Đề tài Tận dụng nhiệt khói thải để phát hiện trong các nhà máy sản xuất xi măng với công suất điện 35MW

Trang 1

Download tai website: www.FreeBook.Vn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRUONG DALHOC BACH KHOA HA NOI

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

“TÂN DỤNG NHIỆT KHÓI THẢI ĐỂ PHÁT ĐIỆN 'TRONG CÁC NHÀ MÁY SẢN XUẤT XI MĂNG

VỚI CÔNG SUẤT ĐIỆN 3+5 MW

NGÀNH: CÔNG NGIIỆ NHIỆT- LẠNH

Trang 2

Download tai website: www:FreeBook.Vn

LỜI CAM ĐOAN

Bản luận vân này do tôi nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng, dẫn của thầy giáo; GS/TSKH Nguyễn Sĩ Mão,

Để hoàn thành luận vân này, tôi đã sử dụng những tài liệu được ghi trong mục tài liệu tham Khảo, ngoài ra Không sử dụng, bất kỳ tài liệu tham khảo nào khác mà không được ghi Tôi xin cam đoan không sao chép các công trình hoặc thiết kế tốt nghiệp của người khác

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

8 Hà Nội, ngày 2Õ.„thắng.É nâm 2007

Dol tes Nguyễn Đức Dũng,

Trang 3

xi mang 1.3 Ý nghĩa và tầm quan trọng của việc tận dụng nhiệt thải để đồng phát nhiệt điện

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỂ LỰA CHON

THICH HOP LO HOI TAN DỤNG NHIỆT CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP XI MĂNG Ở NƯỚC TA HIỆN NAY

2.1 Tổng quan về hồi nhiệt công nghiệp 2.2 Phân tích các kiểu mô hình lò hơi tận dụng nhiệt 2.3 Lựa chọn kết cấu cho lò hơi tận dụng nhiệt 2.4 Lựa chọn mô hình lò hơi tận dụng nhiệt

CHƯƠNG 3 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN LÒ HƠI TẬN DỤNG NHIỆT

3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán lò hơi tận dụng nhiệt 3.2 Tudn hoan trong lò hơi

Trang 4

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TỐI ƯU LÒ TẬN DỤNG NHIỆT

KHOI THAI CHO NHA MAY XI MANG BUT SON DE PHÁT ĐIỆN TỪ 3:5 MW

4.1 Xác định sơ bộ cấu trúc và thông số cho lò hơi tận dụng nhiệt

4.2 Tính toán thiết kế tối ưu lò hơi tận dụng nhiệt

CHƯƠNG 5 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ KET QUA QUA CAC BANG

TỔNG KẾT KỸ THUẬT VÀ KINH TẾ 5.1 Bảng tổng kết các kết quả tính toán lò hơi tận dụng nhiệt

5.2 Bảng tính toán kinh tế

CHUONG 6 XAY DUNG PHAN MEM TÍNH TOÁN CHO LÒ HƠI

TAN DUNG NHIET

6.1 Lập trình tính toán lò hơi thu nhiệt bằng ngôn ngữ Microsoft Visual

C Sharp (C#).NET

6.2 Sơ đồ tổng quát quá trình tính nhiệt lò hơi thu nhiệt trên máy tính

điện tử và giao diện phần mềm KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUẤT MỞ RỘNG PHẠM VI NGHIÊN CỨU

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Năng lượng là một trong những yếu tố thiết yếu cho sự tồn tại và phát triển của xã hội cũng như duy trì mọi sự sống trên trái đất Trong nhiều thập

kỷ qua việc tiêu thụ năng lượng trẻn thế giới tăng lên cùng với sự phát triển kinh tế trong đó nhiên liệu hóa thạch như dâu thô than đá và khí tự nhiên chiếm phần lớn nguồn năng lượng tiêu thụ vì vậy những nguồn năng lượng này

sẽ bị cạn kiệt sớm hay muộn trong tương lai do đó vấn đề tiết kiệm và sử dụng, hiệu quả năng lượng có ý nghĩa vô cùng quan trọng và cần thiết

