CHƯƠNG 9 BUỒNG LỬA ĐỐT THEO NGỌN LỬA
I.Khái niệm chung.
- Buồng lửa đôt theo ngọn lửa hay còn gọi la buồng lửa phun, có thể đốt theo
từng loại nhiên liệu riêng biệt hoặc có thể đốt nhiên liệu hỗn hợp như khí
rắn, lỏng rắn, khí lỏng…
- Buồng lửa phun không cần có ghi mà cần có sự chuẩn bị nhiên liệu trước
khi đưa vào buồng lửa như biến thành những hạt nhỏ từ ngoài buồng lửa.
- Buồng lửa phun được dùng cho lò hơi sản lượng từ 20t/h trở lên khi đốt
nhiên liệu rắn.Còn khi đốt nhiên liệu lỏng và khí thì hầu như không có giới
hạn.
- Khói sinh ra trong buồng lửa cần phải làm lạnh đến nhiệt độ để khi ra khỏi
buồng lửa tro bay theo khói không ở trạng thái chảy lỏng để có thể bám lại
trên bề mặt truyền nhiệt.
- Khi bề mặt hấp thụ bằng bức xạ trong buồng lửa quá bé nhiệt độ khói thải
ra khỏi buồng lửa sẽ lớn.Nếu nhiệt độ khói này lớn hơn nhiệt độ chảy của tro
thì tro sẽ bám lại trên bề mặt các ống.
- Tại sao lại đốt theo ngọn lửa: khi đốt theo ngọn lửa, lò hơi có công suất
lớn, hiệu suất cao, tự động cao. Lò hơi nhỏ không thể đốt bột than , lò hơi
lớn có sản lượng hơi không hạn chế tuy nhiên không chế tạo lò hơi quá lớn
vì khi có sự cố dễ gây rã lưới điện.
- Đốt trong nhà máy nhiệt điện dùng dầu nặng , cặn bã cần phải sấy dầu
nặng, có bộ sấy ngay trong bồn dầu cho nó tan ra sau đó lọc rồi đưa tới vòi
phun qua đường ống.
II.Buồng lửa đốt than bột.
1.Nhiệm vụ
- Cháy nhiên liệu thật tốt
- Trao đổi nhiệt tốt, đảm bảo tiêu chuẩn vận hành, nhiệt độ khói thải ra khỏi
buồng lửa nhỏ hơn nhiệt độ bắt đầu nóng chảy của tro. Nhiệt độ t2 nhỏ hơn
t1 vài chục độ để hiệu chỉnh.
2.Các quá trình cháy trong buồng lửa.
- Các giai đoạn cháy của bột than xảy ra tuần tự theo bề dài ngọn lửa: sấy,
phát cháy, cháy chất bốc, cháy cốc và tạo xỉ. Quá trình cháy diễn ra rất
nhanh trong khoảng từ 1-2s.
- Khái niệm trung tâm cháy: vùng nhiệt độ cao nhất trong buồng lửa, theo lý
thuyết vào khoảng lớn hơn 2000 độ nhưng thực tế chỉ vào khoảng 15001600 độ. Trung tâm cháy cách vòi phun từ 1-2m.
- Nguồn nhiệt để sấy nhiên liệu chủ yếu dùng bức xạ ngọn lửa và dòng đối
luư ( chế độ dòng phun trong lý thuyết cháy).
+ muốn tăng nhiệt độ lửa lắp đai cháy phản xạ lửa.
+ tăng đối lưu thì tăng độ mở rộng dòng
-Sự thay đổi nồng độ các chất khí theo chiều dài ngọn lửa: theo chiều dài
ngọn lửa nồng độ các chất khí tăng lên. Tốc độ tăng xảy ra rất nhanh ở
khoảng cách 1m so với miệng vòi phun. Sau đó nồng độ chất khí tạo thành
giảm đi và nồng độ tro lại tăng lên.
3. Những điều kiện ảnh hưởng đến quá trình bốc cháy bột than
a.Ảnh hưởng của tính chất nhiên liệu.
- Than bùn, than nâu chất bốc càng nhiều cháy càng mạnh. Nếu chất bốc
chiếm khoảng 25-30% thi từ 300-400 độ đã bốc cháy chất bốc ( than nâu).
