Đồ án thiết kế tính toán chế tạo lò hơi của sinh viên Nguyễn Đình Luyện 16N1

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 1 </i>

<b>LỜI NÓI ĐẦU </b>

Năng lượng mà chủ yếu là điện năng là một nhu cầu không thể thiếu được trong
sự phát triển kinh tế của mỗi nước. Hiện nay ở nước ta cũng như hầu hết các nước khác
trên thế giới, lượng điện năng do nhà máy nhiệt điện sản xuất ra chiếm tỷ lệ chủ yếu
trong tổng lượng điện năng toàn quốc.

Trong quá trình sản xuất điện năng, lị hơi là khâu quan trọng đầu tiên có nhiệm
vụ biến đổi năng lượng tàng trữ của nhiên liệu thành nhiệt năng của hơi. Nó là một
thiết bị khơng thể thiếu được trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi cũng được dùng rộng rãi
trong các ngành công nghiệp khác.

Trong lĩnh vực cơng nghiệp, lị 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
<i>phẩm. </i>

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 lị hơi có sản
lượng hơi 125 T/h. Với sự giúp đỡ và hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Hoàng Ngọc
Đồng cùng với việc nghiên cứu các tài liệu khác, em đã hoàn thành được bản thiết kế
<i>này. </i>

Trong q trình thiết kế khơng tránh khỏi những sai sót, em kính mong sự đóng
góp ý kiến và chỉ bảo của các thầy cô giáo, em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

<b> NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN_16N1 </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>NHIỆM VỤ THIẾT KẾ </b>

<b>TÍNH TỐN CHẾ TẠO LÒ HƠI </b>

1. Sản lượng hơi định mức: D = 125 t/h

2. Áp suất ở đầu ra của hơi của bộ quá nhiệt: pqn = 6.4Mpa = 64 bar
3.Nhiệt độ của hơi ở đầu ra của bộ quá nhiệt: tqn = 445oC

4.Nhiệt độ nước cấp: tnc = 180o_C
5.Nhiên liệu có thành phần như sau:

6.Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu: Qtlv_{= 28,99 MJ/kg =28990 kJ/kg.}
7.t1 =1100 o_C

<b>Chọn các thông số như sau: </b>

8.Nhiệt độ khơng khí lạnh: tkkl_{= 30}o<b>_{C (bằng nhiệt độ mơi trường)}</b>
9.Nhiệt độ khơng khí nóng: tkkn_{= 350}o_{C (trang 15, tài liệu 1)}

10.Nhiệt độ khói thải: kht = 120oC

---

Thành Phần Clv Hlv Nlv Olv Slv Alv Wlv Vc

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 3 </i>

<b>CHƯƠNG I </b>

<b>XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI </b>

<b>1.1 Chọn sơ bộ dạng lò hơi: </b>

<b>1.1.1 Chọn phương pháp đốt và cấu trúc buồng lửa </b>

Dựa vào cơng suất của lị hơi là 125 T/h và sử dụng nhiên liệu rắn (than gầy) nên
chọn lò hơi buồng lửa phun.

Chọn lò hơi bố trí theo kiểu chữ π vì đây là loại lị hơi phổ biến nhất hiện nay. Ở
loại này các thiết bị nặng như: quạt khói, quạt gió, bộ khử bụi, ống khói điều đặt
ở vị trí thấpnhất.

Vậy ta sử dụng phương pháp thải xỉ lỏng do nhiên liệu đốt là than gầy có hàm
lượng chất bốc thấp (Vch_{=12%) 9[1]}

<i><b>1.1.2 Dạng cấu trúc của pheston. </b></i>

Cấu tạo của pheston gắn liền với cấu tạo dàn ống tường sau của buồng lửa vì các
ống của cụm pheston chính là các ống của dàn ống tường sau buồng lửa.

Chiều cao của pheston tức cửa ra buồng lửa phụ thuộc vào kích thước đường khói
đi vào bộ quá nhiệt.

Kích thước cụ thể của pheston sẽ được xác định sau khi đã xác định cụ thể cấu tạo
của buồng lửa và các cụm ống xung quanh nó.

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 thơng dễ dàng, tránh đóng xỉ và mài mòn
ống ta chia cụm pheston thành 3-5 dãy ống. Ở đây ta chia thành 4 dãy ống.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Đối với lị có nhiệt độ hơi q nhiệt từ 510 ℃ trở xuống thì bộ quá nhiệt thường
được đặt ở vùng khói có t < 1050 ℃, thường là đặt ở đoạn khói nằm ở đoạn đường
khói nằm ngay sau cụm pheston. Ở đây trao đổi nhiệt giữa khói và cụm ống chủ yếu
là trao đổi nhiệt đối lưu nên được gọi là bộ quá nhiệt đối lưu. Các dàn được đặt cách
nhau 0,7 – 0,9m để khói dễ dàng lưu thơng qua đồng thời tránh khả năng tạo nên
cầu xỉ giữa các ống. Thiết kế bố quá nhiệt đặt đứng.

Ở lò hơi này 𝑡_𝑞𝑛 = 445 ℃ < 510 ℃ nên ta sử dụng bộ quá nhiệt đối lưu .

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 khơng lớn lắm
và các cấp nhiệt độ hơi trung bình khác nhau nên mỗi cấp được chế tạo bởi các loại
vật liệu phù hợp với nhiệt độ làm việc của nó do đó tiết kiệm được vật liệu đắt tiền.

<i><b>1.1.4 Bố trí bộ hâm nước và bộ sấy khơng khí. </b></i>

Việc bố trí bộ hâm nước và bộ sấy khơng khí có liên quan chặt chẽ với nhau.
Nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy sẽ quyết định việc bố trí bộ sấy thành một hay
hai cấp và do đó bộ hâm nước cũng sẽ được bố trí cho phù hợp.

Nhiệt độ khơng khí nóng cấp cho lị được chọn dựa vào loại nhiên liệu đốt và
loại buồng lửa. Nhiệt độ khơng 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. Nhiệt độ khơng khí nóng được chọn theo mục 1.3.3, tkkn =
3500C.

Nhiệt độ khơng khí nóng cao, bề mặt nhận nhiệt lớn, cần phải đặt một phần
daaufra của bộ sấy khơng khí trong vùng có nhiệt độ khói cao => phân bộ sấy khơng
khí thành 2 cấp, khi đó bộ hâm nước có thể làm một cấp bố trí giữa 2 cấp bộ sấy khơng
khí . Tuy nhiên như vậy thì bộ sấy khơng khí cấp 2 nằm ngay sau bộ q nhiệt, vùng
có nhiệt độ khói quá cao nên sẽ chóng hỏng.

Để bảo vệ bộ sấy khơng khí cấp 2, ta chia bộ hâm nước thành 2 cấp và bộ sấy
khơng khí cấp 2 được đặt giữa 2 cấp của bộ hâm nước.

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 5 </i>

Đối với buồng lửa đối bột thải xỉ lỏng thì đáy buồng lửa có dạng đáy bằng, hơi
nghiêng ,lỗ thải xỉ đặt giữa hoặc bên cạnh.

<i><b>1.2 Nhiệt độ khói và khơng khí. </b></i>

<i><b>1.2.1 Nhiệt độ khói thốt ra khỏi lị (θ</b><b>th</b><b>) </b></i>

Là nhiệt độ khói ra khỏi BSKK tra bảng 1.1 [I] với nhiên liệu rẻ tiền, chọn θth =
120oC nhờ đó nếu sau này sử dụng nhiên liệu đắt tiền, chất lượng cao hơn vần
hoạt động tốt.

<i><b>1.2.2 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa (θ”</b><b>th</b><b>) </b></i>

Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa θ’’bl được chọn theo loại nhiên liệu, nhiệt độ biến
dạng của tro. Đối với than gầy, nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa phải nhỏ hơn t1 –
(50 ⁓ 1000_C).

Chọn 𝜃"th = 1100 ℃.

<i><b>1.2.3 Chọn nhiệt độ khơng khí nóng. </b></i>

Nhiệt độ khơng khí nóng ra khỏi bộ sấy khơng khí được chọn dựa trên loại nhiên
liệu, phương pháp đốt và phương pháp thải xỉ.

Theo tài liệu 1 trang 15, đối với buồng lửa thải xỉ lỏng với hệ thống nghiền than
kiểu kín, ta chọn tkkn = 3500C

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>Hình 1 </b>

Chú thích:
1.Ống góp dưới
2.Vịi phun
3.Buồng lửa
4.Cụm pheston
5.Ống góp trên
6.Bao hơi

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 7 </i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

<b>CHƯƠNG II </b>

<b>TÍNH TỐN Q TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU </b>

<b>2.1. Tính thể tích khơng khí lý thuyết </b>

Được tính cho 1 kg nhiên liệu rắn :

V0kk = 0,0889 ( Clv + 0,375 Slv ) + 0,265 Hlv – 0,033 Olv [m3tc/kg]
= 0,0889 (70,55 + 0,375 . 0,59) + 0,265 .4,79 – 0,033 .2,02
= 7,494 m3_tc/kg.

<b>2.2 . Thể tích sản phẩm cháy </b>

<i><b>2.2.1. Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết </b></i>

Khi cháy 1 kg nhiên liệu rắn :
- Theo 2.3/17[1].

VRO2 = VCO2 + VSO2 = 0,01866 ( Clv_{+ 0,375S}lv_{) , m}3_/kg
= 0,01866 ( 70,55 + 0,375 . 0,59 )

= 1,32 m3tc/kg
- Theo 2.4/17[3].

V0N2 = 0,79.V0KK + 0,008.Nlv  0,79 V0KK
= 0,79. 7,494 = 5,92 m3tc/kg

- Theo 2.5/17[3].

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 9 </i>

Trong đó Gph là lượng hơi để phun dầu vào lị ,đối với nhiên liệu rắn thì Gph = 0.

- Theo 2.6/17[3].

Thể tích khói khơ lý thuyết :

V0_{kkho = VRO2 + V}0_{N2 = 1,32 + 5,92 = 7,24 m}3_tc/kg.
- Theo 2.7/17[3].

Thể tích khói lý thuyết :

V0K = V0kkho + V0H2O = 7,24 + 0,745 = 7,985 m3tc/kg.

<b>2.2.2. Thể tích sản phẩm cháy thực tế . </b>

<i><b>2.2.2.1. Thể tích hơi nước </b></i>
- Theo 2.11/18[1].

VH2O = V0_{H2O + 0,0161 (}_{- 1 ) V}0_{KK , m}3_tc/kg
<i><b>2.2.2.2. Thể tích khói thực : </b></i>

VK = Vkkhô + VH2O = V0kkho + ( - 1 ) V0KK + VH2O , m3tc/kg
<i><b>2.2.2.3. Phân thể tích các khí </b></i>

- Khí 3 nguyên tử :

Theo 2.14a/18[1]. Ta có : rRO2 = VRO2/VK
- Hơi nước :

Theo 2.14b/18[1]. Ta có : rH2O = V0H2O/VK
<b>2.2.3. Hệ số khơng khí thừa: </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

khơng khí thừa được tính theo bảng 3 (Đặc tính tính tốn buồng lửa thải xỉ khơ
có D từ 75 T/h), tài liệu 1, phụ lục 2, trang 176.

Chọn buồng lửa thải xỉ lỏng với nhiên liệu là than gầy
=> Hệ số khơng khí thừa đầu ra buồng lửa α’’ = 1,25

Lượng không khí lọt vào trong khói được xác định theo bảng 2.1[1].

STT Các bộ phận của lò 

1 Buồng lửa 0,1

2 Pheston 0

3 Bộ quá nhiệt cấp 2 0,03
4 Bộ quá nhiệt cấp 1 0,03
5 Bộ hâm nước cấp 2 0.02
6 Bộ sây khơng khí cấp 2 0,03
7 Bộ hâm nước cấp 1 0,02
8 Bộ sấy khơng khí cấp 1 0,03
9 Hệ thống nghiền than 0,1

Hệ số khơng khí thừa từng nơi trong buồng lửa được xác định bằng cách cộng hệ
số khơng khí thừa của buồng lửa với hệ số khơng khí lọt vào các bộ phận đang
khảo sát, được tính như sau: ’' = ’ + ∆ 

</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 11 </i>

STT Tên bề mặt đốt Hệ số không khí thừa

Đầu vào ’ Đầu ra ”

1 Buồng lửa 1,15 1,25

2 Pheston 1,25 1,25

3 Bộ quá nhiệt cấp 2 1,25 1,28

4 Bộ quá nhiệt cấp 1 1,28 1,31

5 Bộ hâm nước cấp 2 1,31 1,33

6 Bộ sấy khơng khí cấp 2 1,33 1,36

7 Bộ hâm nước cấp 1 1,36 1,38

8 Bộ sấy khơng khí cấp 1 1,38 1,41

Lượng khơng khí ra khỏi bộ sấy khơng khí
β" = ”bl - 0 - n = 1,25 - 0,1 - 0.1 = 1,05
0: lượng khơng khí lọt vào buồng lửa

n: lượng khơng khí lọt vào hệ thống nghiền than
<b>2.2.3.Thể tích thực của sản phẩm cháy </b>

<i><b>1. Thể tích hơi nước </b></i>

VH2O = V0H2O + 0,0161 ( - 1 ) V0KK , [m3tc/kg]

=0,745 + 0.0161(1,25 - 1). = 0,749 [m3_tc/kg]

<i><b>2. Thể tích khói thực: </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

<i><b>3. Phân thể tích các khí </b></i>
- Khí 3 nguyên tử :

rRO2 = VRO2/Vk = 1,32/9,863 = 0,133
- Hơi nước :

rH2O = V0_{H2O/Vk = 0,745/9,863 = 0,075}
<i><b>4. Nồng độ tro bay theo khói </b></i>

μ = 10.(Alv_{.ab)/Vk=10.(8,5.0,95)/9,863 = 8,187 [g/m}3_tc]

Với ab = 0,95 là tỉ lệ tro bay theo khói, theo bảng 3 trang 176 tài liệu 1.
1.1 2.3.Tính entanpi của khơng khí và khói

Entanpi của khơng khí lý thuyết cần thiết cho q trình cháy là:
Io_{kk = V}0_kk(Cp_{)kk ,[kJ/kg]}

trong đó: V0_{kk – thể tích khơng khí lý thuyết, [m}3_tc/kg]
Cp – nhiệt dung riêng của khơng khí, [kJ/m3tcK]
Cp = 1,2866 + 0,0001201.t

 - nhiệt độ của các chất khí [0_C]

Entanpi của khói lý thuyết được tính:

I0k = VRO2(C)RO2 + V0N2(C)N2 + V0H2O(C)H2O, [kJ/kg]

Trong đó C là nhiệt dung riêng [kJ/kgđộ]
Entanpi của tro bay:

Itr= ab.A
lv

100 Ctro.θ [kJ/kg]
Entanpi của khói thực tế:

</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 13 </i>

Mà Itr = 10

3_.ab.Alv
Qtlv = 10

3_{.0,95.8,5/28990 = 0,28 < 6 nên bỏ qua}

</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

TT Tên
đại
lượng

Ký
hiệu

Cơng thức tính Đơn vị BL

&

feston

BQN2 BQN1 BHN2 BSK2 BHN1 BSKK1 Khói
thài

1 Hệ số
kk
thừa
đầu ra

α’’ 1,25 1,28 1,31 1,33 1,36 1,38 1,41 1,41

2 Hệ số
kk
thừa
trung
bình

α (α’’ + α’)/2 1,25 1,265 1,295 1,32 1,345 1,37 1,395 1,395

3 Lượng
khơng
khí
thừa

Vthừa (α – 1)V0

kk m3tc/kg 1,873 1,986 2,211 2,398 2,585 2,77 2,96 2,96

4 Thể

tích
hơi
nước

VH2O V0_{H2O+0.0161(α-1)V}0_kk _m3_{tc/kg 0,775 0,777 0,781} _0,784 _{0,787 0,789} _0,793 _0,793

