Tài liệu Đồ án môn học lò hơi, PHẦN IV doc

Đồ án môn học lò hơi
Trịnh Minh Thành – 00N1
PHẦN IV
THIẾT KẾ DÃY PHESTON
1. Đặc tính cấu tạo dãy pheston :
Dãy pheston do dàn ống sinh hơi ở tường sau của buồng lửa làm
nên. Vì nó nằm ở đầu ra của buồng lửa có nhiệt độ cao nên ta kéo
thưa các ống ra để tránh hiện tượng đóng xỉ. Bước ống ngang và bước
ống dọc của nó được chọn theo tieu chuẩn thiết kế. Trong thiết kế
này, cụm pheston chia làm 4 dãy như hình 4
+ Bước ống ngang S
1
= 4S = 4.95 = 380 mm
+ Chọn bước ống dọc S
2
= 300 mm
7
6
0
0
135
330 x 32 = 12160
135
12800
Hình 4 - Bố trí pheston
 Đặc tính cấu tạo dãy pheston : xem bảng 7
2. Tính truyền nhiệt dãy pheston :
Mục đích là để xác định lượng truyền nhiệt đối lưu Q
đl
p
và nhiệt độ

khói ra sau dãy pheston. Vì kết cấu đã chọn trước nên ta sử dụng
phương pháp tính kiểm tra để xác định (phương pháp 3 điểm)
Bảng tính : xem bảng 8
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Trịnh Minh Thành – 00N1
Bảng 7 : Đặc tính cấu tạo của dãy pheston
Thứ tự dãy ốngTT Tên đại lượng Kí
hiệu
Đơn
vị
Công thức hay cơ sở
chọn
1 2 3 4
1 Đường kính ống ngoài d mm Chọn 76 76 76 76
2 Số ống trong mỗi dãy Z Ông Chọn 32 33 32 32
3 Chiều dài mỗi ống l m Chọn (theo hình vẽ) 7,6 7,6 7,6 7,6
4 Bước ống ngang S
1
mm Chọn 380 380 380 380
5 Bước ống dọc S
2
mm Chọn 300 300 300 300
6 Bước ống ngang tương đối - S
1
/d 5 5 5 5
7 Bước ống dọc tương đối - S
2
/d 3,95 3,95 3,95 3,95
8 Bề mặt hấp thụ của mỗi dãy
ống

H
i
p
m
2
dlz
58 5,85 58 58
9 Tổng điện tích bề mặt đốt
bức xạ
H
p
m
2
H
i
p
233,85
10 Hệ số góc mỗi dãy ống

i
Chọn 0,29 0,29 0,29 0,29
11 Hệ số góc toàn cụm pheston

p
1 - (1 - 
i
)
n
0,746
12 Diện tích bề mặt chịu nhiệt

bức xạ
H
bx
p
F
p
. 
p
= 71,94 . 0,746
53,67
13 Diện tích bề mặt chịu nhiệt
đối lưu
H
đl
p
m
2
H
p
- H
p
bx
180,2
14 Chiều dãy hữu hiệu lớp bức
xạ khói
S m
d
d
SS
)6,10.82,2(

21


1,112
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Trịnh Minh Thành – 00N1
15
Chi
ều dày tiết diện ngang
đư
ờng khói vào
l’ m Chọn theo hình vẽ 7,6
16
Chi
ều dày tiết diện ngang
đư
ờng khói ra
l” m Chọn theo hình vẽ 7,221
17 Chiều rộng đường khói a
p
m Chọn theo hình vẽ 12,81
18 Tiết diện đường khói đi : +
đầu vào
+
đầu ra
F’
p
F”
p
m

2
m
2
l’ (a
p
- dz) = 7,6 (12,81 -
0,076.32)
l” (a
P
- dz) = 7,221 (12,81 -
0,076.32)
78,87
74,94
78,3
74,94
78,87
74,94
78,87
74,94
19 Tiết diện trung bình đường
khói đi qua dãy pheston
p
F
m
2
76,9
Bảng 8 - Tính truyền nhiệt đối lưu dãy pheston
Trị sốT
T
Tên đại lượng

Kí
hiệu
Đơn
vị
Công thức tính
hay cơ sở chọn
1 2 3
Ghi
chú
CÂN BẰNG NHIỆT
1 Nhiệt độ khói ra sau buồng lửa
”
bl
o
C Bảng 6 1139 1139 1139
2 Nhiệt độ khói ra sau pheston
”
p
o
C Giả thiết kiểm tra 1000 1080 1120
3 Nhiệt độ trung bình cụm pheston

tb
o
C
1/2 (”
bl
+ ”
P
)

1069,5 1084,5 1109,5
4 Enthalpi khói sau buồng lửa I”
bl
KJ/K
g
Bảng 3
15909,
74
15909,
74
15909,
74
5 Enthalpi khói sau pheston I”
p
KJ/K
g
Bảng 3 (với  = 1,2)
13864,
56
14275,
72
14960,
98
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Trịnh Minh Thành – 00N1
6
Độ giáng enthalpi trước và sau
pheston
I
p

