Chương 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI 1. Theo chế độ đốt nhiên liệu - Trong buồng lửa phân loại như sau: + Lò hơi đốt theo lớp: lò ghi thủ công (ghi cố định), lò ghi nửa cơ khí và lò ghi cơ khí, + Lò hơi đốt theo dạng ngọn lửa: đốt than bột, đốt nhiên liệu lỏng hay khí, khí gas, thải xỉ lỏng hay xỉ khô, + Lò hơi đốt kiểu tầng sôi và tầng sôi tuần hoàn, + Lò có buồng đốt xoáy,….phát triển theo tuần tự: kiểu bình ống lò, ống nước đơn giản và phức tạp. Theo chế độ tuần hoàn của nước - Trong giàn ống sinh hơi phân loại như sau: + Tuần hoàn tự nhiên, + Tuần hoàn cưỡng bức có bội số tuần hoàn lớn, + Lò tuần hoàn có hỗ trợ của bơm, + Lò hơi trực lưu. Theo thông số và công suất của lò hơi + Lò hơi thông số nhỏ công suất thấp, + Lò hơi công suất vừa và thông số hơi trung bình, + Lò hơi công suất lớn thông số cao, siêu cao, cận tới hạn và siêu tới hạn….
Theo công dụng - Phân loại như sau: + Lò hơi tĩnh tại, + Lò hơi nửa di động và di động, + Lò hơi công nghiệp, + Lò hơi dùng để phát điện. - Phương pháp phân loại như trên chỉ thể hiện một vài đặc tính của lò hơi. Lò hơi ống lò và ống lửa 1. Lò hơi ống lò - Lò hơi đơn giản nhất có dạng một bình trụ, khói đốt nóng ngoài bình để tăng khả năng truyền nhiệt của lò, người ta có thể tăng bề mặt truyền nhiệt của lò, tăng số bình của lò bằng cách đặt trong bình lớn nhất một hai đến ba ống ( 500 ÷ 800 mm ) gọi là ống lò, khói đi trong ống lò có thể quặt ra sau để đốt nóng ngoài vỏ bình.
SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 2 Tính toán thiết kế lò hơi đốt dầu DO công suất 1.5T/h dùng để giặt ủi tại Khách sạn Hội An - Ưu điểm là không đòi hỏi bảo ôn buồng lửa, có thể tích chứa nước lớn, tuy nhiên có khuyết điểm là khó tăng bề mặt truyền nhiệt theo yêu cầu công suất, hơi sinh ra thường là hơi bão hòa. Lò hơi ống lò thường có sản lượng bé khoảng ( 2 - 2,5T/h ), ống lò thường đặt lệch tâm với bình để đảm bảo tuần hoàn nước trong bình. Lò hơi ống lửa - Trong loại này ống lò được thay bằng ống lửa với kích thước bé hơn (50 ÷ 150 mm ).
Buồng lửa đặt dưới lò, khói sau khi qua ống lửa còn có thể quặt ra hai bên đốt nóng bên ngoài lò. - Ưu điểm là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm so với loại ống lò, tuy nhiên vẫn hạn chế khả năng tăng công suất và chất lượng hơi theo yêu cầu. 1 Lò hơi ống lò ống lửa 1. Lò hơi tàu thủy - Loại lò này đặt ống lò và ống lửa song song với nhau, khi ấy dòng khói sau khi đi ra khỏi lò được quặt trở lại để đi trong lửa, loại lò này còn có ưu điểm khá lớn là kích thước rất gọn, chiếm diện tích đặt ít nhưng vận hành và sửa chữa vất vả do kích thước buồng lửa quá nhỏ và đặt ở những độ cao khác nhau.
