Để tăng cường độ truyền nhiệt, ta bố trí bộ hđm nước theo kiểu so le đặt nằm
ngang, khói bao phủ bín ngoăi vă cắt ngang qua chùm ống.
Bước ống ngang tương đối: S1/d = 2 3 để hạn chế sự bâm bẩn. [1, 113]
Bước ống dọc tương đối: S2/d = 1,875 (tiíu chuẩn S2/d = 2).
Tốc độ khói đi qua bộ hđm nước theo tiíu chuẩn thiết kế phải đảm bảo ωk < 13m/s, ωk = 7 m/s.
Tốc độ khói đi qua bộ hđm nước phải tương đối lớn để đảm bảo nước vă hơi (đoạn trín) lưu thông dễ dăng, nhưng cũng không được quâ cao vì như vậy sẽ lăm
tăng trở lực đường ống.
Bộ hđm nước được chế tạo thănh từng cụm có chiều cao khoảng 1m vă câc cụm được đặt câch nhau 0,06m nhằm tạo khoảng trống cho việc lăm vệ sinhđược
dễ dăng. Thông thường câc ống xoắn của bộ hđm nước được bố trí sole, tạo tốc độ
STT Tên đại lượng Kí hiệu Đvị Công thức tính, cơ sở chọn Kết quả 1 2
Đường kính ngoăi của ống Bước ống ngang d S1 mm mm Chọn S1/d = 2 3 DN32 95 3 Bước ống dọc S2 mm S2/d = 1,875 60
4 Bước ống ngang tương
đối 1 - S1/d= 95/32 2,97
5 Bước ống dọc tương
đối 2 - S2/d= 60/32 1,875
6 Chiều rộng đường
khói a mm
Chọn
500
7 Chiều cao đường khói b mm Chọn
1200 8 Khoảng câch từ tấm ống ngoăi cùng đến vâch Sv mm Chọn 50 9 Số dêy ống nk dêy Chọn 2
10 Chiều dăi mỗi ống l mm Chọn
900
11 Tiết diện đường khói
đi F m
2 a. b - dL = 0,2.1,2 - . 0,032.
0,9 0,15
12 Diện tích tiết diện lưu
thông của nước f m
2
0,785d2tr.Z1=0,785.(0,026)2.19 0,01 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
13 Chiều dăy hữu
hiệu lớp bức xạ S m (1,87. d S S1 2
- 4,1).d 0,159
14 Diện tích bề mặt
trao đổi nhiệt Fhn m
2
STT Tên đại lượng Ký hiệu Đơn vị Công thức tính, cơ sở chọn Kết quả
1 Lượng nhiệt hấp thụ của bộ hđm nước
Qhn W Qhn = k.Fhn.t 11267,8
3 Nhiệt độ văo của khói t’hn 0C Đê tính 500 4 Nhiệt độ ra của khói t’’hn 0C Đê chọn 220 5 Nhiệt độ trung bình của khói ttb 0C 0,5(t’hn+ t’’hn) 360 6 Tốc độ trung bình của khói đi
qua chùm ống
k m/s Đê tính 7
7 Nhiệt độ nước cấp đầu văo tvn 0C Chọn 20
8 Nhiệt độ nước cấp đầu ra trn 0C Chọn 70
9 Entanpi nước cấp đầu văo iv’ kcal/kg Tra bảng hơi nước 21,14
10 Entanpi nước cấp đầu ra ir’ kcal/kg Tra bảng hơi nước ở 70 0C
62,45
11 Diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt
của bộ hđm nước
TỰ ĐỘNG HÓA – VẬN HĂNH, BẢO DƯỠNG
XỬ LÝ NƯỚC LÒ HƠI
5.1. Xử lý nước cho lò hơi
Chất lượng nước cung cấp cho lò hơi có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc đảm
bảo sự an toăn khi lò vận hănh. Nguồn nước cấp cho lò thường lẫn câc tạp chất tan vă
không tan trong nước.
