my_love_ailoveyou
New Member
Download miễn phí Luận văn Nghiên cứu và chế tạo một lò hơi công nghiệp với sản lượng 6 T/h có khả năng sản xuất hơi quá nhiệt
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ LÒ HƠI 1
PHẦN I: XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC LÒ HƠI 2
PHẦN II: THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 10
PHẦN III: THIẾT KẾ DÃY PHESTON 20
PHẦN IV: PHÂN PHỐI NHIỆT LƯỢNG CỦA CÁC BỀ MẶT ĐỐT. 25
PHẦN V: THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT. 29
PHẦN VI: THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP II. 48
PHẦN VII: THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP II. 54
PHẦN VIII: THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP I. 58
PHẦN IX: THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ CẤP I. 61
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
a vào các tổn thất của đầu ra, đây là phương pháp trong thực tế thường áp dụng, tuy phải xác định nhiều thông số. Ưu điểm của phương pháp này là xác định được các tổn thất từ đó có thể nhận dạng và đề xuất các phương pháp giảm tổn thất để nâng cao hiệu suất lò hơi.
Tất cả những lý do trên đã cho thấy phương pháp cân bằng nhiệt thuận ít được sử dụng trong công nghiệp hơn so với phương pháp cân bằng nhiệt nghịch.
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò hơi
Hiệu suất lò hơi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ảnh hưởng của chúng không giống nhau đối với mỗi loại lò, loại nhiên liệu đốt, phương pháp đốt... Nhưng nói chung hiệu suất lò hơi đều phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:
a) Hệ số không khí thừa (α)
Khi hệ số không khí thừa lớn dẫn tới thể tích khói thải tăng lên và làm cho tổn thất do khói thải (Q2) tăng lên. Do vậy, cần tính toán lượng không khí đưa vào buồng đốt cho phù hợp, lượng không khí này nên được duy trì ở giá trị thấp nhất để giảm lượng không khí không cần thiết được đốt nóng và thoát ra ngoài theo đường khói thải nhưng mặt khác cũng đủ để đốt cháy những thành phần cháy trong nhiên liệu. Tuỳ loại lò hơi và phương pháp đốt mà ta chọn các trị số α cho phù hợp.
b) Phương pháp hoà trộn không khí và nhiên liệu
Yếu tố này cũng rất quan trọng đối với quá trình cháy của nhiên liệu. Ví dụ như đối với lò hơi đốt than buồng lửa kiểu ghi thì chiều dày lớp nhiên liệu cũng sẽ ảnh hưởng tới quá trình cháy, nếu lớp nhiên liệu quá dày sẽ dẫn đến việc cháy không đều và tỷ lệ sinh ra các khí CO và CO2 khác nhau do sự thừa hay thiếu O2 (mặc dù α vẫn >1). Trong nội bộ lớp nhiên liệu trên mặt ghi CO2 tạo ra trong quá trình cháy sẽ tác dụng với C theo phản ứng hoàn nguyên tạo thành CO và xảy ra phản ứng thu nhiệt, làm giảm nhiệt độ buồng lửa và gây nên tổn thất không cần thiết. Để nhiên liệu cháy được hoàn toàn với suất sinh nhiệt lớn nhất thì phải giảm mức tối thiểu thành phần CO trong sản phẩm cháy, nghĩa là giảm tới mức tối thiểu chiều dày của lớp hoàn nguyên. Lớp nhiên liệu càng dày thì lớp hoàn nguyên càng lớn, tổn thất nhiệt càng nhiều. Nhưng nếu lớp nhiên liệu quá mỏng thì nhiệt thế thể tích sẽ bé, nhiệt lượng sinh ra cũng sẽ thấp, điều kiện bốc cháy sẽ kém đi. Vì vậy, ứng với mỗi loại nhiên liệu cần chọn một trị số chiều dày của nó thích hợp. Bảng 2.1 và 2.2 dưới đây đưa ra một vài giá trị chiều dày hợp lý của lớp nhiên liệu khi đốt nhiên liệu rắn trên ghi lò.
