đô án lò hơi than phun tuần hoàn tự nhiên 150 th
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (854.81 KB, 82 trang )
Đồ án môn học lò hơi
L
GVHD Nguyễn Duy Thiện
LỜI NÓI ĐẦU
ò hơi là một thiết bị không thể thiếu được trong nền kinh tế
quốc dân, quốc phòng. Nó không những được dùng trong các
khu công nghiệp lớn như: nhà máy nhiệt điện, khu công nghiệp
cơ khí,…mà còn được sử dụng trong các cơ sở sản xuất nhỏ để
phục vụ sản xuất và những nhu cầu hàng ngày như: sưởi ấm, trong nhà máy
dệt, sấy, nấu cơm,…
Trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi là thiết bị không thể thiếu được đồng thời là
một thiết bị vận hành rất phức tạp, nó có nhiệm vụ sản xuất hơi quá nhiệt để
cấp cho tuôc bin.
Trong lĩnh vực công nghiệp, lò hơi được dùng để sản xuất hơi nước. Hơi
nước dùng làm chất tải nhiệt trung gian trong các thiết bị trao đổi nhiệt để gia
nhiệt cho sản phẩm.
Nhằm ôn lại kiến thức đã học về lò hơi ở học kỳ trước và để bước đầu làm
quen với việc thiết kế lò hơi, trong học kỳ này em được nhận nhiệm vụ thiết kế
lò hơi có sản lượng hơi 320 t/h. Mặc dù em đã nhận được sự hướng dẫn tận
tình của quý thầy cô giáo, có tham khảo một số tài liệu và trao đổi với bạn bè,
nhưng do đây là lần đầu tiên em thiết kế lò hơi, kiến thức còn hạn chế và chưa
có kinh nghiệm nên trong quá trình thiết kế chắc chắn không tránh khỏi sai sót.
Em kính mong nhận được sự góp ý và chỉ dẫn tận tình của quý thầy cô giáo để
kiến thức của em được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 6 tháng 9 năm 2016.
Sinh viên thực hiện
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
1
1
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
MỤC LỤC
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
2
2
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
CHƯƠNG I : NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Lò hơi đốt bột than thải xỉ khô có : Dđm = 150 T/h.
Thông số hơi : pqn = 100 bar ; tqn = 5400C.
Tỷ lệ xả Dx ≤ 3%Dđm.
Nhiệt độ không khí vào lò hơi tkkl = 300C.
Nhiệt độ khói thải tkt = 135 ÷ 1400C.
Nhiệt độ nước cấp tnc = 2000C.
Thành phần của nhiên liệu
Wlv
Alv
Vlv
Clv
Hlv
Nlv
Plv
Slv Olv
T1
T2
T3
9,40
24,91
3,39
61,86
2,40
0,7
0,04
0,
0,26
124
130
140
8
3
9
9
7
9
7
3
6
0
0
0
Nhiệt trị của nhiên liệu Qlvt = 6149 kcal/kg = 25703 kJ/kg
CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC LÒ HƠI VÀ TÍNH
CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI
I- Xây dựng và thiết kế lò tổng quát.
* Sơ dồ phân bố các bộ phận trong lò hơi.
Ở đồ án môn học này, yêu cầu thiết kế lò hơi đốt bột than, thải xỉ khô, một bao
hơi. Chọn dạng lò có hình chữ π, đường khói đi ngang bố trí bộ quá nhiệt (bộ
quá nhiệt đối lưu) 2 cấp, đường khói ở đuôi lò bố trí bộ hâm nước và bộ sấy
không khí (bộ sấy không khí kiểu ống) 2 cấp xen kẽ nhau. Buồng lửa được bố
trí dàn ống sinh hơi và 4 dãy pheston, mỗi tường bên có bố trí 3 vòi phun tròn
đặt so le nhau.
Sơ đồ cấu tạo dạng lò hơi như sau:
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
3
3
13
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
nước cấp
khói thải
kk lạnh
Chú thích:
1- Buồng lửa.
2- vòi phun bột than.
3- ống góp dưới của
dàn ống sinh hơi
4- Đáy thải xỉ
5- Tường lò.
6-
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
6- Ống nước xuống.
7- Dàn sinh hơi.
8- Bao hơi.
9- Pheston.
10- BQN câp I.
4
11- BQN cấp II.
12- BHN cấp II.
13- BSKK cấp II.
14- BHN cấp I.
