4. í nghĩa của đề tài
3.1.2 Trang thiết bị thực nghiệ m
3.1.2.1.Lò đốt than
Hình 3.1.2.1 Sơ đồ lò đốt than của máy sấy 1. Khung lò 8. Lớp cách nhiệt
2. Vỏ lò 9. Lỗ cắm can nhiệt buồng đốt 3. Thân lò 10. Cửa cấp than
4. Mái vòm 11. Cửa buồng xỉ 5. Thanh ghi 80x90x2900 12. Cửa cào xỉ 6. Cửa kéo lấy gió lạnh 13. ống gió vào lò 7. Lỗ cắm can nhiệt buồng sấy 14. Cửa cào bụi lắng Đặc tính kỹ thuật:
+ Diện tích ghi lò: 6m2
+ Thể tích buồng đốt: 19 m3
+ Cột áp không khí d−ới ghi: 120 mm cột n−ớc
+ Quạt gió số 05: Cột áp 250 mm H20; công suất 7,5kW, L−u l−ợng 5000m3/h
+ Nhiệt trị tối thiểu của than đốt: 6.000Kcal/kg
Nguyên lý hoạt động của lò đốt than:
Lò đốt than sử dụng trong dây chuyền sấy – lọc bụi tro bay là loại lò đốt than cục, gồm 2 buồng:
72
+ Buồng cấp than và cào xỉ than: Là nơi cấp than và cào xỉ than, các công đoạn này là thủ công.
+ Buồng thu nhiệt:: Nguồn nhiệt thì buồng cấp than đ−ợc gió hút sang buồng thu nhiệt để vào máy sấy thùng quay
Ngoài ra còn có gió cấp đáy lò để tạo quá trình cháy diễn ra tốt hơn. Nguyên lý hoạt động:
Than đ−ợc cấp vào cửa cấp than (10), tại đây diễn ra quá trình cháy, không khí đ−ợc cấp vào cho quá trình cháy đ−ợc lấy từ quạt thổi đáy lò qua ống gió vào lò (13). Xỉ tạo ra từ quá trình cháy đ−ợc lấy qua cửa cào xỉ (12). Nhiệt l−ợng tạo ra từ quá trình cháy đ−ợc gió hút sang buồng thu nhiệt để vào máy sấy thùng quay
3.1.2.2 Máy sấy thùng quay
Hình 3.1.2.2 Máy sấy thùng quay
1. Thân máy 11. Gối đỡ bánh răng nhỏ 2. Vành lăn tr−ớc 12. Vành lăn sau
73
3. Bộ gối đỡ tr−ớc 13. Guốc đỡ bánh răng lớn 4. Đế đỡ gối tr−ớc 14. Bánh răng lớn M24, z134 5. Động cơ KĐB 3 pha 15. Cánh vớt liệu
6. Sắt si bộ truyền động 16. Cụm con lăn chặn 7. Khớp đàn hồi 17. Trục giằng con lăn chặn 8. Hộp giảm tốc 18. Bao che bánh răng 9. Khớp nối chữ thập 19. Phễu ra liệu 10.Bánh răng M24, z21 20. Van quay B300
Đặc tính kỹ thuật: + Năng suất: 12 tấn/h + Bộ truyền động:
Động cơ: công suất 30Kw, n = 980 v/ph; Tỉ số truyền hộp giảm tốc: 31,5
Bộ truyền bánh răng hở răng thẳng: z1 = 21; z2 = 134, m = 24
+ Độ ẩm vật liệu vào tr−ớc sấy : 17% - 19% + Độ ẩm vật liệu ra sau khi sấy: < 2% + Tác nhân sấy: không khí nóng
+ Nhiệt độ khí nóng ở cửa vào máy sấy: 7000C - 8000C + Nhiệt độ khí ở cửa ra liệu máy sấy: 2000C-2000C
+ Thời gian l−u chuyển của dòng liệu trong thùng sấy: 20ph + Khối l−ợng máy (không kể động cơ, giảm tốc): 23723kg
Nguyên lý hoạt động của máy sấy thùng quay:
Trong dây chuyền thiết bị sấy thùng quay là thiết bị dùng để sấy tro bay. Phần chính của thiết bị sấy thùng quay là một trụ tròn đặt nằm nghiêng với mặt phẳng góc 30.Trong thùng quay có lắp các cánh gạt để đảo liệu.