Bảng 2.1: Chiều cao hợp lý lớp nhiên liệu trên ghi lò [2]
Nhiên liệu
Chiều cao lớp nhiên liệu (mm)
Buồng lửa ghi thủ công
Buồng lửa ghi xích
Antraxít có cỡ hạt 2-5 mm
60-80
200
Antraxít có cỡ hạt 2-3 mm
100-120
200
Antraxít có cỡ hạt lớn
200
200
Than bùn cục
300-900
700-900
Than bùn hạt nhỏ
400
700-900
Than đá
200
80-120
Gỗ
600-1500
–
Bảng 2.2: Chiều cao hợp lý của lớp nhiên liệu trên ghi xích [2]
Nhiên liệu
Chiều dày lớp nhiên liệu (mm)
Khối lượng riêng (T/m3)
Antraxit có cỡ hạt 6x18
120-180
0,9-0,95
Antraxit cám
150-200
0,85-0,9
Than đá
150-200
0,8-0,95
Than bùn
700-1000
0,5-0,6
Gỗ
400-600
0,4-0,5
Loại vòi đốt sử dụng trong các lò hơi đốt dầu, khí cũng ảnh hưởng tới quá trình cháy của nhiên liệu. Nếu chọn loại vòi đốt không phù hợp với đặc tính nhiên liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất quá trình cháy, điều đó cũng có nghĩa là ảnh hưởng tới hiệu suất của lò hơi. Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình cháy nhiên liệu lỏng là chất lượng phun sương. Nhiên liệu lỏng cháy trong lò hơi là dầu madút, quá trình cháy madút cũng giống như quá trình cháy các nhiên liệu lỏng khác chủ yếu là ở thể khí. Vì vậy, trước hết là phải làm cho madút bốc hơi. Vì nhiệt độ bốc hơi của madút rất thấp so với nhiệt độ cháy madút nên giai đoạn bốc hơi của madút rất ngắn so với toàn bộ thời gian cháy. Bởi vậy, để tăng nhanh việc chuyển hoá madút sang trạng thái khí, cần tăng bề mặt bốc hơi, nghĩa là phải làm cho madút thành những giọt nhỏ qua thiết bị phun sương. Đường kính mà vòi phun càng bé sẽ tạo ra các giọt dầu có đường kính nhỏ, tốc độ chuyển động của giọt dầu cũng tăng theo... làm cho quá trình hoà trộn giữa không khí và nhiên liệu cũng tốt hơn, dẫn đến hiệu suất của quá trình cháy cao.
Việc bảo quản vòi đốt cũng có một ý nghĩa đối với hiệu suất của lò hơi, trong quá trình vận hành và bảo quản thiết bị nếu gây ra những vết trầy xước tại đầu vòi đốt cũng sẽ dẫn đến sự làm việc không tốt của quá trình hoà trộn nhiên liệu (sẽ làm tăng hay giảm α) và làm giảm hiệu suất của lò hơi.
c) Nhiệt độ khói thải
η(%)
Nhiệt độ khói thải là thông số quan trọng, ảnh hưởng tới hiệu suất lò hơi, như được biểu diễn trên hình 2.1.
Hình 2.1: ảnh hưởng của nhiệt độ khói thải đến hiệu suất lò hơi [3]
Hình 2.1 biểu thị sự thay đổi của hiệu suất lò hơi theo các nhiệt độ khói thải và hệ số không khí thừa khác nhau. ở hệ số không khí thừa bằng 1,5 hiệu suất lò hơi sẽ tăng khoảng 6% nếu nhiệt độ khói thải giảm từ 300oC xuống còn 150oC. Tương tự, ở cùng một giá trị nhiệt độ khói thải là 150oC, hiệu suất lò sẽ giảm 2,5% khi hệ số không khí thừa tăng từ 1,5 đến 2,0.
