Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong cơ cấu công nghiệp chế biến nông sản, quá trình sản xuất đường tiêu thụ một lượng nhiệt năng và điện năng rất lớn. Việc sử dụng nguồn nhiên liệu hóa thạch truyền thống không chỉ làm gia tăng chi phí vận hành mà còn gây áp lực lớn lên môi trường do phát thải khí nhà kính. Tại Nhà máy đường An Khê – Gia Lai, lượng phụ phẩm bã mía sau quá trình ép mía phát sinh với khối lượng hàng nghìn tấn mỗi vụ sản xuất. Việc tận dụng nguồn phụ phẩm sinh khối bã mía làm nhiên liệu đốt trực tiếp cho lò hơi là giải pháp kỹ thuật nhằm tự chủ năng lượng cho dây chuyền chế biến đường, giải quyết triệt để chất thải rắn tại chỗ và giảm thiểu ô nhiễm môi trường xung quanh.
Đề tài khóa luận được giao thực hiện nhằm giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể sau:
- Tra cứu lý thuyết và tổng quan về nguồn nhiên liệu sinh khối cùng các dạng công nghệ lò hơi đốt ghi.
- Xác định các thông số vật lý, hóa học của nhiên liệu bã mía và tính toán thể tích không khí, sản phẩm cháy thực tế.
- Thiết lập cân bằng nhiệt lò hơi để xác định các tổn thất nhiệt, hiệu suất nhiệt và lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán.
- Tính toán thiết kế kích thước hình học buồng lửa và dàn ống sinh hơi.
- Tính toán nhiệt và thiết kế cấu tạo cụm ống Pheston bảo vệ bề mặt đốt đối lưu.
- Tính toán thiết kế hệ thống bộ quá nhiệt gồm hai cấp (cấp I và cấp II) có trang bị bộ giảm ôn để cung cấp thông số hơi ổn định.
- Tính toán thiết kế bộ hâm nước cấp kiểu chưa sôi.
- Tính toán thiết kế bộ sấy không khí hạ nhiệt độ khói thải và gia nhiệt không khí cấp.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Lò hơi công nghiệp đốt nhiên liệu bã mía buồng lửa ghi thải xỉ khô, sản lượng định mức $D = 70\text{ tấn/h}$, thông số hơi quá nhiệt $t_{qn} = 440^\circ\text{C}$, áp suất $p_{qn} = 42\text{ bar}$, nhiệt độ nước cấp $t_{nc} = 230^\circ\text{C}$.
- Phạm vi không gian: Điều kiện vận hành thực tế tại Nhà máy đường An Khê – Gia Lai.
- Phạm vi thời gian: Số liệu và tính toán kỹ thuật hoàn thành vào tháng 06 năm 2021.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận áp dụng hệ thống lý thuyết kỹ thuật nhiệt, nhiệt động lực học và truyền nhiệt trong lò hơi công nghiệp:
- Khung lý thuyết tính toán: Sử dụng phương pháp cân bằng nhiệt lò hơi theo tiêu chuẩn thiết kế nhiệt thiết bị lò hơi công nghiệp; lý thuyết trao đổi nhiệt bức xạ trong buồng lửa (phương pháp Gurvich); lý thuyết truyền nhiệt đối lưu và bức xạ của dòng khói qua chùm ống trao đổi nhiệt; phương pháp nội suy 3 điểm xác định nhiệt độ cân bằng khói sau các bề mặt đốt.
- Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp giải tích kỹ thuật kết hợp tra cứu toán đồ truyền nhiệt đối lưu, toán đồ hệ số bám bẩn, toán đồ bức xạ của khí 3 nguyên tử ($RO_2, H_2O$) và tro bay; tra cứu bảng nhiệt động học của nước và hơi nước bão hòa/quá nhiệt.
- Nguồn dữ liệu đầu vào:
- Thành phần làm việc của nhiên liệu bã mía: Carbon ($C^w$) = 22,16%, Hydro ($H^w$) = 2,84%, Oxy ($O^w$) = 21,00%, Nitơ ($N^w$) = 0%, Lưu huỳnh ($S^w$) = 0%, Độ tro ($A^w$) = 4,00%, Độ ẩm ($W^w$) = 50,00%.
- Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu: $Q_{lv}^t = 6885,3848\text{ kJ/kg}$.
| Đại lượng thành phần |
Ký hiệu |
Giá trị (%) |
| Carbon |
$C^w$ |
22,16 |
| Hydro |
$H^w$ |
2,84 |
| Oxy |
$O^w$ |
21,00 |
| Nitơ |
$N^w$ |
0,00 |
| Lưu huỳnh |
$S^w$ |
0,00 |
| Tro |
$A^w$ |
4,00 |
| Độ ẩm |
$W^w$ |
50,00 |
| Nhiệt trị thấp làm việc |
$Q_{lv}^t$ |
6885,3848 kJ/kg |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương này tổng hợp bối cảnh phát triển năng lượng sinh khối trong và ngoài nước. Tại Malaysia, lượng sinh khối đạt 96,54 triệu tấn/năm với 4 công nghệ chuyển đổi nhiệt hóa chính: khí hóa, nhiệt phân, hóa lỏng và xử lý nước. Tại Việt Nam, tiềm năng sinh khối đạt hơn 160 triệu tấn/năm; dự báo tiềm năng kỹ thuật nguồn điện sinh khối đạt 75,5 triệu MWh vào năm 2030 và 82,17 triệu MWh vào năm 2050. Chương 1 trình bày đặc tính thân thiện môi trường của sinh khối (hàm lượng lưu huỳnh bằng 0%, phát thải $CO_2$ tuần hoàn) và bảng so sánh giá trị gia nhiệt của bã mía (21,2 MJ/kg khô) so với than đá, gỗ, vỏ thông, rác thô và rơm rạ. Ngoài ra, tác giả phân loại các dạng lò hơi và phân tích ưu - nhược điểm của công nghệ lò hơi ghi tĩnh đốt bã mía: cấu tạo đơn giản, đốt được nhiên liệu kích thước không đồng đều, chi phí thấp, nhưng hiệu suất thấp và yêu cầu nhiều nhân công vận hành.
Chương 2: Tính toán, cân bằng nhiệt lò hơi
Tác giả lựa chọn bố trí lò hơi theo hình chữ $\Pi$, buồng lửa ghi thải xỉ khô với đáy phễu nghiêng. Chọn nhiệt độ khói thoát ra khỏi lò $\theta_{th} = 140^\circ\text{C}$, nhiệt độ không khí lạnh $t_0 = 30^\circ\text{C}$, hệ số không khí thừa cửa ra buồng lửa $\alpha'' = 1,35$.
- Thể tích không khí lý thuyết: $V_{kk}^0 = 2,0455\text{ m}^3\text{tc/kg}$.
- Thể tích khói khô lý thuyết: $V_{k}^0 = 2,8759\text{ m}^3\text{tc/kg}$; Tổng thể tích khói lý thuyết: $V_{kh}^0 = 3,8426\text{ m}^3\text{tc/kg}$.
- Bảng entanpy của sản phẩm cháy được lập từ $100^\circ\text{C}$ ($I_{kh} = 426,59\text{ kJ/kg}$) đến $1500^\circ\text{C}$ ($I_{kh} = 7639,91\text{ kJ/kg}$).
- Các thành phần tổn thất nhiệt: Tổn thất do khói thải $q_2 = 4,96%$; do cháy không hoàn toàn về hóa học $q_3 = 0%$; do cháy không hoàn toàn về cơ học $q_4 = 6,34%$; do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh $q_5 = 1,26%$; do xỉ mang ra ngoài $q_6 = 1,26%$.
- Hiệu suất nhiệt của lò hơi đạt $\eta = 86,18%$.
- Lượng tiêu hao nhiên liệu thực tế $B = 30,739\text{ tấn/h}$; Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán $B_{tt} = 28,790\text{ tấn/h}$.
| Thành phần tổn thất và thông số cân bằng |
Ký hiệu |
Giá trị |
Đơn vị |
| Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài |
$q_2$ |
4,96 |
% |
| Tổn thất do cháy không hoàn toàn về hóa học |
$q_3$ |
0,00 |
% |
| Tổn thất do cháy không hoàn toàn về cơ học |
$q_4$ |
6,34 |
% |
| Tổn thất nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh |
$q_5$ |
1,26 |
% |
| Tổn thất nhiệt do tro xỉ mang ra ngoài |
$q_6$ |
1,26 |
% |
| Tổng các tổn thất nhiệt |
$\sum q$ |
13,82 |
% |
| Hiệu suất nhiệt lò hơi |
$\eta$ |
86,18 |
% |
| Tiêu hao nhiên liệu thực tế |
$B$ |
30,739 |
tấn/h |
| Tiêu hao nhiên liệu tính toán |
$B_{tt}$ |
28,790 |
tấn/h |
Chương 3: Thiết kế buồng lửa
Dựa trên nhiệt thế thể tích chọn trước $q_v = 300\text{ kW/m}^3$, thể tích buồng lửa tính toán và hiệu chỉnh theo bản vẽ đạt $V_{bl} = 166,92\text{ m}^3$. Chiều cao buồng lửa $H = 13\text{ m}$, chiều dài ngọn lửa $L = 12\text{ m}$, diện tích tiết diện ngang $F_c = 14\text{ m}^2$ (chiều rộng $a = 3,1\text{ m}$, chiều sâu $b = 4,5\text{ m}$, tỷ lệ $a/b = 0,68$). Bố trí 01 vòi cấp nhiên liệu ở tường trước.