- Tóm lại: Các loại ống lò ống lửa đều có nhược điểm: + Hạn chế việc tăng áp suất và sản lượng hơi, + Yêu cầu về chất lượng nhiên liệu sử dụng cao, + Suất tiêu hao kim loại dùng để chế tạo lò lớn, SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 3 Tính toán thiết kế lò hơi đốt dầu DO công suất 1.5T/h dùng để giặt ủi tại Khách sạn Hội An + Khó khử cáu cặn nước bám vào vách kim loại hay tro bám mặt ngoài ống, + Hiệu suất lò thấp, + Nhưng lò hơi cũng có những ưu điểm sau đây nên được sử dụng rộng rãi, chủ yếu cho các nghành công nghiệp nhẹ và các nghành giao thông vận tải, + Có thể tích chứa nước lớn nên có khả năng tích lũy nhiệt lớn nên phục vụ cho nhu cầu về phụ tải thay đổi nhiều, + Kích thước rất gọn, chiếm chỗ đặt ít, + Bảo ôn lò rất đơn giản. Lò hơi ống nước tuần hoàn tự nhiên 1. Lò hơi ống nước nằm ngang - Các ống nước được đặt nằm nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang một góc nhỏ, ở đây các hệ thống được nối với nhau bằng hai hộp góp, hai hộp này được nối với bao hơi đặt dọc, số dãy ống chọn phụ thuộc đường kính bao hơi, tức là không thể chọn một cách tùy ý.
- Những khuyết điểm ở lò hơi hộp góp là mặt phẳng rộng nên không thể tăng áp suất lên được, các ống hấp thụ và giãn nở nhiệt khác nhau dễ gây xì hở mối nối ống vào thành hộp góp. - Để khắc phục những khuyết điểm của họp góp người ta chia họp góp thành nhiều ống góp tiết diện vuông hay chữ nhật, mỗi ống góp nối với dãy ống theo phương dọc. 3 Lò hơi ống nước nằm ngang SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 4 Tính toán thiết kế lò hơi đốt dầu DO công suất 1.5T/h dùng để giặt ủi tại Khách sạn Hội An 1.
Lò hơi có bao hơi đặt nằm ngang - Ngoài ưu điểm cho phép tăng bề mặt của lò, giảm được suất tiêu hao kim loại, lò hơi loại này có ưu điểm là ống góp được nối với bao hơi bằng những ống cong, tạo nên một cơ cấu đàn hồi. - Lò hơi ống nước nằm ngang có những ưu điểm sau: + Tăng áp suất và sản lượng hơi nước lên rất nhiều so với lò hơi ống lửa, ống nước thẳng nên dễ dàng thải cáu bẩn trong ống, + Cho phép sử dụng nhiên liệu có chất lượng xấu. - Nhưng lò hơi ống nước nằm nghiêng có những khuyết điểm sau: + Suất tiêu hao kim loại để chế tạo lò lớn, + Tường buồng lửa phải làm việc nặng nề vì phải tiếp xúc với khói có nhiệt độ cao, + Tuần hoàn nước còn yếu vì ống đặt nằm nghiêng với góc bé, thường từ ống thứ 7 trở lên tuần hoàn rất yếu hay không có nên khi chế tạo người ta cũng chỉ thực hiện ống góp có 7 ống nước, + Lò hơi ống nước nằm nghiêng chủ yếu phục vụ cho các xí nghiệp, công nghiệp mà ở đây điều kiện xử lý nước không được đầy đủ, + Ở nước ta, loại lò hơi này chỉ được sử dụng trong một số xí nghiệp công nghiệp, + Thông số hơi thường không quá 1,5 ( MN/ m² ), 350°C, sản lượng hơi không quá 12 T/h. Lò hơi ống nước đứng - Loại lò này có nhiều ưu điểm, song cũng có nhiều nhược điểm: + Do sử dụng nhiều bao hơi nên hiệu suất tiêu hao kim loại tương đối lớn, vốn đầu tư cao, khó tăng công suất và thông số lò, + Tuần hoàn không ổn định lắm vì do ống xuống bị đốt nóng, + Có yêu cầu cao về hệ số bảo ôn, - Bước phát triển tiếp theo của các lò hơi ống nước cong dựa trên các tiêu chuẩn: + Tăng áp suất và công suất lò, + Giảm trọng lượng kích thước lò bằng cách giảm số bao hơi 1 đến 2 cái và tăng chiều dài ống nước, + Tăng bề mặt nhiệt hấp thụ nhiệt bức xạ bằng cách đặt thêm các giàn ống và giảm nhẹ bảo ôn lò hơi, + Hoàn thiện việc tuần hoàn của nước và hỗn hợp hơi nước bằng cách khắc phục trở lực trong ống nối giữa hai bao hơi trên và dưới đảm bảo cho ống nước xuống của lò không bị đốt nóng, + Tăng hiệu suất nhiệt bằng cách đặt thêm các bề mặt đốt ở phần cuối đường khói thải, sử dụng không khí nóng.
SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 5 Tính toán thiết kế lò hơi đốt dầu DO công suất 1.5T/h dùng để giặt ủi tại Khách sạn Hội An Hình 1. 4 Lò hơi ống nước đứng 1. Cấu tạo của một số lò tuần hoàn tự nhiên hiện đại - Lò hơi hai bao hơi: Lò hơi này có bao hơi đặt dọc đường khói, được chế tạo với công suất từ 2 đến 10 tấn, áp suất 1,28 ( MN/ m² ), dùng hơi bão hòa hay hơi quá nhiệt tới 350°C.
- Ở phần trước của hai bao hơi được nối với hai ống góp bởi hai hệ thống dàn ống của tường bên, phần sau nối với bao hơi dưới bởi một cụm ống. - Để ngăn ngừa khả năng kéo dài của ngọn lửa vào trong cụm ống đối lưu, buồng lửa được chia thành hai phần: Buồng lửa chính và buồng lửa cháy kiệt, sản phẩm cháy ra khỏi buồng lửa chính được đưa sang buồng cháy kiệt, rồi sau đó đi vào trong cụm ống đối lưu của lò. Lò chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp nhưng cũng có thể dùng cho việc chạy động cơ hơi nước. Lò hơi một bao hơi - Chạy ghi xích được dùng chủ yếu cho các nhà máy điện có công suất nhỏ và được sản xuất với hai loại 20 và 35 T/h với thông số hơi 3,82 ( MN/m² ), 450°C phục vụ cho hai loại tua bin ngưng hơi trung áp công suất 4000 ( KW ) và 6000 ( KW ), thuộc loại lò hơi hiện đại có cấu tạo hoàn thiện, dàn ống bức xạ nhiệt đặt xung quanh buồng lửa và ống xuống không hấp thụ nhiệt.
Bộ quá nhiệt hai cấp đặt ngay sau cụm ống pheston có đầy đủ bề mặt đốt phần đuôi để gia nhiệt không khí nóng tới 150°C và giảm nhiệt độ khói thải xuống khoảng ( 150 ÷ 180°C ). Nếu sử dụng nhiên liệu hợp lý thì hiệu suất của lò đạt tới 80%. SVTH: Hứa Quang Nhật GVHD: TS. Hồ Trần Anh Ngọc 6 Tính toán thiết kế lò hơi đốt dầu DO công suất 1.5T/h dùng để giặt ủi tại Khách sạn Hội An 1.
Lò hơi đốt bột than - Lò có sản lượng từ 20 tấn trở lên, áp suất trung bình chỉ chế tạo với 75 T/h lò sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau: rắn, lỏng, khí. - Toàn bộ được chia thành 27 khối trọn vẹn và chỉ có một số phần nhỏ các chi tiết ở dạng lẻ. Bảo ôn lò cũng được thực hiện theo dạng khối gồm những tấm bê tông chịu lửa đúc sẵn được nối với dàn ống bằng bulông. - Việc chế tạo lò theo phương pháp lắp khối đã rút ngắn được thời gian lắp ráp của lò lên rất nhiều, các lò trung áp 75 T/h dùng trong các nhà máy điện ngưng hơi công suất 12000 ( KW ).