Nếu hàm lượng chất bốc dưới 10% ( than xít ) thì tới 900-1000 độ mới bốc
cháy ,quãng đường nhiên liệu cháy hết dài, than xít đòi hỏi quãng đường
14m. Vì thế lò hơi công suất thấp không dùng than chất lượng thấp vì lò hơi
nhỏ.
- Muốn cháy kiệt và cháy hết thì cần phải giảm thời gian gia nhiệt tăng thời
gian cháy bằng cách:
+ gia nhiệt từ 300 độ vận chuyển bột than bằng dòng không khí nóng, ví dụ
với than xít nhiệt độ dòng không khí nóng vào khoảng 350-400 độ
+ tăng nhiệt độ đai cháy
-Sự cháy xảy ra đầu tiên là phát bốc, bắt lửa chất bốc, ngọn lửa chất bốc làm
nóng hỗn hợp. Càng nhiều bột than càng ít không khí làm nhiệt độ tăng
nhanh dẫn tới chất bốc phát lửa nhanh.
- Hệ số α1 càng thấp càng tốt nhưng phải tới khoảng vừa đủ để cháy chất
bốc ví dụ như than xít 6-8% chất bốc α1=0,1-0,11 là đủ. Chất bốc cháy xong
vừa hết oxi phải đảm bảo hòa trộn không khí kịp thời để cháy cốc.
b.Ảnh hưởng của nồng độ ban đầu của bột than
- Lúc đầu khi tăng nồng độ bột than, tốc độ phát triển ngọn lửa tăng lên và
đạt tới giá trị cực đại, sau đó nếu tiếp tục tăng nồng độ nữa thì tốc độ này
giảm đi.
- Giải thích: lúc đầu khi tăng nồng độ bột than, lượng nhiệt sinh ra tăng lên
do có nhiều chất bốc tham gia phản ứng cháy mặt khác lượng nhiệt cần dùng
cho sấy nóng không khí cấp 1 nhỏ. Nhưng khi tăng quá nhiều nồng độ bột
than , lượng chất bốc sinh ra nhiều trong khi đó lại thiếu không khí để cháy
nên tốc độ cháy chậm lại.
- Nồng độ bột than tốt nhất để tốc độ cháy đạt tới cực đại là khác nhau đối
với từng loại nhiên liệu khác nhau.
- Hiện nay đối với những loại than khó cháy, nhiệt độ không khí nóng
khoảng 380-420 độ vì nếu tăng nhiệt độ không khí lên nữa thì phải chế tạo
bộ sấy không khí bằng vật liệu đắt tiền.
c.Ảnh hưởng của tốc độ dòng bột than đến quá trinh bốc cháy.
- Nếu tốc độ cao thì kéo theo sự tỏa nhiệt lớn, rất khó bắt cháy, hạt than đang
cháy dở dang rất dễ đóng xỉ bám luôn vào phía tường bên kia làm giảm trao
đổi nhiệt của buồng lửa.
Nếu tốc độ thấp hạt than bắt lửa và cháy ngay ở điểm vừa phun gây đóng xỉ
tại miệng vòi phun làm biến dạng vòi phun.
d.Ảnh hưởng của sự cung cấp không khí
- Dòng không khí cấp 1
+ Khi nhiều không khí cấp 1 ít than thì muốn bắt cháy tốn nhiều thời gian
tổn thất nhiều nhiệt
+ Khi ít không khí cấp 1 thì không đủ oxi để cháy chất bố.
-Dòng không khí cấp 2
+ Hòa trộn kịp thời để cháy đúng lúc đúng chỗ.Vì khi không khí cấp 2 vào
muộn thì không khí ra khỏi vùng cháy ổn định làm quá trình cháy không hết
than, nhiều sản phẩm khói. Điều chỉnh tỉ lệ không khí cấp 2 sao cho không
làm lạnh trung tâm cháy.
e.Ảnh hưởng của tái tuần hoàn ( sản phẩm cháy )
- Sản phẩm cháy hút càng nhiều sự gia nhiệt càng lớn
- Nếu hút nhiều khói không có oxi ảnh hưởng tới quá trình cháy.
4.Vòi phun bột than.