15- BSKK cấp I
4
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
II- Tính đặc tính của nhiên liệu.
1- Thể tích không khí lý thuyết.
V0kk = 0,089(Clv + 0,375Slv) + 0,265Hlv – 0,0333Olv
= 0,089(61,869 + 0,375.0,3) + 0,265.2,407 – 0,0333.0,266 =
6,14535 m3tc/kg.
2- Tính thể tích sản phẩm cháy lý thuyết.
Thể tích khói lý thuyết : V0k = V
0
RO2
+V
0
N2
+V
0
H 2O
Với :
+V
0
RO2
=V
RO2
= 0,01866.(Clv + 0,375.Slv )
kk nóng
= 0,01866.(61,869 + 0,375.0,3) = 1,157 m3tc/kg.
+ V
0
N2
= 0,008.Nlv + 0,79V0kk = 0,008.0,79 + 0,79. 6,145
= 4,86087 m3tc/kg.
+V
0
H 2O
= 0,111.Hlv + 0,0124.Wlv + 0,0161.V0kk
= 0,111.2,407 + 0,0124.9,408 + 0,0161.6,145 = 0,4828 m3tc/kg.
Thể tích khói lý thuyết
V0 k = V
0
RO2
+V
0
N2
+V
0
H 2O
= 1,157 +4,86087 + 0,4828= 6,50067 m3tc/kg.
3- Thể tích sản phẩm cháy thực tế.
Thể tích nito thực tế
0
N2
N2
V = V + 0,79(α tb – 1). V0kk
Thể tích hơi nước thực tế
0
H 2O
H 2O
V
=V
+ 0,0161(α tb – 1). V0kk
Thể tích khói thực
k
V =V
k
0
RO2
+V
0
RO2
N2
+V
N2
H 2O
H 2O
V = V +V + V
+(α tb – 1). V0kk
( Với αtb là hệ số không khí thừa trung bình tại mỗi phần tử của lò ( bảng 2 ) ).
4- Tính entanpi của không khí và khói ( bảng 3 ).
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
5
5
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
α i''
Entanpi của khói thực tế : Ik = I0k + (
-1 ).I0kk + Itr ( kJ/kg ).
Với αi’’ là hệ số không khí thừa đầu ra của các phần tử của lò.
Trong đó :
I0kk - Entanpi của không khí lý thuyết.
I0kk = V0kk .( C.t)kk ( kJ/kg ).
I0k - Entanpi của khói lý thuyết.
0
N2
2
I0k = IRO + I
+I
0
H 2O
=V
RO2
2
.( C.t)RO + V
0
N2
.(C.t)
N2
+V
0
H 2O
.(C.t)
H 2O
(kJ/kg).
2
Với ( C.t)kk ;( C.t)RO ;(C.t)
N2
;(C.t)
H 2O
tra theo bảng 23 trang 95 sách đồ án
môn học lò hơi -Nguyễn Sĩ Mão
Itr - Entanpi của tro theo khói
ab
Itr =
Ta có : 100.
ab . A lv
Qtlv
A lv
( C.t ) tr
100
=100.
( kJ/kg )
0,9.24,913
25703
=0,095 < 1,5 nên bỏ qua Itr ( vì phun than
thải xỉ khô nên chọn ab = 0,95 ).
Vậy Ik = I0k + ( αi’’ -1 ).I0kk Xem bảng 3
III- Hệ số không khí thừa và sự lọt không khí vào lò hơi.
Theo bảng 10.2 - Các đặc tính của buồng lửa ( trang 260 - Lò hơi 1 ).
Theo bảng 10.3 - Hệ số không khí lọt vào các phần tử ( trang 260 - Lò hơi 1 ).
- Ta chọn hệ số không khí thừa ra khỏi buồng lửa
α bl''
= 1,25.
- Ta chọn hệ số không khí lọt :
Buồng lửa ∆αbl = 0,1 ( dàn ống không có cánh )
Cụm pheston ∆αpheston = 0.
Bộ quá nhiệt đối lưu : ∆αqnI = ∆αqnII = 0,025.
Bộ hâm nước ( kiểu ống thép trơn ) : ∆αhnI = ∆αhnII = 0,02.
6
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
6
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Bộ sấy không khí ( kiểu ống thép trơn ) : ∆αskkI = ∆αskkII = 0,05.
Ống dẫn khói thải bằng thép : ∆αth = 0,01.