5 Thể
tích
khói

Vk VRO2 + V0N2+(α-1) V0kk + V0H2O m3tc/kg 9,858 9,971 10,196 10,383 10,57 10,755 10,945 10,945

6 Phân
thể
tích
hơi

rH2O

V0_{H2O/ Vk}

</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 15 </i>

nước
7 Phân

thể
tích

khí 3
nguyên
tử

rRO2 VRO2/ Vk 0,134 0,132 0,129 0,127 0,125 0,123 0,12 0,12

8 Phân
thể
tích
của
các khí

r rRO2 + rH20 0,21 0,207 0,202 0,199 0,196 0,193 0,188 0,188

9 Nồng
độ tro
bay
theo
khói

μtr (10Alv_{.ab)/ Vk} _g/m3_tc _8,19 _8,1 _7,92 _7,78 _7,64 _7,51 _7,38 _7,38

10 Thể
tích kk
lý
thuyết

V0kk 0.0889(Clv+0.375Slv)+0.265Hlv
–0.033Olv

m3tc/kg 7,494

11 Thể
tích
khí 3
nguyên
tử lý
thuyết

</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

12 Thể
tích
hơi
nước
lý
thuyết

V0

H2O 0.112Hlv+0.0124Wlv+0.0161V0kk m3tc/kg 0,745

13 Thể
tích N2
lý
thuyết

V0N2 0.008Nlv+0.79V0kk m3tc/kg 5,92

14 Tỷ lệ
tro bay

ab % 0,95

15 Độ tro
làm
việc

</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 17 </i>

Bảng 2.2: Entanpy của khói và khơng khí lý thuyết

Nhiệt độ (Cθ)RO2 (Cθ)N2 (Cθ)H2O (Cθ)kk I0RO2 I0N2 I0H2O I0kk I0k

100 174,70 129,01 149,83 129,86 238,12 734,07 74,17 935,38 1046,35

200 358,99 260,23 304,65 262,12 489,30 1480,71 150,80 1888,05 2120,81

300 552,88 393,66 464,47 396,79 753,58 2239,93 229,91 2858,08 3223,41

400 756,37 529,31 629,29 533,86 1030,93 3011,77 311,50 3845,39 4354,20

500 969,45 667,18 799,10 673,33 1321,36 3796,25 395,55 4850,00 5513,17

600 1192,13 807,25 973,91 815,20 1624,87 4593,25 482,09 5871,89 6700,21

700 1424,40 949,54 1153,71 959,47 1941,46 5402,88 571,09 6911,06 7915,43

800 1666,27 1094,05 1338,51 1106,14 2271,13 6225,14 662,56 7967,53 9158,83

900 1917,74 1240,77 1528,31 1255,22 2613,88 7059,98 756,51 9041,35 10430,37

1000 2178,80 1389,70 1723,10 1406,70 2969,70 7907,39 852,93 10132,46 11730,03

1100 2449,46 1540,85 1922,89 1560,58 3338,61 8767,44 951,83 11240,86 13057,88

1200 2729,71 1694,21 2127,67 1716,86 3720,59 9640,05 1053,20 12366,54 14413,85

1300 3019,56 1849,78 2337,45 1875,55 4115,66 10525,25 1157,04 13509,59 15797,95

1400 3319,01 2007,57 2552,23 2036,64 4523,81 11423,07 1263,35 14669,92 17210,24

1500 3628,05 2167,58 2772,00 2200,13 4945,03 12333,53 1372,14 15847,54 18650,70

1600 3946,69 2329,79 2996,77 2366,02 5379,34 13256,51 1483,40 17042,44 20119,24

</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

1800

1900 4960,18 2829,73 3701,05 2878,10 6760,73 16101,16 1832,02 20730,95 24693,91

2000 5317,20 3000,80 3945,80 3053,60 7247,34 17074,55 1953,17 21995,08 26275,07

2100 5683,82 3174,09 4195,55 3231,50 7747,05 18060,57 2076,80 23276,49 27884,42

2200 6060,03 3349,59 4450,29 3411,80 8259,82 19059,17 2202,89 24575,20 29521,88

Bảng 2.3: Entanpy của sản phẩm cháy
Hệ số khơng khí thừa α

Thông số

BL &

fest BQN2 BQN1 BHN2 BSKK2 BHN1 BSKK1

Entanpy I0

kk I0k Ik

Nhiệt độ kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg

100 935,38 1046,35 2351,21

</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 19 </i>

300 2858,08 3223,41 7067,53 7138,98 7210,43

400 3845,39 4354,20 9430,11 9526,25 9622,38

500 4850,00 5513,17 11915,17 12036,42 12157,67

600 5871,89 6700,21 14304,31 14451,10 14597,90
700 6911,06 7915,43 16657,92 16865,25 17038,03

800 7967,53 9158,83 19237,76 19476,78
900 9041,35 10430,37 12690,71 21867,68 22138,92
1000 10132,46 11730,03 14263,15 24547,59 24851,57
1100 11240,86 13057,88 15868,10 27277,57 27614,79

1200 12366,54 14413,85 17505,49 30057,52

</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

<b>CHƯƠNG III </b>

<b>TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LỊ HƠI </b>

<b>3.1 Lượng nhiệt đưa vào lị </b>

Lượng nhiệt đưa vào lị hơi được tính cho 1 kg nhiên liệu rắn hoặc tính cho 1 m3_tc
nhiên liệu khí

Gọi Qđv là lượng nhiệt đưa vào lị và được tính theo cơng thức sau:
Qđv = Qtlv + Qnkk + Qnl + Qph + Qđ ,[kJ/kg]

Với: Qt_{lv – nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu,kJ/kg}

Qnl – nhiệt vật lý của nhiên liệu đưa vào lò, kJ/kg.Qnl rất bé nên ta bỏ qua.
Qnkk – nhiệt do khơng khí mang vào, chỉ tính khi khơng khí được sấy
nóng trước bằng nguồn nhiệt bên ngồi lị.Ở đây khơng khí được sấy bằng khói lị
ở BSKK nên Qn_{kk = 0.}

Qph – nhiệt lượng do dùng hơi phun nhiên liệu vào lò . Đối với vịi phun
dầu kiểu cơ khí thì Gph = 0 nên Qph = 0 .

Qđ – lượng nhiệt tổn thất do việc phân hủy cacbonat khi đốt đá dầu . do
nhiên liệu ở đây là dầu nên Qđ = 0.

Vì vậy ta có :

Qđv = Qt_{lv = 28990 kJ/kg}

Mặt khác: Qđv = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 , kJ/kg

Với : Q1 – lượng nhiệt hữu ích cấp cho lò để sản xuất hơi, kJ/kg
Q2 – tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngồi lị hơi , kJ/kg

</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 21 </i>

Q5 – lượng nhiệt tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh lò hơi,
kJ/kg

Q6 – lượng nhiệt tổn thất do xỉ mang ra ngồi, kJ/kg
<i><b>3.2 Nhiệt hữu ích cấp cho lò để sản xuất hơi Q</b><b>1</b><b> kJ/kg </b></i>

<i> </i> <i>B</i>

<i>i</i>
<i>i</i>
<i>D</i>

<i>Q</i>1 <i>qn</i>( <i>qn</i>  <i>nc</i>)

<i> Trong đó: Dqn: sản lượng hơi quá nhiệt kg/h </i>

<i> iqn : là entanpi của hơi quá nhiệt, kJ/kg </i>

<i> inc : là entanpi của nước đi vào bộ hâm nước , kJ/kg </i>

<i> B: lượng nhiên liệu tiêu hao trong 1 giờ, kg/h </i>

<i><b>3.3</b><b> Các tổn thất nhiệt của lò hơi </b></i>

<b>3.3.1. Tổn thất nhiệt do cháy khơng hồn tồn về mặt hóa học q3 [%]: </b>

q3 = _QđvQ3 .100, %

q3 được chọn theo tiêu chuẩn tính tốn nhiệt tùy theo loại nhiên liệu dùng và kết
cấu buồng lửa (nhiên liệu dùng là than gầy, buồng lửa phun thải xỉ khô), theo bảng
3, trang 176 tài liệu 1, ta có q3=0 %

<b> 3.3.2. Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học q4 [%]: </b>

q4 được chọn theo tiêu chuẩn tính nhiệt, nó phụ thuộc vào loại nhiên liệu và
phương pháp đốt, theo bảng 3 trang176 tài liệu 1, ta có q4 = 3%

 Q4 = q4.Qđv/100 = 3.28990/100 = 869,7 kJ/kg

<b> 3.3.3. Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngồi lị hơi q2 [%]: </b>

Tổn thất nhiệt này phụ thuộc vào nhiệt độ khói thải đã chọn θth và hệ số khơng khí
thừa αth, được xác định theo công thức:

q2 = _QđvQ2 .100 = (Ith - αth.I

0_{kkl)(100 - q4)}

Qđv , %

</div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22>

Ith=Vth.(C)th , kJ/kg
Vth - thể tích khói thải ra khỏi lị

Cth – nhiệt dung riêng của khói ứng với nhiệt độ khói thải

I0_{kkl – entanpy của khơng khí lạnh ở nhiệt độ tkkl = 30}0_{C và α = 1:}
I0_{kkl = Ckk tkkl V}0_{kk , kJ/kg}

Nhiệt độ khói thải chọn ban đầu tra bảng 2.4 entanpi của sản phẩm
cháy, ta có Ith = 2831,896 kJ/kg, với αth = 1,41.

Theo tài liệu 1 trang 19-20 ta tính được nhiệt dung riêng của khơng khí lạnh ở
30o_C:

Ckk = 1,2866 + 0,0001201.θ = 1,2866 + 0,0001201.30 = 1,29 kJ/m3_tc0_C
=> I0kkl = 7,203.1,29.30 = 278,76 kJ/kg

=> q2 = (2831,896 -1,41.278,76)(100 – 3)/28990 = 8,16%.
=> Q2 = q2.Qđv/100 = 8,16.28990/100 = 2365,58 kJ/kg.

<b> 3.3.4. Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra mơi trường xung quanh lị hơi q5 [%]: </b>
Tổn thất nhiệt q5 được xác định theo toán đồ thực nghiệm:

q5 được xác định theo hình 3.1 trang 32 tài liệu 1 với sản lượng lò là D=125T/h→
q5 = 0,575%.

 Q5 = q5.Qđv/100 = 0,575.28990/100 = 166,69 kJ/kg.

<b> 3.3.5. Tổn thất nhiệt vật lý của xỉ thải ra ở đáy buồng lửa q6 [%]: </b>
Tổn thất nhiệt q6 được tính khi Alv > 2,5Qtlv.

Ta có Alv _{< 2,5.28,99 = 72,475 MJ/kg => q6 = 0.}
3.4. Nhiệt lượng sử dụng hữu ích trong thiết bị lị hơi:

</div>
<span class='text_page_counter'>(23)</span><div class='page_container' data-page=23>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<i>Lớp: 16N1 </i> <i>Trang 23 </i>

Qhi = Dqn(iqn – inc) + Dbh(ibh – inc) + ΣDtg(i’’tg – i’tg) + Dxả(ixả - inc), kJ/kg.
Lượng nhiệt sử dụng hữu ích tính cho 1kg nhiên liệu rắn:

Q1 = Qđv - Q2 - Q3 - Q4 - Q5 - Q6

= 28990 – 2365,58 – 0 – 869,7 - 166,69 – 0
= 25588,03 kJ/kg

Lượng nhiệt sử dụng hữu ích trong lị hơi:
Qhi =Dqn.(iqn-inc) kJ/kg
Trong đó : Dqn – sản lượng hơi quá nhiệt

iqn – entanpi hơi quá nhiệt, kJ/kg

Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt với tqn = 4450_{C, Pqn = 6,4 Mpa = 64bar}
 iqn = 3280,532 kJ/kg

inc – entanpi nước cấp

tnc = 1800_{C, tra bảng nước và hơi bão hòa theo nhiệt độ → inc = 1037,5 kJ/kg}
→ Qhi = Dqn.(iqn-inc) = 215.1000.(3560,64 – 1037,5) = 542475100 kJ/h.
3.5. Hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu:

<b>3.5.1. Hiệu suất nhiệt lò hơi: </b>

Hiệu suất nhiệt của lò hơi được tính theo cơng thức :

ηlị = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6) = 100 – (8,16 + 0 + 3 + 0,575 + 0) = 88,265%.

<b>3.5.2. Lượng nhiên liệu tiêu hao của lò hơi: </b>

3.5.2.1. Lượng nhiên liệu tiêu hao thực tế của lò hơi:

B = _ηlò.QtQhilv = 542475100/(0,8772.28990) = 22811,39 kg/h.

3.5.2.2. Lượng nhiên liệu tiêu hao tính tốn:
Btt = B(1 - q4

100 ) = 22811,39(1 -
3

</div>
<span class='text_page_counter'>(24)</span><div class='page_container' data-page=24>

<b>CHƯƠNG 4 </b>

<b>THIẾT KẾ BUỒNG LỬA </b>

<b>4.1 Xác định kích thước hình học của buồng lửa </b>

Nhiệm vụ tính nhiệt của buồng lửa là xác định lượng nhiệt hấp thụ trong buồng
lửa, diện tích bề mặt các dàn ống hấp thụ nhiệt bằng bức xạ và thể tích buồng lửa
đảm bảo làm giảm được nhiệt độ của sản phẩm cháy đến giá trị quy định.

<i><b>4.1.1 Thể tích buồng lửa. V</b><b>bl</b><b> [m</b><b>3</b><b>]. </b></i>

Thể tích buồng lửa được giới hạn bởi mặt phẳng đi qua trục của ống sinh hơi.

Thiết kế buồng lửa phải đảm bảo sao cho quá trình cháy diễn ra tốt và cháy kiệt
nhiên liệu với hệ số khơng kí thừa nhỏ nhất.

Khi bề mặt hấp thụ nhiệt bằng bức xạ trong buồng lửa q bé thì nhiệt khói thải ra
khỏi buồng lửa sẽ lớn. Nếu nhiệt độ này lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của tro thì tro
sẻ chảy lỏng và bám lại trên các ống trao đổi nhiệt .

Khi kích thước của buồng lửa lớn thì chi phí xây dựng lớn do phải tăng chi phí
cho bảo ơn, khung lị ,ống trao đổi nhiệt.Vì vậy để giảm giá thành của buồng lửa
thì phải giảm thể tích của buồng lửa tới mức tối thiểu tức là phải chọn qv ở mức
cho phép .Nhưng nếu qv quá lớn thì q3 và q4 sẽ tăng dần lên.Vì vậy khi chọn qv phải
dựa vào chỉ tiêu kinh tế và phải đảm bảo đúng kỹ thuật

Xác định thể tích buồng lửa thì trước hết ta phải xác định nhiệt thế thể tích của
buồng lửa

3
/
,<i>kw</i> <i>m</i>
<i>V</i>
<i>Q</i>
<i>B</i>
<i>q</i>
<i>bl</i>
<i>lv</i>
<i>t</i>
<i>tt</i>

<i>v</i>



<i>, m</i>3

<i>q</i>
<i>Q</i>
<i>B</i>
<i>V</i>
<i>v</i>
<i>lv</i>
<i>t</i>
<i>tt</i>
<i>bl</i>



</div>
<span class='text_page_counter'>(25)</span><div class='page_container' data-page=25>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

Qtlv : nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu.

Trong đó nhiệt thế thể tích của buồng lửa được chọn theo dạng buồng lửa, ở đây
buồng lửa đốt than nên chọn qv =140 kw/m3

Vậy:

1273,5 3

140

28990
15
,
6
<i>m</i>

<i>V_bl</i>   

<i><b>4.1.2 Tiết điện ngang buồng lửa. </b></i>

fbl =

<i>q</i>

<i>tt_f</i>

<i>lv</i>
<i>t</i>

<i>t</i> <i>Q</i>

<i>B</i> 

, m2

Nhiệt thế tính tốn qtlv phụ thuộc vào dạng nhiên liệu, phương pháp đốt và công
suất nhiệt của buồng lửa.

