BỘ SẤY KHÔNG KHÍ LOẠI HỒI NHIỆT (DẠNG QUAY)
II.2 Cơ sở tính toán bộ sấy không khí
Dựa trên cơ sở tính toán đối với bộ sấy không khí kiểu ống ta áp dụng vào công tác tính toán bộ sấy không khí kiểu quay. Cơ sở của việc tính toán bộ sấy không khí kiểu ống được xác định như sau:
- Khi tính toán kết cấu bộ sấy không khí lựa chọn đường kính ống, các bước ngang và dọc, các tiết diện cho các sản phẩm cháy và không khí đi qua, số lượng các hành trình. Trong tính toán kiểm tra bộ sấy không khí hiện hành, các đặc tính trên và bề mặt đun nóng của nó được xác định từ bản vẽ.
- Xác định nhiệt độ ở phía đầu nóng của bộ sấy không khí:
' '
' t
t = −
∆ ϑ , oC (II.3)
Trong đó:
ϑ' - nhiệt độ của các sản phẩm cháy ở đầu vào bộ sấy không khí, nhiệt độ này đã được xác định từ tính toán bề mặt đun nóng trước đó
t’ - nhiệt độ không khí nóng được chấp nhận khi lập bảng cân bằng nhiệt của lò hơi
Nếu trị số ∆t’ nhỏ hơn 25-30oC thì khi tính toán kết cấu điều đó chỉ ra sự cần thiết của việc sử dụng bề mặt đun nóng một cách không xác đáng, còn khi tính toán kiểm tra bộ sấy không khí hiện có không đủ để tiếp nhận nhiệt độ không khí nóng đã được chấp nhận. Trong cả hai trường hợp cần phải giảm nhiệt độ không khí nóng và tiến hành tính toán lại đối với lò hơi hoặc sử dụng bố cục hai cấp của bộ sấy không khí.
- Xác định nhiệt hấp thu của không khí trong bộ sấy không khí. Khi sấy sơ bộ không khí trong lò phát nhiệt nhiệt hấp thu trong bộ sấy không khí:
( bpo )
o gb bp gb
bp I I
Q ⎟⎟⎠ −
⎜⎜ ⎞
⎝
⎛ ∆
+
= 2
β β , (kJ/kg hoặc kJ/m3) (II.4)
Trong đó:
βgb - tỉ số lượng không khí nóng với lượng cần thiết theo lý thuyết
pl T
T
gb α α α
β = −∆ −∆ Trong đó:
∆αT, ∆αbp, ∆αpl - các lượng lọt không khí vào buồng đốt, bộ sấy không khí và hệ thống chế biến than bột
o
Ibp, Igbo - entanpi của lượng không khí lý thuyết ở đầu vào bộ sấy không khí và ở đầu ra từ bộ sấy không khí với các nhiệt độ tương ứng đã được chấp nhận khi lập cân bằng nhiệt lò hơi.
- Từ phương trình cân bằng nhiệt xác định entanpi của các sản phẩm cháy sau bộ sấy không khí
o bp bp bp
bp
bp Q I
I
I α
ϕ +∆
−
= '
"
, (kJ/kg hoặc kJ/m3) (II.5) Trị số nhận Ibp'' được so sánh với trị số entanpi của khói thoát được chọn sơ bộ khi lập cân bằng nhiệt. Nếu chênh lệch không vượt quá 5% nhiệt lượng khả dụng của nhiên liệu thì việc tính toán đã thực hiện đúng.
- Tùy thuộc vào sự chuyển động tương quan của không khí và các sản phẩm cháy xác định độ chênh nhiệt độ trong bộ sấy không khí.
Để áp dụng toán đồ ta tính các thông số không thứ nguyên:
' ' t
P M
= − ϑ
τ
M
R B
τ
= τ (II.6)
Trong đó:
ϑ' và t' - nhiệt độ của các sản phẩm cháy và không khí ở đầu vào bề mặt đun nóng, oC
τB - độ chênh nhiệt độ khi đi qua bề mặt đun nóng của môi trường mà độ chênh lệch đó lớn hơn, oC
τM - độ chênh lệch nhiệt độ của môi trường thứ hai (nhỏ hơn), oC - Xác định tốc độ của các sản phẩm cháy trong bộ sấy không khí:
273 .