*Yêu cầu
- Hỗn hợp nhiên liệu bắt cháy nhanh và cháy ổn định
- Cháy kiệt và hiệu suất của quá trình cao
- Thiết bị làm việc lâu dài, giảm thiểu nồng độ khí thải khi cháy
*Biện pháp chung
- Đảm bảo cho việc cháy nhanh và ổn định
+ Lượng không khí cấp đươc đốt nóng và vừa đủ; đưa lượng không khí cấp
2 vào đúng lúc
+ Hướng dòng vào tâm ngọn lửa
+ Tăng cường độ khuếch tán của dòng bột than
+ Phải tạo ra được vùng xoáy mạnh của dòng sản phẩm cháy trước miệng
vòi phun hoặc hút theo dòng phun đủ lớn để đưa được dòng khói nóng tới
dòng bột than trong vùng bắt lửa.
-Đảm bảo cho quá trình cháy thu được hiệu suất cao
+ Đảm bảo độ mịn của than
+ Giảm Q3và Q4 đến mức tối thiểu trong điều kiện hệ số không khí thừa là
nhỏ nhất
Q3: tổn thất cháy không hoàn về hóa học.Khi nhiên liệu cháy không hoàn
toàn thì trong khói còn chứa các chất khí cháy không hoàn toàn như CO,
CH4… Những khí này còn có thể cháy tiếp để tạo ra nhiệt nhưng chúng
chưa cháy hết nên là tổn thất nhiệt
Q4: tổn thất cháy không hoàn toàn về mặt cơ học.Nhiên liệu đưa vào lò có
một phần chưa tham gia vào sự cháy đã bị thải ra ngoài theo 3 đường lẫn
theo xỉ, lọt qua ghi, bay theo khói.
-Đảm bảo buồng lửa vận hành ổn định
+ Tổ chức không gian buồng lửa hợp lý tạo nhiều không gian cháy.
+ Hạt than đang cháy dở không được áp vào thành buồng lửa
+ Vòi phun phải có cấu tạo đơn giản và dễ điều chỉnh
a.Vòi phun tròn
- Không cần tốc độ cao phù hợp với than chất bốc thấp
- Có 3 hệ thống tạo xoáy:
+ Xoáy hướng trục
+ Xoáy hướng tâm
+ Xoáy tiếp tuyến
*Vòi phun tròn có gió cấp 1 đi xoáy.
- Gồm 2 ống lồng vào nhau, không khí cấp 1 được bố trí trong ống nhỏ,
không khí cấp 2 đi trong ống lớn.Các dòng khí được đưa theo phương tiếp
tuyến với ống tạo thành chuyển đông xoáy của cả 2 dòng khi đưa vào buồng
lửa. Dòng ra xoáy ra ngoài mở rộng dòng, tâm của dòng khói ở vùng áp suất
thấp có khả năng hút sản phẩm cháy của ngọn lửa làm nhiệt độ ra tăng.
Không khí cấp 1 ở trong, không khí cấp 2 ở ngoài hòa trộn vào nhau.Quá
trình cháy tạo ra nhiều khí NOx
- Dòng bột than có sự mở của dòng không ổn đinh, phụ thuộc vào tốc độ
dòng.
*Vòi phun tròn có gió cấp 1 đi thẳng
- Không khí cấp 1 đi thẳng còn gió cấp 2 bố trí xoáy ở ngoài ống nhưng ở
đầu ra của dòng không khí cấp 1 người ta đặt loe khuếch tán. Loe khuếch tán
có thể di động được , có thể thay đổi tiết diện qua của không khí cấp 1 làm
thay đổi tốc độ của dòng khí khi ra khỏi vòi phun và góc mở của dòng.
- Góc loe khuếch tán hay góc mở của ngọn lửa được xác định theo hàm
lượng chất bốc của nhiên liệu với than xit là 120 độ , than gầy bằng 90 độ,
than đá nhiều chất bốc bằng 60 độ.
- Tốc độ của dòng khí cấp 1 và dòng khí cấp 2 ra khỏi miệng của ống phun
được chọn tùy theo nhiên liệu
b.Vòi phun dẹt
- Dòng không khí cấp 1 và cấp 2 đều được vận chuyển qua ống thẳng và hòa
trộn với nhau
- Muốn gia nhiệt: hút sản phẩm cháy, nhận bức xạ.Sự cháy xảy ra ở mép
dòng phun lan truyền dần dần từ ngoài vào trong.