Tác nhân sấy trong thiết bị sấy thùng quay là không khí nóng chuyển động cùng chiều với chiều chuyển động của tro.
74
3.1.2.3 Thiết bị lọc bụi túi
Hình 3.1.2.3. Lọc bụi túi Đặc tính kỹ thuật:
- Lọc bụi:
+ L−u l−ợng: Q = 35.000 m3/h + Nồng độ bụi ra: < 100mg/N.m3
+ Van điện từ kiểu 2/2, loại 1 inch + Túi lọc: Diện tích lọc: 496 m2 Vật liệu:Vải lọc polyste - Khí nén + Tiêu hao khí nén: 0,55 m3/ph + áp suất khí nén: 4-6 at - Vít tải:
+ Công suất động cơ: 2,2 kW + Tỉ số truyền hộp giảm tốc: 1/50 + Đ−ờng kính vít: φ300
- Van quay:
75
+ Tỉ số truyền hộp giảm tốc: 1/50 + Đ−ờng kính tang: φ300
Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc bụi túi:
Thiết bị lọc bụi túi đ−ợc sử dụng trong hệ thống sấy tro bay Phả Lại là kiểu lọc bui túi tay áo, vải lọc sử dụng sợi bông thủy tinh. Luồng khí có nhiệt độ lấy từ lò đốt, chuyển động cùng chiều với vật liệu sấy, mang theo hơi ẩm vào bụi tro bay đ−ợc thu về lọc bụi túi, tại đây bụi bị giữ tại bề mặt ngoài của túi lọc, hơi n−ớc và không khí sạch đ−ợc thoát ra ngoài.. Bụi bám vào túi theo chu kỳ sẽ đ−ợc dòng khí nén thổi ng−ợc rũ sạch.
3.1.3. Thiết bị và dụng cụ đo l−ờng
3.1.3.1. Can nhiệt và đồng hồ hiển thị
Hỡnh 3.1.3.1a. Can nhiệt + Loại can nhiệt: K, R, B, S....
+ Vật liệu bảo vệ: thộp SUS,... + Loại đầu nối của can: Loại chữ T
76
+ Vật liệu của ống nối can nhiệt: SUS cỏc loại. + Chiều dài vỏ bảo vệ: 600mm
+ Chiều dài can nhiệt : 500 mm + Đường kớnh vỏ bảo vệ
+ Đường kớnh ống nối
Hỡnh 3.1.3.1b. Đồng hồ hiển thị
Nguyờn lý hoạt động:
Can nhiệt được sử dụng để đo nhiệt độ tại tại vị trớ cần đo, khi cú sự thay đổi về nhiệt độ, thiết bị sẽ phỏt tớn hiệu dưới dạng cường độ dũng điện I (mA). Khi nhận được tớn hiệu từ can nhiệt, tại đồng hồ cú phộp biến đổi nội suy từ cường độ dũng điện thành nhiệt độ hiển thị trờn mặt đồng hồ.
77
3.1.3.2. Cõn đo độẩm
Hỡnh 3.1.3.2. Cõn đo độ ẩm
Tớnh năng
- Xỏc định độ ẩm của cỏc mẫu test trong phũng thớ nghiệm như: cà phờ, cao su, hạt nhựa, thức ăn gia sỳc . . . .
- Kết quả đạt được cú độ chớnh xỏc cao 0.1% - Sử dụng cụng nghệ đốn hồng ngoại (infrared) - Phạm vi cài đặt nhiệt độ sấy 500c đến 1600c
- Kết quả nhận được sau khi sấy: % độ ẩm, % solids, nhiệt độ, thời gian. - Màn hỡnh LCD đốn nền backlight dễ đọc
- Cổng truyền thụng RS232 kết nối mỏy in, mỏy tớnh sẽ in thụng tin của mẫu sau khi test xong.
- Nguồn điện sử dụng 100 – 240 VAC.50/60 Hz - Mụi trường hoạt động 50c đến 400c
78
- Phự hợp ứng dụng trong phũng thớ nghiệm, cần độ chớnh xỏc cao Bảng 3.1.3.2. Thụng số kỹ thuật của cõn đo độ ẩm
MODEL MB 23
Khả năng cõn 110 g
Độ đọc 0.01g Kết quả % moisture, % solids, thời gian sấy, nhiệt độ sấy
Màn hỡnh hiển thị LCD Kớch thước đĩa
cõn 90 mm Dia.
