CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI 1.1 Chọn sơ bộ dạng lò hơi: 1.1 Chọn phương pháp đốt và cấu trúc buồng lửa Dựa vào công suất của lò hơi là 125 T/h và sử dụng nhiên liệu rắn (than gầy) nên chọn lò hơi buồng lửa phun. Chọn lò hơi bố trí theo kiểu chữ π vì đây là loại lò hơi phổ biến nhất hiện nay. Ở loại này các thiết bị nặng như: quạt khói, quạt gió, bộ khử bụi, ống khói điều đặt ở vị trí thấpnhất. Vậy ta sử dụng phương pháp thải xỉ lỏng do nhiên liệu đốt là than gầy có hàm lượng chất bốc thấp (Vch=12%) 9[1] 1.2 Dạng cấu trúc của pheston.
Cấu tạo của pheston gắn liền với cấu tạo dàn ống tường sau của buồng lửa vì các ống của cụm pheston chính là các ống của dàn ống tường sau buồng lửa. Chiều cao của pheston tức cửa ra buồng lửa phụ thuộc vào kích thước đường khói đi vào bộ quá nhiệt. Kích thước cụ thể của pheston sẽ được xác định sau khi đã xác định cụ thể cấu tạo của buồng lửa và các cụm ống xung quanh nó. Vì nó nằm ở đầu ra buồng lửa có nhiệt độ cao ta sẽ đặt các ống xa để tránh đóng xỉ, mồ hóng….
Để cho khói đi qua và lưu thông dễ dàng, tránh đóng xỉ và mài mòn ống ta chia cụm pheston thành 3-5 dãy ống. Ở đây ta chia thành 4 dãy ống.3 Dạng cấu trúc bộ quá nhiệt. Chọn bố trí bộ quá nhiệt đối lưu. Tieu luan Đối với lò có nhiệt độ hơi quá nhiệt từ 510 ℃ trở xuống thì bộ quá nhiệt thường được đặt ở vùng khói có t < 1050 ℃, thường là đặt ở đoạn khói nằm ở đoạn đường khói nằm ngay sau cụm pheston.
Ở đây trao đổi nhiệt giữa khói và cụm ống chủ yếu là trao đổi nhiệt đối lưu nên được gọi là bộ quá nhiệt đối lưu. Các dàn được đặt cách nhau 0,7 – 0,9m để khói dễ dàng lưu thông qua đồng thời tránh khả năng tạo nên cầu xỉ giữa các ống. Thiết kế bố quá nhiệt đặt đứng. Ở lò hơi này 𝑡𝑞𝑛 = 445 ℃ < 510 ℃ nên ta sử dụng bộ quá nhiệt đối lưu.
Bộ quá nhiệt đối lưu được chia thành 2 cấp để tạo điều kiện làm đồng đều trở lực và nhiệt độ giữa các ống xoắn, bên cạnh đó độ gia nhiệt giữa các cấp không lớn lắm và các cấp nhiệt độ hơi trung bình khác nhau nên mỗi cấp được chế tạo bởi các loại vật liệu phù hợp với nhiệt độ làm việc của nó do đó tiết kiệm được vật liệu đắt tiền.4 Bố trí bộ hâm nước và bộ sấy không khí. Việc bố trí bộ hâm nước và bộ sấy không khí có liên quan chặt chẽ với nhau. Nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy sẽ quyết định việc bố trí bộ sấy thành một hay hai cấp và do đó bộ hâm nước cũng sẽ được bố trí cho phù hợp. Nhiệt độ không khí nóng cấp cho lò được chọn dựa vào loại nhiên liệu đốt và loại buồng lửa.
Nhiệt độ không khí nóng càng cao thì nhiên liệu càng dễ cháy và dễ cháy kiệt nhiên liệu nhưng kim loại chế tạo càng phải tốt và bề mặt nhận nhiệt càng lớn do đó giá thành càng cao. Nhiệt độ không khí nóng được chọn theo mục 1. Nhiệt độ không khí nóng cao, bề mặt nhận nhiệt lớn, cần phải đặt một phần daaufra của bộ sấy không khí trong vùng có nhiệt độ khói cao => phân bộ sấy không khí thành 2 cấp, khi đó bộ hâm nước có thể làm một cấp bố trí giữa 2 cấp bộ sấy không khí. Tuy nhiên như vậy thì bộ sấy không khí cấp 2 nằm ngay sau bộ quá nhiệt, vùng có nhiệt độ khói quá cao nên sẽ chóng hỏng.