- Ở những lò hơi công suất lớn vòi phun dẹt được đặt nhiều tầng theo chiều
cao buồng lửa thực chất là nhiều vòi phun hợp lại
c.Kết luận
- Nhiên liệu càng có nhiều chất bốc thì tốc độ dòng khí ra khỏi vòi phun
càng lớn. Than cang ít chất bốc thì thời gian cháy càng dài, chiều dài ngọn
lửa càng lớn. Nếu chọn tốc độ dòng phun lớn thì bột than chưa cháy hết bám
lại ở mé tường bên kia gây đóng xỉ.
- Tốc độ dòng của vòi phun tròn nhỏ hơn nhiều so với vòi phun dẹt vì vòi
phun tròn có khả năng tạo ra dòng xoáy có độ khuếch tán
5.Cách đặt vòi phun trên buồng lửa
- Tùy theo cấu tạo vòi phun, cấu tạo buồng lửa, công suất của lò hơi, tính
chất nhiên liệu mà vòi phun có thể sắp xếp theo những vị trí khác nhau trên
buồng lửa.Hiện nay sử dụng rông rãi 4 loại bố trí sau: đặt ở tường trước, đặt
ở tường bên, đặt ở góc và đỉnh lò
- Yêu cầu với vị trí vòi phun sao cho:đảm bảo ngọn lửa phân bố đều trong
buồng lửa, không có những vùng chết trong buồng lửa và không có hiện
tượng ngọn lửa táp lên tường gây đóng xỉ trên dàn ống
a.Đặt vòi phun ở tường trước
- Bố trí theo kiểu này vùng dòng chuyển động đi lên với tốc độ lớn là vùng ở
sát tường sau, vùng dòng chuyển động đi xuống là sát tường trước
-Khi đặt vòi phun ở tường trước buồng lửa có 2 dạng chủ yếu: dạng ngọn
lửa hình chữ U và ngọn lửa hình chữ L
- Ngọn lửa hình chữ U
+ Vòi phun được chúc xuống đáy lò, sau khi cháy được đi quặt lên trên làm
đường bột than cháy khá dài và đảm bảo cháy kiệt bột than
+ Dạng bố trí này dùng tốt cho nhiên liệu khó cháy. Vùng trung tâm cháy có
nhiệt độ cao lại nằm ở vùng thải xỉ của buồng lửa nên xỉ dễ dàng ở trạng thái
lỏng nên buồng lửa làm việc tốt khi thải xỉ lỏng
-Ngọn lửa chữ L
+ Ngọn lửa được phân bố tương đối đồng đều trong không gian buồng lửa
nhưng chiều sâu buồng lửa phải lớn để ngọn lửa không tạt tới tường đối diện
+ Vòi phun đặt ở trước ngực lò đươc dùng cho cả than ít hoặc nhiều chất bốc
và thải xỉ khô
*Ưu điểm
- Dòng bột than ra khỏi vòi phun được bố trí đi thẳng nên ngọn lửa phân bố
đồng đều
- Trong buồng lửa không có vùng xoáy và dòng chuyển động ngược lại
- Trường nhiệt độ buồng lửa đồng đều
- Hiện tượng đóng xỉ trên tường ít
- Phần cuối dòng có nhiệt độ thấp thuận lợi cho thải xỉ khô
- Thường bố trí vòi phun dẹt. Cách đặt này có lợi với nhiên liệu khó cháy
*Nhược điểm
-Đường dẫn bột than tới vòi phun dài, việc dẫn khói ra khỏi buồng lửa từ
phía dưới nhiều khi không thuận lợi
b.Đặt vòi phun ở tường bên của buồng lửa
- Bố trí theo dạng này vòi phun bao giờ cũng được đặt ở 2 bên tường đối
diện nhau, khi ấy số vòi phun phải không nhỏ hơn 4. Ngọn lửa ở tường bên
này sẽ hỗn hợp với ngọn lửa vòi phun của tường bên kia rồi cùng nhau
chuyển động lên phía trên. Vì thế, vùng chính giữa buồng lửa là vùng có
dòng chuyển động với tốc độ lớn nhất, vùng chuyển đông đi xuống ở sát hai
tường bên
- Vòi phun đặt ở tường bên là vòi phun tròn. Có thể thải xỉ lỏng hoặc thải xỉ
khô
c.Đặt vòi phun ở góc buồng lửa
- Khi đặt theo kiểu này sẽ tạo lên một cột lửa ở tâm buồng lửa. Cột lửa này
sẽ chuyển động xoáy từ dưới lên trên khi đặt tiếp tuyến vòi phun. Khi
chuyển động xoáy như vậy thì sẽ tăng cường việc khuấy trộn dòng với khói
buồng lửa
- Chỉ sử dụng vòi phun dẹt, có thể đặt ở 3 vị trí như sau
+ Trục của vòi phun tiếp tuyến với vòng tròn tưởng tượng có đường kính
nào đó ở chính giữa buồng lửa
+ Trục của vòi phun nằm trên đường chéo của tiết diện buồng lửa
+ Trục của 2 vòi phun của hai tường cắt nhau tại 1 điểm nào đó không trùng
với tâm buồng lửa
- Không thuận lợi khi đốt than khó cháy, do những hạt than chưa cháy dưới
tác dụng của lực ly tâm sẽ bị văng ra xa cột lửa và rơi vào vùng nhiệt độ thấp
hơn làm chúng không cháy được hoặc cháy không hoàn toàn.
