Giáo trình Lò hơi và tuabin hơi (Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

(NB) Giáo trình “Lò hơi và tuabin hơi” có kết cấu gồm 12 chương, được bổ sung và cập nhật nhiều nội dung và kiến thức mới, những kinh nghiệm được rút ra từ những lần biên soạn trước và tài liệu của các nhà máy, xí nghiệp có công nghệ và thiết bị hiện đại trong và ngoài ngành Dầu khí. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ



GIÁO TRÌNH

MÔN HỌC: LÒ HƠI VÀ TUABIN HƠI NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của

Trường Cao đẳng Dầu khí)

Bà Rịa Vũng Tàu, năm 2022

(Lưu hành nội bộ)

Trang 3

LỜI NÓI ĐẦU

Nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực có chất lượng cao để cung cấp cho ngành dầu khí nói riêng và cho toàn xã hội trong giai đoạn hiện nay đang đặt ra đối với người học nghề phải có kiến thức vững vàng và có kỹ năng nghề giỏi, đồng thời giúp cho người học cập nhật các thiết bị và công nghệ hiện đại, tiếp thu các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa tiên tiến

Để đáp ứng với những đòi hỏi trên, trong thời gian qua, tập thể tổ bộ môn cơ khí trường Cao Đẳng Dầu Khí đã tổ chức biên soạn giáo trình “Lò hơi và tuabin hơi” trình

độ cao đẳng

Giáo trình “Lò hơi và tuabin hơi” có kết cấu gồm 12 chương, được bổ sung và cập nhật nhiều nội dung và kiến thức mới, những kinh nghiệm được rút ra từ những lần biên soạn trước và tài liệu của các nhà máy, xí nghiệp có công nghệ và thiết bị hiện đại trong và ngoài ngành Dầu khí

Nội dung của giáo trình gồm:

Chương 1: Giới thiệu chung về lò hơi

Chương 2: Nhiên liệu và quá trình cháy

Chương 3: Kết cấu xây dụng và trang bị phụ

Chương 4: Chế độ nước và lò hơi

Chương 5: Bộ quá nhiệt

Chương 6: Bộ hâm nước và bộ sấy không khí

Chương 7: Khái niệm chung về tuabin hơi

Chương 8: Kết cấu phần dộng tuabin hơi (Rotor)

Chương 9: Kết cấu phần tĩnh tuabin hơi (Stator)

Chương 10: Hệ thống các thiết bị phụ tuabin hơi

Chương 11: Hệ thống ngưng hơi

Chương 12: Những sự cố điển hình trong tuabin hơi

Giáo trình “Lò hơi và tuabin hơi” trình độ Cao đẳng là tài liệu bắt buộc đối với học viên nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí hệ Cao đẳng , đồng thời là tài liệu phục

vụ cho việc tham khảo cho các học viên nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí hệ trung cấp,

Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, nghề Vận hành nhà máy nhiệt điện, là tài liệu tham khảo bổ ích cho những người đang công tác trong các cơ quan, doanh nghiệp, nhà máy, xí nghiệp và trong các ngành, các lĩnh vực liên quan

Trong quá trình biên soạn, mặc dù tác giả đã có nhiều cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót Tác giả hoan nghênh mọi ý kiến đóng góp của các độc giả, các học viên để giáo trình này ngày càng hoàn thiện và phục vụ tốt hơn

Trang 4

sự nghiệp đào tạo nghề phục vụ cho công ngành công nghiệp dầu khí nói riêng và cho toàn xã hội

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn

BRVT, ngày 01 tháng 03 năm 2022

Tham gia biên soạn

1 Chủ biên: Đào Thị Phương Hoa

2 Lê Anh Dũng

3 Nguyễn Thành Danh

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

MỤC LỤC 5

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 8

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI 17

CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY 32

CHƯƠNG 3: KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ TRANG BỊ PHỤ 40

CHƯƠNG 4: CHẾ ĐỘ NƯỚC LÒ HƠI 53

CHƯƠNG 5: BỘ QUÁ NHIỆT 70

CHƯƠNG 6: BỘ HÂM NƯỚC VÀ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ 80

CHƯƠNG 7: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TUABIN HƠI 87

CHƯƠNG 8: KẾT CẤU PHẦN ĐỘNG CỦA TUABIN HƠI (ROTOR) 102

CHƯƠNG 9 : KẾT CẤU PHẦN TĨNH CỦA TUABIN HƠI (STATOR) 115

CHƯƠNG 10: CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ CỦA TUABIN HƠI 122

CHƯƠNG 11: HỆ THỐNG NGƯNG HƠI 131

CHƯƠNG 12: NHỮNG SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH TRONG TUABIN HƠI 137

TÀI LIỆU THAM KHẢO: 145

Trang 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Lò hơi Savery 18

Hình 1 2 Lò hơi đốt thủ công 22

Hình 1 3 Lò hơi ghi xích 24

Hình 1 4 Lò hơi đốt phun 25

Hình 1 5 Lò hơi nhà máy điện 28

Hình 2 1 Ngọn lửa sáng 37

Hình 2 2 Ngọn lửa không sáng 38

Hình 3 1 Kết cấu khung lò 41

Hình 3 2 Tường lò 42

Hình 3 3 Lò hơi dạng bình 45

Hình 3 4 Sơ đồ phát triển bề mặt sinh hơi 46

Hình 3 5 Lò hơi ống lò, ống lửa đặt nằm ngang 47

Hình 3 6 Lò hơi đặt đứng 48

Hình 3 7 Lò hơi ống nước nghiêng 48

Hình 3 8 Lò hơi 1-2 balông và nhiều dàn ống 50

Hình 3 9 Lò hơi nhà máy điện nguyên tử 51

Hình 4 1 Bình trao đổi ion 63

Hình 4 2 Nguyên lý của hệ thống xử lý nước trao đổi Kation 64

Hình 4 3 Sơ đồ trao đổi Kation Natri và Kation Hydro 65

Hình 4 4 Bao hơi có đôm hơi 67

Hình 4 5 Thiết bị rửa hơi và phân ly hơi 68

Hình 5 1 Các dạng ống xoắn của bộ quá nhiệt 71

Hình 5 2 Cấu tạo bộ quá nhiệt 73

Hình 5 3 Chuyển động của hơi trong bộ quá nhiệt 73

Hình 5 4 Bố trí dòng hơi đi chéo 74

Hình 5 5 Cấu tạo của bộ giảm ôn kiểu bề mặt 76

Hình 5 6 Cấu tạo của bộ giảm ôn kiểu hỗn hợp 76

Hình 5 7 Nối bộ giảm ôn với đường nước lò hoặc nước cấp 77

Hình 5 8 Cách bố trí bộ giảm ôn 77

Hình 5 9 Các dạng đường khói đi tắt qua bộ quá nhiệt 78

Hình 5 10 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng cách thay đổi vị trí 78

Hình 5 11 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng cách tái tuần hoàn khói 79