Qua đó ta thấy rõ ràng rằng nhiệt độ khói thải tốt nhất nên thấp thì lò hơi mới đạt được hiệu suất cao nhưng vẫn phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương để tránh hiện tượng ăn mòn hoá học cho các bề mặt gia nhiệt phần đuôi. Có hai nguyên nhân chủ yếu dẫn tới nhiệt độ khói thải cao là:
+ Bề mặt trao đổi nhiệt không đủ
+ Bám bẩn trên bề mặt trao đổi nhiệt
d) Sự bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt
Ta có thể hiểu sự bám bẩn trên bề mặt trao đổi nhiệt ở đây bao gồm bám cáu do nước lò sinh ra và bám bẩn do khói lò gây nên. Sự bám bẩn này sẽ làm hạn chế quá trình trao đổi nhiệt giữa sản phẩm cháy và nước lò, do đó dẫn tới hiệu suất lò hơi thấp đi và nhiệt độ khói thải tăng lên. Cáu bám bẩn bên trong lò hơi là kết quả của việc xử lý nước không được tốt, trong trường hợp đặc biệt nếu độ dày của cáu vượt quá một trị số nào đó sẽ dẫn tới hiện tượng nổ ống do qúa nhiệt.
Sự bám cáu trên bề mặt ống nước sẽ làm chậm quá trình trao đổi nhiệt và làm tăng nhiệt độ ống kim loại bởi ảnh hưởng của lớp cáu bám (hệ số dẫn nhiệt của lớp cáu nhỏ hơn rất nhiều so với hệ số dẫn nhiệt của kim loại). Hình 2.2 dưới đây sẽ minh hoạ tổn thất nhiên liệu sử dụng trong lò hơi theo bề dày của lớp cáu bám
Hình 2.2: ảnh hưởng của bề dày lớp cáu đối với tổn thất nhiên liệu [3]
Sự bám bẩn bề mặt do khói thải gây nên cũng sẽ làm tăng nhiệt độ khói thải khi so sánh với điều kiện bề mặt được làm sạch. Nếu không được vệ sinh định kỳ thì các bề mặt trao đổi nhiệt sẽ bị bám bẩn và làm giảm hiệu suất lò.
e) Xả lò
Chúng ta đều biết rằng sự xả lò là cần thiết trong mọi trường hợp, bởi xả lò để đảm bảo chất lượng nước cho lò hơi và đặc biệt là tránh sự nguy hiểm do nổ ống gây nên. Bởi vì trong nước cấp cho lò hơi, ít nhiều cũng sẽ có những chất ...
Tất cả những lý do trên đã cho thấy phương pháp cân bằng nhiệt thuận ít được sử dụng trong công nghiệp hơn so với phương pháp cân bằng nhiệt nghịch.
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò hơi
Hiệu suất lò hơi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ảnh hưởng của chúng không giống nhau đối với mỗi loại lò, loại nhiên liệu đốt, phương pháp đốt... Nhưng nói chung hiệu suất lò hơi đều phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản sau:
a) Hệ số không khí thừa (α)
Khi hệ số không khí thừa lớn dẫn tới thể tích khói thải tăng lên và làm cho tổn thất do khói thải (Q2) tăng lên. Do vậy, cần tính toán lượng không khí đưa vào buồng đốt cho phù hợp, lượng không khí này nên được duy trì ở giá trị thấp nhất để giảm lượng không khí không cần thiết được đốt nóng và thoát ra ngoài theo đường khói thải nhưng mặt khác cũng đủ để đốt cháy những thành phần cháy trong nhiên liệu. Tuỳ loại lò hơi và phương pháp đốt mà ta chọn các trị số α cho phù hợp.