- Dàn ống sinh hơi sử dụng ống thép đường kính ngoài $d = 76\text{ mm}$, bước ống $s = 90\text{ mm}$ ($s/d = 1,18$), khoảng cách từ tâm ống đến tường $e = 32\text{ mm}$.
- Số lượng ống: Tường trước 34 ống, tường sau 34 ống, hai tường bên 98 ống.
- Tổng diện tích bề mặt bức xạ hữu hiệu của buồng lửa: $F_{bx} = 147,7\text{ m}^2$.
- Nhiệt độ khói tại cửa ra buồng lửa sau khi trao đổi nhiệt bức xạ đạt $\theta''_{bl} = 957,4^\circ\text{C}$.
Chương 4: Thiết kế dãy Pheston
Dãy Pheston được cấu tạo từ các ống uốn thưa của dàn ống sinh hơi tường sau nhằm bảo vệ bộ quá nhiệt phía sau không bị đóng xỉ và giảm nhiệt độ khói. Cụm ống bố trí so le gồm 4 cụm, mỗi cụm 9 ống (tổng cộng 36 ống), đường kính ngoài $d = 76\text{ mm}$, bước ngang $S_1 = 200\text{ mm}$ ($S_1/d = 2,63$), bước dọc $S_2 = 150\text{ mm}$ ($S_2/d = 1,97$), chiều dài mỗi ống $l = 7,7\text{ m}$.
- Tổng diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của Pheston: $F = 62,2\text{ m}^2$ (diện tích chịu bức xạ $46,65\text{ m}^2$, diện tích chịu đối lưu $15,55\text{ m}^2$).
- Khói chuyển động qua Pheston với tốc độ trung bình $11,46\text{ m/s}$; nhiệt độ khói giảm từ $957,4^\circ\text{C}$ xuống $910^\circ\text{C}$.
- Tổng nhiệt lượng hấp thụ hữu ích của lò $Q_{hi} = 167.521.816\text{ kJ/h}$ được phân phối cụ thể cho các bề mặt sinh hơi, quá nhiệt, hâm nước và sấy không khí.
Chương 5: Thiết kế bộ quá nhiệt
Bộ quá nhiệt được phân làm hai cấp để gia nhiệt cho hơi bão hòa áp suất 42 bar ($t_{bh} = 253,22^\circ\text{C}$) thành hơi quá nhiệt $440^\circ\text{C}$:
- Bộ quá nhiệt cấp II (vùng nhiệt độ cao): Bố trí ống song song nhằm chống đóng xỉ tro bã mía. Sử dụng ống thép cacbon đường kính ngoài $d = 51\text{ mm}$, đường kính trong $d_{tr} = 46\text{ mm}$, bước ngang $S_1 = 136\text{ mm}$ ($S_1/d = 2,6$), bước dọc $S_2 = 110\text{ mm}$ ($S_2/d = 2,2$). Kết cấu gồm 8 dãy dọc, mỗi dãy ngang 16 ống (tổng cộng 128 ống), tổng diện tích trao đổi nhiệt $F = 38,2\text{ m}^2$. Khói đi vào ở $910^\circ\text{C}$ và ra ở $890^\circ\text{C}$; nhiệt độ hơi đi vào $412,74^\circ\text{C}$ và ra đạt $440^\circ\text{C}$.
- Bộ quá nhiệt cấp I (vùng nhiệt độ thấp): Bố trí chùm ống xoắn so le để tăng cường hệ số truyền nhiệt đối lưu ($k = 83,98\text{ W/m}^2\text{K}$). Ống thép đường kính $d = 51\text{ mm}$, bước ngang $S_1 = 160\text{ mm}$ ($S_1/d = 3,14$), bước dọc $S_2 = 140\text{ mm}$ ($S_2/d = 2,2$). Kết cấu gồm 14 dãy dọc, mỗi dãy ngang 23 ống (tổng cộng 299 ống). Diện tích truyền nhiệt tính toán là $166,95\text{ m}^2$, diện tích thiết kế thực tế là $168,34\text{ m}^2$, mức sai lệch là $0,83%$. Nhiệt độ khói giảm từ $890^\circ\text{C}$ xuống $671,20^\circ\text{C}$; nhiệt độ hơi nâng từ $253,22^\circ\text{C}$ lên $412,74^\circ\text{C}$.
