ĐỀ tài CUỐI kì môn lò hơi MẠNG NHIỆT lò hơi ỐNG lò ỐNG lửa NĂNG SUẤT hơn 10 tấn HƠIH áp SUẤT làm VIỆC p = 10AT đốt GHI cố ĐỊNH

Nước ta là nước đang phát triển, công nghiệp năng lượng là ngành được quan tâm hàng đầu và đang trong thời kì phát triển rất cao do đó công việc tính toán, thiết kế và chế tạo lò hơi, lắ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG

KHOA KỸ THUẬT

ĐỀ TÀI CUỐI KÌ MÔN LÒ HƠI & MẠNG NHIỆT

LÒ HƠI ỐNG LÒ - ỐNG LỬA NĂNG SUẤT HƠN 10 TẤN HƠI/H

ÁP SUẤT LÀM VIỆC P = 10AT

ĐỐT GHI CỐ ĐỊNH ( Học phần: LÒ HƠI & MẠNG NHIỆT )

Giảng viên: Lê Hùng Tiến

Sinh viên : Hồ Bảo Thịnh MSSV-187KN14226

Lớp K24NL1

Nước ta là nước đang phát triển, công nghiệp năng lượng là ngành được quan tâm hàng đầu và đang trong thời kì phát triển rất cao do đó công việc tính toán, thiết kế và chế tạo lò hơi, lắp ráp các lò hơi sử dụng trong công nghiệp và trong các nhà máy nhiệt điện cũng đòi hỏi phải được quan tâm đúng mức để đáp ứng được tương xứng với tốc độ phát triển kinh tế của đất nước Hiện nay lò hơi được sử dụng trong các nhà máy, xí nghiệp thuộc ngành công nghệ thực phẩm ( sản xuất đường, rượu bia, chế biến thực phẩm …), trong các ngành công nghiệp khác như các nhà máy, xí nghiệp dệt, giấy, cao su … hơi nước

từ lò hơi được dùng cung cấp cho các quá trình công nghệ như đun sôi, chưng cất, cô đặc, sấy ….Trong các nhà máy nhiệt điện, hơi nước được sản xuất để cung cấp cho tuốc bin hơi, làm quay tuốc bin kéo máy phát điện để sản xuất điện năng Thiết bị chính để sản xuất hơi nước là lò hơi Phần lớn là các lò có hiệu suất sử dụng năng lượng thấp, nên lượng khí độc hại do đốt nhiên liệu phát thải vào môi trường là rất cao và kém hiệu quả về mặt kinh tế Tình hình này đặt ra yêu cầu cần thiết phải có các giải pháp giúp các doanh nghiệp nâng cao hiệu suất, tiết kiệm năng lượng trong sử dụng và vận hành các lò hơi của cơ sở mình Nền kinh tế Việt Nam hiện đang sử dụng hàng ngàn lò hơi các loại trong đó chủ yếu thuộc ngành công nghiệp Các lò hơi này có công suất từ 1tấn /giờ đến 300 tấn /giờ

Theo nghiên cứu của Bộ Công nghiệp cho thấy, do công nghệ lò hơi lạc hậu nên mức tiêu hao năng lượng để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm cao Vì vậy, việc nâng cao hiệu suất, tiết kiệm năng lượng của lò hơi, và giảm thiểu tác động đến môi trường đang

là vấn đề được các doanh nghiệp quan tâm, nhất là trong thời điểm hiện nay khi giá nhiên liệu đang có xu hướng ngày càng tăng cao…

Lò hơi kiểu bình

Năm 1790 người ta đã chế tạo được lò hơi kiểu bình đầu tiên dùng đinh tán Đây là loại lò hơi đơn giản nhất Khói đốt nóng bên ngoài bình và chỉ đốt ở nửa dưới của bình Lò có khối lượng nước lớn Tỷ số giữa bề mặt đốt của lò và lượng nước F/G là tương đối nhỏ, khoảng

1 m2 /t, khói ra có nhiệt độ rất cao, đến 300oC và lớn hơn.