b) Phương pháp hoà trộn không khí và nhiên liệu
Yếu tố này cũng rất quan trọng đối với quá trình cháy của nhiên liệu. Ví dụ như đối với lò hơi đốt than buồng lửa kiểu ghi thì chiều dày lớp nhiên liệu cũng sẽ ảnh hưởng tới quá trình cháy, nếu lớp nhiên liệu quá dày sẽ dẫn đến việc cháy không đều và tỷ lệ sinh ra các khí CO và CO2 khác nhau do sự thừa hay thiếu O2 (mặc dù α vẫn >1). Trong nội bộ lớp nhiên liệu trên mặt ghi CO2 tạo ra trong quá trình cháy sẽ tác dụng với C theo phản ứng hoàn nguyên tạo thành CO và xảy ra phản ứng thu nhiệt, làm giảm nhiệt độ buồng lửa và gây nên tổn thất không cần thiết. Để nhiên liệu cháy được hoàn toàn với suất sinh nhiệt lớn nhất thì phải giảm mức tối thiểu thành phần CO trong sản phẩm cháy, nghĩa là giảm tới mức tối thiểu chiều dày của lớp hoàn nguyên. Lớp nhiên liệu càng dày thì lớp hoàn nguyên càng lớn, tổn thất nhiệt càng nhiều. Nhưng nếu lớp nhiên liệu quá mỏng thì nhiệt thế thể tích sẽ bé, nhiệt lượng sinh ra cũng sẽ thấp, điều kiện bốc cháy sẽ kém đi. Vì vậy, ứng với mỗi loại nhiên liệu cần chọn một trị số chiều dày của nó thích hợp. Bảng 2.1 và 2.2 dưới đây đưa ra một vài giá trị chiều dày hợp lý của lớp nhiên liệu khi đốt nhiên liệu rắn trên ghi lò.
Bảng 2.1: Chiều cao hợp lý lớp nhiên liệu trên ghi lò [2]
Nhiên liệu
Chiều cao lớp nhiên liệu (mm)
Buồng lửa ghi thủ công
Buồng lửa ghi xích
Antraxít có cỡ hạt 2-5 mm
60-80
200
Antraxít có cỡ hạt 2-3 mm
100-120
200
Antraxít có cỡ hạt lớn
200
200
Than bùn cục
300-900
700-900
Than bùn hạt nhỏ
400
700-900
Than đá
200
80-120
Gỗ
600-1500
–
Bảng 2.2: Chiều cao hợp lý của lớp nhiên liệu trên ghi xích [2]
Nhiên liệu
Chiều dày lớp nhiên liệu (mm)
Khối lượng riêng (T/m3)
Antraxit có cỡ hạt 6x18
120-180
0,9-0,95
Antraxit cám
150-200
0,85-0,9
Than đá
150-200
0,8-0,95
Than bùn
700-1000
0,5-0,6
Gỗ
400-600
0,4-0,5
Loại vòi đốt sử dụng trong các lò hơi đốt dầu, khí cũng ảnh hưởng tới quá trình cháy của nhiên liệu. Nếu chọn loại vòi đốt không phù hợp với đặc tính nhiên liệu sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất quá trình cháy, điều đó cũng có nghĩa là ảnh hưởng tới hiệu suất của lò hơi. Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình cháy nhiên liệu lỏng là chất lượng phun sương. Nhiên liệu lỏng cháy trong lò hơi là dầu madút, quá trình cháy madút cũng giống như quá trình cháy các nhiên liệu lỏng khác chủ yếu là ở thể khí. Vì vậy, trước hết là phải làm cho madút bốc hơi. Vì nhiệt độ bốc hơi của madút rất thấp so với nhiệt độ cháy madút nên giai đoạn bốc hơi của madút rất ngắn so với toàn bộ thời gian cháy. Bởi vậy, để tăng nhanh việc chuyển hoá madút sang trạng thái khí, cần tăng bề mặt bốc hơi, nghĩa là phải làm cho madút thành những giọt nhỏ qua thiết bị phun sương. Đường kính mà vòi phun càng bé sẽ tạo ra các giọt dầu có đường kính nhỏ, tốc độ chuyển động của giọt dầu cũng tăng theo... làm cho quá trình hoà trộn giữa không khí và nhiên liệu cũng tốt hơn, dẫn đến hiệu suất của quá trình cháy cao.