Hình 6 1 Ống xoắn của bộ hâm nước 82

Hình 6 2 Bộ hâm nước bằng gang 83

Hình 6 3 Sơ đồ nối bộ hâm nước với bao hơi 83

Hình 6 4 Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt 84

Hình 6 5 Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt 85

Hình 7 1 Cấu tạo tuabin xung kích và tuabin phản kích 91

Hình 7 2 Tác dụng xung kích biến đổi động năng thành cơ năng 91

Trang 7

Hình 7 4 Sơ đồ tầng xung kích 92

Hình 7 5 Sơ đồ tầng phản kích 93

Hình 7 6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của tuabin hơi 94

Hình 7 7 Sơ đồ tuabin nhiều cấp tốc độ 94

Hình 7 8 Sơ đồ tuabin xung lực có ba tầng áp suất 95

Hình 7 9 Tuabin phản lực nhiều tầng 95

Hình 7 10 Các kiểu tuabin xung kích hỗn hợp 97

Hình 7 11 Tuabin hỗn hợp xung kích - phản kích 97

Hình 7 12 Sơ đồ nhiệt của tuabin ngưng hơi thuần túy và 98

Hình 7 13 Sơ đồ nhiệt của tuabin ngưng hơi có trích hơi gia nhiệt hồi nhiệt 98

Hình 7 14 Sơ đồ nhiệt của tuabin đối áp và giản đồ mhiệt cân bằng 99

Hình 8 1 Kết cấu của một rôto 103

Hình 8 2 Rôto rèn liền 104

Hình 8 3 Ghép đĩa lên trục tuabin 105

Hình 8 4 Rôto dạng tang trống 105

Hình 8 5 Các dạng đĩa tuabin 106

.Hình 8 6 Cánh động tuabin 107

Hình 8 7 Cánh động phay bán hoàn chỉnh 108

Hình 8 8 Các phương pháp ghép chân cánh với đĩa 108

Hình 8 9 Cánh động dùng phương pháp hàn với roto 109

Hình 8 10 Gia cường cánh bằng các cụm dây đai kim loại 110

Hình 8 11 Trục tuabin 110

Hình 8 12 Một số bộ làm kín kiểu khuất khúc 112

Hình 8 13 Khớp nối cứng 113

Hình 8 14 Khớp nối kiểu bánh răng 113

Hình 8 15 Khớp nối dạng lò xo 114

Hình 9 1 Đặt bánh tĩnh trong thân tuabin 118

Hình 9 2 Một nửa bánh tĩnh đúc 118

Hình 9 3 Thân và trụ đỡ thân tuabin 119

Hình 9 4 Sơ đồ bố trí các máng lót của các ổ đỡ cứng và mềm 120

Hình 9 5 Tác dụng của ổ chặn kiểu một vành chặn 121

Hình 10 1 Sơ đồ nguyên tắc của một hệ thống sấy nóng tuabin hơi 124

Hình 10 2 Hệ thống xả phần ngưng (nước đọng) của tuabin hơi 126

Hình 10 3 Bộ điều tốc ly tâm 127

Hình 10 4 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh trực tiếp 128

Hình 10 5 Sơ đồ điều chỉnh gián tiếp 129

Hình 11 1 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị ngưng hơi 133

Hình 11 2 Sơ đồ bình ngưng hơi bề mặt hai chặng 133

Hình 11 3 Sơ đồ nguyên lý của êjectơ 134

Hình 11 4 Sơ đồ nguyên lý của êjectơ hai cấp 135

Trang 8

3.3 Ý nghĩa và vai trò của môn học:

Giới thiệu cho học sinh các bộ phận cơ bản của lò hơi và tua bin hơi Giới thiệu phương pháp vận hành, khắc phục sự cố của lò hơi, tua bin hơi trong quá trình vận hành

4 Mục tiêu của môn học:

4.1 Về kiến thức

A1 Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại lò hơi, tua bin hơi

A2 Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, ứng dụng của các thiết bị phụ lò hơi, tua bin hơi

C1 Có thái độ học tập hăng hái, tích cực, nghiêm túc trong suốt quá trình học tập

5 Nội dung môn học:

5.1.Chương trình khung:

Mã MH/MĐ

/HP Tên môn học, mô đun

Số tín chỉ

Thời gian học tập (giờ)

Tổng

số

Trong đó

Lý thuyết

Thực hành/

thực tập/

thí nghiệm/

bài tập/

thảo luận

Kiểm tra

LT T

H

I Các môn học chung/đại

Trang 9

Mã MH/MĐ

Số tín chỉ

Tổng

số

Trong đó

Lý thuyết

Thực hành/

thực tập/

thí nghiệm/

bài tập/

thảo luận

Kiểm tra

SAEN52001 An toàn vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0

II

Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề

77 1845 566 1202 39 38

II.1 Môn học, mô đun cơ sở 18 330 190 122 14 4

59 1515 376 1080 25 34

MECM53104 Gia công nguội cơ bản 3 75 14 58 1 2 MECM65014 Lò hơi và tua bin hơi 5 75 70 0 5 0 MECM62015 Nguyên lý - Chi tiết máy 2 45 14 29 1 1 MECM64016 Kỹ thuật sửa chữa cơ khí 4 60 56 0 4 0

Trang 10

Mã MH/MĐ

Số tín chỉ

Tổng

số

Trong đó

Lý thuyết

Thực hành/

thực tập/

thí nghiệm/

bài tập/

thảo luận

Kiểm tra

LT T

H

MECM54105 Gia công cắt gọt kim loại

MECM55106 Sửa chữa - Bảo dưỡng

MECW53161 Kỹ thuật hàn cơ bản 3 75 14 58 1 2 MECM65017 Lò gia nhiệt và thiết bị

MECM63118 Gia công cắt gọt kim loại

5.2 Chương trình chi tiết môn học:

Trang 11

Số

TT Nội dung tổng quát

Thời gian (giờ)

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

1.1 Vai trò của lò hơi và phân loại

1.2 Nguyên lý làm việc của lò hơi

dùng nhiên liệu hữu cơ

1.3 Các đặc tính kỹ thuật của lò hơi

2 Chương 2: Nhiên liệu và quá

2.1 Nhiên liệu

2.2 Cơ sở lý thuyết cháy

3 Chương 3: Kết cấu xây dựng

4.3 Các phương pháp xử lý nước trong lò hơi

4.4 Phương pháp thu nhận hơi sạch

5.1 Vai trò phân loại bộ quá nhiệt

5.2 Sơ đồ cấu tạo bộ quá nhiệt

Trang 12

Số

Tổng

số

Lý thuyết

7.1 Khái niệm chung và lịch sử phát

triển của tuabin

7.2 Lý thuyết cơ bản về tuabin hơi

7.3 Phân loại tuabin hơi

8 Chương 8: Kết cấu phần động

1

8.1 Cấu tạo chung của rotor

8.2 Cánh động tuabin hơi và giá đỡ

8.3 Trục tuabin và bộ chèn trục

8.4 Khớp nối trục

9 Chương 9: kết cấu phần tĩnh

9.1 Cấu tạo chung của stator

Trang 13

Số

Tổng

số

Lý thuyết

mới không đạt yêu cầu

12.2 Sự cố trong hệ thống ngưng hơi

12.3 Hiện tượng thủy kích tuabin hơi

6.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn

6.3 Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình học tập,

6.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về công tác xây dựng phương án

gia công, sản xuất tại xí nghiệp

7 Nội dung và phương pháp đánh giá:

7.1 Nội dung:

- Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

- Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng

Trang 14

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần:

+ Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

+ Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2)

Hình thức kiểm tra

Chuẩn đầu ra đánh giá

Số cột

Thời điểm kiểm tra

Thường

xuyên

Viết/

Thuyết trình/Câu hỏi

Tự luận/

Trắc nghiệm/

Báo cáo/trả lời câu hỏi

A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2

1 Sau 15 giờ

Định kỳ

Viết/

Thuyết trình/Trắc nghiệm

Tự luận/

Trắc nghiệm/

Báo cáo/Thực hành

Tự luận và trắc

nghiệm/Thực hành

A1, A2, A3, A4, A5,

B1, B2, B3, B4, B5,

C1, C2, C3,

1 Sau 45 giờ

7.2.3 Cách tính điểm

- Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân

Trang 15

- Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ

8 Hướng dẫn thực hiện môn học

8.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng, trung cấp nghề sửa chữa thiết

bị chế biến dầu khí

8.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học

8.2.1 Đối với người dạy

* Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu

vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận

* Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra

* Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra

* Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm

tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm

8.2.2 Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau:

- Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp Các tài liệu tham khảo sẽ được

cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu)

- Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau

- Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân Một nhóm gồm 4-6 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm

- Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ

- Tham dự thi kết thúc mô đun

- Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học

9 TÀI LIỆU THAM KHẢO:

- Giáo trình kỹ thuật nhiệt - PGS TS Nguyễn Bốn - PGS TS Hoàng Ngọc Đồng

- Giáo trình công nghệ lò hơi và mạng nhiệt -PGS.TS.Phạm Lê Dzần -

TS.Nguyễn Công Hân)

- Giáo trình Lò hơi_PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng

- Giáo trình Bảo dưỡng sửa chữa lò hơi

- Giáo trình Kỹ thuật lò hơi - GS.TS Phạm Xuân Vượng (chủ biên), PSG.TS Nguyễn Văn Muốn

- Lò Hơi - Hoàng Ngọc Đồng

- Kỹ thuật Nhiệt - Điện - Phan Quang Xưng, Hoàng Ngọc Đồng

- Steam Turbine - American Petroleum Institute

- Phạm Lương Tuệ - Thiết bị tuabin hơi - ĐH Bách Khoa HN

Trang 17

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI

❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1

Chương 1 là chương giới thiệu về cấu tạo công dụng của lò hơi từ đó người học có cái nhìn tổng quan về môn học

❖ MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG 1:

- Ý thức được tầm quan trọng và ý nghĩa thực tiễn của lò hơi trong nghành

cơ khí, áp dụng vào thực tế sản xuất

- Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc

❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1

- Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm)

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.;

❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1

- Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: phòng học theo tiêu chuẩn

- Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn, bút viết

bảng/phấn trắng và màu, giẻ lau;

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài

liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan,

- Các điều kiện khác: không có

Trang 18

❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1

- Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

- Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng hoặc

kiểm tra viết dưới 30 phút.)

✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: 01bài kiểm tra định kỳ

❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 1

1.1 VAI TRÒ CỦA LÒ HƠI VÀ PHÂN LOẠI

1.1.1 Vai trò của lò hơi

a Lịch sử phát triển lò hơi

Lò hơi đầu tiên được biết đến là một thiết bị sinh hơi được phát minh vào thế kỷ đầu tiên sau Công nguyên bởi Alexandria Tuy nhiên, thiết bị sinh hơi đó của ông ta không được đưa vào sử dụng và chỉ được dùng làm đồ chơi Vào năm

1698, một người Anh là Thomas Savery đã được cấp bằng sáng chế về bơm nước vận hành bằng hơi từ một lò hơi Lò hơi của Savery là một ấm đun nước lớn được nạp nước vào một phần nhất định và được đun ở dưới đáy

Hình 1 1 Lò hơi Savery Hai loại lò hơi là lò hơi ống nước và lò hơi ống lửa Trong lò hơi ống nước, nước chảy trong các ống mà chúng được đặt trên ngọn lửa trong buồng đốt Nhiệt

từ ngọn lửa được hấp thụ bởi các ống này và làm cho nước trong chúng được nóng

Trang 19

lên tới sôi Hơi sinh ra được thu lại từ các ống trong lò hơi Bởi vì ngọn lửa không trực tiếp tác động vào lò hơi nên lò hơi ống nước được xem là có thiết kế an toàn hơn so với lò hơi ống lửa Tuy nhiên, tất cả các lò hơi đều cần có van an toàn để ngăn ngừa nổ lò do sự tăng liên tục áp suất xảy ra khi hơi được sinh ra liên tục trong một dung tích kín

Trong lò hơi ống lửa, các ống không chứa nước mà chúng chỉ cho khói nóng đi bên trong từ buồng đốt để ra ống khói Khi khói nóng đi trong các ống lửa mà các ống này được đặt chìm trong nước thì nước ở xung quanh các ống này nhận được nhiệt và nóng lên tới sôi và sinh hơi Đó là loại lò hơi ống lửa cũ nhất

Các lò hơi ống lửa loại nhỏ được sử dụng trong các máy quay dùng sức hơi nước và trong các đầu máy kéo xe lửa Lò hơi ống lửa bây giờ được dùng chủ yếu trong các mục đích sưởi ấm, đặc biệt là loại đốt dầu vì nó yêu cầu các điều kiện vận hành đơn giản và dễ vận hành Nhiều loại lò hơi ống lửa khác nhau như các

lò chọn bộ được lắp đặt trước khi bán, sẵn sàng đưa vào làm việc Những lò hơi chọn bộ này không yêu cầu nền móng có cầu trúc đặc biệt lắm và tốt ít công cho việc lắp đặt tại hiện trường

Ngày nay, hầu hết các nhà máy nhiệt điện lớn, các trung tâm nhiệt điện và các tàu thuỷ lớn đều sử dụng các lò hơi loại ống nước Chúng có hiệu suất cao hơn so với các lò hơi ống lửa và có thể chế tạo được với các áp suất lớn hơn Lò hơi ống nước có thể được thiết kế và xây dựng với kích thước lớn Sự phát triển của công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn được cải tiến và đạt được tới một mức cao do chúng có tính cạnh tranh so với những loại lò hơi khác Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB) có thể sử dụng các loại nhiên liệu mà các loại lò hơi khác khó đốt hoặc không thể đốt được

b Khái niệm tổng quát

Hơi nước đã được loài người sử dụng từ rất lâu Đặc biệt là sau khi máy hơi nước ra đời Ngày nay, không ngành công nghiệp nào lại không dùng đến hơi nước Từ những ngành công nghiệp nhẹ, hơi - nước được dùng để nhuộm, hấp giặt các sản phẩm như: bông, vải, sợi, quần áo Trong ngành công nghiệp nặng, hơi nước được dùng để chạy các Turbin phát điện

Ngành giao thông vận tải dùng hơi nước để chạy tàu hoả, tàu thuỷ Ngành công nghiệp thực phẩm, hơi nước dùng để chế biến thực phẩm Cuối cùng hơi nước còn dùng để vệ sinh, tẩy rửa công nghiệp và được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau của sinh hoạt đời sống

Muốn có được hơi nước người ta có thể đạt được bằng cách đơn giản nhất

là dùng một cái lò để đun nước lên Đó là hoàn toàn thủ công và lạc hậu Công nghiệp càng phát triển lên, nhu cầu về hơi nước cũng ngày càng tăng, do đó công

cụ để sản xuất ra hơi nước cũng phải cải tiến và đạt đến một trình độ hiện đại Bởi

Trang 20

thế dù thiết bị có hiện đại đến như thế nào thì nó vẫn phải mang một cái tên muôn thủa “LÒ HƠI”

Lò hơi là gì? Lò hơi là một thiết bị cơ khí dùng để sản xuất ra hơi nước

c Vai trò của lò hơi trong công nghiệp và sản xuất điện

Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra các quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng toả ra sẽ biến nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi

Lò hơi là thiết bị có mặt gần như trong tất cả các xí nghiệp, nhà máy, để sản xuất hơi nước phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy điện ; phục vụ cho các quá trình đun nấu, chưng cất các dung dịch, sấy sản phẩm trong các quá trình công nghệ ở các nhà máy hoá chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến nông sản và thực phẩm…

Tùy thuộc vào nhiệm vụ của lò hơi trong sản xuất, có thể phân thành hai loại:

- 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 các quá trình công nghệ như đun nấu, chưng cất các dung dịch, cô đặc và sấy sản phẩm… thường dùng là hơi bão hòa Áp suất hơi tương ứng với nhiệt độ bão hoà cần thiết cho quá trình công nghệ, nhiệt độ thường từ 110 đến 1800C Loại lò hơi này được gọi là lò hơi công nghiệp, có áp suất thấp, sản lượng nhỏ

- Trong nhà máy điện, lò hơi sản xuất ra hơi để làm quay tuabin, phục vụ cho việc sản xuất điện năng, đòi hỏi có công suất lớn, hơi là hơi quá nhiệt có áp suất

và nhiệt độ cao Loại này được gọi là lò hơi nhà máy điện

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

1.1.2 Phân loại lò hơi

a Dựa vào sản lượng hơi, thường chia thành ba loại:

- Lò hơi công suất nhỏ, sản lượng thường quy ước dưới 20T/h

- Lò hơi công suất trung bình, thường qui ước sản lượng hơi từ 20 đến 75T/h

- Lò hơi công suất lớn, thường qui ước sản lượng hơi trên 75T/h

b Dựa vào thông số của hơi, thường chia thành 4 loại:

- Lò hơi thông số thấp,qui ước áp suất p < 15bar, nhiệt độ t<350ºC, thường dùng

là hơi bão hoà

- Lò hơi thông số trung bình, qui ước áp suất từ 15÷60 bar, nhiệt độ từ

Trang 21

khi còn chia thành lò hơi dưới hoặc trên thông số tới hạn

c Dựa vào chế độ chuyển động của nước trong lò hơi, có thể chia thành 4 loại:

- Lò hơi đối lưu tự nhiên:môi chất chỉ chuyển động đối lưu tự nhiên do sự chênh lệch về mật độ trong nội bộ môi chất mà không tạo thành được vòng tuần hoàn tự nhiên, thường gặp trong loại lò hơi công suất nhỏ

- Lò hơi tuần hoàn tự nhiên: đây là loại lò hơi thường gặp, nhất là trong phạm

vi công suất trung bình và lớn Khi vận hành, môi chất chuyển động theo vòng tuần hoàn, nghĩa là theo một quĩ đạo khép kín rõ ràng, nhờ sự chênh lệch mật độ trong nội bộ môi chất Cũng chỉ có lò hơi dưới tới hạn mới có thể có tuần hoàn tự nhiên

- Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức: dưới tác dụng của bơm, môi chất chuyển động theo quĩ đạo khép kín, gặp trong lò hơi có thông số cao Với lò hơi thông số siêu tới hạn chỉ có thể tuần hoàn cưỡng bức

- Lò hơi đối lưu cưỡng bức: trong loại lò hơi này, dưới tác dụng của bơm, môi chất chỉ đi thẳng một chiều, nhận nhiệt, biến dần thành hơi đưa ra sử dụng mà không có tuần hoàn đi lại

d Dựa theo cách đốt nhiên liệu

- Lò hơi đốt theo lớp: nhiên liệu rắn (than, củi, bã mía v.v…) được xếp thành lớp trên ghi để đốt Có loại ghi cố định, có loại ghi chuyển động thường gọi là ghi xích, có loại ghi xích thuận chiều, có loại ghi xích ngược chiều