Để bảo vệ bộ sấy không khí cấp 2, ta chia bộ hâm nước thành 2 cấp và bộ sấy không khí cấp 2 được đặt giữa 2 cấp của bộ hâm nước.5 Đáy buồng lửa Tieu luan Đối với buồng lửa đối bột thải xỉ lỏng thì đáy buồng lửa có dạng đáy bằng, hơi nghiêng ,lỗ thải xỉ đặt giữa hoặc bên cạnh.2Nhiệt độ khói và không khí.1 Nhiệt độ khói thoát ra khỏi lò (θth) Là nhiệt độ khói ra khỏi BSKK tra bảng 1.1 [I] với nhiên liệu rẻ tiền, chọn θ th = 120oC nhờ đó nếu sau này sử dụng nhiên liệu đắt tiền, chất lượng cao hơn vần hoạt động tốt.2 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa (θ”th) Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa θ’’bl được chọn theo loại nhiên liệu, nhiệt độ biến dạng của tro. Đối với than gầy, nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa phải nhỏ hơn t 1 – (50 ⁓ 1000C).3 Chọn nhiệt độ không khí nóng. Nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy không khí được chọn dựa trên loại nhiên liệu, phương pháp đốt và phương pháp thải xỉ. Theo tài liệu 1 trang 15, đối với buồng lửa thải xỉ lỏng với hệ thống nghiền than kiểu kín, ta chọn tkkn = 3500C Sơ đồ cấu tạo tổng thể của lò hơi Tieu luan Hình 1 Chú thích: 1.Bộ quá nhiệt đối lưu Tieu luan 8.Bộ hâm nước cấp 2 9.Bộ sấy không khí cấp 2 10.Bộ hâm nước cấp 1 11.Bộ sấy không khí cấp 1 Tieu luan Đồ án Lò GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Hơi CHƯƠNG II TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 2.
Tính thể tích không khí lý thuyết Được tính cho 1 kg nhiên liệu rắn : V0kk = 0,0889 ( Clv + 0,375 Slv ) + 0,265 Hlv – 0,033 Olv [m3tc/kg] = 0,0889 (70,55 + 0,375. Thể tích sản phẩm cháy 2. Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết Khi cháy 1 kg nhiên liệu rắn : - Theo 2. VRO2 = VCO2 + VSO2 = 0,01866 ( Clv + 0,375Slv ) , m3/kg = 0,01866 ( 70,55 + 0,375.
0,59 ) = 1,32 m3tc/kg - Theo 2. 7,494 = 5,92 m3tc/kg - Theo 2.Gph , m3tc/kg = 0,111.7,494 + 0 ,m3tc/kg = 0,745 m3tc/kg. SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN Lớp: 16N1 Trang 8 Tieu luan Trong đó Gph là lượng hơi để phun dầu vào lò ,đối với nhiên liệu rắn thì Gph = 0. Thể tích khói khô lý thuyết : V0kkho = VRO2 + V0N2 = 1,32 + 5,92 = 7,24 m3tc/kg.
Thể tích khói lý thuyết : V0K = V0kkho + V0H2O = 7,24 + 0,745 = 7,985 m3tc/kg. Thể tích sản phẩm cháy thực tế. Thể tích hơi nước - Theo 2. VH2O = V0H2O + 0,0161 ( - 1 ) V0KK , m3tc/kg 2.
Thể tích khói thực : VK = Vkkhô + VH2O = V0kkho + ( - 1 ) V0KK + VH2O , m3tc/kg 2. Phân thể tích các khí - Khí 3 nguyên tử : Theo 2. Ta có : rRO2 = VRO2/VK - Hơi nước : Theo 2. Ta có : rH2O = V0H2O/VK 2.
