lò hơi công nghiệp

LÒ HƠI CÔNG NGHIỆP
(INDUSTRIAL BOILER)
Số ĐVHT: 04
KT: 1 bài (30%)
Thi: Viết (70%)
NỘI DUNG
7 CHƯƠNG
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG
CHƯƠNG 2. CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI
CHƯƠNG 3. LÒ HƠI ỐNG LÒ ỐNG LỬA
CHƯƠNG 4. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC
CHƯƠNG 5. XỬ LÝ NƯỚC LÒ HƠI
CHƯƠNG 6. CÔNG TÁC AN TOÀN VÀ BẢO DƯỠNG
CHƯƠNG 7. MẠNG NHIỆT CÔNG NGHIỆP
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG
1.1. KHÁI NIỆM
1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA LÒ HƠI
1.3. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA
LÒ HƠI
1.4. PHÂN LOẠI LÒ HƠI
1.5. CÁC THÔNG SỐ NHIỆT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
1.6. NHIÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CHÁY CỦA
NHIÊN LIỆU
1.1. KHÁI NIỆM
Lò hơi là thiết bò trong đó xảy ra
các quá trình đốt cháy nhiên liệu,
nhiệt lượng toả ra sẽ biến nước
thành hơi, biến năng lượng của
nhiên liệu thành nhiệt năng của
dòng hơi.
LÒ HƠI

(BOILER)
NHIÊN
LIỆU
NƯỚC
CẤP
KHÔNG KHÍ
HƠI RA
KHÓI
THẢI
TRO BỤI
XỈ NƯỚC XẢ
LÒ
1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA LỊ HƠI
Ngành nhiệt điện: Lò hơi được sử dụng để
sản xuất hơi, tạo ra dòng hơi có động
năng cao, để truyền động năng lên
các cánh động của tuabin hơi làm quay
trục tuabin máy phát điện.
1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA LÒ HƠI
Ngành công nghệ thực phẩm
a. Sản xuất đồ hộp: rau quả, sửa, thịt…
Lò hơi sử dụng để sản xuất ra hơi phục vụ
cho các quá trình: chần, hấp, nung nóng,
cô
đặc, rán, thanh trùng.
b. Sản xuất rượu, bia, nước giải khát…
Công nghiệp dệt:
Hơi sử dụng cho các quá trình hồ sợi, nhuộm,
sấy…

Các ngành công nghiệp sản xuất giấy, cao su, chế biến
gỗ, trong xây dựng … đều có sử dụng lò hơi để phục vụ cho
các quá trình sản xuất.
Các ngành dịch vụ:
Sưởi ấm, tắm hơi.
Lò hơi nhỏ: p = 0,5 - 0,7 at.
t = 60 -115
0
C.
1.2. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA LÒ HƠI
1.3. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN
CỦA LÒ HƠI
Lò hơi bắt đầu được sử dụng vào thế kỉ XVIII.
Lúc đầu, lò có cấu tạo đơn giản như nồi nấu thông
thường. Sau đó, do nhu cầu sử dụng hơi ngày càng tăng,
quy mô ngày càng mở rộng. Nên yêu cầu đặt ra là tiến
hành cải tiến lò hơi về hình thức, kết cấu, cũng như sản
lượng hơi.
Trong quá trình cải tiến lò hơi người ta chú ý đến các tiêu
chuẩn chủ yếu sau:
Nâng cao hiệu suất của lò hơi.
Tăng sản lượng hơi, nâng cao thông số hơi (t,p).
Giảm vốn đầu tư.
Tăng cường cơ giới hoá, tự động hoá.
1.3. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN
CỦA LÒ HƠI
Người ta cải tiến lò hơi theo hai hướng chính:
Hướng I: Tăng bề mặt trao đổi nhiệ
t
(bề mặt đốt) vào bên trong lò. Theo hướng nà

