Thiết kế lò hơi công suất 125 tấngiờ

Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

LỜI NÓI ĐẦU

L

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,…
Đặc biệt là 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 125 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!
Sinh viên thiết kế
Phan Thanh Bách – 15N1

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 1


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Sản lượng hơi quá nhiệt

Dđm = 125T/h.

2. Áp suất hơi quá nhiệt

Pqn= 9,6 MPa = 96 bar.

3. Nhiệt độ hơi quá nhiệt

tqn= 540 ºC.

4. Nhiệt độ nước cấp vào lò hơi tnc= 225 ºC.
5. Nhiên liệu là than có các đặc tính sau
Thành Phần

Clv

Hlv

Nlv

Olv

Slv

Alv

Wlv

Vc

Phần trăm (%)

60,9

3,64

3,43

1,26

0,77

25

5

25

7. Nhiệt trị của nhiên liệu

Qtlv = 14410 kJ/kg. h

8. Nhiệt độ biến dạng của tro

t1

= 1150 ºC

9. Nhiệt độ không khí trong gian lò hơi lấy bằng nhiệt độ môi trường, tkkl = 30 ºC.

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 2


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

CHƯƠNG 1
XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI:

1.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐỐT VÀ CẤU TRÚC BUỒNG LỬA
1.1.1 Buồng lửa:
Đối với lò hơi đốt nhiên liệu rắn và công xuất trên 25 T/h thì phương án tối ưu
nhất là dùng buồng lửa phun.
Theo đó, lò hơi công suất 125 T/h và đốt nhiên liệu rắn ta sẽ chọn buồng lửa
phun.
1.1.2. Phương pháp thải xỉ

Theo số liệu cung cấp về loại than sử dụng cho lò hơi này:
Nhiệt độ bắt đầu biến dạng :

t1= 1150˚C. ta có thể suy ra:

Nhiệt độ bắt đầu mềm:

t2 = t1+ 100˚C = 1250˚C;

Nhiệt độ bắt đầu chảy:

t3 = t1+ 200˚C = 1350˚C;

Nhận thấy 1200˚Ctrung bình. Vậy ta sử dụng phương pháp thải xỉ khô.
1.1.3.Chọn kiểu lò hơi
Chọn lò hơi kiểu chữ π. Đây là loại lò hơi phổ biến nhất hiện nay.
Ở loại này các thiết bị nặng như quạt gió, quạt khói, bộ khử khí, ống khói đều
được đặt ở vị trí thấp nhất.
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 3


Đồ án môn học : Lò Hơi

1.2.

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

CHỌN DẠNG CẤU TRÚC CÁC BỘ PHẬN KHÁC CỦA LÒ HƠI:

1.2.1. Dạng cấu trúc của pheston:
Cấu trúc của pheston gắn liền với cấu tạo dàn ống tường sau của buồng lửa vì các
ống pheston chính là các ống của dàn ống tường sau buồng lửa.
Chiều cao của pheston phụ thuộc vào kích thước đường khói đi vào bộ quá nhiệt.
Kích thước cụ thể của pheston sẽ được xác định sau khi xác định cụ thể cấu tạo
buồng lửa và các dàn ống xung quanh nó và kiểu BQN.
Tính nhiệt cụm pheston là xác định nhiệt độ của khói ra khỏi cụm pheston, ta dựa
vào hai phương trình là phương trình cân bằng nhiệt và phương trình truyền nhiệt.
Ở đây ta đốt nhiên liệu rắn nên để tránh đóng xỉ ở cụm pheston ta phải giữ cho
nhiệt độ khói ra buồng lửa cao hơn nhiệt độ đông cứng của tro.
Vì nó nằm ở đầu ra buồng lửa có nhiệt độ cao ta sẽ đặt các ống xa để tránh đóng
xỉ, mồ hóng…. Để cho khói đi qua và lưu thông dễ dàng, tránh đóng xỉ và mài mòn
ống ta chia cụm pheston.
Thông thường cụm ống được bố trí so le, ta chọn bước ống ngang S1,bước ống
dọc S2 theo tiêu chuẩn.

Ở đây cụm pheston được bố trí thành 4 dãy.
1.2.2. Dạng cấu trúc bộ quá nhiệt:

Chọn phương án sử dụng bộ quá nhiệt nửa bức xa và đối lưu.
Nhiệt độ hơi quá nhiệt là 540 oC > 510oC nên BQN cần được đặt ở vùng khói có
nhiệt độ cao ( thường là ở ra buồng lửa, trước cụm feston ).
Nhiệt độ hơi quá nhiệt tqn = 540 0 C nên ở đây sẽ không có bộ quá nhiệt trung
gian.
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 4

Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

Ở đây BQN vừa nhận nhiệt đối lưu từ dòng khói đi qua vừa nhận nhiệt bức xạ từ
buồng lửa, gọi là BQN nửa bức xạ.
Bộ quá nhiệt nửa bức xạ là những chum ống xoắn chữ U được chế tạo dạng dàn
phẳng.
Các dàn được đặt cách nhau 0,7 – 0,9m để khói dễ dàng lưu thông qua đồng thời
tránh khả năng tạo nên cầu xỉ giữa các ống. Thiết kế bố quá nhiệt nửa bức xạ đặt
đứng.

Sau cụm pheston ta sẽ bố trí bộ quá nhiệt thành hai cấp , cấp 2 và cấp 1.
Ở đây bộ quá nhiệt đối lưu được chia thành 2 cấp để tạo điều kiện làm đồng đều
trở lực và nhiệt độ giữa các ống xoắn, bên cạnh đó độ gia nhiệt giữa các cấp
không lớn lắm và các cấp có nhiệt độ hơi trung bình khác nhau nên mỗi cấp
được chế tạo bằng một loại vật liệu phù hợp với nhiệt độ làm việc của nó do đó
tiết kiệm được vật liệu đắt tiền.
Bộ quá nhiệt đối lưu cấp 2 đặt đứng để dễ treo đỡ, bố trí sau dãy pheston và bố
trí thuận chiều với chiều dòng khói.
Bộ quá nhiệt cấp 1 bố trí ngược chiều với chiều dòng khói nhằm tăng hiệu quả
trao đổi nhiệt.

1.2.3. Bộ sấy không khí và bộ hâm nước:
Bộ sấy không khí và bộ hâm nước được bố trí trên đường khói sau bộ quá nhiệt
cấp 1. Việc bố trí BHN và BSKK có liên quan chặt chẽ với nhau.
Tkkn sẽ quyết định BSKK là 1 hay 2 cấp, do đó BHN cũng sẽ được bố trí cho phù
hợp. Nhiệt độ không khí nóng cấp cho lò được chọn dựa vào loại nhiên liệu đốt
và loại buồng lửa.

Nhiệt độ không khí nóng càng cao thì nhiên liệu càng dễ cháy và dễ cháy kiệt
nhiên liệu nhưng kim loại chế tạo càng phải tốt và bề mặt nhận nhiệt càng lớn do
đó giá thành càng cao.
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 5


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

Ở đây, ta chọn lò hơi đốt than phun với than được sử dụng là than antraxit.Tra
mục 1.3.3.3 , tài liệu [1] ta có: nhiệt độ không khí nóng yêu cầu là 360˚C (350 4200C) .
Để thu được không khí nóng có nhiệt độ cao như vậy, cần phải đặt một phần
đầu ra của bộ sấy không khí trong vùng khói có nhiệt độ cao, nghĩa là phân bộ
sấy không khí thành hai cấp, khi đó bộ hâm nước có thể là 1 cấp đặt ở giữa hai
cấp của bộ sấy.
Tuy nhiên như vậy thì bộ sấy không khí cấp 2 nằm ngay sau bộ quá nhiệt, vùng
có nhiệt độ khói cao nên sẽ rất chóng hỏng.
 Bởi vậy để bảo vệ bộ sấy không khí cấp 2, ta chia bộ hâm nước thành hai
cấp và bộ sấy không khí cấp hai được đặt giữa hai cấp của bộ hâm nước.
1.2.4. Đáy buồng lửa:
Vì đây ta chọn là buồng lửa đốt than phun thải xỉ khô nên đáy làm lạnh tro có
hình dạng hình phễu và cạnh bên nghiêng với mặt phẳng nằm ngang một góc cỡ
55˚.

1.3. NHIỆT ĐỘ KHÓI VÀ KHÔNG KHÍ:
1.3.1. Nhiệt độ khói thoát ra khỏi lò θth:
Độ ẩm quy dẫn Wqd = 10000 = 10000 = 3,47 g/MJ

Dựa vào bảng 1.1 tài liệu [1], với nhiên lieu rắn, chọn được th = 120 .
Nhờ đó nếu sau này sử dụng nhiên liệu đắt tiền, chất lượng cao thì lò hơi vẩn
hoạt động tốt, cũng như là tránh được hiện tượng ăn mòn ở nhiệt độ thấp.
1.3.2. Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ( ):
Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ( ) ( trước cụm pheston) được chọn tùy theo loại
nhiên liệu, nhiệt độ biến dạng của tro.
Đối với than gầy, nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa phải nhỏ hơn
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 6


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

t1 – (50 ->1000C). Theo số liệu đã cho, t1 = 1120oC.
Đối với than antraxit không quá 1050.

1.3.3. Nhiệt độ không khí nóng:
Nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy không khí được chọn dựa theo loại
nhiên liệu, nhiệt độ biến dạng của tro, phương pháp đốt cũng như phương pháp
thải xỉ.
Đối với than antraxit, buồng đốt kiểu phun, thải xỉ khô với hệ thống nghiền than
kiểu kín, dùng không khí làm môi chất sấy:
 Ta chọn nhiệt độ không khí nóng là .

Hình vẽ:

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 7


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

1.Ống góp dưới
2.Vòi phun
3.Buồng lửa
4.Cụm pheston
5.Ống góp trên
6.Bao hơi
7.Bộ quá nhiệt nửa bức xạ
8.Bộ quá nhiệt đối lưu
9. Bộ hâm nước cấp 2
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 8


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

10.Bộ sấy không khí cấp 2
11.Bộ hâm nước cấp 1
12.Bộ sấy không khí cấp 1

CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU

2.1. TÍNH THỂ TÍCH KHÔNG KHÍ:
Các công thức tính toán được xây dựng trên cơ sở các phương trình phản ứng
hóa học xẩy ra khi cháy nhiên liệu với điều kiện tổn thất q3=0, đây hoàn toàn là điều
kiện lý tưởng nên ta gọi lượng không khí tính được là “ lượng không khí lý thuyết”. Và
nếu q3 không quá lớn thì nó cũng đủ chinh xác.
Thể tích không khí lý thuyết (α=1) của nhiên liệu rắn
,

[m3tc/kg]

m3tc/kg
2.2. TÍNH THỂ TÍCH SẢN PHẨM CHÁY:
Khi quá trình cháy xảy ra hoàn toàn, sảm phẩm cháy sẽ gồm các khí: CO2, SO2,
N2, O2, H2O.
Trong tính toán ta tính chung thể tích của khí 3 nguyên tử vì chúng có khả năng
bức xạ rất mạnh: CO2, SO2, kýhiệu VRO2=VCO2+VSO2
Ở trạng thái lý thuyết ta tính hệ số không khí thừa α=1, nhưng thực tế quá trình
cháy xảy ra với hệ số không khí thừa α>1.
2.2.1. Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết:
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 9


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

Xét khi cháy 1kg nhiên liệu rắn:
- Thế tích khí 3 nguyên tử:
, [ m3tc/kg]
m3tc/kg
- Thể tích khí Nitơ:
, [ m3tc/kg]
m3tc/kg
- Thể tích nước:
, [m3tc/kg]
m3tc/kg (với Gph=0)
- Thể tích khói khô lý thuyết:
, [m3tc/kg]
m3tc/kg
- Thể tích khói lý thuyết:
, [m3tc/kg]
m3tc/kg
2.2.2. Thể tích thực tế của sản phẩm cháy:
Khi tính thể tích sản phẩm cháy thực tế ta phải xét đến hệ số không khí thừa
trong buồng lửa; Tra bảng 3 (PL2), tài liêu [1] cho than antraxit . Hệ số không khí thừa
đầu ra buồng lửa α’’ = 1,25 ; Tra bảng 1 ( PL2 ) tài liệu [1] cho buồng lửa. Lượng
không khí lọt vào buồng lửa Δα=0,1
Suy ra:

α= 1,25

- Thể tích hơi nước.
, [m3tc/kg]
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 10


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

m3tc/kg
- Thể tích khói thực:
, [m3tc/kg]
= 8.353 m3tc/kg
- Phân thể tích các khí.
Khí 3 nguyên tử
0.137
Hơi nước
- Nồng độ tro bay theo khói:
Nồng độ tro bay theo khói tính theo thể tích khói. , [g/m3tc]
Trong đó ab: Tỉ lệ tro bay. Tra bảng 5- PL2, tài liệu [1] ta được ab= 0,95
Thay số: 28.433 g/m3tc
2.2.3. Bảng hệ số không khí thừa.
Hệ số không khí thừa phụ thuộc vào loại buồng lửa, nhiên liệu đốt, phương pháp đốt
và điều kiện vận hành. Được chọn theo bảng 3 – PL2[1]. Ta tra được hệ số không khí
thừa α=1,25
Lượng không khí lọt vào trong khói được xác định theo bảng 1 – PL2[1].
Bảng 2.1 Giá trị lượng không khí lọt vào trong đường khói 
STT
1
2
3
4

5
6

Các bộ phận của lò
Buồng lửa
Pheston
Bộ quá nhiệtnửa bức
xạ
Bộ quá nhiệtđối lưu
Bộ hâm nước cấp 2
Bộ sấy không khí cấp

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1


0,1
0
0,03
0,025
0.02
0,03
Trang 11


Đồ án môn học : Lò Hơi

7
8
9

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

2
Bộ hâm nước cấp 1
0,02
Bộ sấy không khí cấp 0,03
1
Hệ thống nghiền than 0,1

Trước hết chọn hệ số không khí thừa ở cửa ra buồng lửa ”bl=1,25
Hệ số không khí thừa tại các vị trí tiếp theo được xác định bằng tổng của hệ số không
khí thừa buồng lửa với lượng lọt vào đường khói giữa buồng lửa với tiết diện đang xét
.
Hệ số không khí thừa đầu ra: ”=’ + 

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 12


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

Bảng 2.2 Bảng hệ số không khí thừa
TT

Tên bề mặt đốt

Hệ số không khí thừa

1

Buồng lửa

Đầu vào α’
1,15

Đầu ra α’’
1,25

2

Pheston

1,25

1,25

3

Bộ quá nhiệt nửa bức xạ

1,25

1,28

4

Bộ quá nhiệt đối lưu

1,28

1,305

5

Bộ hâm nước cấp 2

1,305

1,325

6

Bộ sấy không khi cấp 2

1,325

1,355

7

Bộ hâm nước cấp 1

1,355

1,375

8

Bộ sấy không khí cấp 1

1,375

1,405

Hệ số không khí thừa của các bộ phận được tinh theo hệ số không khí thừa trung
bình( là trung bình cộng của hệ số không khí thừa ra và vào bề mặt đốt đó)
Lượng không khí ra khỏi bộ sấy không khí:

Trong đó: :lượng không khí lọt vào buồng lửa. :lượng không khí lọt vào hệ thống
nghiền

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 13


Đồ án môn học : Lò Hơi

T
T
1
2

Tên đại lượng
Hệ số không khí
thừa trung bình
Lượng không khí

thừa

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

2.3 Tính entanpi của không khí và khói
BHN
B.L
PL
BQN2 BQN1
2

BSK
K2

BHN
1

BSK
K1

Đường
thải

1.200

1.250

1.265

1.293

1.315

1.340

1.365

1.390

1.390

1.273

1.591

1.686

1.861

2.004

2.163

2.322

2.481

2.481

0.589

0.594

0.596

0.598

0.601

0.603

0.606

0.608

0.608

8.009

8.327

8.423

8.598

8.741

8.900

9.059

9.218

9.218

rH2O

0.074

0.068

0.071

0.066

0.065

0.064

0.063

0.062

0.062

rRO2

0.143

0.137

0.136

0.133

0.131

0.128

0.126

0.124

0.124

rn

0.216

0.205

0.206

0.199

0.196

0.192

0.189

0.186

0.186

28.43
3

28.52
0

28.197 27.623

27.17
1

26.68
5

26.21
7

25.76
4

25.764

Kí hiệu
α
Vthừa

3

Thể tích hơi nước

VH2O

4

Thể tích khói

Vkhoí

5
6
7
8
9
10
11
12
13

Phân thể tích hơi
nước
Phân thể tích của
khí 3 nguyên tử
Phân thể tích của
RO2 và H2O
Nồng độ tro bay

theo khói
Thể tích không khí
lý thuyết
Thể tích khói 3
nguyên tử lý thuyết
Thể tích hơi nước
lý thuyết
Thể tích N2 lý
thuyết
Độ tro làm việc

Đơn
vị

g/mtc3

μ
Vkk

mtc3/k
g
mtc3/k
g
mtc3/k
g

0

VRO2
VH2O0

VN20
Alv

mtc3/k
g
mtc3/k
g
mtc3/k
g
mtc3/k
g
%

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Kết
quả

6.363
1.142
0.568
5.027
25.00
Trang 14


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

0
14

Lượng tro bay theo
khói

ab

0.950

Bảng 2.4. Entanpi của khói và không khí lý thuyết

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 15


Đồ án môn học : Lò Hơi

Nhiệt độ
θ,oC
100
200
300
400
500
600
700
800
900

1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200

(Cθ)RO2
kJ/m3tc
174.70
358.99
552.88
756.37
969.45
1192.13
1424.40
1666.27
1917.74
2178.80
2449.46
2729.71
3019.56
3319.01

3628.05
3946.69
4274.92
4612.75
4960.18
5317.20
5683.82
6060.03

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

(Cθ)N2
kJ/m3tc
129.01
260.23
393.66
529.31
667.18
807.25
949.54
1094.05
1240.77
1389.70
1540.85
1694.21
1849.78
2007.57
2167.58
2329.79
2494.22

2660.87
2829.73
3000.80
3174.09
3349.59

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

(Cθ)H2O
kJ/m3tc
149.83
304.65
464.47
629.29
799.10
973.91
1153.71
1338.51
1528.31
1723.10
1922.89
2127.67
2337.45
2552.23
2772.00
2996.77
3226.53
3461.29
3701.05
3945.80

4195.55
4450.29

(Cθ)KK
kJ/m3tc
129.86
262.12
396.79
533.86
673.33
815.20
959.47
1106.14
1255.22
1406.70
1560.58
1716.86
1875.55
2036.64
2200.13
2366.02
2534.31
2705.00
2878.10
3053.60
3231.50
3411.80

IoRO2
kJ/kg

199.47
409.89
631.27
863.61
1106.90
1361.15
1626.36
1902.52
2189.64
2487.71
2796.75
3116.74
3447.68
3789.58
4142.44
4506.26
4881.03
5266.76
5663.44
6071.08
6489.68
6919.24

IoN2
kJ/kg
648.46
1308.04
1978.76
2660.60
3353.58

4057.68
4772.91
5499.27
6236.76
6985.37
7745.12
8515.99
9298.00
10091.13
10895.39
11710.78
12537.29
13374.94
14223.72
15083.62
15954.65
16836.81

IoH2O
IoKK
IoK
kJ/kg
kJ/kg
kJ/kg
85.17
826.27
933.10
173.19
1667.82
1891.12

264.04
2524.65
2874.07
357.74
3396.77
3881.95
454.27
4284.16
4914.75
553.65
5186.85
5972.48
655.86
6104.81
7055.13
760.92
7038.06
8162.70
868.81
7986.59
9295.21
979.55
8950.41
10452.63
1093.12
9929.51
11634.99
1209.54 10923.89
12842.27
1328.79 11933.56

14074.47
1450.89 12958.50
15331.60
1575.83 13998.74
16613.65
1703.60 15054.25
17920.63
1834.22 16125.05
19252.54
1967.67 17211.13
20609.37
2103.97 18312.49
21991.13
2243.11 19429.14
23397.81
2385.08 20561.07
24829.42
2529.90 21708.28
26285.95

Trang 16


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

2.3 Tính entanpi của không khí và khói
Entanpi của không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy:
Iokk = V0kk(Cp)kk ,[kJ/kg]

trong đó:

V0kk – thể tích không khí lý thuyết, m3tc/kg

Cp – nhiệt dung riêng của không khí, kJ/m3tc
Cp = 1,2866 + 0,0001201.t
 - nhiệt độ không khí, oC
Entanpi của khói lý thuyết:

Trong đó: C – nhiệt dung riêng, kJ/kgđộ
 - nhiệt độ của các chất khí, oC
Entanpi của tro bay:
Itr= (C)tr

[kJ/kg]

Entanpi của khói thực tế:
IK=I0K + (-1).I0kk +Itr [kJ/kg]
Mà Itr= 103.ab.Alv/Qtlv = 103.0.95.23/22000 = 0,99<6 nên bỏ qua Itr

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 17


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

Bảng 2.5: ENTANPI của sản phẩm cháy theo nhiệt độ

Hệ số không khí thừa
αbl
αpt
αqnnbx
αqndl
αhn2
αskk2
Thông số
1.200
1.250
1.265
1.293
1.315 1.340
ENTAN
Ikk0
IK0
IK
IK
IK
IK
IK
IK
PI
Nhiệt độ
kJ/kg
kJ/kg
kJ/kg
kJ/kg
kJ/kg
kJ/kg

kJ/kg kJ/kg
o
C
100

826.27

200

1667.82 1891.12

300

2524.65 2874.07

400

3396.77 3881.95

500

4284.16 4914.75

600

5186.85 5972.48

7346.99

700

6104.81 7055.13

8672.90

800

7038.06 8162.70

900
1000

αhn1
1.365

αskk1
1.390

IK

IK

kJ/kg

kJ/kg

933.10

10027.7
9

11291.8 11411.6
7986.59 9295.21
6
5
8950.41 10452.6 12242.7 12690.2 12824.4

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

3732.4
5
4951.9 5036.8
3
5
6264.2 6371.3
6
7
7606.3 7736.0
7489.63
3
0
8978.1
8840.79
4
10221.3
4
11631.2
9
13070.6
Trang 18

2499.8
8
3795.5
7
5121.7
7
6478.4
7

1255.3
4
2541.5
7
3858.6
9


Đồ án môn học : Lò Hơi

1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100

2200

9929.51
10923.8
9
11933.5
6
12958.5
0
13998.7
4
15054.2
5
16125.0
5
17211.1
3
18312.4
9
19429.1
4
20561.0
7
21708.2
8

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

3
11634.9

9
12842.2
7
14074.4
7
15331.6
0
16613.6
5
17920.6
3
19252.5
4
20609.3
7
21991.1
3
23397.8
1
24829.4
2
26285.9
5

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

2
4
9
3

13620.8 14117.3 14266.3 14539.3
9
6
1
7
15027.0 15573.2 15737.1 16037.5
4
4
0
0
16461.1 17057.8
8
6
17923.3
0
19413.4
0
20931.4
8
22477.5
5
24051.6
0
25653.6
3
27283.6
4
28941.6
3
30627.6

1

Trang 19


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

X

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 20


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

CHƯƠNG 3
CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI
Lập cân bằng nhiệt lò hơi là xây dựng phương trình biểu diễn sự cân bằng giữa
lượng nhiệt đưa vào lò hơi với lượng nhiệt sử dụng hữu ích Q1 và các tổn thất
nhiệt của lò Q2,Q3,Q4,Q5,Q6. Từ cân bằng nhiệt ta có thể tính được hiệu suất lò
hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu.
3.1 LƯỢNG NHIỆT ĐƯAVÀO LÒ.
Lượng nhiệt đưa vào lò tính cho 1kg nhiên liệu rắn:
, [KJ/kg]
Trong đó

– nhiệt trị thấp của nhiên liệu, KJ/kg
nhiệt lượng do không khí nóng mang vào. Khi không khí nóng sấy bằng khói lò
hơi thì .
nhiệt vật lý của nhiên liệu đưa vào. Vì

Nên .
nhiệt lượng do dùng hơi phun nhiên liệu vào lò. Ta phun không dùng hơi nên
.
Nhiệt lượng tổn thất do phân hủy carbonat khi đốt đá dầu. Ta đốt than nên .
Vậy nhiệt lượng đưa vào lò đươc xác định bằng:
KJ/kgs
3.2 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NHIỆT CỦA LÒ
3.2.1. Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học Q3 hoặc q3
Khi thiết kế, q3 được chon theo tiêu chuẩn tính toán nhiệt tùy theo loại nhiên liệu
dùng và kết cấu buồng lửa.
SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 21


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

Tra bảng 3, phần ghi chú, tài liệu [1], Ta được q3= 0%.
3.2.2. Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học Q4 hoặc q4
Khi thiết kế, q4 được chon theo tiêu chuẩn tính toán nhiệt tùy theo loại nhiên liệu
dùng và kết cấu buồng lửa.
Tra bảng bảng 3, tài liệu [1] cho nhiên liệu than antraxit. Ta được q4=5%.
3.2.3. Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 hoặc q5

Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 hoặc q5 được xác định
theo toán đồ thực nghiệm (h.3.1) tài liệu[1].
Có D=125T/h suy ra q5= 0,6 %
3.2.4. Tổn thât nhiệt do xỉ mang ra ngoài Q6 hoặc q6
Khi đốt than phun thải xỉ khô, lượng xỉ thải ra ít nên q6 chỉ được tính cho than có
đọ tro từ trung bình trở lên nếu:

Trong trường hợp này: Nên ta bỏ qua q6.
Q6= 0%.
3.2.5. Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài Q2 hoặc q2
Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài Q2 hoặc q2 được xác định theo
công thức sau:
,[ KJ/kg]
Nhiệt độ khói thải chọn ban đầu tra bảng 2.4 entanpi sản phẩm cháy, dùng nội
suy ta có Ith = 1170, 694kJ/kg.

Ikkl : entanpi không khí lạnh.

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 22


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

q4 : Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học

3.3 Lượng nhiệt sử dụng có ích : Qhi

Nhiệt lượng có ích trong lò được xác định theo công thức :
,

kJ/h
Trong đó:
: Sản lượng hơi quá nhiệt của lò hơi , Dqn = 125T/h
: entanpi của hơi quá nhiệt . Tra theo bảng nước và hơi quá nhiệt cho
hơi quá nhiệt với tqn = 540ºC và P= 96 bar có iqn = 3476,56 kJ/kg
: entanpi của nước cấp. Tra theo bảng hơi bão hòa ẩm với
tnc= 225ºC và p= 96 bar có iqn =968,725 kJ/kg.
Vậy

188087625kJ/h

3.4. Hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu:
3.4.1. Hiệu suất của lò hơi:
Hiệu suất của lò hơi η được xác định bằng công thức :
,%

3.4.2. Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò:
Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò B được xác định theo công thức:

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 23


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG

3.4.3. Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán của lò:
Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán được dùng đề xác định thể tích sản phầm cháy
và không khí chuyển dời qua toàn bộ lò hơi và nhiệt lượng chứa trong chúng.

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 24


Đồ án môn học : Lò Hơi

GVHD: PSG.TS. HOÀNG NGỌC ĐỒNG
CHƯƠNG 4 : TÍNH NHIỆT BUỒNG LỬA.

4.1. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CỦA BUỒNG LỬA VÀ BỐ TRÍ VÒI PHUN NHIÊN
LIỆU
Tính nhiệt buồng lửa là xác định lượng nhiệt hấp thu trong buồng lửa, diện tích bề mặt các dàn
ống hấp thu nhiệt bằng bức xạ và thể tích buồng lửa đảm bảo giảm được nhiệt độ của sản phẩm
cháy đến giá trị quy định.
4.1.1. Thể tích buồng lửa Vbl [m3]:
Thể tích buồng lửa được giới hạn bởi mặt phẳng đi qua trục của các dàn ống sinh hơi đặt xung
quanh tường và trần buồng lửa, bề mặt đi qua trục của dãy ống thứ nhất của feston hoặc mành
ống, mặt phẳng nằm ngang tách một nửa chiều cao của phễu tro lạnh.
4.1.2. Tiết diện ngang của buồng lửa fbl [m2]
BQ lv
f bl  ttt
qf
Theo tài liệu [2] trang 40 ta có:
[m2]

q tt
q tt
Trong đó: f là nhiệt thế tính toán. Theo tài liệu [2] trang 40 ta chọn f = 0,7qf với qf được tra
bảng 4.1a trang 40 tài liệu [2], chọn bố trí vòi phun ba tầng, bố trí vòi phun ở tường trước và tra
theo nhiên liệu đốt là than đá tạo xỉ và than nâu ta được qf = 3500 kW/m2
Thay số vào công thức ta có:
fbl 

Vậy

q ttf

= 0,7qf = 0,7.3500 = 2450

[kW/m2]

BQtlv
q ttf

= = 22,78

[m2]

4.1.3. Xác định kích thước các cạnh của tiết diện ngang buồng bửa.
Fbl= a.b ,m2.
Trong đó:
-a : Chiều rộng buồng lửa (chiều rộng lò hơi),m.
-b : Chiều sâu buồng lửa,m.
Chiều rộng và chiều sâu buồng lửa phải đảm bảo ngọn lửa không văng tới tường đối diện.

SVTH: PHAN THANH BÁCH -15N1

Trang 25