- Khi tốc độ vòi phun quá lớn thì cường độ quay của cột lửa xung quanh ở
tâm buồng lửa sẽ mạnh và ở tâm buồng lửa có vùng chết và có khói chuyển
động xuống phía dưới. Để ngăn chặn hiện tượng này tốc độ ra của gió cấp 1
không lớn hơn 30-35m\s
- Có hiệu quả cao khi tiết diện buồng lửa là hình vuông, nhiên liệu dễ cháy.
Dùng cho cả buồng lửa thải xỉ lỏng và xỉ khô
5.Buồng lửa thải xỉ lỏng và buồng lửa thải xỉ khô
a.Buồng lửa thải xỉ khô
- Để đảm bảo thải xỉ khô, nhiệt độ của vùng tập trung xỉ trước khi ra khỏi
buồng lửa phải thấp để xỉ không ở trạng thái lỏng.
- Yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất đến việc đảm bảo thải xỉ khô là phễu tro
lạnh và vị trí đặt vòi phun
+ Phễu tro lạnh do dàn ống trước và sau của buồng lửa cấu tạo thành. Độ
dốc của phễu tro lạnh thường đặt góc 55-60 độ, lỗ tháo của phễu tro lạnh
thường rộng tới 1m. Hệ thống dàn ống của phễu tro lạnh có thể được bọc
tách nhiệt toàn bộ hay 1 phần. Phần trên phễu tro lạnh được xây bằng gạch
chịu lửa
+ Khi thải xỉ khô các miệng vòi phun đều đặt cách xa phễu tro lạnh. Dòng
bột than được phun ngang hoặc hướng lên trên vì thế buồng lửa thải xỉ khô
thường cao hơn buồng lửa thải xỉ lỏng. Cách bố trí vòi phun tốt nhất là ở
đỉnh lò.
*Ưu điểm
- Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài nhỏ
- Cho phép điều chỉnh phụ tải trong phạm vi rộng mà không ảnh hưởng tới
việc thải xỉ
- Cấu tạo phễu tro xỉ đơn giản
*Nhược điểm
- Chỉ có 10-20% tro xỉ bay theo khói, do đó không thể tăng cường hệ số
truyền nhiệt trong các bề mặt đối lưu bằng biện pháp tăng tốc độ khói vì tro
gây mài mòn bề mặt đốt.
- Kích thước buồng lửa phải lớn để đảm bảo nhiệt độ vùng thải xỉ thấp
- Xỉ đóng lại trên tường tương đối nhiều, nếu nhiệt độ phễu tro lạnh tăng thì
xỉ ở trạng thái dẻo và không tự thải xỉ được
- Không thích hợp khi dùng nhiên liệu khó cháy nhất là khi nhiệt độ chảy
của tro thấp. Vì khi ấy để đảm bảo tro không bị nóng chảy thì nhiệt độ
buồng lửa phải thấp làm nhiên liệu khó cháy. Do đó chế độ khí động của
buồng lửa cần phải tổ chức tốt.