Những chất tan trong nước: những chất năy thường ở dạng lưỡng cực vă có thể
phđn hủy thănh ion như: Ca2+, Mg2+, Na+, K+,
3
HCO , Cl-, 2
4 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
SO ,…
Những chất không hòa tan lăm cho nước bị đục. Những hạt nhỏ có kích thước
<0,0001mm hầu như không lắng đọng mă lơ lửng trong nước.
Đặc tính của nước:
Nước có: pH < 5,5 – nước có tính axit mạnh. pH = 5,5÷6,5 – nước có tính axit yếu. pH = 6,5÷7,5 – nước trung tính. pH = 7,5÷8,5 – nước có tính kiềm yếu. pH > 8,5 – nước có tính kiềm mạnh.
Ngoăi độ Ph, người ta còn đânh giâ chất lượng của nước theo câc chỉ tiíu sau: Độ
cứng, độ kiềm, độ khô kết,…
Độ cứng của nước lă tổng nồng độ câc ion Canxi mă Magií có trong nước. Độ
cứng có thể đo bằng milligram đương lượng trong một lít nước.
Độ kiềm của nước lă tổng hăm lượng câc ion bicacbonat, hydrat lă những gốc
muối của câc axit yếu khâc.
Độ khô kết lă tổng hăm lượng câc vật chất còn lại sau khi chưng cất nước, được đo bằng mg/lit.
Nước được đưa văo lò tuy đê được xử lý nhưng vẫn còn một lượng nhất định
những chất tan vă không tan trong nước. Trong quâ trình lăm việc, những chất năy trở
thănh pha cứng tâch ra khỏi nước dưới dạng câu bâm văo thiết bị, ảnh hưởng đến điều
kiện lăm việc của thiết bị.
Hệ số dẫn nhiệt của câu rất bĩ so với hệ số dẫn nhiệt của thĩp nín khi lăm việc
nhiệt độ vâch ống tăng lín rất nhiều, sự hấp thụ nhiệt của lò hơi giảm đi, lượng tiíu hao nhiín liệu tăng. Đồng thời câu còn có tâc dụng tăng độ ăn mòn bề mặt.
Duy trì độ sạch của lò hơi ở mức cần thiết.
Ngăn ngừa quâ trình ăn mòn trong đường ống nước vă hơi.
Để đảm bảo yíu cầu trín, nước cấp lò hơi cần đạt yíu cầu chỉ tiíu chất lượng
nhất định.
* Xử lý nước trước khi cấp văo lò: Những phương xử lý nước:
Phương phâp lắng lọc: tùy theo hóa chất dùng mă ta có câc phương phâp sau Phương phâp xử lý Hóa chất dùng
Vôi hóa Vôi – xôđa Xút Xút – Xôđa Xút – Vôi Chỉ dùng vôi CaO + Na2CO3 NaOH NaOH + Na2CO3 NaOH + CaO Dùng vôi:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O.
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCO3 + 2H2O. MgCl2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCl2.
MgSO4 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaSO4. CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O.
Khi dùng vôi, độ cứng bicacbonat được khử, độ cứng không cacbonat không
được khử mă chỉ thay đổi vị trí giữa gốc canxi mă magie. Để khử không cacbonat, người ta dùng xôđa. Khi đó, trong nước chủ yếu lă độ cứng canxi được tâch ra nhờ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Na2CO3:
Ca(HCO3)2 + 2NaOH CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O. Mg(HCO3)2 + 2NaOH MgCO3 + Na2CO3 + 2H2O. MgCO3 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2CO3.
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl. CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O. CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl. CaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4.
