Nghiên cứu ứng dụng thiết bị tận dụng nhiệt khối thải sử dụng ống nhiệt trọng trường trong các lò dầu truyền nhiệt đốt than đá

Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email:
NGHIÊN CU NG DNG THIT B TN DNG NHIT KHÓI THI S
DNG NG NHIT TRNG TRNG TRONG CÁC LÒ DU TRUYN
NHIT T THAN Á
GVHD: GVC.TS. Trn Vn Vang
SVTH: Ngô Mu Nm & Nguyn Ngc Huy
Lp 04N1, Khoa Công ngh Nhit in lnh
i hc Bách Khoa à Nng
TÓM TT
Trong khi giá nhiên liu tng cao, nhit thi t các lò hi, lò gia nhit cha c tn
dng, gây lãng phí ngun nng lng. Báo cáo này trình bày nghiên cu ng dng
thit b tn dng nhit khói thi s dng ng nhit trng trng  gia nhit không khí
trong các lò du truyn nhit t than á. Mt s phng pháp ci tin  nâng cao
hiu qu trao i nhit ng thi m ra nhng hng ng dng mi ca thit b cng
c  cp  ây. Các thông s vn hành c o trc tip trên thit b tn dng
nhit thi s dng ng nhit trng trng ti nhà máy sn xut tinh bt s n do Công ty
C Nhit !in lnh Bách Khoa Min Trung (POLYCO - MT) ch to và l p "t.

ABSTRACT
While higher increasing price of fuel. Waste heat from boilers, heating furnaces are
not utilized, to waste energy. This article presents application of the exhaust heat
recovery by using thermosyphons to heat air in oil boiler using coals as fuel.
Enhanced methods to increase heat exchanger and potential applications are also
mentioned in this article. Some operate data are measured on the application of the
exhaust heat recovery by using thermosyphons at cassava atrach factory by
Polytechnic Mechanical Thermal Electrical and Refrigeration Engineering Co.,Ltd-
Mien Trung (POLYCO - MT) created and installed.

1. T VN 
Các nhà máy nhit luyn kim, xi mng, hóa cht, gch, gm s, dt, nhum, ch
bin thc phm... u có các lò hi, lò gia nhit, lò t s dng than, du, gas  cp

nhit cho quá trình sn xut. Lng nhiên liu thc s hu ích thng ch chim mt
phn nh trong tng s nhiên liu b t cháy. iu này không nhng gây lãng phí tài
nguyên, mà còn nh h!ng nghiêm trng ti môi trng và khí quyn trái t.
Tn dng, tái s dng nhit thi trong hot ng sn xut là gii pháp tit kim
nng lng. Tit kim nng lng vi li ích trc tiên là thu h"i nhit thi, và ây là
nhân t quan trng cho các công ty u t vào thit b  thu h"i nng lng nhit thi.
M#t khác, vic gim s dng nhiên liu c$ng "ng ngh%a vi vic gim phát thi khí
gây ô nhim môi trng nh CO, H
2
S, SO
2
. Trên thc t, có rt nhiu công ngh tn
dng nhit thi, có th ng dng cho hu ht các l%nh vc, ngành sn xut phát sinh
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email:
nhit thi. Tuy nhiên, cho n nay v&n còn nhiu doanh nghip cha thc s quan tâm
n vn  này.
Hu ht các lò hi công nghip có công sut v'a và nh không c trang b b
trao i nhit  thu h"i nhit thi. iu này là do các vn  liên quan n bo d(ng,
kích thc thit b , chi phí u t... Vì các lý do ó nên khi l)p #t h thng thu h"i
nhit thi cho các lò hi có công sut v'a và nh ã không thu c hiu qu kinh t.
B trao i nhit s dng ng nhit có rt nhiu li ích so vi b trao i nhit
truyn thng nh: Nh nh* hn, cu trúc n gin, d bo d(ng, gim áp st khí thp,
an toàn vn hành cao, d l)p #t. Vi #c im nh trên, b trao i nhit này s+ rt
hiu qu khi áp dng  thu h"i nhit thi trong các nhà máy công nghip. Các ng
nhit có cánh bên ngoài ã c ng dng rt có hiu qu  tn dng nhit khói thi
t' các nhà máy, nht là trong công nghip hóa cht và thc phm b!i vì thit b gn,
hot ng lâu bn và có  tin cy cao.
Nghiên cu này nh,m mc ích:
- ánh giá hiu qu trao i nhit c-a thit b tn dng nhit thi s dng ng
nhit trng trng trong quá trình vn hành thc t.