Việc bảo quản vòi đốt cũng có một ý nghĩa đối với hiệu suất của lò hơi, trong quá trình vận hành và bảo quản thiết bị nếu gây ra những vết trầy xước tại đầu vòi đốt cũng sẽ dẫn đến sự làm việc không tốt của quá trình hoà trộn nhiên liệu (sẽ làm tăng hay giảm α) và làm giảm hiệu suất của lò hơi.
c) Nhiệt độ khói thải
η(%)
Nhiệt độ khói thải là thông số quan trọng, ảnh hưởng tới hiệu suất lò hơi, như được biểu diễn trên hình 2.1.
Hình 2.1: ảnh hưởng của nhiệt độ khói thải đến hiệu suất lò hơi [3]
Hình 2.1 biểu thị sự thay đổi của hiệu suất lò hơi theo các nhiệt độ khói thải và hệ số không khí thừa khác nhau. ở hệ số không khí thừa bằng 1,5 hiệu suất lò hơi sẽ tăng khoảng 6% nếu nhiệt độ khói thải giảm từ 300oC xuống còn 150oC. Tương tự, ở cùng một giá trị nhiệt độ khói thải là 150oC, hiệu suất lò sẽ giảm 2,5% khi hệ số không khí thừa tăng từ 1,5 đến 2,0.
Qua đó ta thấy rõ ràng rằng nhiệt độ khói thải tốt nhất nên thấp thì lò hơi mới đạt được hiệu suất cao nhưng vẫn phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương để tránh hiện tượng ăn mòn hoá học cho các bề mặt gia nhiệt phần đuôi. Có hai nguyên nhân chủ yếu dẫn tới nhiệt độ khói thải cao là:
+ Bề mặt trao đổi nhiệt không đủ
+ Bám bẩn trên bề mặt trao đổi nhiệt
d) Sự bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt
Ta có thể hiểu sự bám bẩn trên bề mặt trao đổi nhiệt ở đây bao gồm bám cáu do nước lò sinh ra và bám bẩn do khói lò gây nên. Sự bám bẩn này sẽ làm hạn chế quá trình trao đổi nhiệt giữa sản phẩm cháy và nước lò, do đó dẫn tới hiệu suất lò hơi thấp đi và nhiệt độ khói thải tăng lên. Cáu bám bẩn bên trong lò hơi là kết quả của việc xử lý nước không được tốt, trong trường hợp đặc biệt nếu độ dày của cáu vượt quá một trị số nào đó sẽ dẫn tới hiện tượng nổ ống do qúa nhiệt.
Sự bám cáu trên bề mặt ống nước sẽ làm chậm quá trình trao đổi nhiệt và làm tăng nhiệt độ ống kim loại bởi ảnh hưởng của lớp cáu bám (hệ số dẫn nhiệt của lớp cáu nhỏ hơn rất nhiều so với hệ số dẫn nhiệt của kim loại). Hình 2.2 dưới đây sẽ minh hoạ tổn thất nhiên liệu sử dụng trong lò hơi theo bề dày của lớp cáu bám
Hình 2.2: ảnh hưởng của bề dày lớp cáu đối với tổn thất nhiên liệu [3]
Sự bám bẩn bề mặt do khói thải gây nên cũng sẽ làm tăng nhiệt độ khói thải khi so sánh với điều kiện bề mặt được làm sạch. Nếu không được vệ sinh định kỳ thì các bề mặt trao đổi nhiệt sẽ bị bám bẩn và làm giảm hiệu suất lò.
e) Xả lò
Chúng ta đều biết rằng sự xả lò là cần thiết trong mọi trường hợp, bởi xả lò để đảm bảo chất lượng nước cho lò hơi và đặc biệt là tránh sự nguy hiểm do nổ ống gây nên. Bởi vì trong nước cấp cho lò hơi, ít nhiều cũng sẽ có những chất ...