Hình 2.1 Lò hơi kiểu bình

1 – bao hơi, 2 – đáy bao hơi, 3 – đôm hơi, 4 - ống dẫn hơi ra, 6 – tấm đỡ,

7 – nắm lỗ vệ sinh, 8 – áp kế, 9 - ống thủy, 10 – van an toàn, 11 – van hơi chính,

12 – van cấp nước, 13 – van một chiều, 14 – van xả, 15 – ghi lò, 16 – buồng lửa,

17 – ngăn chứa tro,18 - cửa cấp than, 19 – cửa cấp gió, 20 – đường khói, 21 –

gạch chịu lửa, 22 – lớp cách nhiệt, 23 – móng lò, 24 – khói vào ống khói, 25 -

ống khói, 26 – tấm điều chỉnh khói

Nhược điểm là bề mặt truyền nhiệt nhỏ, tối đa bằng 25 – 30 m2, thân bình bị đốt nóng trực tiếp do đó sinh ra ứng suất nhiệt phụ trong kim loại thành bình Do đốt nóng và giãn nỡ không đều của phần trên và dưới mà trong thành bình có ứng suất cao hơn Tuần hoàn của nước không rỏ rệt Để tăng bề mặt truyền nhiệt F (m2) người ta dùng nhiều bình Hơi sản

nhiều kim loại 250 300 kg/ m3

Lò hơi ống lò

Với mục đích tăng F (m2) người ta dùng lò hơi có cấu tạo mới năm (1802) là lò hơi ống lò Bên trong thân lò có thể đặt 1, 2 đến 3 ống lò có đường kính  = 400  900 mm, ống lò được nối với thân lò bằng 2 mặt sàng Buồng lửa đặt bên trong ống lò nên truyền nhiệt bức

xạ mạnh

Lò hơi ống lửa

Lò hơi ống lửa xuất hiện vào khoảng năm 1829 Ống lửa có đường kínhbằng 50  80 mm

Bề mặt truyền nhiệt tăng lên 3  3,5 lần, áp suất làm việc đến 1,5  2,0 Mpa

Ưu điểm của lò hơi ống lửa là bề mặt truyền nhiệt lớn hơn, suất tiêu hao kim loại giảm

Lò hơi phối hợp ống lò - ống lửa

Lò hơi ống lò ống lửa có suất sinh hơi lớn hơn (D/F = 25 kg/m2h) Truyền nhiệt bức xạ tốt ở ống lò và truyền nhiệt đối lưu mạnh trong các ống lửa, do khói đi trong các ống nhỏ có tốc

độ lớn Tuy nhiên kiểu ống lò ống lửa nằm ngang có chiều dài khá lớn, do đó người ta đã chế tạo lò nằm cho khói đi quặt trở lại Lò hơi kiểu dòng khói đi quặt trở lại đã giúp giảm chiều dài của lò và gọn hơn, ở đây khói ra khỏi ống lò đi quặt vào các ống lửa một lần hay nhiều lần

Vai trò của lò hơi

Vai trò của lò hơi trong nền kinh tế

Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng tỏa ra từ quá trình cháy sẽ truyền cho nước trong lò để biến thành hơi Nghĩa là thực hiện quá trình biến đổi hóa năng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi.

Lò hơi là thiết bị rất phổ biến trong các xí nghiệp nhà máy Trong các nhà máy công nghiệp như nhà máy hóa chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến thực phẩm

…, hơi nước phục vụ cho quá trình công nghệ như đun nấu, chưng cất các dung dịch, cô đặc

và sấy sản phẩm… Hơi ở đây thường là hơi bão hòa, có áp suất hơi tương ứng với nhiệt độ bão hòa cần thiết cho quá trình công nghệ, có áp suất hơi thấp sản lượng nhỏ Trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi sản xuất ra hơi làm quay tuốc bin, phục vụ cho việc sản xuất điện năng, đòi hỏi phải có công suất lớn, hơi là hơi quá nhiệt có áp suất và nhiệt độ cao, loại này được gọi là lò năng lượng