y
người ta chế tạo ra: lò hơi ống lò, lò hơi ống lử
a,
lò hơi tổ hợp ống lò-ống lửa.
Hướng II: Tăng bề mặt trao đổi nhiệ
t
(bề mặt đốt) ra bên ngoài lò. Theo hướng nà
y
người ta chế tạo ra: lò hơi ống nước.
1.4. PHÂN LOẠI LÒ HƠI
+ Theo mục đích sử dụng:
Lò hơi nhà máy phát điện.
Lò hơi công nghiệp.
Lò hơi tàu thuỷ.
+ Theo chiều chuyển động tương đối giữa sản phẩ
m
cháy (khói) và nước trong lò:
Dạng lò hơi ống lửa: khói chuyển độ
ng trong
các ống được bao phủ bởi nước bên ngoài ống.
Dạng lò hơi ống nước: nước chuyển độ
ng trong
ống, khói bên ngoài ống.
1.5. CÁC THÔNG SỐ NHIỆT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
- Thông số hơi: Ap suất hơi p(at). Nhiệt độ hơi t(
0
C).
Đối với lò hơi sản xuất hơi quá nhiệt biểu thị

bằng áp suất và nhiệt độ của hơi sau bộ quá nhiệt.
Đối với lò hơi sản xuất hơi bão hoà thì chỉ cầ
n
biểu thị bằng hoặc áp suất hoặc nhiệt độ củ
a hơi
trong bao hơi (balong).
1.5. CÁC THÔNG SỐ NHIỆT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
- Sản lượng hơi (D): Là lượng hơi do lò hơi sản xuất ra trong
một đơn vị thời gian. Đơn vị: kg/h hoặc tấn/h.
Chia thành 3 loại sản lượng:
+ Sản lượng hơi định mức: (Dđm): là sản lượng hơi
theo thiết kế mà lò hơi có thể cho phép làm việc lâu dài ở các
thông số hơi quy định.
+ Sản lượng hơi cực đại: (Dmax): là sản lượng hơi lớn
nhất mà lò hơi có thể đạt được và có thể làm việc trong giới
hạn cho phép . Thường Dmax=(1,1-1,2) Dđm.
+ Sản lượng hơi kinh tế: (Dkt): là sản lượng hơi mà ở
đó lò hơi có thể làm việc với hiệu suất nhiệt cao nhất. Thường
Dkt=(0,8-0,9) Dđm.
- Nhiệt thế thể tích của buồng lửa: là lượng nhiệt sinh ra
trong một đơn vị thể tích của buồng lửa.
B: lượng tiêu hao nhiên liệu (kg/h).
Q
t
:Nhiệt trị thấp làm việc (kJ/kg).
V
bl
: thể tích của buồng lửa (m
3
).

Nhiệt thế diện tích của buồng lửa: là lượng nhiệt sinh
ra trên một đơn vị diện tích của bề mặt ghi.
R: diện tích bề mặt ghi (m
3
).
)/(
.
3
mkW
V
QB
q
bl
t
v
=
)/(
.
2
mkW
R
QB
q
t
r
=
1.5. CÁC THÔNG SỐ NHIỆT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
Năng suất bốc hơi: (S)
Năng suất bốc hơi của bề mặt sinh hơi là khả năng sinh hơi nước
trên một đơn vị diện tích bề mặt sinh hơi trong một đơn vị thời gian

(kg/m
2
.h).
D: sản lượng hơi của lò hơi (kg/h).
H: diện tích bề mặt sinh hơi (m
2
).
Hiệu suất của lò hơi:
Là tỷ số giữa nhiệt lượng môi chất hấp thụ được (nhiệt có ích) trên
nhiệt lượng do nhiên liệu sinh ra trong buồng lửa.
i
h
: entanpy của hơi sản xuất ra (kJ/kg).
i
n
: entanpy của nước cấp (kJ/kg).
B: lượng tiêu hao nhiên liệu (kg/h).
)./(
2
hmkg
H
D
S=
(%)
.
).(
t
nh
QB
iiD

−
=
η
1.5. CÁC THÔNG SỐ NHIỆT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI
1.6. NHIÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM
CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU
Nhiên liệu là những vật liệu có thể cháy
được, khi cháy toả ra nhiều nhiệt và ánh sáng.
Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi thường là:
than, dầu, khí đốt …
Thành phần của nhiên liệu:
A. Thành phần hoá học của nhiên liệu:
Thành phần cháy được: C, H, S, O
2
, N
2
Cacbon (C): là thành phần chủ yếu.
Khi cháy toả ra khoảng 34.000 kJ/kg.
Hiđro (H
2
):
Khi cháy toả ra 140.000 kJ/kg,gấp 4 lần C
Trong dầu hiđro nhiều hơn than.
1.6. NHIÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM
CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU
Lưu huỳnh (S):
Tồn tại dưới 3 dạng: Dạng vô cơ.
Dạng khoáng chất.
Dạng sulfat (không cháy), CaSO
4

