Chuông báo
Đƣợc sử dụng rộng rãi để báo hiệu sự cố và thƣờng sử dụng dịng điện một pha.
Hình 5.13 Chng báo
Đèn báo
Đƣợc dùng để báo hiệu hoạt động, sự cố trong mạch điện.
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 73
5.2. Vận hành nồi hơi
Vận hành nồi hơi là một công việc rất quan trọng, liên quan đến cả hệ thống cấp nhiệt của nhà máy. Tuy nhiên, đây cũng là một công việc rất phức tạp và linh hoạt. Nhiệm vụ công tác vận hành nồi hơi là phải thỏa mãn nhu cầu của các bộ phận sử dụng nhiệt về công suất, về thông số hơi. Đồng thời đảm bảo cho nồi hơi làm việc an toàn và kinh tế nhất trong một thời gian dài.
5.2.1. Công tác chuẩn bị vận hành nồi hơi
+ Dọn dẹp sạch khu vực nhà lị.
+ Kiểm tra tình trạng của các van, các thiết bị và dụng cụ đo. + Kiểm tra hệ thống điện xem có bị mất pha hay sụt áp hay khơng. + Kiểm tra hệ thống cấp nƣớc cho nồi hơi.
+ Kiểm tra túi chứa khí biogas có phồng lên cao khơng, nếu khơng phịng lên tức là đã hết khí biogas trong túi.
5.2.2. Khởi động nồi hơi
+ Nếu nƣớc trong nồi hơi cạn, thì cấp nƣớc vào nồi hơi đến mức cao nhất của điện cực điều khiển mực nƣớc.
+ Thải nƣớc đọng.
+ Đóng van hơi chính và mở van xả khí.
+ Khởi động quạt gió để đƣa gió thổi vào nồi hơi, đƣa hết các khí dƣ ra và làm sạch bề mặt đốt.
+ Quạt chạy đƣợc 30s thì biến áp đánh lửa và van điện từ cấp nhiên liệu bắt đầu hoạt động, sau 3s thì tắt biến áp đánh lửa.
+ Cảm biến ngọn lửa (mắt thần) sẽ nhận biết có ngọn lửa trong nồi hơi hay khơng. Nếu có thì cảm biến ngọn lửa sẽ tác động và đèn sáng báo là có ngọn lửa trong nồi hơi. Nếu khơng có thì cảm biến ngọn lửa sẽ không tác động, dừng quạt và van điện từ cấp nhiên liệu, chuông báo động sẽ kêu và báo cho ngƣời vận hành biết để dừng nồi hơi kiểm tra.
+ Khi thấy hơi xuất hiện ở van xả khí, thi đóng van xả khí lại và tiếp tục đốt nồi để nâng áp suất trong nồi lên áp suất quy định. Lúc này ta cần chú ý áp kế và mực nƣớc trong ống thủy.
+ Khi áp suất trong nồi hơi đạt đến 2 4 kg/cm2
, ta tiến hành:
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 74
5.2.3. Vận hành ổn định
+ Thơng rửa ống thủy mỗi ngày một lần: đóng van đƣờng nƣớc, mở van đƣờng hơi và van xả ống thủy để thơng đƣờng hơi. Đóng van đƣờng hơi, mở van đƣờng nƣớc và van xả ống thủy để thông đƣờng nƣớc. Sau đó mở cả 3 van để thông cả hai đƣờng hơi và nƣớc rồi khóa van xả lại.
+ Luôn theo dõi mực nƣớc của nồi hơi qua ống thủy.
+ Theo dõi áp kế nếu áp suất trong lò vƣợt quá phạm vi quy định phải điều chỉnh lƣợng nhiên liệu cấp vào nồi hơi.
+ Duy trì thơng số hơi theo u cầu cần cung cấp. + Theo dõi nƣớc trong thùng nƣớc cấp.
5.2.4. Ngừng nồi hơi
Ngừng nồi hơi bình thƣờng
+ Ngừng cấp nhiên liệu vào nồi hơi và đợi 10s ngừng quạt gió.
+ Đóng van cấp hơi và xả hơi ra ngồi khí quyển bằng cách mở van xả khí hoặc kênh van an tồn để giảm áp suất của nồi hơi xuống.