Công thức xác định hệ số không khí thừa đầu ra của các phần tử của lò:
α i'' α i'
=
+ ∆αi
Bảng 1: Hệ số không khí lọt vào các phần tử của lò.
Hệ số không khí
Các bề mặt đốt
thừa vào
Độ lọt không khí
α i'
∆αi
Hệ số không khí
thừa ra
α i''
1,25
Buồng đốt
-
0,1
Cụm pheston
1,25
0
1,25
BQN cấp II
1,25
0,025
1,275
BQN cấp I
1,275
0,025
1,3
BHN cấp II
1,3
0,02
1,32
BSKK cấp II
1,32
0,05
1,37
BHN cấp I
1,37
0,02
1,39
BSKK cấp I
1,39
0,05
1,44
1,44
0,01
1,45
Đường dẫn khói
thải
Lượng không khí ra khỏi bộ sấy không khí
''
SKK
β
= αbl - ∆αbl- ∆αn
∆αn : lượng không khí lọt vào hệ thống nghiền than, chọn ∆αn = 0,08
''
SKK
β
= 1,25 - 0,1 - 0,08 = 1,07
Lượng không khí vào bộ sấy không khí
β
'
SKK
=β
''
SKK
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
+ ∆SSKK =1,07 + 0,2 =1,27
7
7
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Bảng 2 : Đặc tính sản phẩm cháy. (V0N2 = 2,692 m3tc/kg ;
Tên đại lượng và công thức tính
Hệ số không khí thừa trung bình
Vkk0
= 6,145 m3tc/kg ; V RO2 = 1,157 m3tc/kg ; V0H2O = 0,4828 m3tc/kg )
Đơn vị
Buồng
lửa,
pheston
BQN
cấp 2
BQN
cấp 1
BHN
cấp 2
BSKK
cấp 2
BHN
cấp 1
BSKK
cấp 1
Đường
thải
-
1,250
1,263
1,288
1,310
1,345
1,380
1,415
1,440
m3tc/kg
3,906
3,966
4,088
4,197
4,367
4,537
4,707
4,828
m3tc/kg
0,508
0,509
0,511
0,513
0,517
0,520
0,524
0,526
m3tc/kg
7,106
7,245
7,523
7,772
8,161
8,549
8,938
9,215
-
0,071
0,070
0,068
0,066
0,063
0,061
0,059
0,057
-
0,163
0,160
0,154
0,149
0,142
0,135
0,129
0,126
-
0,234
0,230
0,222
0,215
0,205
0,196
0,188
0,183
tb
α = 0,5.(α’ + α’’)
Thể tích nito thực tế
VN02
Vkk0
N2
V =
+ 0,79(α tb – 1).
Thể tích hơi nước thực tế
VH02O
Vkk0
H 2O
V
=
+ 0,0161(α tb – 1).
Thể tích khói thực
k
0
RO2
N2
H 2O
0
V = V +V + V
+(α tb – 1). V kk
Phân thể tích của hơi nước
H 2O
H 2O
r
=V
/ Vk
Phân thể tích của khí
RO2
RO2
r = V / Vk
Phân thể tích của các khí 3 nguyên tử
rn = r
RO2
+r
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
H 2O
8
s’
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Nồng độ tro bay trong khói
lv
µ = 10.A .ab/Vk
30,45
1
33,304 32,666 31,462
g/m3tc
29,00
1
27,68
4
26,48
0
25,683
Bảng 3: Entanpi của sản phẩm cháy.I (t,α)
Khói thải
t
I
0
kk
I
α bltb
0
k
α
=1,25
''
qnII
α
=1,2
63
tb
qnI
=1,28
8
α
tb
hnII
=1,3
1
α
tb
skkII
=1,34
5
α
tb
hnI
=1,3
8
α
tb
skkI
=1,4
15
α thtb
=1,4
4
30
100
200
300
400
239,256
798,543
899,509
1824,01
1605,32
2
2775,45
2426,599
4
3264,224
3754,72
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
1230,923 1250,888
4694,87
2377,879
2434,068
5954,479
3612,678
3697,614
8031,097
4880,941
4995,196
2490,258 2530,393
3782,55
9
Đồ án môn học lò hơi
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
GVHD Nguyễn Duy Thiện
4858,07
5942,40
4122,681
9
6
7108,00
6045,479
10259,1
6280,485
4998,097
5793,43
6816,17
4
8365,91
7232,964
12341,31
7517,872
5892,195
9
7932,64
8513,228
14535,39
9608,0
4
9695,23
6701,491
2
8536,21
15
10467,
5
10567,7
9862,781
16712,1
7723,896
8
10146,1
19
12310,
2
12422,9
10760,83
18655,1
8656,462
38
11277,7
25
13678,
2
13803,1
12639,34
9601,87
2
12422,1
19
15061,
6
15199,1
10558,093
99
13581,6
72
16461,
4
11521,015
23
14844,4
88
17966,
12489,835
95
15923,4
95
19290,
13466,768
56
15
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
6424,787
10
Đồ án môn học lò hơi
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
GVHD Nguyễn Duy Thiện
17108,7
20721,
14451,074
46
18302,5
51
22162,
15437,838
65
19500,7
02
23609,
16433,328
12
20703,8
04
25061,
17429,186
79
21912,4
18
26521,
18435
99
23129,9
25
27989,
19436,758
18
23129,9
11
27989,
18
21461, 25569,8
11
30935,
5
87
22480, 26795,0
27
32415,
2
01
23493, 28021,1
05
33894,
19436,758
7
09
53
Bảng 4: Tính cân bằng nhiệt lò hơi và tiêu hao nhiên liệu.
