Đề tài tính toán thiết kế lò hơi đốt than phun cho nhà máy nhiệt điện công suất 600mw nghiên cứu hệ thống xử lý tro bụi trong nhà máy nhiệt điện hải phòng

Nguyễn Tiến CươngDANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng A Thông số mẫu làm việc của than Bảng 1 Xác định hệ số không khí thừa Bảng 2 Đặc tính sản phẩm cháy Bảng 3 Entanpy của khói và không khí lý thuyế

Trang 1

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI ĐỐT THAN PHUN CHO NHÀ MÁY

NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 600MW.

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ TRO BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Cương Chữ ký của GVHD

Nhóm chuyên môn: Hệ thống và Tự động hóa quá trình nhiệt

Khoa: Năng lượng Nhiệt

Hà Nội - 2022

Trang 2

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VI ỆT NAM

Lò hơi cận tới hạn với các thông số:

- Nhiên liệu: than antraxit

− Công suất tổ máy: 600 MW

− Sản lượng hơi: D = 1800 t/h

− Áp suất hơi quá nhiệt: P = 17 MPa

− Nhiệt độ hơi quá nhiệt: t = 540 oC

− Nhiệt độ nước cấp: tnc = 245 oC

− Nhiệt độ khói thải thoát: θt = 130 oC

Nhiên liệu sử dụng: Than Cám 5b Cẩm Phả với các đặc tính:

Các thông số đặc trưng lựa chọn:

Áp suất trong bao hơi:

Phần chuyên đề: Nghiên cứu hệ thống xử lý tro bụi trong nhà máy nhiệt điện Hải Phòng

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TRƯỜNG CƠ KHÍ

Trang 3

-2 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán chính

- Tổng quan về lò hơi;

- Tính nhiệt và thiết kế sơ bộ lò hơi đốt than phun công suất 1800 tấn hơi/h

- Tìm hiểu tổng quan hệ thống, quy trình vân hành, tồn tại, giải pháp khắc phục sự cố vậnhành hệ thống xử lý tro bụi trong nhà máy nhiệt điện Hải Phòng

3 Các bản vẽ và đồ thị

- Các bản vẽ Ao về sơ đồ tổng thể lò và bố trí các bề mặt đốt trong lò hơi

4 Cán bộ hướng dẫn Phần: Toàn bộ

Họ tên cán bộ: TS Nguyễn Tiến Cương

5 Ngày giao đề tài đồ án: / /2022.

6 Ngày hoàn thành đồ án: / /2022

Ngày tháng năm 2022

(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)

SHSV: Lã Vũ Tuấn Anh ii Công nghệ năng lượng và nhiệt điện K62

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Đồ án tốt nghiệp là công việc giúp các sinh viên hệ thống lại toàn bộ kiến thức đãđược trao dồi trong suốt quá trình học tập tại môi trường Đại học Đây cũng là công trìnhđánh dấu bước ngoặt quan trọng đối với mỗi sinh viên Để có thể hoàn thành tốt bản đồ

án này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo TS Nguyễn Tiến Cương đã tận

tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện Nhờ có sự hướng dẫn của thầy, tôi

đã có hướng thực hiện đúng

Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới toàn thể các thầy cô trong Khoa Nănglượng Nhiệt và các bạn cùng Khóa đã tạo điều kiện giúp đỡ, động viên tôi trong quá trìnhthực hiện bản đồ án này

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN

Nội dung đồ án làm rõ các vấn đề sau: “Thiết kế và tính toán nhiệt lò hơi thanphun công suất 1800 tấn hơi /giờ Nghiên cứu và đề xuất giải pháp khắc phục sự cố nângcao hiệu quả vận hành hệ thống xử lý tro bụi trong nhà máy nhiệt điện Hải Phòng” Cácquá trình tính toán, thiết kế cũng như nghiên cứu được dựa trên những dữ liệu, công thứctính toán có trong các bài giảng và tài liệu chuyên nghành của Nhóm chuyên môn hệthống năng lượng nhiệt, Nhóm chuyên môn Hệ thống và Tự động hoá quá trình Nhiệt,các báo khoa học và được tiến hành trên nền tảng của các phần mềm excel, word,powerpoint, autocad Qua đó giúp em có thêm nhiều kiến thức mới, củng cố lại các kiếnthức đã học

Hà Nội, ngày tháng năm 2022

Sinh viên thực hiện

Lã Vũ Tuấn Anh

Trang 5

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản đồ án này do tôi tự tính toán, thiết kế và nghiên cứu dưới sự

hướng dẫn của thầy giáo TS Nguyễn Tiến Cương.

Để hoàn thành đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệutham khảo, ngoài ra không sử dụng tài liệu nào khác mà không được ghi

Nếu sai, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Sinh viên thực hiện

Lã Vũ Tuấn Anh

SHSV: Lã Vũ Tuấn Anh iv Công nghệ năng lượng và nhiệt điện K62

Trang 6

SVTH : Lã Vũ Tuấn Anh GVHD: TS Nguyễn Tiến Cương

MỤC LỤC

PHẦN CHUNG: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI ĐỐT THAN PHUN CHO

NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 600MW 4

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 4

1.1 Tổng quan về lò hơi 4

1.1.1 Giới thiệu về lò hơi và phân loại lò hơi 4

1.1.2 Buồng lửa đốt than bột 5

1.1.3 Bộ quá nhiệt 8

1.1.4 Bộ hâm nước 8

1.1.5 Bộ sấy không khí 9

1.2 Nhiệm vụ thiết kế và phương pháp tính 11

1.2.1 Nhiệm vụ thiết kế 11

1.2.2 Các bước thiết kế tổng quát 12

1.2.3 Chọn phương án thiết kế 12

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI 13

2.1 Tính toán quá trình cháy 13

2.1.1 Xác định hệ số không khí thừa α 13

2.1.2 Tính thể tích sản phẩm cháy 15

2.1.3 Thể tích sản phẩm cháy 16

2.1.4 Lập bảng tính entanpy 16

2.2 Cân bằng nhiệt lò hơi 17

2.2.1 Lượng nhiệt đưa vào lò hơi 18

2.2.2 Lượng nhiệt sử dụng hữu ích 18

2.3 Xác định các tổn thất lò hơi 19

2.4 Hiệu suất lò hơi và tiêu hao nhiên liệu 21

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 27

3.1 Chọn vòi phun 27

3.2 Xác định kích thước buồng lửa 28

3.2.1 Xác định thể tích buồng lửa 28

3.2.2 Xác định kích thước buồng lửa 28

Trang 7

3.2.3 Xác định diện tích buồng lửa 30

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ BỀ MẶT TRAO ĐỔI NHIỆT BUỒNG ĐỐT 36