Theo mục tiêu phát triển đến năm 2020 thì Việt Nam sẽ là một đất nước công nghiệp trung bình trên thế giới, để đạt được mục tiêu này một trong những vấn đề quan tâm là phát triển nguồn năng lượng Bên cạnh những nhà

máy điện tập trung lớn thì sự cần thiết để phát triển nguồn năng lượng nhỏ cho

nhu cầu tự dùng hoặc cung cấp điện cho lưới điện quốc gia trong sản xuất,

giảm giá thành sản phẩm

Xi măng là một sản phẩm đòi hỏi nhiều năng lượng cao Trong nhà máy

xi măng, hóa đơn tính tiền điện chiếm khoảng 20+25% giá trị tổng sản phẩm Những vùng tiêu thụ năng lượng chính trong công nghiệp xi măng là những quá trình làm việc ở nhiệt độ cao, hầu hết S5+85% năng lượng đầu vào của sản phẩm cuối là được tiêu thụ ở lò quay nhiệt độ cao

Những kỹ thuật phát triển có liên quan đến hồi nhiệt thải và sử dụng năng lượng hợp lý có thể đưa ra những cơ hội tiết kiệm năng lượng đáng kể trong công nghiệp xi măng, đặc biệt đang diễn ra ở những nước phát triển

“Theo dữ liệu đánh giá của tập đoàn xi măng vào năm 2020 thì nhu cầu xi măng sẽ khoảng 66+68 triệu tấn/năm ở Việt Nam Từ bây giờ đến 2015, trong, giai đoạn phát triển, tập đoàn xi mang sẽ đầu tư vào xây dựng 22 nhà máy xi mang ở công suất lớn với tổng thiết kế là 46 triệu tấn/năm (tương đương 40

te

Trang 6

triệu tấn clinker/năm) Với sản lượng ra lớn như vậy thì hằng năm sẽ có rất nhiều lượng khói thải vào môi trường

Việc khai thác năng lượng không hiệu quả không chỉ gây ra các tổn thất

về mặt kinh tế mà còn góp phần hủy hoại môi trường Một trong những cách

sử dụng năng lượng tiết kiệm có hiệu quả đó là tận dụng nguồn nhiệt thải có nhiệt độ cao ở các thiết bị nhiệt như tuabin khí, lò quay, các lò công nghiệp để đồng phát nhiệt điện Vì vậy việc thiết kế và ứng dụng lò hơi tận dụng nhiệt thải vào thực tế sẽ đem đến hiệu quả tiết kiệm năng lượng, kinh tế

và môi trường

Những năm gần đây các nhà máy xỉ măng, hóa chất cũng cũng lắp đặt các lò hơi tận dụng nhiệt như nhà máy xỉ măng Hà Tiên II với sự trợ giúp của Nhật Ban, sắp tới đây là nhà máy xi măng Bút Sơn, nhà máy hóa chất Supe photphat Lâm Thao Do đó việc lựa chọn lò hơi tận dụng nhiệt kiểu nào cho phù hợp với từng nhà máy là một vấn để phức tạp Nhưng khi đã lựa chọn kiểu

lò để lắp đặt và sử dụng thích hợp thì sẽ tạo ra một nguồn điện và nhiệt tự dùng lớn, góp phần giảm bớt sự căng thẳng của tình trạng thiếu điện vào các giờ cao điểm của các ngày nắng nóng hiện nay Bên cạnh đó nó còn giảm rất nhiều chỉ phí tiền điện hằng năm mà nhà máy phải trả, góp phần cạnh tranh giá thành sản xuất sản phẩm trên thị trường, giảm ảnh hưởng xấu đến môi trường

Trang 7

CHƯƠNG 1 TONG QUAN

1.1 Vấn đề về tiết kiệm năng lượng

Hiệu suất sử dụng năng lượng là một quá trình đang phát triển không ngừng Nghiên cứu và phát triển ở trên thế giới là liên tục tiến tới phát triển quy trình và thiết bị mới

