CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN
1.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu bộ sấy không khí hồi nhiệt kiểu quay ở
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Hiện nay hầu hết các lò hơi công suất lớn (từ 300 MW trở lên) như Phả Lại 2, Hải Phòng, Quảng Ninh, Mông Dương, Vũng Áng, Duyên Hải… đều sử dụng bộ sấy không khí quay. Ở các Nhà máy nhiệt điện đốt dầu như: Thủ Đức, Cần Thơ, tuy công suất thấp nhưng cũng sử dụng các bộ sấy không khí kiểu quay.
Ở nước ta việc chế tạo các phần tử hồi nhiệt cũng đã từng được tiến hành ở quy mô nhỏ. Thường được tiến hành theo cách sao chép mẫu, không được nghiên cứu đầy đủ nên chất lượng kỹ thuật thường không bảo đảm, độ chính xác kém, lọt không khí nhiều và đặc biệt là rất mau hỏng, tuổi thọ rất thấp.
Để đáp ứng nhu cầu cung cấp trọn bộ bộ sấy không khí kiểu quay có chất lượng cao cho các nhà máy nhiệt điện công suất lớn thay mới trong các kỳ đại tu sửa chữa, tiến tới khả năng nội địa hóa, cung cấp cho các dự án nhiệt điện mới, chúng ta cần đầu tư nghiên cứu đầy đủ, làm chủ kho học công nghệ, có khả năng thiết kế, chế tạo trọn bộ các bộ sấy không khí hồi nhiệt kiểu quay. Đây là nội dung của đề tài “Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bộ sấy không khí hồi nhiệt kiểu quay trong lò hơi đốt than nhà máy nhiệt điện”trong chương trình khoa học công nghệ cấp Nhà nước “Nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ cơ khí và tự động hóa”, mã số: KC.03/11-15. Đề tài đã được tiến hành một cách khoa học từ khâu khảo sát, nghiên cứu, tính toán thiết kế nhiệt, thiết kế chế tạo, lắp đặt, thí nghiệm hiệu chỉnh, kiểm tra hiệu quả của bộ sấy không khí kiểu kiểu quay trong nhà máy nhiệt điện công suất 300MW đến 600MW.
Bộ phận chính của bộ sấy không khí kiểu quay là trục roto được thiết kế như hình 1.12 với thông số như trong bảng 1.1
28
Hình 1.12.Kết cấu roto chính của bộ sấy không khí
29
Bảng 1.1. Thông số cơ bản của rô to
TT Thông số Giá trị Ghi chú
1 Tốc độ quay rô to, Vg/ph 1,14
2 Khối lượng các khối phần tử đầu nóng và
trung gian, kg. 128736 m1
3 Khối lượng các khối phần tử đầu lạnh, kg. 31680 m2
4 Khối lượng thân trục Roto, kg. 17353 m3
5 Khối lượng khung vỏ lắp các khối phần tử,
kg. 80880 m4
6 Đường kính ngoài Roto, mm 10500
Rô to của bộ sấy không khí được đỡ và dẫn hướng bởi một ổ đỡ hướng tâm (ổ dẫn hướng) lắp ở ngõng trục trên của rô to và ổ chặn hướng trục chịu lực dọc trục, đặt ngõng trục dưới của rô to. Các gối đỡ này có nhiệm vụ đỡ toàn bộ tải trọng của khối trục cùng với tải trọng tăng lên bởi áp lực chênh lệch giữa các đường ống gió và đường khói nóng.
1.3.2.1. Ổ đỡ hướng tâm rô to của BSKK [1,2]
a. Yêu cầu
Bộ phận ổ đỡ hướng tâm trục rô to của bộ sấy không khí có nhiệm vụ cố định vị trí, định tâm và dẫn hướng cho rô to của bộ sấy không khí, tiếp nhận tải trọng hướng tâm sinh ra trong quá trình hoạt động của bộ sấy không khí truyền lên gối ổ, giảm thiểu lực hướng tâm tác dụng lên ổ chặn phía dưới.
Gối ổ đỡ rô to BSKK kiểu quay làm việc trong môi trường nhiệt độ cao và thay đổi nhiệt độ lớn vì vậy có sự biến dạng, thay đổi kích thước trục rô to do bị dãn nở nhiệt.
30
Với đặc tính làm việc là mô men xoắn trên trục không lớn, nhưng lực hướng tâm tác dụng lên ổ bi lớn nên cần có thiết kế kết cấu đảm bảo yêu cầu điều kiện làm việc thuận lợi cho quá trình sửa chữa lắp đặt.
