Thiết bị lò hơi công nghiệp

BÁO CÁO VẬT LIỆU KỸ
THUẬT NHIỆT

THIẾT BỊ LÒ HƠI CÔNG NGHIỆP


NỘI DUNG TRÌNH BÀY

1

GIỚI THIỆU CHUNG

2

VẬT LIỆU CHẾ TẠO

3

VẬT LIỆU CÁCH NHIỆT, CHỊU NHIỆT


I-GIỚI THIỆU CHUNG
1.Lò hơi

Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa
ra trong quá trình cháy sẽ truyền cho nước trong lò để biến nước thành hơi.  
Lò hơi được sử dụng phổ biến trong công nghiệp như nhà máy hóa chất,
đường, rượu, bia, nước giải khát, chế biến thực phẩm ...hơi nước được sử
dụng cho các quá trình đun nấu, gia nhiệt, sấy, thanh trùng, cô đặc ... hơi sử
dụng trong quá trình trao đổi nhiệt là hơi bão hòa. Loại lò hơi này được gọi là lò
hơi công nghiệp, có áp suất hơi thấp, sản lượng nhỏ.

Đối với lò hơi công nghiệp, hơi sản xuất là hơi bão hòa, áp suất hơi không vượt
quá 2.0 Mpa, nhiệt độ t = 250oC.


2.Nguyên lí làm việc


II-VẬT LIỆU CHẾ TẠO
A.
1.
a)
-

KIM LOẠI
Thép
Yêu cầu chung đối với thép để chế tạo lò hơi
Có độ bền độ dẻo cao
Có độ ổn định cấu trúc cao. Trong quá trình làm việc của lò hơi thì cấu trúc
thép không được phép có thay đổi gì đáng kể
- Có độ bền nhiệt cao
- Có độ ổn định hóa học cao (tránh hiện tượng ăn mòn bề mặt đốt của lò)
- Hàm lượng các tạp chất có hại ở mức độ tối thiểu
- Có tính hàn tốt, không yêu cầu cao về phương pháp hàn & nhiệt luyện
b) Các loại thép thường dùng
Trên thực tế các loại thép thường dùng là thép các bon,thép hợp kim thấp & thép
hợp kim cao. Trong đó thép các bon phổ biến nhất.
Thép cacbon
Đa số các chi tiết của lò hơi được chế tạo bằng thép cacbon. Thép cacbon là một hợp
kim có 2 thành phần cơ bản là Fe & C,ngoài ra còn một số thành phần khác như
Mn,Silic,P,S,…với tỉ lệ thấp. Độ bền độ mềm của thép cacbon cân bằng nhau,chống bào

mòn tốt. Khối lượng riêng khoảng 7,8÷7,85 g/cm3.


Thép C20
-Tính chất: độ cứng >56HRC,dễ hàn,dễ rèn,độ bền độ cứng thấp,độ dẻo
dai cao.
- Dùng chế tạo các ống dẫn nước, dẫn hơi và các bề mặt đốt.
- Nhiệt độ hoạt động: ≤ 500oC (bề mặt đốt), ≤450oC (ống góp và ống dẫn
hơi)

Thép C20


 Thép CT3
Tính chất: chất lượng tương đối tốt,phổ biến trong xây dựng,hàn tốt,tính giòn thấp
%C=0,14÷0,22% %Si=0,05÷0,17% %Mn=0,4÷0,65% Ni ≤ 0,3%
S ≤ 0,05% P ≤ 0,04% Cr ≤ 0,3% Cu ≤ 0,3% As ≤ 0,08%
Giới hạn bền σ=380-490 N/mm2, độ dãn tương đối δ=23%
- Dùng chế tạo: bao hơi trên,quạt lò,bộ đốt,tháp hấp thụ (xử lí khói lò hơi đốt dầu),bộ
sấy không khí,bộ quá nhiệt,bộ hâm nước.