,
MgSO
4
…
S chiếm không cao trong nhiên liệu.
Toả ra ít nhiệt khoảng 1/3 cacbon.
Tác hại: Kích thích hiện tượng ăn mòn các bề mặt
truyền nhiệt có nhiệt độ thấp như bộ sấy không khí, bộ
hâm
nước.
Tăng nhiệt độ đọng sương của khói.
1.6. NHIÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM
CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU
Nitơ (N2):
Chiếm 0,5-2,5 %.
Ơ áp suất khí quyển, nhiệt độ thấp N2
không cháy mà lẩn vào nhiên liệu.
Khi áp suất cao, nhiệt độ t >15000C N2
cháy tạo ra nhiều NO, NO2 gây ảnh hưởng đến
môi trường.
Oxy (O2):
1.6. NHIÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM
CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU
Thành phần không cháy được:
Gồm: Tro và ẩm.
Ẩm: là thành phần có hại đối với nhiên liệu.
Không cháy và toả nhiệt mà còn tốn nhiệt để làm bốc hơi.
Giảm nhiệt độ khi đốt, ảnh hưởng đến quá trình cháy,
Tăng chi phí vận chuyển và xử lý.

1.6. NHIÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM
CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU
Tro: là t
ổ
ng h
ợ
p các thành ph
ầ
n không cháy
đượ
c
ở
th
ể
r
ắ
n.
Th
ườ
ng quy
đị
nh: Ph
ầ
n còn l
ạ
i khi
đố
t nhiên li
ệ
u r

ắ
n
ở
8000C và
l
ỏ
ng
ở
5000C.
Tác d
ụ
ng x
ấ
u:
Gi
ả
m nhi
ệ
t phát ra c
ủ
a nhiên li
ệ
u.
Gây hi
ệ
n t
ượ
ng bám b
ẩ
n, mài mòn b

ề
m
ặ
t truy
ề
n nhi
ệ
t.
B. Thành phần công nghệ:
Đứng về góc độ sử dụng nhiên liệu thường dùng thêm thành phần
công nghệ, trong đó thành phần cháy được gồm:
1.6. NHIÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM
CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU
Ch
ấ
t b
ố
c:
Là kh
ố
i l
ượ
ng m
ấ
t
đ
i khi nung nóng nhiên li
ệ
u trong
đ

i
ề
u ki
ệ
n không có
không khí
ở
nhi
ệ
t
độ
8000C trong 7 phút, ph
ầ
n còn l
ạ
i là c
ố
c và
tro
. Nh
ư

v
ậ
y, ch
ấ
t b
ố
c là nh
ữ

ng ch
ấ
t khí thoát ra khi nhiên li
ệ
u b
ị
phân hu
ỷ
nhi
ệ
t
trong môi tr
ườ
ng không có Oxy. Thành ph
ầ
n ch
ủ
y
ế
u c
ủ
a nó là
hiđro
(H2), cacbuahi
đ
ro (CmHn), CO,…
C
ố
c:
Là thành ph

ầ
n cháy
đượ
c còn l
ạ
i sau khi thoát h
ế
t ch
ấ
t b
ố
c.
Nhiệt trị:
Là nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1kg
nhiên liệu rắn hoặc 1m
3
tc nhiên liệu khí ở đktc (p
=760mmHg, t =0
0
C).
Đơn vị: kJ/kg, kcal/kg.
Đây là thông số đánh giá khả năng sinh nhiệt của các
chất đốt.
Thường người ta chia nhiệt trị của nhiên liệu thành 2 giới
hạn:
Nhiệt trị cao Q
c
.
Nhiệt trị thấp Q
t

.
1.6. NHIÊN LIỆU VÀ CÁC SẢN PHẨM
CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU