khơng cần kí hiệu.
Trường hợp các sơ đồ liên kết các bộ quá nhiệt, các bộ hâm nước và các bộ hâm nĩng khơng khí phức tạp, người ta chia chúng theo các phần (cấp). Các cấp tính tốn và các đoạn được đánh số bằng các số dọc theo dịng mơi chất được hâm nĩng (hơi, nước, khơng khí). Ví dụ, entanpi của nước ở đầu ra từ cấp đầu của bộ hâm nước được ký hiệu i IEK.
Để ký hiệu độ chênh các đại lượng, từ ký hiệu cơ bản của chúng ta đặt thêm chữ cái Hy Lạp A. Ví dụ, sự thay đổi hệ số dư khơng khí trong đường ống dẫn khĩi Acx, độ chênh nhiệt độ At.
1.2. NHIỆM VỤ TÍNH TỐN
Để tính tốn thiết kế hay kiểm tra một lị hơi đã cho, cần cĩ các số liệu ban đầu và các thơng tin sau:
1. Kích thước điển hình (tên gọi của chủng loại) của lị hơi. 2. Năng suất hơi của lị D, T/h (kg/s).
3. Lượng xả liên tục(%) so với năng suất hơi của lị: %. 4. Áp suất hơi ở van hơi chính Pp, MPa.