4.1 Thiết kế bộ quá nhiệt nửa bức xạ 36

4.2 Thiết kế dãy pheston 40

4.3 Phân phối nhiệt các bề mặt đốt 48

4.4 Thiết kế bộ quá nhiệt trung gian 54

4.5 Thiết kế bộ quá nhiệt cấp II 60

4.6 Thiết kế bộ hâm nước cấp I và II 66

4.7 Thiết kế bộ sấy không khí 74

PHẦN CHUYÊN ĐỀ: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG XỬ LÝ TRO BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HẢI PHÒNG

CHƯƠNG 5 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ TRO BỤI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN HẢI PHÒNG 81

5.1 Nhiệm vụ của hệ thống 81

5.2 Nguyên lý làm việc 81

5.3 Mô tả hệ thống 81

5.3.1 Hệ thống thải tro bay 81

5.3.2 Hệ thống thải tro ướt 83

5.4 Thông số kỹ thuật các thiết bị trong hệ thống 83

5.4.1 Van tro bay 83

5.4.2 Quạt sục phễu tro 84

5.4.3 Bộ gia nhiệt khí sục phễu tro 85

5.4.4 Quạt hút chân không 85

5.4.5 Bộ gom tro kiểu túi (cổ góp) 85

5.4.6 Silô tro 86

5.4.7 Bộ lọc khí xả silô 86

5.4.8 Quạt sục silô tro 86

5.4.9 Bộ gia nhiệt khí sục silô 87

5.4.10 Bơm nước tống tro (Bơm FA) 87

Trang 8

SVTH: Lã Vũ Tuấn Anh GVHD: TS Nguyễn Tiến Cương

5.4.11 Bộ hòa trộn xả tro ướt

5.4.12 Máy cấp xả tro khô

5.4.13 Thiết bị dỡ tải tro khô

5.5 Vận hành hệ thống vận chuyển tro bay

5.5.1 Kiểm tra trước khi đưa hệ thống vận chuyển tro bay vào làm việc

5.5.2.1 Trình tự tự động………

5.5.2.2 Trình tự bằng tay………

5.5.3 Trông coi hệ thống vận chuyển tro bay khi vận hành bình thường

5.5.4 Các liên động bảo vệ của hệ thống vận chuyển tro bay

5.6 Vận hành hệ thống thải tro silô

5.6.1 Kiểm tra trước khi đưa hệ thống thải silô vào làm việc

5.6.2 Trình tự đưa hệ thống thải tro ướt vào làm việc

5.6.3 Trình tự đưa hệ thống thải tro khô vào làm việc

5.6.4 Trông coi hệ thống thải tro silô khi vận hành bình thường

5.6.5 Trình tự ngưng hệ thống thải tro silô

CHƯƠNG 6 CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH HỆ THỐNG XỬ

LÝ TRO BỤI104

6.1 Theo các điều kiện sau, cần ngưng khẩn cấp bơm nước tống tro

6.2 Không hút được tro tại các phễu

6.3 Rách túi lọc cổ góp

6.4 Tắc phễu tro, đường ống hút, cổ góp

6.5 Tắc cửa xả ướt

6.6 Chân không đầu vào bộ hòa trộn thấp

6.7 Bơm nước tống tro không thể bơm nước

6.8 Sự cố xâm thực bơm nước tống tro

Trang 9

LỜI NÓI ĐẦU

Điện năng là nguồn năng lượng quan trọng nhất gắn liền với nền sản xuất hiện đại Sựphát triển của một quốc gia được đánh giá bằng lượng tiêu thụ điện năng của nước đó.Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, nhu cầu vềtiêu thụ điện năng của nước ta ngày càng tăng, đặc biệt trong quá trình công nghiệp hóahiện đại hóa đất nước, hội nhập nền kinh tế khu vực và thế giới Với xu hướng đó, hệthống điện Việt Nam đã có bước phát triển nhảy vọt để đảm bảo cung cấp điện an toàn và

ổn định, đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế và xã hội của cả nước Tuy nhiên các nhà máyđiện thường thải ra các khói thải có chứa chất gây độc hại ảnh hưởng đến tự nhiên và conngười Vậy nên để có thể đáp ứng nhu cầu đặt ra trong chiến lược phát triển năng lượng

đất nước, em đã chọn đề tài “Tính toán thiết kế lò hơi đốt than phun cho nhà máy nhiệt điện công suất 600MW Nghiên cứu hệ thống xử lý tro bụi trong nhà máy nhiệt điện Hải Phòng”.

Chương 3: Thiết kế buồng đốt

Chương 4: Tính toán bề mặt trao đổi nhiệt

Phần chuyên đề: Nghiên cứu hệ thống xử lý tro bụi trong nhà máy nhiệt điện Hải Phòng

Chương 5: Tổng quan về hệ thống xử lý tro bụi nhà máy nhiệt điện HảiPhòng

Chương 6: Nghiên cứu sự cố thường gặp trong hệ thống xử lý tro bụi của

nhà máy nhiệt điện Hải Phòng và đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả vận

hành hệ thống.

1

Trang 10

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.3 Tổn thất nhiệt ra môi trường bên ngoài

Hình 3.2 Hình dạng kích thước buồng lửa

Hình 4.1 Cấu tạo bộ quá nhiệt nửa bức xạ

Hình 4.2 Dãy pheston

Hình 4.4 Bộ quá nhiệt trung gian

Hình 4.5 Bộ quá nhiệt cấp II

Hình 4.7 Bộ sấy không khí kiểu quay

Hình 5.5 Màn hình điều khiển 2902.diag

Hình 6.2 Thanh gai cực phóng rụng rơi xuống phễu tro

Hình 6.4 Đóng xỉ phễu tro

Trang 11

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng A Thông số mẫu làm việc của than