- Lò hơi đốt phun: nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn được nghiền thành bột được phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy trong không gian buồng lửa

- Lò hơi đốt đặc biệt, thường gặp hai loại: buồng lửa xoáy và buồng lửa tầng sôi

+ Buồng lửa xoáy có thể đốt được than cám nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao Dưới tác dụng của lực ly tâm, xỉ lỏng và các hạt nhiên liệu có kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lò, rồi đến các lớp có kích thước nhỏ hơn, những lớp này cháy hoàn toàn theo lớp, còn những hạt than nhỏ cùng với chất bốc chuyển động ở vùng trung tâm và cháy trong không gian Như vậy có thể xem trong buồng lửa xoáy vừa đốt theo lớp vừa đốt trong không gian

+ Buồng lửa tầng sôi (tầng lỏng), nhiên liệu rắn nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ sau khi được đưa vào, dưới tác động của gió có tốc độ đủ cao, dao động lên xuống trong một khoảng không gian nhất định của buồng lửa và tiến hành tất cả các giai đoạn của quá trình cháy Có loại buồng lửa tầng sôi cháy ở nhiệt độ cao, tro chảy thành xỉ, kết lại rơi xuồng ghi xích rồi thải ra ngoài, có loại cháy ở nhiệt độ thấp, khoảng 8000C, không để tro nóng chảy mà để tro cọ xát với nhau và cọ xát với

Trang 22

cát trộn vào biến thành bụi mịn, bay theo sản phẩm cháy rồi được thu hồi ở các

bộ khử bụi, còn sản phẩm cháy và một phần tro bụi rất mịn được quạt khói đưa qua ống khói thải ra ngoài

e Các cách phân loại khác :

- Dựa theo trạng thái xỉ thải: lò hơi thải xỉ khô và lò hơi thải xỉ lỏng

- Dựa theo áp suất của không khí và sản phẩm cháy trong buồng lửa, có loại buồng lửa áp suất âm, có loại buồng lửa áp suất dương; trong loại áp suất dương

có loại đốt cao áp, có loại đốt dưới áp suất bình thường

- Dựa theo cách lắp đặt, có loại lò hơi di động, có loại lò hơi tĩnh tại

- Dựa theo công dụng, có loại lò hơi cấp nhiệt, có loại lò hơi động lực

- Dựa theo đặc điểm bề mặt truyền nhiệt, có loại lò hơi ống lò, có loại lò hơi ống lửa, có loại lò hơi ống nước; có loại lò hơi nằm, có loại lò hơi đứng

1.2 Nguyên lý làm việc của lò hơi dùng nhiên liệu hữu cơ

để cháy và các hạt nhiên liệu nhỏ bay theo khói; hộp tro xỉ (6) cũng là buồng cấp gió; cửa gió (7) cũng là cửa lấy tro xỉ; cửa cấp nhiên liệu (8) có thể đóng mở cấp nhiên liệu và ống khói (9) tạo thành sức hút để thải ra ngoài sản phẩm cháy một

Trang 23

Sau khi nhận nhiệt, nhiên liệu được sấy nóng, sấy khô, tách chất bốc và tạo thành cốc Mặt khác, không khí được ống khói, quạt gió, quạt khói đưa vào, có khi còn được đưa qua bộ sấy không khí để sấy nóng trước, đi qua ghi, tiếp xúc với lớp nhiên liệu và cháy những thành phần cháy được, tạo thành sản phẩm cháy và tro xỉ Tro xỉ được thải ra ngoài qua ghi xuống hộp tro xỉ hoặc qua cửa cấp nhiên liệu, còn sản phẩm cháy ở thể khí thì hấp thụ nhiệt của phản ứng cháy, được đốt nóng đến nhiệt độ khá cao, có thể đạt đến khoảng 800 ÷ 15000C, đi qua các bề mặt truyền nhiệt, truyền nhiệt cho môi chất, nhiệt độ của sản phẩm cháy giảm dần, cuối cùng có thể giảm đến khoảng 150 ÷ 3500C trước khi thải ra ngoài Còn môi chất là nước, được bơm nước bơm vào, có trường hợp còn đi qua bộ hâm nước, qua các bề mặt truyền nhiệt, nhận nhiệt từ sản phẩm cháy có nhiệt độ cao, nhiệt

độ tăng dần thành nước nóng, nước sôi hoặc hơi bão hoà khô cung cấp cho hộ sử dụng Loại lò hơi thủ công thường sản xuất nước nóng, nước sôi hoặc hơi bão hoà khô ở áp suất thấp, không quá 15 bar và công suất cũng nhỏ, thường không quá 2T/h

b Lò hơi ghi xích

▪ Cấu tạo

Đây là loại lò hơi thường có công suất nhỏ và trung bình, gồm có các bộ phận chủ yếu sau: balông (1) chứa hơi, một phần nước và không còn làm nhiệm vụ bề mặt sinh hơi chính nữa; van hơi chính (2); đường nước cấp (3); ghi lò (4) có dạng một cái xích làm nhiệm vụ cấp nhiên liệu rắn, cho gió cấp một đi qua để đốt cháy nhiên liệu và thải tro xỉ ra ngoài; buồng lửa (5); hộp tro xỉ (6) để chứa nhiên liệu

và tro xỉ lọt rồi thải ra ngoài; hộp gió (7) để cung cấp gió cấp một qua ghi cho lớp nhiên liệu trên ghi; phễu than (8) để đựng và rót nhiên liệu xuống một đầu của ghi xích; ống khói (9) để thải sản phẩm cháy ra ngoài; bộ sấy không khí (10) để đốt nóng không khí trước khi đưa vào buồng lửa; quạt gió (11) để đẩy gió vào; quạt khói (12) tạo thành sức hút để thải sản phẩm cháy ra; bộ hâm nước (13) để đốt nóng nước trước khi được bơm nước (13a) đưa vào lò; dàn ống nước xuống (14), ống góp dưới (15), dàn ống nước trên (16), dãy phestôn (17) cùng với balông tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên của nước và hơi; bộ quá nhiệt (18)đưa hơi bão hoà chuyển thành hơi quá nhiệt cung cấp cho hộ tiêu dùng

Trang 24

Hình 1 3 Lò hơi ghi xích

▪ Nguyên lý hoạt động

Nhiên liệu được đưa đến tập trung ở phễu rồi rót lên phần đầu của ghi xích, ghi xích quay với tốc độ khá chậm, khoảng từ 2 đến 30m/h, từ từ đưa nhiên liệu vào trong buồng lửa Nhiên liệu nhận nhiệt từ buồng lửa và sản phẩm cháy được sấy nóng, sấy khô, thoát chất bốc, tạo cốc và khi gặp không khí cấp một đưa từ dưới ghi lên thì cháy, tạo thành sản phẩm cháy và tro xỉ Tro xỉ còn lại được cái gạt xỉ gạt xuống phễu tro rồi thải ra ngoài Sản phẩm cháy đi vào buồng lửa, mang theo một ít chất khí và hạt nhiên liệu nhỏ chưa cháy hết sẽ gặp gió cấp hai đưa vào từ phía trên lớp nhiên liệu và cháy kiệt Nhờ hấp thụ nhiệt của phản ứng cháy, nhiệt độ của phản ứng cháy có thể lên đến khoảng 1000 ÷ 15000C, khi đi qua các

bề mặt truyền nhiệt, truyền bớt nhiệt cho môi chất, nhiệt độ giảm xuống đến khoảng 150 ÷ 2500C trước khi thải ra ngoài Mặt khác, nước được bơm qua bộ hâm nước, đưa vào balông, trong khi chuyển động tuần hoàn qua dàn ống xuống ống góp dưới, dàn ống lên trở về balông đã nhận nhiệt biến dần thành nước nóng, nước sôi, hơi bão hoà rồi có thể đi qua bộ quá nhiệt trở thành hơi quá nhiệt