Hệ số không khí thừa: Hệ số không khí thừa ra khỏi buồng lửa được xác định tùy thuộc vào loại nhiên liệu, phương pháp đốt. Đối với buồng lửa phun đốt bột than thải xỉ lỏng, hệ số Tieu luan không khí thừa được tính theo bảng 3 (Đặc tính tính toán buồng lửa thải xỉ khô có D từ 75 T/h), tài liệu 1, phụ lục 2, trang 176. Chọn buồng lửa thải xỉ lỏng với nhiên liệu là than gầy => Hệ số không khí thừa đầu ra buồng lửa α’’ = 1,25 Lượng không khí lọt vào trong khói được xác định theo bảng 2. STT Các bộ phận của lò 1 Buồng lửa 0,1 2 Pheston 0 3 Bộ quá nhiệt cấp 2 0,03 4 Bộ quá nhiệt cấp 1 0,03 5 Bộ hâm nước cấp 2 0.02 6 Bộ sây không khí cấp 2 0,03 7 Bộ hâm nước cấp 1 0,02 8 Bộ sấy không khí cấp 1 0,03 9 Hệ thống nghiền than 0,1 Hệ số không khí thừa từng nơi trong buồng lửa được xác định bằng cách cộng hệ số không khí thừa của buồng lửa với hệ số không khí lọt vào các bộ phận đang khảo sát, được tính như sau: ’' = ’ + ∆ Ta có bảng hệ số không khí thừa: Tieu luan STT Tên bề mặt đốt Hệ số không khí thừa Đầu vào ’ Đầu ra ” 1 Buồng lửa 1,15 1,25 2 Pheston 1,25 1,25 3 Bộ quá nhiệt cấp 2 1,25 1,28 4 Bộ quá nhiệt cấp 1 1,28 1,31 5 Bộ hâm nước cấp 2 1,31 1,33 6 Bộ sấy không khí cấp 2 1,33 1,36 7 Bộ hâm nước cấp 1 1,36 1,38 8 Bộ sấy không khí cấp 1 1,38 1,41 Lượng không khí ra khỏi bộ sấy không khí β" = ”bl - 0 - n = 1,25 - 0,1 - 0.1 = 1,05 0: lượng không khí lọt vào buồng lửa n: lượng không khí lọt vào hệ thống nghiền than 2.
Thể tích thực của sản phẩm cháy 1. Thể tích hơi nước VH2O = V0H2O + 0,0161 ( - 1 ) V0KK , [m3tc/kg] =0,745 + 0. Thể tích khói thực: Vk = Vkkhô + VH2O = V0kkho + ( - 1 ) V0kk + VH2O , [m3tc/kg] =7,24 + (1,25 - 1). Phân thể tích các khí - Khí 3 nguyên tử : rRO2 = VRO2/Vk = 1,32/9,863 = 0,133 - Hơi nước : rH2O = V0H2O/Vk = 0,745/9,863 = 0,075 4.
Nồng độ tro bay theo khói μ = 10.0,95)/9,863 = 8,187 [g/m3tc] Với ab = 0,95 là tỉ lệ tro bay theo khói, theo bảng 3 trang 176 tài liệu 1.Tính entanpi của không khí và khói Entanpi của không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy là: Iokk = V0kk(Cp)kk ,[kJ/kg] trong đó: V0kk – thể tích không khí lý thuyết, [m3tc/kg] Cp – nhiệt dung riêng của không khí, [kJ/m3tcK] Cp = 1,2866 + 0,0001201.t - nhiệt độ của các chất khí [0C] Entanpi của khói lý thuyết được tính: I0k = VRO2(C)RO2 + V0N2(C)N2 + V0H2O(C)H2O, [kJ/kg] Trong đó C là nhiệt dung riêng [kJ/kgđộ] Entanpi của tro bay: ab.Alv Itr= Ctro.I0kk + Itr [kJ/kg] Tieu luan 103.Alv Mà Itr lv = 103.8,5/28990 = 0,28 < 6 nên bỏ qua = Qt Bảng 2.1: Đặc tính sản phẩm cháy Tieu luan Đồ án Lò GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng Hơi TT Tên Ký Công thức tính Đơn vị BL BQN2 BQN1 BHN2 BSK2 BHN1 BSKK1 Khói đại hiệu & thài lượng feston 1 Hệ số α’’ 1,25 1,28 1,31 1,33 1,36 1,38 1,41 1,41 kk thừa đầu ra 2 Hệ số α (α’’ + α’)/2 1,25 1,265 1,295 1,32 1,345 1,37 1,395 1,395 kk thừa trung bình 3 Lượng Vthừa (α – 1)V0kk m3tc/kg 1,873 1,986 2,211 2,398 2,585 2,77 2,96 2,96 không khí thừa 4 Thể VH2O V0H2O+0.