Nhiên liệu đốt trong lò hơi có thể là nhiên liệu rắn như than, gỗ, bã mía, có thể là nhiên liệu lỏng như dầu nặng (FO), dầu diezen (DO) hoặc nhiên liệu khí

Phân loại lò hơi

Ta có thể phân loại lò hơi theo nhiều cách :

* Theo nhiệm vụ của lò hơi :

Theo nhiệm vụ của lò hơi trong sản xuất ta có : lò hơi năng lượng, lò hơi công nghiệp, lò hơi dân dụng

+ Lò hơi năng lượng là loại lò có công suất lớn, thông số hơi cao được đặt trong các nhà máy nhiệt điện có nhiệm vụ sản xuất hơi nước để cung cấp cho tuốc bin hơi, làm quay tuốc bin kéo máy phát điện để sản suất điện năng Loại lò hơi này sản xuất ra hơi quá nhiệt, thường có công suất trên 50 t /h, áp suất thường lớn hơn 2,0 Mpa và nhiệt độ hơi trên 3500C

+ Lò hơi công nghiệp là loại lò có công suất vừa và nhỏ đặt trong các nhà máy , xí nghiệp thuộc ngành công nghiệp thực phẩm ( sản xuất đường, rượu, bia, chế biến thực phẩm…), trong ngành công nghiệp nhẹ như các nhà máy, xí nghiệp dệt, giấy, cao su … sản xuất hơi cung cấp cho các quá trình công nghệ như đun sôi, chưng cất, cô đặc, sấy … hơi ở đây thường là hơi bão hòa, áp suất hơi không vượt quá 2,0 Mpa, nhiệt độ t = 2500C

+ Lò hơi dân dụng là loại lò có công suất nhỏ đặt trong các khách sạn, nhà hàng, bệnh viện sản xuất hơi phục vụ việc giặt là, sấy, tắm hơi … sản xuất hơi bão hòa có áp suất hơi không vượt quá 0,5 Mpa và nhiệt độ hơi không quá 1500C

* Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa

Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa ta có: Lò hơi ghi thủ công; lò hơi ghi nữa cơ khí;

lò hơi ghi xích ( ghi cơ khí); lò hơi đốt nhiên liệu lỏng, lò hơi đốt nhiên liệu khí; lò hơi đốt bột than thải xỉ khô hay xỉ lỏng, lò hơi buồng lửa xoáy; lò hơi buồng lửa tầng sôi

* Theo chế độ tuần hoàn của nước trong lò:

Lò hơi tuần hoàn tự nhiên, lò hơi tuần hoàn cưỡng bức, lò hơi trực lưu

Tuy nhiên cách phân loại này chỉ thể hiện một vài đặc tính nào đó của lò hơi nên thực tế khi gọi tên lò hơi thường người ta kết hợp nhiều kiểu phân loại

* Sản lượng hơi của lò :

Sản lượng hơi của lò là lượng hơi mà lò sản xuất ra được trong một đơn vị thời gian ( kg/h hoặc t/h hoặc kg/s) Thường dùng 3 khái niệm sản lượng

- Sản lượng hơi định mức ( Ddm ) :là sản lượng hơi lớn nhất lò có thể đạt được, đảm bảo vận hành trong thời gian lâu dài, ổn định với các thông số hơi đã cho mà không phá hủy hoặc gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc của lò

- Sản lượng hơi cực đại (Dmax): là sản lượng hơi lớn nhất mà lò có thể đạt được, nhưng chỉ trong thời gian ngắn, nghĩa là lò không thể làm việc lâu dài với sản lượng hơi cực đại được.