Lò hơi ghi xích thường dùng trong phạm vi thông số và công suất thấp hoặc trung bình, khoảng từ 4 đến 35T/h

c Lò hơi hơi trong nhà máy điện

- Lò hơi đốt phun

▪ Cấu tạo

Đây là loại lò hơi được sử dụng với công suất trung bình và lớn, có thể đốt nhiên liệu rắn nghiền thành bột, nhiên liệu lỏng phun thành hạt hoặc nhiên liệu khí Lò hơi đốt phun thường gồm các bộ phận chính sau: balông (1); van hơi chính (2); đường nước cấp (3); vòi phun nhiên liệu (4); buồng lửa (5) là không gian để đốt cháy tất cả nhiên liệu phun vào lò; phễu tro lạnh (6) để làm nguội các hạt tro

xỉ trước khi thải ra ngoài trong trường hợp thải xỉ khô; giếng xỉ (7) để hứng tất cả

xỉ thải ra ngoài; bơm nước cấp (8); ống khói (9); bộ sấy không khí (10); quạt gió (11); quạt khói (12); bộ hâm nước (13); dàn ống nước xuống (14); dàn ống nước lên (15); dãy phestôn (17) và bộ quá nhiệt (18)

Trang 25

Hình 1 4 Lò hơi đốt phun

▪ Nguyên lý hoạt động

Đây là loại lò hơi dùng phổ biến hiện nay trong các nhà máy nhiệt điện ở nước

ta, có thể đốt nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành hạt hoặc nhiên liệu rắn nghiền thành bột mịn có đường kính khoảng 40m Bột nhiên liệu được gió cấp một thổi qua vòi phun đưa vào buồng lửa, nhận nhiệt từ buồng lửa và sản phẩm cháy, được sấy nóng, sấy khô, tách chất bốc, tạo cốc và bắt đầu cháy; mặt khác dưới tác dụng của quạt gió, quạt khói, không khí được đưa vào đầy đủ, cháy kiệt các chất bốc và cốc, tạo thành sản phẩm cháy và tro xỉ ở nhiệt độ cao Tro xỉ bị chảy lỏng, một bộ phận kết lại với nhau thành hạt lớn rơi xuống đáy buồng lửa,

có thể thải ra ngoài dưới dạng xỉ lỏng nếu như không làm nguội, cũng có thể làm nguội trong phễu tro lạnh, đông đặc lại rồi thải ra ngoài dưới dạng xỉ khô; những hạt tro xỉ nhỏ bị dòng sản phẩm cháy cuốn theo, nguội dần do truyền nhiệt cho môi chất qua các dàn ống, đông đặc lại trước khi ra khỏi buồng lửa, rồi theo sản phẩm cháy đi qua bộ khử bụi bị tách ra hoặc thải ra ngoài qua ống khói, tuy nhiên cũng có một bộ phận bám lại trên các bề mặt truyền nhiệt hoặc trên các đường ống dẫn khói Sản phẩm cháy khi ở trong buồng lửa cũng có nhiệt độ khá cao, khoảng 1200 đến 16000C, qua các bề mặt truyền nhiệt cho môi chất, nhiệt độ giảm xuống đến khoảng 120 đến 1800C trước khi thải ra ngoài Nước được bơm qua bộ hâm nước, được đốt nóng đến nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ bão hoà rồi đưa vào balông,

sẽ đi xuống theo dàn ống xuống, tức là những dàn ống nhận nhiệt ít hoặc không nhận nhiệt, qua ống góp dưới rồi đi lên theo dàn ống lên, tức là những dàn ống được nhận nhiệt nhiều, vì trong các dàn ống này nước bốc hơi nhiều tạo thành hỗn hợp nước và hơi có khối lượng riêng nhỏ, rồi lại trở về balông Ở đây, hơi được tách ra, được đưa ra ngoài sử dụng hoặc đưa qua bộ quá nhiệt để tiếp tục đốt nóng, còn phần nước lại tiếp tục trở về ống xuống cùng với nước cấp, tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên

Trang 26

Lò hơi đốt than phun thường cung cấp hơi nước chạy các tuabin có thông số trung bình hoặc cao, có thể lên đến áp suất 200 bar, nhiệt độ xấp xỉ 6000C, công suất trung bình hoặc lớn, có thể lên đến trên dưới 3000 T/h

❖ Lò hơi trong nhà máy điện

Trong các lò hơi nhà máy điện, hơi được sản xuất là hơi quá nhiệt Hơi quá nhiệt nhận được nhờ các quá trình : đun nóng nước đến sôi, sôi để biến nước thành hơi bão hòa và quá nhiệt hơi để biến hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao trong các bộ phận của lò Công suất của lò hơi phụ thuộc vào lưu lượng, nhiệt

độ và áp suất hơi Các giá trị này càng cao thì công suất của lò hơi càng lớn Hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt giữa ngọn lửa và khói với môi chất trong lò hơi phụ thuộc vào tính chất vật lý của môi trường (sản phẩm cháy) và của môi chất tham gia quá trình (nước hoặc hơi) và phụ thuộc vào hình dáng, cấu tạo, đặc tính của các phần tử lò hơi

Trên hình sau trình bày nguyên lý cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò hơi tuần hoàn tự nhiên hiện đại trong nhà máy điện

Nhiên liệu và không khí được phun qua vòi phun số 1 vào buồng lửa số 2 tạo thành hỗn hợp cháy và được đốt cháy trong buồng lửa, nhiệt độ ngọn lửa có thể đạt tới 19000C Nhiệt lượng tỏa ra khi nhiên liệu cháy truyền cho nước trong giàn ống sinh hơi 5, nước tăng dần nhiệt độ đến sôi, biến thành hơi bão hòa Hơi bão hòa theo đường ống sinh hơi 5 đi lên qua ống góp hơi số 8 rồi sau đó được tập trung vào bao hơi số 15 Trong bao hơi số 15 hơi được phân ly ra khỏi nước, nước tiếp tục đi xuống theo ống nước xuống 16 đặt ngoài tường lò rồi lại sang ống sinh hơi số 5 để tiếp tục nhận nhiệt Hơi bão hòa từ bao hơi 15 sẽ đi qua bộ quá nhiệt bức xạ số 6, bộ quá nhiệt nửa bức xạ số 7 sau đó đi qua bộ quá nhiệt đối lưu số 9 Sau khi đi qua tất cả các bộ quá nhiệt kể trên thì hơi bão hòa sẽ biến thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao và đi vào ống góp để sang tuabin hơi biến đổi nhiệt năng thành cơ năng làm quay tuabin hơi

Ở đây, ống sinh hơi số 5 đặt phía trong tường lò nên môi chất trong ống nhận nhiệt

và sinh hơi liên tục, do đó trong ống sinh hơi 5 là hỗn hợp hơi và nước Còn ống xuống số 16 đặt ngoài tường lò nên môi chất trong ống 16 không nhận nhiệt, do

đó trong ống 16 là nước Khối lượng riêng của hỗn hợp hơi và nước trong ống số

5 nhỏ hơn khối lượng riêng của nước trong ống xuống số 16 nên hỗn hợp trong ống 5 đi lên, còn nước trong ống 16 đi xuống liên tục tạo nên quá trình tuần hoàn

tự nhiên

Buồng lửa trình bày trên hình 4-2 là buồng lửa phun, nhiên liệu được phun vào và cháy lơ lững trong buồng lửa Quá trình cháy nhiên liệu xảy ra trong buồng lửa và đạt đến nhiệt độ rất cao từ 1300 đến 19000C, chính vì vậy hiệu quả trao đổi nhiệt bức xạ giữa ngọn lửa và giàn ống sinh hơi rất cao và lượng nhiệt dàn ống sinh hơi thu được từ ngọn lửa chủ yếu là do trao đổi nhiệt bức xạ Để hấp thu có

Trang 27

hiệu quả nhiệt lượng bức xạ của ngọn lửa đồng thời bảo vệ tường lò khỏi tác dụng của nhiệt độ cao và ảnh hưởng xấu của tro nóng chảy, người ta bố trí các dàn ống sinh hơi 5 xung quanh tường buồng lửa

Khói ra khỏi buồng lửa, trước khi vào bộ quá nhiệt đã được làm nguội một phần ở cụm pheston, ở đây khói chuyển động ngoài ống truyền nhiệt cho hỗn hợp hơi nước chuyển động trong ống Khói ra khỏi bộ quá nhiệt có nhiệt độ còn cao,

để tận dụng phần nhiệt thừa của khói khi ra khỏi bộ quá nhiệt, ở phần đuôi lò người ta đặt thêm bộ hâm nước và bộ sấy không khí