- Dùng cho nhiên liệu có độ tro thấp và nhiệt độ chảy của tro cao
b.Buồng lửa thải xỉ lỏng
- Xỉ thải ra khỏi buồng lửa phải có nhiệt độ bằng hoặc cao hơn nhiệt độ chảy
của tro. Thông thường nhiệt độ chảy của tro vào khoảng 1000-1600 độ nên
để đảm bảo xỉ chảy ra được thì nhiệt độ khói trong buồng lửa vào khoảng
1500-1800 độ
- Muốn có nhiệt độ cao như vậy, bọc cách nhiệt một phần dàn ống sinh hơi
tạo vùng nhiệt độ cao để đảm bảo trạng thái chảy lỏng ổn định của tro. Vòi
phun thường được đặt trực tiếp gần ngay trên đáy ngang hay nghiêng của
buồng lửa
- Về mặt cấu tạo buồng lửa thải xỉ lỏng gồm có 3 loại: buồng lửa loại hở,
buồng lửa kín và buồng lửa nửa hở
*Buồng lửa thải xỉ lỏng loại hở ( loại 1 buồng )
- Trong buồng lửa này không có ranh giới rõ rệt giữa vùng làm lạnh và vùng
chảy tro. Loại này chỉ khác buồng lửa thải xỉ khô ở đáy lò và vị trí đặt vòi
phun. Loại đáy lò sử dụng rộng rãi là đáy ngang, khi ấy ở đáy và vùng chảy
của tro dàn ống được bọc cách nhiệt bằng vữa cromit
- Lỗ tháo xỉ cần đặt cao hơn đáy khoảng 200mm để tránh tác dụng xâm thực
của xỉ trên lớp vật liệu chịu lửa bọc đáy khi xỉ di động chảy vào lỗ và giữ
nhiệt độ ổn định vùng chảy tro. Lỗ tháo xỉ có thể đặt ở chính giữa đáy hoặc
góc giữa tường và đáy. Lỗ tháo xỉ đặt ở chính giữa được sử dụng nhiều hơn
do ở đây xỉ có nhiệt độ cao nhất. Lỗ đặt ở góc có ưu điểm hơn về mặt đảm
bảo độ cao của lỗ, khi ấy cấu tạo thải xỉ đơn giản hơn nhiều
- Thường dùng vòi phun dẹt đặt ở 4 góc buồng lửa, đặt nghiêng để thổi
thẳng vào đáy lò
- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản chỉ cần cải tạo đáy lò là có thể chuyển từ thải xỉ
khô sang thải xỉ lỏng
- Nhược điểm: khả năng thải xỉ còn kém, số lượng xỉ ra khỏi đáy lò chưa
cao, tỉ lệ tro bay theo khói lớn, nhiên liệu chủ yếu cháy trong vùng làm lạnh
nên việc cháy kiệt nhiên liệu còn kém
*Buồng lửa thải xỉ lỏng loại 2 buồng
-Buồng lửa được chia làm 2 phần riêng biệt: phần cháy và chảy lỏng xỉ và
phần làm lạnh. Giữa 2 phần ngăn cách với nhau bằng dàn ống thải xỉ. Nhiên
liệu được phun vào trong buồng cháy qua vòi phun đặt trên trần buồng cháy,
ngọn lửa hướng xuống đáy lò
-Quá trình cháy kiệt nhiên liệu xảy ra ngay trong buồng lửa. Nhiệt độ buồng
lửa đạt 1650-1750 độ nên toàn bộ buồng cháy được bọc cách nhiệt bằng lớp
vữa chịu lửa cromit, đáy buồng cháy là đáy ngang. Sản phẩm cháy ra khỏi
buồng cháy được đưa vào buồng làm lạnh. Để ngăn ngừa tro xỉ bay theo
khói sang buồng làm lạnh, người ta đặt thêm dàn ống thải xỉ thuộc hệ thống
dàn ống của lò và cũng được bọc cách nhiệt. Các ống thải xỉ của dàn ống
thải xỉ luôn luôn được bao phủ bằng lớp xỉ lỏng.
