CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN NHIỆT LÒ HƠI

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN NHIỆT LÒ HƠI
1.1 Thành phần nhiên liệu.
 Thành phần khô của nhiên liệu :
47%, 6,5%, 44%, 2,5%, 50%
k k k k lv
C H O A W    
(theo (2))

Thành phần làm việc của bã mía theo sách (4):
47
23,5%
100 100
100 100 50
k
lv
lv
C
C
W
  
 
(theo (2))
6,5
3,25%
0,5 0,5
k
lv
H
H
  
,

2,5
1,25%
0,5 0,5
k
lv
A
A
  
44
22%
0,5 0,5
k
lv
O
O
  
Cũng theo (2) ta có :
4226 48,5. 4226 48,5.50 1801( / )
lv lv
t
Q W kcal kg    
 Thể tích không khí và sản phẩm cháy .
Th
ể tích không khí khô lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên
li
ệu:
0,0899( 0,375 ) 0,265 0,0333
o lv lv lv lv
V C S H O   
3

0,0899(23,5 0,375.0) 0,265.3,25 0,0333.22 2,2413( / )
o
V Nm kg     
Thể tích khí
2
N
:
2
0 0 3
0,79. 0,8. 0,79.2,2413 1,771( / )
100
lv
N
N
V V Nm kg   
Thể tích khí 3 nguyên tử:
2
0 3
0,375 23,5
1,866 1,866 0,439( / )
100 100
lv lv
RO
C S
V Nm kg

  
Thể tích lý thuyết của hơi nước:
2
0 0 3

0,111 0,0124 0,0161 ( / )
lv lv
H O
V H W V Nm kg

  
2
0 3
0,111.3,25 0,0124.50 0,0161.0,4.2,2413 1,031( / )
H O
V Nm kg    
Thể tích sản phẩm cháy :
2 2 2
0 0 3
( 1) 0,439 1,771 1,031 0,4.2,2413 4,138( / )
k N RO H O
V V V V V Nm kg

         
Các phần thể tích của khí 3 nguyên tử bằng áp suất riêng phần của các khí ở
áp suất tổng là 0,1MPa, được tính theo các công thức 2.21 đến 2.23 trang 80
sách (2):
2 2
/ 0,439 / 4,138 0,11
RO RO k
r V V  
2 2
/ 1,031/ 4,138 0,25
H O H O k
r V V  

2 2
0,11 0,25 0,36
n H O RO
r r r    
 Entapi của không khí và sản phẩm cháy.
Ch
ọn nhiệt độ khói thải là
0
200 C
Entapi của khói thải:
2 2 2 2 2 2
0 0
( ) ( ) ( ) ( / )
k RO CO N N H O H O
I V c V c V c kcal kg
  
  
Tra bảng 3.2 theo (1) ta có giá trị của
c

:
0
0,439.85, 4 1,771.62,1 1,031.72,7 222,4( / )
k
I kcal kg    
Entapi của không khí lý thuyết :
0 0
( ) 2,2413.63,6 142,5( / )I V c kcal kg

  

Entapi của khói đối với 1kg nhiên liệu được xác định
0 0
( 1) 222,4 (1,4 1)142,5 279,4( / )
k k
I I I kcal kg

      
1.2 Cân bằng nhiệt lò hơi
.
Phương trình cân bằng nhiệt :
0 1 2 3 4 5 6
( / )
l
Q Q Q Q Q Q Q kcal kg     
Tổng nhiệt khi đốt 1kg nhiên liệu :
0
( / )
l l
th k n f
Q Q Q i Q kcal kg   
Do không khí được đưa trực tiếp vào buồng đốt không qua bộ sấy không khí
nên không có
, ,
k f n
Q Q i
.
0
1801( / )
l l
th

Q Q kcal kg  
Tổn thất nhiệt do cháy không hết về mặt hóa học
3
q
:
Khi đốt nhiên liệu rắn trên lò ghi thủ công. Chọn
3
3%q 
(theo 1)
T
ổn thất nhiệt do cháy không hết về mặt cơ học
4
q
:
Đốt nhiên liệu trên ghi chọn
4
11%q 
(theo 1)
T
ổn thất nhiệt ra môi trường
5
q
không đáng kể. chọn
5
0,5%q 
(theo 1)
T
ổn thất nhiệt do xỉ thải
6
q

:

6
0
( )
lv
xi xi
l
a ct A
q
Q

xi
a
- phần xỉ thải ra khỏi lò. Đối với lò ghi chọn
0,8
xi
a 
( )
xi
ct
- entapi của xỉ, kcal/kg. chọn nhiệt độ xỉ thải
0
600
xi
t C
Theo (1) ta chọn
( ) 133,8( / )
xi
ct kcal kg

6
0,8.133,8.1,25
0,08%
1801
q  
Tổn thất nhiệt do khói thải
2
q
:
Ch
ọn nhiệt độ không khí lạnh là 30
0
C, độ ẩm
80%


,
0
85( / ) 20,3( / )
l
I kJ kg kcal kg 
2
(279,4 0,4.20,3)(100 10)
13,6%
1801
q
 
  
Tổng tổn thất trong lò hơi :
2 3 4 5 6

13,6 3 11 0,5 0,07 28,17%q q q q q q          

Hiệu suất lò hơi :
100 100 28,17 71,83%
l
q

    

Lượng nhiên liệu tiêu hao :
0
( )
500(654,09 27)100
237,8( / )
. 1801.73,2
p pb
l
D i i
B kg h
Q