) 273 (
F V Bp g
g
= ϑ+
ω , (m/s) (II.7)
- Xác định tốc độ của không khí trong bộ sấy không khí:
( )
273 .
273 F
t V Bp gb o
b
= β +
ω , (m/s) (II.8)
Trong đó:
Vo - lượng không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy, m3/kg hoặc m3/m3
t - nhiệt độ trung bình số học của không khí ở đầu vào và đầu ra từ bộ sấy không khí, oC
F - diện tích mặt cắt ngang cho không khí đi qua, m2
- Xác định hệ số hoàn nhiệt bằng đối lưu từ các sản phẩm cháy tới thành bộ sấy
Khi đặt ngang chùm ống dạng so le và dạng thẳng hàng:
f s z H
k α .c .c .c
α = (II.9)
Khi đặt dọc:
l f H k α .c .c
α = (II.10)
ở đây: αH - hệ số truyền nhiệt xác định theo toán đồ
cz - hệ số hiệu chỉnh hàng ống theo chuyển động sản phẩm cháy cs - hệ số hiệu chỉnh do sắp xếp hình học cho chùm ống
cf - hệ số tính đến ảnh hưởng của sự thay đổi các thông số vật lý dòng cl - hệ số hiệu chỉnh cho độ dài tương đối, đưa vào khi l/d <50 và được xác định trong trường hợp ống xếp thẳng, không quy tròn.
- Xác định tổng hệ số tỏa nhiệt từ các sản phẩm cháy tới bề mặt đun nóng
( đl bx)
l ξ α . α .
α = + , W/(m2.K) (II.11)
Trong đó:
x
αb. - Hệ số tỏa nhiệt bằng bức xạ, đối với các bộ sấy không khí cấp thứ nhất được chấp nhận αb.x =0
ξ - hệ số sử dụng: khi đốt than antraxit, than bùn, mazut và củi, ξ được chấp nhận bằng 0,8; các nhiên liệu còn lại bằng 0,85
- Xác định hệ số tỏa nhiệt từ thành bề mặt đun nóng tới không khí. Khi bao quanh ngang của các chùm kiểu hành lang và bàn cờ:
f s z Hc c c α
α2 = , W/(m2.K) (II.12)
Trong đó:
αH - hệ số tỏa nhiệt theo toán đồ;
cz, cs, cf - các hệ số hiệu chỉnh;
Để xác định các hệ số hiệu chỉnh trên cần tính nhiệt độ trung bình của không khí:
2
"
' t
t=t+ , các bước tương đối δ1=s1d và δ2 =s2d
- Xác định hệ số truyền nhiệt
2 1
2 1
α α
α ξ α
= +
K , (W/m2.K) (II.13)
- Khi tính toán kết cấu từ phương trình truyền nhiệt xác định bề mặt đun nóng của bộ sấy không khí
t K
B Hbp Qbp p
= ∆ 103
, (m2) (II.14)
Khi tính toán kiểm tra (bề mặt đun nóng của bộ sấy không khí đã biết) từ phương trình truyền nhiệt xác định được lượng nhiệt không khí tiếp nhận:
p bp
bp B
t H
Q K 3
10 .
. ∆
= (II.15)
Theo trị số Qbp xác định được entanpi của không khí nóng sau bộ sấy không khí:
bp gb
o bp gb
I Q
α β +∆
= , (kJ/kg hoặc kJ/m3) (II.16)
Theo trị số Igbo xác định được nhiệt độ không khí đun nóng sau bộ sấy không khí tgb. Nếu nhiệt độ này khác biệt với nhiệt độ đã chấp nhận khi lập cân bằng nhiệt không quá ±40oC thì tính toán được coi là kết thúc. Trong trường hợp ngược lại cần phải thực hiện lại tính toán, ra một nhiệt độ mới của không khí gần với trị số nhiệt độ thu được.