CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI 1.Tổng quan về lò hơi ống lò ống lửa 1.1 Vai trò của lò hơi - Lò hơi là thiết bị mà trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu mà nhiệt lượng được sinh ra trong quá trình cháy sẽ truyền cho nước trong lò để biến nước thành hơi nhằm sinh ra lượng hơi nóng để mang đi sử dụng. - Lò hơi thường có mặt trong các nhà máy hoá chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, các nhà máy sản suất dược liệu cũng như khách sạn, … - Nhiên liệu đốt trong lò hơi có thể là nhiên liệu rắn như than, gỗ, mùn cưa , bã mía, nhiên liệu lỏng như dầu FO ( Dầu Mazut ), dầu DO ( Dầu Diesel ) hoặc nhiên liệu khí như gas - Lò hơi là một thiết bị không thể thiếu được trong nền kinh tế quốc dân, quốc phòng. Không những nó được dùng trong các khu công nghiệp lớn như nhà máy nhiệt điện, khu công nghiệp cơ khí, mà nó còn đi sâu vào từng cơ sở kinh tế nhỏ, như nấu phở, sấy, sưởi ấm v. Trong các lĩnh vực công nghiệp, lò hơi dùng để sản xuất hơi nước.
Hơi nước sẽ làm chất trung gian tải nhiệt. Và sẽ truyền nhiệt lượng cho sản phẩm cần gia nhiệt trong thiết bị trao đổi nhiệt. Việc sử dụng khói nóng để gia nhiệt trực tiếp cũng được sử dung rộng rãi. Do tiếp xúc trực tiếp nên hiệu suất cao, thiết bị gọn nhẹ, nhưng có nhược điểm: chỉ dùng gia nhiệt những vật phẩm không yêu cầu lắm về độ sạch, trình độ thẩm mỹ và không ảnh hưởng về thành phần hoá học.
Nên đối với những vật phẩm yêu cầu chất lượng cao đều dùng chất tải nhiệt trung gian, tức vẫn cần thiết bị lò hơi. Việc sử dụng lò hơi trong sản xuất ngày càng được sử dụng phổ biến rộng rãi. Nhất là đối với lò hơi công suất nhỏ và vừa, nhu cầu sử dụng ngày càng lớn để đáp ứng nhu cầu ngày càng phát triển kinh tế của đất nước. Với những lò hơi lớn việc sử dụng nhiên liệu là rắn, lỏng, khí còn phụ thuộc vào vị trí địa lý nơi đặt nó làm việc.
Phải xem xét bài toán kinh tế giữa việc vận chuyển hơi sinh ra và giá thành vận hành. Ngoài ra phải kể đến ô nhiễm môi trường.Ví dụ như lò hơi ở các vùng Tây Nguyên dùng để sấy cà phê thì người ta thường chọn sử dụng lò hơi đốt củi nhằm tận dụng số gỗ cà phê lâu năm không có năng lực khai thác để làm SVTH:P.Thuần GVHD:TH.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 9 Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu DO, công suất 2T/h nguyên liệu , hay mùn cưa từ việc gia công trong các xưởng gỗ, sẽ tiết kiệm được chi phí vật liệu cũng như là tránh việc ô nhiễm môi trường khi đốt các nhiên liệu đó một cách lãng phí. Đối với những lò hơi nhỏ mà em đang thiết kế thì việc sử dụng nhiên liệu là dầu có ưu việt hơn. Do lò hơi này thường đặt tại các khách sạn ở thành phố, Với cùng sản lượng hơi, cùng thông số làm việc, khối lượng dầu nhỏ hơn khối lượng than cần dùng.