Chương 6: Thiết kế bộ hâm nước cấp
Nhiệt độ nước ra khỏi bộ hâm nước tính toán đạt $238,73^\circ\text{C}$, thấp hơn nhiệt độ bão hòa ở 42 bar ($253,22^\circ\text{C}$), do đó tác giả chọn bộ hâm nước kiểu chưa sôi bằng ống thép trơn.
- Dòng nước và dòng khói chuyển động ngược chiều (khói đi từ trên xuống, nước từ dưới lên).
- Ống trơn đường kính ngoài $d = 51\text{ mm}$, bố trí so le với bước ngang $S_1 = 144\text{ mm}$ ($S_1/d = 2,8$), bước dọc $S_2 = 76\text{ mm}$ ($S_2/d = 1,5$).
- Số lượng ống: 21 ống trên mỗi dãy ngang và 35 ống trên mỗi dãy dọc.
- Diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt tính toán là $354,81\text{ m}^2$, diện tích thực tế lắp đặt là $353,61\text{ m}^2$, độ sai lệch giữa thiết kế và tính toán là $0,338%$.
- Nhiệt độ khói giảm từ $671,20^\circ\text{C}$ xuống $236,12^\circ\text{C}$; nhiệt độ nước cấp được gia nhiệt từ $230^\circ\text{C}$ lên $238,73^\circ\text{C}$.
Chương 7: Thiết kế bộ sấy không khí
Bộ sấy không khí sử dụng ống thép cacbon đường kính ngoài $d = 51\text{ mm}$, đường kính trong $d_{tr} = 48\text{ mm}$, bố trí so le với bước ngang $S_1 = 110\text{ mm}$ ($S_1/d = 2,16$) và bước dọc $S_2 = 60\text{ mm}$ ($S_2/d = 1,18$).
- Bề mặt truyền nhiệt được chia làm 3 đoạn dọc theo chiều cao đường khói (mỗi đoạn cao 3 m) để phân bổ ứng suất nhiệt và tiện sửa chữa.
- Phần ống phía dưới cùng tiếp xúc với khói nhiệt độ thấp dễ bị ăn mòn điểm sương nên được thiết kế tách riêng một đoạn dài 100 mm giúp thay thế nhanh chóng khi bị hư hỏng.
- Kết cấu gồm 4 cụm theo chiều rộng đường khói ($6\text{ m}$), 15 dãy ống ngang và 26 dãy ống dọc, trung bình 383 ống mỗi cụm.
- Bộ sấy không khí tiếp nhận khói ở $236,12^\circ\text{C}$ và hạ nhiệt độ khói thải xuống $140^\circ\text{C}$ trước khi thải ra ống khói qua xyclo khử bụi.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán thiết kế chính
Hệ thống tính toán nhiệt đã xác lập đầy đủ bảng thông số kết cấu và chế độ nhiệt của toàn bộ các cụm bề mặt trao đổi nhiệt trong lò hơi $70\text{ tấn/h}$:
| Bề mặt trao đổi nhiệt |
Loại kết cấu / Bố trí |
Đường kính ống ($d$) |
Bước ống ($S_1 \times S_2$) |
Nhiệt độ khói vào/ra ($^\circ\text{C}$) |
Nhiệt độ môi chất vào/ra ($^\circ\text{C}$) |
Diện tích truyền nhiệt ($F$) |
Sai lệch thiết kế |
| Buồng lửa |
Vách màng ống nước |
76 mm |
$s = 90\text{ mm}$ |
Cháy $\to 957,4$ |
Nước sôi ($253,22$) |
$147,7\text{ m}^2$ (hữu hiệu) |
- |
| Cụm Pheston |
4 cụm x 9 ống so le |
76 mm |
$200 \times 150\text{ mm}$ |
$957,4 \to 910,0$ |
Hơi bão hòa ($253,22$) |
$62,2\text{ m}^2$ |
- |
| Bộ quá nhiệt cấp II |
8 dãy x 16 ống song song |
51 mm |
$136 \times 110\text{ mm}$ |
$910,0 \to 890,0$ |
Hơi: $412,74 \to 440,0$ |
$38,2\text{ m}^2$ |
- |
| Bộ quá nhiệt cấp I |
14 dãy x 23 ống so le |
51 mm |
$160 \times 140\text{ mm}$ |
$890,0 \to 671,2$ |
Hơi: $253,22 \to 412,74$ |
$168,34\text{ m}^2$ |
0,83% |
| Bộ hâm nước |
