Giáo Trình Lò Hơi và Thiết Bị Đốt: Tìm Hiểu Nguyên Lý và Ứng Dụng

Giáo trình lò hơi và thiết bị đốt pgsts Hoàng Ngọc Đồng cung cấp kiến thức chuyên sâu về công nghệ lò hơi và thiết bị đốt hiệu quả.

• Tác giả: Trương Duy Nghĩa
• Trường học: Đại học
• Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt
• Đề tài: Giáo Trình Lò Hơi và Thiết Bị Đốt Hiện Đại
• Loại tài liệu: Tài liệu tham khảo
• Năm xuất bản: 1985
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Lò Hơi và Thiết Bị Đốt Hiện Đại

Giáo trình lò hơi và thiết bị đốt hiện đại là tài liệu quan trọng trong ngành công nghiệp năng lượng. Nó cung cấp kiến thức về nguyên lý hoạt động, cấu tạo và ứng dụng của các loại lò hơi trong sản xuất điện năng. Việc hiểu rõ về lò hơi giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

1.1. Khái niệm về lò hơi công nghiệp

Lò hơi công nghiệp là thiết bị chuyển đổi năng lượng từ nhiên liệu thành hơi nước. Hơi nước này được sử dụng trong nhiều quy trình công nghiệp, từ sản xuất điện đến chế biến thực phẩm.

1.2. Vai trò của lò hơi trong sản xuất điện

Lò hơi đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất điện năng. Nó giúp chuyển đổi năng lượng hóa thạch thành năng lượng điện, cung cấp nguồn điện ổn định cho các nhà máy và khu công nghiệp.

II. Thách thức trong việc sử dụng lò hơi và thiết bị đốt

Việc sử dụng lò hơi và thiết bị đốt hiện đại gặp nhiều thách thức, bao gồm hiệu suất năng lượng thấp, ô nhiễm môi trường và chi phí bảo trì cao. Những vấn đề này cần được giải quyết để tối ưu hóa hoạt động của hệ thống lò hơi.

2.1. Vấn đề hiệu suất lò hơi

Hiệu suất lò hơi thường không đạt yêu cầu, dẫn đến lãng phí năng lượng. Cần có các biện pháp cải tiến để nâng cao hiệu suất hoạt động của lò hơi.

2.2. Ô nhiễm môi trường từ lò hơi

Lò hơi có thể phát thải khí độc hại, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường. Việc áp dụng công nghệ sạch là cần thiết để giảm thiểu ô nhiễm.

III. Phương pháp cải tiến hiệu suất lò hơi

Để nâng cao hiệu suất lò hơi, nhiều phương pháp đã được nghiên cứu và áp dụng. Các công nghệ mới giúp tối ưu hóa quá trình đốt và giảm thiểu khí thải.

3.1. Công nghệ đốt tiên tiến

Công nghệ đốt tiên tiến sử dụng các thiết bị hiện đại để tối ưu hóa quá trình cháy, từ đó nâng cao hiệu suất và giảm thiểu khí thải.

3.2. Hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển tự động giúp giám sát và điều chỉnh hoạt động của lò hơi, đảm bảo hiệu suất tối ưu và an toàn trong quá trình vận hành.

IV. Ứng dụng thực tiễn của lò hơi trong công nghiệp

Lò hơi được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, từ sản xuất điện đến chế biến thực phẩm. Việc áp dụng lò hơi hiện đại giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí.

4.1. Lò hơi trong ngành điện

Trong ngành điện, lò hơi được sử dụng để sản xuất hơi nước phục vụ cho các tua bin điện. Điều này giúp tạo ra nguồn điện ổn định và hiệu quả.

4.2. Lò hơi trong chế biến thực phẩm

Lò hơi cũng được sử dụng trong chế biến thực phẩm, cung cấp hơi nước cho các quy trình như tiệt trùng và nấu chín, đảm bảo chất lượng sản phẩm.

V. Kết luận về tương lai của lò hơi và thiết bị đốt

Tương lai của lò hơi và thiết bị đốt sẽ phụ thuộc vào sự phát triển của công nghệ và nhu cầu năng lượng. Việc áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tác động đến môi trường.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ lò hơi

Công nghệ lò hơi sẽ tiếp tục phát triển với các giải pháp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Các nghiên cứu mới sẽ giúp cải tiến hiệu suất và giảm thiểu khí thải.

5.2. Tác động của chính sách năng lượng

Chính sách năng lượng của các quốc gia sẽ ảnh hưởng đến sự phát triển của lò hơi. Việc khuyến khích sử dụng năng lượng tái tạo sẽ thúc đẩy sự chuyển mình của ngành công nghiệp này.

Nội dung chính

Đánh Giá Học Thuật: Giáo Trình Lò Hơi và Thiết Bị Đốt Hiện Đại

Tổng quan về giáo trình

Giáo Trình Lò Hơi và Thiết Bị Đốt Hiện Đại là tài liệu học thuật chuyên ngành thuộc khối kiến thức kỹ thuật nhiệt và kỹ thuật năng lượng. Trong chương trình đào tạo kỹ sư Kỹ thuật Nhiệt, Năng lượng tái tạo và Kỹ thuật Cơ khí Động lực, học phần Lò hơi và Thiết bị đốt giữ vị trí trọng tâm, kết nối các nguyên lý nhiệt động lực học và truyền nhiệt cơ sở với bài toán ứng dụng trong công nghiệp và sản xuất điện năng.

