Dịch anh văn chuyên ngành nhiệt lạnh IUH chương 6

Không gian cấp nhiệt cho lò hơi ống lửa là một bình kín chịuáp, trong đó nước được gia nhiệt đến một nhiệt độ và áp suất cần thiết mà không có sự bay hơi.. Lò hơi thường được đánh giá dự

Nhóm Sinh Viên Thực Hiện- Nhóm 11

1 Hồ Sỹ Tuần: từ đầu đến “up to 50000 Mbtu/h” (giữa mục 6.2.2)

2 Nguyễn Bá Nghị: Từ “Natural gas” đến hết mục 6.2.2

3 Nguyễn Minh ẩn: Từ đầu mục 6.2.3 đến “red part” (giữa mục 6.2.3)

4 Trương Ngọc Trung: Từ “when…” (mục 6.2.3) đến hết mục 6.2.3

5 Trần Văn Nhật: Từ Từ đầu mục 6.2.4 đến hình 6.6.

6 Phạm Xuân Thành: Mục “Open vented system”

7 Đỗ Đình Phúc: Mục “Sealed System”

8 Phạm Đức Thiện: Mục 6.3 “Packaged Boiler”

HCM Tháng 11/2012

Hình 6.1 Nguyên lý cơ bản của lò hơi ống nước

CHAPER 6 : BASIC BOILER/

CHƯƠNG 6 : CĂN BẢN VỀ LÒ HƠI

6.1 PREFACE/ GIỚI THIỆU

Boilers can be classified by their combustion method, by their application or by

their type of steam/water circulation This chapter will present mainly water tube boiler

types, and hot water boiler

Lò hơi có thể được phân loại theo phương pháp đốt của lò, theo ứng dụng của lò,

hay theo loại hơi sản xuất/ theo sự tuần hoàn nước Chương này sẽ trình bày chủ yếu là

loại lò hơi ống nước, và lò hơi ống lửa

6.2 STRUCTURE OF A BOILER/ CẤU TRÚC CỦA MỘT LÒ HƠI

6.2.1 Structure of a water tube boiler / Cấu trúc một lò hơi ống nước.

It is showed in figure 6.1/ Nó được thể hiện trong hình 6.1

Air and fule inlet Không khí và nhiên liệu cấp vào

6.2.2 Structure of a hot water boiler / Cấu trúc của một lò hơi ống lửa.

See the picture attached A hot water boiler for space heating is an enclosed

pressure vessel in which water is heated to a required temperrature and pressure without

evaporator Boilers are usually rated based on their gross output heat capacity, That is, the

rate of heat delivered at the hot water outlet of the boiler Hot water boilers are available

in standard sizes for up to 50,000 Mbtu/h

Xem hình đính kèm Không gian cấp nhiệt cho lò hơi ống lửa là một bình kín chịu

áp, trong đó nước được gia nhiệt đến một nhiệt độ và áp suất cần thiết mà không có sự bay hơi Lò hơi thường được đánh giá dựa trên tổng sản lượng (công suất) nhiệt cung cấp đầu ra của nó, đó là tỷ lệ nhiệt lượng cung cấp tại các cửa (thải) nước nóng ra của lò hơi, lò hơi ống lửa có sẵn các kích cỡ tiêu chuẩn lên đến 50.000 Mbtu/h

Natural gas, oil, coal, and electricity are energy sources that can be used in hot water boiler It is necessary to provide for an adequate supply during normal and emergency conditions and to take into account the limitations imposed by any building ang boiler codes for certain types of equipment due to safety and environmental concerns

In addition ,storage facilities and cost should be considered before a fule is selected

Khí thiên nhiên, dầu, than, điện là nguồn năng lượng có thể được sử dụng trong lò hơi ống lửa Nó cần cung cấp đầy đủ cho nguồn (kho) dự trữ trong điều kiện bình thường

và các trường hợp khẩn cấp và có tính đến hạn chế áp đặt bởi cấu trúc và qui chuẩn lò hơi cho một số (đối với ) thiết bị do mối lo ngại về an toàn và môi trường Ngoài ra, không gian lưu trữ và chi phí cần được xem xét trước khi chọn nhiên liệu

According to their working temperature and pressure, hot water boiler can be classified as follows:

Low-pressure boiler These hot water boiler are limited to a working pressure of

160 psig and a working temperature of 250 0 F

Medium- and high- pressure boiler These boilers are designed to operate at a working pressure above 160 psig and a temperature above 250 0 F

Theo nhiệt độ và áp suất làm việc của lò, lò hơi nước nóng có thể được phân loại như sau:

Lò hơi áp suất thấp Những lò hơi ống lửa này được giới hạn áp suất làm việc 160 psig và nhiệt độ làm việc là 250 0 F

Lò hơi trung và cao áp Những lò hơi này được thiết kế để hoạt động ở áp suất làm việc trên 160 psig và nhiệt độ trên 250 0 F

Hình 6.2 Các bộ phận của lò hơi ống lò ống lửa

Forced-draft fan Quạt hút cưỡng bức

Flue burner Ống đốt ( Béc đốt,đầu đốt)

Combustion chamber,first pass Buồng đốt (ống lò) Pass 1

Fourth pass Pass 4

Fire tube: ống lửa Water: nước Steam: hơi Chimney: ống khói

Fig 6.3 Real hot tuber boiler

Hình 6.3 Lò hơi ống lửa thực tế

6.2.3 Grate furnace of a water tube boiler/ Ghi lò của lò hơi ống nước.

Grate firing has been the most commonly used firing method for combusting solid fuels in small and medium-sized furnaces (15 kW -30 MW) since the beginning of the industrialization New furnace technology (especially fluidized bed technology) has practically superseded the use of grate furnaces in unit sizes over 5 MW Waste and bio-fuels are usually burned in grate furnaces Since solid bio-fuels are very different there are also many types of grate furnaces The principle of grate firing is still very similar for all grate furnaces (except for household furnaces) Combustion of solid fuel in a grate furnace, which can be seen in figure 6.4 follows the same phases as any combustion method:

Removal of moisture – brown part

Pyrolysis (thermal decomposition) and combustion of volatile matter – yellow part

Combustion of char – red part

Kể từ khi bắt đầu quá trình công nghiệp hóa, việc đốt trên ghi lò phổ biến nhất là dùng phương pháp đốt cháy nhiên liệu rắn trong lò có kích thước nhỏ và trung bình ( từ 15kw đến 30MW) Công nghệ lò mới ( đặc biệt công nghệ tầng sôi), trong thực tế đã thay thế việc sử dụng những ghi lò có kích thước lớn hơn 5 MW Chất thải và nhiên liệu sinh học thường được đốt cháy trong các ghi lò Vì có nhiều loại nhiên liệu rắn nên cũng có nhiều loại ghi lò khác nhau Nguyên tắc đốt trên ghi lò tương tự cho tất cả các ghi lò (ngoại trừ lò cho các hộ gia đình) Quá trình đốt nhiên liệu rắn trên ghi lò, có thể xem trên hình 6.4 giống như các giai đoạn một quá trình đốt cháy

- Loại bỏ độ ẩm - Phần màu nâu

- Nhiệt phân (Sự phân hủy vì nhiệt) và sự đốt cháy các chất bốc - phần màu vàng

- Sự đốt than - Phần màu đỏ

When considering a single fuel particle, there phases occur in sequence When considering a furnace we have naturally particles in different phases at the same time in different parts of the furnace The grate furnace is made up a grate that can be horizontal

or sloping The grate can consist of a conveyor chain that transport the fuel forward Alternatively some parts of the grate can be mechanically movable or the whole grate can be fixed In the later case the fuel is transported by its own weight (sloping grate) The fuel is supplied in the furnace from the hopper and moved forward (horizontal grate)

or downward (sloping grate) sequentially within the furnace The primary combustion air

is supplied from underneath the fire bed, by which the air makes efficient contact with the fuel, when blowing through the bed, to dry, ignite and burn it The secondary (and sometimes tertiary) combustion air is supplied above the bed, in order to burn combustible gases that have been released from the bed 2 The fuel is subjected to self-sustained burning in the furnace and is discharged as ash The ash has a relatively high content of combustible matter

Khi xem xét một mẫu nhiên liệu riêng rẽ, các giai đoạn xảy ra một cách liên tục Khi xem xét một buồng đốt chúng ta có các mẫu tự nhiên tại cùng một thời gian có các giai đoạn khác nhau trong các bộ phận khác nhau của lò Ghi lò được tạo thành từ những cái thanh (lưới) có thể nằm ngang hoặc nghiêng Ghi lò có thể bao gồm một băng tải xích vận chuyển nhiên liệu về phía trước Ngoài ra vài phần của ghi lò có thể di chuyển ðýợc bằng cõ khí hoặc cả ghi lò có thể đứng yên Trong trường hợp chậm hơn nhiên liệu được vận chuyển bởi Trọng lượng riêng của nó ( ghi lò nghiêng) Nhiên liệu trong lò được cung cấp từ phễu và di chuyển về phía trước (ghi lò nằm ngang) hoặc đi xuống ( ghi lò nghiêng) liên tục trong lò Không khí đốt sơ cấp (cấp1) được cung cấp từ bên dưới buồng lửa vì vậy nó làm cho không khí tiếp xúc hiệu quả với nhiên liệu khi thổi qua buồng đốt, làm khô, đánh lửa và đốt cháy nó Không khí thứ cấp (và đôi khi là cấp 3) được cung cấp phía trên buồng đốt để đốt những chất khí dễ cháy được tỏa ra từ buồng thứ 2 Nhiên liệu được tự duy trì liên tục khi đang cháy trong lò và được thải như tro Hỗn hợp cháy có hàm lượng tro tương đối cao

Figure 6.4 Drawing of the combustion process in a sloping grate furnace

Hình 6.4 Bản vẽ về quá trình đốt cháy trong lò ghi nghiêng

Figure 6.5 Chain grate or traveling grate stoker

Hình 6.5 Thiết Bị Ghi Xích

Superheater: Bộ gia nhiệt quá nhiệt Traveling Grate: Ghi xích

Fan Forced Draft: Quạt cưỡng bức Fan induced Draft : Quat thải

Generating Tubes : ống gia nhiệt Stem Drum: Bao hơi

6.2.4 Water central heating – the boiler/ Gia nhiệt nước Trung tâm - lò hơi

A water central heating system consists of basically the boiler, the radiators and the interconnecting piping The boiler heats the water and (normally) a pump circulaters the water through the pipe work and radiators and back to the boiler There are a number

of different arrangements of boiler, pipework and supply to the radiators; each systems has its own advantages and drawbacks

This page explains the boiler systems, refer to the related pages (see to the right) for other parts of the system

The two main boiler arrangements are:

• Open vented systems

• Sealed systems

Hệ thống gia nhiệt nước trung tâm về cơ bản bao gồm lò hơi, bộ gia nhiệt và các ống dẫn thông nhau Lò hơi gia nhiệt nước và (thông thường) có 1 máy bơm tuần hoàn nước qua các đường ống và bộ gia nhiệt và sau đó trở lại lò hơi Có một số bố trí khác của lò hơi, hệ thống đường ống và bộ cấp nhiệt; mỗi hệ thống có những ưu điểm và nhược điểm của nó

Trang này giải thích về hệ thống lò hơi, tham khảo các trang liên quan (xem bên phải) cho phần khác của hệ thống

Có 2 cách bố trí lò hơi chính:

• Hệ thống ống thoát hơi mở

• Hệ thống kín

Boiler: Lò Hơi Pump: Bơm Feed & Expansion tank: Bình cấp bổ sung

và giãn nở Cold Feed: Nước lạnh cấp Heated Water Feed to radiotors: Nước đã gia nhiệt cấp tới tải nhiệt

Feed and expansion pipe: ống cấp và giãn nở Return to Boiler: Trở lại lò hơi

Hình 6.6 Sơ đồ nguyên lý của lò hơi (cấp nhiệt trung tâm)

Open vented systems

This basic design works well and is usually used where a hot water cylinder is used to store the domestic hot water The system works at natural atmospheric pressure as the feed/expansion tank is open to the air

The feed/expansion tank is fitted high up above the rest of the system, often in the loft The tank is fitted with a ball valve so that any water lost due to evaporation etc, is automatically replaced, the tank also allows for the water in the system to expand when it

is heated, the ball valve need to be set very low so that the expanded water does not cause

an overflow The water is fed down to connect into the system near to the boiler

Hệ thống ống thoát hơi mở:

Cơ bản thiết kế này hoạt động tốt và thường được sử dụng trong đó một bình nước nóng hình trụ được dùng để lưu trữ nước nóng trong đó Hệ thống hoạt động tại áp suất khí quyển tự nhiên vì Bình cấp bổ sung/ giãn nở thì mở thông với không khí

Bình cấp bổ sung/ giãn nở được đưa lên cao so với phần còn lại của hệ thống, thường trên các tấm chắn Bồn chứa được trang bị 1 van bi để nước bị mất do bốc hơi hay

1 tổn thất nào đó tự động thay thế, bồn chứa cũng cho phép nước trong hệ thống giãn nở

để mở rộng khi nó được gia nhiệt Van bi cần được đặt rất thấp để nước giãn nỡ không gây ra sự cố tràn Bình chứa còn cho phép nước thoát từ hệ thống xuống đường ống thoát hồi trở lại, đường ống nước thoát được kết nối từ lò hơi gần nhất đi tới bình chứa Từ bình chứa, Nước được đưa xuống để kết nối vào hệ thống gần lò hơi