35 dãy x 21 ống so le, ngược chiều |
51 mm |
$144 \times 76\text{ mm}$ |
$671,2 \to 236,12$ |
Nước: $230,0 \to 238,73$ |
$353,61\text{ m}^2$ |
0,338% |
| Bộ sấy không khí |
4 cụm x (15x26) ống so le (3 đoạn) |
51 mm |
$110 \times 60\text{ mm}$ |
$236,12 \to 140,0$ |
Không khí cấp |
$3\text{ đoạn} \times 3\text{ m}$ |
- |
Giải pháp kỹ thuật và đóng góp
- Giải pháp chống đóng xỉ: Bố trí cụm ống Pheston bước rộng ($S_1/d = 2,63$) tại cửa ra buồng lửa và lắp đặt các ống của bộ quá nhiệt cấp II theo kiểu song song bước ngang lớn ($S_1/d = 2,6$) tại vùng khói nhiệt độ cao ($910 - 890^\circ\text{C}$).
- Giải pháp tăng cường trao đổi nhiệt: Sử dụng bố trí so le cho bộ quá nhiệt cấp I và bộ hâm nước; thiết kế dòng chuyển động ngược chiều giữa nước cấp và khói trong bộ hâm nước giúp độ chênh nhiệt độ trung bình đạt $100,13^\circ\text{C}$.
- Giải pháp chống ăn mòn nhiệt độ thấp: Phân chia bộ sấy không khí thành 3 đoạn độc lập, có đoạn chân ngắn 100 mm riêng biệt giúp rút ngắn thời gian và giảm chi phí bảo trì thay thế cụm ống bị ăn mòn do ngưng tụ axit.
- Đóng góp học thuật/thực tiễn tự nêu: Hoàn thiện tập số liệu tính toán nhiệt đồng bộ cho lò hơi đốt bã mía công suất lớn 70 tấn/h tại Nhà máy đường An Khê; chứng minh tính phù hợp của việc kết hợp buồng lửa ghi tĩnh với cấu hình bề mặt truyền nhiệt chữ $\Pi$, đảm bảo sai lệch diện tích giữa tính toán lý thuyết và thực tế đều dưới 1%.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Khóa luận chỉ tập trung vào phạm vi tính toán thiết kế nhiệt tĩnh và xác định kích thước bề mặt truyền nhiệt cơ bản, do đó còn một số giới hạn kỹ thuật được ghi nhận:
- Đồ án chưa thực hiện tính toán thủy lực chi tiết mạng đường ống tuần hoàn tự nhiên trong dàn ống sinh hơi và bao hơi.
- Chưa tính toán tổn thất khí động (trở lực đường gió, đường khói) để lựa chọn công suất quạt gió, quạt khói và thiết kế chi tiết xyclo thu hồi bụi tro bã mía.
- Chưa đi sâu vào tính toán độ bền cơ học các chi tiết chịu áp lực cao (bao hơi, ống góp, ống quá nhiệt 42 bar) theo quy chuẩn an toàn nồi hơi.
- Hướng mở rộng tiếp theo là nghiên cứu ứng dụng công nghệ buồng lửa tầng sôi (FBC) đốt bã mía để nâng cao hiệu suất cháy, tự động hóa cấp nhiên liệu và tích hợp mô phỏng khí động học 3D (CFD) trong buồng đốt nhằm tối ưu hóa quá trình phân bố nhiệt độ ngọn lửa.
Giá trị tham khảo
Bản khóa luận là tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích cho:
- Đối tượng: Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Năng lượng, Năng lượng tái tạo làm đồ án môn học "Thiết kế lò hơi", "Cung cấp nhiệt" hoặc đồ án tốt nghiệp đại học.
- Kỹ sư vận hành: Cán bộ kỹ thuật nhiệt tại các nhà máy đường, nhà máy chế biến nông sản sử dụng lò hơi đốt sinh khối (bã mía, trấu, mùn cưa).
- Nội dung giá trị cao:
- Quy trình từng bước lập bảng entanpy khói và tính toán cân bằng nhiệt lò hơi đốt bã mía với độ ẩm cao (50%).