-Ưu điểm
+Nhiệt thế trong buồng cháy rất cao nên nhiên liệu cháy kiệt và ổn định
+Khả năng thải xỉ tăng lên nhiều, tỉ lệ tro bay giảm đi còn 40-50%
-Nhược điểm
+Cấu tạo phức tạp, hệ thống tuần hoàn nước phức tạp do phải bố trí dàn ống
quanh buồng cháy để làm mát lớp cách nhiệt, việc thực hiện dàn ống thải xỉ
gặp nhiều khó khăn
*Buồng lửa 2 buồng kiểu nửa hở ( loại trung gian )
-Để thay thế cho dàn ống thải xỉ, tiết diện ra của buồng cháy được thu nhỏ
lại còn 0,35-0,45 lần so với diện tích buồng cháy. Giữa buồng thải xỉ và
buồng làm lạnh được ngăn cách nhau bằng cách co thắt buồng lửa ở độ cao
khoảng 1/3 tổng độ cao buồng lửa. Nhiên liệu vẫn được cháy kiệt trong
buồng cháy còn phần trên là buồng hoàn toàn có tính chất làm lạnh
**Ưu điểm của buồng lửa thải xỉ lỏng
-Tỷ lệ thải xỉ ra khỏi buồng lửa tăng lên khá nhiều, gấp 3-4 lần thải xỉ khô,
có thể tăng tốc độ dòng khói trong các bề mặt truyền nhiệt đối lưu lên nhiều
-Tổn thất do cháy hoàn toàn về mặt cơ học trong xỉ bé
-Làm việc với hệ số không khí thừa nhỏ nên hiệu suất của lò hơi cao hơn
**Nhược điểm của buồng lửa thải xỉ lỏng
-Nếu lượng thải xỉ ra khỏi lò quá lớn 85-90% thì khi ấy trong đường khói có
những hạt tro bay rất nhỏ làm tăng bám bẩn
-Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra khỏi lò lớn
-Khi giảm phụ tải, nhiệt độ trong buồng lửa giảm làm xỉ không ở trạng thái
lỏng được, gây lên tắc xỉ
-Cấu tạo và vận hành phức tạp so với buồng lửa thải xỉ khô. Được sử dụng
khi đốt nhiên liệu nhiều tro
6.Buồng lửa xoáy
-Buồng lửa xoáy có dạng hình trụ, dòng bột than được phun vào buồng xoáy
qua vòi phun tròn đặt ở phía trước buồng lửa. Gió cấp 2 được phun tiếp
tuyến vào buồng lửa tạo nên sự xoáy mạnh.
- Khi chuyển động xoáy hạt nhiên liệu chịu tác dụng của 2 lực: lực ly tâm
làm cho các hạt bị bắn vào vách buồng lửa, lực khí động hướng các hạt
chuyển động theo dòng ra khỏi buồng lửa. Trên vách buồng lửa có 1 lớp xỉ
lỏng bám lại và chảy từ từ theo dòng. Các hạt than bị bắn lên vách vừa cháy
vừa chảy theo từng lớp xỉ bám. Xỉ tạo thành sau quá trình cháy ở trạng thái
lỏng được chảy ra khỏi buồng lửa qua của thải xỉ, khói có nhiệt độ cao đưa
vào làm lạnh
-Buồng lửa xoáy còn gọi là buồng lửa xiclon
*Ưu điểm
-Có thể đốt nhiều loại nhiên liệu khác nhau với cỡ hạt cho phép tương đối
thô nên không mất nhiều chi phí cho việc nghiền than
-Cho phép thay đổi phụ tải của lò trong phạm vi rộng mà không ảnh hưởng
đến thải xỉ
-Tổn thất do cháy không hoàn toàn nhỏ, làm việc với hệ số không khí thừa
nhỏ
-Khả năng thải xỉ lớn nên cho phép có thể tăng tốc độ khói trong bề mặt
truyền nhiệt đối lưu lên nhiều
*Nhược điểm
-Tốn nhiều điện năng cho việc thông gió do phải tạo ra dòng không khí có
áp lực lớn
-Yêu cầu cao về vật liệu cách nhiệt, tường bảo ôn phải luôn đảm bảo kín
-Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài lớn
7.Giếng thải xỉ
-Thải xỉ bằng thủ công: xỉ sau khi ra khỏi phễu tro lạnh được tập trung ở
phễu chứa đặt ở dưới phễu tro lạnh. Định kì người ta mở cửa dưới phễu chứa
để xỉ rơi vào goong rồi đẩy ra bãi xỉ