Nhiên liệu và quá trình cháy

Nhiên liệu là những vật chất khi cháy phát ra ánh sáng và nhiệt năng Trong công nghiệp thì nhiên liệu phải đạt các yêu cầu : có sẵn trong thiên nhiên với trữ lượng lớn, dễ khai thác, giá thành rẻ, khi cháy không sinh ra các chất nguy hiểm

Nhiên liệu có thể phân chia thành hai nhóm chính : nhiên liệu vô cơ và hữu cơ

Nhiên liệu hữu cơ :

Nhiên liệu hữu cơ là nhiên liệu có sẵn trong thiên nhiên do quá trình phân hủy hữu cơ tạo thành Nhiên liệu hữu cơ thường dùng trong lò hơi công nghiệp và năng lượng có 3 loại :

- Khí thiên nhiên

- Nhiên liệu lỏng : dầu nhẹ (diezen DO), dầu nặng (dầu đen FO)

- Nhiên liệu rắn : theo tuổi hình thành nhiên liệu ta có gỗ, than bùn, than

nâu, than mỡ, than đá, nữa antraxit và antraxit (cám)

Nhiên liệu vô cơ

Nhiên liệu vô cơ là nhiên liệu hạt nhân, được dùng trong các lò phản ứng của nhà máy điện nguyên tử Nó sinh nhiệt do phản ứng phân hủy hạt nhân của một số đồng vị các nguyên tố nặng

Thành phần nhiên liệu rắn

Tương tự như nhiên liệu lỏng, trong nhiên liệu rắn có : cacbon (C ), hydro (H ), oxi (O), nitơ (N), lưu huỳnh (S), độ tro (A), và độ ẩm (W) Các nguyên tố hóa học trong nhiên liệu đều ở dạng liên kết các phân tử hữu cơ rất phức tạp nên khó cháy

- Cacbon : là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu rắn, có thể chiếm 95% khối lượng nhiên liệu Khi cháy 1 kg các bon tỏa ra một nhiệt lượng khá lớn khoảng 34150 kJ/kg, gọi là nhiệt trị các bon

- Hydro : Hydro là thành phần cháy quan trọng của nhiên liệu rắn, chiếm khoảng 10% khối lương nhiên liệu, nhưng nhiệt trị của hydro rất lớn, 1kg hydro tỏa ra một nhiệt lượng

khoảng 144.500 kJ/kg

- Lưu huỳnh : Tuy là thành phần cháy nhưng lưu huỳnh là một chất có hại trong nhiên liệu

vì khi cháy tạo thành SO2 thải ra môi trường rất độc và SO3 gây ăn mòn kim loại rất mạnh, đặc biệt SO2 tác dụng với nước tạo thành axit H2SO4 Đồng thời sự có mặt của các chất này sẽ làm tăng đáng kể nhiệt độ đọng sương của khói

- Nitơ : Nitơ là thành phần vô ích trong nhiên liệu vì sự có mặt của nó trong nhiên liệu sẽ làm giảm các thành phần cháy được của nhiên liệu, do đó làm giảm nhiệt trị chung của nhiên liệu Ở nhiệt độ trên 1000 0 C thì nitơ cháy và tạo thành oxytnito NOx gây nguy hại cho môi trường

- Oxi : Tuy là thành phần cháy nhưng có rất nhiều trong không khí, nên sự có mặt trong nhiên liệu sẽ làm giảm các thành phần cháy được của nhiên liệu, do đó làm giảm nhiệt trị chung của nhiên liệu

- Độ ẩm : Độ ẩm kí hiệu W, là lượng nước chứa trong nhiên liệu, vì lượng nước này nên nhiệt trị nhiên liệu giảm xuống

- Độ tro : Độ tro ký hiệu A, tro của nhiên liệu là phần rắn ở dạng chất khoáng còn lại sau khi nhiên liệu cháy Thành phần của nó gồm một số hỗn hợp rắn như đất sét, cát, pyrit sắt, oxit sắt … Sự có mặt của nó làm giảm thành phần cháy được của nhiên liệu, do đó giảm nhiệt trị của nhiên liệu