  
Lượng nhiên liệu tiêu hao tính toán :
4
11
(1 ) 237,8(1 ) 211,6( / )
100 100
t

q
B B kg h    
1.3 Tính toán nhiệt trao đổi trong buồng lửa
Nhiệt lượng hữu ích sinh ra trong buồng lửa :
'
3 6
0
100
, /
100
l
o k
q q
Q Q Q kcal kg
 
 
' 0
0
( ) , /
k n l
Q I kcal kg
 
   
0


: lượng không khí lọt vào buồng lửa chọn là 0,1
n



= 0
0
100 3 0,08
1801 0,1.20,3 1747,6( / )
100
Q kcal kg
 
  
Tính thể tích buồng lửa V
0
:
Th
ể tích buồng lửa được xác định theo ứng xuất nhiệt buồng lửa
3
0
. / ( / )
l
th
B Q V kcal m h
(theo (3))
Ta chọn
3 3
0
. / 300.10 ( / )
l
th
B Q V kcal m h
3
0
3

.
211,6.1801
1,3( )
300.10 300000
l
th
B Q
V m  
Tính diện tích ghi
Diện tích ghi được xác định theo nhiệt thế trên ghi
3
. / ( / )
l
th
B Q R kcal m h
(theo
(3))
Ta ch
ọn
3 3
0
. / 500.10 ( / )
l
th
B Q V kcal m h
2
3
.
211,6.1801
0,85( )

450.10 450000
l
th
B Q
R m  
Chiều cao lò đốt :
1,3
1,5( )
0,85
V
H m
R
  
Chọn chiều dài buồng đốt là 1m, chiều rộng buồng đốt là 0,8m.
Toàn b
ộ diện tích vách buồng lửa :
2
2(1.0,8 1.1,5 0,8.1,5) 7
v
F m   
Bề dày hiệu dụng của lớp bức xạ ngọn lửa :
1,3
3,6 3,6. 0,67( )
7,72
o
v
V
S m
F
  

Vậy ta có các thông số lò đốt như sau :
Chiều cao lò đốt là 1,5m
Chi
ều dài lò đốt là 1m
Chi
ều rộng lò đốt là 0,8m.
Tường buồng đốt chụi lực có 3 lớp. Lớp trong cùng lót bằng gạch chụi lửa
xốp samôt có kích thước 250

125

65mm. Lớp thứ 2 gồm các tấm peclit
dày 50mm, lớp thứ 3 là gạch có kích thước 250

125

65mm.
V
ậy tổng chiều dày tường buồng đốt là 300mm.
1.4

Tính toán các bề mặt đối lưu.
 Phương trình cân bằng nhiệt
Phương tr
ình truyền nhiệt thứ nhất:
( / )
t
kH t
Q kcal kg
B



Q : nhiệt lượng do bề mặt đốt hấp thụ bằng đối lưu và bức xạ đối với 1kg
nhiên liệu,kcal/kg.
H : bề mặt đốt tính toán, thường lấy bề mặt ngoài (phía khói), m
2
t
: độ chênh nhiệt độ ,
0
C
t
B
: tiêu hao nhiên liệu tính toán, kg/h
Phương tr
ình cân bằng nhiệt thứ hai: cân bằng nhiệt giữa nhiệt lượng do
khói truyền lại và nhiệt lượng do hơi, nước hoặc không khí hấp thụ:
0
( ' " ) , /
z
I I I Q kcal kg
 
   


hệ số bảo toàn nhiệt năng:
5
10
1 1 0,995
100 100
q


    
I’ và I” – entapi của khói vào và ra khỏi bề mặt đốt, kcal/kg
Nhiệt độ khói vào lò là
0
900 C
' (466.0,439 297.1,771 364.1,031) 0,4.2,2413.306 1380,2( / )I kcal kg     
Nhiệt độ khói ra khỏi lò là
0
200 C
" 279,4( / )I kcal kg 
Entapi của không khí lọt vào lò :
0 0
2,2413.1,3.27 78,7( / )
z pt hu
I V c t kcal kg  
Hệ số không khí lọt
0,01 0,05 0,06

   
( gồm thiết bị khử bụi và đường
khói)
Nhi
ệt lượng do không khí lọt vào lò :
0
0,06.78,7 4,722( / )
z
I kcal kg

  

0
( ' " ) 0,995(1380,2 279,4 4,7) 1105,5( / )
z
Q I I I kcal kg
 
        
 Tính hệ số truyền nhiệt k .
H
ệ số truyền nhiệt của tường nhiều lớp :
2 0
1 2
1
,( / )
1 1
t v c
t v c
k kcal m h C
  
    

   
Nhiệt trở của tro xỉ đóng bên ngoài ống
/
t t
 
gọi là hệ số bám bẩn

.
Đối với bề mặt không có thổi lò chon
0,01



.
Nhi
ệt trở vách ống trơn
/
v v
 
bằng kim loại trong tất cả các trường hợp đều
không tính.
Nhi
ệt trở lớp cáu trong ống
/
c c
 
ở lò hạ áp, nhưng vì để đảm bảo sự làm
vi
ệc bình thường của lò hơi, bề dày lớp cáu không được vượt quá giá trị cho
phép, cho nên trở nhiệt này thường được bỏ qua trong tính toán.
 Hệ số tỏa nhiệt bằng đối lưu
1

.