Do đó chi phí vận chuyển dầu sẽ ít hơn so với than, với lò hơi đốt than cần có một diện tích chứa than lớn. Việc dùng dầu còn dễ dàng trong tự động, hiệu suất lò lớn và không gian lò nhỏ. Việc sử dụng dầu làm nhiên liệu cũng tránh được tối đa sự ô nhiễm mà khi sử dụng nhiên liệu đốt than tạo ra, phù hợp hơn trong môi trường khách sạn đòi hỏi tiêu chuẩn cao về mặt chất lượng không khí.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 xoay phát triển theo tuần tự:kiểu bình ống lò, ống nước đơn giản và phức tạp.1 Theo tuần hoàn lò hơi 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 .2 theo thông số và công xuất cả lò hơi - Lò hơi nhỏ: D ≤ 12 tấn/h - Lò hơi trung bình: 12 tấn/h < D ≤ 110 tấn/h - Lò hơi lớn: D > 110 tấn/h - Lò hơi cực lớn: D > 600 tấn/h SVTH:P.Thuần GVHD:TH.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 10 Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu DO, công suất 2T/h 1.3 Theo công dụng - Phân loại như sau: - Lò hơi tĩnh tại. - Lò hơi nửa di động và di động. - Lò hơi dùng để phát điện.
Phương pháp phân loại như trên chỉ thể hiện một vài đặc tính của lò hơi.3 Một số loại lò hơi 1. Lò hơi ghi xích:Lò hơi ghi xích là loại lò hơi công suất vừa hoặc lớn. Hiện nay đang được sử dụng khá phổ biến trong các ngành công nghiệp bởi các đặc tính vượt trội như: cấp than, thải xỉ hoàn toàn tự động; hoạt động với nhiệt độ và áp suất ổn định; có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu khác nhau; vận hành đơn giản và bền bỉ. Một đặc điểm khiến lò hơi ghi xích được sử dụng rộng rãi nhất trong các loại lò hơi công nghiệp chính là tính đơn giản trong việc bảo trì.
Ngoài ra, lò hơi ghi xích có thể đáp ứng việc đốt than theo nhiều chế độ tiêu thụ hơi. Lò hơi đốt trấu :Lò hơi đốt trấu (lò hơi sử dụng trấu) là một trong các loại lò hơi công nghiệp sử dụng nhiên liệu rẻ tiền. Nhiên liệu chính của loại lò hơi này chính là trấu.Cách thức hoạt động của lò hơi đốt trấu đầu tiên là trấu từ ghe được hút đưa vào kho chứa trấu, từ kho chứa được hút đưa vào miệng chứa lên phểu chứa đặt đầu lò. Tiếp theo, trấu trong lò hơi đốt trấu được gia nhiệt rồi được phun vào buồng đốt bằng quạt, tốc độ nạp trấu được điều chỉnh bằng vis tải.
Cuối cùng, trấu được cháy lơ lửng, rơi xuống và cháy tiếp trên mặt ghi. Tro trấu được đưa về cuối ghi và đưa ra ngoài bằng băng tải tro. Lò hơi tổ hợp công nghiệp, lò hơi đa năng: Lò hơi tổ hợp, lò hơi đa năng là lò hơi hoạt động dựa vào một tổ hợp bao gồm: ống lửa trong phần đối lưu, ống nước trong buồng bức xạ và buồng đốt. Hiện nay, lò hơi tổ hợp là một trong các loại lò hơi công nghiệp được sử dụng rộng rãi bởi ưu điểm là có hiệu suất cao và ổn định hơn các loại nồi hơi khác.
Lý do chính tạo nên ưu điểm này là bởi lò hơi tổ hợp có thêm khoang chứa nước lớn. Lò hơi đốt gas, dầu DO và biomass: Loại lò hơi này được thiết kế rất hiện đại với hệ thống vận hành hoàn toàn tự động. Máy hoạt động êm và ổn định, giá SVTH:P.Thuần GVHD:TH.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 11 Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu DO, công suất 2T/h thành thấp và chế độ bảo dưỡng và chăm sóc chu đáo. Chính vì lý do này mà ngày nay lò hơi đốt gas, dầu DO và diomass được sử dụng khá rộng rãi.