Theo Bảng 4-1b, Chọn qf =5200 kW/m2_.

 qftt_{=(0.7 ÷ 0.9) qf =0.8x5200=4160 kW/m}2
Vậy fbl =

<i>q</i>

<i>tt_f</i>

<i>lv</i>
<i>t</i>
<i>t</i> <i>Q</i>
<i>B</i> 
=
4160
28990
15
,
6 

= 42,86 m2.

<i><b>4.1.3 Xác định kích thước buồng lửa. </b></i>

<i><b>4.1.3.1. Chiều sâu buồng lửa b: </b></i>

Chọn bố trí vịi phun nhiều tầng, chiều sâu buồng lửa phụ thuộc vào số tầng vịi
phun.

b = (6 ÷ 7)Dvφt

Trong đó: Dv – đường kính lỗ đặt vịi phun trên tường buồng lửa,mm;
φt – hệ số hiệu chỉnh cho số tầng vòi phun.

</div>
<span class='text_page_counter'>(26)</span><div class='page_container' data-page=26>

l1

l

2

l3
<i><b>4.1.3.2. Chiều rộng của buồng lửa a: </b></i>

Chiều rộng buồng lửa được tính theo cơng thức: a = fbl_b = 42,86/8= 5,35 m

Vậy chọn chiều sâu và chiều rộng là : 5,5m x 8m
<b>4.1.3.3. Xác định chiều cao buồng lửa: </b>

Chiều cao buồng lửa được lựa chọn trên cơ sở đảm bảo chiều dài ngọn lửa để
cho nhiên liệu cháy kiệt trước khi ra khỏi buồng lửa. Chiều dài ngọn lửa tạo nên
trong quá trình cháy tùy thuộc vào nhiên liệu đốt, phương pháp đốt và cơng suất lị
hơi.

Chiều dài ngọn lửa tối thiểu:
lnl = l1 + l2 + l3

Đối với buồng lửa phun, với D = 125 t/h,
Ta chọn lnl = 14m

l₃ = b

2tan60

0 ₌8

2tan60

0 _{= 6,9 m}

l₁ = a

2=

5,5

2 = 2,75 m

l₂ = l − l₃− l₁ = 14 − 6,9 − 2,75 = 4,35 m
<i><b>4.1.4 Cách bố trí vịi phun trên tường buồng lửa. </b></i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(27)</span><div class='page_container' data-page=27>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>4.1.5 Tính thể tích buồng lửa </b>

<i>Chiều cao khí ra phía sau buồng lửa hr (phía sau các mành ống): Do lị có hình </i>

<i>dạng chữ π thì lấy bằng hoặc nhỏ hơn một ít so với chiều sâu buồng lửa (b = 8): </i>

<i>hrb = 8 m </i>

Chiểu cao của mành ống đặt đứng có kể đến độ nghiêng của mặt dưới đường khói
nằm ngang được chọn theo tài liệu [1] trang 49: hm = 1,2.hrb = 1,2.8 = 9,6 m.

<i>Kiểm tra thể tích buồng lửa: </i>

<i>Vblmin</i>

3
.
,
<i>lv</i>
<i>tt</i> <i>t</i>
<i>v</i>
<i>B</i> <i>Q</i>
<i>m</i>
<i>q</i>

<i> </i>

 Vblmin_{= (6,15.28990)/(160) = 1114,3 m}3_.

<i>Xác định thể tích tính tốn của buồng lửa theo công thức </i>

''

min

28

(3 ). .

625

<i>tt</i> <i>bt</i>

<i>bl</i> <i>lv</i> <i>bl</i>

<i>t</i>

<i>V</i> <i>V</i>

<i>Q</i>


  =1358 m3

3
kW
.
28
,
131
1358
28990
15
,
6
<i>m</i>
<i>V</i>
<i>Q</i>
<i>B</i>
<i>q</i> <i>_tt</i>
<i>bl</i>
<i>lv</i>
<i>t</i>
<i>tt</i>
<i>tt</i>

<i>v</i> 





Thể tích vùng trên cùng của buồng lửa:

Vvt = a x b’’x hm = 5,5 x (0,65x9)x 9,6 = 308,88 m3

Với b’’ chiều sâu vùng trên buồng lửa đã trừ phần nhô vào của các mành ống
(mành ống một dãy đặt sâu vào buồng lửa một khoảng bằng (0,2÷ 0,3)b )

Thể tích phần lăng trụ của buồng lửa:
Vltr = Vbltt_{- Vpl}_{- Vvt}

= 1358 - 0 -308,88 = 1049 m3

</div>
<span class='text_page_counter'>(28)</span><div class='page_container' data-page=28>

hltr=𝑉𝑙𝑡𝑟

𝑓𝑏𝑙 =

𝑉𝑙𝑡𝑟

𝑎×𝑏 =

1049

5,5×9 ≈ 21,2 m

Tổng diện tích các tường buồng lửa(khơng có dàn ống đặt trong giữa buồng lửa để
nhận nhiệt cả hai phía của ống):

𝐹_𝑣𝑡𝑡 ≈ 7 × √(𝑉3 _𝑏𝑙𝑡𝑡)2 _{= 7 × √1049}3 2 _{= 722,7 𝑚}2

<b>4.1.6 Phần dưới của buồng lửa: </b>

Vì là buồng lửa thải xỉ khô nên phần dưới của buồng lửa được làm dưới dạng phễu
tro lạnh. Phễu tro lạnh được tạo ra bởi các dàn ống tường trước và tường sau
nghiêng vào trong với góc nghiêng 350 so với phương thẳng đứng nhằm bảo đảm
cho xỉ dễ trôi theo vách nghiêng xuống dưới.

Lỗ thu xỉ ở phần dưới của phễu tro lạnh có kích thước a x b*
Trong đó: a - chiều rộng buồng lửa.

b* - cạnh ngắn của lỗ hình chữ nhật, được chọn theo tài liệu 1 trang
48 là b* = 1 m.

=> a x b* = 5,5 x 1 m2

<b>4.2 Các đặc tính nhiệt của buồng lửa. </b>

<i><b>4.2.1. Diện tích bề mặt các tường buồng lửa. </b></i>

Ta chia buồng lửa theo chiều cao thành 3 vùng: vùng phễu tro lạnh, vùng có hình
dạng lăng trụ: từ miệng phễu tro lạnh đến các mành ống nhô vào buồng lửa, vùng
trên cùng bằng chiều cao của các mành ống nhô vào và phần tiết diện ngang nhỏ
lại.

Thể tích nửa trên của phễu tro lạnh được xác định: Vpl = (b + b + b'₂ )hpl₄ a, m3.

</div>
<span class='text_page_counter'>(29)</span><div class='page_container' data-page=29>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

Với b’ là cạnh ngắn của lỗ thu xỉ hình chữ nhật, b’ = b* = 1m

α là góc nghiêng của tường phễu tro lạnh hợp với phương ngang.
Thay số ta có: hpl = 0,5.(8 – 1).tg550_{= 5 m}

 Vpl = (b + b + b'₂ )hpl₄ a = 86 m3

Thể tích vùng trên cùng của buồng lửa:
Vvt = a.b’’.hm = 5,5.3.9,6 = 158,4 m3

Với b’’ là khoảng cách từ mành ống của bộ quá nhiệt nửa bức xạ đến tường trước
buồng lửa. Chọn b’’ = 3m

Ta có hltr=𝑉𝑙𝑡𝑟

𝑓_𝑏𝑙 =
𝑉_𝑙𝑡𝑟

𝑎×𝑏 =

1049

5,5×9 ≈ 21,2 m (mục 4.1.5)

Chiều cao tính toán của buồng lửa:

hbltt = 0,5hpl + hltr + hvt = 0,5.5 + 21,2 + 9,6 = 33,3 m (tính từ nữa phễu tro

lạnh đến hết chiều cao cụm pheston)

Chiều dài tính tốn của mặt nghiêng của các dàn ống nghiêng là.
Lng = 0,5hpl/sinα =0,5.5/sin550_{= 3,05m}

Bề mặt giới hạn thể tích hoạt động của buồng lửa được lấy làm bề mặt tính tốn
của các tường buồng lửa FVtt:

FVtt_ ₃

 

2

7 <i>V_bltt</i> = 858,4 m2

<i><b>4.2.2 Các đặc tính nhiệt của buồng lửa</b></i>:

Sự truyền nhiệt của các dàn ống sinh hơi đặt trong buồng lửa chủ yếu là do bức xạ
của tâm ngọn lửa có nhiệt độ cao, các hạt tro nóng, khí ba ngun tử chống dầy
buồng lửa.

</div>
<span class='text_page_counter'>(30)</span><div class='page_container' data-page=30>

Qbl = Qtrlv100 - q3 - q4 - q6_{100 - q4} + Qkkn – Qkkng + rIkttn , kI/kg

Trong đó :

Qtrlv_{= Qt}lv_{– nhiệt trị thấp của nhiên liệu làm việc;}
Qkkn – nhiệt lượng do khơng khí mang vào buồng lửa
Qkkn = (αbl – Δαbl – Δαng)I0_{kkn + (Δαbl + Δαng)I}0_{kkl, kJ/m}3

Với: Δαbl và Δαng là lượng lọt khơng khí vào buồng lửa và hệ thống nghiền than
I0_{kkn = Ckkn.tkkn.V}0_kk

Ckkn là nhiệt dung riêng của khơng khí nóng ở nhiệt độ tkkn = 3500C

Ckkn = 1,2866 + 0,0001201.θ = 1,2866 + 0,0001201.350 = 1,329 kJ/m3_tc0_C
I0_{kkn = 1,329.350.7,203 = 3350,48 kJ/kg}

 Qkkn = (1,25 – 0,1 – 0,1).3350,48 + (0,1 + 0,1)278,76 = 3573,76 kJ/kg
Qkkng = 0

rIktth là nhiệt lượng của khói tái tuần hồn mang vào buồng lửa, chỉ kể đến
khi có trích 1 phần khói ở đường khói đi lị đưa về buồng lửa, kJ/kg,
rIktth=0.

 Qbl = 28990. + 3573,76 = 30683,76 kJ/kg

Nhiệt độ cháy đoạn nhiệt (nhiệt độ cháy lý thuyết) θa được xác định theo Qbl = Ik
từ bảng 2.3 nội suy ta có: θa=1942,50_C

Entanpi của khói ở đầu ra buồng lửa.(”bl = 10500_{C) Theo bảng 2.3 được giá trị}
như sau: I”bl = 15065,63 kJ/kg

Nhiệt lượng hấp thu riêng trong buồng lửa: Qbx = φ(Qbl – I’’bl)

</div>
<span class='text_page_counter'>(31)</span><div class='page_container' data-page=31>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

φ = 1 - _{ηlò + q5}q5 = 1 - = 0,994

 Qbx = 0,994(30683,76 – 15065,63) = 15524,42 kJ/kg

<b>4.3. Tính trao đổi nhiệt trong buồng lửa một buồng: </b>

<i><b>4.3.1. Diện tích bề mặt các tường buồng lửa: </b></i>

F =

Trong đó:

Ta và Tbl’’ là nhiệt độ cháy đoạn nhiệt và nhiệt độ khói ở cửa ra buồng lửa, K;
abl là độ đen của môi trường buồng lửa;

ψ là hệ số hiệu quả nhiêt của dàn ống sinh hơi;

M là hệ số kể đến vị trí tương đối của tâm ngọn lửa theo chiều cao của buồng lửa,
M = 0,56 – 0,5Xbl

Xbl = hvp

hbl = 3,5/33,3 = 0,105
=> M = 0,56 – 0,5.0,105 = 0,597
<i><b>4.3.2. Độ đen ngọn lửa: </b></i>

T’’bl = ”_{bl + 273 = 1050 +273 = 1323K}

abl – độ đen buồng lửa phụ thuộc vào độ đen ngọn lửa

abl = _{anl + (1 - anl)ψtb}anl

</div>
<span class='text_page_counter'>(32)</span><div class='page_container' data-page=32>

Trong đó :

p là áp suất của khói trong buồng lửa, p = 0,1MPa
k là hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường buồng lửa
k=kk.rk+ktr.μtr+kC.x1.x2 (1/m.MPa)

<b>Hệ số làm yếu bức xạ bởi môi trường khói </b>

kkrk = ( – 1)(1 – 0,37 ₁₀₀₀T''bl ).rk

s là chiều dày hiệu quả của lớp bức xạ trong buồng lửa;
s = 3,6Vbl/Fv

Trong đó: Vbl là thể tích buồng lửa, m3

Fv là bề mặt các tường buồng lửa, m2

Diện tích các tường được tính từ ½ chiều cao phễu tro lạnh trở lên:
Diện tích tường trước:

Ftr = (hltr + hvt).a= (21,2 + 9,6).5,5 = 169,4 [m2_]
Diện tích tường sau:

Fs = a(hltr + hvt – hr)= 5,5(21,2 + 9,6 - 8) = 125,4 [m2]
Diện tích tường bên:

Fb = (hltr + hvt)hm = (21,2 + 9,6).9,6= 295,68 [m2]
Diện tích bề mặt các tường buồng lửa:

Fv = Ftr + Fs + 2Fb = 169,4 + 125,4 + 2.295,68 = 886,16 [m2_]
Vậy thể tích buồng lửa là: Vbl= a.Fb = 5,5.295,68 = 1626,24 m3

 s = 3,6. 1626,24 /886,16 = 6,6 m

</div>
<span class='text_page_counter'>(33)</span><div class='page_container' data-page=33>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Hệ số làm yếu bức xạ bởi các hạt tro bay </b>

ktrµtr = _3Tbl''2.dtr2430ρkµtr , 1/m.MPa

ρk là khối lượng riêng của khói ρk =1,3 kg/m3

dtr là đường kính trung bình của các hạt tro xác định theo bảng 4.9 trang 64 tài liệu
1, dtr = 13µm

µtr là nồng độ khơng thứ ngun của tro trong khói (đã tính ở chương 2)
 ktrµtr = = 12,9

<b>Hệ số làm yếu bức xạ bởi các hạt cốc đang cháy </b>

kC là hệ số làm yếu bức xạ của các hạt cốc, thường kC = 1

x1, x2 là hệ số kể đến ảnh hưởng của nồng độ các hạt cốc có trong ngọn lửa
x1 =1 (khi đốt nhiên liệu than gầy) theo trang 65 tài liệu 1

x2 =0,1 (khi đốt theo kiểu phun)

Suy ra k = 0,55 + 12,9 +1.1.0,1 = 13,55

 độ đen của ngọn lửa anl=1 – e-kps _{= 1 – e}-13,55.0,1.9,2 _{= 1}

Chiều cao của buồng lửa: hbl = Vbl

fbl = 1273,5/42,86 = 29,7 m
<i><b>4.3.3. Hệ số hiệu quả nhiệt của dàn ống sinh hơi: </b></i>

Bước ống của dàn ống sinh hơi ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tường lị và
đảm bảo q trình cháy ổn định.

</div>
<span class='text_page_counter'>(34)</span><div class='page_container' data-page=34>

Chọn khoảng cách từ tâm dàn ống sinh hơi đến tường e = 0,8d =48mm (theo
tài liệu 1 trang 147).

Hệ số góc của dàn ống: tra toán đồ 1 tài liệu [1] cho e=0,8d và s/d=1,25 ta
được hệ số góc χ= 0,975.

Số ống của tường trước: Ntr = a

s = 5500/75= 72 ống
Số ống của tường sau: Ns = Ntr = 72 ống

Số ống của một tường bên Nb = b - 2e

s = = 106 ống.

Cụm pheston: chính là các ống của dàn ống sinh hơi tường sau nối lên bao hơi,
đoạn đi ra của cửa buồng lửa. Để khói đi ra buồng lửa vào bộ quá nhiệt qua cụm
pheston được dễ dàng thì đoạn ống ở đây người ta bố trí thưa hơn. Muốn vậy ta
tách ống tường sau thành 4 dãy, mỗi dãy 18 ống. Do các ống được bố trí thưa nên
khơng xảy ra hiện tượng đóng xỉ.