 Thép SB410
-Tính chất: độ bền độ cứng cao (cao hơn C20&CT3),chống mài mòn tốt,chịu nhiệt
rất tốt
- Dùng chế tạo: bộ đốt,sàn, chổi góp liệu, bao hơi dưới


Thép hợp kim
-Là loại thép mà người ta cố ý đưa thêm vào (không phải do yêu cầu thông thường của

công nghệ luyện kim) các nguyên tố có lợi với lượng đủ lớn để làm thay đổi tổ chức và
cải thiện tính chất (cơ, lý, hóa). Thép hợp kim là loại có chất lượng từ tốt trở lên nên
chứa ít và rất ít các tạp chất có hại.
- Các đặc tính của thép hợp kim (so với thép cacbon)
Có độ bền cao hơn hẳn so với thép cacbon
Không gỉ, chống ăn mòn trong axit, badơ, muối.
Từ tính đặc biệt hoặc không có từ tính.
Giãn nở nhiệt đặc biệt,chịu nhiệt tốt hơn thép cacbon
Độ dẻo độ dai không bằng thép cacbon


Thép hợp kim


 Thép hợp kim thấp
Thép hợp kim thấp được bổ sung thêm các nguyên tố hợp kim để tăng độ bền và
tính chống gỉ của thiết bị khi nhiệt độ vùng hoạt động của thiết bị tăng cao (≥
300oC)
-Tính chất: thành phần các hợp kim trong thép không vượt quá 2,5%, độ bền cao
hơn hẳn thép cacbon (nhất là sau khi tôi và ram)
- Dùng chế tạo:ống góp, ống dẫn hơi, các bề mặt đốt
Mác thép

Phạm vi ứng dụng,oC
Ống góp và ống dẫn
hơi

Các ống bề mặt đốt

12MoCr

540

540

15CrMo

560

565

12Cr1MoV

585

595

15Cr1Mo1V

595

--

12Cr2MoVSiB

--

620

Thép hợp kim cao:
Thép hợp kim cao dùng trong lò hơi có yêu cầu siêu cao về thông số hơi ra
-Tính chất:thành phần các nguyên tố hợp kim trong thép cao hơn 10%, độ bền rất cao,
chịu nhiệt rất tốt
- Dùng chế tạo tầng cuối và ống góp ra của bộ quá nhiệt
Một số mác thép thường dùng trong chế tạo lò hơi cao áp: 1Cr12W2MoV,
2Cr2WMoNbVB, 1Cr18Ni10Ti, 1Cr18Ni12Ti,1Cr14Ni18W2NbB,…


Thép hợp kim cao


 Các loại thép đặc biệt:
Có tính chống mài mòn đặc biệt cao,có tính chất điện-điện từ đặc
biệt,làm việc ở nhiệt độ cao,tính giãn nở đàn hồi đặc biệt.
Chế tạo các chi tiết phụ,chịu nhiệt liên tục như: giá đỡ,giá treo,kẹp,thiết
bị thổi
Mác thép

Nhiệt độ bắt đầu oxi hóa mạnh,oC

SiCr6

750

SiCr6Mo

750

Cr17

900

Cr28

1100

1Cr20Ni14Si2

1000


2.Các kim loại khác
a.Đồng:
-Đồng là một kim loại có màu đỏ cam, dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn điện và
dẫn nhiệt tốt
- Ứng dụng trong lò hơi: chế tạo van nước,áp kế,van an toàn

Van
nước


b.Gang
Hợp kim Fe-C với hàm lượng cacbon lớn hơn 2,14%%. Thực tế trong gang luôn
có các nguyên tố khác như:Si, Mn,P và S.
Gang có điểm nóng chảy thấp, độ chảy loãng tốt, tính đúc tốt, dễ gia công, có khả
năng chịu mài mòn, nên giá thành gia công rất thấp, do đó gang được sử dụng
trong rất nhiều chi tiết, lĩnh vực khác nhau.
Ứng dụng trong lò hơi:van hơi,van an toàn,van nước,van giảm áp

c.Inox
-Thép không gỉ hay còn gọi là inox là một dạng hợp kim sắt chứa tối thiểu 10,5%
crôm. Nó ít bị biến màu hay bị ăn mòn như thép thông thường khác
-Inox có tốc độ hóa bền rèn cao, độ dẻo cao,độ cứngvà độ bền cao,độ bền nóng
cao,chống chịu ăn mòn tốt,độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp tốt,phản ứng từ kém hơn
(so với thép austenit)
- Ứng dụng chế tạo trong lò hơi: ống khói,bộ xử lý khói (khung),trục quạt lò,bình
xử lí nước cấp,các loại van