Ngoăi những chất trín, người ta còn dùng natriphotphat Na3PO4, baricacbonat BaCO3, barhidroxit Ba(OH)2, barialuminat BaAl2O4, …
cation của câc chất hoă tan trong nước có khả năng sinh câu trong lò với những cation
của những chất không hoă tan trong nước để tạo ra những chất mới tan trong nước vă không tạo thănh câu. Những chất năy gọi lă cationit. Có 3 loại cationit sau: Natri
(NaR), hydro (HR), amôn (NH4R). Trong đó: R lă gốc của cationit không hoă tan
trong nước, đóng vai trò của một anion.
Khi dùng catinonit Natri, phản ứng xảy ứng như sau:
Ca(HCO3)2 + 2NaR CaR2 + 2NaHCO3. Mg(HCO3)2 + 2NaR MgR2 + 2NaHCO3. CaCl2 + 2NaR CaR2 + 2NaCl.
MgCl2 + 2NaR MgR2 + 2NaCl. CaSO4 + 2NaR CaR2 + Na2SO4. MgSO4 + 2NaR CaR2 + Na2SO4. Khi dùng cationit Hydro:
Ca(HCO3)2 + 2HR CaR2 + 2CO2 + 2H2O. Mg(HCO3)2 + 2HR MgR2 + 2CO2 + 2H2O. CaCl2 + 2HR CaR2 + 2HCl.
NaCl + HR NaR + HCl. MgSO4 + 2HR MgR2 + 2HCl. Khi dùng cationit amôn:
Ca(HCO3)2 + 2NH4R CaR2 + 2NH4HCO3. Mg(HCO3)2 + 2NH4R MgR2 + 2NH4HCO3. CaCl2 + 2NH4R CaR2 + 2NH4Cl.
MgSO4 + 2NH4R MgR2 + (NH4)2SO4. Na2SO4 + 2NH4R 2NaR + (NH4)2SO4. v. v…
Khi trao đổi cation natri toăn bộ độ cứng đều được khử, song độ kiềm vă câc thănh phần anion khâc có trong nước không thay đổi. Khi dùng phương phâp trao dổi cation hydro, độ cứng vă độ kiềm đều được khử nhưng anion của câc muối đê tạo thănh axit,
nước xử lý lă nước axit sẽ không thuận lơi cho việc cấp nước lò hơi. Vì vậy, nín dùng phối hợp 2 phương phâp cation natri vă hydro.
Trong quâ trình lăm việc, câc cationit dần dần bị kiệt hết cation. Để khôi phục khả năng lăm việc của cationit người ta cho chúng trao dổi với chất có khả năng cung cấp
Phương phâp trao đổi anion:
Nguyín tắc giống như phương phâp trao đổi cation. Ở đđy, anion của muối vă axit
trao đổi với anion của anionit. Cho nước cấp đi qua câc anionit như RaOH, có phản ứng:
2RaOH + H2SO4 = Ra2SO4 + H2O RaOH + HCl = RaCl +H2O
Bằng phương phâp năy, có thể khử được câc acid có trong nước nín thường dùng phối hợp với bình trao đổi cation đê níu ở trín.
Ngoăi ra, người ta còn sử dụng câc phương phâp xử lý nước bằng phương phâp vật
lý như phương phâp điện trường, từ trường vă siíu đm…
5.2. Chọn hệ thống xử lý nước
Trong đồ ân năy, chọn phương phâp xử lý nước kết hợp kiểu nối tiếp 2 phương
phâp xử lý nước dùng catinonit Natri vă dùng hóa chất NaOH. Nước sau khi qua xử lý đều được khử độ cứng vă khử được câu cặn bâm văo bề mặt trao đổi nhiệt. Đảm bảo
chất lượng nước cấp cho lò hơi.
* Mô tả quâ trình (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nước từ bể cấp, cấp văo bình cationit natri nhờ bơm. Tại đđy độ cứng của nước được khử nhưng câc thănh phần anion khâc có trong nước không thay đổi, có thể còn một phần nhỏ câc ion Ca2+, Mg2+ đi văo trong lò tạo nín câu cặn trong lò.