Diện tích bề mặt hấp thụ bức xạ: Hibx = Fiv.χi , m2

</div>
<span class='text_page_counter'>(35)</span><div class='page_container' data-page=35>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Bảng 4: ĐẶC TÍNH DÀN ỐNG SINH HƠI </b>

STT Tên _hiệuKí Đơn _vị Công thức Tường _trước Tường

sau Bên Pheston

1 Đường kính ngoài của _ống d mm Chọn 50 50 50 50

2 Bước ống s mm Chọn 65 65 65

3 Tỉ số s/d s/d 1,3 1,3 1,3

4 Khoảng cách từ tâm ống _{đến tường} e mm Chọn 40 40 40

5 Số ống n ống 92 92 70 92

6 Diện tích Fi m2 Tính ở trên 88,8 70,8 84,64

7 Tổng diện tích tường _{buồng lửa} Fbl m2 2*Ftb+Ftr+Fs 328,88

8 Hệ số góc χi Theo công _thức 0,98 0,98 0,98

9 Diện tích bề mặt hấp thụ Hbx m2 Fi*xi 87,02 69,38 82,95

10 Tổng diện tích bề mặt hấp _thụ 𝛴Hbx m2 ΣHbx 239,35

Hệ số hiệu quả nhiệt của dàn ống sinh hơi:
Ψ = ζχ

Trong đó: χ là hệ số góc của dàn ống sinh hơi;

ζ là hệ số bám bẩn.

Hệ số bám bẩn ζ được chọn theo bảng 4.8 trang 60 tài liệu 1, ζ = 0,45.
Suy ra ψ = 0,45.0,975 = 0,439

<i><b>4.3.4. Độ đen buồng lửa: </b></i>

abl – độ đen buồng lửa phụ thuộc vào độ đen ngọn lửa

abl = _{anl + (1 - anl)ψtb}anl

</div>
<span class='text_page_counter'>(36)</span><div class='page_container' data-page=36>

VCtb – nhiệt dung trung bình của khói:

VCtb = Qbl - I''bl_{Ta - T''bl} = =17,5 kJ/kg.độ

Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa kiểm tra :

Do θ”bl lệch không quá 1000_{C so với giả thiết nên khơng cần tính lại.}
 entanpi của khói ở θ”bl= là I”bl = 14465,4kJ/kg

Lượng nhiệt truyền bằng bức xạ của buồng lửa:

</div>
<span class='text_page_counter'>(37)</span><div class='page_container' data-page=37>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>CHƯƠNG V </b>

<b>THIẾT KẾ DÃY PHESTON </b>

Dãy ống pheston chính là các ống của dàn ống sinh hơi tường sau nối với bao hơi
tạo thành cụm ống thưa hơn để cho khói đi ra khỏi buồng lửa. Nó nằm ở đầu ra buồng lửa

có nhiệt độ rất cao nên ta bố trí các ống thưa ra để tránh hiện tượng đóng xỉ, muội khơ,
mồ hóng. Trong thiết kế này cụm pheston được bố trí thành 4 dãy, để tránh bám tro xỉ ta
bố trí các ống thưa ra và so le nhau .

</div>
<span class='text_page_counter'>(38)</span><div class='page_container' data-page=38>

<i><b>Bảng 5.1: Đặc tính cấu tạo dãy PHESTON</b></i>

<b>TT </b> <b>Tên các đại lượng </b> <b>Kí hiệu </b>

<b>Đơn </b>

<b>vị </b>

<b>Dãy số </b>

<b>Ghi chú </b>

1 2 3 4

1 Đường kính ngồi của ống d mm 50 50 50 50 Chọn

2 Bước ống ngang S1 mm 250 250 250 250 Chọn

3 Bước ống ngang tương đối S1/d 5 5 5 5

4 Bước ống dọc S2 mm 200 200 200 200 Chọn

5 Bước ống dọc tương đối S2/d 4 4 4 4

6 Chiều dài mỗi ống l m 4,6 4,6 4,6 4,6 Theo cấu tạo

7 Số ống mỗi dãy Z ống 23 23 23 23 92 ống 4 dãy

8 Chiều dày hữu hiệu lớp bức xạ

khói S m 1,1 1,1 1,1 1,1 0,9x0,05x 






 _







1
05
,
0
05
,
0

14
,
3

2
,
0
25
,
0
4

9 Hệ số góc mỗi dãy ống χi 0.29 0.29 0.29 0.29 Theo toán đồ 1a TL[III]

</div>
<span class='text_page_counter'>(39)</span><div class='page_container' data-page=39>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

11

Tổng diện tích bề mặt pheston: Hp m2

Công thức Thay số Kết quả

12 Hi 16,61×4 66,44

13 Hệ số góc tồn cụm pheston χp

1-(1-χi)n .Với n là số dãy ống

n=4 1 – (1– 0,29)

4 _0.75

14 Diện tích bề mặt chịu nhiệt

bức xạ HPh

bx _m2 _H

p*xp 66,44×0,75 49,83

15 Diện tích bề mặt chịu nhiệt đối

lưu HPh

dl _m2 _H

p – Hpbx 66,44– 49,83 16,61

16 Chiều dài tiết diện ngang

đường khói Thiết kế

17 Đầu vào l' m 5,8

18 Đầu ra l'' m 4,2

19 Chiều rộng đường khói ap m Thiết kế 6

20 _{Tiết diện đường khói đi}

21 Đầu vào FP' m2 l’.(ap – d*z) 5,8x( 6 – 0,05.23) 28,13

22 Đầu ra FP'' m2 l''.(ap – d*z) 4,2x( 6 – 0,05.23) 20,37

23 Tiết diện trung bình đường

khói đi Fp m

2 _F

p =

2.F'p.F"p

F'p+F"p 28,13 20,37

20,37
28,13

2





</div>
<span class='text_page_counter'>(40)</span><div class='page_container' data-page=40>

<b>Bảng 6.2. Tính truyền nhiệt cụm pheston </b>

ST
T

Tên thơng số Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức G

T

Thay số Kết quả Ghi chú

CÂN BẰNG NHIỆT
1 Nhiệt độ

khói sau
buồng lửa

’’_bl o_C _1012,6 _{Đã tính ở}

chương 4

2 Nhiệt độ sau
pheston

’’_ph o_C ’’_{ph = θ"bl- (30÷60)}0_C ₁ ₁₀₀₀

2 950

3 Nhiệt độ

khói trung
bình

tb oC (’’ph + ’’bl)/2 1 (1000 + 1012,6)/2 1006,3

2 (950 + 1012,6)/2 981,3

4 Entanpy của
khói sau
buồng lửa

Ibl’’ kJ/kg 14465,4 Đã tính ở

</div>
<span class='text_page_counter'>(41)</span><div class='page_container' data-page=41>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

5 Entanpy của
khói sau
pheston

Iph’’ kJ/kg 1 ’’ph=1000˚C 14263,15 Tra bảng 2.3
- entanpi của
sản phẩm
cháy

2 ’’ph=950˚C 13476,93
6 Độ giáng

entanpy

ΔIph kJ/kg ΔIph = Ibl’’ – Iph’’ 1 14465,4 - 14263,15 202,25

2 14465,4 – 13476,93 988,47

7 Lượng nhiệt
khói tryền đi
ứng với 1kg
nhiên liệu

Qcb kJ/kg Qcb = (ΔIph +
Δαph.Ikkl)φ

1 (202,25+ 0).0,994 201,04 Δαph = 0
(chương 2)
φ = 0,994
(hệ số giữ
nhiệt,chươn
g 4)

2 (988,47 + 0). 0,994 982,54

</div>
<span class='text_page_counter'>(42)</span><div class='page_container' data-page=42>

8 Nhiệt độ bão
hòa ở cụm
pheston

tbh o_C _{Tra bảng nước và hơi}
bão hòa ứng với p =
138 bar

335,5

9 Tỉ số chênh
lệch nhiệt độ
trung bình

θ o_C

θ = θ''bl - tbh
θ''ph - tbh

1

1012,6 − 335,5
1000 − 335,5

1,02

2

1012,6 − 335,5
950 − 335,5

1,1

10 Tốc độ trung
bình của
khói qua
pheston

ωk m/s

ωk = Btt.Vk(θtb + 273)_3600Fp.273 1 22127,55.9,35(1006,3 + 273)
3600.59,68.273

4,51 Công thức
5-36 trang
105 tài liệu
1

2

22127,55.9,35(981,3 + 273)
3600.59,68.273

4,42

11 Hệ số trao
đổi nhiệt đối
lưu

αdl W/m2
K

αđl = αH.Cs.Cz.CΦ 1 Cz = 0,9; Cs = 0,95; Cϕ
= 0,9;

αH = 46,5

35,78 Toán đồ
12a,b trang
156, 157 tài

liệu 1

2 Cz = 0,9; Cs = 0,95; Cϕ
= 0,9;

αH = 46

35,4

12 Hệ số làm
yếu bức xạ

kk cm2_/

m.kG kk = (

7,8+16𝑟_𝐻2𝑂
√𝑟𝑘 .𝑆 -1).

1 ₍7,8+16.0,053

√0,199.0,909 − 1).

</div>
<span class='text_page_counter'>(43)</span><div class='page_container' data-page=43>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

bởi khí 3

nguyên tử (1 – 0,37.

𝑇′′_𝑡𝑏

1000) (1 − 0,37.

1006,3 + 273

1000 )

64, tài liệu 1

2 ₍7,8+16.0,053

√0,199.0,909 − 1).

(1 − 0,37.981,3 + 273

1000 )

10,36

14 Hệ số làm
yếu bức xa
bởi khí 3
nguyên tử

ktr cm2_/

m.kG ktr =

430.𝜌𝑘

√𝑇′′_𝑡𝑏2 .𝑑_𝑡𝑟2

3

1

430.1,3

√(1006,3 + 273)2_{. 13}2

3

0,86 Công thức
4-45 trang
64, tài liệu 1

2 430.1,3

√(981,3 + 273)2_{. 13}2

3 0,87

15 Hệ số làm
yếu bức xạ

k cm2_/
m.kG

k = kk.rk + ktr.μtr 1 10,18.0,199 +
0,86.15,34

15,23

2 10,36.0,199 +
0,87.15,34

15,41

16 Độ đen của
khói

ak 1 – e-kps 1 1 – e-15,23.0,1.0,909 0,75

2 1 – e-15,41.0,1.0,909 0,754

17 Nhiệt độ
vách ống

tv o_C _{tv = tbh +80} _{335,5 + 80} _415,5 _Công _thức

5-54 trang
111 tài liệu
1

18 Hệ số trao
đổi nhiệt bức

αbx W/m2
K

</div>
<span class='text_page_counter'>(44)</span><div class='page_container' data-page=44>

xạ 164 tài liệu
1

2 0,754.208 156,83

19 Hệ số truyền
nhiệt từ khói
đến vách ống

α1 W/m2
K

α1 = ξ(αđl + αbx)
ξ = 1

1 1(35,78 + 161,25) 197,03 Công thức
5-27 trang
102 tài liệu
1

2 1(35,4 + 156,83) 192,23
20 Hệ số truyền

nhiệt

k W/m2
K

k = ψ. α1 , ψ = 0,75

khi đốt nhiên liệu rắn 1 0,75.197,03 147,77
2 0,75.192,23 144,17
21 Hiệu số nhiệt

độ giữa khói
và vách ống

Δt1 o_C _{Δt1 = θtb – tv} ₁ _{1006,3 – 415,5} _590,8

2 981,3 – 415,5 565,8
22 Hiệu số nhiệt

độ giữa vách
và hơi

Δt2 o_C _{Δt2 = tv – tbh} ₁ _{415,5 – 335,5} ₈₀

</div>
<span class='text_page_counter'>(45)</span><div class='page_container' data-page=45>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

23 Độ chênh
nhiệt độ
trung bình

Δt o_C

Δt =

2
1
2

1
t
t
ln
t
t





 1 590,8 − 80

𝑙𝑛590,8₈₀

255,5 Hai dịng
mơi chất
chuyển động
cùng chiều
2 565,8 − 80

𝑙𝑛565,8₈₀

248,3

24

Diện tích bề
mặt chịu
nhiệt đối lưu

và bức xạ

H m2 H = Hphđl + Hphbx 25,06 + 128,24 153,3

25 _{Lượng nhiệt}
bề mặt
pheston hấp
thu ứng với
1kg nhiên
liệu

QTN kJ/kg

QTN = kHΔt_Btt 1 _{147,77.153,3.255,5.3600}

</div>
<span class='text_page_counter'>(46)</span><div class='page_container' data-page=46>

Ta áp dụng đồ thị ba điểm để tìm nhiệt độ khỏi cụm pheston ( cũng là nhiệt độ khói
đi vào bộ quá nhiệt)

Dựa vào đồ thị trên ta xác định được nhiệt độ trung bình của khói ra khỏi
pheston θ”ph= 955,4oC. Dựa vào bảng 3 ta xác định được I”ph = 13561,84 kJ/kg
Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu của dãy pheston:

Qđlph = φ(I”bl - I”ph) = 0,994(14465,4 – 13561,84) = 898,14 kJ/kg

</div>
<span class='text_page_counter'>(47)</span><div class='page_container' data-page=47>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b> Chương 6: PHÂN PHỐI NHIỆT LƯỢNG CHO CÁC BỀ MẶT ĐỐT </b>

Mục đích của việc tính tốn này là:

- Xác định lượng nhiệt hấp thụ của từng bề mặt đốt
- Xác định nhiệt độ khói trước và sau bề mặt đốt
Từ các kết quả tính tốn ta sẽ kiểm tra:

- Độ chênh entanpi trong từng bề mặt đốt
- Độ sôi của bộ hâm nước (30%)

- Kiểm tra phân tích tính tốn trước

- Kiểm tra nhiệt độ khói thốt ra khỏi lị hơi có phù hợp khơng.
6.1.Nhiệt lượng hấp thụ hữu ích của lị hơi:

6.2 Lượng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ của dãy pheston:

trong đó:

y - hệ số kể đến việc hấp thụ nhiệt không đồng đều theo chiều cao buồng lửa, chọn y
= 1,6.

diện tích bề mặt chịu nhiệt bức xạ.

Hbxbl

Qbx

bl: lượng nhiệt do nhiên liệu cháy sinh ra và khơng khí mang vào

Qbxbl = φ (Qbl – I’’bl) = 0,994(30683,76 - 14465,4) = 16121,05 kJ/kg

Hbxph = 128,24m2

Hbx

bl - diện tích bề mặt chịu nhiệt bức xạ của buồng lửa, Hbxbl = 687,8m2

Btt - lượng nhiên liệu tiêu thụ tính tốn trong một giờ, Btt = 22127,55 kg/h

]
[
,
.

<i>kW</i>
<i>H</i>

<i>B</i>
<i>H</i>
<i>yQ</i>

<i>Q</i> <i>_bx</i>

<i>bl</i>
<i>tt</i>
<i>bx</i>
<i>ph</i>
<i>bx</i>
<i>bl</i>
<i>bx</i>

</div>
<span class='text_page_counter'>(48)</span><div class='page_container' data-page=48>

Qbx

ph = 1,6.16121,05 = 29560 kW

6.3.Tổng nhiệt lượng hấp thụ của cụm pheston:
Tổng lượng nhiệt hấp thụ của dãy pheston:
Qph=Qdlph.Btt + Qbxph [kW]

Thay số vào ta được:

6.4.Nhiệt lượng hấp thụ bằng bức xạ của dàn ống sinh hơi:

]
[
,
)

(

3600 <i>Q</i> <i>Q</i> 2 <i>kW</i>

<i>B</i>
<i>Q</i>

<i>Q_shbx</i>  <i>_blbx</i> <i>tt</i>  <i>bx_ph</i>  <i>_qnbx</i>

6.5.Nhiệt lượng hấp thu của bộ quá nhiệt cấp 1:

Trong đó : entanpi của hơi sau khi ra khỏi BQN cấp 1
Nhiệt độ hơi ra khỏi BQN cấp 1:

Tra bảng hơi quá nhiệt ứng với và ta được

..

Tra bảng nước và hơi bão hòa ta được .

6.6.Nhiệt lượng hấp thu của bộ quá nhiệt cấp 2:

6.7.Nhiệt lượng hấp thu của bộ quá nhiệt:

</div>
<span class='text_page_counter'>(49)</span><div class='page_container' data-page=49>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

Δigo - lượng nhiệt hấp thụ của bộ giảm ôn. Ở đây ta dùng phương pháp điều chỉnh nhiệt

độ hơi quá nhiệt bằng cách thay đổi trung tâm ngọn lửa, nên ở phụ tải định mức Δigo=0.

6.9.Tổng nhiệt lượng hấp thu của bộ hâm nước:

6.10.Độ sôi của bộ hâm nước:

Entanpi của nước cấp khi đi qua bộ hâm nước:

Lượng nhiệt cẩn hấp thụ của nước trong bộ hâm nước để sôi:

Như vậy lượng nhiệt cần cấp cho nước để sôi lớn hơn nhiều so với Qhn nên trong bộ hâm

nước, nước chưa đạt trạng thái sôi. Ta chọn bộ hâm nước kiểu chưa sôi.

6.11 Tổng lượng nhiệt hấp thụ của bộ sấy khơng khí:
Qskk = βtbskk Btt (Ikkn - Ikkl) ,[kW]

Trong đó:
βtb

skk = β”skk + 0,5Δαskk - lượng khơng khí đi vào bộ sấy khơng khí

β”s kk= αbl -Δαo - Δαn - lượng khơng khí ra khỏi bộ sấy khơng khí

=>β”skk = 1,05 (đã tính ở chương 2)

Δαskk = 0,03

=>βtb

skk = 1,05 + 0,5.0,03 = 1,065

Ikkl = 278,76 kJ/kg (tính ở chương trước θkkl =30oC)

Ikkn = 3350,48 kJ/kg (đã tính ở chương 3 với θkkn =350oC)

 Qskk = 1,065(3350,48 – 278,76)22127,55/3600 = 16315,8 kW

</div>
<span class='text_page_counter'>(50)</span><div class='page_container' data-page=50>

*Nhiệt độ khơng khí đầu ra bộ sấy khơng khí cấp 1:
với tnc = 240 oC



Suy ra entanpy của khơng khí là (tra bảng 2.2)
*Nhiệt độ khói trước bộ sấy khơng khí cấp 2 :

Nhiệt độ khói trước bộ sấy cấp hai chọn sao cho tránh được hiện tượng ăn mòn ở nhiệt độ
cao vì vậy phải nhỏ hơn 550 .

*Nhiệt độ nước đầu vào bộ hâm nước cấp 2 :

suy ra = 335,5 – 40 = 295,5

tra bảng nước và hơi nước bão hịa ta có 1290 kJ/kg
*Lượng nhiệt mà bộ hâm nước cấp 1 đã nhận được là

*Lượng nhiệt mà bộ hâm nước cấp hai nhận được là:

*Nhiệt lượng hấp thụ của bộ sấy khơng khí cấp 1,2.
Nhiệt lượng của bộ sấy khơng khí cấp 1

= ( - )

= ( = kW

Nhiệt lượng của bộ sấy khơng khí cấp 2 là

= 6398 kW
6.13. Nhiệt độ khói sau các bề mặt đốt:

</div>
<span class='text_page_counter'>(51)</span><div class='page_container' data-page=51>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

Entanpi khói sau bộ quá nhiệt cấp II:

I”qn2 = I”ph + Δαqn Ikkl –

<i>tt</i>
<i>qn</i>

<i>B</i>
<i>Q</i>

.

2

 ,[kJ/kg]

= 13561,84 + 0,03.278,76 –
I”qn2 = 21955,6 kJ/kg

Tra bảng 2.5 ta xác định được nhiệt độ khói sau bộ quá nhiệt cấp II: θ”qn2 = 903°C

<b>*Sau bộ quá nhiệt cấp 1: </b>

Entanpi khói sau bộ quá nhiệt cấp I:
I”qn1 = I”qn2 + Δαqn Ikkl –

<i>tt</i>
<i>qn</i>

<i>B</i>
<i>Q</i>

.

1

 ,[kJ/kg]

= 21955,6 + 0,03.278,76– 29281,8.3600/(0,994.22127,55)
= 17171,3 kJ/kg

Tra bảng 2.5 ta xác định được nhiệt độ khói sau bộ quá nhiệt cấp I: θ”qn1 = 812 °C

<b>*Sau bộ hâm nước cấp 2: </b>

I”hn2 = I”qn1 + ΔαhnIkkl - ,[kJ/kg]

= 17171,3 +0,02.278,76-

Suy ra nhiệt độ khói sau bộ sấy hâm nước cấp 2 là: θ”hn2 = 531 oC

<b>*Sau bộ sấy khơng khí cấp 2: </b>

I”skk2 = I”hn2 + ΔαskIkkl - ,[kJ/kg]

= = 11637,1 kJ/kg

Từ bảng 2.4 ta xác định dược θ”skk2 = 4840C

<b>*Sau bộ hâm nước cấp 1: </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(52)</span><div class='page_container' data-page=52>

= = 9174,5 kJ/kg

Từ bảng 2.4 ta xác định dược θ”hn1 = 382 0C

<b>*Sau bộ sấy khơng khí cấp 1: </b>

I”skk1 = I”hn1 + Δαskk1Ikkl - ,[kJ/kg]

= = 2952,1 kJ/kg

Từ bảng 2.4 ta xác định dược θ”skk1 =

<b>Kết luận: Sau khi tính phân phối nhiệt cho các bề mặt đốt, được nhiệt độ khói thải ra là </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(53)</span><div class='page_container' data-page=53>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Chương 7: THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT </b>

7.1.Mục đích:

Bộ quá nhiệt là bộ phận để sấy khô hơi, gia nhiệt cho hơi biến hơi bão hòa thành hơi quá
nhiệt.

Do nhiệt độ hơi quá nhiệt là 4450_{C nên ta sẽ đặt bộ quá nhiệt đối lưu cấp 1, cấp 2 đặt ở}

vùng có nhiệt độ dưới 10500_{C, ở đoạn đường khói nằm ngang sau cụm feston.}

- Chọn bộ quá nhiệt có dạng ống xoắn kép đặt đứng.
- Chọn kiểu bố trí hỗn hợp.

Việc bố trí BQN kiểu hỗn hợp có ưu điểm: Hơi sẽ đi ngược chiều với khói trong

BQN cấp 1 đặt ở vùng khói có nhiệt độ thấp còn đi thuận chiều trong BQN cấp 2 đặt ở
vùng ngay sau cụm feston có nhiệt độ khói cao hơn, do đó phía hơi ra có nhiệt độ hơi cao
nhưng nhiệt độ khói khơng cao, kim loại khơng bị đốt nóng quá mức, đồng thời giảm tổn
thất nhiệt do khói mang ra.

Do trường nhiệt độ khói theo chiều rộng đường khói khơng đều nên hệ số tỏa nhiệt
α1 không đều, đồng thời do trở lực đường ống nên hệ số tỏa nhiệt 2 cũng khơng đều. Vì

vậy chia BQN thành hai phần để giảm bớt chênh lệch thủy lực giữa các ống do ống quá
dài, tổ chức dòng hơi đi chéo từ ống góp này sang ống góp kia.

- Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt:

Chọn phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía hơi tức là tác động
trực tiếp vào phía hơi quá nhiệt để làm thay đổi lượng nhiệt mà nó nhận được từ đó làm
thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt, bằng cách dùng bộ giảm ôn kiểu bề mặt.

+ Ưu điểm:

Yêu cầu chất lượng nước khơng cao có thể nước cấp hoặc nước lò từ bao hơi do nước
giảm ôn không yêu cầu pha trộn với hơi.

</div>
<span class='text_page_counter'>(54)</span><div class='page_container' data-page=54>

- Ta đặt bộ giảm ôn ở giữa hai cấp bộ quá nhiệt, khi đó nhiệt độ hơi quá nhiệt sẽ được
điều chỉnh toàn bộ, khắc phục nhược điểm của việc đặt đầu và cuối.

1.Ống góp ra của BQN cấp 2
2.BQN cấp 2

3.Bộ giảm ôn

4. Ống góp vào của BQN cấp 1
5.BQN cấp 1

7.2. Thiết kế bộ quá nhiệt cấp 2:

</div>
<span class='text_page_counter'>(55)</span><div class='page_container' data-page=55>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Bảng 7.1. Đặc tính cấu tạo BQN cấp 2 </b>

ST
T

Tên đại lượng Kí
hiệu

Đơn vị Cơng thức tính Thay số Kết quả Ghi chú

1 Đường kính

ngồi ống

D mm Chọn 40 Bảng 14 trang

184, tài liệu 1

2 Đường kính

trong ống

dt mm Ống có chiều dày từ

3 – 7mm

5 Trang 251, tài
liệu 2

3 Bước ngang S1 mm 140

4 Bước ngang

tương đối

S1/d Chọn 3,5 Bảng 16 trang

185 tài liệu 1

5 Bước dọc S2 mm 100

6 Bước dọc tương
đối

S2/d Chọn 2,5 Bảng 16 trang

185 tài liệu 1

7 Số dãy ống m dãy Thiết kế 20

8 Tốc độ khối

lượng ωp

kg/m2s ωp >1200 kg/m2s 1300 Trang 254 tài

liệu 2
9 Tiết diện hơi đi f m2

f = G
ωp =

D
3600.ωp

215.103_/(3600.1300) _0,046 _{G-lưu lượng hơi}

qua tiết diện
đang xét

10 Số ống trong mỗi
dãy ngang

Z ống

Z = f
π.d₄2

0,046/(π.0,04

2_/4) ₃₇

Tổng số ống

trong BQN II

N ống N = Z.m 37.10 740

11 Tốc độ khói ω m2_/s _Chọn ₁₅ _{Bảng 16 trang}

185 tài liệu 1
12 Chiều rộng

buồng lửa

a m Đã tính ở chương 4 9

</div>
<span class='text_page_counter'>(56)</span><div class='page_container' data-page=56>

tâm ống ngoài
cùng đến vách
14 Hệ số góc dàn

ống χ Toán đồ 1a trang 147 tài liệu 1

e ≥0,5d, S1/d = 3,5 0,4

15 Chiều dài trung
bình các ống
xoắn

l m Thiết kế 8,25

17 Diện tích TĐN
các ống đứng

Hqn m2 Hd =.d.l.N .0,04.8,25.740 767,2

20 Chiều dày lớp
bức xạ hữu hiệu

S m

S= 0,9d( 4S_πd1S22 – 1)

0,9.0,04[4.0,14.0.1/(π.0,
042_)-1]

0,37
21 Chiều sâu cụm

ống

lc m Thiết kế 9

22 Chiều cao tiết
diện vào đường
khói

h' m Thiết kế 9,6

23 Chiều cao tiết
diện ra đường
khói

h'’ m Thiết kế 8

24 Tiết diện đầu vào
cụm ống của
đường khói

F’ m2 _{F’ = h'(a-d.Z)} _{9,6.(9 – 0,04.37)} _72,2

25 Tiết diện đầu ra
cụm ống của
đường khói

F’’ m2 _{F’’ = h''(a-d.Z)} _{8.(9 – 0,04.37)} _60,2

26 Tiết diện trung
bình của đường
khói đi trong
BQN cấp 2

</div>
<span class='text_page_counter'>(57)</span><div class='page_container' data-page=57>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Bảng 7.2. Tính nhiệt bộ quá nhiệt cấp 2 </b>

ST
T

Tên đại lượng Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức Gi

á
trị

Thay số Kết quả Ghi chú

Cân bằng nhiệt
1 Nhiệt độ khói

trước BQN cấp 2

θ'qnII 0C θ'qnII=θ"ph Đã tính trong cụm

pheston

955,4

2 Nhiệt độ khói sau
BQN cấp 2

θ''qnII 0C Giả thiết 1 950

2 900

3 Entanpy của khói
trước BQN cấp 2

I'qnII kJ/kg Tra bảng 2.3 23355,03

4 Entanpy của khói
sau BQN cấp 2

I"qnII kJ/kg 1 23207,64

2 21867,68

5 Lượng nhiệt do
khói truyền cho
BQN cấp 2

QđlqnII kW QđlqnII = φ.Btt(I'qnII

-I"qnII+ΔαqnII.Ikkl)

1 0,994.22127,55.
(23355,03–
23207,64+

0,03.278,76)/3600

951,6 Ikkl=278,76

kJ/kg
(chương 2)
φ=0,994 (hệ

số giữ

</div>
<span class='text_page_counter'>(58)</span><div class='page_container' data-page=58>

2 0,994.22127,55.
(23355,03–
21867,68+

0,03.278,76)/3600

9138,3 ΔαqnII = 0,03

(chương 2

6 Lượng nhiệt hấp
thu bức xạ BQN
cấp 2

QqnIIbx kW QqnIIbx = yQblbx.

Hphbx.(1 - χph)

Hblbx .Btt

0,75.16121,05.

[128,24.(1-0,81)/687,8].22127,5
5/3600

2632,7 y - hệ số kể
đến việc hấp
thụ nhiệt
không đồng

đều theo
chiều cao
buồng lửa,
chọn y =
0,75

7 Lượng nhiệt

truyền tổng

QcbII kW QqnII = QđlqnII + QqnIIbx 1 951,6 +2632,7 3584,3

2 9138,3 +2632,7 11771

Truyền nhiệt
8 Nhiệt độ hơi đầu

ra

t''qnII 0C t''qnII = tqn 540

9 Entanpy hơi đầu
ra

i''qnII kJ/kg Tra bảng nước chưa

sôi và hơi quá nhiệt

</div>
<span class='text_page_counter'>(59)</span><div class='page_container' data-page=59>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

10 Entanpy hơi đầu
vào

i'qnII kJ/kg

i'qnII = i''qnII -

QqnII

D

1

3404,88-3584,3.3600/(215.103
)

3344,9

2

3404,88-11771.3600/(215.103₎

3207,8

11 Nhiệt độ hơi đầu
vào

t'qnII 0C Từ entanpy tra bảng

hơi quá nhiệt có

P=138 bar

1 437

2 345

12 Hiệu nhiệt độ
giữa khói và hơi
đầu vào

Δt1 0C Δt1 = θ'qnII - t'qnII 1 955,4 - 437 518,4

2 955,4 - 345 610,4

13 Hiệu nhiệt độ
giữa khói và hơi
đầu ra

Δt2 0C Δt2 = θ'’qnII - t'’qnII 1 950 - 540 410

2 900 - 540 360

14 Độ chênh nhiệt độ
trung bình

Δt 0_C _Δt=ψΔt

ng =ψ. 1

1.(518,4-410)/ln(518,4/410)

</div>
<span class='text_page_counter'>(60)</span><div class='page_container' data-page=60>

Δt1 - Δt2

ln _ΔtΔt1

2

phải hoàn

toàn thuận
chiều hay
ngược chiều.
Ψ được xác
định theo
toán đồ 22
2

1.(610,4-360)/ln(610,4/360)

474,2

15 Nhiệt độ trung
bình của khói

θtb

qnII 0C θtbqnII = (θ'qnII

+θ'’qnII)/2

1 (955,4 + 950)/2 952,7

2 (955,4 + 900)/2 927,7

16 Nhiệt độ trung
bình của hơi

ttb

qnII 0C ttbqnII = (t'qnII +

t'’qnII)/2

1 (540 + 437)/2 488,5
2 (540 + 345)/2 427,5

17 Thể tích riêng của
hơi

vtb m3/k

g

Tra bảng hơi quá
nhiệt

1 P=138bar, ttb

qn=488,5 0,023

2 P=138bar, ttbqn=427,5 0,02

18 Tốc độ trung bình
của hơi

ωh

tb m/s

ωh

tb =

D.vtb.1000

3600f

1 215.0,023,.1000/
(3600.0,046)