Khi thiết kế bộ phận ổ đỡ hướng tâm trục rô to cần đảm bảo theo các yêu cầu sau đây:
- Kết cấu thân ổ và các bộ phận phải đảm bảo cứng vững, làm việc lâu dài, chịu được va đập, kết cấu yêu cầu tháo lắp dễ dàng vì phải tháo lắp ở hiện trường lúc thi công cũng như khi bảo dưỡng sửa chữa sau này.
- Có bộ phận che, chắn bụi bẩn, làm kín đảm bảo tuổi thọ làm việc của các bộ phận quan trọng như vòng bi ...
- Đối với những ổ trục lớn, có trục rô to dài yêu cầu có bộ phận căn chỉnh trước khi cố định lên khung vỏ.
- Vì yêu cầu làm việc trong môi trường nhiệt độ cao nên gối ổ cũng phải có kết cấu sao cho ổ vẫn hoạt động tốt và có thể thích ứng được khi có dãn nở vì nhiệt.
Do sự rung động trong quá trình làm việc nên yêu cầu phải có biện pháp chống xoay, phòng lỏng, kẹp chặt đối với những chi tiết kẹp chặt, cố định và căn chỉnh vị trí.
Yêu cầu về bôi trơn cũng rất quan trọng đối với gối ổ, do điều kiện làm việc khắc nghiệt nên việc bôi trơn cũng như theo dõi, kiểm tra quá trình bôi trơn cũng phải được bố trí để thao tác dễ dàng.
b. Lựa chọn loại ổ đỡ hướng tâm trục rô to của bộ sấy không khí.
- Dựa vào những yêu cầu về điều kiện làm việc, điều kiện hoạt động, vị trí lắp đặt, của BSKK, qua phân tích các loại gối ổ áp dụng cho bộ phận gối ổ đỡ cũng như so sánh ưu, nhược điểm của các loại ổ này, đề tài chọn ổ đỡ dạng ổ lăn cho gối ổ đỡ của rô to bộ sấy không khí kiểu quay vì những lý do cụ thể sau:
+ Rô to bộ sấy không khí kiểu quay là một chi tiết quan trọng, làm việc ổn định trong điều kiện chịu tải trọng hướng tâm lớn, yêu cầu làm việc trong môi trường nhiệt độ cao, nhiều khói bụi…
31
+ Tốc độ quay của rô to thấp, yêu cầu độ chính xác về độ đảo hướng tâm cao, hệ số ma sát thấp…
+ Cần phải tháo lắp dễ dàng, thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng sửa chữa.
+ Kiểm tra, bảo dưỡng theo định kỳ.
Qua những tính toán và phương án trên đề tài[1] đã tham khảo thị trường trong nước hiện nay có nhiều hãng vòng bi từ Mỹ, Nhật, Đức, Trung Quốc, Hàn Quốc và nhiều nước khác. Nếu so sánh các hãng vòng bi sản xuất tại châu Âu như SKF, FAG thường có giá thành cao hơn các vòng bi Nhật như Nachi, Koyo, tuy nhiên tuổi thọ sử dụng và độ tin cậy khi sử dụng cũng cao hơn. Với rô to của BSKK kiểu quay là một thiết bị quan trọng, yêu cầu cao, hoạt động với độ tin cậy lớn do đó đề tài đã lựa chọn loại ổ cho ổ đỡ hướng tâm rô to là: Ổ đũa đỡ lòng cầu hai dãy ký hiệu 23068RK của SKF
1.3.2. 2 Ổ chặn rô to của bộ sấy không khí kiểu quay [1,2]
a. Yêu cầu
Yêu cầu của bộ phận ổ chặn trục rô to của bộ sấy không khí kiểu quay là:
- Kết cấu bộ phận gối ổ phải chịu được lực dọc trục lớn.
- Kết cấu gối ổ phải đảm bảo làm việc ổn định không bị biến dạng, kẹt … khi các khối phần tử bị bám bẩn và mất cân bằng trọng lượng.
- Kết cấu gối ổ có thiết kế đáp ứng được yêu cầu về điều kiện lệch trục và xiên trục trong giới hạn cho phép.
- Có bộ phận bao che làm kín để chắn bụi bẩn, đảm bảo tuổi thọ làm việc của vòng bi.