-  xut phng pháp ci tin  nâng cao hiu qu trao i nhit "ng thi m!
ra nhng hng ng dng mi c-a thit b .

2. TNG QUAN V CÁC LÒ DU TRUYN NHIT
Gii thiu v lò du truyn nhit
Lò du truyn nhit c s dng rng rãi ti nc ta t' nm 1990 trong công
nghip ch bin hi sn, thc phm, rau qu… Thit b này s dng môi cht mang
nhit là du chuyên dng (môi cht không ch u nén), quá trình trao nhit xy ra trong
các cm ng trao i nhit bên trong lò. Du truyn nhit sau khi ã nhn nhit lng
do t nhiên liu, c a n thit b trao i nhit khác b,ng bm tun hoàn, vi áp
sut khí quyn du chuyên dng không b hóa hi ! nhit  làm vic. Do ó, thông
thng lò gia nhit du không phi là thit b ch u áp lc phi ng ký và kim  nh ti
các c quan nhà nc.

Hình 2.1. Lò du truyn nhit t du FO và t than á
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email:
Nhiên liu t trong các lò này thng là du, than á ho#c gas. T' khi giá du
và gas tng kéo theo chi phí sn xut tng, các nhà máy b)t u chuyn sang dùng than
á, chi phí sn xut gim hn mt phn ba do vy giá thành sn phm thp hn. Tuy
nhiên các lò t than á có nhit  khói thi cao (200
o
C - 400
o
C), làm gim hiu sut
c-a lò, do vy cn thit phi s dng b tn dng nhit thi t' các lò này.
Lò du truyn nhit t than á trên ghi c  nh do công ty C Nhit in lnh
Bách Khoa Min Trung thit k và ch to. ây là loi lò kiu
π
, bao g"m t hp các
chùm ng, s dng môi cht là du truyn nhit, có s dng b tn dng nhit thi s

dng ng nhit trng trng. Ch  iu chnh nhit  du truyn nhit hoàn toàn t
ng.
9
2
1
3
10
5
6
7
4
11
8

Hình 2.2. H thng gia nhit không khí 2 triu kcal/h – 200
o
C
Chú thích:
1. Bung t 2. B gia nhit du cp 2
3. B gia nhit du cp 1 4. B tn dng nhit khói thi
5. !ng ng d#n khói nóng 6. Xiclone lc bi khói
7. $ng khói
560Φ
8. Qut khói 5,5 kW
9. Qut gió 4 kW 10. $ng d#n khí nóng
460Φ

11. Ph%u tách bi khói
u im ca lò du truyn nhit t than á
 gia nhit cho không khí, lò du truyn nhit t than á có nhiu u im hn so

vi lò hi:
-  an toàn cao, ch  th-y ng tt: Dùng lò du truyn nhit có th t nhit 
cao mà áp sut môi cht thp, an toàn cho ngi s dng.
- Hiu sut cao, kh!i ng nhanh.
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email:
- Giá thành l)p #t thp.
- D s dng và bo trì, bo d(ng.
- Tui th cao do không có s n mòn trong ng.
- .n  nh vi mi ch  ph ti.
- Thân lò c cách nhit tt b,ng vt liu bông th-y tinh có mt  cao. Bên ngoài
bc b,ng tôn sn t%nh in bo m  bn và tính m/ thut.