</div>
<span class='text_page_counter'>(61)</span><div class='page_container' data-page=61>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

2 215.0,02,.1000/
(3600.0,046)

25,97

19 Tốc độ trung bình
của khói đi

ωk

tb m/s ωktb = 1 22127,55.9,46.(952,7

+273)/(3600.66,2.273
)

3,94

2 22127,55.9,46.(927,7
+273)/(3600.66,2.273
)

3,86

20 Thành phần thể
tích hơi nước

rH2O Bảng 2.1 0,052

21 Phân thể tích của
khí 3 nguyên tử

rn Bảng 2.1 0,196

22 Nồng độ tro bay
theo khói

μ g/m3

t

c

Bảng 2.1 15,16

23

Hệ số truyền nhiệt
đối lưu

αdl W/m

2_K

Tra toán đồ 11 tài liệu
[1]

αđl = αH.Cs.Cz.CΦ

1 αH = 38; CS = 1; CZ =

1, CΦ = 0,92

34,96

2 αH = 36; CS = 1; CZ =

1, CΦ = 0,93

33,48

24 Hệ số làm yếu
bức xạ của khí 3
nguyên tử

kk

cm2_/

m.kG

17

</div>
<span class='text_page_counter'>(62)</span><div class='page_container' data-page=62>

25

Hệ số làm yếu
bức xạ của các hạt
tro

ktr

cm2/
m.kG

ktr = 1 0,88

2 0,9

26 Hệ số làm yếu

bức xạ của khói

k

cm2_/

m.kG

k = 1 17.0,196 + 0,88.15,16 16,67

2 17,3.0,196 +

0,9.15,16

17,03

27 Hệ số bám bẩn ε Toán đồ 8 1 0,053

2 0,051

28 Nhiệt độ vách ống tv 0C tv = tqntb +60 1 488,5 + 60 548,5

2 427,5 + 60 487,5

29 Độ đen của khói ak ak = 1 – e-kps 1 1 – e-16,67.0,1.0,37 0,46

2 1 – e-17,03.0,1.0,37 _0,47

30 Hệ số tỏa nhiệt
bức xạ

αbx W/m

20_C

Toán đồ 18
αbx = αH.ak

</div>
<span class='text_page_counter'>(63)</span><div class='page_container' data-page=63>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

2 195.0,47 91,65

31 Hệ số trao đổi
nhiệt từ khói đến
vách

α1 W/m

20_C

(lị hơi hiện
đại)

1 34,96 + 103,5 138,5 Công thức
5-27 trang 102
tài liệu 1

2 33,48 +91,65 125,1

32 Hệ số tỏa nhiệt

đối lưu từ ống đến
hơi

α2 W/m

20_C

Toán đố 14
α2 = αH.Cd

1 4500.0,95 4275

2 4200.0,95 3990

33 Hệ số truyền nhiệt K W/m

20_C K =

ψ. α1. α2

α1 + α2

1 0,85.138,5.4275/(138,
5 +4275)

114,03 Ψ= 0,85 khi
đốt nhiên
liệu rắn,
trang 118 tài
liệu 1

2 0,85.125,1.3990/(125,
1+3990)

103,03
34 Lượng nhiệt

truyền theo tính
tốn

Qtt

qnII kW

QttqnII =

KHqnΔt

Btt

1 114,03. 767,2.
462,1/(22127,55/360
0)

6577,1

2 103,03.

767,2.474,2/(22127,5
5/3600)

</div>
<span class='text_page_counter'>(64)</span><div class='page_container' data-page=64></div>
<span class='text_page_counter'>(65)</span><div class='page_container' data-page=65>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

Áp dụng đồ thị 3 điểm, ta có đồ thị:

Dựa vào đồ thị ta xác định được nhiệt độ của khói ra khỏi BQN cấp 2

θ”qn2 = 934oC. Dựa vào bảng 2.3 ta xác định được I”qn2 = 22778,85 kJ/kg

Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu của BQN cấp 2:
Qdl

qn2 = φ.(I'qn2 – I"qn2 + Δαqn2.Ikkl).Btt

= 0,994.( 23355,03 – 22778,85 +0,03.278,76). 22127,55/3600
=3571,4 kW

Tổng nhiệt hấp thu của BQN cấp 2 :

Qqn2 = Qdlqn2 + Qbxqn2 = 3571,4+2632,7= 6204,1 kW

Entanpi hơi đầu vào của BQN cấp 2:
i’qn2 = i”qn2 –

Qqn2

D = 3404,88 - = 3301 kJ/kg
Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt : t’qn2 = 492°C

</div>
<span class='text_page_counter'>(66)</span><div class='page_container' data-page=66>

Vì bộ quá nhiệt cấp I nằm sau đường khói của bộ quá nhiệt cấp II nên có nhiệt độ thấp

nguy cơ đóng xỉ trên ống thấp, các ống xoắn thường bố trí so le. Ngoài ra, do bộ quá
nhiệt cấp I nằm ở vùng có nhiệt độ khói thấp nên để tăng cường trao đổi nhiệt ta bố trí so
le nhưng đảm bảo:

- So le:

+ Bước ống ngang: S1/d  (23)

+ Bước ống dọc: S2/d  (1.62.5)

Vật liệu làm thép cacbon, uốn gấp khúc nhiều lần đảm bảo đường khói cắt đường hơi
nhiều lần.

- Chọn đường kính ống 38mm_x3mm_{, bán kính uốn của các ống là r}

u = 60mm.

- Chọn tốc độ hơi trong bộ quá nhiệt ω = (5001200) kg/m2_s,_{ω = 800 kg/m}2_s.

</div>
<span class='text_page_counter'>(67)</span><div class='page_container' data-page=67>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Bảng 7.3. Đặc tính cấu tạo bộ quá nhiệt cấp 1 </b>

STT Tên thơng
số

Kí
hiệu

Đơn

vị

Cơng thức Thay số Kết quả Ghi chú

1 Đường kính
ống

d mm Chọn 38

2 Chiều dày
ống

δ mm Chọn 5

3 Bước ống

ngang

S1 mm 114

4 Bước ống

dọc

S2 mm 76

5 Bước ngang
tương đối

S1/d Chọn 3

6 Bước dọc

tương đối

S2/d Chọn 2

7 Tiết diện hơi
đi

f m2

f = _3600ωρD 215000/(3600.1200) 0,05 ωρ = 500

-1200
kg/m2_s

8 Số ống trong
mỗi dãy

Z ống 0,05/(π.0,0332_/4) ₅₈

9 Khoảng
cách từ tâm
ống ngoài
đến tường
bên

ε mm ε = 0,5(a – (z –1).S1) 0,5[7500 – (58-1).114] 501

10 Chiều dài

mỗi ống

xoắn chịu
nhiệt

</div>
<span class='text_page_counter'>(68)</span><div class='page_container' data-page=68>

11 Số dãy ống m dãy Thiết kế 10

12 Tổng số ống N ống N=Z.m 58.10 580

13 Tổng diện
tích hấp thụ

BQN I HqnI m2 HqnI = π.d.l.N

π.0,038.580.7,5 519,3

14 Chiều dày
hữu hiệu của

lớp bức xạ s m

0,9.0,038[4.0,114.0,076/(π.0,0382_{)-1] 0,23}

15 Chiều rộng
đường khói

a m Thiết kế 10

16 Chiều cao
của không
gian trước
và sau cụm
BQN 1

h m Thiết kế 8

17 Tiết diện
đầu vào cụm

ống của

đường khói

F’ m2 _{F’= a.h}_{- d.l.Z} _{10.8 – 0,038.7,5.58} _63,47

18 Tiết diện
dầu ra cụm

ống của

đường khói

F’’ m2 _63,47

19 Tiết diện
trung bình
của đường
khói đi trong

cụm BQN1

</div>
<span class='text_page_counter'>(69)</span><div class='page_container' data-page=69>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

STT Tên thơng số Kí
hiệu

Đơn vị Cơng thức tính Thay số Kết quả

1 Nhiệt độ hơi
vào BQN1

t’qn1 oC t’qn1 = tbh Tra bảng hơi bão hòa p=138 bar 335,5

2 Entanpi hơi

vào BQN1 i

’

qn1 kJ/kg

Tra bảng hơi bão hòa P = 138 bar 2642,8

3 Nhiệt độ hơi ra

BQN 1 t

’’
qn1

o_C _t’’

qn1 =t’qn2 Đã tính ở BQN cấp 2 492

4 Entanpi hơi ra

BQN1 i

’’

qn1 kJ/kg Tra bảng hơi quá nhiệt p=138 bar; t= 492 oC

3305,8
5 Nhiệt độ khói

vào BQN 1 

’

qn1 oC ’qn1 = ’’qn2

934
6 Nhiệt lượng

hấp thu của
BQN cấp 1

Qqn1 kW 215000(3305,8 - 2642,8)/3600

39595,8

7 Entanpi của
khói vào BQN
1

I’qn1 kJ/kg Tra bảng 2.3 23062,2

8 Entanpy của
khói sau BQN
1

I”qn1 kJ/kg I”qn1 = I”qn2 + Δαqn Ikkl –

<i>tt</i>
<i>qn</i>
<i>B</i>
<i>Q</i>
.
1


22778,85
+0,02.278,76-39595,8/(0,994.22127,55/3600)

16303,6

9 Nhiệt độ của
khói ra BQN 1 

’’

qn1 oC Tra bảng 2.3

678
10 Nhiệt độ khói

trung bình
BQN 1

tb

qn1 oC tbqn1 = 0,5(’’qn1 + ’qn1) 0,5(678 + 934)

806

11 Nhiệt độ trung
bình của hơi t

tb

qn1 oC ttbqn1 = 0,5(t’qn1 + t’’qn1) 0,5(335,5 + 492) 414

12 Tốc độ trung

bình của khói k m/s 






 _
 1
273
.
3600
. <i>_tb</i>
<i>tb</i>
<i>k</i>
<i>tt</i>
<i>k</i>
<i>F</i>
<i>V</i>
<i>B</i> 

</div>
<span class='text_page_counter'>(70)</span><div class='page_container' data-page=70>

13 Thành phần
thể tích hơi
nước trong
khói

rH2O

Bảng 2.3 0,051

14 Phân thể tích
của các khí rn

Bảng 2.3 0,141

15 Nồng độ tro

bay trong khói  g/m

3

tc Bảng 2.3 14,83

16 Hệ số trao đổi

nhiệt đối lưu dl w/m

2

K Tra toán đồ 12 tài liệu 1 _α

đl = αH.Cs.Cz.CΦ

Cs= 0,97, CΦ= 0,9, Cz= 1

αH=46

40,2
17 Thể tích riêng

hơi nước vh m3/kg Tra bảng hơi quá nhiệt P=138 bar, t = 414oC

0,018
18 Tốc độ trung

bình của hơi

trong BQN
cấp 1

h m/s

215000.0,018/(3600.0,05) 21,5

19

Hệ số trao đổi
nhiệt từ vách

đến hơi 2

W/m2

K

Toán đồ 14 tài liệu 1
.

Hệ số hiệu chỉnh của đường
ống

4000.0,95 3800

20

Hệ số bám bẩn  m

2_K/

W Hệ số bám bẩn

0,005

21 Độ chênh

nhiệt độ ở đầu
vào

t1 oC Δt1 = θ’qn1 – t’’qn1

934 - 492 442

22 Độ chênh

nhiệt độ đầu ra t2

o_C _Δt

2 = θ”qn1 – t’qn1 678 – 335,5 342,5

23 Độ chênh

nhiệt độ trung
bình

t oC Δt =

_

_

2
1
2
1
t
/
t
ln
t
t





</div>
<span class='text_page_counter'>(71)</span><div class='page_container' data-page=71>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

24 Nhiệt độ vách

ống tv ˚C tv = ttbqn1 + 100˚C 414 + 100 514

25 Hệ số làm yếu
bức xạ do khí
3 nguyên tử

kk

2

.

<i>cm</i>

<i>m kG </i> _


















1000
37
,
0
1
1
.
6
,

1
8
,

7 "₁

2 <i>qn</i>
<i>n</i>
<i>O</i>
<i>H</i>
<i>k</i>
<i>T</i>
<i>s</i>
<i>r</i>
<i>r</i>
<i>k</i>
25,9

26 Độ đen của
mơi trường
khói

ak 1– e-kps

1 – e-25,9.0,1.0,23 0,45

27 Hệ số trao đổi
nhiệt bức xạ αbx

W/m2

K Tra toán đồ 18 tài liệu 1

185.0,95 175,8

28 Hệ số trao đổi
nhiệt từ khói
đến vách α1

W/m2

K α1= ξ(dl + αbx )

1.(40,2 + 175,8) 216

29

Hệ số truyền

nhiệt K

W/m2

K

101,1

30 Diện tích bề
mặt truyền
nhiệt tính tốn

Ht

qnI m2 HtqnI = .Btt

39595,8.103_{.22127,55/(101,1.39}

0.3600)

525,6

31 Độ sai lệch
diện tích giữa
thiết kế và tính
tốn

e % 1 1

1
.100
<i>t</i>
<i>qn</i> <i>qn</i>
<i>t</i>
<i>qn</i>
<i>H</i> <i>H</i>
<i>e</i>
<i>H</i>


1,1%

</div>
<span class='text_page_counter'>(72)</span><div class='page_container' data-page=72>

<b>Chương 8: THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC VÀ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ </b>

<b>8.1. Bộ hâm nước cấp 2: </b>

<b>8.1.1. Nhiệm vụ: </b>

Bộ hâm nước là gia nhiệt cho nước cấp đến nhiệt độ sôi hoặc gần sôi trước khi vào
bao hơi.

Như đã phân tích ở chương phân phối nhiệt ta chọn bộ hâm nước kiểu chưa sôi.
Bộ hâm nước kiểu chưa sôi là bộ hâm nước mà nước ra khỏi bộ hâm chưa đạt đến
nhiệt độ sôi.

<b>8.1.2. Cấu tạo: </b>

Chọn thiết kế bộ hâm nước ống thép trơn, ống thép có đường kính ngoài 32mm
được uốn gấp khúc nhiều lần. Mỗi cụm ống cao 1m và đặt cách nhau 0,6m nhằm
tạo điều kiện vệ sinh dễ dàng. Các cụm ống bố trí sole nhưng đảm bảo:

+ Bước ống ngang tương đối: S1/d > (33,5)
+ Bước ống dọc tương đối: S2/d > 1.5

+ Chọn đường kính ống 32mm

+ Bán kính uốn của các ống là: ru ≥ (1,5 ÷ 2)d = (48 ÷ 64), chọn ru = 50mm
+ Tốc độ nước không nhỏ hơn 0.3 m/s( sách lò hơi và thiết bị đốt , trang 268)

Đặt mặt phẳng ống xoắn song song với tường sau của lị (ống góp bộ hâm nước
nằm ở tường bên), mục đích tránh tất cả các ống xoắn nằm sát vùng phía sau tường

lị, nơi có lượng tro bay theo nhiều và tốc độ khói lớn dẫn đến tất cả các ống xoắn
đều bị mài mịn khi ta đặt mặt phẳng ống xoắn vng góc với tường sau. Bố trí các
ống vào bao hơi phía trong đường khói sát trần và tường lị, tạo thành dàn ống bảo
vệ tường.

- Ưu điểm:

</div>
<span class='text_page_counter'>(73)</span><div class='page_container' data-page=73>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

+ Kích thước nhỏ, khối lượng nhẹ hơn bộ hâm nước bằng gang.

+ Không sợ nước sôi như đối với BHN bằng gang ở giai đoạn nhóm lị. Vì đối với
BHN bằng gang ở giai đoạn nhóm lị do nước lưu thơng khơng liên tục nên nước
có thể sơi dẫn đến nổ do gang thì khơng chịu được thủy kích gây lực va đập.