Mục dích cơ bản của sự nỗ lực nghiên cứu và phát triển chủ yếu ở những

hệ thống năng lượng là cắt giảm sự lãng phí năng lượng, có chăng ở dạng nhiên liệu; nhiệt tổn thất qua vật dẫn; đối lưu hay bức xạ hoặc qua hiệu suất sử dụng năng lượng điện Phần này trình bày những ví dụ kỹ thuật hiệu suất năng lượng chung nhất hiện nay được trình bày trong một định dạng bảng dễ nhìn

a) Thiết bị thu hoi

bằng kim loại

thường

Gia nhiệt trước lén dén 350°C

Liên quan đến những lò hơi

lớn, buồng đốt nhỏ

Gia nhiệt trước lên đến 700C Liên quan đến buồng đốt, lò

đặc biệt quay, hầm ủ, buồng đốt thủy

tỉnh, lò gốm

©) Thiết bị thư hồi | Gia nhiệt trước lên đến 1000°C

thép, buồng đốt thủy tỉnh

sighs

Trang 8

Giảm mức độ không khí thừa

dụng nhiệt

Đầu đốt không khí | Cải thiện ở hiệu suất hệ thống

nghiệp, buồng đốt, lò gốm

Đầu đốt cải tạo

Chịu được nhiệt độ cháy cao

hơn và cải thiện trao đổi nhiệt Liên quan đến buồng đốt công

Lồ hơi tận dụng nhiệt

Sinh hơi bằng nhiệt thải sẵn có

trong đường khói Lĩnh vực liên quan đến là các nhà máy

hóa chất, lọc dầu, phân bón,

thép, xi măng

Hệ thống hồi nước ngưng kín

Liên quan đến tất cả quá trình sản xuất công nghiệp và công nghiệp hóa, nơi mà gián tiếp

hơi được sử dụng

[ Trực tiếp bịt kín

những khe hở

thống máy nén khí Liên quan đến công nghiệp sản suất liên

Trang 9

Vật liệu sợi bông

Giảm sự tích tụ nhiệt và tổn thất nhiệt bức xạ ra bên ngoài

và buồng đốt

gốm Liên quan đến buồng đốt, lò

Gạch chịu lửa bao quanh lò có

Ở đây không khí hoặc dòng

chất lỏng là được đẩy qua

những vật liệu cách ly đến phần đối diện hoặc chạy rích rắc để làm tăng trao đổi nhiệt theo yêu cầu Lĩnh vực dùng

cho lò hơi, buồng đốt

Trang 10

“Download tai website: www.FreeBook.Vn

Hình 1.2.1: Sơ đồ dòng nguyên liệu của một nhà máy xi măng điển hình

Xi mang là sản phẩm từ một hỗn hợp vô cơ thành phần chủ yếu là đá vôi

CaCO, Các thành phần vô cơ khác có được sử dụng trong quá trình sản xuất như là đất sét, cát, đá và quặng sắt

Theo Hình 1.2.1 thì sau khi nghiền và trộn nhiên liệu thô, hỗn hợp cung

cấp được gia nhiệt để thúc đẩy những phản ứng hóa học và để đốt nóng sản

phẩm thành clinker, Nhién liệu thô được cung cấp ở điểm cao nhất và sản

phẩm clinker được lấy ra ở điểm thấp nhất của lò quay

Để hiểu hơn quá trình sản xuất clinker hệ khô ta lấy một ví dụ thực tế điển hình được tìm hiểu qua nhà máy xi măng Hà Tiên II, mô tả như sau:

a) Khai thác nguyên liệu, nguyên liệu và nhiên liệu được cung cấp:

- Khai thác đá vôi ở mỏ Núi Trầu và Núi Còm

- Khai thác đất sét ở mỏ

- Đá đỏ, cát, đầu FO được các đơn vị bên ngoài Công ty cung cấp

b) Nghiền nguyên liệu (hình 1.2.2)