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học hệ thống lý thuyết về nhiệt động học quá trình cháy, cấu tạo cơ khí và nguyên lý làm việc của lò hơi công nghiệp lẫn lò hơi nhà máy điện; phương pháp lập cân bằng nhiệt và xác định hiệu suất nhiệt; nguyên lý tính toán khí động, thủy động của dòng môi chất; kết cấu các bề mặt trao đổi nhiệt (dàn ống sinh hơi, bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí); các yêu cầu hóa lý về xử lý nước cấp và cơ chế vận hành hệ thống phụ trợ (van, quạt, bơm cấp, hệ thống nhiên liệu và thải xỉ).

Cấu trúc giáo trình được thiết kế theo trình tự kỹ thuật logic: bắt đầu từ phân tích nguồn năng lượng và chu trình nhà máy điện, khảo cứu chi tiết đặc tính nhiên liệu và phản ứng cháy hóa học, thiết lập phương trình cân bằng nhiệt và các dạng tổn thất nhiệt, đi sâu vào từng cụm cấu tạo cơ khí của lò hơi và hệ thống thiết bị phụ, sau đó mở rộng sang công nghệ xử lý nước cấp lò hơi, nguyên lý hoạt động của tuốc bin hơi - khí và quy hoạch tổng thể nhà chính của trung tâm nhiệt điện.

Điểm đặc sắc của tài liệu là phương pháp trình bày định lượng chặt chẽ. Toàn bộ các quy trình nhiệt và cơ học đều gắn liền với các công thức giải tích chuẩn xác, các bảng tra cứu thông số kỹ thuật vận hành thực tế và các sơ đồ cấu tạo cơ khí chi tiết.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc tài liệu bao gồm các phần và chương học thuật trọng tâm sau:

• Chương 1 & 2: Tổng quan nhà máy điện và Nguyên lý làm việc của lò hơi: Phân định rõ hai nhóm lò hơi chính: lò hơi công nghiệp (sản xuất hơi bão hòa nhiệt độ 110–180°C phục vụ chế biến thực phẩm, dệt nhuộm, hóa chất) và lò hơi nhà máy điện (sản xuất hơi quá nhiệt áp suất và nhiệt độ cao cấp cho tuốc bin). Trình bày chi tiết sơ đồ lò hơi tuần hoàn tự nhiên buồng lửa phun hoạt động ở nhiệt độ 1300–1900°C; hệ thống thông số kỹ thuật gồm sản lượng hơi định mức ($D_{\text{đm}}$), cực đại ($D_{\max} = 1{,}1 - 1{,}2 D_{\text{đm}}$), kinh tế ($D_{\text{kt}} = 0{,}8 - 0{,}9 D_{\text{đm}}$); hiệu suất nhiệt $\eta = \frac{D(i_{\text{qn}} - i'{\text{hn}})}{B Q{\text{lv}}^{\text{t}}}$; nhiệt thế thể tích buồng lửa $q_v = \frac{B Q_{\text{lv}}^{\text{t}}}{V_{\text{bl}}}$ và nhiệt thế diện tích mặt ghi $q_r = \frac{B Q_{\text{lv}}^{\text{t}}}{R}$.
• Chương 3: Nhiên liệu, Quá trình cháy và Cân bằng nhiệt lò hơi: Phân tích thành phần khối lượng mẫu làm việc ($C^{\text{lv}} + H^{\text{lv}} + S_{\text{c}}^{\text{lv}} + N^{\text{lv}} + O^{\text{lv}} + A^{\text{lv}} + W^{\text{lv}} = 100%$), mẫu khô và mẫu cháy. Khảo sát đặc tính công nghệ của nhiên liệu: độ ẩm ($W$), chất bốc ($V$) và cốc, độ tro ($A$, nhiệt độ nóng chảy 1200–1425°C), nhiệt trị cao ($Q_{\text{c}}^{\text{lv}}$) và thấp ($Q_{\text{t}}^{\text{lv}}$) dựa trên nhiên liệu tiêu chuẩn $7000\text{ kcal/kg}$ ($29330\text{ kJ/kg}$). Xây dựng phương trình phản ứng cháy của $C, H, S$; công thức xác định thể tích không khí lý thuyết $V_{\text{kk}}^0 = 0{,}0889(C^{\text{lv}} + 0{,}375S^{\text{lv}}) + 0{,}265H^{\text{lv}} - 0{,}0333O^{\text{lv}}$ và hệ số không khí thừa $\alpha = V_{\text{kk}}/V_{\text{kk}}^0$. Thiết lập phương pháp cân bằng nhiệt thuận và cân bằng nhiệt nghịch $\eta = 100 - \sum_{i=2}^6 q_i$, phân tích chi tiết 5 dạng tổn thất nhiệt: $q_2$ (khói thải 4–7%), $q_3$ (cháy không hoàn toàn hóa học 0,5–3%), $q_4$ (cháy không hoàn toàn cơ học 0–14%), $q_5$ (tỏa nhiệt môi trường $\approx 0{,}5%$) và $q_6$ (xỉ mang ra ngoài tới 5%).
• Chương 4: Khung lò, Tường lò, Bề mặt truyền nhiệt và Thiết bị phụ: Khảo cứu kết cấu khung kim loại (thép hình I, V, U); vật liệu tường lò 3 lớp gồm vật liệu chịu lửa (gạch Samốt chịu 1730°C, Crômit chịu 2000°C, Zirconi $> 2000^\circ\text{C}$), vật liệu cách nhiệt (Amiăng với hệ số dẫn nhiệt $\lambda = 0{,}12 - 0{,}14\text{ W/m}^\circ\text{C}$, bông thủy tinh $\lambda = 0{,}049 - 0{,}0672\text{ W/m}^\circ\text{C}$, Đi-a-tô-mít chịu 1000°C) đảm bảo nhiệt độ mặt ngoài $\le 50^\circ\text{C}$. Phân tích dàn ống sinh hơi buồng lửa ($\phi 40–63\text{ mm}$, bước ống tương đối $s/d = 1{,}2 - 1{,}4$), ống nước xuống ($\phi 125–175\text{ mm}$), cụm Pheston (hạ nhiệt độ khói $50^\circ\text{C}$ để chống đóng xỉ) và bao hơi ($\phi 1{,}4 - 1{,}6\text{ m}$). Nghiên cứu bộ quá nhiệt (đối lưu, nửa bức xạ, bức xạ); sơ đồ bố trí dòng khói/hơi (thuận chiều, ngược chiều, hỗn hợp cho nhiệt độ hơi $> 450^\circ\text{C}$); các phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt qua bộ giảm ôn (kiểu bề mặt, kiểu hỗn hợp phun nước) và phía khói (đường khói tắt, xoay vòi phun thay đổi tâm ngọn lửa, tái tuần hoàn khói). Phân loại bộ hâm nước (ống thép trơn $\phi 28–38\text{ mm}$, ống thép có cánh, ống gang $\phi 76–120\text{ mm}$) và bộ sấy không khí (kiểu thu nhiệt dạng ống thép $\phi 25–51\text{ mm}$, kiểu hồi nhiệt rotor quay 2–5 vòng/phút). Giới thiệu hệ thống van (van khóa, van điều chỉnh, van một chiều, van an toàn lò xo/đòn bẩy/xung lượng cho áp suất $p \ge 4\text{ MPa}$ kèm công thức tính kích thước $n \cdot h \cdot d = A \cdot D/p$), áp kế, ống thủy (sáng, tối, dẹt, tròn), bơm nước cấp (piston, ly tâm nhiều cấp), quạt gió, quạt khói, hệ thống sấy và phun dầu FO (áp suất 10–30 at với vòi cơ khí, 3–5 at với vòi phun thổi), hệ thống nghiền bột than và thải xỉ.
• Chương 5: Chất lượng nước và hơi: Mục đích xử lý nước cấp nhằm ngăn ngừa bám cặn, chống ăn mòn và duy trì độ sạch của hơi. Bảng tiêu chuẩn độ cứng $H^\circ$ theo thang áp suất lò ($H^\circ < 0{,}5\text{ mgl/l}$ với lò ống lửa; giảm dần xuống $H^\circ < 0{,}005\text{ mgl/l}$ với lò ống nước $p > 10\text{ MPa}$). Phân tích phương pháp xử lý cơ học (bể lắng, lọc cơ khí), xử lý hóa chất ($\text{CaO}, \text{Na}_2\text{CO}_3, \text{NaOH}$) và trao đổi ion (Kationit $\text{NaR}, \text{HR}, \text{NH}_4\text{R}$, Anionit) kết hợp chế độ xả đáy định kỳ.
• Chương 6, 7, 8, 10 & 11: Tuốc bin hơi - khí và Hiệu quả kinh tế nhà máy điện: Cấu tạo và nguyên lý làm việc của tầng tuốc bin, biến đổi năng lượng trên cánh tĩnh và cánh động; tuốc bin nhiều tầng, tuốc bin ngưng hơi và đối áp có trích hơi; hệ thống phân phối hơi và điều chỉnh trực tiếp/gián tiếp; chu trình nhiệt tuốc bin khí; các giải pháp nâng cao hiệu quả chu trình nhiệt điện (quá nhiệt trung gian, trích hơi gia nhiệt nước cấp, khử khí) và nguyên tắc bố trí không gian nhà chính (gian than, gian lò hơi, gian tuốc bin).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình hình thành nền tảng khoa học kỹ thuật thông qua:

• Cơ sở nhiệt động lực học và truyền nhiệt chuyên sâu: Mô hình hóa các quá trình truyền nhiệt phức hợp (bức xạ ngọn lửa trong buồng đốt nhiệt độ cao, đối lưu cưỡng bức dòng khói qua chùm ống xoắn, dẫn nhiệt qua thành ống kim loại và lớp cáu cặn).
• Hóa học và động học quá trình cháy: Cơ chế phản ứng oxy hóa pha khí và pha rắn, các giai đoạn sấy nung, thoát chất bốc, bắt lửa, cháy cốc và tạo xỉ của các loại nhiên liệu rắn, lỏng, khí.
• Thủy khí động lực học dòng hai pha: Cơ chế tuần hoàn tự nhiên trong mạch kín dựa trên chênh lệch khối lượng riêng giữa nước lỏng trong ống xuống và hỗn hợp hơi - nước trong dàn ống sinh hơi; cơ chế khí động học của quạt ly tâm và tổn thất áp suất đường khói gió.
• Hóa lý nước cấp và luyện kim nhiệt luyện: Động học quá trình kết tinh muối cứng ($\text{Ca}^{2+}, \text{Mg}^{2+}$), cơ chế ăn mòn hóa học bởi khí hòa tan ($\text{O}_2, \text{CO}_2$), phản ứng trao đổi ion polyme và giới hạn bền nhiệt của các hợp kim thép chế tạo lò hơi.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng tính toán nhiệt kỹ thuật: Năng lực thiết lập bảng cân bằng nhiệt, tính toán lượng không khí cấp thực tế, tính toán hệ số không khí thừa $\alpha$, xác định lượng tiêu hao nhiên liệu $B$ và tính toán kích thước hình học các bề mặt truyền nhiệt.
• Kỹ năng phân tích và giám sát vận hành: Đánh giá các thông số vận hành thông qua phân tích thành phần khói ($RO_2, \text{CO}$), điều chỉnh dải nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng bộ giảm ôn hoặc phân phối dòng khói, kiểm soát mức nước an toàn qua ống thủy.
• Kỹ năng lựa chọn thiết bị công nghệ: Tính chọn kích thước và số lượng van an toàn theo tiêu chuẩn áp suất làm việc; tính toán cột áp và công suất động cơ dẫn động bơm cấp ly tâm, quạt gió và quạt khói công nghiệp.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hình phương pháp tiếp cận sư phạm tích hợp giữa phân tích lý thuyết toán - lý nhiệt và khảo sát kết cấu kỹ thuật công nghiệp:

• Phương pháp diễn dịch kỹ thuật: Đi từ các định luật cơ sở (định luật bảo toàn năng lượng, định luật truyền nhiệt Fourier, định luật bức xạ Stefan-Boltzmann) đến việc xây dựng công thức kỹ thuật chuyên ngành như phương trình cân bằng nhiệt (3-14), (3-17), phương trình thể tích khói (3-13) và công thức tính chọn van an toàn (4-1).
• Hệ thống bài tập tính toán định lượng: Cung cấp các dạng bài tập bám sát thực tế như: tính toán hiệu suất lò hơi bằng phương pháp cân bằng nghịch thông qua đo lường các tổn thất $q_2, q_3, q_4, q_5, q_6$; tính toán chọn lưu lượng và công suất quạt gió ($Q_{\text{g}}, N_{\text{g}}$), quạt khói ($Q_{\text{k}}, N_{\text{k}}$) theo công thức (4-2) và (4-3).
• Phân tích tình huống kỹ thuật (Case studies): Đưa ra các tình huống kỹ thuật thực tế để phân tích nguyên nhân và giải pháp, chẳng hạn hiện tượng đóng xỉ tại bộ quá nhiệt (khắc phục bằng việc bố trí cụm Pheston hạ $50^\circ\text{C}$ nhiệt độ khói), hiện tượng ăn mòn điểm do đọng sương axit $\text{H}_2\text{SO}_4$ khi nhiệt độ khói thải xuống thấp, hoặc sự cố quá nhiệt gây nổ ống khi lớp cáu cặn bám dày.
• Phương pháp tự học và tra cứu: Người học được hướng dẫn phương pháp đọc bản vẽ kỹ thuật kết cấu lò hơi, đối chiếu sơ đồ dòng môi chất với đồ thị biến thiên nhiệt độ qua các cấp bộ hâm nước và bộ sấy không khí, kết hợp tra cứu các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn thiết bị áp lực hiện hành.

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình thể hiện tính chuẩn mực học thuật cao nhờ kế thừa và tổng hợp có hệ thống từ các công trình nghiên cứu kinh điển trong và ngoài nước:

• Kế thừa hệ thống tư liệu kỹ thuật chuyên sâu: Tài liệu trích dẫn và tiếp thu trực tiếp các kết quả nghiên cứu, phương pháp tính toán từ các công trình học thuật tiêu biểu như Thiết bị lò hơi (Trương Duy Nghĩa, Nguyễn Sĩ Mão, Hà Nội 1985), Nhiệt Kỹ thuật (Nguyễn Bèn, Hoàng Ngọc Đồng, NXB Giáo dục 1999), Cơ sở Kỹ thuật nhiệt (Phạm Lê Dần, Đặng Quốc Phú), cùng các tài liệu kinh điển quốc tế như Topochnye processy (Knorre G.), Parovye turbiny (Shcheglyaev, Moskva 1976), Sudovye parovye kotly (Moskva 1979) và Parní kotle a spalovací zařízení (Praha 1985).
• Tính toàn diện trong phân tích chu trình nhiệt: Giáo trình không tách rời lò hơi như một thiết bị đơn lẻ mà đặt trong mối quan hệ hữu cơ với toàn bộ chu trình nhiệt của nhà máy điện, bao gồm cụm tuốc bin hơi - khí, bình ngưng, các bình gia nhiệt nước cấp và sơ đồ nhiệt tổng thể.
• Tích hợp các giải pháp công nghệ nâng cao hiệu suất: Phân tích chi tiết các kết cấu hiện đại như bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt rotor quay, van an toàn kiểu xung lượng cho các tổ máy áp suất cao ($p \ge 4\text{ MPa}$), giải pháp bố trí bộ hâm nước và bộ sấy không khí hai cấp xen kẽ để tận dụng tối đa nhiệt thừa khói thải, và phương pháp tuần hoàn khói để kiểm soát trường nhiệt buồng lửa.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình phục vụ trực tiếp cho các nhóm đối tượng học thuật và kỹ thuật sau:

• Sinh viên đại học và học viên cao học: Dành cho sinh viên từ năm thứ ba trở đi thuộc các ngành Kỹ thuật Nhiệt, Năng lượng, Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí, Kỹ thuật Hóa học và Hệ thống Điện trong các trường đại học kỹ thuật.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần nền tảng gồm Toán cao cấp, Vật lý đại cương, Hóa học đại cương, Nhiệt động lực học kỹ thuật, Cơ sở truyền nhiệt và Cơ học chất lưu.
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm đề cương bài giảng chuẩn, tài liệu biên soạn giáo án lý thuyết, hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế Lò hơi, đồ án môn học Thiết kế Nhà máy Nhiệt điện và đồ án tốt nghiệp kỹ sư.
• Kỹ sư vận hành và quản lý kỹ thuật: Làm tài liệu tra cứu kỹ thuật tại các nhà máy nhiệt điện, các nhà máy công nghiệp sở hữu trạm lò hơi riêng (nhà máy giấy, mía đường, chế biến cao su, hóa chất, dệt sợi), phục vụ công tác kiểm định an toàn thiết bị áp lực và xử lý sự cố lò hơi.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai? Giáo trình được biên soạn phục vụ sinh viên, học viên sau đại học khối ngành Kỹ thuật Nhiệt, Năng lượng, Cơ khí, cũng như các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật đang trực tiếp thiết kế, vận hành hệ thống cung cấp hơi và nhà máy nhiệt điện.

2. Cần kiến thức nền nào để học giáo trình này? Người học cần nắm vững kiến thức về Nhiệt động lực học kỹ thuật, Truyền nhiệt, Thủy khí động lực học và Hóa học đại cương để có thể tiếp thu đầy đủ các phương trình phản ứng cháy, cân bằng nhiệt và khí động dòng chảy trong lò.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu nhiệt đại cương là gì? Tài liệu đi sâu vào các tính toán nhiệt động và cơ học chuyên biệt cho thiết bị lò hơi buồng lửa phun, lò hơi công nghiệp, kết cấu chi tiết từng bề mặt truyền nhiệt, công nghệ xử lý nước cấp theo từng cấp áp suất và hệ thống điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt phức hợp.

4. Làm sao để tự học giáo trình hiệu quả? Người học nên kết hợp đọc hiểu lý thuyết nguyên lý hoạt động song song với việc giải các bài tập lập cân bằng nhiệt thuận/nghịch, phân tích chi tiết sơ đồ nguyên lý cấu tạo các bề mặt đốt (bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí) và tra cứu các công thức giải tích cụ thể trong tài liệu.

5. Có tài liệu bổ trợ nào được trích dẫn kèm theo? Giáo trình kế thừa dữ liệu từ các tài liệu tham khảo chuyên ngành uy tín như sách của các tác giả Trương Duy Nghĩa, Nguyễn Sĩ Mão, Nguyễn Bèn, Hoàng Ngọc Đồng, Phạm Lê Dần, Đặng Quốc Phú và các tài liệu chuyên khảo về tuốc bin, thiết bị lò hơi của Nga và Tiệp Khắc.

Kết luận

Giáo Trình Lò Hơi và Thiết Bị Đốt Hiện Đại là tài liệu học thuật có tính hệ thống cao, cung cấp đầy đủ các cơ sở khoa học về nhiên liệu, quá trình cháy, tính toán cân bằng nhiệt, cấu tạo cơ khí và các hệ thống phụ trợ của lò hơi và nhà máy nhiệt điện.

Lộ trình học tập khuyến nghị bắt đầu từ việc nắm vững lý thuyết nhiên liệu và phản ứng cháy ở Chương 3, chuyển sang phân tích nguyên lý làm việc và cân bằng nhiệt ở Chương 2, đi sâu vào chi tiết kết cấu bề mặt truyền nhiệt và thiết bị phụ ở Chương 4, kiểm soát chất lượng nước cấp ở Chương 5, và mở rộng sang phân tích tổ hợp tuốc bin cùng quy hoạch nhà máy điện ở các Chương 6, 8, 10, 11.

Người học có thể kết hợp nghiên cứu bổ trợ cùng các tiêu chuẩn kỹ thuật an toàn nồi hơi và bình chịu áp lực quốc gia để nâng cao năng lực ứng dụng thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Tµi liÖu tham kh¶o 1. ThiÕt bÞ lß h¬i, Tr−¬ng Duy NghÜa, NguyÔn SÜ M·o; Hµ Néi 1985. NhiÖt KÜ thuËt, NguyÔn Bèn; Hoµng Ngäc §ßng, NXB Gi¸o dôc, 1999 3. C¬ së Kü thuËt nhiÖt, Ph¹m Lª DÇn, §Æng Quèc Phó, NXB §¹i häc 4.

Cydovije parovije kotl−, Mockva 1979 5. Topochnyje processy, Knorre G. Kachijon−e agregat−, Gosenhergoiz®at,1969 7. ParnÝ kotle a spalovacÝ zarizenÝ, Praha, SNTL 1985 8.

Parov−e tyrbin−, Saglijaev, Moskova 1976 9. Ovsiji kyrs electrostansiji, B. girspheld 137 MôC LôC PhÇn 1. Kh¸i niÖm vÒ nhµ m¸y ®iÖn Ch−¬ng 1.1 Tæng quan vÒ n¨ng l−îng.