Kớch thước cõn W x H x D 28 x 17 x 13 cm
Nguồn cung cấp 220 VAC
Mụi trường hoạt
động Nhiệt độ từ 5
0c đến 400c
Trọng lượng 3.9Kg
Nguyờn lý hoạt động của cõn đo độẩm:
Cõn hoạt động dựa trờn nguyờn lý: Cho vật liệu mẫu cần xỏc định độ ẩm vào ngăn đựng. Thiết bị sẽ gia nhiệt để sất cho vật liệu đến khi vật liệu đạt độ ẩm 0%. Thiết bị sẽ tớnh toỏn khối lượng vật liệu lỳc cho vào và khối lượng sau khi đó được sấy khụ để tớnh lượng nước đó được bốc hơi. Từ đú sẽ cho ra kết quả về độ ẩm của vật liệu.
79
3.1.3.3 . Thiết bị kiểm tra nồng độ bụi (hỡnh 3.7)
Hỡnh 3.1.3.3. Thiết bị kiểm tra nồng độ bụi
Nguyờn lý hoạt động của thiết bị:
Là thiết bị quang nhằm xỏc định nồng độ bụi trong khụng khớ tại cỏc mụi trường làm việc khỏc nhau. Sử dụng phương phỏp tỏn xạ ỏnh sỏng lazer, cỏc hạt bụi trong khụng khớ khi vào trong mỏy sẽ được rọi bởi chựm tia lazer, ỏnh sỏng lazer bị cỏc hạt bụi tỏn xạ sẽ được thu bởi một đầu thu, thụng qua phần mềm chuyển đổi sẽ đưa ra kết quả đo nồng độ bụi trờn màn hỡnh. Với hệ số chuyển đổi (hệ số K), mỏy sẽ tự động đưa ra kết quả nồng độ bụi với độ chớnh xỏc cao hơn bất kỳ mỏy đo bụi quang nào trước đõy
Tớnh năng kỹ thuật:
Phương phỏp đo: Tỏn xạ ỏnh sỏng Nguồn sỏng: Lazer diode
Hạt hiệu chỉnh: Polystyrene
Độ chớnh xỏc: ± 10% đối với cỏc hạt hiệu chỉnh Dải đo: 0.001 – 200 mg/m3
80 Độ ẩm mụi trường: 5 - 90% (khụng đọng sương) Nguồn: 12V DC (8 pin tiểu x 1.5V)
Hiển thị: Màn hỡnh đồ hoạ tinh thể lỏng Cỏc thụng số hiển thị:
+ Thời gian đo (bộ đếm ngược) + Giỏ trị đo (00000-99999) 5 số + Chế độ đo
+ Nguồn pin + Giỏ trị hệ số K
+ Đồ hoạ (bằng cỏch nhấn nỳt trong quỏ trỡnh đo) Kớch thước (WxDxH): 185 x 69 x 105 mm
Trọng lượng: 1.2 kg (chưa bao gồm pin)
3.1.3.4.Một số dụng cụ khỏc dựng trong quỏ trỡnh thớ nghiệm
• Đồng hồ đo dũng điện ampe kế.
• Đồng hồ đo nhiệt độ tại cỏc gối đỡ quạt hỳt:
3.2. Trỡnh tự khảo nghiệm
ở điều kiện hoạt động bình th−ờng, nhiệt độ buồng lọc trong giới hạn cho phép, l−u l−ợng quạt hút thích hợp, hệ số thoáng của vải lọc bụi đúng yêu cầu thì hiệu suất lọc bụi luôn đạt yêu cầu về môi tr−ờng, những tác động chủ yếu đến hiệu suất của lọc bụi trong môi tr−ờng sấy là nhiệt độ trong buồng lọc quá cao, v−ợt qua nhiệt độ cho phép của vải lọc, khiến vải lọc bị thay đổi cơ tính, độ thoáng giảm hoặc gây ra hiện t−ợng cháy túi, làm giảm hiệu suất lọc bụi.