- Phương pháp kiểm tra và phân phối nhiệt lượng qua từng cụm trao đổi nhiệt liên tiếp (Buồng lửa $\to$ Pheston $\to$ Bộ quá nhiệt II $\to$ Bộ quá nhiệt I $\to$ Bộ hâm nước $\to$ Bộ sấy không khí).
- Phương pháp tra toán đồ và xử lý sai số diện tích truyền nhiệt đối lưu/bức xạ.
Câu hỏi thường gặp
1. Nhiên liệu bã mía dùng trong tính toán thiết kế có đặc tính thành phần và nhiệt trị như thế nào?
Bã mía được lấy theo thành phần làm việc thực tế với độ ẩm rất cao $W^w = 50%$, độ tro $A^w = 4%$, Carbon $C^w = 22,16%$, Hydro $H^w = 2,84%$, Oxy $O^w = 21,00%$, Nitơ và Lưu huỳnh đều bằng 0%. Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu đạt $Q_{lv}^t = 6885,3848\text{ kJ/kg}$.
2. Các thông số vận hành định mức của lò hơi thiết kế cho Nhà máy đường An Khê là bao nhiêu?
Lò hơi có sản lượng sinh hơi định mức $D = 70\text{ tấn/h}$, áp suất hơi tại đầu ra bộ quá nhiệt $p_{qn} = 42\text{ bar}$, nhiệt độ hơi quá nhiệt $t_{qn} = 440^\circ\text{C}$, nhiệt độ nước cấp vào lò $t_{nc} = 230^\circ\text{C}$, nhiệt độ khói thoát ra khỏi lò $\theta_{th} = 140^\circ\text{C}$.
3. Hiệu suất nhiệt và lượng tiêu hao nhiên liệu bã mía của lò hơi đạt bao nhiêu?
Tổng các tổn thất nhiệt của lò hơi là $\sum q = 13,82%$ (trong đó tổn thất do cháy không hoàn toàn về cơ học $q_4 = 6,34%$ và do khói thải $q_2 = 4,96%$). Hiệu suất nhiệt của lò hơi đạt $\eta = 86,18%$, tiêu hao nhiên liệu thực tế $B = 30,739\text{ tấn/h}$ và tiêu hao tính toán $B_{tt} = 28,790\text{ tấn/h}$.
4. Tại sao bộ quá nhiệt cấp II và bộ quá nhiệt cấp I lại có cách bố trí ống khác nhau?
Bộ quá nhiệt cấp II làm việc ở vùng nhiệt độ khói rất cao ($910 - 890^\circ\text{C}$) nên các ống được lắp đặt song song và bước ống ngang lớn ($S_1/d = 2,6$) để chống hiện tượng đóng xỉ bám bẩn. Bộ quá nhiệt cấp I làm việc ở vùng nhiệt độ khói thấp hơn ($890 - 671,2^\circ\text{C}$) nên được bố trí so le nhằm tối đa hóa hệ số trao đổi nhiệt đối lưu.
5. Bộ hâm nước cấp trong đồ án thuộc kiểu sôi hay chưa sôi và căn cứ vào đâu?
Bộ hâm nước cấp được thiết kế theo kiểu chưa sôi. Căn cứ tính toán cho thấy nhiệt độ nước cấp khi ra khỏi bộ hâm đạt $238,73^\circ\text{C}$ với entanpy $i_{ra} = 2034,76\text{ kJ/kg}$, trong khi nhiệt độ bão hòa tương ứng với áp suất làm việc 42 bar là $253,22^\circ\text{C}$ nên nước trong ống chưa đạt tới trạng thái sôi.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của nhóm tác giả đã hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán thiết kế nhiệt cho lò hơi công nghiệp đốt bã mía công suất $70\text{ tấn/h}$ tại Nhà máy đường An Khê – Gia Lai. Toàn bộ các bề mặt trao đổi nhiệt từ buồng lửa, cụm Pheston, bộ quá nhiệt 2 cấp, bộ hâm nước cấp đến bộ sấy không khí đều được xác lập kích thước hình học chi tiết với sai số diện tích truyền nhiệt nhỏ hơn 1%. Đồ án cung cấp một quy trình tính toán nhiệt hoàn chỉnh, khả thi về mặt kỹ thuật nhiệt, đáp ứng mục tiêu tận dụng phế phẩm sinh khối nông nghiệp để cung cấp năng lượng phục vụ sản xuất công nghiệp.