Bảng 1 Xác định hệ số không khí thừa

Bảng 2 Đặc tính sản phẩm cháy

Bảng 3 Entanpy của khói và không khí lý thuyết

Bảng 4 Entanpy của khói và không khí thực tế

Bảng 5 Tính toán cân bằng nhiệt và tính lượng tiêu hao nhiên liệu

Bảng 6 Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi

Bảng 7 Đặc tính truyền nhiệt của buồng lửa

Bảng 8 Đặc tính cấu tạo của bộ quá nhiệt nửa bức xạ

Bảng 9 Đặc tính truyền nhiệt của bộ quá nhiệt nửa bức xạ

Bảng 10 Đặc tính cấu tạo của dãy pheston

Bảng 11 Đặc tính truyền nhiệt của dãy pheston

Bảng 12 Phân phối nhiệt các bề mặt đốt

Bảng 13 Đặc tính cấu tạo bộ quá nhiệt trung gian

Bảng 14 Đặc tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt trung gian

Bảng 15 Đặc tính cấu tạo bộ quá nhiệt cấp II

Bảng 16 Đặc tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II

Bảng 17 Đặc tính cấu tạo bộ hâm nước cấp II

Bảng 18 Đặc tính truyền nhiệt bộ hâm nước cấp II

Bảng 19 Đặc tính cấu tạo bộ hâm nước cấp I

Bảng 20 Đặc tính truyền nhiệt bộ hâm nước cấp I

Bảng 21 Thông số chính của bộ sấy không khí

Bảng 22 Đặc tính truyền nhiệt bộ sấy không khí cấp II

Bảng 23 Đặc tính truyền nhiệt bộ sấy không khí cấp I

Bảng 24 Thông số các thiết bị trong hệ thống xử lý tro bay

Bảng 25 Sự cố thường gặp

3

Trang 12

PHẦN CHUNG: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ HƠI ĐỐT THAN PHUN CHO NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CÔNG SUẤT 600MW

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan về lò hơi

1.1.1 Giới thiệu về lò hơi và phân loại lò hơi

Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra quá trình đốt cháy nhiên liệu, chuyển hóa nănglượng của nhiên liệu hữu cơ như than đá dầu mỏ khí đốt…thành nhiệt năng của sản phẩmcháy, trong các lò phản ứng nguyên tử tiến hành các phản ứng phân hủy hoặc tổng hợphạt nhân nguyên tử phát ra nhiệt Nhiệt lượng tỏa ra sẽ biến nước thành hơi bão hòa hoặchơi quá nhiệt, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi

Cùng với sự phát triển của kinh tế và công nghiệp, lò hơi là thiết bị có mặt gần nhưtrong tất cả các xí nghiệp, nhà máy, để sản xuất hơi nước phục vụ cho các quá trình côngnghiệp khác nhau như: điện năng trong các nhà máy điện, các quá trình đun nấu, chưngcất các dung dịch, sấy sản phẩm trong các quá trình công nghệ của nhà máy hóa chất,đường rượu bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến nông sản và thực phẩm…Ngàynay, lò hơi ngày càng phát triển cả về nguyên lý làm việc, công suất, thông số hơi và cấutrúc lò…do vậy hiện nay lò hơi rất đa dạng Tùy theo từng đặc tính có thể phân loại lòhơi như sau:

− Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng lửa:

 Lò hơi đốt theo lớp: lò ghi thủ công (ghi cố định); lò ghi nửa cơ khí;

 Lò hơi đốt theo dạng ngọn lửa: đốt than bột; đốt nhiên liệu lỏng hay khí, khí ga,thải xỉ lỏng hay thải xỉ khô

 Lò hơi đốt kiểu tầng sôi và tầng sôi tuần hoàn

 Lò hơi có buồng đốt xoáy…

− Theo chế độ tuần hoàn của nước trong giàn ống sinh hơi:

 Lò hơi tuần hoàn tự nhiên

 Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức có hỗ trợ của bơm

 Lò hơi trực lưu

− Theo thông số hay công suất của lò hơi:

 Lò hơi công suất nhỏ thông số hơi thấp

 Lò hơi công suất vừa và thông số hơi trung bình

Trang 13

 Lò hơi công suất lớn thông số cao, siêu cao, cận tới hạn và siêu tới hạn

1.1.2 Buồng lửa đốt than bột

Than bột được không khí thổi qua vòi phun vào buồng lửa và cháy ở trạng thái lơlửng qua các giai đoạn cháy của quá trình cháy nhiên liệu Các giai đoạn cháy của bộtthan xảy ra tuần tự theo bề dài ngọn lửa: sấy, sinh và cháy chất bốc, cháy cốc và tạo xỉ.Xong do kích thước của hạt bột than rất bé nên quá trình cháy xảy ra rất nhanh (khoảng 1– 2 giây) Thời gian của quá trình cháy dòng hỗn hợp bột than và không khí phụ thuộcvào nhiều yếu tố như độ mịn than bột, chất bóc của nhiên liệu, nhiệt độ ban đầu của hỗnhợp, tỷ lệ giữa lượng không khí cấp một và cấp 2, phương pháp cấp không khí,… Bộtthan đưa vào được hỗn hợp với không khí và cháy thành ngọn lửa, chiếm hầu hết thể tíchbuồng lửa Vùng có nhiệt độ cao nhất trong buồng lửa gọi là vùng trung tâm cháy Vùngtrung tâm cháy thường ở ngang mức đặt vòi phun Càng ra xa vùng trung tâm cháy nhiệt

độ càng giảm dần Nguồn nhiệt để sấy nhiên liệu chủ yếu là do bức xạ của ngọn lửa và dotiếp xúc với những hạt nóng hơn

Nhiệt độ vùng trung tâm ngọn lửa đạt tới 1500 – 1600 oC và có thể cao hơn Để tăngcường việc cháy kiệt bột than, trong ngọn lửa phải duy trì nhiệt độ đủ cao Điều này đặcbiệt quan trọng ở vùng cuối cùng của ngọn lửa do nồng độ oxy ở đây giảm đi Tuy nhiênđiều này lại mâu thuẫn với việc phát thải khí SO2 và NOx do vậy cần phải nghiên cứuđầy đủ và chọn được nhiệt độ tối ưu Khí động học của ngọn lửa phải đảm bảo hút mạnhkhói đến chân buồng lửa, gây rối dòng và pha trộn tốt các hạt bột với chất oxy hóa

Chế độ làm việc của buồng lửa cũng phải đảm bảo sao cho xỉ có thể thải ra liên tụcđược Khi thiết kế thải xỉ khô thì nhiệt độ vùng tạo xỉ (phễu tro lạnh) phải thấp để xỉ cóthể ở trạng thái đông cứng được Khi thiết kế thải xỉ lỏng thì ngược lại, nhiệt độ vùng tạo

xỉ phải cao hơn (lớn hơn nhiệt độ nóng chảy của tro) để xỉ có thể ở trạng thái lỏng được.Những điều này được quyết định bởi việc bố trí trung tâm ngọn lửa, nghĩa là đặt vào vị tríđặt của vòi phun trong buồng lửa

 Vòi phun bột than

Vòi phun bột than là thiết bị rất quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình cháy bộtthan Cấu tạo miệng phun và vị trí đặt của nó trong buồng lửa phải đảm bảo các yêu cầusau:

5

Trang 14

- Có khả năng làm cho hỗn hợp bốc cháy nhanh và ổn định

- Hiệu suất quá trình cháy cao

- Buồng lửa vận hành ổn định đồng thời đảm bảo giảm nồng độ chất phát thải khicháy

Để đảm bảo bốc cháy nhanh và ổ định, thì:

- Phải tạo ra vùng xoáy mạnh trước miệng vòi phun hoặc hút theo dòng phun đủ lớn

để đưa dòng khói nóng đến dòng bột than trong vùng bắt lửa

- Hướng ngược dòng khói vào tâm ngọn lửa

- Giới hạn lượng không khí cấp một và đốt nóng chúng tới nhiệt độ cao

- Tăng cường khuếch tán của dòng

- Phân dòng bắt lửa để giảm bớt sự hình thành chất phát thải

Để đảm bảo cháy hiệu suất cao cần:

- Phân bố đồng đều ngọn lửa và đảm bảo cháy kiệt bột than

- Đảm bảo độ mịn bột than

Để đảm bảo vận hành ổn định thì:

- Không gây đóng xỉ bề mặt đốt và buồng lửa

- Vòi phun cấu tạo đơn giản dễ điều chỉnh trong phạm vi lớn

Về mặt cấu tạo vòi phun bột than chia làm hai loại chính: vòi phun tròn và vòi phundẹt Vòi phun tròn có các rãnh để không khí và bột than đi theo dạng ống tròn, còn ở vòiphun dẹt các rãnh này có dạng hình chữ nhật

Tùy theo cấu tạo vòi phun, cấu tạo buồng lửa, công suất lò hơi, tính chất nhiên liệu

mà vòi phun có thể đặt theo các vị trí khác nhau trên tường buồng lửa Hiện nay sử dụngphổ biến bốn loại bố trí sau: đặt ở tường trước, đặt ở tường bên, đặt ở góc và đỉnh lò

a) Buồng lửa thải xỉ khô

Buồng lửa thải xỉ khô là buồng lửa có xỉ được thải ra ở trạng thái khô cứng Để đảmbảo thải xỉ khô, nhiệt độ của vùng tập trung thải xỉ trước khi ra khỏi buồng lửa phải thấp

để xỉ không ở trạng thái chảy lỏng Yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất đến việc đảm bảothải xỉ khô là phễu tro lạnh và vị trí đặt vòi phun Vị trí của miệng vòi phun có ảnh hưởnglớn đến sự phân bố nhiệt độ trong buồng lửa và do đó cũng ảnh hưởng lớn đến việc thải

xỉ ra khỏi buồng lửa Khi thải xỉ khô, các miệng vòi phun đều được đặt cách xa phễu trolạnh Dòng bột than được phun ngang hoặc hướng lên trên Vì vậy chiều cao của buồnglửa phun thải xỉ khô thường lớn hơn buồng lửa thải xỉ lỏng

Ưu điểm của buồng lửa phun thải xỉ khô:

− Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài bé có thể bỏ qua

Trang 15

− Cho phép điều chỉnh phụ tải trong một phạm vi rộng mà không ảnh hưởng gì đếnviệc thải xỉ của buồng lửa

− Cấu tạo của phễu tro xỉ đơn giản, thực ra không đòi hỏi thêm gì cả về mặt cấu tạo.Hạn chế của buồng lửa phun thải xỉ khô:

− Khả năng thải xỉ ra khỏi buồng lửa rất bé, chỉ chiếm 10÷20% tro xỉ theo dòngkhói Do đó không thể tăng cường hệ số truyền nhiệt trong các bề mặt đốt đối lưubằng biện pháp tăng tốc độ khói được, vì các bề mặt đốt sẽ bị tro mài mòn mạnh

− Để đảm bảo nhiệt độ vùng thải xỉ thấp thì nhiệt thế phải nhỏ, do đó kích thướcbuồng lửa tăng lên

− Xỉ đóng lại trên tường tương đối nhiều, nếu nhiệt độ phễu tro lạnh tăng lên thì xỉ

có thể ở trạng thái dẻo, dính lại với nhau và không tự thải xỉ ra khỏi buồng lửađược

− Không thích hợp khi dùng nhiên liệu khó cháy, nhất là khi có nhiệt độ chảy của trothấp, vì khi ấy để đảm bảo tro không ở trạng thái nóng chảy thì nhiệt độ buồng lửaphải thấp do đó nhiên liệu sẽ khó cháy Vì vậy chế độ khí động của buồng lửa khiđốt nhiên liệu khó cháy đòi hỏi phải có tổ chức chặt chẽ

b) Buồng lửa thải xỉ lỏng

Trong buồng lửa thải xỉ lỏng, xỉ thải ra khỏi lò ở trạng thái lỏng như vậy xỉ thải rabuồng lửa phải có nhiệt độ bằng hoặc cao hơn nhiệt độ nóng chảy của tro Thông thườngnhiệt độ nóng chảy của tro vào khoảng 1000oC 1600oC, nên để đảm bảo xỉ thải ra đượcthì nhiệt độ khói trong buồng lửa phải vào khoảng 1500oC 1800oC

Do thải xỉ ở trạng thái lỏng nên buồng lửa thải xỉ lỏng cơ bản khắc phục đượcnhược điểm của buồng lửa thải xỉ khô Nhưng do nhiệt độ nóng chảy của tro cao như vậy

lò sẽ bị tổn thất một lượng nhiệt rất lớn ra ngoài theo đường tro bay (q6) Và cũng vì nhiệt

độ cao như vậy nên người ta phải bọc cách nhiệt dàn ống sinh hơi ở phần đáy lò gây nêntốn kém

*Cấu tạo của buồng lửa thải xỉ lỏng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

− Cấu tạo của vùng chảy tro xỉ phải đảm bảo sao cho bột than cháy được hoàn toànvới hiệu suất cao, nhiệt độ trong vùng cháy cao để tro có thể ở trạng thái lỏng

− Vùng làm lạnh phải có khả năng làm lạnh khói đảm bảo cho nhiệt độ khói thải khi

ra khỏi buồng lửa nhỏ hơn nhiệt độ mềm của tro để không gây nên bám tro các bềmặt truyền nhiệt đối lưu đặt sau cửa ra buồng lửa

Về mặt cấu tạo thì buồng lửa thải xỉ lỏng có 3 loại:

7

Trang 16

− Buồng lửa hở (loại một buồng)

− Buồng lửa kín (loại hai buồng lửa)