Nhiên liệu rắn

Theo tuổi hình thành từ thấp lên cao ta có các loại nhiên liệu rắn theo thứ tự sau: Gỗ, than bùn, than nâu, than đá, than nữa antraxit và antraxit Nhiên liệu càng già thì lượng chất bốc càng ít, càng khó cháy nhưng lượng cacbon chứa ở than càng nhiều nghĩa là nhiệt trị càng cao Khi đốt nhiên liệu ít chất bốc như than antraxit, cần thiết phải duy trì nhiệt độ ở vùng bốc cháy cao, đồng thời phải tăng chiều dài buồng lửa để đảm bảo cho cốc cháy hết trước khi ra khỏi buồng lửa

Trấu và công nghệ khí hóa trấu trong sản xuất

Cơ lý tính của trấu ( nguồn internet )

Vỏ trấu do hai lá của gié lúa là vảy lá và mày hoa tạo thành Cả hai phần này được ghép liền với nhau theo nếp dọc bằng một nếp gấp cài vào nhau Phần trên của hai mảnh của vỏ trấu chuyển thành đoạn cuối của vỏ trấu và cuối cùng kết thúc thành một cái râu (awn) Tuỳ theo từng loại trấu mà trấu có chiều dài từ 5 – 10mm, chiều ngang bằng 1/2 -1/3 chiều dài, góc nghỉ của trấu từ 35 – 50 độ tuỳ theo ẩm độ và điều kiện nhiệt độ môi trường Thành phần thực tế của vỏ trấu thay đổi tùy theo giống lúa và có liên quan tới các điều kiện đất đai mà cây lúa được trồng Việt Nam là một quốc gia nông nghiệp do đó nguồn nguyên liệu sinh khối ( biomass ) rất dồi dào Trong đó có thể nói lượng sinh khối từ trấu là đáng kể nhất Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, sản lượng lúa tại Nam Bộ năm 2010 ước đạt 24,3 triệu tấn, tăng 1 triệu tấn so kế hoạch đề ra Sản lượng tăng nói trên chủ yếu tại Đồng bằng sông Cửu Long Tổng sản lượng lúa năm 2020 tại đây ước đạt 24,3 triệu tấn, chiến 57,4% sản lượng lúa cả nước Trong thực tế hiện nay, trấu được sử dụng làm nguồn chất đốt cho các hộ gia đình nông dân ở nông thôn Ngoài ra, còn được sử dụng cho việc lót, ủ phục vụ cho nông nghiệp Riêng khu vực ĐBSCL là vựa lúa lớn nhất của cả nước, trấu còn được sử dụng làm nhiên liệu cho các lò nung gạch, gốm…

Các tính chất chủ yếu của trấu được tra trong bảng sau :

Công nghệ khí hóa trấu trong sản xuất

Công nghệ khí hoá đã được dùng rất phổ biến ở Việt Nam trong thập kỷ 70 -80, giai đoạn khó khăn về nguồn năng lượng từ dầu mỏ Tuy nhiên, do kỹ thuật lạc hậu, công nghệ này

đã bị lãng quên Gần

đây, với sự tiến bộ

của khoa học cộng

với mối quan tâm về

môi trường, công

nghệ này đang trở lại

Ở đây chúng ta sẽ mô

tả quá trình khí hoá

và vấn đề sử dụng

công nghệ này trong

việc sản xuất năng lượng từ trấVới nguồn nguyên liệu sinh khối dồi dào sẵn có ở nước ta, tiềm năng sản xuất năng lượng từ sinh khối được đánh giá là rất đáng kể Việc tận dụng tốt nguồn năng lượng này sẽ góp phần giải quyết các vấn đề năng lượng và môi trường cho nông thôn, đặc biệt là ở khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long Vấn đề khó khăn hiện tại là việc tập trung các nguồn sinh khối để đảm bảo vận hành ổn định và hiệu quả các hệ thống chuyển đổi năng lượng