KJ/K
g
I”
bl
- I”
P
809 679 420
7
Lượng nhiệt khói truyền đi ứng với 1
kg nhiên liệu
Q
k
p
KJ/K
g
 (I
P
+ I
o
KK
)
802 674 415
TÍNH TRUYỀN NHIỆT
8 Nhiệt độ hơi bão hoà ở pheston t
bh
o
C
Bảng hơi nước
(p=170x1,1=187bar)
361 36 361

9 Tỉ số chênh lệch nhiệt độ trung bình
b
t
t


1
-
bh
P
bh
bl
t
t


"
"


1,22 1,16 1,08
10 Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình
t
p
o
C
t
P
= 
tb

- t
bh
708,5 723,5 748,5
11
Tốc độ trung bình của khói qua
pheston

k
m/s







1
273.3600
.
tb
P
Ktt
F
VB

4,54 4,59 4,67
12
Thành phần thể tích hơi nước trong
khói
r

H2O
- Bảng 2 0,064 0,064 0,064
13
Thành phần thể tích khí 3 nguyên tử
trong khói
r
n
- Bảng 2 0,212 0,212 0,212
14 Nồng độ tro bay trong khói

g/m
3
t
c
Bảng 2 45,95 15,95 15,95
15
Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách ống
88,0,1,1),5(
2
21

ZS
C
d
S
d
S
fC

đl

W/m
2
0
C
1,163 . C
Z2
. C
3
. C
vl
.

t
đl
(toán đồ 10-20/192
TBLH)
36,4 37,2 37,9
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Trịnh Minh Thành – 00N1
Bảng 8 - Tính truyền nhiệt đối lưu dãy pheston(tiếp theo)
Trị sốT
T
Tên đại lượng
Kí
hiệu
Đơn
vị
Công thức tính
hay cơ sở chọn
1 2 3

Ghi
chú
16 Lực hấp thụ khí 3 nguyên tử 10P
n
S
Mnn/
m
2
r
n
. s = 0,212 . 1,112 0,236 0,236 0,236
17 Hệ số làm yếu bức xạ khí 3 nguyên tử K
K
- Toán đồ 10-7/TBLH 1,23 1,2 1,17
18 Hệ số làm yếu bức xạ do tro K
tr
- Toán đồ 10-8/TBLH 0,0107 0,0105 0,0104
19 Lực hấp thụ của khói có chứa tro
10K
p
S
(K
k
. r
n
+ K
tr
.) 10P
n
S

0,43 0,43 0,41
20 Hệ số bức xạ a - 1 - e
-10KpS
0,35 0,34 0,33
21 Hệ số bám bẩn bề mặt ống

m
2o
C/
W
(C
d
. C
vl
. 
0
+ ), v
ới
 = 0,66.10
-2
,  =
0,002, C
d
= 1,65, e
vl
=
1
0,0128 0,0128 0,0128
22 Nhiệt độ vách ống có bám bẩn t
v

o
C
3600.
10
3
p
âl
tt
p
k
bh
H
BQ
t


905 815 641
23 Hệ số toả nhiệt bức xạ

bx
W/m
2
o
C
1,163 . a . x
tc
bx
với
a
tc

bx
= 325, 310, 290
113,75 105,4 95,7
24 Hệ số truyền nhiệt K
W/m
2
o
C
 
bxâl
bxâl





1
51,1 50,5 49,3
25
Lượng nhiệt truyền tính toán ứng với 1
kg nhiên liệu
Q
T
p
KJ/K
g
1000.
3600
tt
p

p
âl
B
tHK

673 693 700
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Trịnh Minh Thành – 00N1
Ap dụng qui tắc 3 điểm để tìm nhiệt độ khói ra khỏi dãy
pheston như hình vẽ dưới, ta tìm được nhiệt độ khói ra sau dãy
pheston là 1090
o
C (hợp lý)
 I”
P
= 15499,7 KJ/Kg
Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu của dãy pheston là
Q
đl
P
=  (I”
bl
- I”
P
) = 0,996 (15909,74 -15199,4)
= 703 KJ/Kg
1080
t (0C)
1000
1120

400
500
600
Q (kJ/kg)
700
800
Q
p
k
p
Q
t
Nhiệt độ khói ra sau dãy pheston phù hợp với yêu cầu của bộ
quá nhiệt, bởi vì nếu nhiệt độ khói cao quá thì sẽ làm cho nhiệt
độ vách kim loại quá cao dẫn đến y
êu cầu kim loại phải tốt, nếu
nhiệt độ khói quá thấp thì làm cho độ chênh nhiệt độ trung bình
bé d
ẫn đến yêu cầu kết cấu bề mặt chịu nhiệt phải tăng lên.
Thông thường đối với bộ quá nhiệt có nhiệt độ hơi quá nhiệt
là 450oC thì nhiệt độ khói vào bộ quá nhiệt là (9001100)
0
C.
N
ếu t
qn
= 540
0
C thì ”
P

= (950 1100)
0
C
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Trịnh Minh Thành – 00N1
Nếu ” quá cao thì phải tăng bề mặt hấp thụ nhiệt bức xạ để
giảm bớt ”
bl
hoặc đưa một phần bộ quá nhiệt vào trong buồng
lửa để tạo thành bộ quá nhiệt nữa bức xạ.