3. GII THIU V CÁC THIT B TRAO I NHIT TN DNG NHIT
KHÓI THI
 tn dng nhit khói thi, hin nay chúng ta ang s dng mt s thit b trao
i nhit dng bc x, i lu, h0n hp, roto hp th nhit, lò hoàn nhit tn dng
nhit thi và b trao i nhit b,ng gm. Mt s thit b s dng ph bin là:
B trao i nhit ng trn tn dng nhit khói thi gia nhit cho không khí.
Loi này s dng khá ph bin do giá thành không cao, ch to n gin, tro bám
không nhiu tuy nhiên h s trao i nhit thp và tiêu tn nhiu kim loi, chim nhiu
không gian l)p #t.


Hình 3.1. B trao i nhit ng trn
B trao i nhit loi có cánh tn dng nhit khói thi gia nhit cho nc cp lò
hi ho#c quá trình công ngh khác, c s dng khá ph bin do h s trao i nhit
c ci thin có nhc im là ch to phc tp, thit b c"ng knh, d bám bn v
phía làm cánh, khó v sinh sa cha.

Hình 3.2. B trao i nhit ng có cánh bên ngoài
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email:
B trao i nhit loi tm gn sóng tn dng nhit thi gia nhit không khí
nóng, h s trao i nhit ci thin rõ rt, kt cu ch#t ch+ và gn, nhc im ch- yu
là d b t)c, làm v sinh và tu sa khó, s dng cho dòng khói tng i sch và ít n
mòn.


Hình 3.3. B trao i nhit loi tm gn sóng
B trao i nhit loi roto hp th nhit gia nhit cho không khí nóng  sy
ho#c t. Loi này có kt cu ch#t ch+, có th t nng sut ln nên thng s dng
trong các nhà máy nhit in, tuy nhiên do #c tính truyn nhit không n  nh, kích
thc thit b ln và không khí lnh không c tinh khit nên không ng dng rng
rãi trong công nghip.


Hình 3.4. B trao i nhit loi roto hp th nhit
B trao i nhit truyn thng trong h thng thu h"i nhit khói thi luôn phi
i m#t vi các vn  kích thc thit b , bo d(ng và s n mòn.  kh)c phc vn
 này ngi ta s dng công ngh trao i nhit b,ng ng nhit. Trong các ng dng
công nghip thì công ngh này v&n còn mi m1. Tuy nhiên, nhng nm gn ây do
nhu cu nng lng ngày càng tng kt hp vi xu hng thng mi toàn cu hóa
nên vic s dng b trao i nhit ng nhit trong các ngành công nghip khác c
áp dng rng rãi.
S truyn nhit trao i "ng b trong các ng nhit to cho chúng có  d&n
nhit rt cao. Thc t,  d&n nhit c-a ng nhit cao hn "ng khong 100 ln. Hn
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email:
na, t2 l vùng trao i nhit có th iu chnh c b,ng cách thay i  cao và b
sung  cân b,ng.

4. THIT K CH TO THIT B TRAO I NHIT S DNG NG
NHIT TRNG TRNG
Mt s lý thuy t v ng nhit tr!ng tr"#ng
3ng nhit là phn t trao i nhit có không gian khép kín, bên trong cha môi
cht (n cht ho#c h0n hp) và xy ra hai quá trình chuyn pha là sôi và ngng t.
Vách ng thng b,ng kim loi có dng bt k4, nhng thng là dng ng. 3ng nhit
c chia làm 3 phn: phn bc hi còn gi là phn sôi, ! ây là ng nhn nhit; phn
on nhit, trong phn này ng không trao i nhit vi bên ngoài, phn này có th có
ho#c không có; phn ngng, ! ây ng to nhit.

Hình 4.1. Cu to ng nhit
Trong phn bc hi, cht lng nhn nhit c-a ngu"n nóng (ví d: khói lò…) s+
sôi và bin thành hi, hi chuyn ng qua phn on nhit ti phn ngng. Ti ây
hi nh nhit qua vách ng cho ngu"n lnh ! ngoài ng (ví d: không khí…) và ngng
t li thành cht lng ngng. Cht lng ngng to thành s+ chy v phn bc hi nh
mt trong nhng lc sau ây: lc trng trng, lc mao d&n, lc ly tâm, lc t'
trng… Quá trình làm vic c-a ng nhit c biu din trên " th T-s:

Hình 4.2. ! th T – s biu di%n quá trình làm vic ca ng nhit