+ Cấp nƣớc vào nồi hơi để nâng mức nƣớc trong nồi lên mức cao nhất của ống thủy.
+ Để nồi hơi nguội từ từ có sự giám sát thƣờng xuyên của ngƣời vận hành nồi hơi.
Ngừng khẩn cấp
Khi vận hành gặp các hiện tƣợng thƣờng thấy dƣới đây thì phải ngừng khẩn cấp nồi hơi bằng cách ấn nút ngừng khẩn cấp để ngắt hết tất cả nguồn điện nồi hơi: + Mức nƣớc xuống quá thấp so với quy định (khơng thể nhìn thấy trong ống thủy sáng) mà khơng có biện pháp nào kiểm sốt đƣợc. Chú ý khơng đƣợc cấp nƣớc vào nồi hơi vì trong trƣờng hợp này nồi có thể bị cạn nƣớc nghiêm trọng nếu cấp nƣớc vào có thể gây ra nổ nồi hơi.
+ Phát hiện những hiện tƣợng khả nghi nhƣ: có tiếng động trong nồi hơi hoặc xì mạnh, thân nồi hơi bị phồng hay có vết nứt, mức nƣớc trong ống thủy sụt nhanh… + Bơm cấp nƣớc bị hỏng.
+ Áp suất vƣợt quá mức quy định của van an toàn mà rơle áp suất và van an tồn đều khơng tác động.
+ Ống thủy vỡ hoặc áp kế bị hỏng khơng thể kiểm sốt đƣợc mực nƣớc hay áp suất trong nồi hơi.
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 75
+ Có hiện tƣợng đe dọa(nhƣ là hỏa hoạn) gần khu nhà nồi hơi.
5.3. Xử lý nƣớc cấp cho nồi hơi
5.3.1 Mục đích và ý nghĩa việc xử lý nƣớc cấp nồi hơi
Sự làm việc chắc chắn và ổn định của nồi hơi phụ thuộc rất nhiều vào chất lƣợng nƣớc cấp cho nồi hơi để sinh hơi.
Trong nƣớc thiên nhiên có hịa tan những tạp chất, mà đặc biệt là các loại muối canxi, magie và các loại muối khác. Trong quá trình làm việc của nồi hơi, khi nƣớc sôi và bốc hơi, các muối này sẽ tách ra ở pha cứng dƣới dạng bùn hoặc cáu tinh thể bám vào vách ống nồi hơi. Các cáu và bùn này có hệ số dẫn nhiệt thấp, thấp hơn so với kim loại hàng trăm lần. Do đó khi bám vào vách ống sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt từ khói đến nƣớc trong ống, làm cho nƣớc nhận nhiệt ít hơn và tổn thất nhiệt do khói thải tăng lên, hiệu suất nồi hơi giảm xuống và tăng lƣợng tiêu hao nhiên liệu.
Khi cáu bám trên vách ống sẽ làm tăng tốc độ ăn mòn kim loại, gây ra hiện tƣợng ăn mịn cục bộ.
Vì những ngun nhân trên mà, địi hỏi phải có biện pháp đặc biệt để bảo vệ nồi hơi khỏi bị cáu bám và ăn mòn, đảm bảo cho nồi hơi làm việc an tồn.
Mục đích:
o Ngăn ngừa việc bám cáu cặn ở trên tất cả các bề mặt đốt. o Duy trì độ sạch của hơi ở mức cần thiết.
o Ngăn ngừa quá trình ăn mòn kim loại bên trong nồi hơi, thiết bị sử dụng hơi và đƣờng ống dẫn hơi.
Ý nghĩa:
o Bảo đảm tuổi thọ của nồi hơi, an toàn cho ngƣời sử dụng hơi. o Giảm tiêu hao nhiên liệu, giữ đƣợc công suất nồi hơi.
o Giảm chi phí cho việc phải ngừng nồi hơi để làm vệ sinh và phá cáu cặn.
5.3.2 Xử lý nƣớc cấp cho nồi hơi
Để giảm độ cứng của nƣớc cấp cho nồi hơi nhằm giảm hiện tƣợng đóng cáu ngƣời ta dùng các biện pháp sau:
Tách những tạp chất có khả năng tạo thành cáu cặn trong nồi hơi trƣớc khi đƣa nƣớc vào nồi hơi, gọi là phƣơng pháp xử lý nƣớc ngoài nồi hơi.
Ta có thể dùng hóa chất bơm vào nồi hơi, thông thƣờng ngƣời ta dùng dung dịch muối phốt phát Na3PO4.10H2O (trinatri-photphat) hoặc
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 76
Na2HPO4.10H2O (dinatri-photphat) để khử oxy hòa tan trong nƣớc, gọi là phƣơng pháp xử lý nƣớc bên trong nồi hơi.
Ta sử dụng phƣơng pháp xử lý nƣớc cấp ngoài nồi hơi và dùng phƣơng pháp xử lý bằng trao đổi kết hợp cation HR và anion RaOH.
Phƣơng pháp xử lý bằng trao đổi kết hợp cation HR và anion RaOH:
Cho nƣớc cấp đi qua các bình đựng các cationit HR trong đó R là gốc của cationit khơng hịa tan trong nƣớc. Các cation dễ đóng cáu cặn trong nƣớc nhƣ Ca2+, Mg2+…. sẽ đƣợc giữ lại. Các phƣơng trình phản ứng xảy ra trong quá trình xử lý nhƣ sau:
Ca(HCO3)2 + 2HR CaR2 + 2H2CO3 Mg(HCO3)2 + 2HR MgR2 + 2H2CO3 CaCl2 + 2HR CaR2 + 2HCl
MgCl2 + 2HR MgR2 + 2HCl CaSO4 + 2HR CaR2 + H2SO4 MgSO4 + 2HR MgR2 + H2SO4
Kết luận: dùng HR có thể khử tồn bộ độ cứng nhƣng xuất hiện các axit khác trong nƣớc.
Tiếp tục xử lý bằng trao đổi anion RaOH: nƣớc sau khi ra khỏi bình trao đổi HR đƣợc đƣa vào bình xử lý anion RaOH. Các phƣơng trình phản ứng xảy ra trong quá trình xử lý nhƣ sau:
HCl + RaOH RaCl + H2O
H2CO3 + 2RaOH Ra2CO3 + 2H2O H2SO4 + 2RaOH Ra2SO4 + 2H2O
Kết luận: dùng RaOH có thể khử đƣợc tồn bộ axit có trong nƣớc.
Trong quá trình phản ứng các cationit cạn kiệt dần các cation dễ hòa tan, tác dụng xử lý nƣớc sẽ kém dần, nên phải tiến hành hồn ngun các cationit để khơi phục khả năng của chúng.
Để hoàn nguyên cationit H thƣờng dùng H2SO4 hoặc HCl có nồng độ 1
:
CaR2 + 2HCl CaCl2 + 2HR CaR2 + H2SO4 CaSO4 + 2HR
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 77
Hình 5.15: Xử lý nƣớc cấp bằng trao đổi kết hợp cation HR và anion RaOH 5.3.3 Bộ làm mềm nƣớc
Bộ làm mềm nƣớc làm việc dựa trên nguyên tắc trao đổi ion. Bình đƣợc chế tạo bằng thép hoặc nhựa composit, trong bình có chứa hạt trao đổi là các hạt cation hoặc hạt anion khơng hồn tan. Các hạt nhựa này có tác dụng loại bỏ các ion tồn tại trong nƣớc trƣớc khi bơm vào nồi hơi làm cho nƣớc mềm hơn.
Làm mềm nƣớc: sử dụng hạt nhựa chuyên làm mềm nƣớc nhƣ Indion Na220, Indion 225H, Indion GS300, ….
Khử khoáng: sử dụng các hạt nhựa trao đổi cation và anion trong nhiều thiết bị khác nhau
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 78
Hình 5.17 Hạt nhựa trao đổi ion
5.4. Bảo trì và bảo dƣỡng nồi hơi
Việc bảo trì và bảo dƣỡng tốt sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ của nồi hơi, rút ngắn thời gian sửa chữa, nâng cao chất lƣợng sửa chữa và kéo dài thời gian làm việc của thiết bị. Lập lịch bảo trì cho nồi hơi, ln tn thủ đúng theo lịch bảo trì:
Cứ sau mỗi ngày vận hành ta phải kiểm tra định kỳ nồi hơi.
+ Kiểm tra chất lƣợng nƣớc nồi hơi, độ pH để có biện pháp hiệu chỉnh kịp thời chất lƣợng nƣớc cấp nhằm tránh hiện tƣợng đóng cáu trên các bề mặt truyền nhiệt làm cản trở truyền nhiệt.
+ Kiểm tra nhiệt độ khói thải, nếu nhiệt độ khói thải tăng lên tức nồi hơi đang có sự cố, cần kiểm tra lại hệ thống đốt, diện tích truyền nhiệt.
Cứ 1 tuần phải vệ sinh môi trƣờng nồi đốt, vệ sinh lƣới lọc trên các bộ lọc bơm nƣớc.
Cứ 6 tháng vận hành ta kiểm tra đƣờng khói 1 lần. Cứ 1 năm phải kiểm tra toàn bộ nồi hơi 1 lần.
+ Thực hiện vệ sinh cơ khí, bảo dƣỡng các chi tiết, hạng mục chính liên quan đến buồng đốt, đƣờng khói, xả đáy, đƣờng hơi, đƣờng cấp nƣớc, bảo ôn, điện, điều khiển của nồi hơi.
Bảo dưỡng nồi hơi:
Nếu nồi hơi ngừng vận hành từ 1 tháng trở lên thì dùng phƣơng pháp bảo dƣỡng khô.
Nếu nồi hơi ngừng vận hành dƣới 1 tháng thì dùng phƣơng pháp bảo dƣỡng ƣớt.
Phƣơng pháp bảo dƣỡng khô: Sau khi ngừng vận hành nồi hơi thì xả tồn bộ nƣớc trong nồi hơi, bỏ đá vơi vào một cái túi rồi bỏ vào đƣờng khói và đƣờng nƣớc để nó hút ẩm làm khô ráo cả đƣờng nƣớc và đƣờng khói của nồi hơi.
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 79
Phƣơng pháp bảo dƣỡng ƣớt: Sau khi ngừng vận hành nồi hơi thì trong thời gian ngắn, bơm đầy nƣớc vào nồi hơi đến khi nƣớc tràn ra van xả khí, duy trì độ kiềm nƣớc lị pH = 10 Ở đƣờng khói, bỏ túi có chƣa đá vơi vào đƣờng khói để hút ẩm và làm khô ráo.
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 80
CHƢƠNG VI TÍNH TỐN HIỆU QUẢ KINH TẾ NỒI HƠI 6.1. Tính hiệu suất của nồi hơi Tính lại tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngồi Q2. Khơng khí đƣa vào nồi hơi ở nhiệt độ 30oC trong khi đó nhiệt độ khói thải ra nồi hơi là 240oC. Nhƣ vậy cần phải chi phí một lƣợng nhiệt để đốt nóng khơng khí từ nhiệt độ đầu đến nhiệt độ khí thải. Tổn thất này gọi là tổn thất nhiệt do khí thải mang ra ngồi.
Trong đó: là enthalpy của khói thải, kJ/m3 (ở 240oC). Itho + (αth – 1).Ikklo Itho là enthalpy của sản phẩm cháy ở nhiệt độ khói thải tƣơng ứng với α = 1. Tra bảng 2.2 chƣơng II ta có: Thay số vào ta đƣợc: Itho = = 0,98199.(438) + 4,666.(312,756) + 1,3217.(367,764) = 2375,5 kJ/m3 Ikklo là enthalpy của khơng khí ở nhiệt độ khói thải tƣơng ứng α = 1 Ikklo= .(ct)kk = 5,9029.(314,7) = 1857,64 kJ/m3. → Ith o + (αth – 1).Ikklo = 2375,5 + (1,1 – 1).1857,64 = 2542,93 kJ/m3 là enthalpy của khơng khí lạnh đƣa vào nồi hơi, kJ/m3.
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 81
là hệ số khơng khí thừa ở vị trí khói thải,
là nhiệt độ khơng khí mơi trƣờng,
→
là tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn tồn về mặt cơ học, %. Với nhiên liệu là nhiên liệu khí thì khơng có tro, nên q4 = 0% Thay số vào ta đƣợc: ( ) Ta có:
Hiệu suất của nồi hơi: = q1 = 100 – (q2 + q3+ q4+ q5+ q6)
→ = q1 = 100 – (10,1 + 1,5 + 0 + 1,8 + 0) = 86,6 %
6.2. Tính lƣợng tiêu hao nhiên liệu
Lƣợng tiêu hao nhiên liệu:
Lƣợng tiêu hao nhiên liệu tính tốn:
( )
6.3. Tính tiêu hao nhiên liệu cho nồi hơi đốt dầu cùng cơng suất
Thơng số tính tốn: Áp suất: p = 5 bar.
Sản lƣợng hơi: D = 200kg/h.
Nhiêu liệu dầu mazut (FO) có các thành phần: [5 – 24]
85.3% 10.2% 0.5% 0.7% 0.3% 3% 0.7%
Nhiệt độ nƣớc cấp: tnc = 25oC. Nhiệt độ nhiên liệu: tnl = 90oC. Nhiệt độ khơng khí tkk = 30oC.
Thể tích khơng khí khơ lý thuyết cần thiết để đốt cháy hồn tồn 1kg nhiên liệu: ( )
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 82
( )
Hệ số khơng khí thừa α = 1,1 với . Thể tích khơng khí thực tế đã đốt dầu FO:
Thể tích sản phẩm cháy. Trong đó: Thể tích khí 3 ngun tử: ( ) Thể tích khí nitơ: Thể tích lý thuyết hơi nƣớc: Thể tích hơi nƣớc thực tế: Thay số vào ta đƣợc: 1,6 + 8,22 + 1,356 + (1,1 – 1).10,4 =11,816
Phƣơng trình cân bằng nhiệt tổng quát: Qdv = Q1 + Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6, kJ/kg.
Ta tính đƣợc nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu:
( )
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 83
Với: Cnl = 0,415 + 0,0006.tnl = 0,415 +0,0006.90 = 0,469 kcal/kg.oC. → Qnl = 0,469.90.4,186 = 176,69 kJ/kg. Vậy: Qdv = + Qnl = 39325,5 + 176,69 = 39502,2 kJ/kg. Tổn thất nhiệt do khói thải mang đi Q2:
Trong đó: - enthalpy của khói thải, kJ/m3 (ở 240oC). Ith o + (αth – 1).Ikklo Itho - enthalpy của sản phẩm cháy ở nhiệt độ khói thải tƣơng ứng với α = 1. Tra bảng 2.2 chƣơng II ta có: Thay số vào ta đƣợc: Itho = = 1,6.(438) + 8,22.(312,756) + 1,34.(367,764) = 3764,4 kJ/m3 Ikklo - enthalpy của khơng khí ở nhiệt độ khói thải tƣơng ứng α = 1 Ikklo = .(ct)kk = 10,4.(314,7) = 3272,88 kJ/m3. → Itho + (αth – 1).Ikklo = 3764,4 + (1,1 – 1).3272,88 = 4091,68 kJ/m3 - enthalpy của khơng khí lạnh đƣa vào nồi hơi, kJ/m3.
- hệ số khơng khí thừa ở vị trí khói thải,
- nhiệt độ khơng khí mơi trƣờng,
GVHD: Th.S Trương Quang Trúc 84
là tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn toàn về mặt cơ học, %. Với nhiên liệu là dầu FO thì khơng có tro, nên q4 = 0%
Thay số vào ta đƣợc: → kJ/m3 Ta có:
- Tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn tồn về mặt hóa học q3 = 1,5%. - Tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn tồn về mặt cơ học q4 = 0%. - Tổn thất nhiệt tỏa ra môi trƣờng q5 = 1,8%.
- Tổn thất nhiệt do tro xỉ q6 = 0%. Hiệu suất của nồi hơi:
= q1 = 100 – (q2 + q3+ q4+ q5+ q6)
→ = q1 = 100 – (9,71 + 1,5 + 0 + 1,8 + 0) = 87,53 % Nhiệt hữu ích cấp cho nồi:
Dbh là lƣợng hơi bão hịa dẫn đi cung cấp trực tiếp khơng qua bộ quá nhiệt, Dbh