− Buồng lửa nửa hở (loại trung gian)

Loại buồng lửa hở thì trong buồng lửa không có ranh giới rõ rệt giữa vùng chảy tro

và vùng làm lạnh Về cơ bản nó chỉ khác buồng lửa thải xỉ khô ở đáy lò và vị trí đặt vòiphun Nên loại này có thể ứng dụng để cải tạo buồng lửa thải xỉ khô thành buồng lửa thải

xỉ lỏng

Ưu điểm của buồng lửa thải xỉ lỏng:

− Tỉ lệ thải xỉ ra khỏi buồng lửa tăng lên khá nhiều, gấp 3 – 4 lần so với buồng lửathải xỉ khô do đó cho phép ta có thể tăng tốc độ dòng khói trong bề mặt truyềnnhiệt đối lưu lên nhiều

− Do thải xỉ lỏng lên tổn thất do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học rất bé có thểcoi bằng không

− Buồng lửa thải xỉ lỏng có khả năng làm việc với hệ số không khí thừa nhỏ nhấtnên hiệu suất của lò hơi cao hơn

Hạn chế của buồng lửa thải xỉ lỏng:

− Hạn chế của buồng lửa thải xỉ lỏng là tổn thất nhiệt do xỉ mang ra khỏi lò khá lớnkhông thể bỏ qua như thải xỉ khô, nhiệt độ trong buồng lửa giảm đi có thể làm cho

xỉ không ở trạng thái lỏng được gây nên tắc xỉ, cấu tạo và vận hành phức tạp hơnbuồng lửa thải xỉ khô

1.1.3 Bộ quá nhiệt

Bộ quá nhiệt là một thiết bị dùng để gia nhiệt hơi từ trạng thái bão hòa ở áp suấttrong bao hơi hay từ hơi sau điểm tới hạn của lò hơi trực lưu tới trạng thái quá nhiệt quyđịnh Nhiệt độ hơi càng cao thì tỉ lệ lượng nhiệt dùng để quá nhiệt hơi so với tổng lượngnhiệt hấp thu của lò càng lớn

Ở các lò hiện thông số trung áp (3,82 MN/m2 và 450oC), cao áp (9,81MN/m2 và

510oC) bộ quá nhiệt thường đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao (tới trên 1000oC) để đảm bảothu được nhiệt độ hơi theo yêu cầu Song những bộ quá nhiệt này vẫn chỉ đặt sau cụmống pheston và do đó gọi là bộ quá nhiệt đối lưu Ở những lò có nhiệt độ cao hơn (trên

530oC) đòi hỏi bộ quá nhiệt phải đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao hơn Khi ấy những bộquá nhiệt đặt ở phía trên buồng lửa (trước cụm ống pheston) gọi là bộ quá nhiệt nửa bức

xạ, còn khi đặt xen kẽ với giàn ống xung quanh buồng lửa gọi là bộ quá nhiệt bức xạ.Những bộ quá nhiệt bao gồm cả 3 phần bức xạ, nửa bức xạ và đối lưu gọi là bộ quá nhiệt

Trang 17

tổ hợp Tùy theo thông số của lò hơi mà tỷ số giữa các phần bề mặt đối lưu của chúngkhác nhau

Để tăng hiệu suất chu trình nhiệt, ngoài việc nâng cao áp suất lên trạng thái tới hạn(siêu tới hạn) Mặt khác, ở những chu trình từ cao áp trở lên người ta còn sử dụng bộ quánhiệt trung gian (tái nhiệt) Hơi sau khi giãn nở ở tuabin cao áp thường có áp suất 3 4MN/m2 Nguồn nhiệt dùng để tái nhiệt trung gian chủ yếu là khói lò và bộ quá nhiệt trunggian thường đặt ở vùng khói đối lưu

1.1.4 Bộ hâm nước

Bộ hâm nước là bề mặt truyền nhiệt đặt ở phía sau lò để tận dụng nhiệt của khói thảisau khi đi ra khỏi bộ quá nhiệt Mục đích là để nâng cao hiệu suất lò hơi Chính vì vậy

mà bộ hâm nước còn có tên gọi là bộ tiết kiệm than

Bộ hâm nước có ba loại:

− Bộ hâm nước bằng ống thép trơn

− Bộ hâm nước bằng ống thép có cánh

− Bộ hâm nước bằng gang

a) Bộ hâm nước bằng ống thép trơn

Bộ hâm nước ống thép trơn được sử dụng chủ yếu cho các loại lò hơi hiện đại Nógồm những ống thép có đường kính ngoài thường là 28, 32, 38 mm Các ống xoắn đượcchế tạo dưới dạng những đoạn ống hàn với nhau trong cùng một mặt phẳng Khi ấy để dễdàng chế tạo các ống xoắn của bộ hâm nước được giữ bằng cách treo hay đỡ Để đảm bảocác ống xoắn khỏi bị mài mòn thì người ta che ống xoắn bằng những lá chắn hay thanhthép tròn hoặc đưa vùng ống xoắn bị mài mòn nhiều nhất ra khỏi đường khói lò

b) Bộ hâm nước bằng gang

Bộ hâm nước bằng gang gồm những ống bằng gang đúc Bộ hâm nước bằng gangchỉ dùng cho các lò hơi loại nhỏ, áp suất thấp (<2.5Mpa) Đường kính trong khoảng từ 76 120mm, dài khoảng 1,5 3m Những ống này thường nối với tiếp với nhau với nhaubằng những cút nối cũng bằng gang đúc

Vì gang có hệ số dẫn nhiệt kém nên để tăng cường truyền nhiệt người ta đã đúcthêm cánh cho các ống và gọi là ống bằng gang có cánh Do gang khó hàn nên ông gangđược bố trí dạng không gian và được nối với nhau bằng cút ống đúc sẵn nhờ mặt bích vàbulông Tuy nhiên vì có cánh nên lượng tro bám vào rất nhiều nên làm giảm hệ số truyềnnhiệt Hơn nữa vì là gang nên độ giòn cao, không chịu được lực tác dụng va đập nên để

9

Trang 18

tránh hiện tượng thủy kích trong ống của bộ hâm nước, nước trong bộ hâm không đượcsôi và sinh hơi

1.1.5 Bộ sấy không khí

Về mặt truyền nhiệt, bộ sấy không khí được chia làm hai loại: loại thu nhiệt và loạihồi nhiệt

a) Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt

Ở bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt: nhiệt truyền trực tiếp từ khói tới không khí quavách kim loại