Nguyªn lý ho¹t ®éng cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. Nhµ m¸y ®iÖn dïng tuèc bin h¬i n−íc. Nhµ m¸y ®iÖn dïng chu tr×nh hçn hîp Tuèc bin khÝ - h¬i. C¸c lo¹i phô t¶i cña nhµ m¸y.

Nguyªn lý lµm viÖc cña lß h¬i 2. Vai trß cña lß h¬i trong c«ng nghiÖp vµ s¶n xuÊt ®iÖn. Nguyªn lý lµm viÖc cña lß h¬i trong nhµ m¸y ®iÖn. C¸c ®Æc tÝnh kü thuËt cña Lß h¬i.

Nhiªn liÖu vµ hiÖu qu¶ sö dông nhiªn liÖu 3. Kh¸i niÖm vÒ nhiªn liÖu. Nhiªn liÖu vµ ph©n lo¹i nhiªn liÖu. Thµnh phÇn vµ ®Æc tÝnh c«ng nghÖ cña nhiªn liÖu.

Qu¸ tr×nh ch¸y cña nhiªn liÖu. C¸c ph−¬ng tr×nh ph¶n øng ch¸y. X¸c ®Þnh thÓ tÝch kh«ng khÝ lý thuyÕt cÊp cho qu¸ tr×nh ch¸y. ThÓ tÝch s¶n phÈm ch¸y sinh ra khi ch¸y nhiªn liÖu.

C©n b»ng nhiÖt vµ tÝnh hiÖu suÊt cña lß. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng nhiÖt tæng qu¸t cña lß. X¸c ®Þnh hiÖu suÊt cña lß h¬i. Tæn thÊt nhiÖt trong lß h¬i.

Tæn thÊt nhiÖt do khãi th¶i mang ra khái lß h¬i q2 (%). Tæn thÊt nhiÖt do ch¸y kh«ng hoµn toµn vÒ hãa häc q3 (%). Tæn thÊt nhiÖt do ch¸y kh«ng hoµn toµn vÒ mÆt c¬ häc q4 (%). Tæn thÊt nhiÖt do táa nhiÖt ra m«i tr−êng xung quanh q5 (%).

Tæn thÊt nhiÖt do xØ mang ra khái lß h¬i q6 (%). Dµn èng buång löa. Bé qu¸ nhiÖt. Vai trß cña bé qu¸ nhiÖt.

CÊu t¹o bé qóa nhiÖt. C¸ch bè trÝ bé qu¸ nhiÖt. §iÒu chØnh nhiÖt ®é h¬i qu¸ nhiÖt. C¸ch nèi bé h©m n−íc.

Bé sÊy kh«ng khÝ. C«ng dông vµ ph©n lo¹i. CÊu t¹o vµ nguyªn lý lµm viÖc. Bè trÝ bé h©m n−íc vµ bé sÊy kh«ng khÝ.

B¬m n−íc cÊp- qu¹t giã- qu¹t khãi. HÖ thèng cung cÊp nhiªn liÖu. HÖ thèng th¶i tro xØ. 49 Ch−¬ng 5: ChÊt l−îng n−íc vµ h¬i 5.

Yªu cÇu chÊt l−îng n−íc cÊp cho lß. Môc ®Ých cña viÖc xö lý n−íc. ChÊt l−îng n−íc cÊp cho lß.2 C¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc. Tuèc bin Ch−¬ng 6.

Nguyªn lý lµm viÖc cña tuèc bin h¬i 6. Kh¸i niÖm vÒ tuèc bin h¬i n−íc. TÇng tuèc bin. Kh¸i niÖm vÒ tÇng tuèc bin.

§é ph¶n lùc cña tÇng tuèc bin. BiÕn ®æi n¨ng l−îng cña dßng h¬i trong tÇng tuèc bin. Tæn thÊt n¨ng l−îng khi dßng h¬i ch¶y bäc ngang d·y c¸nh. Tæn thÊt vµ hiÖu suÊt cña tÇng tuèc bin.

X¸c ®Þnh lùc t¸c dông cña dßng h¬i lªn d·y c¸nh. Tæn thÊt n¨ng l−îng vµ hiÖu suÊt trªn c¸nh ®éng cña tÇng. Tuèc bin nhiÒu tÇng 7. Qu¸ tr×nh lµm viÖc cña tuèc bin nhiÒu tÇng.

Nguyªn lý lµm viÖc cña tuèc bin nhiÒu tÇng. ¦u nh−îc ®iÓm cña Tuèc bin nhiÒu tÇng. HÖ sè hoµn nhiÖt cña tuèc bin nhiÒu tÇng. ¶nh h−ëng cña ®é Èm ®Õn sù lµm viÖc cña tuèc bin.

C©n b»ng lùc däc trôc trong tuèc bin nhiÒu tÇng. C¸c lo¹i tuèc bin h¬i. Tuèc bin ng−ng h¬i thuÇn tóy. Tuèc bin ng−ng h¬i cã cöa trÝch h¬i ®iÒu chØnh.

Tuèc bin ®èi ¸p. Tuèc bin ®èi ¸p cã cöa h¬i trÝch ®iÒu chØnh. CÊu tróc vµ thiÕt bÞ phô vµ ®iÒu chØnh tuèc bin 8. CÊu tróc tuèc bin.

Th©n tuèc bin. R« to tuèc bin. Bé chÌn tuèc bin. B×nh ng−ng.