- Do có sự rung động trong quá trình làm việc nên yêu cầu phải có biện pháp chống xoay, phòng lỏng, kẹp chặt đối với những chi tiết kẹp chặt, cố định và căn chỉnh vị trí.
- Yêu cầu về bôi trơn cũng rất quan trọng đối với gối ổ, do điều kiện làm việc khắc nghiệt nên việc bôi trơn cũng như theo dõi, kiểm tra quá trình bôi trơn cũng phải được bố trí để thao tác dễ dàng.
32
b. Lựa chọn loại ổ dùng trong bộ bộ phận ổ chặn trục rô to của bộ sấy không khí hồi nhiệt kiểu quay.
Bộ phận ổ ch ặn hướng trục rô to của bộ sấy không khí có nhiệm vụ đỡ toàn bộ tải trọng rô to cũng như các khối phần tử và kết cấu khung thép của các khối phần tử của bộ sấy không khí kiểu quay (236420 kg), vì vậy mà phải chịu lực dọc trục là chính.
Với đặc tính làm việc là mô men xoắn trên trục không lớn, nhưng chịu lực dọc trục tác dụng lên ổ rất lớn nên cần có thiết kế kết cấu đảm bảo yêu cầu điều kiện làm việc và thuận lợi cho quá trình sửa chữa lắp đặt.
Dựa vào những yêu cầu về điều kiện làm việc, điều kiện hoạt động, vị trí lắp đặt cũng như công việc bảo dưỡng sửa chữa và qua phân tích các loại gối ổ áp dụng cho gối ổ chặn, phân tích so sánh ưu, nhược điểm của các loại ổ này, [1] đã lựa chọn loại ổ lăn bi đũa chặn lòng cầu tự lựa cho bộ phận gối ổ chặn của trục rô to bộ sấy không khí kiểu quay vì những lý do cụ thể sau:
+ Rô to là cụm chi tiết quan trọng trong bộ sấy không khí kiểu quay, yêu cầu làm việc chịu tải trọng hướng trục rất lớn, đòi hỏi vận hành ổn định, tuổi thọ lâu dài vì vị trí không gian khó tháo lắp và thay thế cũng như chế độ vận hành của thiết bị phải đáp ứng yêu cầu theo chế độ vận hành của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện.
+ Tốc độ quay của rô to thấp với trục rô to đặt theo phương thẳng đứng sẽ gây ma sát trượt dọc trục rất lớn nếu dùng loại ổ trượt.
+ Cần phải tháo lắp dễ dàng, thuận tiện cho quá trình bảo dưỡng sửa chữa.
+ Có chế độ kiểm tra bảo dưỡng theo định kỳ.
+ Là loại chi tiết được chế tạo theo tiêu chuẩn hóa để dễ dàng trong quá trình sửa chữa thay thế đồng thời chi phí giá thành hợp lý hơn
33
KẾT LUẬN CHƯƠNG I
Bộ sấy không khílà thiết bị trao đổi nhiệt quan trọng được bố trí sau lò hơi để tận dụng nhiệt của khói thải,đốt nóng không khí cấp cho quá trình cháy nhiên liệu, nhằm nâng cao hiệu suất nhiệt của lò hơi nói riêng và của toàn bộ chu trình sản xuất điện năng trong các nhà máy nhiệt điện. Luận văn đã khái quát được các dạng của bộ sấy không khí thường dùng trong các nhà máy nhiệt điện hiện nay, chủ yếu sử dụng bộ sấy không khí kiểu quay.
Bộ phận chính của bộ sấy không khí kiểu quay là trục roto thẳng đứng quay với vận tốc chậm. Trục rô to của BSKK đượcđỡ và dẫn hướng bởi ổ chặn hướng trục và ổ đỡ hướng tâm (ổ dẫn hướng ) để đảm bảo cho thiết bị hoạt động theo yêu cầu.
Bộ sấy không khí làm việc trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ cao, bụi bẩn … do đó ảnh hưởng tuổi thọ của các chi tiết nói chung cũng như cụm ổ của trục roto dùng trong bộ sấy không khí kiểu quay nói riêng. Vì vậy, việc “Nghiên cứu tuổi thọ và độ tin cậy cụm ổ trục roto của bộ sấy không khí hồi nhiệt kiểu quay trong lò hơi đốt than của nhà máy nhiệt điện” là cấp thiết nhằm đưa ra các khuyến cáo kịp thời cho nhà sư dụng trongquá trình vận hành.
34