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
11
Đại lượng
Đồ án môn học lò hơi
Công thức xác định hay phương
Ký hiệu
Đơn vị
pháp xác định
lv
t
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Nhiệt lượng đưa vào của than
Qđv
Tổn thất nhiệt do cháy không hết về
mặt hóa học
q3
Bảng 10.2 – LH1
%
0,5
Tổn thất nhiệt do cháy không hết về
mặt cơ học
q4
Bảng 10.2 – LH1
%
6
Nhiệt độ khói thải
tth
Theo nhiệm vụ thiết kế
Entanpi khói thải
Ith
Bảng 3 I(t,α)- Đồ án
Nhiệt độ không khí lạnh
l
kk
Theo nhiệm vụ thiết kế
0
kkl
Bảng 3- I(t,α)- Đồ án
Entanpi không khí lạnh
Tổn thất nhiệt theo khói thải
Tổn thất nhiệt ra môi trường
Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài
Tổng các tổn thất
Hiệu suất lò hơi
Hệ số giữ nhiệt
Vũ Việt Anh
Đ8Nhiệt
Năng–suất
hơi của lò
Áp suất trong bao hơi
t
I
q2
Qđv = Q
(I th − α th .I0kkl )(100 − q 4 )
Q đv
kJ/kg
Kết quả tính toán
0
25703
C
125
kJ/kg
1570,764
0
C
30
kJ/kg
239,256
%
1
.100
4,3
q5
Theo hình 4.1 - LH1
%
0,6
q6
Quá nhỏ (bỏ qua)
%
0
Σq
(q2 + q3 + q4 + q5)
%
11,4
ηT
100 - Σq
%
88,6
φ
1D
q5
ηT + q5
Theo nhiệm vụ thiết kế
0,993
kg/s
41,6667
12
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
IV- Các kích thước kết cấu cơ bản của buồng đốt.
A- Xác định kích thước hình học của buồng lửa.
1- Chọn thể tích buồng lửa.
- Khi thiết kế buồng lửa cần đảm bảo sao cho nhiên liệu cháy hoàn toàn với α min, khói
trong buồng lửa phải có nhiệt độ thích hợp để tro bay theo khói ra khỏi buồng lửa
không còn trạng thái chảy lỏng bám trên các bề mặt truyền nhiệt và tro sinh ra không
bám lên các bề mặt bức xạ.
- Thể tích buồng lửa phụ thuộc vào phương pháp đốt nhiên liệu và loại nhiên liệu ( đốt
than cám, thải xỉ khô ).
3
- Chọn qv = 145 (kW/m ) (theo bảng 10.2 –trang 260- Lò hơi 1).
- Thể tích buồng lửa:
Btt .Qt
Vbl =
lv
qv
=
4, 425.25703
145
= 784,385 m3
2- Chọn vòi phun.
- Với sản lượng hơi 150 t/h lò đốt bột than thải xỉ khô tra bảng 4 sách đồ án môn học
lò hơi - Nguyễn Sĩ Mão - trang 22 ta chọn 4 vòi phun tròn, bố trí mỗi tường bên 2 vòi
phun. Khi ta bố trí vòi phun ở 2 tường bên thì vùng chính giữa là vùng có dòng
chuyển động với tốc độ lớn nhất, vùng chuyển động đi xuống ở sát 2 tường bên, vùng
chân không có kích thước nhỏ ở phễu tro lạnh tạo nên 2 vùng chuyển động xoáy.
- Để tránh ngọn lửa có nhiệt độ cao táp vào dàn sinh hơi ta bố trí như hình vẽ 2.
- Các kích thước cơ bản lắp ráp với lò phun tham khảo bảng 5 sách đồ án môn học lò hơi Nguyễn Sĩ Mão trang 22
+ Từ trục vòi phun dưới đến mép phiễu thải tro xỉ bằng 2m.
+ Từ trục vòi phun đến mép tường bằng 2m.
+ Giữa các trục vòi phun trong dãy theo phương ngang bằng 2,5m.
+ Từ mép dưới của dãy tới mép phễu tro 4m.
Năng suất nhiệt của mỗi vòi đốt là:
B.Qtlv −3
Qvp = 1,25.
.10
n
=1,25.
4, 70743.25703 −3
.10
4
=37,81 MW.
3- Chọn chiều cao buồng lửa.
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
13
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
- Chiều cao buồng lửa được lựa chọn trên cơ sở đảm bảo chiều dài ngọn lửa cho
nhiên liệu cháy kiệt trước khi ra khỏi buồng lửa. Chiều dài ngọn lửa tạo nên trong
quá trình cháy tùy thuộc vào loại nhiên liệu đốt , phương pháp đốt và công suất lò
hơi.
- Với bột than cám antraxit và D = 150 T/h nên chọn lnl = 14 m.
4- Chọn các kích thước các cạnh của tiết diện ngang buồng lửa.
Chiều sâu buồng lửa b: được chọn xuất phát từ điều kiện đảm bảo sự phát triển
bình thường của ngọn lửa và không có sự va đập trực tiếp ngọn lửa vào tường
đối diện khi đặt vòi phun.
Chiều rộng buồng lửa a : được chọn có kể đến chiều dài cần thiết của bao hơi
để đảm bảo sấy thật khô hơi và tốc độ thích hợp của hơi trong BQN.Chiều rộng
được chọn theo nhiệt thế chiều rộng buồng lửa qr xem bảng 2 sách đồ án môn
học lò hơi - Nguyễn Sĩ Mão - trang 20
- Ta có D = 150 T/h chọn nhiệt thế chiều rộng buồng lửa qr =
D
a
=18 (T/m.h).
- Tiết diện ngang của buồng lửa là diện tích hình chữ nhật và g ần vuông với tỉ lệ
a
b
=1,2
- Từ trên ta chọn được a= 8,5 m và b= 7 m.
5- Đáy buồng lửa.
Đối với buồng lửa đốt bột than thải xỉ khô:
Độ nghiêng của phễu so với mặt phẳng ngang chọn α =550
Lỗ tháo phễu tro lạnh rộng 1 m.
B- Chọn tốc độ gió cấp 1 và gió cấp 2.
Tốc độ gió qua khói miệng phun được chọn trên cơ sở đảm bảo quá trình bốc cháy
nhiên liệu ổn định và an toàn, nó phụ thuộc vào loại vòi phun tham khảo sách đồ án
môn học lò hơi - Nguyễn Sĩ Mão – trang 23.
Chọn tốc độ gió cấp I : ω1= 15 m/s.
Chọn tốc độ gió cấp II : ω2= 20 m/s.
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
14
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
C- Tính nhiệt buồng lửa.
Hình vẽ
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
15
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Kiểm tra chiều dài ngọn lửa :
Lnl = L1+ L2 + L3 = 4 +8+2,343=14,343 m
Vậy đã đạt yêu cầu về chiều dài ngọn lửa để cho nhiên liệu cháy hết
I-
Xác định thể tích buồng lửa: Ta chia hình vẽ thành 6 phần
1- Diện tích tường bên.
Chia tường bên thành 6 phần ( hình vẽ ).
FI = 0,5.(4,654+1).3,7= 10,96 m2
FII = 0,5.1,716.4,7= 4,0236 m2
FIII =4,654.1= 4,654 m2
FIV = 0,5.(7 + 6,37).1= 6,685 m2
FV = 8.7 =56 m2
FVI = 0,5 .(4,157 + 7) .2=11,157 m2
→
Fb =ΣF =10,96 +4,0236 +4,654 +6,685 +56+11,157
Fb = 94,489 m2
2- Diện tích tường trước.
Ftr= ΣLt.b= (2,425+10+5,2 +1).8,5=158,3125 m2
3- Diện tích tường sau.
Fs=ΣLs.b= (2,425 + 8 ).8,5 = 88,6125 m2
4-Diện tích tường ở dãy pheston.
Fp= ΣLp.b= (5,003 +1,182) .8,5 = 52,5725 m2
Như vậy diện tích toàn bộ buồng lửa Ft = 2Fb + Ft+ Fp + Fs = 488,47555m2
5- Thể tích buồng lửa theo tính toán.
V = Fb.a = 94,489.8,5=803,1565 m3
Ta có sai số tương đối giữa thể tích buồng lửa tính toán và lý thuyết ban đầu :
V − Vbl
V
.100%=
803,1565 − 784,385
803,1565
.100%=2,3%
Ta thấy sai số này tương đối nhỏ, do đó ta lấy thể tích buồng lửa theo kết quả tính toán
tức Vbl= 803,1565 m3 ta không cần thiết kế lại buồng lửa
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
16
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Ngoài ra để tăng độ ổn định của cháy nhiên liệu có lượng chất bốc nhỏ, ở phần
dưới đáy buồng lửa ta đặt đai cháy từ phần trên phễu lạnh và có chiều cao là 3m .Do
đặt vòi phun ở 2 tường bên nên ta bố trí đai cháy ở cả 4 tường.
6 - Bề dày tường buồng lửa:
Buồng lửa trên là loại có dàn ống che chắn theo tài liệu Công nghệ lò hơi và mạng nhiệt
- Phạm Lê Dần, Nguyễn Công Hân –trang 201 ta lựa chọn loại tường lò là loại tường nhẹ
: lớp trong dùng bê tông samot chịu lửa dày khoảng 80 mm, lớp ngoai là bê tông
amiang-diatomit cách nhiệt dày khoảng 60 mm, ngoài cùng là lớp bông khoáng cách
nhiệt dày khoảng 120 mm và được bọc bằng một lớp tôn. Tổng chiều dày của tường lò
: 80 + 60 +120 =260 mm
Mặt cắt A-A
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
17
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
7- Dàn ống sinh hơi.
- Bước ống của dàn ống sinh hơi ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tường lò và đảm bảo
quá trình cháy ổn định.
Theo sách thiết bị lò hơi - Hoàng Ngọc Đồng - trang 134
Ta có: s/d = 75/60 = 1,25 và e/d=1
- Độ dày δ = 6 mm
- Đường kính ống d = 60 mm
- Chọn bước ống s = 1,25 .d = 75 mm
- Khoảng cách từ tâm ống đến tường bên e = 60 mm
- Khoảng cách từ tâm ống đến tường trước và sau e’ = 65 mm
Để cải thiện quá trình cháy ở 4 góc buồng lửa, ta vát 4 góc tường
buồng lửa như hình mặt cắt ở trên
•
Số ống sinh hơi của tường trước và tường sau:
n1 = -1 =
•
nb =
8, 5.1000 − 2.65
−1
75
= 110 ống.
Số ống sinh hơi ở mỗi tường bên là :
b − 2e
7.1000 − 2.60
+1 =
+ 1 = 92
s
75
ống.
•
Số ống của cụm feston là:
nf = n1 = 110 ống
•
Hệ số bức xạ của dàn ống
Gọi x là hệ số góc của dàn ống hay hệ số bức xạ hữu hiệu, theo sách lò hơi 1- Nguy ễn
Sỹ Mão – trang 261 ta có:
x = 1-0,2 .(
s
d
-1) = 0,95
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
18
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Bảng 5: Bảng đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi.