Nguyên liệu sau khi vào máy nghiền (KEØ2 - có năng suất 240T/h; L=I1m; $5,2m) được sấy khô nhờ khí thải lò hoặc buồng đốt phụ (KE10) (khi

lò chưa hoạt động) và được nghiền mịn Bột sau khi ra khỏi máy nghiền theo dường ống gió đưa lên tháp phân ly (KE05), phần thô theo máng trượt (KE06)

nibe

Trang 11

trở lại máy nghiền, phản bột mịn qua lọc bụi điện (KM0I), máng xích (KM93), cửa quay (KM04), xuống máng trượt (KM09) vào bình bơm (KG01) đưa lên máng trượt (G02) vào silô đồng nhất (KHOI) có thể tích hữu dụng 2900m*/ I sil Ở đáy silô có hệ thống túi vải và bột được đồng nhất bằng khí nén nhờ 4 máy nén khí (KH06) có áp lực 2 bar Bột sau khi đồng nhất xong theo máng trượt (KH03) vào silô tồn trữ (KH04) có thể tích hữu dụng 5800 mì/1 silô và được sục khí theo chu kỳ để rút có ấp lực (KH07)

c) Nung luyện (hình 1.2.3)

Bột từ silô tồn trữ (S1,S2), qua cửa rút (KHO5), theo máng trượt (KK01)

và gầu nang (KK02) đưa lên máng trượt (KK03), vào phễu chứa (KK04) có hệ thống cân và theo máng trượt (KK05, KK06, KKO§), bình bơm (KK09) đưa lên tháp dopol (KK14) (Dopol gồm có: tang 1: 2 cyclone 65990mm/1 cái; tầng 2: 1 cyclone ¿8250mm; tầng 3: 2 cyclone ¿5990mm/1 cái và tầng 4: 4 cyclone È4200mm/1 cái) và vào lò (KK16) (Lò có năng suất 3000T/ngày; L hữu dụng,

= 60m; L tổng cộng = 89,5m; È4,8m) và 9 lò con (mỗi lò có L hữu dụng = 24m; L tổng cộng = 24,9m; $2,2m)

Dầu FO từ bồn chứa (có hâm nóng sơ bộ), qua hệ thống hâm sấy để phun vào lò, đốt cháy, quạt sơ cấp (KK19-03) cung cấp một phần không khí để tạo

độ phun sương của dầu FO để dầu được cháy hoàn toàn, quạt thứ cấp (KK15) hút không khí qua các lò con để làm nguội clinker và cung cấp không khí để đốt cháy nhiên liệu trong quá trình nung luyện clinker Khí thải đến máy nghiền hoặc bộ phận làm mát (khi máy nghiền dừng) trước khi vào lọc bụi nh điện (M01), qua quạt (KM02), theo ống khói thoát ra ngoài Bột sống sau khi vào lò được nung luyện thành clinker Clinker ra khỏi lò được làm nguội bằng 9 lồ con, được phun nước ở bên ngoài lò Clinker ra khỏi lò con vào phéu chứa (KL01), phần trên ghỉ vào cối đập (KK17) đập clinker có kích thước lớn hơn Phần dưới phểu chứa qua băng tải xích (KL02, KL03 và KL04) và vào kho chứa (KL06), xuất cho khách hàng hoặc cho phân xưởng nghiền xỉ măng

a

Trang 12

QŒ O§

Z1 HNỊH

zg)

YH: freebook_hotro www.FreeBook.Vn

Trang 13

www.FreeBook.Vn Download tai website

Trang 14

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG ÁN ĐỂ LỰA CHỌN THÍCH HỢP

LÒ HƠI TẬN DỤNG NHIỆT CHO NGÀNH CÔNG NGHIỆP

XI MĂNG Ở NƯỚC TA HIỆN NAY

2.1 Tổng quan về hỏi nhiệt công nghiệp

Những quá trình sản xuất công nghiệp sử dụng số lượng lớn nhiên liệu và điện năng thì cuối cùng sản sinh ra nhiệt năng, rất nhiều trong số này là thải lãng phí vào khí quyển và vào nước Rất nhiều loại thiết bị đã được phát triển