Về mặt cấu tạo nó có thể gồm các kiểu sau: kiểu bằng tấm thép, kiểu bằng ống théptrơn và kiểu bằng ống gang

b) Bộ sấy không khí kiểu ống thép

Bộ sấy không khí kiểu ống thép được sử dụng khá rộng rãi do có cấu tạo đơn giản

và dễ chế tạo Nó gồm một hệ thống ống đứng đặt so le và được giữ với nhau bởi hai mặtsàng, trong đó khói đi trong ống và không khí đi ngoài ống Thông thường hiện nayngười ta người ta chế tạo bộ sấy không khí theo từng cụm (khối) Khi lắp lò chúng đượcnối với nhau tạo thành bộ sấy không khí Việc chia thành khối như vậy giúp cho việc vậnchuyển tháo lắp dễ dàng

Bộ sấy không khí kiểu ống có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa thay thế, tro

ít bám lại đường ống, khả năng lọt không khí sang đường ống rất bé

Nhược điểm chủ yếu là dễ bị mài mòn bởi tro bay, dễ bị ăn mòn bởi axit bởi nhiệt

độ thấp

c) Bộ sấy không khí kiểu tấm thép

Bộ sấy không khí kiểu tấm thép gồm các tấm thép (thường được dập gân để tăng

độ cứng) đặt liền kề nhau, tạo đường đi xen kẽ nhau giữa dòng khói và dòng không khí.Hai dòng cũng được bố trí lưu động cắt hay lưu động ngược chiều nhau

Bộ sấy không khí kiểu tấm có cấu tạo đơn giản hơn nhiều so với kiểu ống, thíchhợp với công suất sấy không khí không lớn, hiện ít được sử dụng để sấy không khí cho lòhơi nhưng được sử dụng nhiều cho không khí nóng được gia nhiệt bằng khói mà không

có điều kiện có nồi hơi để gia nhiệt không khí bằng hơi

d) Bộ sấy không khí kiểu ống gang

So với thép, gang có độ chống ăn mòn và mòi mòn tốt hơn nhiều, bản thân ống bộsấy không khí không làm việc dưới áp lực nên việc dùng gang có ý nghĩa quan trọng

Trang 19

trong việc đảm bảo độ bền ống, chống lại các tác động phá hủy từ bên ngoài Do gang có

hệ số dẫn nhiệt bé, không thể bố trí ống dày đặc như ống thép nên ống gang được chế tạo

có cánh ngoài ống và cánh trong ống

Bộ sấy không khí bằng gang có cấu tạo nặng nề, các ống phải chế tạo đơn chiếcbằng đúc, giá thành cao, diện tích truyền nhiệt không lớn, hiện ít dùng cho lò hơi, cònđược sử dụng cho các lò đốt, lò nung có công suất nhiệt không quá lớn, có điều kiện làmviệc nặng nề về môi trường (nhiệt độ khói, không khí, ăn mòn, mài mòn)

e) Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt

Ở đây sấy không khí kiểu hồi nhiệt, khói đầu tiên đốt nóng vật liệu mang nhiệttrung gian là kim loại hoặc gốm rồi sau đó nhiệt tích tụ lại ở đây được truyền cho khôngkhí Như vậy, ở bộ sấy không khí hồi nhiệt, phần tử mang nhiệt sẽ tuần tự tiếp xúc vớikhói nóng rồi sau đó với không khí lạnh

Ưu điểm của bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt là: kích thước gọn gàng suất tiêu haokim loại nhỏ (10 15 kg/m2), trở lực đường khói và không khí khá bé Hơn nữa ở bộ sấykhông khí kiểu hồi nhiệt còn khắc phục được hiện tượng ăn mòn ở nhiệt độ thấp trongđường khói Vì vậy, bộ sấy không khí hồi nhiệt được sử dụng rất tốt khi đốt nhiên liệunhiều lưu huỳnh

Khuyết điểm của nó là: lượng không khí lọt vào trong đường khói khá lớn làm cholượng tiêu hao điện năng cho việc thông gió và tổn thất q2 tăng lên

Để so sánh các loại bộ sấy không khí người ta dùng các chỉ tiêu về kích thước Vềtrọng lượng và giá thành Bộ sấy không khí bằng gang có cánh có kích thước cấu tạo lớnnhất và giá thành đắt nhất, sau đó đến bộ sấy không khí kiểu tấm rồi đến kiểu ống Bộ sấykhông khí kiểu hồi nhiệt có chỉ tiêu nhỏ nhất So sánh tổng thể, bộ sấy không khí hồinhiệt có các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất, được sử dụng phổ biến trong các nhà máynhiệt đốt than hiện nay ở Việt Nam cũng như nhiều nước trên thế giới

1.2 Nhiệm vụ thiết kế và phương pháp tính

1.2.1 Nhiệm vụ thiết kế

Theo yêu cầu đề bài:

Tính toán thiết kế lò hơi đốt bột than phun antraxit cám 5B Cẩm Phả cho nhà máynhiệt điện với công suất 600MW lò cận tới hạn với các thông số :

− Công suất tổ máy: 600 MW

− Sản lượng hơi: D = 1800 t/h

11

Trang 20

− Áp suất hơi quá nhiệt: P = 17 MPa

− Nhiệt độ hơi quá nhiệt: t = 540 oC

− Nhiệt độ nước cấp: tnc = 245 oC

− Nhiệt độ khói thải thoát: θt = 130 oC

Nhiên liệu sử dụng: Than Cám 5b Cẩm Phả với các đặc tính:

Bảng A Thông số mẫu làm việc của than

Các thông số đặc trưng lựa chọn:

Áp suất trong bao hơi:

1.2.2 Các bước thiết kế tổng quát

Sau khi tìm hiểu nhiệm vụ thiết kế ta tiến hành các bước công việc sau:

1 Chọn phương án lò hơi, xác định sơ bộ dạng lò hơi

2 Tính toán thể tích và Entanpy của sản phẩm cháy và không khí lạnh, không khí nóng Lập thành bảng

3 Tính cân bằng nhiệt và tính lượng tiêu hao nhiên liệu

lv th

Q 24583(kJ / Kg)