Bộ hâm nước có nhiệm vụ gia nhiệt cho nước để nâng nhiệt độ của nước từ nhiệt độ ra khỏi bình gia nhiệt lên đến nhiệt độ sôi và cấp vào bao hơi số 15 Đây

là giai đọan đầu tiên của quá trình cấp nhiệt cho nước để thực hiện quá trình hóa hơi đẳng áp cho nước trong lò Sự có mặt của bộ hâm nước sẽ làm giảm tổng diện tích bề mặt đốt của lò hơi và sử dụng triệt để hơn nhiệt lượng tỏa ra khi cháy nhiên liệu, làm cho nhiệt độ khói thoát khỏi lò giảm xuống, làm tăng hiệu suất của lò Không khí lạnh từ ngoài trời được quạt gió 14 hút vào và thổi qua bộ sấy không khí 11 Ở đây, không khí nhận nhiệt của khói, nhiệt độ được nâng từ nhiệt độ môi trường đến nhiệt độ yêu cầu và được đưa vào vòi phun số 1 để cung cấp quá trình đốt cháy nhiên liệu

Như vậy bộ hâm nước và bộ sấy không khí đã hoàn trả lại buồng lửa một phần nhiệt đáng lẽ bị thải ra ngoài Chính vì vậy người ta còn gọi bộ hâm nước và

bộ sấy không khí là bộ tiết kiệm nhiệt

Như vậy, từ khi vào bộ hâm nước đến khi ra khỏi bộ quá nhiệt của lò hơi, môi chất (nước và hơi) trải qua các giai đoạn hấp thụ nhiệt trong các bộ phận sau: nhận nhiệt trong bộ hâm nước đến sôi, sôi trong dàn ống sinh hơi, quá nhiệt trong các bộ quá nhiệt

Trang 28

Hình 1 5 Lò hơi nhà máy điện

❖ Tóm lại, cấu tạo của lò hơi là nhằm thực hiện hai nhiệm vụ chính:

- Chuyển hoá năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của sản phẩm cháy, nghĩa là đốt nhiên liệu thành sản phẩm cháy có nhiệt độ cao;

- Đưa nước cấp vào lò, tiếp nhận nhiệt từ sản phẩm cháy, biến thành nước nóng, nước sôi, hơi bão hoà hoặc hơi quá nhiệt có áp suất và nhiệt độ thoả mãn yêu cầu của hộ sử dụng;

Do vậy cấu tạo của lò hơi gồm các hệ thống chính sau:

- Hệ thống cung cấp và đốt cháy nhiên liệu: trong lò hơi đốt thủ công, gồm có cửa cấp nhiên liệu (8), ghi lò (4), buồng lửa (5); trong lò hơi ghi xích gồm có phễu than (8), ghi xích (4), buồng lửa (5); trong lò hơi đốt than phun gồm có vòi phun nhiên liệu và buồng lửa (5), nếu đốt than, trước đó phải có hệ thống nghiền than thành bột

- Hệ thống cấp không khí và thải sản phẩm cháy: bao gồm cửa gió, quạt gió (11), ống khói (9), quạt khói (12), nhiều trường hợp còn có bộ sấy không khí (10), hộp tro xỉ, đôi khi còn có bộ khử bụi để giảm mài mòn cánh quạt khói

- Hệ thống cấp nước: gồm bơm nước cấp để cấp đủ lưu lượng và áp suất nước cho lò hơi, nhiều khi còn có bộ hâm nước (13) để gia nhiệt nước trước khi đưa vào

- Hệ thống sản xuất nước nóng, nước sôi, hơi bão hoà hoặc hơi quá nhiệt đủ áp suất và nhiệt độ, thoả mãn yêu cầu của hộ sử dụng, thường bao gồm các bề mặt

1 Vòi phun nhiên liệu + không khí ;

Trang 29

truyền nhiệt như dàn ống nước lên (16), dãy phestôn (17), dàn ống nước xuống (14), ống góp dưới (15), balông (1) và nhiều khi còn có cả bộ quá nhiệt (18)

- Trên đây là những bộ phận chủ yếu, ngoài ra còn nhiều trang bị phụ như hệ thống đo lường, điều khiển, hệ thống an toàn, khung lò, tường lò, cách nhiệt, v.v…

1.3 Các đặc tính kỹ thuật của lò hơi

1.3.1 Thông số của hơi nước

Để đánh giá trạng thái của hơi, người ta thường dùng : áp suất hơi và nhiệt độ hơi

a Áp suất hơi : là do hơi tạo ra tính bằng kg trên một đơn vị diện tích là 1 cm2

Áp

suất hơi được đo hoặc tính bằng đơn vị kg/cm2

Ngoài ra còn một số đơn vị đo áp suất: Pa, Bar, mmHg, mmH2O, atm

vị là 0C Người ta qui ước băng tan là 00C, ở 1000C thì nước sôi Từ 00C đến

1000C được chia thành 100 phần bằng nhau Mỗi phần ứng với 10C Nhiệt độ đó còn gọi là nhiệt độ tuyệt đối hay nhiệt độ Kenvin ký hiệu là T, đơn vị là 0K

Mặt bốc hơi hay còn gọi là mặt kính (gương) bốc hơi, là diện tích phân cách bởi hơi và nước scủa khoảng hơi đơn vị tính bằng m2

Trang 30

nhưng chỉ trong một thời gian ngắn, nghĩa là lò không thể làm việc lâu dài với sản lượng cực đại được Sản lượng hơi cực đại bằng :

Dmax =(1,1 – 1,2)Dđm

- Sản lượng hơi kinh tế (D kt ) : là sản lượng hơi mà ở đó lò làm việc với hiệu qủa

kinh tế cao nhất Sản lượng hơi kinh tế bằng :

d Nhiệt lượng Q : là số nhiệt sử dụng có ích trong một đơn vị thời gian

để đun nước tới nhiệt độ bốc hơi ở áp suất nhất định và đưa tới hơi quá nhiệt Đơn vị tính bằng KCal/h, hay KW/h (1 KW/h = 860 Kcal/h)

e Lượng bốc hơi đơn vị U : đó là lượng hơi bốc lên qua một đơn vị 1m2 của mặt tiếp nhiệt hay còn gọi là Năng suất bốc hơi của lò hơi Đơn vị tính bằng Kg/m2.h

) h 2 Kg/m ( H

D

U = Trong đó : D - Sản lượng hơi

f Nhiệt thế thể tích của buồng lửa: là lượng nhiệt toả ra trong một đơn vị

thời gian ứng với một đơn vị thể tích của buồng lửa, đơn vị W/m3

g Nhiệt thế diện tích của ghi lò: là lượng nhiệt toả ra trong một đơn vị

thời gian ứng với một đơn vị diện tích mặt tiếp nhiết, đơn vị W/m2

h Nhiệt trị : là nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu

rắn hoặc 1m3 nhiên liệu khí ở điều kiện tiêu chuẩn

Nhiệt trị dùng để đánh giá khả năng sản xuất ra nhiệt của các chất đốt Có hai loại nhiệt trị :

- Nhiệt trị cao Qc : là nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu rắn hoặc 1m3 nhiên liệu khí ở điều kiện tiêu chuẩn có kể cả nhiệt lượng do hơi nước trong khói ngưng tụ lại nhỏ ra

- Nhiệt trị thấp Qtlv : là nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu rắn hoặc 1m3 nhiên liệu khí ở điều kiện tiêu chuẩn

Quan hệ giữa nhiệt trị cao và nhiệt trị thấp như sau:

Qclv = Qlv

t 600(9Hlv - Wlv) Kcal/kg Trong đó: Hlv - hàm lượng hydro tính bằng kg trong 1 kg nhiên liệu

Wlv - độ ẩm trong 1 kg nhiên liệu

i Hiệu suất của lò hơi : thường dùng hiệu suất nhiệt, nó là tỷ số giữa phần

nhiệt lượng mà môi chất hấp thu được với tổng nhiệt lượng cung cấp vào

Trang 31

% 100 dv Q ci Q

=



Trong đó : Qci - Nhiệt lượng có ích

Qdv - Nhiệt lượng đưa vào buồng đốt

Từ đó ta tính được lượng tiêu hao nhiên liệu B (Kg/h)

% 100 dv Q

1 ci Q B



=

j Suất tiêu hao kim loại: tức khối lượng kim loại dùng để chế tạo ứng với

sản lượng hơi là 1 T/h, đơn vị tính là g, kg/T/h

❖ TÓM TẮT CHƯƠNG 1

Trong chương này, một số nội dung chính được giới thiệu:

1 Vai trò của lò hơi và phân loại

2 Vai trò của lò hơi

3 Phân loại lò hơi

4 Nguyên lý làm việc của lò hơi dùng nhiên liệu hữu cơ

5 Lò hơi đốt thủ công

6 Lò hơi ghi xích

7 Lò hơi nhà máy điện

8 Các đặc tính kỹ thuật của lò hơi

❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 1

Câu hỏi 1 Nêu vai trò của lò hơi và phân loại.lò hơi?