để sử dụng lại lượng nhiệt lãng phí này Những thiết bị này có thể tiết kiệm lên đến xấp xi 20% số tiển mua nhiên liệu hàng năm, ở một vài trường hợp còn giảm được sự ô nhiễm và vấn đẻ bảo dưỡng trong nha may T uy nhiên ở một vài ứng dụng khác nó có thể làm tăng vấn để bảo dưỡng, ô nhiễm (ví dụ: gia nhiệt đốt cháy trước không khí làm tăng nhiệt độ cháy mà có thể tăng NO,)

Sự hữu ích của nhiệt thải là được xác định bởi nhiệt độ của nó Nhiệt độ càng cao thì chất lượng và giá trị của nó càng cao Rất nhiều thiết bị hồi nhiệt thải trao đổi nhiệt từ một dòng ra nhiệt độ cao với một đòng vào nhiệt độ thấp, chúng cũng có thể tăng nhiệt độ dòng vào hoặc thay đổi dòng vào, ví dụ: từ chất lỏng thành hơi như ở trong lò hơi và tất cả những thiết bị này có thể nhóm chung lại là những thiết bị trao đổi nhiệt Nhiệt thải cũng có thể được tận dụng

từ khói thải nóng của tuabin khí để phát điện hoặc để chạy bơm, quạt hoặc những thiết bị cơ khác

Thiết bị hồi nhiệt phải có thông số đưa vào lưu trữ như dải nhiệt độ và áp suất làm việc, mức độ phá hủy của dòng ra và vào, Sự có mặt của vật liệu mà

có thể đóng cáu cặn cho bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt và chu trình trình nhiệt Những giá trị thông số quan trọng trên sẽ quyết định nên sử dụng những loại vật liệu đặc biệt, thiết kế nào cho thiết bị trao đổi nhiệt và kết quả là tạo ra

Ais

Trang 15

thiết bị giá trị cao trong sử dụng Ngoài ra nguồn nhiệt thải và vị trí cho sử dụng hồi nhiệt nên có tương đối hợp lý

“Trong một chu trình mà yêu cầu nhiệt năng như một nguồn cung cấp, sử dụng nhiệt thải có thể thay thế nhiên liệu hoặc.điện năng mà nếu không sẽ phải mua Tất nhiên nhiệt thải phải dủ nóng hơn yêu cầu nhiệt đầu vào (vì còn

dự trữ nhiệt cho tổn thất trao đổi nhiệt và dẫn nhiệt) mà tiết kiệm nhiên liệu là giảm chỉ phí hoạt động và vốn đầu tư của thiết bị hồi nhiệt

Bảng2.1 Các loại thiết bí hồi nhiệt và ứng dụng

nhiệt, lò đốt khí Buồng đốt tái sinh Cao Lò nung thép hoặc | Gia nhiệt trước

| Banh xe nhiét gốm “Trung bình | Lò hơi cỡ lớn và Gia nhiệt trước

Bộ sấy không khí | Thấp - cao | Lò sấy, lò gạch, khói| Gia nhiệt trước

| thải từ lò hơi, lò đốt | không khí cháy,

Trang 16

¡ Bộ hâm nước dùng Thấp- Í Khói thải lồ hơi Hâm nước cho |

Ì ống có cánh trung bình lò hơi

Bộ hâm nước dùng Thấp Dàn ngưng máy Gia nhiệt theo

chất lỏng làm lạnh

từ động cơ, máy nén, vòng bi, dầu

! Ống nhiệt Thap- | Lò sấy, lò gạch, hơi | Gia nhiệt không

khí, lò nung nước cấp, sinh

hơi, nước nóng dân dụng

Lo hoi tan dung Trung bình | Khói thải từ tuabin | Nước nóng và

nhiệt -cao | khí, lò đốt rác, sinh hơi

buồng đốt Tuabin khi/hoi Trung bình | Hơi áp suất cao Phát điện hoặc

thấp cung cấp,hơi | lượng

xả

2.2 Phân tích các kiểu mô hình lò hơi tận dụng nhiệt

1/ Lo hoi tận dụng nhiệt một cấp áp suất

AB

Trang 17

Uũ điểm:

- Không gian lắp đặt nhỏ

- Lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng đơn giản

- Giá thành đầu tư thấp, thiết bị ít phức tạp hơn so với các lò tận dụng khác Nhược điểm:

- Thông số hơi thấp nên trong dòng hơi có độ ẩm cao và gây ảnh hưởng tới quá trình làm việc của thiết bị

Sp

Trang 18

~ Hiệu suất sử dụng nhiệt không cao

2/ Lò hơi tận dụng nhiệt có đốt bổ sung

Hình 2.2.2: Sơ đồ nguyên lý lò hơi tận dụng nhiệt có đốt bổ sung Đặc điểm:

Khói thải sau khi ra khỏi hệ xyclon trao đổi nhiệt có nhiệt độ khoảng

290+360°C nên có thể được sử dụng để đưa vào lò để đốt các nhiên liệu khác

như than, đầu, gas

Uụ điểm:

- Nâng cao được hiệu suất sử dụng nhiệt

- Không cần bộ sấy không khí nên giảm được chỉ phí đầu tư

- Giảm được lượng nhiên liệu đốt

Trang 19

- Tăng chỉ phí đầu tư lắp đặt

Nhiệt độ khói thải ra khỏi cụm xyelon trao đổi nhiệt ở nhà máy xi

là tương đối thấp nên hiệu suất sử dụng nhiệt không cao và lượng điệt sản xuất ra cũng không nhiều Vì vậy ta có thể trích một lượng khói c‹

độ cao từ lò quay từ 1000+1100°C để hòa trộn với khói ra sau hệ xyclt đổi nhiệt nhằm tăng nhiệt độ hỗn hợp khói trước khi vào lò tận dụng nhỉ

Lũ điểm:

- Giảm được độ cồng kênh của lò hơi

- Tăng được hiệu quả tận dụng nhiệt, nâng cao hiệu suất tuabin

- Tránh được hiện tượng ăn mòn ở nhiệt độ thấp

Nhược điểm:

~ïÕ.-

Trang 20

- Khi trích một lượng khói từ buồng đốt sẽ làm ảnh hưởng đến quá trình cháy trong lò quay và làm ảnh hưởng đến hiệu suất sản xuất xi măng

~ Phát thải bụi ra môi trường tăng

2.3 Lựa chọn kết cấu cho lò hơi tận dụng nhiệt

Khi lắp đặt các nhà máy điện chạy bằng hơi nước từ các lò tận dụng nhiệt của hệ thống máy phát điện kết nồi tuần hoàn đã nảy sinh ra một vấn đẻ quan

trọng, đó là có hai sự lựa chọn cho kiểu lò hơi tận dụng nhiệt: kiểu đứng và

kiểu nằm ngang Kiểu nằm ngang thì dòng khói thải chuyển động ngang qua

các dàn ống trao đổi nhiệt treo thẳng đứng Kiểu đứng thì khói thải chuyển động từ dưới lên cắt qua các dàn ống trao đổi nhiệt nằm ngang

Ưu nhược điểm của lò tân dung nhiệt kiểu đứng:

- Ld hoi tận dụng nhiệt kiểu đứng có các bể mặt thu hồi nhiệt được bố trí

theo chiều cao làm giảm điện tích mặt bằng nhà máy

- Tận dụng được tối ưu lượng nhiệt mà khói thải đưa vào lò

~ Trường nhiệt độ khói đồng đều trên suốt chiều cao ống khói

- Việc sử dụng bơm tuần hoàn tạo chuyển động nước trong lò hơi tận dụng nhiệt kiểu đứng làm tăng chỉ phí ban đầu và là gánh nặng phát sinh, đã làm giảm hiệu quả chung của toàn hệ thống Nhưng mặt khác việc sử

dụng các bơm tuần hoàn đã làm rút ngắn thời gian khởi động của lò hơi

- Lo hoi tận dụng nhiệt kiểu đứng có tính linh hoạt cao, ổn định và đơn giản có thể thích ứng nhanh các chế độ tải thay đổi nhanh chóng và tối đa hóa sản lượng

~ Trong lò hơi tận dụng nhiệt kiểu đứng, lớp cách nhiệt bên ngoài va dan

ống được bố trí song song với thiết bị thổi muội nên khắc phục được nhược điểm của lò hơi thu hồi nhiệt kiểu nằm ngang như: ứng suất nhiệt,

cơ học, khóa hơi, rạn nứt vách lò do hư hỏng lớp cách nhiệt bên trong trong quá trình rửa nước để làm sạch lò hơi

- Giá thành tương đương với lò tuần hoàn tự nhiên nằm ngang

Trang 21

- Dễ dàng sửa chữa và thay thế các đường ống hư hỏng bên trong

~ Thiết bị giảm âm dễ bố trí hơn, rẻ hơn

Ưu nhược điểm của lò tân dụng nhiệt kiểu nằm ngang:

i Lò hơi tận dụng nhiệt kiểu nằm ngang sử dụng đường khói đi theo chiều ngang nên chiếm diện tích bể mặt xây dựng lớn hơn so với lò tuần hoàn cưỡng bức kiểu đứng có công suất tương đương

~ Việc bố trí các ống thẳng đứng trong lò hơi tận dụng kiểu nằm ngang làm

cho nước bay hơi theo chu kỳ tuần hoàn tự nhiên mà không cần đến bơm trợ lực và làm giảm giá thành đầu tư

~ Trường nhiệt độ không ổn định bằng lò hơi kiểu đứng, gây ảnh hưởng đến quá trình làm việc của tuabin

- Các bộ phận treo đỡ khá phức tạp

- Lượng nước đọng tại cácbộ phận lớn, khó xử lý

- Giá thành đầu tư cao do kết cấu phức tạp

2.4 Lựa chọn mô hình lò hơi tận dụng nhiệt

Để đáp ứng nhu câu phát triển ngày càng lớn của ngành năng lượng nói

chung và của ngành điện nói riêng thì việc tăng công suất đơn vị và yêu cầu cao về thông số kỹ thuật được đặt ra hết sức rõ ràng, đòi hỏi thiết bị phải làm việc tối ưu, an toàn và kinh tế Vì vậy khi chúng ta nghiên cứu, tìm hiểu và

tính toán thiết kế lò hơi tận dụng nhiệt ta phải phân tích đặc điểm nổi bật của

từng loại mà quyết định lựa chọn cho phù hợp với yêu cầu đặt ra

Để lựa chọn một kiểu lò phù hợp ta cần quan tâm đến các yếu tố sau:

-_ Lò hoạt động theo chu kỳ hay liên tục?

-_ Không gian cần thiết để lắp đặt và xây dung

-_ Lò tuần hoàn tự nhiên hay cưỡng bức?

- Hiéu qua thu hoi nhiét?

hành và bảo dưỡng

aise

Trang 22

Đối với lò hơi tận dụng nhiệt khói thải của các nhà máy xi măng, do nhiệt

độ và lưu lượng khói thải nhỏ nên sau khi tìm hiểu và phân tích các đặc tính của lò tận dụng nhiệt em di tới lựa chọn phương án thiết kế lò hơi tận dụng nhiệt có đốt bổ sung kiểu đứng với chế độ tuần hoàn cưỡng bức và bố trí các ống so le