Đặc điểm của quá trình cháy nhiên liệu rắn

Quá trình cháy nhiên liệu rắn xảy ra theo các giai đoạn là : sấy ẩm, bốc chât bốc, cháy chất bốc, cháy cốc còn lại và tạo xỉ, trong đó giai đoạn cháy cốc là chủ yếu Lúc đầu chất bốc thoát ra và bắt lửa tạo thành lớp học xung quanh hạt nhiên liệu, lớp này sẽ hạn chế sự khuếch tán trực tiếp của oxy từ ngoài tới bề mặt hạt than Sau đó chuyển sang cháy cốc còn lại, trước hết quá trình cháy xảy ra trên bề mặt sau đó phát triển vào sâu trong hạt nhiên liệu Quá trình cháy càng tốt thì nhiệt sinh ra càng nhiều Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy rất nhiều như : lượng không khí tham gia quá trình cháy, nhiệt độ của buồng lửa, tính chất của hỗn hợp

Buồng lửa lò hơi và thiết bị đốt nhiên liệu

Những yêu cầu đối với buồng lửa và đặc tính công nghệ

Buồng lửa là không gian để đốt nhiên liệu hay nói cách khác là nơi để biến hóa năng cúa nhiên liệu thành nhiệt năng, nhiệt năng này sẽ truyền cho nước chuyển động bên trong ống đặt trong buồng lửa để sinh ra hơi nước Dưới đây là các yêu cầu đối với buồng lửa lò hơi

Những yêu cầu đối với buồng lửa lò hơi

1 Phải đảm bảo cháy hết nhiên liệu cấp vào với hệ số không khí thừa nhỏ nhất

2 Phải thỏa mãn được một chương trình nhiên liệu rộng nhất có thể mà không giảm hiệu suất hoặc chu kỳ vận hành khi thay đổi nhiên liệu đốt

3 Sản phẩm cháy không được phép rút ngắn chu kỳ vận hành do đóng xỉ hay bám tro Sản phẩm cháy đi ra khỏi buồng lửa chứa ít tro nhất và chứa ít các chất độc hại

4 Tường buồng lửa phải được sử dụng tốt để sản xuất và phải đảm bảo làm lạnh khói đến mức cần thiết trước khi ra khỏi buồng lửa

5 Không gian cần thiết cho buồng lửa phải nhỏ nhất đến mức có thể

6 Các phần của buồng lửa và các trang bị phụ của nó phải có khối lượng nhỏ nhất có thể, không yêu cầu nhiều vật liệu hợp kim đắt tiền

7 Năng lượng tự dùng của buồng lửa và các thiết bị phụ của nó như máy nghiến, các quạt, … phải ở mức tối thiểu

8 Có thể điều chỉnh tốt và nhanh các quá trình trong buồng lửa, đồng thời công suất tối thiểu của buồng lửa phải thấp nhất có thể

9 Buồng lửa không hạn chế sản lượng của lò hơi và không cản trở sự tăng sản lượng lồ hơi

10 Phải đảm bảo độ tin cậy cao trong vận hành

11 Chi phí đầu tư và vận hành buồng lửa phải thấp nhất l Buồng lửa cho phép dùng những phương pháp quen biết để điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía khói Người ta phân buồng lửa theo dạng nhiên liệu dùng để đốt và phương pháp đốt thành ra buồng lửa ghi (nhiên liệu rắn cháy theo lớp ), buồng lửa phun nhiên liệu rắn, lỏng, khí (nhiên liệu cháy trong dòng, cháy lơ lửng ), buồng lửa xoáy và buồng lửa cháy trong lớp sôi Phân loại buồng lửa ghi

Buồng lửa ghi ( đốt nhiên liệu trong lớp ) được phân loại theo chế độ cấp nhiên liệu và không khí, việc tổ chức quá trình tạo thành hỗn hợp, việc chuẩn bị nhiệt và đặc điểm cấu tạo Vận hành buồng lửa ghi gồm những công việc sau đây

+ Cấp nhiên liệu vào buồng lửa

+ Trang than (cời than )

+ Thải xỉ ra khỏi buồng lửa

Căn cứ vào mức độ cơ khí hóa những công việc nói trên để phân buồng lửa ghi thành :

+ Buồng lửa ghi thủ công ( không được cơ khí hóa ), ở đây cả ba công việc đều được làm thủ công (bằng tay )