§iÒu chØnh tuèc bin. Kh¸i niÖm vÒ ®iÒu chØnh tuèc bin h¬i. C¸c ph−¬ng ph¸p ph©n phèi h¬i vµo tuèc bin. C¸c s¬ ®å ®iÒu chØnh tuèc bin h¬i.

S¬ ®å ®iÒu chØnh trùc tiÕp. S¬ ®å ®iÒu chØnh gi¸n tiÕp. HÖ thèng dÇu tuèc bin. ThiÕt bÞ tuèc bin khÝ.

Chu tr×nh nhiÖt cña thiÕt bÞ tuèc bin khÝ. Kh¸i niÖm vÒ thiÕt bÞ tuèc bin khÝ. Ph©n lo¹i c¸c thiÕt bÞ tuèc bin khÝ. Nh÷ng chu tr×nh nhiÖt thiÕt bÞ tuèc bin khÝ th−êng dïng.

C¸c phÇn tö chÝnh cña tuèc bin khÝ. Buång ®èt. Tuèc bin khÝ. 109 PhÇn 4 : Nhµ m¸y NhiÖt ®iÖn Ch−¬ng 10.

HiÖu qu¶ kinh tÕ vµ C¸c biÖn ph¸p n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ cña nhµ m¸y ®iÖn 10. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña nhµ m¸y ®iÖn ng−ng h¬i. HiÖu qu¶ kinh tÕ cña trung t©m nhiÖt ®iÖn. S¬ ®å s¶n xuÊt phèi hîp ®iÖn n¨ng vµ nhiÖt n¨ng.

HiÖu qu¶ cña viÖc s¶n xuÊt phèi hîp ®iÖn n¨ng vµ nhiÖt n¨ng. C¸c biÖn ph¸p n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ cña nhµ m¸y ®iÖn. Thay ®æi th«ng sè h¬i. Chu tr×nh trÝch h¬i gia nhiÖt n−íc cÊp.

Chu nhiÖt qu¸ nhiÖt trung gian h¬i. Më réng nhµ m¸y víi th«ng sè cao. Khö khÝ trong nhµ m¸y ®iÖn. Tæn thÊt h¬i vµ n−íc ng−ng trong nhµ m¸y ®iÖn -c¸c biÖn ph¸p bï tæn thÊt.

S¬ ®¬ nhiÖt vµ bè trÝ ng«i nhµ chÝnh cña nhµ m¸y ®iÖn 11. S¬ ®¬ nhiÖt cña nhµ m¸y ®iÖn. S¬ ®¬ nhiÖt chi tiÕt. Bè trÝ ng«i nhµ chÝnh cña nhµ m¸y ®iÖn.

Nh÷ng yªu cÇu chÝnh khi bè trÝ ng«i nhµ chÝnh. Bè trÝ gian phÔu than .3 Bè trÝ gian tuèc bin. Bè trÝ gian lß h¬i. Lß H¥I Ch−¬ng 2 NGUY£N Lý LµM VIÖC CñA Lß H¥I 2.

Vai trß cña lß h¬i trong c«ng nghiÖp vµ s¶n xuÊt ®iÖn Lß h¬i lµ thiÕt bÞ trong ®ã xÈy ra qu¸ tr×nh ®èt ch¸y nhiªn liÖu, nhiÖt l−îng táa ra sÏ biÕn n−íc thµnh h¬i, biÕn n¨ng l−îng cña nhiªn liÖu thµnh nhiÖt n¨ng cña dßng h¬i. Lß h¬i lµ thiÕt bÞ cã mÆt gÇn nh− trong tÊt c¶ c¸c xÝ nghiÖp, nhµ m¸y, ®Ó s¶n xuÊt h¬i n−íc phôc vô cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng trong nhµ m¸y ®iÖn; phôc vô cho c¸c qu¸ tr×nh ®un nÊu, ch−ng cÊt c¸c dung dÞch, sÊy s¶n phÈm trong c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ë c¸c nhµ m¸y hãa chÊt, ®−êng, r−îu, bia, n−íc gi¶i kh¸t, thuèc l¸, dÖt, chÕ biÕn n«ng s¶n vµ thùc phÈm. Tïy thuéc vµo nhiÖm vô cña lß h¬i trong s¶n xuÊt, ta cã thÓ ph©n thµnh hai lo¹i sau: Trong c¸c nhµ m¸y c«ng nghiÖp nh− nhµ m¸y hãa chÊt, ®−êng, r−îu, bia, n−íc gi¶i kh¸t, thuèc l¸, dÖt, chÕ biÕn thùc phÈm. , h¬i n−íc phôc vô cho c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ nh− ®un nÊu, ch−ng cÊt c¸c dung dÞch, c« ®Æc vµ sÊy s¶n phÈm.

¸p suÊt h¬i t−¬ng øng víi nhiÖt ®é b·o hßa cÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh c«ng nghÖ, nhiÖt ®é th−êng tõ 110 ®Õn 180 0C. Lo¹i lß h¬i nµy ®−îc gäi lµ lß h¬i c«ng nghiÖp, cã ¸p suÊt h¬i thÊp, s¶n l−îng nhá. Trong nhµ m¸y ®iÖn, lß h¬i s¶n xuÊt ra h¬i ®Ó lµm quay tuèc bin, phôc vô cho viÖc s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng, ®ßi hái ph¶i cã c«ng suÊt lín, h¬i lµ h¬i qu¸ nhiÖt cã ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é cao. Lo¹i nµy ®−îc gäi lµ lß h¬i nhµ m¸y ®iÖn.