Câu hỏi 2 Trình bày nguyên lý làm việc của lò hơi dùng nhiên liệu hữu cơ

Câu hỏi 3 Trình bày các đặc tính kỹ thuật của lò hơi

Trang 32

CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY

GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2

Chương 2 giới thiệu nguyên liệu dùng trong lò hơi, qua s trình cháy và tắt ngọn lửa trong quá trình hoạt động

Về kiến thức:

- Nhận biết được các thành phần chính của nhiên liệu dùng cho nồi hơi

- Trình bày được các giai đoạn của quá trình đốt cháy nhiên liệu trong

buồng lửa của một số loại nhiên liệu thông dụng dùng cho nồi hơi

Trang 33

- Nội dung:

✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức

✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng

✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp

+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập

- Phương pháp:

✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng hoặc

kiểm tra viết dưới 30 phút.)

✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: 01bài kiểm tra định kỳ

❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 2

2.1 NHIÊN LIỆU

2.1.1 Khái niệm về nhiên liệu

Nhiên liệu là những vật chất khi cháy phát ra ánh sáng và nhiệt lượng Nhiên liệu có nhiều trong thiên nhiên và khi cháy không sinh ra những chất gây nguy hiểm và độc hại Hiện nay thường sử dụng chủ yếu là nguồn nhiên liệu hữu cơ dưới ba dạng :

Trang 34

- Khí Mêtal (CH4)

- Cacbuy Hydro (CmHm)

- Khí Hydro Oxit cacbon

- Ngoài ra còn có các chất khí không cháy được khác lẫn vào (Nitơ, Oxy) Thành phần hoá học của nhiên liệu Có thể phân tích thành những thành phần cháy được như cacbon (C), hyđrô (H), một phần lưu huỳnh (S), nitơ (N) và qui ước cả ôxy (O) và những thành phần không cháy được như tro (A) và ẩm (W)

a Thành phần cháy được là các chất có khả năng oxy hoá như :

- Cacbon - chất cháy chủ yếu và chiếm 50 – 95% trong nhiên liệu hữu cơ, khi cháy toả ra nhiệt lượng cao Nhiệt trị của cacbon khoảng 34150 kJ/kg; tuổi hình thành càng cao thì thành phần cacbon càng nhiều, khi cháy toả nhiều nhiệt nhưng hơi khó bắt lửa

- Hidrô là thành phần cháy quan trọng Khi cháy toả ra nhiệt lượng rất lớn Nhưng nó lại có rất ít trong nhiên liệu Trong thành phần nhiên liệu hữu cơ, hyđrô chiếm khoảng từ 2% đến 10%, trong dầu tỷ lệ của hyđrô nhiều hơn trong than Nhiệt trị của hydrô khoảng 144.500 kJ/kg

- Lưu huỳnh thường tồn tại dưới ba dạng: dạng hữu cơ, dạng khoáng chất là hai dạng cháy được và dạng thứ ba không cháy được là dạng sulfat như: CaSO4, MgSO4, FeSO4 … sẽ tạo thành tro xỉ Lưu huỳnh trong nhiên liệu không nhiều, nhiều nhất có thể đến 7 – 8% trong một vài loại than nâu; trong dầu có thể có đến

3 – 4%, trong khí thiên nhiên hầu như không có

Lưu huỳnh bị xếp vào loại có hại tuy rằng khi cháy toả ra một ít nhiệt Nhiệt trị của lưu huỳnh bằng 1/3 nhiệt trị của cacbon, nhưng tác hại chủ yếu khi đốt nhiên liệu có nhiều lưu huỳnh là kích thích hiện tượng ăn mòn điện hoá các bề mặt truyền nhiệt có nhiệt độ thấp như bộ sấy không khí, bộ hâm nước … hơn nữa còn có tác hại đối với môi trường Khi cháy lưu huỳnh sinh ra khí SO2 và một phần SO3, chúng làm tăng nhiệt độ đọng sương của khói Khi bề mặt truyền nhiệt tiếp xúc với khói có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đọng sương thì hơi nước trong khói ngưng tụ lại, kết hợp với SO3 tạo thành H2SO4 ăn mòn kim loại rất nhanh

- Ôxy cũng qui ước là thành phần cháy được, nhưng thực ra không những không cháy mà còn tồn tại dưới dạng kết hợp với hydrô và cacbon (cháy ngầm) làm giảm nhiệt lượng toả ra khi cháy

- Nitơ Khi đốt ở áp suất khí quyển và nhiệt độ không thật cao thì nitơ không cháy mà lẫn vào trong sản phẩm cháy dưới dạng tự do; nhưng ở nhiệt độ và áp suất cao, nitơ cháy được tạo thành ôxyt nitrô ảnh hưởng xấu đến môi trường Trong nhiên liệu hữu cơ nitơ chiếm khoảng 0,5% đến 2,5%

b Thành phần trong nhiên liệu không cháy được như :

Trang 35

- Ẩm (W) đó là thành phần hoàn toàn không có lợi vì nó làm giảm nhiệt lượng toả ra trong quá trình cháy Độ ẩm lớn làm cho than kết dính kém Độ ẩm trong nhiên liệu lỏng và nhiên liệu khí làm cho sự cháy không ổn định

- Tro (A) là tổng hợp những thành phần không cháy được ở thể rắn, thường qui định là tỷ lệ phần còn lại khi đốt nhiên liệu rắn ở 8000C hoặc nhiên liệu lỏng ở 5000C Độ tro phụ thuộc vào chủng loại nhiên liệu, điều kiện khai thác, vận chuyển và bảo quản Độ tro trong dầu madut khoảng 0,2 – 0,3%, của củi gỗ khoảng 0,5 đến 2,5%, của than đá khoảng 15 đến 30% hoặc hơn nữa Tro có tác dụng xấu, làm giảm nhiệt lượng phát ra của nhiên liệu, gây hiện tượng bám bẩn, mài mòn các bề mặt truyền nhiệt, các đường ống dẫn, quạt khói v.v… Trong công nghệ đốt, thường quan tâm đến nhiệt độ biến dạng, nhiệt độ mềm và nhiệt độ nóng chảy của tro

2.1.3 Đặc tính công nghệ của nhiên liệu

Các đặc tính công nghệ của nhiên liệu gồm có :

a Chất bốc (V)

Là khối lượng mất đi khi nung nóng nhiên liệu trong điều kiện không có không khí ở nhiệt độ 8000C trong 7 phút Phần còn lại là cốc và tro Như vậy, chất bốc

là những chất khí bị thoát ra khi nhiên liệu bị phân huỷ trong môi trường không

có ôxy, thành phần chủ yếu của nó là hyđrô, cacbua hyđrô (CmHn), CO v.v Nhiên liệu càng non chất bốc càng nhiều Chất bốc đặc trưng cho tính bắt lửa của nhiên liệu Nhiên liệu có càng nhiều chất bốc càng dễ bắt lửa, cháy ổn định và ngọn lửa dài Nhiên liệu có chất bốc trên 25% rất dễ cháy, dưới 17% khó cháy

b Cốc

Là thành phần cháy được còn lại sau khi cho thoát hết chất bốc Cốc có thể ở dạng thiêu kết: cứng và xốp Cốc là nguyên liệu rất quan trọng trong công nghiệp luyện kim

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHÁY

2.2.1 Các khái niệm cơ bản

Cháy là quá trình phản ứng hoá học giữa ôxy và các thành phần cháy được

có toả nhiều nhiệt và ánh sáng Tốc độ cháy phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ chất cháy được

Ở một nhiệt độ nhất định, tốc độ cháy phụ thuộc vào nồng độ chất cháy được trong hỗn hợp nhiên liệu và không khí Nồng độ thấp, tốc độ cháy chậm; nồng độ cao, tốc độ cháy nhanh Còn ở một nồng độ nhất định, tốc độ cháy phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, ảnh hưởng của nhiệt độ đối với quá trình cháy lớn hơn rất nhiều ảnh hưởng của nồng độ Nhiệt độ bắt lửa của các loại nhiên liệu không giống nhau

Trang 36

Từ khi đưa vào buồng lửa đến khi đốt cháy hết, nhiên liệu đã trải qua một quá trình thay đổi về vật lý và hoá học rất phức tạp xen kẽ lẫn nhau Ta có thể chia thành mấy giai đoạn chính như sau:

- Đối với nhiên liệu rắn, quá trình cháy gồm 4 giai đoạn:

▪ Giai đoạn sấy nóng và sấy khô nhiên liệu

▪ Giai đoạn thoát chất bốc và tạo cốc

▪ Giai đoạn cháy chất bốc và cốc

▪ Giai đoạn tạo tro xỉ

- Đối với nhiên liệu lỏng không có giai đoạn tạo cốc và tạo xỉ Với nhiên liệu khí chỉ có giai đoạn sấy nóng và cháy

- Các giai đoạn của quá trình cháy không phải tiến hành tuần tự, tách biệt mà thường tiến hành gối đầu nhau, xen kẽ nhau

- Thời gian tiến hành các giai đoạn dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đặc tính của nhiên liệu, cấu tạo của buồng lửa và phương pháp vận hành

2.2.2 Quá trình bốc cháy và tắt ngọn lửa

Dưới đây chỉ khảo sát giai đoạn sấy nóng và cháy của nhiên liệu khí

a Giai đoạn sấy nóng

Khi nhiên liệu được đưa vào buồng lửa đang vận hành, lập tức nhận được nhiệt từ không khí nóng, từ sản phẩm cháy, từ vách tường của buồng lửa v.v… Phương thức truyền nhiệt từ không khí nóng là đối lưu, từ sản phẩm cháy là đối lưu và bức xạ, từ vách buồng lửa cũng là bức xạ

Khi nhận được nhiệt, nhiên liệu được sấy nóng và sấy khô Nhiệt độ của nhiên liệu tăng dần, lượng ẩm trong nhiên liệu cũng nhận được nhiệt, nhiệt độ tăng dần

và bốc hơi với cường độ mạnh dần Khi nhiệt độ lên đến khoảng 1000C thì ẩm bốc hơi mãnh liệt, cho đến khi bốc hầu hết độ ẩm bề mặt thì nhiệt độ tiếp tục tăng

và bước sang giai đoạn thoát chất bốc

Nhiên liệu có nhiệt độ ban đầu càng thấp, độ ẩm càng cao thì nhiệt lượng cần

để sấy càng nhiều, thời gian sấy càng dài, lượng không khí cần cũng nhiều Nhưng cần lưu ý là ở giai đoạn này cần không khí chỉ với tư cách là tác nhân sấy, chứ không phải là cung cấp ôxy cho quá trình cháy

độ ngọn lửa cao hay thấp

Dựa theo phương pháp hỗn hợp, có thể chia thành 3 cách đốt:

▪ Đốt có ngọn lửa sáng còn gọi là đốt khuyếch tán

Trang 37

▪ Đốt ngọn lửa không sáng

▪ Đốt không có ngọn lửa

Lượng không khí cấp phụ thuộc vào chất lượng của nguyên liệu khí, với nhiên liệu xấu đốt 1 m3 tc chỉ cần 0,78 m3 tc không khí, đốt 1 m3 tc khí lò cốc cần khoảng

4 m3 tc, đốt 1 m3 tc khí loại tốt thí dụ như khí thiên nhiên có khi cần đến khoảng

10 m3 tc Không khí có thể cấp vào nhờ sức hút của ống khói, sức đẩy của quạt gió hoặc sức hút của dòng nhiên liệu có tốc độ cao

❖ Đốt có ngọn lửa sáng

Ở đây nhiên liệu và không khí được đưa vào riêng rẽ, vào trong buồng lửa vừa hỗn hợp với nhau vừa tiến hành tất cả các giai đoạn của quá trình cháy, nên tốc

độ cháy tương đối chậm, hình thành ngọn lửa dài có thể đến 3 ÷ 4 m và sáng, nhiệt

độ không cao chỉ khoảng 10000C Không khí và nhiên liệu tiếp xúc được với nhau

là nhờ tác dụng khuếch tán nên gọi là phương thức đốt khuếch tán và loại vòi phun này được gọi là vòi phun hỗn hợp ngoài hoặc vòi phun khuếch tán

Hình 2 1 Ngọn lửa sáng

Ngọn lửa sáng có thể chia thành 3 vùng: vùng (1) không có màu sắc là vùng nhiệt

độ thấp, vùng (2) phát sáng, do lúc đầu nhiên liệu khí đã được sấy khá nóng, một

số thành phần như khí mêtan và khí cacbua nặng nhiệt phân thành muội bồ hóng, những hạt này được đốt nóng đỏ, phát ánh sáng và khi cháy hết toả ra màu vàng lúa, ở vùng thứ 3 các chất khí đã bị phân huỷ, tiếp xúc với không khí và cháy tỏa

ra màu xanh da trời Đó là trường hợp cháy bình thường Nếu thiếu không khí cháy không hoàn toàn ngọn lửa có màu đỏ sẫm, co ngắn lại và khói, nhưng nếu không khí quá nhiều, ngọn lửa có màu xanh nhạt, có thể phát ra tiếng ồn

❖ Đốt ngọn lửa không sáng

Ở cách đốt náy, nhiên liệu được hỗn hớp với 1 phần không khí gọi là gió cấp

1, chiếm khoảng 30 – 60%, sau đó mới thêm gió cấp 2 để hoàn thành quá trình cháy Ngọn lửa ngắn, màu xanh tím, có lõi hình viên trụ màu xanh lam, nhiệt độ khá cao, khoảng 1500 - 16000C Ngọn lửa cũng có thể chia thành 3 vùng Vùng

Trang 38

(1) cũng là vùng sấy nóng không màu sắc, vùng (2) có màu xanh lam là vùng cháy, nhưng vì không đủ oxy nên còn có khí CO và 1 ít H2, …chưa cháy hết, vùng (3) có màu xanh tím là vùng cháy kiệt các chất khí còn lại nhờ gió cấp 2 đưa thêm vào Nếu không đủ không khí, ngọn lửa có màu sẫm tím, đầu ngọn lửa vẫn phát sáng, màu vàng hoặc đỏ, ngọn lửa co ngắn lại, thậm chí có thể hút lửa vào miệng của vòi phun, nếu không khí quá nhiều, ngọn lửa nhỏ lại, mất màu, phát ra tiếng

ồn và có thể tuột lửa, ngọn lửa rời khỏi miệng phun Mặt nón ở vùng thứ 2 là vùng ranh giới giữa vùng cháy bên ngoài và vùng chưa cháy bên trong, ngọn lửa lan truyền vào trong theo chiều pháp tuyến của hình nón với 1 tốc độ nhất định tuỳ thuộc vào thành phần của nhiên liệu Ngọn lửa đốt theo phương thức này thường không thật ổn định

Hình 2 2 Ngọn lửa không sáng

❖ Đốt không có ngọn lửa

Ở cách đốt này nhiên liệu và tất cả không khí được hỗn hợp hoàn toàn với hệ

số dư lượng không khí khoảng 1,02 – 1,05, phun vào trong buồng lửa với tốc độ khá cao, khoảng 10 – 30 m/s, đôi khi còn có thể cao hơn Quá trình cháy tiến hành rất nhanh, ngọn lửa ngắn và hầu như không có màu sắc, thường có thêm những giải pháp để giữ ổn định ngọn lửa như khe rãnh, tường chắn, tường

bọc,…bằng gạch chịu lửa Theo phương pháp này quá trình cháy rất tốt nên có thể đốt được nhiên liệu có nhiệt trị thấp như khí lò cao, hoặc những nhiên liệu chứa nhiều thành phần cháy chậm như mêtan trong khí thiên nhiên

Trang 39

4 Đặc tính công nghệ của nhiên liệu

5 Cơ sở lý thuyết cháy

6 Các khái niệm cơ bản

7 Quá trình bốc cháy và tắt ngọn lửa

❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 2

Câu hỏi 1 Nhiên liệu dùng trong lò hơi là gì? Thành phần và đặc tính công nghệ của

chúng

Câu hỏi 2 Nêu cơ sở lý thuyết của sự cháy

Câu hỏi 5 Trình bày quá trình bốc cháy và tắt ngọn lửa?

Trang 40

CHƯƠNG 3: KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ TRANG BỊ PHỤ

❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 3

Chương 3 là chương giới thiệu về cấu tạo công dụng của lò hơi và các phần

tử chính từ đó người học có cái nhìn tổng quan về môn học

- Nội dung:

Tiêu đề	Giáo trình Lò hơi và tuabin hơi (Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí - Cao đẳng)
Tác giả	Đào Thị Phương Hoa, Lê Anh Dũng, Nguyễn Thành Danh
Trường học	Trường Cao đẳng Dầu Khí
Chuyên ngành	Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí
Thể loại	Giáo trình
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Bà Rịa Vũng Tàu

Định dạng
Số trang	145
Dung lượng	4 MB