+ Buồng lửa ghi bán cơ khí, trong đó có một hay hai công việc được cơ khí hóa

+ Buồng lửa ghi cơ khí hóa là buồng lửa cả ba công việc đều được cơ khí hóa

Theo chế độ cấp nhiên liệu lên ghi người ta phân biệt buồng lửa được cấp nhiên liệu theo chu kỳ và cấp liên tục Đặc điểm cấp nhiên liệu lên ghi ( vào buồng lửa) có ảnh hưởng quyết định công suất và độ kinh tế thiết bị buồng lửa

Theo việc tổ chức quá trình chuẩn bị nhiệt và bốc cháy nhiên liệu người ta phân biệt buồng lửa có bốc cháy từ phía dưới, bốc cháy từ phía trên và bốc cháy hỗn hợp Quá trình bốc cháy từ phía dưới có hiệu quả nhất vì khi cấp nhiên liệu lên lớp nhiên liệu đang cháy sẽ đảm bảo được cường độ cao của việc chuẩn bị nhiệt cho nhiên liệu

Trong thực tế thường gặp bốc cháy hỗn hợp Theo biện pháp tạo thành hỗn hợp giữa nhiên liệu với không khí trong lớp người ta phân biệt thành hai dòng đi ngược chiều nhau, hai dòng đi song song, đi ngang, và các dòng hỗn hợp Hiệu quả cháy và công suất của thiết bị buồng lửa ghi phụ thuộc chủ yếu vào việc tổ chức hợp lý quá trình chuẩn bị nhiệt của nhiên liệu, sự bốc cháy và cháy nhiên liệu

Đốt ghi cố định

Trong buồng lửa ghi thủ công ghi cố định và lớp nhiên liệu cấp vào lò nằm cố định trên ghi,

xỉ được thải ra khỏi lò qua cửa, không khí được cấp qua cửa và được phân phối qua lớp nhiên liệu

Điểm đặc trưng của buồng lửa ghi thủ công là cấp nhiên liệu theo chu kỳ Do đó quá trình cháy cũng có tính chu kỳ Nhược điểm chủ yếu của buồng lửa cấp nhiên liệu theo chu kỳ là giảm công suất nhiệt của thiết bị một cách chu kỳ, kể cả trong thời kỳ cấp nhiên liệu vào buồng lửa vì lúc đó buồng lửa bị mở ra ( kéo dài từ 5 - 10 phút )

Buồng lửa thủ công yêu cầu nhiều lao động chân tay nặng nhọc của người công nhân đốt lò

và công nhân thải xỉ Đối với buồng lửa ghi thủ công phải cời than theo chu kỳ để san phẳng lớp nhiên liệu, làm mất các ổ gà xuất hiện trong lớp Khi cời lớp nhiên liệu theo từng chu kỳ thì trở lực của lớp giảm xuống một ít nhưng xu hướng chung là tăng lên

Yêu cầu thiết kế lò hơi :

+ Sản lượng định mức của lò hơi : D = 10 tấn /h

+ Áp suất làm việc : p = 10 at Chuyển đổi sang 10 bar thuận tiện tính toán

Nhiên liệu đốt : Chọn nhiên liệu đốt dùng cho lò hơi là trấu vì trấu cho nhiệt lượng cao lại Bên cạnh đó, nhiên liệu trấu còn các ưu điểm sau :

gạo

Nguyên lý làm việc :

Trấu từ bồn chứa được hút vào đường ống và sau đó trấu được phun trực tiếp vào buồng đốt dưới dạng bay lơ lửng Không khí từ bên ngoài sau khí được sấy nóng đến nhiệt độ có khả năng cháy được phần lớn trấu bay lơ lửng trong buồng đốt Quá trình cháy xảy ra, sinh ra lượng nhiệt khá lớn Nhiệt lượng do đốt trấu dùng để cấp nhiệt cho dàn ống sinh hơi tăng lên.Và nhiệt lượng