- Nhược điểm:

+ Chịu nhiệt độ khói thấp.

+ Đối với lị đốt nhiện liệu có nhiều lưu huỳnh thì dễ bị ăn mịn bởi axit và sự mài
mịn của tro bay.

<b>8.1.3 Tính tốn: </b>

Khi tính tốn bộ hâm nước ta đã biết nhiệt độ đầu vào của khói và nước.

Vì nhiệt độ khơng khí nóng là 350 , ta chia bộ sấy khơng khí thành hai cấp, để
bảo vệ bộ sấy khơng khí vậy nên ta chia bộ hâm nước thành hai cấp ( vì bộ hâm
nước có bề dày lớn hơn)

Nên có bảng tính tốn nhiệt và đặc tính cấu tạo cho hai bộ hâm nước cấp 1 và 2

S2

</div>
<span class='text_page_counter'>(74)</span><div class='page_container' data-page=74>

<b>Bảng 8.1. Đặc tính cấu tạo bộ hâm nước cấp 2 </b>

STT Tên đại lượng Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức/ Cơ sở thiết kế Thay số Kết quả

1 Đường kính
ngồi ống

d Thiết kế 32

2 Đường kính
trong

d' 30

3 Bước ngang S1 mm 96

4 Bước ngang
tương đối

S1/d Thiết kế 3

5 Bước dọc S2 mm 48

6 Bước dọc
tương đối

S2/d Thiết kế 1,5

7 Số dàn ống n 50

8 Khoảng cách
từ tâm ống
ngoài cùng
đến vách

e mm Chọn 50

9 Chiều rộng

đường khói a m Thiết kế 8

10 Chiều sâu

đường khói b m Thiết kế 5,5

11 Chiều cao cụm

ống h m 2

12 Chiều dài mỗi

ống trong 1
dàn phẳng

</div>
<span class='text_page_counter'>(75)</span><div class='page_container' data-page=75>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

13 Chiều dài mỗi
đoạn ống uốn

l' m Thiết kế 5,5

14 Khoảng cách
giữa 2 dàn ống

l1 m _{l1 =} 0,08

15 Tiết diện
đường khói
đầu vào và ra
khỏi BHN

F m2 ’ 8.5,5 –50.0,032.5,5 24,2

16 Tiết diện lưu
thông của
nước

f m2

50. 0,035

17 Chiều dày hữu
hiệu bức xạ

s m _0,9.d(

87/TL[3]

0,9.0,032.( 0,63

18 Diện tích bề
mặt hấp thụ
của BHN 2

</div>
<span class='text_page_counter'>(76)</span><div class='page_container' data-page=76>

<b>Bảng 8.2. Tính nhiệt bộ hâm nước cấp 2 </b>
ST
T
Tên
thông
số
Ký
hiệu

Đơn vị Công thức Gi

á
trị

Thay số Kết

quả

Cân bằng nhiệt
1 Nhiệt

độ khói
vào
BHN 2

θ'hn2 o_C _{θ'hn2 = θ’’qn1} ₆₇₈

2 Entanp
y của
khói
trước
BHN 2

I’hn2 kJ/kg Tra bảng 2.3 16468,

9

3 Nhiệt
độ khói
sau
BHN 2

θ'’hn
2

o_C _{Giả thiết} ₁ ₅₅₀

2 500

4 Entanp
y của
khói
sau
BHN 2

I’’hn
2

kJ/kg Tra bảng 2.3 1 15744,

6

2 14451,

</div>
<span class='text_page_counter'>(77)</span><div class='page_container' data-page=77>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

nhiệt
do khói
truyền
cho
BHN 2

16468,9-15744,6+0,02.278,76)/36
00

2 0,994.22127,55.(

16468,9-14451,1+0,02.278,76)/36
00

7362,1

Truyền nhiệt
6 Nhiệt

độ
nước
cấp đầu
vào

t’nc o_C _{Đề bài} ₂₄₀

7 Entanp
y của
nước
đầu vào

i’nc kJ/kg Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá
nhiệt

1039,0
6

8 Entanp

y của
nước
đầu ra

i'’nc kJ/kg _{i'’nc= i’nc +} 1 _{1039,06 +} 1113,7

2 _{1039,06 +} 1246,1

9 Nhiệt
độ của
nước

t'’nc o_C _{Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá}
nhiệt

</div>
<span class='text_page_counter'>(78)</span><div class='page_container' data-page=78>

đầu ra

2 282

10 Hiệu
nhiệt
độ giữa
khói
đầu vào
và
nước
đầu ra

Δt1 o_C _{Δt1 = θ'hn2 - t’’nc} ₁ _{678 – 256} ₄₂₂

2 678 – 282 396

11 Hiệu
nhiệt
độ giữa
khói
đầu ra
và
nước
đầu vào

Δt2 o_C _{Δt2 = θ'’hn2 - t’nc} ₁ _{550 - 240} ₃₁₀

2 500 - 240 260

12 Độ
chênh
nhiệt

Δt o_C

Δt =

_

_

2
1

2
1

t

/
t
ln

t
t







</div>
<span class='text_page_counter'>(79)</span><div class='page_container' data-page=79>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

độ
trung
bình

2 319

13 Nhiệt
độ
trung
bình
của
khói

θtb
hn

2

θtb_{hn2 = (θ'hn2 + θ'’hn2)/2} ₁ _{(678 + 550)/2} ₆₁₄

2 (678 + 500)/2 589

14 Nhiệt
độ
trung
bình
của
nước

ttb

hn2 ttbhn2 = (t’nc + t’’nc)/2 1 (256 + 240)/2 248

2 (282 + 240)/2 261

15 Thể
tích
riêng
của
nước

v m3/kg Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá
nhiệt

</div>
<span class='text_page_counter'>(80)</span><div class='page_container' data-page=80>

2 P=138 bar , ttb_{hn2 = 261} _0,001

16

Tốc độ
trung
bình
của
nước

ωn m/s _{ωn =} 1 1,7

2 1,7

17 Tốc độ
trung
bình
của
khói

ωk m/s 1 8,6

2 8,4

18 Hệ số
truyền
nhiệt
đối lưu

αdl W/m2_K _{Tra toán đồ 12 tài liệu 1}
αđl = αH.Cs.Cz.CΦ

1 αH = 95; CS = 1; CZ = 1,
CΦ = 0,93

88,35

2 αH = 93; CS = 1; CZ = 1,
CΦ = 0,94

87,42

19 Hệ số
làm
yếu bức
xạ của

kk

cm2/m.k
G

</div>
<span class='text_page_counter'>(81)</span><div class='page_container' data-page=81>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

khí 3
ngun
tử

2 15,9

20 Hệ số
làm

yếu bức
xạ của
các hạt
tro

ktr

cm2/m.k
G

ktr = 1 1,1

2 1,1

21 Hệ số
làm
yếu bức
xạ của
khói

k

cm2_/m.k
G

k = 1 15,7.0,188+1,1.14,56 19

2 15,9.0,188+1,1.14,56 19

22 Hệ số

bám
bẩn

ε Toán đồ
8

0,05

23 Nhiệt
độ vách
ống

</div>
<span class='text_page_counter'>(82)</span><div class='page_container' data-page=82>

2 262 +60 322

24 Độ đen
của
khói

ak ak = 1 – e-kps 1 1 – e-19.0,1.0,63 0,7

2 1 – e-19.0,1.0,63 _0,7

25 Hệ số
tỏa
nhiệt
bức xạ

αbx W/m2_K _{Toán đồ 18 αbx = ak.αH} ₁ _96.0,7 _67,2

2 90.0,7 63

26 Hệ số
trao đổi
nhiệt từ
khói
đến
vách

α1 W/m2_K _{α1 = ξ(αdl + αbx)}
ξ =1 lò hơi hiện đại

1 88,35 +67,2 155,6

2 88,35 +63 151,4

27 Hệ số
tỏa
nhiệt
đối lưu
từ ống
đến

</div>
<span class='text_page_counter'>(83)</span><div class='page_container' data-page=83>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

nước

2 αH = 16500; Ct = 1,13 18645

28 Hệ số
truyền

nhiệt

K W/m2K

K = ψ. α1. α2_{α1 + α2} 1 131,2

2 127,7

29 Lượng
nhiệt
truyền
theo
tính
tốn

Qtn kW _{Qtn =} 1 4633,3

</div>
<span class='text_page_counter'>(84)</span><div class='page_container' data-page=84>

Ta có đồ thị 3 điểm:

Từ đồ thị, ta suy ra được nhiệt độ khói ra khỏi bộ hâm nước cấp 2:θ’’hn2 = 530o_C

Ta có: ε = = <5%

Tra bảng 2.3, entanpy của khói ra khỏi bộ hâm nước cấp 2 là: I’’hn2 = 12676 kJ/kg.
Lượng nhiệt do khói truyền cho BHN 2:

Qhn2 = φBtt(I’hn2- I’’hn2+Δαhn2.Ikkl)

= 0,994.22127,55.( 16468,9-12676+0,02.278,76)/3600
=23207 kW

Entanpy của nước cấp ra khỏi bộ hâm nước cấp 2:

i’’hn2 = i’hn2 + = 1039,6 + = 1428 kJ/kg

</div>
<span class='text_page_counter'>(85)</span><div class='page_container' data-page=85>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>8.2. Bộ sấy khơng khí cấp 2: </b>

<b>8.2.1. Đặc tính cấu tạo: </b>

Nhiệt độ khơng khí nóng yêu cầu là 350 ( bé hơn 420 nên ta chọn bộ sấy
khơng khí kiểu thu nhiệt làm bằng ống thép.

Bộ sấy khơng khí kiểu thu nhiệt làm bằng ống thép, được chế tạo từ nhiều
cụm ghép lại theo chiều cao và chiều rộng của lò để thuận lợi khi vận chuyên và
lắp đặt

Chọn ống thép . Các ống liên kết với nhau bởi mặt sàn dày 25mm.
Bố trí các ống theo kiểu sole, để đảm bảo bộ sấy khơng khí gọn nhẹ khi
chọn bước ống ngang và dọc phải phù hợp.

Sơ đồ đường khói và đường khơng khí, theo trao đồi nhiệt ngược chiều để
giúp tăng hiệu quả trao đổi nhiệt tốt hơn.

</div>
<span class='text_page_counter'>(86)</span><div class='page_container' data-page=86>

- Thép có hệ số dẫn nhiệt hơn gang.
- Đơn giản khi chế tạo, lắp ráp

- Khói chuyển động dọc ống, nên khó bám bẩn, nếu bám bẩn thì cũng
dễ làm sạch.

- Ít bị lọt khơng khí vào trong đường khói.
- Tiêu tốn ít kim loại.

Nhược điểm:

- Chịu nhiệt độ khói thấp.

- Khơng bền dưới tác dụng ăn mịn bởi khói có nhiệt độ cao và an mịn bởi tro
bay theo khói .

S2

S1

</div>
<span class='text_page_counter'>(87)</span><div class='page_container' data-page=87>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Bảng 8.3. Đặc tính cấu tạo bộ sấy khơng khí cấp 2 </b>

STT Tên đại lượng Ký
hiệu

Đơn
vị

Công thức/ Cơ sở thiết kế Thay số Kết quả

1 Đường kính
ngồi ống

d mm Thiết kế 34

2 Đường kính
trong

d' mm 32

3 Bước ngang S1 mm 51

4 Bước ngang
tương đối

S1/d Thiết kế 1,5

5 Bước dọc S2 mm 37,4

6 Bước dọc
tương đối

S2/d Thiết kế 1,1

7 Đường kính
ống trung bình

dtb mm dtb = 0,5(d +d’) 0,5(34+32) 33

8 Chiều dày hữu
hiệu bức xạ

s m _0,9.d(

87/TL[3]

0,9.0,034.( 0,23

9 Số cụm ống
theo chiều
rộng đường
khói

n cụm 3

10 Chiều rộng
mỗi cụm

a m Thiết kế 1,5

11 Chiều sâu cụm b m Thiết kế 3

</div>
<span class='text_page_counter'>(88)</span><div class='page_container' data-page=88>

từ tâm ống
ngoài cùng
đến vách ống
13 Số dãy ống

ngang Z1 Dãy +1

28

14 Số dãy ống

dọc Z2 Dãy +1

78

15 Số ống trung

bình mỗi cụm Z <i>Z</i> 0,5.(2<i>Z</i>11).<i>Z</i>2

0,5.(2.28 – 1).78 2145

16 Tiết diện khói

đi qua <i>f</i> m2

2

.
. .
4

<i>tr</i>

<i>d</i>

<i>f</i>   <i>n Z</i> .3.2145 5,2

17 Chiều dài 1

ống lo m Chọn

3

18 Tiết diện

khơng khí đi F m2

3.5 – 3.0,034.3.28 6,43

19 Diện tích bề
mặt hấp thụ
của BHN 2

</div>
<span class='text_page_counter'>(89)</span><div class='page_container' data-page=89>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Bảng 8.4. Tính nhiệt Bộ sấy khơng khí cấp 2 </b>

STT Tên thơng
số

Ký
hiệu

Đơn vị Công thức Giá

trị

Thay số Kết quả

Cân bằng nhiệt

1 Nhiệt độ
khói vào
BSKK 2

θ'skk2 o_C _{θ'skk2 = θ’’hn2} ₅₃₀

2 Entanpy của
khói trước
BSKK 2

I’skk2 kJ/kg Tra bảng 2.3 12804,9

3 Nhiệt độ
khói sau
BSKK 2

θ'’skk2 o_C _{Giả thiết} ₁ ₅₀₀

2 450

4 Entanpy của
khói sau
BSKK 2

I’’skk2 kJ/kg Tra bảng 2.3 1 12036,42

2 10781,3

5 Lượng nhiệt
do khói

truyền cho

Qskk2 kW Qskk2 = φBtt(I’skk2-
I’’skk2+Δαskk2.Ikkl)

1 0,994.22127,55.(
12804,9-12036,42+0,03.278,76)/3600

</div>
<span class='text_page_counter'>(90)</span><div class='page_container' data-page=90>

BSKK 2

2 0,994.22127,55.(
12804,9-10781,3+0,03.278,76)/3600

8188,6

Truyền nhiệt
6 Nhiệt độ

khơng khí
đầu vào

t'kk oC t’kk=t’’S1

Chương 6 250

7 Entanpy của
khơng khí
đầu vào

i'kk kJ/kg 2672,1

8 Nhiệt độ
không khí
đầu ra

t'’kk o_C _{Nhiệm vụ thiết kế} ₃₅₀

9 Entanpy của
không khí
đầu ra

i'’kk kJ/kg Tra bảng 2.2 3788,8

10 Hiệu nhiệt
độ giữa khói
đầu vào và
khơng khí
đầu ra

Δt1 o_C _{Δt1 = θ'skk2 – t’’kk} _{530 – 350} ₁₈₀

11 Hiệu nhiệt
độ giữa khói
đầu ra và
khơng khí
đầu vào

</div>
<span class='text_page_counter'>(91)</span><div class='page_container' data-page=91>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

2 450 - 250 200

12 Độ chênh
nhiệt độ
trung bình

Δt o_C

Δt =

_

_

2
1
2
1
t
/
t
ln
t
t





 1 213

2 190

13 Nhiệt độ
trung bình

của khói

θtb

skk2 oC θtbskk2 = (θ'skk2 + θ'’skk2)/2 1 (530 + 500)/2 515

2 (530 + 450)/2 490

14 Nhiệt độ
trung bình
của khơng
khí

ttb

kk2 ttbkk2 = (t’kk + t’’kk)/2 (250 + 350)/2 300

15 Tốc độ
trung bình
của khói

ωk m/s 1 10,5

2 10,2

16 Hệ số

truyền nhiệt
đối lưu

αdl W/m2K Tra toán đồ 17 tài liệu 1
αđl = αH.CH.Cl.CΦ 1

αH = 45; CH = 1,6; Cl = 1, CΦ
= 1,05

75,6

2 αH = 43; CH = 1,6; CZ = 1, CΦ
= 1,02

</div>
<span class='text_page_counter'>(92)</span><div class='page_container' data-page=92>