Nhiªn liÖu ®èt trong lß h¬i cã thÓ lµ nhiªn liÖu r¾n nh− than, cñi, b· mÝa, cã thÓ lµ nhiªn liÖu láng nh− dÇu nÆng (FO), dÇu diezen (DO) hoÆc nhiªn liÖu khÝ. Nguyªn lý lµm viÖc cña lß h¬i trong nhµ m¸y ®iÖn Trong c¸c lß h¬i nhµ m¸y ®iÖn, h¬i ®−îc s¶n xuÊt ra lµ h¬i qu¸ nhiÖt. H¬i qu¸ nhiÖt nhËn ®−îc nhê c¸c qu¸ tr×nh: ®un nãng n−íc ®Õn s«i, s«i ®Ó biÕn n−íc thµnh h¬i b·o hßa vµ qu¸ nhiÖt h¬i ®Ó biÕn h¬i b·o hßa thµnh h¬i qu¸ nhiÖt cã nhiÖt ®é cao trong c¸c bé phËn cña lß. C«ng suÊt cña lß h¬i phô thuéc vµo l−u l−îng, nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt h¬i.

C¸c gi¸ trÞ nµy cµng cao th× c«ng suÊt lß h¬i cµng lín. HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt gi÷a ngän löa vµ khãi víi m«i chÊt trong lß h¬i phô thuéc vµo tÝnh chÊt vËt lý cña m«i tr−êng (s¶n phÈm ch¸y) vµ cña m«i chÊt tham gia qóa tr×nh (n−íc hoÆc h¬i) vµ phô thuéc vµo h×nh d¸ng, cÊu t¹o, ®Æc tÝnh cña c¸c phÇn tö lß h¬i.1 tr×nh bµy nguyªn lý cÊu t¹o cña lß h¬i tuÇn hoµn tù nhiªn hiÖn ®¹i trong nhµ m¸y ®iÖn. Nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ ®−îc phun qua vßi phun sè 1 vµo buång löa sè 2, t¹o thµnh hçn hîp ch¸y vµ ®−îc ®èt ch¸y trong buång löa, nhiÖt ®é ngän löa cã thÓ ®¹t tíi 1. NhiÖt l−îng táa ra khi nhiªn liÖu ch¸y truyÒn cho n−íc trong dµn èng 8 sinh h¬i 3, n−íc t¨ng dÇn nhiÖt ®é ®Õn s«i, biÕn thµnh h¬i b·o hßa.

H¬i b·o hßa theo èng sinh h¬i 3 ®i lªn, tËp trung vµo bao h¬i sè 5. Trong bao h¬i sè 5, h¬i ®−îc ph©n li ra khái n−íc, n−íc tiÕp tôc ®i xuèng theo èng xuèng 4 ®Æt ngoµi t−êng lß råi l¹i sang èng sinh h¬i sè 3 ®Ó tiÕp tôc nhËn nhiÖt. H¬i b·o hßa tõ bao h¬i sè 5 sÏ ®i qua èng gãp h¬i sè 6 vµo c¸c èng xo¾n cña bé qu¸ nhiÖt sè 7. ë bé qu¸ nhiÖt sè 7, h¬i b·o hßa chuyÓn ®éng trong c¸c èng xo¾n sÏ nhËn nhiÖt tõ khãi nãng chuyÓn ®éng phÝa ngoµi èng ®Ó biÕn thµnh h¬i qu¸ nhiÖt cã nhiÖt ®é cao h¬n vµ ®i vµo èng gãp ®Ó sang tua bin h¬i vµ biÕn ®æi nhiÖt n¨ng thµnh c¬ n¨ng lµm quay tua bin.

Nguyªn lý cÊu t¹o cña lß h¬i 1.Vßi phun nhiªn liÖu + kh«ng khÝ; 2. Buång ®èt; 3. phÔu tro l¹nh; 4. Bé qu¸ nhiÖt bøc x¹; 7.

Bé qu¸ nhiÖt nöa bøc x¹; 8. Bé qu¸ nhiÖt ®èi l−u; 10.Bé sÊy kh«ng khÝ; 12. Bé khö bôi; 13. èng gãp n−íc; ë ®©y, èng sinh h¬i sè 3 ®Æt phÝa trong t−êng lß nªn m«i chÊt trong èng nhËn nhiÖt vµ sinh h¬i liªn tôc do ®ã trong èng èng sinh h¬i 3 lµ hçn hîp h¬i vµ n−íc, cßn èng xuèng 4 ®Æt ngoµi t−êng lß nªn m«i chÊt trong èng 4 kh«ng nhËn nhiÖt do ®ã trong èng 4 lµ n−íc.

Khèi l−îng riªng cña hçn hîp h¬i vµ n−íc trong èng 3 nhá h¬n 9 khèi l−îng riªng cña n−íc trong èng xuèng 4 nªn hçn hîp trong èng 3 ®i lªn, cßn n−íc trong èng 4 ®i xuèng liªn tôc t¹o nªn qu¸ tr×nh tuÇn hoµn tù nhiªn, bëi vËy lß h¬i lo¹i nµy ®−îc gäi lµ lß h¬i tuÇn hoµn tù nhiªn. Buång löa tr×nh bµy trªn h×nh 2.1 lµ buång löa phun, nhiªn liÖu ®−îc phun vµo vµ ch¸y l¬ löng trong buång löa.