TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, THEO DÕI CHẾ TẠO LÒ ĐỐT PHỤ CHO LÒ HƠI
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.11 MB, 52 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, THEO DÕI CHẾ TẠO
LÒ ĐỐT PHỤ CHO LÒ HƠI
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN ĐANG
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2008 - 2012
Tháng 5/2012
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ, THEO DÕI CHẾ TẠO
LÒ ĐỐT PHỤ CHO LÒ HƠI
Tác giả
Nguyễn Văn Đang
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành Công Nghệ Nhiệt Lạnh
Giáo viên hướng dẫn:
ThS. Nguyễn Văn Lành
KS. Nguyễn Văn Lý
Tháng 5/2012
i
LỜI CẢM TẠ
Trong suốt quá trình học tập và rèn luyện em luôn nhận được sự quan tâm, dạy
dỗ tận tình của quí thầy cô. Thông qua khóa luận này em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc
đến:
Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí – Công Nghệ, cùng toàn thể quí thầy cô trong
khoa đã tận tâm, tận lực truyền đạt những kiến thức vô cùng quý giá trong suốt những
năm học vừa qua.
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy ThS. Nguyễn Văn Lành và
KS. Nguyễn Văn Lý đã hết sức quan tâm, tận tình hướng dẫn, động viên và giúp đỡ
em hoàn thành luận văn này.
Con xin khắc ghi những công lao to lớn của cha, mẹ, anh, chị đã cho con cuộc
sống này, nuôi dạy con ăn học nên người. Con xin hứa sẽ cố gắng sống thật tốt, không
ngừng học hỏi để không phụ lòng của cha, mẹ và thầy cô.
Cuối cùng em xin cảm ơn tất cả các bạn bè đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá
trình thực hiện luận văn tốt nghiệp.
ii
TÓM TẮT
Đề tài tính toán thiết kế và theo dõi chế tạo lò đốt phụ cho lò hơi.
Thời gian thực hiện: từ ngày 20/2/2012 đến ngày 15/6/2012.
Nội dung thực hiện:
Nghiên cứu tổng quan về lò hơi: cấu tạo, đặc tính kỹ thuật, nguyên lý hoạt
động, phân loại lò hơi.
Tìm hiểu các hệ thống đốt nhiên liệu sử dụng trong lò hơi công nghiệp.
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và các biện pháp nâng cao hiệu
suất lò hơi.
Tính toán thiết kế, theo dõi chế tạo lò đốt phụ cho lò hơi cải thiện hiệu suất của
lò hơi.
iii
MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ .......................................................................................................................ii
TÓM TẮT........................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ...........................................................................................................................iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH .................................................................................................vii
DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC ........................................................................................ viii
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1
1.1 Đặt vấn đề: .............................................................................................................. 1
1.2 Mục đích thực hiện: ................................................................................................ 2
1.3 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài: .................................................................. 2
CHƯƠNG 2
TRA CỨU TÀI LIỆU................................................................................ 3
2.1 Định nghĩa lò hơi: ................................................................................................... 3
2.2 Lịch sử phát triển và hiện trạng sử dụng lò hơi công nghiệp: ................................ 3
2.2.1 Lịch sử phát triển: ............................................................................................ 3
2.2.2 Hiện trạng sử dụng lò hơi công nghiệp ở Việt Nam: ....................................... 5
2.3 Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của lò hơi: ................................................................. 5
2.4 Phân loại lò hơi: ( theo tài liệu /5/ ) ........................................................................ 6
2.5 Các hệ thống đốt nhiên liệu sử dụng trong lò hơi: ( theo tài liệu /5 / ) ................... 8
2.5.1 Các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật: ....................................................................... 8
2.5.2 Phân loại buồng lửa:......................................................................................... 8
2.5.3 Buồng lửa ghi: .................................................................................................. 9
2.5.4 Buồng lửa cháy phun: .................................................................................... 13
2.6 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò và các biện pháp nâng cao
hiệu suất lò hơi: .............................................................................................................. 17
2.6.1 Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất lò hơi: ......................................................... 17
iv
2.6.2 Biện pháp nâng cao hiệu suất lò hơi: ............................................................ 19
CHƯƠNG 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 20
3.1 Nội dung nghiên cứu:............................................................................................ 20
3.2 Phương pháp nghiên cứu: ..................................................................................... 20
CHƯƠNG 4
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................... 21
4.1 Các dữ liệu ban đầu và đối tượng thiết kế: ........................................................... 21
4.1.1 Dữ liệu ban đầu: ............................................................................................. 21
4.1.2 Đối tượng thiết kế: ......................................................................................... 21
4.2 Tính toán quá trình cháy và cân bằng nhiệt lò hơi + lò đốt phụ: .......................... 22
4.2.1 Nhiệt trị của nhiên liệu: .................................................................................. 22
4.2.2 Thể tích của không khí và sản phẩm cháy: .................................................... 23
4.2.3 Enthalpy của không khí và của sản phẩm cháy: ............................................ 24
4.2.4 Cân bằng nhiệt: .............................................................................................. 25
4.2.5 Tiêu hao nhiên liệu: ........................................................................................ 28
4.3 Phác thảo kích thước và bản vẽ thiết kế buồng đốt phụ : ..................................... 29
4.3.1 Tính diện tích tiếp nhiệt lò đốt phụ: ............................................................... 29
4.3.2 Phác thảo kích thước lò đốt phụ: .................................................................... 30
4.4 Tính toán chọn ghi đốt nhiên liệu: ........................................................................ 32
4.5 Tính kiểm tra sức bền cho các thiết bị chịu lực: ................................................... 33
4.5.1 Tính bền thân ống góp nước: ......................................................................... 33
4.5.2 Tính bền thân ống góp hơi: ............................................................................ 35
4.5.3 Tính bền ống nước sinh hơi: .......................................................................... 35
4.6 Tính toán hệ thống thông gió cưỡng bức cho buồng đốt phụ: .............................. 36
4.6.1 Lư u lượng quạt: ............................................................................................. 36
4.6.2 Cột áp quạt: .................................................................................................... 36
v
4.6.3 Công suất quạt gió:......................................................................................... 36
4.7 Theo dõi chế tạo lò đốt phụ: ................................................................................. 37
CHƯƠNG 5
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................... 41
5.1 Kết luận: ................................................................................................................ 41
5.2 Đề nghị: ................................................................................................................. 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 42
PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 43
vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Lò hơi công nghiệp. .............................................................................................. 3
Hình 2.2: Động cơ Hero. ...................................................................................................... 4
Hình 2.3: Lò hơi kiểu toa xe. ................................................................................................ 4
Hình 2.4: Lò hơi cần thay thế tại trung tâm giấy bột giấy Đại học Nông Lâm TP.
HCM. .................................................................................................................................... 5
Hình 2.5: Lò hơi ống nước. .................................................................................................. 7
Hình 2.6: Lò hơi ống lò ống lửa. .......................................................................................... 8
Hình 2.7: Buồng lửa ghi cố định. ......................................................................................... 9
Hình 2.8: Buồng lửa ghi nghiêng. ...................................................................................... 10
Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý buồng lửa ghi xích................................................................... 11
Hình 2.10: Buồng lửa ghi xích. .......................................................................................... 12
Hình 2.11: Lò hơi đốt bột than thải xỉ khô. ........................................................................ 14
Hình 2.12: Đầu đốt dầu DO. ............................................................................................... 15
Hình 2.13: Béc phun dầu. ................................................................................................... 15
Hình 2.14: Béc phun gas. ................................................................................................... 17
Hình 15: Phác thảo lò đốt phụ. ........................................................................................... 31
Hình 16: Nguyên lý hoạt động của lò đốt phụ. .................................................................. 32
Hình 17: Ghi đốt nhiên liệu củi( hoặc than ) thực tế. ......................................................... 33
Hình 18: Ghi lò. .................................................................................................................. 33
Hình 19: Phôi thép ống làm ống sinh hơi Φ = 51mm. ....................................................... 37
Hình 20: Hàn các ống sinh hơi vào ống góp nước để tạo phần khung lò........................... 38
Hình 21: Hàn phần tường phía sau lò và chân đõ lò. ......................................................... 38
Hình 22: Hàn các ống góp hơi vào thân lò. ........................................................................ 39
Hình 23: Hàn thanh giằng khung lò để làm phần bảo ôn và bọc tôn cho lò. ..................... 39
Hình 24: Bọc lớp bảo ôn cho lò. ......................................................................................... 40
Hình 25: Bọc tôn và sơn toàn bộ bề mặt lò. ....................................................................... 40
vii
DANH SÁCH CÁC PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Enthalpy của không khí, các khí và tro. ........................................................... 43
viii
CHƯƠNG 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề:
Đi đôi với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, thì nghành công nghiệp năng
lượng cũng phát triển rất nhanh trong vài thập niên trở lại đây. Nhu cầu về năng lượng
trong sản xuất cũng như đời sống là rất lớn và ngày càng tăng, trong đó nhiệt năng
chiếm tỉ lệ chủ yếu. Trong quá trình sản xuất và sử dụng năng lượng dưới dạng nhiệt
năng thì việc sinh hơi phục vụ cho các nghành công nghiệp và đưa đến hộ tiêu dùng có
một vai trò quan trọng. Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu,
nhiệt lượng tỏa ra sẽ biến nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt
năng của dòng hơi. Và hiện nay lò hơi chính là thiết bị có mặt gần như trong tất cả các
xí nghiệp, nhà máy, để sản xuất hơi nước phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng
trong nhà máy điện, phục vụ cho quá trình đun nấu, chưng cất các dung dịch, sấy sản
phẩm trong các quá trình công nghệ ở các nhà máy hóa chất, đường, rượu, bia, nước
giả khát, thuốc lá, dệt, chế biến nông sản và thực phẩm… Bởi lẽ lò hơi là thiết bị cung
cấp nhiệt sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ, sạch, dễ kiếm, và điều đặc biệt ở lò hơi mà
hiện tại chưa có một thiết bị nào có thể thay thế được là tạo ra được nguồn năng lượng
an toàn không gây cháy để vận hành các thiết bị hoặc động cơ ở nơi cần cấm lửa và
nguồn điện( như các kho xăng, dầu…).
Theo thống kê sơ bộ, hiện ở Việt Nam có khoảng hơn 2000 lò hơi đang hoạt động,
chủ yếu thuộc lĩnh vực công nghiệp, có công suất từ 1 tấn/giờ đến 300 tấn/giờ. Nhiên
liệu dùng cho lò hơi phổ biến ở Việt Nam chủ yếu là: dầu FO, củi, than đá. Tình hình
sử dụng lò hơi ở Việt Nam chưa đạt hiệu suất cao, kém về mặt hiệu quả kinh tế. Vì vậy
vấn đề đặt ra ở đây là cần thiết phải có các giải pháp, cách thức giúp nâng cao hiệu
suất sử dụng lò hơi, tiết kiệm năng lượng và giảm ô nhiễm môi trường.
Ở Việt Nam hiện trạng sử dụng khá nhiều loại lò hơi để phục vụ cho việc cung cấp
nhiệt, trong số đó thì lò hơi công nghiệp kiểu ống lò ống lửa được sử dụng khá rộng rãi
ở một số nơi. Đặc biệt đối với các lò hơi đốt củi thì được vận hành với hiệu suất chưa
cao ( khoảng 66% ), với hiệu suất này thì lò hơi hoạt động thực sự chưa có hiệu quả
kinh tế cao. Và một hướng cải thiện để lò hơi làm việc với hiệu suất cao hơn, tiết kiệm
1
nhiên liệu, mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất, được sử dụng nhiều hiện nay là người ta
đã thiết kế thêm buồng đốt phụ cho lò hơi. Việc thiết kế thêm lò đốt phụ này đã làm
cải thiện đáng kể hiệu suất của lò hơi, tiết kiệm được nhiên liệu đốt, hiệu quả kinh tế từ
đố được nâng cao đáng kể.
Trên cơ sở tìm hiểu về quá trình sản xuất và hoạt động của lò hơi, dưới sự hướng
dẫn của ThS. Nguyễn Văn Lành và KS. Nguyễn Văn Lý, sinh viên Nguyễn Văn Đang
đã thực hiện đề tài TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THEO DÕI CHẾ TẠO LÒ ĐỐT PHỤ
DÙNG CHO LÒ HƠI với mục đích sau:
1.2 Mục đích thực hiện:
-
Tính toán thông số, kích thước để thiết kế lò đốt phụ cho lò hơi để lò hơi làm
việc với hiệu suất cao hơn.
-
Theo dõi quá trình chế tạo lò đốt phụ, từ đó hiểu thêm về quy trình chế tạo một
lò đốt phụ.
1.3 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài:
Thời gian thực hiện đề tài: từ 20/2/2012 đến 15/6/2012.
Địa điểm thực hiện đề tài:
CÔNG TY TNHH MTV SX TM DV CƠ NHIỆT NGÂN HƯNG THỊNH.
Địa chỉ : 2A54/1 Tỉnh lộ 10, xã Phạm Văn Hai, huyện Bình Chánh, TP.HCM.
2
CHƯƠNG 2
TRA CỨU TÀI LIỆU
2.1 Định nghĩa lò hơi:
Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa
ra từ quá trình cháy sẽ truyền cho nước trong lò để biến nước thành hơi. Nghĩa là thực
hiện quá trình biến đổi hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi.
Hình 2.1: Lò hơi công nghiệp.
2.2 Lịch sử phát triển và hiện trạng sử dụng lò hơi công nghiệp:
2.2.1 Lịch sử phát triển:
Một người Hi Lạp, tên là Hero xứ Alexandria đã phát minh ra quả cầu sử dụng
hơi nước làm chất khí đẩy, gọi là động cơ Hero. Đặt nền móng cho sự phát triển lò hơi
sau này.
3
Hình 2.2: Động cơ Hero.
Năm 1600 Branca – người Ý đã chế tạo chiếc bánh xe chạy bằng hơi nước.
Năm 1680 denis Papin chế tạo ra chiếc nồi hơi dùng cho chế biến thực phẩm.
Năm 1690 ý tưởng máy hơi nước của Papin ra đời.
Năm 1769 James Watt người Anh chế tạo ra chiếc lò hơi kiểu toa xe và năm
1804 Trevithick mới chế tạo ra kiểu nồi hơi như hiện nay.
Hình 2.3: Lò hơi kiểu toa xe.
Vào thời kỳ đó hơi nước đã được nhiều nhà bác học nghiên cứu để dùng vào
các mục đích công nghiệp như chạy các hệ thống bơm nước( 1690 – 1711 ), Papin và
Thomas Newcomen: máy hơi nước.
Việc tính toán lò hơi và hiệu suất sử dụng của nó đã được John Allen đưa ra
năm 1730.
4
Như vậy trong đời sống và sản xuất loài người đã sử dụng năng lượng dưới
dạng nhiệt năng từ rất sớm, nhiệt năng đã có một ý nghĩa ất lớn và rất quan trọng.
2.2.2 Hiện trạng sử dụng lò hơi công nghiệp ở Việt Nam:
Theo thống kê sơ bộ ở Việt Nam hiện tại có khoảng hơn 2.000 lò hơi các
loại(http:lohoiviet.com/news/detail.php?news_id=136 ), có công suất từ 0,5 tấn
hơi/giờ đến 300 tấn hơi/giờ, nhiên liệu đốt chủ yếu là than, củi. Hiệu suất của các lò
hơi đốt củi là khoảng 66%( Nguồn: công ty sản xuất thiết bị áp lực Đông Anh).
Nhưng phần lớn các cơ sở lò hơi này còn tồn tại những vấn đề lớn cần giải
quyết triệt để đó là vấn đề về ô nhiễm môi trường và tiết kiệm năng lượng, bởi các lí
do sau:
-
Hầu hết các lò hơi này đều có hiệu suất thấp.
-
Chưa giải quyết được vấn đề xử lí khói thải gây ô nhiễm môi trường.
-
Vận hành lò hơi chưa đúng theo kỹ thuật, người vận hành lò hơi chưa được qua
đào tạo chính quy.
-
Không thay thế các lò hơi cũ khi hiệu suất thấp, gây ô nhiễm môi trường.
Hình 2.4: Lò hơi cần thay thế tại trung tâm giấy bột giấy Đại học Nông Lâm TP.
HCM.
2.3 Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của lò hơi:
Áp suất thiết kế: Là áp suất tính toán để chế tạo nồi hơi: At, kG/cm2, PSI, HP,
bar…
5
Áp suất làm việc: Là áp suất làm việc của nồi hơi, thường nhỏ hơn áp suất thiết
kế.
Áp suất thử: Là áp suất để kiểm tra mức chịu đựng của nồi, thường cao hơn áp
suất làm việc( và cao hơn áp suất thiết kế nếu nồi còn trong tình trạng hoàn
chỉnh). Áp suất thử được quy định bởi nhà sản suất lò hơi, bởi quy định theo
quy phạm từng nước, hoặc bởi thanh tra có thẩm quyền, tùy điều kiện thực tế
của nồi hơi.
Diện tích tiếp nhiệt: Là diện tích toàn bộ bề mặt của hệ thống sinh hơi tiếp xúc
với khói nóng: m2, ft2.
Sản lượng hơi sinh ra trong một giờ của diện tích tiếp nhiệt: Là sản lượng
hơi sinh ra trong một giờ tính cho một đơn vị diện tích tiếp nhiệt là một m2.
Công suất nồi hơi: Là toàn bộ lượng hơi do nồi sản xuất trong một đơn vị thời
gian, thường được tính bằng kg/giờ, tấn/giờ, lb/giờ. Ngoài ra một số nơi để tính
công suất nồi hơi người ta còn dùng “Sức Ngựa Nồi Hơi”,(BHP: boiler
horsepower).
1BHP = 34,5 lb/giờ, bốc hơi tại 212oF.
Hiệu suất nhiệt: Hiệu suất của nồi hơi được định nghĩa là tỷ số của toàn bộ
nhiệt lượng mang trong hơi nước trên toàn bộ nhiệt cung cấp cho lò. Tỷ số này
được tính ra bách phân: %.
Hiệu suất bằng nhiệt lượng trong hơi nước( kcal/giờ )/nhiệt lượng cung cấp
( kcal/giờ ).
2.4 Phân loại lò hơi: ( theo tài liệu /5/ )
Ta có thể phân loại lò hơi theo nhiều cách:
Theo nhiệm vụ của lò hơi:
+ Lò hơi năng lượng:
Là loại lò hơi có công suất lớn, thông số hơi cao được đặt trong các nhà máy
nhiệt điện, loại lò hơi này sản xuất ra hơi quá nhiệt, thường có công suất trên 50 tấn/h,
áp suất thường lớn hơn 2,0 MPa và nhiệt độ hơi trên 350oC.
+ Lò hơi công nghiệp:
6
Là loại lò hơi có công suất vừa và nhỏ, phục vụ chủ yếu trong các nhà máy, xí
nghiệp ngành công nghệ thực phẩm, các ngành công nghiệp nhẹ( sản xuất đường,
rượu, bia, dệt, giấy…). Hơi sản xuất thường là hơi bão hòa, có áp suất hơi không quá
2,0 MPa, nhiệt độ khoảng 250oC.
+ Lò hơi dân dụng:
Lò hơi loại này có công suất nhỏ, sản xuất hơi bão hòa có áp suất không quá
0,5MPa, nhiệt độ không quá 150oC.
Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa:
Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buông lửa ta có: lò hơi ghi thủ công; lò hơi ghi
nửa cơ khí; lò hơi ghi xích; lò hơi đốt nhiên liệu lỏng; lò hơi đốt bột than thải xỉ khô
hay thải xỉ lỏng; lò hơi buồng lửa xoáy; lò hơi buồng lửa tầng sôi.
Theo chế độ tuần hoàn của nước trong lò:
Theo chế độ tuần hoàn của nước trong lò ta có: lò hơi tuần hoàn tự nhiên; lò hơi
tuần hoàn cưỡng bức; lò hơi trực lưu.
Tuy nhiên cách phân loại này chỉ thể hiện một vài đặc tính nào đó của lò hơi
nên thực tế khi gọi tên lò hơi thường người ta kết hợp nhiều kiểu phân loại.
Hình ảnh một số lò hơi trên thực tế:
Hình 2.5: Lò hơi ống nước.
7
Hình 2.6: Lò hơi ống lò ống lửa.
2.5 Các hệ thống đốt nhiên liệu sử dụng trong lò hơi: ( theo tài liệu /5 / )
2.5.1 Các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật:
- Có khả năng đốt cháy hoàn toàn nhiều loại nhiên liệu khác nhau, với hệ số
không khí thừa nhỏ nhất, tổn thất nhiệt ít nhất, phạm vi thay đổi phụ tải lớn nhất.
- Kích thước nhỏ, tiết kiệm được nguyên vật liệu. Muốn vậy phải nâng cao
được cường độ cháy và cường độ truyền nhiệt. Cường độ cháy cao tức là nhiệt thế thể
tích của buồng lửa, nhiệt thế diện tích của ghi phải cao. Muốn tăng cường độ truyền
nhiệt, phải tăng cường tỉ lệ bề mặt truyền nhiệt bức xạ, chọn các chuyển động của môi
chất thích hợp, tránh đóng cáu cặn, tro xỉ.
- Cấu tạo đơn giản, chắc, rẻ, dễ chế tạo, dễ kiểm tra, dễ bảo trì và sửa chữa.
- Vận hành đơn giản, nhẹ nhàng, ổn định mà có thể điều chỉnh linh hoạt, dễ
dàng tự động hóa.
2.5.2 Phân loại buồng lửa:
- Buồng lửa ghi.
- Buồn lửa phun.
- Buồng lửa hỗn hợp.
8
2.5.3 Buồng lửa ghi:
2.5.3.1 Buồng lửa ghi cố định:
Dùng cho các lò hơi công suất nhỏ, năng suất hơi không quá 2T/h.
Cấu tạo:
-
1: Ghi lò.
-
2: Buồng lửa.
-
3: Không khí đi lên.
-
4: Cửa cấp nhiên liệu.
-
5: Cửa thải tro xỉ.
Hình 2.7: Buồng lửa ghi cố định.
Ưu và nhược điểm:
+ Ưu điểm:
-
Cấu tạo đơn giản, không có các chi tiết chuyển động, rẻ tiền.
-
Vận hành dễ dàng, ghi ít bị hư hỏng.
+ Nhược điểm:
-
Công suất bị hạn chế, khó nâng cao hiệu suất lò, tổn thất nhiệt do khói thải
mang ra ngoài( kJ/kg) và tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học(
kJ/kg) lớn.
9
-
Vận hành nặng nhọc, khó đáp ứng quá trình cháy đều liên tục.
Vận hành buồng lửa ghi gồm những công việc sau:
-
Cấp nhiên liệu vào buồng lửa.
-
Trang than( cời than ).
- Thải xỉ ra khỏi buồng lửa.
2.5.3.2 Buồng lửa ghi nghiêng:
Hình 2.8: Buồng lửa ghi nghiêng.
Mục đích của ghi nghiêng là giảm bớt lao động trong việc cấp nhiên liệu và thải
tro xỉ, việc cấp tương đối liên tục, tùy theo nhiên liệu mà góc nghiêng của ghi có thể từ
15o ÷ 50o.
Ưu nhược điểm:
+ Ưu điểm:
-
Quá trình cháy trải dài theo ghi nên có thể cung cấp không khí theo từng vùng
phù hợp hơn với nhu cầu của quá trình cháy.
-
Việc cấp nhiên liệu liên tục và dễ dàng hơn.
+ Nhược điểm:
-
Cấu tạo và vận hành hơi phức tạp, khó điều chỉnh lượng nhiên liệu cấp vào để
phù hợp với nhu cầu sử dụng hơi.
- Loại ghi nghiêng thường sử dụng nhiên liệu đốt như gỗ, bã mía, nhiên liệu ẩm.
10
2.5.3.3 Buồng lửa ghi xích:
Nguyên lý làm việc:
Đây là loại buồng lửa được cơ khí hóa hoàn toàn, có thể dùng cho lò hơi có sản
lượng từ 10 ÷ 12 T/h đến 150 T/h. Đặc điểm của buồng lửa này là sự dịch chuyển liên
tục của nhiên liệu cùng với ghi.
Hình 2.9: Sơ đồ nguyên lý buồng lửa ghi xích.
1- Nền ghi.
2- Trục truyền động cho ghi.
3- Phễu than.
4- Tấm điều chỉnh bề dày lớp nhiên liệu.
5- Tấm gạt xỉ.
6- Phễu tro xỉ.
Cấu tạo:
11
Hình 2.10: Buồng lửa ghi xích.
1- Ghi.
2- Hộp giảm tốc.
3- Phễu than.
4- Tấm điều chỉnh bề dày lớp nhiên liệu.
5- Hộp làm mát ghi.
6- Cuốn trước.
7- Dàn ống tường sau.
8- Cuốn sau; cái gạt xỉ; hộp gió.
-
Tốc độ chuyển động của ghi có thể thay đổi từ 2 ÷ 30 m/h.
Ưu và nhược điểm:
+ Ưu điểm:
-
Việc cấp nhiên liệu và thải tro xỉ được tự động hóa, lao động nhẹ nhàng hơn mà
công suất có thể nâng cao và ổn định hơn.
-
Có thể phân vùng cấp không khí phụ hợp với hệ số không khí thừa không quá
lớn.
-
Quán tính nhiệt lớn nên làm việc ổn định, tin cậy, ít bị tắt lò.
+ Nhược điểm:
12
-
Công suất vẫn còn bị hạn chế, không quá( 65 ÷ 100 )T/h.
-
Lá ghi dễ bị cháy.
-
Yêu cầu về nhiên liệu cao.
2.5.4 Buồng lửa cháy phun:
2.5.4.1 Buồng lửa phun than bột:
Quá trình cháy bột than:
+ Đường kính bột than khoảng 40 ÷ 90μm, bột than hỗn hợp với không khí cấp 1
phun vào buồng lửa, nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa và ngọn lửa, nhận nhiệt đôi lưu từ
sản phẩm cháy.
+ Gió cấp 1 chiếm 11 ÷ 45%, nhiệt độ 100oC ÷ 400oC, thổi bột than với vận tốc 12
÷ 26m/s.
+ Gió cấp 2 có vận tốc 18 ÷ 32m/s.
+ Gió cấp 3 có thể chiếm khoảng 10%, vận tốc 30 ÷ 60m/s.
Quá trình cháy bột than phụ thuộc rất nhiều yếu tố như tính chất của nhiên liệu,
nồng độ của nhiên liệu, nhiệt độ, và tốc độ của hỗn hợp…
Cấu tạo béc phun than:
Béc phun than phải thỏa mãn các yêu cầu như:
-
Có khả năng đốt cháy nhanh, ổn định.
-
Đảm bảo hiệu quả cháy cao.
-
Vận hành tin cậy, dễ điều chỉnh.
-
Tốc độ gió cấp 1 đủ cao để than không tách ra khỏi hỗn hợp.
-
Gió cấp 1 và cấp 2 phải hòa trộn.
-
Nồng độ than thích hợp, phân bố đều.
Cấu tạo một lò hơi đốt than thải xỉ khô:
1- Quạt gió; 2- Ống dẫn bột than và không khí; 3- Ống dẫn bột than xuống; 4Máy cấp bột than; 5- Phễu than; 6,9- Không khí cấp 2; 7- Vòi phun bột than; 8Ống dẫn gió; 10- Ống sinh hơi tường trước; 11- Tường buồng lửa; 12- Dàn
ống sinh hơi bên tường.
13
Hình 2.11: Lò hơi đốt bột than thải xỉ khô.
Ưu nhược điểm:
+ Ưu điểm:
-
Hiệu suất nhiệt cao.
-
Có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu khác nhau.
-
Công suất lớn.
-
Có khả năng tự động hóa cao.
+ Nhược điểm:
-
Phải có hệ thống nghiền than.
-
Phải xử lí tro xỉ trước khi thải ra ngoài môi trường.
-
Dễ bị tắt lò.
-
Không sử dụng được với lò hơi công suất nhỏ.
2.5.4.2 Buồng lửa phun dầu:
Quá trình cháy dầu:
14
Đường kính hạt dầu khoảng 10 ÷ 200μm, quá trình cháy phụ thuộc vào độ mịn
của hạt dầu, hạt dầu càng mịn thì bắt cháy càng nhanh và cháy càng kiệt. Do vậy phun
dầu thành bụi là rất quan trọng, dầu có thể phun vào buồng đốt bằng bơm cơ khí, bằng
khí nén hoặc hơi nước.
Cấu tạo béc phun dầu:
-
Béc phun dầu phải thỏa mãn các điều kiện như:
-
Có thể phun dầu thành hạt bụi nhỏ với lượng gió ít nhất.
-
Dễ dàng hỗn hợp dầu với không khí.
-
Đảm bảo nhiệt độ buồng lửa đủ cao.
-
Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo trì và sửa chữa.
Hình 2.12: Đầu đốt dầu DO.
Hình 2.13: Béc phun dầu.
15
Ưu và nhược điểm:
+ Ưu điểm:
-
Hiệu suất nhiệt cao.
-
Có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu khác nhau.
-
Công suất lớn.
-
Có khả năng tự động hóa cao.
+ Nhược điểm:
-
Phải có hệ thống hâm dầu nếu là dầu nặng.
-
Phải có hệ thống trích hơi từ balông hơi hoặc hệ thống khí nén có áp lực cao
dùng để tán sương dầu.
-
Không sử dụng được với lò hơi công suất nhỏ vì giá thành rất cao.
-
Yêu cầu công nhân vận hành có tay nghề cao.
-
Kết cấu phức tạp.
2.5.4.3 Buồng lửa phun gas:
Quá trình cháy gas:
Quá trình cháy gas đơn giản hơn, thường chỉ có 3 giai đoạn: hỗn hợp với không
khí, sấy nóng và cháy. Trong đó giai đoạn hỗn hợp với nhiều nhiên liệu là quan trọng
nhất, nó quyết định tốc độ hoàn thiện của quá trình cháy. Thông thường đốt 1m3tc
nhiên liệu khí cốc cần 4m3tc không khí, đốt 1m3tc nhiên liệu khí tốt cần 10m3tc không
khí.
Cấu tạo béc phun gas:
-
Béc phun gas phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
-
Có thể phun gas với lượng gió ít nhất.dễ dàng hỗn hợp gas với không khí.
-
Đảm bảo nhiệt độ buồng lửa đủ cao.
-
Cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ bảo trì và sửa chữa.
16