đó làm nước được cấp từ bên ngoài vào trong dàn ống sinh hơi, tạo ra hơi nước và được đi vào ống góp cung cấp đến các thiết bị công tác Trong quá trình cháy xảy ra, lượng khói thải từ buồng đốt được quạt hút vào ống lò, sau đó khói tiếp tục quặt ngược trở lại đi trong vào ống lửa Khói thải khi ra khỏi ống lửa, được quạt hút mạnh đi qua bộ hâm nước và bộ sấy nhằm tiết kiệm nhiệt

độ của khói thải Khỏi thải tiếp tục bơm sục vào bồn nước để rửa bụi trong khói thải và được thải

ra ngoài không khí

Nhiệm vụ cho thiết kế và chọn các số liệu ban đầu để tính nhiệt

1.1 Tính toán các thành phần nhiên liệu và tính nhiệt trị nhiên liệu theo các giá trị độ ẩm Wlv và độ tro Alv đã cho

- Chọn công suất lò hơi là : D = 10 tấn/ h

- Chọn hệ số không khí thừa  = 1,1 [Đào Ngọc Chân – Hoàng Ngọc Đồng, 2008 ]

- Thành phần nhiên liệu trấu :

- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu : Qtlv

= 418,6 (81,3 Clv + 243Hlv +15Nlv + 45,6Slv – 23,5Olv – 10W)

= 418,6 (81,3 35,63% + 243.4,65% +15.0,26% + 45,6.0,01% - 23,5.34,90% - 10.6,1%

= 13,185 MJ / kg

Tiến hành tính toán với 1 kg nhiên liệu rắn ở điều kiện tiêu chuẩn

Trong đó hỗn hợp ( CO2, SO2, N2 ) gọi chung là khói khô, ký hiệu V0KKhô

Lượng không khí khô thực tế :

- Vậy ta có thể tích khói lý thuyết :

VoKhoi= VoKhoiK + VoH2O

- Xác định thể tích khói khô lý thuyết VoKhoiK

VoKhoiK = VoRO2 + VoN2

= 0,665 + 7.10-5 + 2,57 = 3,235 m3tc/kg

 VKhoi K =  VoKhoiK = 1,1 3,235 =3,56 m3tc/kg

- Thể tích Nitơ thực tế:

VN2 = VoN2 + 0,79 ( - 1) VoKK = 2,57 + 0,79 (1,1 – 1) 3,25 = 2,83 m3tc/kg

- Thể tích hơi nước thực tế :

VH2O = VoH2O + 0,0161 ( - 1).VoKK = 0,65 + 0,0161 (1,1 – 1).3,25 = 0,655 m3tc/kg

- Oxy thừa trong khói :

0,21 (1,1 – 1).3,25 = 0,06825 m3tc/kg

- Thể tích khói thực tế :

VKhoi = VKhoi K + VH2O = VRO2 + VN2 + VH2O + VO2  = 3,56 + 0,655 + 0,06825 = 4,28

m3tc/kg

1.3 Entanpi của không khí và sản phẩm cháy

 Enthanpy của không khí lý thuyết

IoKK = VoKK (C. )KK

Ta chọn nhiệt độ của không khí là :  KK = 300C  (C. )KK = 39 kJ/m3tc ( Bảng 2.4 trang

81 Entanpi của không khí, các khí và tro )  IoKK = 3,25 39 = 126,75 kJ/kg nhiên liệu Trong đó :

VoKK : Thể tích riêng của không khí lý thuyết (m3tc/ kg)

C : Nhiệt dung riêng thể tích của không khí (kJ / m3tc)

 KK : Nhiệt độ của không khí , ( 0C)

 Enthanpy của sản phẩm cháy

 Chọn nhiệt độ khói thải là  th = 2500 C.[ Theo kinh nghiệm thực tế chế tạo lò

hơi ở các nhà máy Nguồn tham khảo]

Tra bảng 2.4 trang 81 Entanpi của không khí, các khí và tro ta được : (C. )RO2 = 458

kJ /m3tc

(C  )N2 = 326 kJ /m3tc

(C  )H2O = 383,5 kJ /m3tc