Vũ Việt Anh – Đ8Nhiệt
19
Đồ Tên
án môn
học lò hơi Ký
đại lượng
Thiện
hiệu
Đơn
Tường
Tường
Tường
vị
trước
sau
bên
feston
mm
60
60
60
60
GVHD Nguyễn Duy
Đường kính ngoài
của ống
ST
T
d
Tên đại lượng
Bước ống
Ký
s
mm
1
Thể tích buồng lửa
Bước ống tương đối
2
Diện tích bề mặt s/d
bức xạ
3
Hệ số góc của dàn ống
Khoảng cách từ tâm
e
mm
đếnsố
tường
4ống Hệ
bảo ôn ( Hệ số giữ nhiệt )
75
hiệu
75
75
1,25
Vbl
Hbx
1,25
Ψ
m3
m2
1,25
-
65
Diện tích tổng của
2 buồng lửa
5
Hệ số không khí thừa
F đầumra
158,3125
tường buồng đốt
6
Hệ số không khí lọt vào buồng lửa
Diện tích dàn ống bị
Fphu
m2
25,5
phủ
cháy khí lọt vào hệ thống nghiền
7 bởi
Hệđai
số không
Diện tích
thandàn ống
Ftronnóngm2
8
Nhiệt độ không khí
trơn
Hệ
bức xạ hữu
9 sốEntanpi
không khí nóng
xi
hiệu
10 Nhiệt độ không khí lạnh
Diện tích bề mặt bức
Hbx
m2
xạ của dàn ống trơn
Số ống
n
ống
ΣHbx
m2
Vũ Việt Anh – Đ8 Nhiệt
Tổng diện tích bề
mặt bức xạ hữu hiệu
Đơn vị
132,8125
65
α
88,6125
''
bl
∆α bl
25,5
∆α ng
63,1125
n
t
0,95
φ
kk
0
0,95kkn
I
l
kk
Công thức và cơ sở chọn
1,25
185,262
42
143,262
C
0
0
C
126,172
t
59,957
136,099
110
110
184
Σ (Hbx+Fphu)= 415,228
Đã tính
Đã tính
H bx
Ft
ψ=
Đã tính bảng 4
803,1565
415,228
Bảng 1
Chọn
1,25
Nghiền bi
0,08
Chọn
1
Tra bảng I(t,α)
Nhiệt độ không khí lạnh
110
Kết quả tính
toán
75
60
-
kJ/kg
0,95
Bảng 6: Tính nhiệt buồng lửa.
0,857
0,993
0,1
350
2845,412
30
20
Đồ án môn học lò hơi
Thiện
11
Entanpi không khí lạnh
12
Hệ số không khí thừa ra khỏi BSKK cấp 1
13
14
GVHD Nguyễn Duy
I
0
kkl
kJ/kg
''
β skkI
-
buồng lửa
Qkkn
kJ/kg
Nhiệt lượng thu được khi đốt 1 kg nhiên liệu
Qbl
kJ/kg
15
Nhiệt độ cháy lý thuyết
ta
16
Bề dày hữu hiệu lớp bức xạ của buồng lửa
S
m
17
Thể tích khí 3 nguyên tử
rn
-
18
Phân áp suất khí 3 nguyên tử
pn.s
m.MPa
19
Nhiệt độ khói ra buồng lửa
21
22
23
''
β skkI
α bl''
=
Nhiệt lượng do không khí nóng mang vào
0
20
Tra bảng I(t,α)
θ’’bl
0
C
''
0
β skkI
I kkn
Qtlv
-
∆α bl
.
+(
100 − q 3 − q 4
100 − q 4
∆α ng
+
∆α ng
1,05
).I
0
kkl
.
+ Qkkn
Tra bảng I(t,α)
Vbl
Ft
3,6.
RO2
H 2O
3035,5338
28601,816
2220
5,39
0,234
rn = r + r
p.rn.s (lấy p=1at= 1 kg/cm2)
0,1236
C
θ’’bl = t1-(50÷100) với t1=1240 0C
1200
Theo toán đồ trang 235 sách lò hơi 1,
NSM
Theo toán đồ 10.7 trang 234 lò hơi 1
Theo trang 26 sách TNLH
Theo trang 26 sách TNLH
Theo trang 27 sách TNLH
Hệ số làm yếu bức xạ của khí 3 nguyên tử
kb
-
Hệ số làm yếu bức xạ của tro
Hệ số làm yếu bức xạ của hạt cốc
Các hệ số
ktr
kc
x1
x2
-
Vũ Việt Anh – Đ8 Nhiệt
Qkkn =
-
∆α bl
239,256
0,35
0,095
1
1
0,1
21
Đồ án môn học lò hơi
Thiện
GVHD Nguyễn Duy
Nồng độ tro bay trong khói
25
Hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường ngọn
K
-
26
lửa
Hệ số bám bẩn