Trang 21

đến quá trình làm việc của thiết bị Chất bốc có trong hàm lượng của than anthraxit rấtthấp Vc < 10% nên khả năng bắt lửa kém vì thế trong quá trình cháy phải nâng nhiệt độhỗn hợp gió cấp 1, bột than và khói nóng lên tới nhiệt độ bắt lửa Lò hơi dự định thiết kế

có sản lượng hơi D = 1800 t/h với thông số hơi cao Với những yêu cầu của bản thiết kếđặt ra ta chọn sơ bộ cấu trúc của lò hơi cần thiết kế là dạng lò hình chữ Lò hơi dựđịnh thiết kế thải xỉ khô và có một bao hơi Đường khói đi lên bố trí buồng lửa và bộ quánhiệt cấp 1 nửa bức xạ kiểu treo, đường khói nằm ngang bố trí bộ quá nhiệt trung gian

và bộ quá nhiệt cấp 2 Đường khói đi xuống ta bố trí 2 bộ hâm nước kiểu ống trơn và 2

bộ sấy không khí hồi nhiệt được sắp xếp theo kiểu: HN2 – SKK2 – HN1 – SKK1

Toàn bộ buồng lửa bố trí dàn ống sinh hơi Ở hai tường bên bố trí 2 dãy vòi phuntròn Giữa bộ quá nhiệt cấp 2 và cấp 1 có đặt bộ giảm ôn bề mặt

13

Trang 22

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ CÂN BẰNG

NHIỆT LÒ HƠI 2.1 Tính toán quá trình cháy

2.1.1 Xác định hệ số không khí thừa α

Căn cứ vào phương pháp đốt của lò hơi cần thiết kế và tính chất của nhiên liệu để

xác định hệ số không khí thừa đầu ra buồng lửa Căn cứ vào hệ số vào hệ số khôngkhí lọt của buồng lửa, hệ thống nghiền than và các bề mặt đốt để xác định hệ số khôngkhí thừa của các bề mặt đốt

Hệ số không khí thừa đầu ra buồng lửa Chọn

- Hệ số không khí lọt của hệ thống nghiền than

Công thức xác định hệ số không khí thừa:

Trang 23

Hệ số không khí thừa ở đầu ra bộ sấy không khí cấp 2 sẽ là:

2.1.2 Tính thể tích sản phẩm cháy

15

α' đầu vào α" đầu ra

Trang 24

2.1.3 Lượng không khí lý thuyết

Thể tích không khí lý thuyết cần để đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu là:

Trang 25

SVTH : Lã Vũ Tuấn Anh GVHD: TS Nguyễn Tiến

Đườn

g khói thải

Bộ quá nhiệt trung gian

Bộ quá nhiệt cấp 2

Bộ hâm nước cấp 2

Bộ sấy không khí cấp 2

Thể tích hơi nước

Thể tích khói

6 Thành phần thể tích

Bộ hâm nước cấp 1

Hệ số không khí thừa đầu ra đường khói

Hệ số không khí thừa trung bình:

α = 0,5.( α”+ α’) Lượng không khí thừa:

(α-1) Vo

Buồng lửa

Bộ quá nhiệt cấp 1

và pheston

Trang 26

2.1.5 Lập bảng tính entanpy

Entanpy của khói thực tế là:

Trong đó:

: Entanpy của không khí lý thuyết [kJ/kg]

:Entanpy khói lý thuyết được xác định như sau:

: Entanpy của phần hơi ẩm do không khí đưa vào [kJ/kg]

Nên bỏ qua thành phần của Itr

2.2 Cân bằng nhiệt lò hơi

Lò hơi là thiết bị nhiệt sinh ra do quá trình cháy nhiên liệu để sản xuất ra hơi nước.Lượng nhiệt sinh ra trong quá trình cháy nhiên liệu được chia thành hai phần: một phầncung cấp cho nước để tạo thành hơi nước với thông số đã chọn là nhiệt hữu ích Còn mộtphần nhiệt mất đi trong quá trình làm việc của lò gọi là nhiệt tổn thất

Lập cân bằng nhiệt của lò hơi là xác định sự cân bằng giữa lượng nhiệt đưa vào lòhơi và lượng nhiệt sử dụng hữu ích Q1 với các tổn thất Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 Từ cân bằngnhiệt ta có thể xác định được hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu

Trong đó:

Q1: Lượng nhiệt hữu ích để sản xuất hơi, kJ/kg

Q2: Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài, kJ/kg

Q3: Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hóa học, kJ/kg

Q4: Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học, kJ/kg

Q: Tổn thất nhiệt tỏa ra môi trường, kJ/kg

Trang 27

Q6: Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài, kJ/kg

2.2.1 Lượng nhiệt đưa vào lò hơi

Lượng nhiệt đưa vào lò hơi được tính cho 1kg nhiên liệu rắn được xác định theo công thức:

Cnl = W100lv + CK

nl, 100−W100 lv kJ/kg.oC PT 4.2

2.2.2 Lượng nhiệt sử dụng hữu ích

Lượng nhiệt hữu ích trong lò hơi được xác định bằng công thức:

Qhi=B.Q1=Dqn.(iqn–inc)+ΣDbh.(ibh–inc)+Dx.(ix–inc) kJ/kg PT 4.3

Trong đó:

B: lượng tiêu hao nhiên liệu

Dqn, ΣDbh, Dx: lần lượt là lưu lượng hơi quá nhiệt, tổng các nhu cầu hơi bão hòa và lưu lượng nước xả lò, kg/h

iqn, ibh, ix, inc: lần lượt là enthalpy của hơi quá nhiệt, hơi bão hòa, nước bão hòa và nước cấp, kJ/kg

Khi tính cho 1 kg nhiên liệu rắn ta có:

Trang 28

KK: entanpy không khí lạnh lý thuyết

αth: Hệ số không khí thừa của khói thải

Ith: entanpy khói thải tính theo nhiệt độ khói thải đã lựa chọn ở trước và ứng với hệ

số không khí thừa αth

q4: tổn thất do cháy không hết bằng cơ khí (%)

Tổn thất nhiệt do cháy không hết về mặt hóa học

Tổn thất nhiệt do cháy không hết về mặt hóa học được ký hiệu là Q3 hoặc q3, và được xác định bằng công thức sau:

Trong đó: CO,H2,CH4 là thành phần khí không cháy còn lại trong khói, %, Khi thiết

kế q3 được chọn theo tiêu chuẩn tính toán nhiệt tùy theo loại nhiên liệu cũng như loại kết cấu buồng lửa

Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ khí

Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ khí được kí hiệu là q4 hoặc Q4 Tổn thất này do nhiên liệu được đưa vào lò một phần chưa tham gia vào sự cháy đã bị thải ra ngoài gây nên tổn thất này Nhiên liệu lọt ra ngoài bằng ba đường: lẫn theo xỉ, lọt qua ghi, bay theo khói

Khi thiết kế thông thường q4 được chọn theo tiêu chuẩn tính nhiệt, nó phụ thuộc vàophương pháp đốt và nhiên liệu đốt

Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh

Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh, được kí hiệu là Q5 hoặc q5, vàđược xác định theo toán đồ thực nghiệm

Đối với lò hơi có sản lượng D≥900 T/h thì lấy q5 = 0,2 %

Trang 29

Trong trường hợp sản lượng lò khác với sản lượng định mức thì q5 được xác định lại là:

q5 = q5dm D dm

Công thức này chỉ đúng khi D ΔD

dm ≥ 25%

1.Lò hơi có bề mặt đốt phần đuôi; 2.Lò hơi không có bề mặt đốt phần đuôi

Hình 2.3 Tổn thất nhiệt ra môi trường bên ngoài

Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài

Tổn thất nhiệt do tro xỉ mang ra ngoài được kí hiệu là Q6 hoặc q6 Nó được tính khi đốt than trên ghi và lò phun thải xỉ lỏng Khi thải xỉ khô thì q6 được tính nếu:

Trong đó: ax = 1 – ab, với ab là tỉ lệ tro bay trong khói

(Cθ)tr : Entanpy của tro

Nhiệt độ của xỉ ở trạng thái đốt trên ghi được lấy 600 – 700oC, đối với thải xỉ lỏng

ta lấy nhiệt độ hóa lỏng của nhiên liệu

21

Trang 30

2.4 Hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu

Hiệu suất lò hơi:

Hiệu suất lò hơi được kí hiệu là η và xác định theo công thức:

η = 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6) % PT 4.12

Lượng tiêu hao nhiên liệu

Lượng tiêu hao nhiên liệu được xác định bằng công thức:

Trang 31

Trang 32

SVTH: Lã Vũ Tuấn Anh GVHD: TS

Nguyễn Tiến Cương

Bảng 4: Entanpy của khói và không khí thực tế

Trang 33

3 Entanpy của khói thải It Tra bảng 4 theo nhiệt độ khói 130 1499.22 kJ/kg

5 Entanpy không khí lạnh lý thuyết Iokkl Tra bảng 3 theo nhiệt độ kkl 30 và nội suy tuyến tính. 241.36 kJ/kg

7 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt

8 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt

Trang 34

17 Entanpy hơi đầu vào bộ quá nhiệt trung gian ivqntg Tra bảng 3068.14 kJ/kg

18 Entranpy hơi đầu ra bộ quá nhiệt trung gian irqntg Tra bảng (40 bar – 540 oC) 3537.34 kJ/kg

19 Entanpy nước cấp inc Tra bảng theo nhiệt độ 245 oC tại áp suất 17.85 Mpa 1062.91 kJ/kg

20 Entanpy của nước sôi ở áp suất bao hơi Isoi Tra theo áp suất bao hơi Pbh = 17.85 Mpa 1725.7 kJ/kg

23 Tổng lượng tiêu hao nhiên

= 90%.D

Trang 35

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BUỒNG ĐỐT

Buồng lửa là hệ thống thiết bị và không gian để tiến hành các giai đoạn của quátrình cháy nhiên liệu Sau khi tính toán phụ xong ta tiến hành chọn vòi phun, đặc tính củavòi phun Sau đó ta xác định nhiệt thế thể tích buồng lửa, kích thước buồng lửa và nhiệt

độ khói đầu ra buồng lửa

3.1 Chọn vòi phun

Chọn 32 vòi phun tròn đặt trên vai lò tạo ngọn lửa W Mỗi bên 16 chiếc

Số lượng vòi phun n = 32

Đặc tính của vòi phun như sau:

Trang 36

 Tốc độ gió cấp 1 đầu ra vòi phun chọn theo tiêu chuẩn thiết kế 12-16 m/schọn :

 Tốc độ gió cấp 2 đầu ra vòi phun chọn theo tiêu chuẩn thiết kế 18-22 m/schọn : ( theo bảng 9.1 sách Lò Hơi tập 1)

 Tiết diện gió cấp 1:

 Tiết diện gió cấp 2:

3.2 Xác định kích thước buồng lửa

3.2.1 Xác định thể tích buồng lửa

Thể tích buồng lửa được xác định trên cơ sở chọn nhiệt thế thể tích buồng lửa.Nhiệt thế thể tích buồng lửa phụ thuộc vào phương pháp đốt nhiên liệu, nhiên liệu vàđiều kiện cháy

Chọn qv = 494,144.103 W/m3

Vậy thể tích buồng lửa là:

3.2.2 Xác định kích thước buồng lửa

Do buồng lửa thiết kế đốt nhiên liệu rắn, vòi phun đặt vai lò ngọn lửa W thì tiết diệnngang buồng lửa diện tích hình chữ nhật tỉ lệ với chiều rộng và chiều sâu Ta chọn tỷ lệ

chiều rộng và chiều sâu buồng lửa theo lò hơi Vũng Áng:

Chiều rộng a = 21

Chọn chiều sâu

Chiều cao cửa khói thoát chọn 9,825 m

Trang 37

Chiều cao đặt vòi phun từ đáy lò 24,592 m

Buồng lửa được thiết kế là buồng lửa thải xỉ khô Để đảm bảo thải xỉ khô, nhiệt độcủa vùng tập trung xỉ trước khi ra khỏi buồng lửa phải thấp để xỉ không ở trạng thái lỏng.Yếu tố có ảnh hưởng quan trọng nhất đến việc bảo đảm thải xỉ khô là phễu tro lạnh và vịtrí đặt vòi phun Phễu tro lạnh do dàn ống trước và sau buồng lửa cấu tạo thành Độ dốccủa phễu tro lạnh được đặt so với phương ngang góc 55o để đảm bảo xỉ thải ra khỏibuồng lửa được dễ dàng Lỗ tháo của phễu tro lạnh rộng 1m Hệ thống dàn ống của phễutro lạnh được bọc cách nhiệt toàn bộ

29

Trang 38

Hình 3.2: Hình dạng kích thước buồng lửa

Trang 39

3.2.3 Xác định điện tích buồng lửa

Trang 40

Bảng 6 Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi

6079

Số ốngKhoảng cách từ tâm ống đến tường

Hệ số bức xạ hữu hiệu Diện tích bề mặt bức xạ hữu hiệu

Tổng diện tích bề mặt bức xạ

Ǥ

Tiêu đề	Đề tài tính toán thiết kế lò hơi đốt than phun cho nhà máy nhiệt điện công suất 600MW nghiên cứu hệ thống xử lý tro bụi trong nhà máy nhiệt điện Hải Phòng
Tác giả	Lã Vũ Tuấn Anh
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Tiến Cương
Trường học	Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ thuật Nhiệt
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	126
Dung lượng	8,74 MB