-Thải xỉ bằng cơ khí thực hiện bằng giếng thải xỉ. Với buồng lửa thải xỉ khô,
giếng thải xỉ đặt dưới phễu tro lạnh hay dưới đáy lò ; Với buồng lửa thải xỉ
lỏng giếng thải xỉ đặt dưới buồng cháy
-Giếng thải xỉ gồm 2 loại: loại thải xỉ định kì và loại thải xỉ liên tục
a.Loại thải xỉ định kì
-Đáy giếng là những tấm gang ghép lại đặt nghiêng góc 15 độ. Các ống nước
lạnh đặt xung quanh giếng. Xỉ rơi vào giếng gặp màng nước lạnh phun tới,
bị lạnh đột ngột nên vỡ vụn ra. Nhờ đáy đặt nghiêng nên xỉ dễ dàng được
nước cuốn tập trung ở góc giếng cạnh cửa tháo xỉ
-Việc tháo xỉ tiến hành định kỳ bằng cách mở cửa tháo xỉ rồi dùng tia nước
mạnh cuốn xỉ ra ngoài. Xỉ thải ra cùng với nước chảy xuống cống, những hạt
xỉ lớn được giữ lại nhờ tấm lưới và sẽ được đập vỡ ra rồi thải xuống cống
-Ưu điểm: hạn chế được gió lạnh lọt vào buồng lửa
-Nhược điểm: vẫn còn có không khí lạnh lọt vào phải dùng sức người để
thao tác
b.Loại thải xỉ liên tục
-Xỉ rơi xuống bể chứa nước được xích chuyển động vô tận mang xỉ ra máy
đập xỉ rồi sau đó thải ra cống. Để chống lại tác dụng lọt không khí lạnh, giữa
bể chứa và đáy buồng lửa đã được nối với hộp chèn kín bằng nước ( chèn
thủy lực )
III.Buồng lửa đốt nhiên liệu lỏng và khí
1.Nhiên liệu khí và sự bắt cháy nhiên liệu khí
a.Sự bắt cháy của hỗn hợp khí ga
-Quá trình cháy bao gồm 2 giai đoạn: giai đoạn bắt lửa và giai đoạn cháy
kiệt. Giai đoạn bắt lửa là giai đoạn chuẩn bị cho quá trình cháy. Trong giai
đoạn này chất cháy và chất oxy hóa tiến hành phản ứng oxy hóa chậm chạp,
không ngừng tích lũy nhiệt lượng đến lúc nào đó thì nhiên liệu bắt cháy
-Bắt lửa có 2 loại: tự bắt lửa, mồi lửa
+Tự bắt lửa là quá trình bắt cháy tự nhiên
+Mồi lửa là bắt lửa cưỡng bức nhờ nguồn nhiệt bên ngoài như tia lửa điện,
ngọn lửa nhỏ
2.Thiết bị cháy nhiên liệu khí
a.Những yêu cầu cơ bản
-Cháy ổn định và an toàn cho người và thiết bị
-Hiệu suất cháy cao, ít gây ô nhiễm môi trường, giảm tổn thất q3, q4
-Vận hành dễ dàng, mồi lửa thuận lợi, tự động hóa cao
-Giá thành chế tạo thấp, lắp ráp, sửa chữa dễ dàng
b.Thiết bị cháy
-Buồng cháy
-Hệ thống cung cấp nhiên liệu và gió tới vòi phun
-Vòi phun
+Vòi phun ngọn lửa khuếch tán
+Vòi phun có hỗn hợp trước khí và nhiên liệu hoàn toàn
+Vòi phun có hỗn hợp trước một phần
3.Buồng lửa đốt nhiên liệu lỏng
-Nhiên liệu lỏng dùng cho lò hơi thường là mazut và dầu nặng. Nhiên liệu
đưa qua vòi phun vào buồng lửa. Nhiên liệu khi ra khỏi vòi phun phải đạt
đến trạng thái phun bụi nhỏ, mức độ phun bụi càng nhỏ thì hiệu quả cháy
càng cao
-Các loại vòi phun có thể bố trí ở một tường hay cả 2 bên tường đối diện của
buồng lửa. Số vòi phun này khá nhiều để dễ dàng điều chỉnh phụ tải lò
-Do nhiệt độ đông đặc của dầu mazut đặc biệt là dầu nặng rất cao khoảng 30
độ nên để dễ dàng vận chuyển dầu trong ống dẫn dầu cần được sấy nóng tới
50-60 độ. Cần phải có thiết bị lọc tạp chất của dầu.
-Dầu được chứa trong bể dầu , trong bể có đặt các ống xoắn dẫn hơi nóng để
sấy dầu. Từ bể dầu, dầu được bơm đưa vào hệ thống ống, ở đầu hút của bơm
có đặt bình lọc dầu.