Fig 6.7 Valves position of boiler

Hình 6.7 Bố trí van của lò hơi

Boiler : Lò hơi Relief Valve: Van giảm

Relief Drain: Đường ống giảm Water main: Đường nước chính

Return to Boiler: Trở lại lò hơi Pump: Bơm

Expansion vessel: Bình giãn nở Pressure Gauge: đồng hồ đo áp

Heated Water Feed to radiotors: Nước gia nhiệt cấp tới bộ gia nhiệt

Feed and expansion pipe: ống cấp và giãn nở

Sealed System

A sealed system normally operates at a pressure of about 1 Bar above atmospheric pressure, this pressure is achieved by a filling loop connected from the main water supply

to the system A stop cock in the link allows for the system to be pressurized as required

Once pressurized, the system should retain its pressure unless the radiators are bleed or there is a leak in the system To avoid potential damage by excess pressure within the system (which normally will only occur if there is the system), a safety relief valve is incorporated so that any excess pressure is vented to atmosphere It is not generally practical to use an additive in sealed systems as there is no way for it to be added In hard water areas various devices may be fitted in the feed to the filling loop to soften the water as it is added to the pressurized circuit Such a softening device should reduce lime scale build-up in the system

A lot of boilers are designed specifically for sealed systems and incorporate the boiler, controls, expansion vessel, pressure gauge & relief valve all within one casing However all the various parts are available separately and it may be necessary to use separate components for large volume systems where the size of the expansion vessel needs to be relatively large It should be noted that not all boilers are suitable for connecting to sealed systems, the manufacturer’s technical details must always be consulted before using a boiler in a sealed system

Hệ thống kín

Một hệ thống kín thông thường hoạt động ở áp suất khoảng 1 Bar trên áp suất khí quyển, áp suất này đạt được bằng cách thêm vào một vòng lặp nối các nguồn cung cấp nước chính cho hệ thống Một van chặn trên đường dẫn cho phép hệ thống đạt được áp suất theo yêu cầu

Mỗi lần áp suất bị tăng, hệ thống phải duy trì (giữ) áp suất của nó, trừ khi các bộ gia nhiệt được xả hoặc có sự rò rỉ trong hệ thống Để tránh hư hại do áp suất dư thừa

trong hệ thống (bình thường nó chỉ xảy ra nếu hệ thống có áp suất dư thừa), một van giảm áp an toàn được gắn vào để bất cứ áp suất thừa nào cũng được xả ra bầu khí quyển

Thực tế thì thường không có cách nào thêm các chất phụ gia (chất chống cáu bẩn) vào hệ thống kín.Trong những vùng nước cứng, các thiết bị khác nhau có thể được trang

bị bổ sung vòng lặp để làm mềm nước đã được thêm vào ở đường tăng áp(đường điều chỉnh áp) Như một thiết bị làm mềm nên giảm lượng vôi cáu bám trong hệ thống

Rất nhiều lò hơi được thiết kế đặc biệt cho các hệ thống kín và kết hợp lò hơi, bộ điều khiển, bình giãn nở, áp kế & van an toàn tất cả trong một vỏ bọc Tuy nhiên tất cả các bộ phận khác nhau có chức năng (nhiệm vụ) riêng và nó có thể cần thiết sử dụng thiết

bị riêng biệt cho các hệ thống có dung tích (khối lượng) lớn ở đó kích thước bình giãn nở cần tương đối lớn Cần lưu ý rằng không phải tất cả các nồi hơi đều phù hợp để kết nối với hệ thống kín, các chi tiết kỹ thuật của nhà sản xuất phải luôn luôn được tư vấn trước khi sử dụng nồi hơi trong hệ thống kín

6.3 Packaged boilers/ Lò hơi nguyên cụm:

Packaged boilers are small self-contained boiler units (figure 6.6) Packaged boilers are used as hot water boiler, aiding utility boilers and process steam producers Packaged boilers can be both water tube and fire tube boilers A packaged boiler can only

be used with oil and gas fuel without separate preparation devices A packaged boiler can also be rented if there is a need for a temporary boiler solution The benefits of packaged boilers over common utility boilers are:

Short installation time and low

Installation costs

Small space usage

Lower acquisition cost

Better quality surveillance in work

Standardized units

The drawbacks of packaged boilers are:

- Higher power consumption

- Cleaning periods more frequent