17 Hệ số làm
yếu bức xạ
của khí 3
nguyên tử

kk

cm2/m.kG

1 33,6

2 34

18 Hệ số làm
yếu bức xạ
của các hạt
tro

ktr

cm2/m.kG

ktr = 1 1,19

2 1,21

19 Hệ số làm
yếu bức xạ
của khói

k

cm2/m.kG

k = 1 33,6.0,185+1,19.14,3 23,2

2 34.0,185+1,21.14,3 23,6
20 Hệ số bám

bẩn

ε Toán đồ 8 0,05

21 Nhiệt độ
vách ống

tv o_C _{tv = (θ}tb_{skk2 + t}tb_kk).0,5 ₁ _{0,5(515 + 300)} _407,5

2 0,5(490 + 300) 395

22 Độ đen của
khói

ak ak = 1 – e-kps ₁ _{1 – e}-23,2.0,1.0,23 _0,41

</div>
<span class='text_page_counter'>(93)</span><div class='page_container' data-page=93>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

2 78.0,42 32,8

24 Hệ số trao
đổi nhiệt từ
khói đến
vách

α1 W/m2K α1 = ξ(αdl + αbx)
ξ =1 lò hơi hiện đại

1 75,6 + 33,2 108,8

2 70,2 + 32,8 103

25 Hệ số tỏa
nhiệt đối
lưu từ ống
đến không
khí

α2 W/m2K Tốn đồ 12 1 αH = 106;
=0,99

105

2 αH = 103;
=0,99

102

26 Hệ số

truyền nhiệt

K W/m2_K

K = ψ. α1. α2_{α1 + α2} 1 45,4

2 43,8

27 Lượng nhiệt
truyền theo
tính tốn

Qtn kW _{Qtn =} 1 4052,7

</div>
<span class='text_page_counter'>(94)</span><div class='page_container' data-page=94></div>
<span class='text_page_counter'>(95)</span><div class='page_container' data-page=95>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

Ta có đồ thị 3 điểm:

Dựa vào đồ thị, suy ra nhiệt độ khói ra khỏi bộ sấy khơng khí cấp 2: θ'’skk2 = 487o_C

ε = = <5%

 θ'’skk2 = 487o_{C được chấp nhận}
 I’’skk2 = 11710,1 kJ/kg

<b>8.3. Bộ hâm nước cấp 1: </b>

<b>8.3.1. Đặc tính cấu tạo bộ hâm nước cấp 1: </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(96)</span><div class='page_container' data-page=96>

Sử dụng ống thép trơn để chế tạo.Theo trang 113 tài liệu [2], đường kính ống trong
khoảng 28÷38mm.

Để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt ta bố trí 2 dịng mơi chất chuyển động ngược chiều,
vì khói đi từ trên xng do đó nước sẽ đi từ dưới lên. Đồng thời bố trí các ơng của
bộ hâm kiều sole.

+ Bước ngang tương đối s1/d=2÷3 để hạn chế bám tro.

+ Bước dọc tương đối s2/d=1÷1,5. (bước dọc nhỏ thì bám bẩn càng ít)

+ Bán kính uốn của ống xoắn khoảng 1,5÷2 lần đường kính ống. Chọn bằng 60mm
Tốc độ nước trong ống xoắn được lựa chọn trên cơ sở ngăn ngừa hiện tượng ăn
mòn. Đối với bộ hâm nước kiểu chưa sôi, vận tốc không được nhỏ hơn 0,3m/s.

Khoảng cách giữa các cụm ống của bộ hâm không bé hơn 550÷600mm.

<b>8.3.2. Tính truyền nhiệt bộ hâm nước cấp 1: </b>

<b>Bảng 8.5. Đặc tính cấu tạo bộ hâm nước cấp 1 </b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(97)</span><div class='page_container' data-page=97>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

1 Đường kính ngồi của ống d mm Chọn 38

2 Bước ống ngang S1 mm Chọn 114

3 Bước ống dọc S2 mm Chọn 76

4 Bước ống tương đối ngang σ1 S1/d 3

5 Bước ống tương đối dọc σ2 S2/d 1,5

6 Chiều rộng đường khói a m Thiết kế 8

7 Chiều sâu đường khói b m Thiết kế 5,5

8 Khoảng cách từ tâm ống ngoài _{cùng đến vách} sv mm chọn 50
Chiều dày hữu hiệu bức xạ s m _0,9.d(

87/TL[3]

1,01

9 Số ống trong mỗi dãy ngang n ống n =

'
v

1
b 2s

1
S

 _

48

10 Số ống trong mỗi dãy dọc md ống tính sau khi biết diện _{tích truyền nhiệt}

11 Chiều dài 1 co uốn của dãy dọc lu m bằng 1,5-2 lần đường _{kính ống} 0,06

12 Chiều dài của 1 ống trong dãy _dọc l0 m a-lu-2sv 7,81

13 Khoảng cách giữa 2 cụm ống _{của BHN} l1 m Chọn 0,6

14 Tiết diện đường khói đi F m2 _{a.b’ – n.d.l0} _29,7

15 Diện tích lưu thơng của hơi f m2 _nπd2_/4 _0,05

16 Hệ số đặt ống χ Toán đồ 1 0,7

</div>
<span class='text_page_counter'>(98)</span><div class='page_container' data-page=98>

<b> Bảng 8.6. Tính truyền nhiệt bộ hâm nước cấp 1 </b>

STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Cơng thức tính hoặc cơ sở chọn Kết quả

1 Lượng nhiệt hấp thụ của BHN2 Qhn1 kW Chương 6 15079,9

2 Nhiệt độ đầu vào của khói θ'hn1 0C θ'hn1 = θ''skk2 487

3 Entanpi của khói đầu vào I'hn1 kJ/kg 11828,1

4 Nhiệt độ đầu ra của khói θ"hn1 0_C _{Chương 6} ₃₈₂

5 Entanpi của khói đầu ra I'’hn1 kJ/kg 9174,5

6 _{Nhiệt độ khói trung bình} _θtb_hn 0_C = _434,5

7 Nhiệt độ nước cấp đầu vào t'hn1 0C t'hn1 = t’’hn2 303

8 Entanpi của nước cấp đầu vào i'hn1 kJ/kg 1428

9 Entanpi của nước cấp đầu ra i''hn1 kJ/kg i''hn1 = i'hn1 + Qhn1/D 1680

10 Nhiệt độ nước cấp đầu ra t"hn1 0_C ₃₁₂

11 _{Nhiệt độ trung bình nước cấp}

ttbhn 0C 307,5

</div>
<span class='text_page_counter'>(99)</span><div class='page_container' data-page=99>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

13 Độ chênh nhiệt độ nước cấp Δt 0_C _120,7

14 _{Tốc độ trung bình của khói} _ωtb_k _m/s = _5,5

15 _{Tốc độ trung bình của nước} _m/s =

0,9

16 Thành phần thể tích hơi nước trong khói rH2O Bảng 2.1 0,048

17 Thành phần thể tích khí 3 nguyên tử rn Bảng 2.1 0,181

18 Nồng độ tro bay theo khói tr g/m3_tc _{Tra bảng 2.1} _14,05

19 Hệ số làm yếu bức xạ của khí 3 nguyên tử

Kk 18,54

20

Hệ số làm yếu bức xạ bởi tro bay Ktr

ktr =

1,27

21 Hệ số tỏa nhiệt bức xạ αbx W/m20_C

toán đồ 18 TLI

Trong đó = 0,88

</div>
<span class='text_page_counter'>(100)</span><div class='page_container' data-page=100>

22 Hệ số bám bẩn ε W/m20_{C TL1 Toánđồ 9} _0,005

23

Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách αđl W/m20_C

Tốnđồ 12 TL1

αđl = αH.Cz ;Cz=1, =1, , αH_{=63 63}

24

Hệ số truyền nhiệt K W/m20_C

(αdl+αbx)/(1 + ε(αdl+αbx))=

76,08

25 Diện tích bề mặt hấp thụ của

BHN 1 theo tính tốn Hhn1

tt _m2 Qhn1/K.Δt _1626,8

26 Diện tích hấp thu của 1 dãy ống dọc của

BHN 1 Hn_hn1 _m2 _Hn_{hn = π.d.(l0+lu).n}

45,1

27

Số lượng ống trong 1 dãy dọc md ống md = =

36

28 Tổng diện tích bề mặt hấp thu của dãy

ống giữa 2 cụm H1 m2 _{H1 = π.d.l1.n}

3,43

29 _{Diện tích bề mặt hấp thụ thực tế}

Hhn1 m2 Hhn1 = π.d.l0.n.md +H1

1659,3

30 _{Độ sai lệch giữa thiết kế và tính tốn}

e %

tt

hn hn
hn

H H

e .100

H



 2

</div>
<span class='text_page_counter'>(101)</span><div class='page_container' data-page=101>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>8.4. Bộ sấy khơng khí cấp 1: </b>

Bộ sấy khơng khí làm việc ở nhiệt độ thấp bị ăn mịn mạnh nên ta chia làm 3
đoạn dọc theo đường khói. Phần phía dưới có khả năng bị ăn mịn mạnh hơn nên ta
tách riêng nó ra 1 đoạn khoảng 100mm_{, để dễ thay thế khi nó bị ăn mịn.}

Bộ sấy khơng khí được chế tạo bằng thép cacbon.

<b>Bảng 8.7. Đặc tính cấu tạo bộ sấy khơng khí cấp 1 </b>

STT Tên _lượng đại Ký _hiệu Đơn _vị Công thức GT Kết quả

1

Đường kính
ngồi của
ống

d mm chọn 40

2 Đường kính _{trong của ống} dt mm 36

3 Bước ống

ngang S1 mm chọn 80

4 Bước _dọc ống S2 mm chọn 44

5

Bước ống
tương đối
ngang

S1/d 2

6

Bước ống
tương đối

dọc S2/d 1,1

7

đường kính
ống trung
bình

dtb mm 0,5(dng + dtr) 38

8

Số cụm ống
theo chiều
rộng đường

khói

n cụm Thiết kế 4

9 Chiều rộng _{mỗi cụm ống} a1 m Chọn 1,8

10 Chiều _{cụm ống} sâu b1 m chọn 4

</div>
<span class='text_page_counter'>(102)</span><div class='page_container' data-page=102>

ngoài cùng
đến vách

12

Số ống ngang
trong 1 cụm
ống

Z1 ống Z1 = 1 v

1
a 2s
1
S
 _
₂₂

13 Số ống dọc Z2 ống Z2= 1 v

2
b 2s

1
S

 ₉₀

14 Số ống mỗi _cụm Z ống Z = (2.Z2 1).Z1
2



1969

15 Tiết _{khói đi qua}diện f m2

2
.
. .
4
<i>tr</i>
<i>d</i>

<i>f</i>  <i>n Z</i> 9,9

16

Chiều dài 1

ống lo m

Giả thuyết

`

1

3

2 4

17

Tiết diện

khơng khí đi F m2

1

5,94

2

7,92

18

Tổng diện
tích bề mặt
chịu nhịêt

Hskk1 m2

1 . . . .

<i>s</i> <i>tb o</i>

<i>H</i> <i>n Z</i><i>d l</i>

1

2820

2

</div>
<span class='text_page_counter'>(103)</span><div class='page_container' data-page=103>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

<b>Bảng 8.8. Tính nhiệt bộ sấy khơng khí cấp 1 </b>

STT Tên thơng số Ký

hiệu Đơn vị Công thức / cơ sở chọn

GT

Thay số Kết quả

3 Lượng nhiệt _{hấp thụ của}

BSKK Qbskk kW Chương 6 9917,8

4 Nhiệt _khói _trướcđộ

BSKK θ'skk1 0_C _{θ'skk1 = θ''hn1} ₃₈₂

5 Nhiệt _khói _sauđộ

BSKK θ"skk1 0_C _{Chương 6} ₁₂₅

6 Nhiệt _khói _trungđộ

bình θtb_skk1 0_C _{0,5.(θ'skk1 + θ"skk1)}

0,5(382+125)

253,5

7

Nhiệt độ
không khí
đầu vào

BSKK t'skk1 0C Chọn 30

8

Nhiệt độ
khơng khí
đầu ra

BSKK t"skk1 0_C _{Chương 6} ₂₅₀

9

Nhiệt độ
trung bình
của khơng

khí ttb_skk1 0_C _{0,5.(t'sI + t"sI)}

0,5(250+30)

</div>
<span class='text_page_counter'>(104)</span><div class='page_container' data-page=104>

10

Thành phần
thể tích nước
trong khói

rH2O Bảng 2.1 0,048

11 Tốc độ khói k m/s

273
.
.
3600
)
273
.(
.
<i>F</i>
<i>t</i>

<i>V</i>
<i>B_t</i> <i>_k</i>

<i>k</i>




 1 15,7

2 _12,6

12 Nhiệt độ
vách ống tv

o_C _{tv = 0,5(θ}tb_skk1+ttb_skk1) _{0,5(253,5+140)} _196,8

13

Hệ số tỏa
nhiệt đối lưu
của khói
trong ống

1

 W/m2o_{C Tốn đồ 12:α}dl= αH.


<i>C</i> .Cl

1

Cl= 1, C=1,15
αH=45,5

52,3

2 Cl= 1, C=1,15

αH=37,6 43,2

14

Lượng

khơng khí

trong SKK1 βkk βkk= β’’ + Δα

</div>
<span class='text_page_counter'>(105)</span><div class='page_container' data-page=105>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

15

Tốc độ trung
bình của
khơng khí

kk m/s

<i>f</i>
<i>V</i>
<i>B</i>
<i>t_skktb</i> <i>_tt</i> <i>_kk</i>

<i>kk</i>
.
3600
.
273
1
.
0
1













9
,
9
.
3600
203
,
7

.
5
,
22127
273
140
1
06
,
1 
7,17
16

Hệ số tóa
nhiệt đối lưu
của khơng
khí ngồi
ống

2

 _W/m2o_{C Toán đồ 12:} _. _.

<i>dl</i> <i>H</i> <i>C C Cz</i> <i>s</i> 

  

1

αH = 112; Cz=1;Cs=1;Cφ=1 112

2 αH = 95; Cz=1;Cs=1;Cφ=1 95

17 Hệ số sử

dụng nhiệt  0,75

18 Hệ số truyền

nhiệt k W/m

2o_C 1 2

1 2

<i>k</i>   

  

1

0,75. _26,7

2 _0,75. _22,3

19

Độ chênh
nhiệt độ
trung bình

Δt 0_C _112,5

20 Nhiệt lượng

cần trao đổi Qskk1 Hskk1.K.Δt

1

</div>
<span class='text_page_counter'>(106)</span><div class='page_container' data-page=106></div>
<span class='text_page_counter'>(107)</span><div class='page_container' data-page=107>

<i>SVTH: NGUYỄN ĐÌNH LUYỆN </i>

Ta có đồ thị:

Như vậy chiều cao của bộ sấy khơng khí cấp 1 là 4,5m.

</div>
<span class='text_page_counter'>(108)</span><div class='page_container' data-page=108>

<b>Tài liệu tham khảo: </b>

<b>1. Tính nhiệt thiết bị lị hơi – PGS.TS.Hồng Ngọc Đồng – PGS.TS.Đào Ngọc Chân </b>
Nhà xuất bản xây dựng – Hà Nội – 2014

<b>2. Lò hơi thiết bị đốt - PGS.TS.Hoàng Ngọc Đồng – PGS.TS.Đào Ngọc Chân </b>
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – Hà Nội – 2014

<b>3. Nhiệt động kỹ thuật – PGS.TS.Phạm Lê Dần – PGS.TS.Bùi Hải </b>

</div>

<!--links-->