Các yếu tố công nghệ làm thay đổi hiệu suất lọc của vải lọc:
+ Nhiệt độ buồng lọc ( cao quá hoặc thấp quá trong khoảng nhiệt độ cho phép): Nhiệt độ cao làm biến dạng túi, nhiệt độ thấp làm tăng độ ẩm trong buồng lọc. Cả hai tr−ờng hợp trên đều tác động trực tiếp tới hiệu suất của lọc bụi túi
+ Chu kỳ làm sạch vải lọc (chu kỳ rũ bụi): Chu kỳ rũ bụi lớn làm bít túi dẫn đến giảm hiệu suất của lọc bụi túi;
81
+ Lượng giú qua vải lọc
Vậy ảnh h−ởng đến hiệu suất lọc bụi là ảnh h−ởng làm thay đổi các yếu tố công nghệ nêu trên. Để đánh giá tác động cụ thể chúng ta cùng xem xét các thí nghiệm sau:
3.2.1. Khảo nghiệm ảnh hưởng của chu kỳ rũ bụi đến hiệu suất của lọc bụi
Thực hiện thí nghiệm này, ta cố định các thông số đầu vào khác nh−: + Nhiệt độ trong buồng lọc: 1300C
+ L−u l−ợng gió hút: 26.000 m3/h
Muốn giữ nguyên nhiệt độ buồng lọc không đổi ta phải cố định nhiệt độ đầu vào tang sấy và giữ nguyên l−u l−ợng gió quạt hút, thay đổi tần số rũ bụi. Để nhiệt độ buồng sấy ổn định 650-700oC, l−ợng liệu cấp vào 7,5 tấn/h và độ ẩm liệu đầu vào là 17%.
Chu kỳ rũ bụi ta thay đổi giảm dần, thứ tự 7 giây, 6 giây, 5 giây, 4 giây, 3 giây.
Khoảng cách thay đổi chu kỳ rũ bụi là 3h, tr−ớc mỗi lần thay đổi tần số giũ bụi ta tiến hành đo hàm l−ợng bụi tại đầu ra của buồng khí sạch.
Ta có bảng kết quả đo nồng độ bụi t−ơng ứng với chu kỳ rũ bụi: Bảng 3.2.1. Bảng đo kết quả nồng độ bụi khi thay đổi tần số rũ bụi
TT Chu kỳ rũ bụi (giây) Nồng độ bụi (mg/N.m3) Ghi chú 1 7 60 2 6 75 3 5 90 4 4 95 5 3 120
82
Hỡnh 3.2.1. Quan hệ chu kỳ rũ bụi và nồng độ bụi thoỏt ra tại khoang khớ sạch
Nhận xét: Nh− vậy hàm l−ợng bụi sau lọc tăng lên khi giảm chu kỳ rũ bụi. Nguyên nhân xảy ra hiện t−ợng này là do, khi tăng chu kỳ rũ bụi lên, thì l−ợng bụi bám vào bề mặt của vải lọc tăng lên, chiều dầy lớp bụi bám trên bề mặt vải lọc tỉ lệ thuận với chu kỳ rũ bụi, chúng tạo thành lớp màng ngăn chặn không để không khí l−u thông, gây cản trở quá trình trao đổi nhiệt và thoát hơi n−ớc ra ngoài.. Theo tiêu chuẩn việt nam về môi tr−ờng, hàm l−ợng bụi không thuộc hạng mục bụi hóa học, thì l−ợng bụi thoát ra phải < 150mg/N.m3. Để cho l−ợng khí thoát ra ngoài
tốt, đảm bảo quá trình trao đổi nhiệt và thoát hơi ẩm, ta chọn chu kỳ rũ bụi ở 3-4 giây.
Độ thoáng khí của vải lọc còn đ−ợc thể hiện qua c−ờng độ dòng diện qua động cơ quạt hút. Nếu vải lọc bụi bị bít, có nghĩa là giảm mạnh l−ợng không khí lọt qua, thì quạt hút chạy ở chế độ không tải lúc đó dòng điện qua đó là định mức. Dòng không tải qua động cơ định mức I = 100A. Giá trị này ta có thể theo dõi đ−ợc trên đồng hồ ampe kế, từ đó tìm ra đ−ợc thông số c−ờng độ dòng điện qua động cơ quạt hút tối −u để kiểm soát hiệu suất lọc bụi khi thay đổi chu kỳ rũ bụi.
83
3.2.2 Khảo nghiệm ảnh h−ởng của chu kỳ rũ bụi đến c−ờng độ dòng điện qua
động cơ quạt hút.