B. PHI KIM
1. Gạch chịu lửa
Yêu cầu đối với gạch chịu lửa:
- Phải có độ chịu lửa, nghĩa là khả năng chống lại tác dụng của nhiệt độ cao
không bị nóng chảy.
- Phải có thể tích ổn định ở nhiệt độ dụng của chúng.
- Có độ bền nhiệt và độ bền hóa
Có 2 loại thường dùng là (gạch) Samôt và gạch cao nhôm.
a.Samôt
- Samôt là gạch chịu lửa trung tính và kiềm yếu. Sản xuất từ đất sét hoặc cao lanh
chịu lửa. Khối lượng riêng 1,9-2,1 g/cm3
- Nhiệt độ chịu lửa: 1580-17700C. Dựa vào nhiệt độ chịu lửa chia thành 4 loại
O,A,B,C
- Độ bền nhiệt: cao,dao động trong một khoảng lớn (6-100)
- Độ ổn định thể tích: có độ co phụ khi nung ở nhiệt độ cao. Nếu nhiệt độ quá
cao,tường gạch Sammôt sẽ bị biến dạng.
- Độ bền xỉ: cao
-Ứng dụng trong lò hơi: xây buồng đốt nhiên liệu,làm vữa trát buồng lửa

b. Cao nhôm
Là loại vật liệu chịu lửa phổ biến sau gạch sa mốt, được dùng rộng rãi trong tất cả
các loại lò công nghiệp ở những bộ phận đòi hỏi nhiệt độ cao mà gạch sa mốt
hay gạch dinat không đáp ứng được.
Tính chất tương tự Samôt nhưng có độ bền nhiệt cao hơn,có thể làm việc ở nhiệt
độ cao. Độ chịu nhiệt của gạch cao nhôm phụ thuộc vào hàm lượng cao
nhôm(Al2O3) trong từng sản phẩm.


2. Vữa và bê tông chịu lửa
Dùng trong xây trát tường buồng đốt lò hơi
a.Vữa chịu lửa
- Yêu cầu chung của vữa chịu lửa:
+>Phải đảm bảo độ sệt cần thiết
+> Phải đảm bảo có độ chịu lửa và nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng
+> Có khả năng đóng rắn và hàn với gạch
+> Mạch xây có độ xốp nhỏ
+> Chỉ tiêu giãn nở nhiệt,co không khí,co lửa hoặc nở gần giống với gạch
- Một số loại vữa chịu lửa:
+>Vữa Samôt: hỗn hợp bột mịn đất sét chịu lửa và Samôt hoặc mảnh Samôt.
+>Vữa đinat: sx từ quắczit, mảnh đinat nghiền nhỏ với đất sét chịu lửa.
+>Vữa Crôm-manhêđi: gồm 30% xi măng periklaz và 70% Crômit nghiền mịn,
trộn với 17-20% dung dịch MgSO4 và 0,5-1% keo SSB.
b. Bê tông chịu lửa
Là vật liệu có khả năng đóng rắn thành đá nhân tạo ở nhiệt độ thường, có độ
bền lớn khi nung nóng
Được dùng trong buồng đốt của lò hơi (với phụ gia nghiền mịn), dùng xây
tường lò.

Bê tông chịu lửa


Ngoài ra còn có thủy tinh (trong bộ ống
thủy)


Sứ (trong tháp hấp thụ-xử lí khói)


Sơn chống rỉ (sơn epoxy)