Lò hơi dầu tải nhiệt: Lò hơi dầu tải nhiệt là thiết bị công nghiệp sử dụng nguyên liệu dầu hoặc gas để vận hành, nhằm phục vụ các quá trình sấy, nhuộm, chạy máy, đun nấu, chế biến nông sản, dệt,…, trong các nhà máy, xí nghiệp.Lò hơi dầu tải nhiệt có thiệt kế dạng ống xoắn, được đặt nằm trong quá trình sử dụng. Các ống tiếp nhiệt được xoắn lò xo liên tục với số đầu mối khác nhau tùy vào từng công suất nhiệt.Lò hơi tầng sôi : Lò hơi tầng sôi là một thiết bị sản xuất hơi nước bằng cách đun sôi nước trong một buồng đốt để sản xuất hơi nước có áp suất và nhiệt độ rất cao, thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp như năng lượng, hóa chất, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống. Lò hơi tầng sôi được thiết kế với một số tính năng quan trọng như độ bền, hiệu suất năng lượng cao, dễ sử dụng và bảo trì. Thiết bị này có thể hoạt động với các nguồn nhiên liệu khác nhau như gas, dầu, than, điện, đặc biệt là sinh khối.Lò hơi tàu thuỷ: Loại lò này đặt ống lò và ống lửa song song với nhau, khi ấy dòng khói sau khi đi ra khỏi lò được quay ngược về đi qua ống lửa.
Lò hơi có bao hơi đặt nằm ngang: Các ống nước được đặt nằm nghiêng so với các mặt phẳng nằm ngang một góc nhỏ, ở đây các hệ thống được nối với nhau bằng hai hộp góp, hai hộp góp này được nối với bao hơi đặt dọc, số dãy ống chọn phụ thuộc vào đường kính bao hơi, tức là không thể chọn một cách tuỳ ý 9. Lò hơi trục lưu Ưu điểm và hạn chế của từng loại: Ưu điểm Hạn chế Lò hơi ghi xích - Do kết cấu chuyển động nên - Công suất hạn chế:<100 2 quá trình vận hành quan trọng tấn/ giờ trong lò hơi đó là nhiên liệu và - Yêu cầu khá cao về nhiên thải tro xỉ được tự động hoá, giúp liệu: độ ẩm không vượt quá 20%, giảm được công nhân vận hành. độ tro lớn hơn 20- 25%, kích cỡ - Hiệu suất cao, quá trình nhiên liệu không được quá nhỏ, cháy ổn định. vì sẽ lọt vào mặt sàng ghi SVTH:P.Thuần GVHD:TH.S Nguyễn Thị Hồng Nhung 12 Thiết kế lò hơi đốt dầu nằm ngang, đốt dầu DO, công suất 2T/h -Mặt dưới của ghi được làm mát liên tục nên tuổi thọ ghi cao.
Lò hơi đốt củi, - Nhiên liệu trấu có giá khá rẻ - Nhược điểm đầu tiên và trấu nên giúp các nhà máy, khu công quan trọng nhất của lò hơi đốt nghiệp sản xuất chế biến tiết kiệm củi là hạn chế về công suất, vì chi phí hiệu quả mà hiệu suất vẫn với lò hơi đốt củi, nhiên liệu cao. - thường được nạp vào buồng đốt Tàn dư của lò hơi đốt trấu như bằng thủ công, do đó với công khói, tro, bụi bẩn được dễ dàng xử suất lớn, một lượng lớn nhiên lý đạt tiêu chuẩn bảo vệ môi liệu phải được cấp vào buồng đốt trường ở Việt Nam. bằng sức người trong một giờ để - Thiết kế cấu tạo của lò hơi đốt lò hơi hoạt động. Thông phù hợp với đốt trấu giúp tiêu thụ thường chỉ nên sử dụng lò hơi có trấu thấp với 200kg trấu sẽ tạo ra công suất dưới 8 tấn hơi/giờ.