Do đó nước sau khi qua bình 1 tiếp tục cho qua bình chứa hóa chất để khử câu
cặn có thể bâm văo bề mặt trao đổi nhiệt bín trong nồi hơi
Nước sau khi xử lý được bơm văo bể nước cấp để cung cấp nước cho nồi hơi
hoạt động. Bơm hóa chất hoạt động khi bơm nước hoạt động.
Sau một thời gian xử lý, cationit sẽ dần bị cạn kiệt cation. Để khôi phục
cationit, sau khoảng thời gian cho trước ta tiến hănh hoăn nguyín ( chọn 1 ngăy hoăn nguyín 1 lần)
Để hoăn nguyín cationit natri, người ta dùng dung dịch muối NaCl (nồng độ 6- 8%). Đối với cationit hydro người ta dụng dung dịch acid H2SO4 hoặc HCl. Trong đồ
ân năy chọn acid HCl có nồng độ 1-1,5%. Hoăn nguyín NaR:
CaR2 + 2NaCl CaCl2 + NaR MgR2 + 2NaCl MgCl2 + NaR
MgR2 + 2HCl MgCl2 + HR Chọn số lần hoăn nguyín lă 1 lần trong 1 ngăy.
5.3. Sơ đồ hệ thống xử lý nước (hình 5.1) 5.4. Trang bị tự động hóa nồi hơi 5.4. Trang bị tự động hóa nồi hơi
5.4.1. Lời giới thiệu
Tự động hóa lă một trong những mục tiíu phấn đấu của kỹ thuật hiện đại,
việc trang bị hệ thống điều khiển tự động cho lò hơi có một ý nghĩa quan trọng, nó giúp đơn giản hóa công việc của một công nhđn vận hănh, phât hiện ngay những sự cố xảy ra vă xử lý sự cố một câch kịp thời nhằm trânh những thiệt hại đâng tiếc có thể xảy ra.
Hệ thống điều khiển tự động bao gồm câc thiết bị sau:
- Nhóm cảm biến:
Bộ kiểm tra nguồn điện
Bộ kiểm tra mực nước Rơle âp suất
Cảm biến quang
- Nhóm điều khiển: Bộ chương trình
Câc rơle điện từ, van điện từ
5.4.2. Chức năng của từng bộ phận trong hệ thống điều khiển tự độnga. Bộ kiểm tra nguồn điện a. Bộ kiểm tra nguồn điện
Hệ thống lò hơi thiết kế sử dụng điện 3 pha công nghiệp để chạy câc động
cơ như bơm cho lò, bơm nước lăm mềm, bơm hóa chất, quạt gió vă cung cấp điện
cho mạch điều khiển. Khi nguồn điện xảy ra sự cố như mất pha, sụt âp đều nguy
hiểm cho câc động cơ vă câc hoạt động của lò hơi. Bộ năy có tâc dụng phât hiện
những sự cố kể trín vă tâc động lín bộ chương trình lăm ngừng hoạt động của lò hơi.
bơm cấp nước. Thực chất của bộ năy lă 1 cụm 3 tiếp điểm ứng với 3 vị trí mực
nước trong nồi. Khi mực nước trong nồi xuống đến mức độ bộ điều khiển sẽ tâc động lín rơ le bơm nước, bơm nước sẽ hoạt động vă cấp nước cho lò. Khi mực (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nước trong nồi đạt đến mức cao thì nó sẽ tâc động lăm ngừng bơm.
Bộ phận năy còn được gắn ở bể chứa nước mềm với nguyín tắc hoạt động
như lă nước cấp cho nồi.
Tóm lại bộ năy có chức năng điều khiển bơm nước cấp luôn đảm bảo mực
nước trong nồi ở giữa 2 mực nước quy định vă điều khiển bơm nước lăm mềm sao
cho mực nước ở bể chứa luôn ở giữa 2 mực nước quy định. Ngoăi ra có tâc động
ngưng mọi hoạt động của lò vă tâc động lín hệ thống bâo động khi mực nước ở vị
trí cạn.
c. Cảm biến âp suất
Tín hiệu lă âp suất hơi trong lò. Khi âp suất cao hơn mức quy định (nhưng nhỏ hơn mức lăm việc của van an toăn) thì cảm biến âp suất tâc động lín bộ
chương trình lăm việc tạm ngưng hoạt động của lò. Hệ thống đânh lửa ngừng hoạt động, ngừng cấp gas.