Hệ số hiệu chỉnh phụ tải nhiệt và thể tích
ε
-
Chọn (trang46-TKLH)
0,45
m
-
Lò hơi đốt bột than
1
Chọn (trang174-TBLH)
k.p.s (chọn p = 1 kg/cm2)
anl = 1 – e-kps
2,9968
0,95
27
28
29
30
31
32
33
34
buồng lửa
Độ đen ngọn lửa sáng
as
Chiều dày lớp bức xạ
Độ đen ngọn lửa
kps
anl
-
Độ đen ngọn lửa
Vị trí tương đối giữa điểm cao nhất và thấp
anl
-
nhất của ngọn lửa
Hệ số hiệu chỉnh
X
-
M
Ζ
-
abl
I bl''
Hệ số hiệu dụng
35
Độ đen buồng lửa
36
Entanpi khói đầu ra buồng lửa
37
µ
g/m3tc
24
Tỷ nhiệt trung bình của khói
Vũ Việt Anh – Đ8 Nhiệt
(VC)tb
Tra bảng 2
kb.rn + ktr.μ + kc.x1.x2
33,304
0,185
0,8
m.as + ( 1- m ).aks
hvp
0,8
H
0,3
0,59 - 0,5.X
(theo trang 27 sách TNLH)
0,44
0,7
-
anl
anl + (1 − anl ).ϕ .ζ
0,857
kJ/kg
Tra bảng 3 I(t,α)
15061,72
kJ/kg.K
Qbl − I bl''
ta − θbl''
13,275
22
Đồ án môn học lò hơi
Thiện
GVHD Nguyễn Duy
''
bl
C
Ta
− 273
5,672.10 .ξ .H bx .a bl .Ta3 0,6
M(
)
+1
ϕ .Btt .(VC ) tb
1189
tra bảng
14909,68
38
Nhiệt độ khói ra buồng lửa theo tính toán
t
39
Entanpi khói ra buồng lửa tính toán
I bl''
kJ/kg
Lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ của buồng
Qblbx
kJ/kg
40
41
lửa
Phụ tải nhiệt trung bình của bề mặt hấp thụ
bức xạ buồng đốt
q
ht
bl
0
kW/m2
−8
φ.(Qbl -
I bl''
Btt .Qblbx
H bx
)
13596,291
144,893
Ta thấy nhiêt độ khói ra sau buồng lửa chênh lệch so với giả thiết không quá 100 oC và cũng nhỏ hơn nhiệt độ biến dạng của tro
t1=1240 oC nên ta không cần phải tính lại chọn nhiệt độ khói ra sau buồng lửa theo tính toán bằng 1189 oC.
Vũ Việt Anh – Đ8 Nhiệt
23
Đồ án môn học lò hơi
Thiện
GVHD Nguyễn Duy
CHƯƠNG III- THIẾT KẾ DÃY PHESTON
Dãy ống pheston do dàn ống sinh hơi ở tường sau buông lửa làm nên. Nó nằm
ở đầu ra buông lửa có nhiệt độ rất cao nên ta bố trí các ống thưa ra để tránh
hiện tượng đóng xỉ. Bước ống chọn theo tiêu chuẩn,ở đây bố trí so le nhằm
giảm độ bám bẩn .
Bước ống ngang S1 = 4.S = 75.4 = 300 mm
Bước ống dọc
Vũ Việt Anh – Đ8 Nhiệt
S2 = 250mm
24
Đồ án môn học lò hơi
GVHD Nguyễn Duy Thiện
Bảng 7: Bảng đặc tính cấu tạo dàn pheston
STT Tên đại lượng
Công thức hay phương
Ký hiệu
Đơn vị
Đường kính ngoài của
ống
Số ống trong mỗi dãy
Chiều dài mỗi ống
D
mm
Z
L
ống
mm
Bước ống ngang
Bước ống dọc
S1
S2
mm
mm
Bước ống tương đối
ngang
Bước ống tương đối dọc
σ1
S1/d
σ2
S2/d
Hht
9
Bề mặt hấp thụ của mỗi
dãy
Hht = πdlz
Tổng diện tích bề mặt
pheston
10
Bề dày hữu hiệu của lớp bức
xạ
1
2
3
4
5
6
7
8
Vũ Việt Anh – Đ8 Nhiệt
pháp xác định
Chọn
a/S1
Theo thiết kế
S1=4S
Chọn
S
4
60
28
6100
28
6000
28
5900
300
250
300
250
300
250
28
580
0
300
250
5
5
5
5
4,167
4,16
7
4,167
4,16
7
32,583
32,048
31,514
30,98
m2
πdlz
Hp
1
60
Dãy số
2
3
60
60
m2
m
Công thức ⅀Hht
S = (2,52.
S1 + S 2
− 10,6.) d
d
127,125
0,172
25