Nhược điểm chính của phương án này là có thêm chỉ phí nhiên liệu cho đốt bổ sung nên vốn đầu tư ban đầu tăng lên

si8s

Trang 23

CHƯƠNG 3

LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN LÒ HƠI TẬN DỤNG NHIỆT

3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán lò hơi tận dụng nhiệt

3.1.1 Giới hạn thu hồi nhiệt của lò hơi tận dụng nhiệt

Cần lưu ý rằng bộ sinh hơi là bộ trao đổi nhiệt hai giai đoạn, nhiệt độ của nước sinh hơi là không đổi và nhiệt độ đó đã bão hoà phụ thuộc chủ yếu vào

áp suất (áp suất càng cao thì nhiệt độ hơi bão hoà càng cao)

Trên hình 3.1.1 chúng ta thấy sự chênh lệch nhiệt độ của khói và hơi là không đáng kể bằng hai điểm gần nhau, một điểm trên đường hơi quá nhiệt (T,- T,) va mot diém 6 đầu ra bộ hãm nước (T;-Tc) Sự chênh lệch nhiệt độ

20+

Trang 24

(fc- T,) được các hãng sản xuất lò hơi tan dung chon gan ding theo kinh nghiệm để tránh quá trình bốc hơi ở bộ hâm nước khi phụ tải của nhà máy thay đổi

Đây là nguyên nhân tạo ra giới hạn thu hồi Năng lượng tận dụng Ex, tương ứng với sự giảm entanpi của khói từ nhiệt độ điểm 1 đến điểm 4

Lượng hơi nước sinh ra bởi nguồn năng lượng tận dụng AE là:

Từ phương trình cân bằng nhiệt ta sẽ xác định được nhiệt độ khói thải Ty Nếu nhiệt độ khói thải T, nhỏ thì giới hạn thu hồi nhiệt tốt hơn Ta có thể tăng giới hạn lưu lượng hơi bằng quá trình cháy sử dụng oxy trong khói như là yếu

tố để đốt cháy, làm nhiệt độ khói tăng lên để đạt được cả nhiệt độ hơi quá nhiệt cao hơn và lưu lượng khói lớn hơn

le

Trang 25

Đặc tính chính của trao đổi nhiệt với khói ở đồng có tốc độ cao và nhiệt

độ thấp là quá trình đổi lưu, Một diện tích bề mật tối thiểu được sắp xếp cho một vận tốc khói tối đa sẽ cho một hệ số Reynold cao tương, ứng với hệ số trao đổi nhiệt đối lưu cao, nhưng mật khác cũng tương ứng với một chỉ số trở kháng lớn và áp lực sau cao làm giảm hiệu suất của nhà máy, Điều này phụ thuộc vào cách bố trí ống,

Khi các ống được bổ trí theo kiểu so le thì điện tích bề mặt trao đổi nhiệt

giảm từ khoảng 5+10% và hệ số trao đổi nhiệt tốt hơn, còn khi bố trí các ống,

theo kiểu song song thì việc điều chỉnh độ rung của ống, làm sạch các ống dé _ ding hon và có hệ sổ trở kháng lớn hơn, 8ự hiệu chỉnh diện tích bể mật tùy

thuộc vào tổn thất áp suất cho phép,

Bé tri Ong song song Bố trí dng so le

Hinh 3.1.2; So d6 bo tf Ong 3.1.2 Phin phối nhiệt cho lò hơi tận dụng nhiệt

® Các thông sở cần thiết

« Thông số của hơi:

+ Áp suất hơi quá nhiệt: Pạ„ (bar)

+ Nhiệt độ hơi quá nhiệt: tụ (ÓC)

- Thông số của khói:

+ Lưu lượng khói: Du, (mÈ/h)

+ Nhiệt độ khói vào lò hơi: 2, CC)

09

Tiêu đề	Đề Tài Tận Dụng Nhiệt Khói Thải Để Phát Hiện Trong Các Nhà Máy Sản Xuất Xi Măng Với Công Suất Điện 35Mw
Trường học	University of Science and Technology
Chuyên ngành	Engineering
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hanoi

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	7,46 MB