Khi âp suất trong nồi hơi giảm hơn mức quy định thì cảm biến âp suất sẽ tâc động lín bộ chương trình lăm lò hoạt động trở lại.
d. Cảm biến quang điện (photoelectric sensors)
Tín hiệu lă ânh sâng của ngọn lửa trong buồng lửa. Nó sẽ tâc động lín bộ
chương trình khi không có lửa trong buồng đốt lăm cho bộ chương trình trở lại đầu chương trình đốt.
b. Sơ đồ mạch điều khiển của hệ thống được mô tả trín hình 5.3.
+ Yíu cầu cho bộ điều khiển:
Khi lò hơi hoạt động thì câc chức năng của lò hơi cần được kiểm soât một câch
chặt chẽ nhừ câc bộ phđn điều khiển:
Chế độ cấp nước.
Mức nước trong lò phải luôn nằm trong phạm vi quy định không được quâ cao
hoặc quâ thấp. Nếu mức nước quâ cao, hơi sẽ mang theo ẩm gđy kĩm chất lượng hơi. Mực nước trong lò phải được khống chế trong phạm vi cho phĩp.
Khi mực nước hạ đến giâ trị min thì phải cấp nước văo lò. Nếu đê cấp nước văo lò mă mực nước vẫn tiếp tục hạ thì phải dừng lò do sự cố. Khi mức nước trong
lò lín mức max thì dừng bơm nước cấp.
Chế độ gió lò: Trước khi khởi động lò, khởi động quạt gió đưa gió thổi văo lò,
đưa hết câc khí dư ra vă lăm sạch bề mặt đốt. Lượng gió thổi văo lò khi bắt đầu đốt phải phù hợp với chế độ khởi động lò tức lă không đốt quâ nhanh.
Trong vận hănh, lượng gió đưa văo lò được điều chỉnh thích hợp không để khói
trắng quâ hoặc đen quâ.
Khi ngừng lò, quạt gió chỉ ngừng khi bê mía trong buồng đốt đê chây hết.
Âp suất lăm việc của lò: âp suẩt lăm việc của lò nằm trong phạm vi cho phĩp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi âp suất vượt ra ngoăi phạm vi đó phải điều chỉnh bằng câch đưa nhiín liệu
văo buồng đốt cho phù hợp. Khi vận hănh không được để âp suất tăng hay giảm
quâ nhanh.
+ Thuyết minh hoạt động mạch điều khiển:
Đóng CB cấp điện cho mạch điều khiển, đỉn L1 bâo có điện – sâng lín. Nhấn nút
khởi động, dòng điện đi qua cuộn dđy của AX1, tiếp điểm thường mở của AX1 để tự
giữ công tắc khởi động. Sau đó, dòng điện đi văo cuộn dđy quạt, cấp gió thổi bụi bẩn
trong buồng lửa ra. Rơle thời gian TR1 có điện, sau 10 phút đóng tiếp điểm thường mở đóng chậm lại cấp điện cho bơm nước cấp. Khi đạt mức nước yíu cầu, đỉn bâo thông
ống thủy, đồng thời van xả khí SV2 hoạt động. Khi âp suất trong lò đạt giâ trị căi đặt
nước trở lại.
Với bất kỳ một sự cố năo xảy ra khi lò đang hoạt động đều được đưa đến mạch bâo động để cho công nhđn vận hănh biết vă xử lý sự cố.
5.5. Chuẩn bị đốt lò
- Kiểm tra tất cả câc van chung quanh lò. Mở hết tất cả câc van: van xả khí