Để nhiệt độ buồng sấy ổn định 650-700oC, l−u l−ợng quạt hút để ổn định ở mức 24. 000 m3/h - 26. 000 m3/h. Chu kỳ rũ bụi ta thay đổi giảm dần, thứ tự 7 giây, 6 giây, 5 giây, 4 giây, 3 giây.
Lập bảng theo dõi thông số:
Bảng 3.2.2: Quan hệ giữa chu kỳ rũ bụi và dòng điện qua động cơ quạt hút
TT Thời gian Chu kỳ rũ
bụi
C−ờng độ dòng điện qua động cơ quạt hút
(A) Hàm l−ợng bụi sau lọc (mg/N.m3) 1 08h50 7 giây 108 60 2 11h50 6 giây 110 75 3 14h50 5 giây 111 90 4 17h50 4 giây 113 95 5 20h10 3 giây 115 120
Hỡnh 3.2.2. Quan hệ chu kỳ rũ bụi và dòng điện qua động cơ quạt hút
84
3.2.3. Khảo nghiệm ảnh hưởng của lưu lượng quạt hỳt đến hiệu suất của lọc bụi bụi
Tại cửa vào của quạt hút lọc bụi, ta đặt thêm van b−ớm, tại đó có điều chỉnh đ−ợc l−u l−ợng gió, l−u l−ợng gió đo đ−ợc khi quạt chạy không tải là 28.000m3/h - 30.000m3/h. Van có 4 vị trí để điều khiển l−u l−ợng gió bằng cách thay đổi vị trí đóng hay mở cửa van, ta thay đổi l−u l−ợng bằng cách điều chỉnh van b−ớm qua 4 vị nh− sau: (các yếu tố khác giữ nguyên nh− trên, trong đó chu kỳ rũ bụi ta để 3 giây.
L−u l−ợng gió đo đ−ợc khi điều chỉnh tại 4 vị trí nh− sau: + Vị trí 1: 16. 000m3/h - 18. 000m3/h
+ Vị trí 2: 20. 000m3/h - 22. 000m3/h + Vị trí 3: 24. 000m3/h - 26. 000m3/h + Vị trí 4: 28. 000m3/h - 30.000m3/h
Tại mỗi vị trí của van l−u l−ợng, để một khoảng thời gian cho dây chuyền hoạt động ổn định. Ta theo dõi nhiệt độ trong buồng lọc để ghi lại những thay đổi về nhiệt độ. Do lọc bụi sử dụng vải lọc là sợi bông thủy tinh, cho nên tuổi thọ của vải phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ trong buồng lọc, ảnh h−ởng trực tiếp đến hiệu suất lọc bụi. Vải lọc sẽ không bị thay đổi về cơ tính khi nhiệt độ d−ới 2000C, nh−ng để an toàn, ta không nên điều chỉnh nhiệt độ trong buồng lọc trong khoảng 1200C - 1400C .
T−ơng ứng tại 4 vị trí thể hiện giá trị l−u l−ợng quạt hút ta có hiệu suất lọc bụi nh− sau:
Bảng 3.2.3.Bảng đo kết quả nồng độ bụi khi thay đổi l−u l−ợng quạt hút
TT L−u l−ợng quạt hút (m3/h) Nồng độ bụi (mg/N.m3) Ghi chú 1 16. 000 - 18. 000 65 2 20. 000 - 22. 000 72 3 24. 000 - 26. 000 90 4 28. 000 - 30.000 140
85
Hỡnh 3.2.3. Quan hệ lưu lượng giú quạt hỳt và nồng độ bụi
Nhận xét:
Khi tăng l−ợng gió qua buồng lọc thì hàm l−ợng bụi khí thải tăng. Điều này có thể lý giải sơ bộ nh− sau:
+ L−u l−ợng gió tăng dẫn tới c−ờng độ lọc bụi tăng, dẫn tới hàm l−ợng bụi trong khí thải tăng
3.2.4. Khảo nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào và lưu lượng quạt hỳt đến hiệu suất của lọc bụi
Nh− ta đã biết, thay đổi nhiệt độ đầu vào là vấn đề rất quan trọng, có ảnh h−ởng trực tiếp đến chất l−ợng lọc, tuổi thọ túi vải và ảnh h−ởng không nhỏ đến hiệu suất lọc bụi và hiệu quả kinh tế.
Nh− 2 lần kiểm nghiệm trên, ta tìm ra sơ bộ đ−ợc l−u l−ợng quạt hút ở nhiệt