Thiết kế lò hơi công suất 125 tấngiờ

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI:1.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐỐT VÀ CẤU TRÚC BUỒNG LỬA Theo số liệu cung cấp về loại than sử dụng cho lò hơi này: Nhiệt độ bắt đầu biến dạng : t1= 1150˚C... Ở

LỜI NÓI ĐẦU

ò hơi là một thiết bị không thể thiếu được trong nền kinh tế quốc dân, quốc phòng Nó không những được dùng trong các khu công nghiệp lớn như: nhà máy nhiệt điện, khu công nghiệp cơ khí,…mà còn được sử dụng trong các cơ sở sản xuất nhỏ để phục vụ sản xuất và những nhu cầu hàng ngày như: sưởi ấm, trong nhà máy dệt, sấy, nấu cơm,… L

Đặc biệt là trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi là thiết bị không thể thiếu được đồng thời là một thiết bị vận hành rất phức tạp, nó có nhiệm vụ sản xuất hơi quá nhiệt để cấp cho tuôc bin.

Trong lĩnh vực công nghiệp, lò hơi được dùng để sản xuất hơi nước Hơi nước dùng làm chất tải nhiệt trung gian trong các thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho sản phẩm Nhằm ôn lại kiến thức đã học về lò hơi ở học kỳ trước và để bước đầu làm quen với việc thiết kế lò hơi, trong học kỳ này em được nhận nhiệm vụ thiết kế lò hơi có sản lượng hơi 125 t/h Mặc dù em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô giáo, có tham khảo một số tài liệu và trao đổi với bạn bè, nhưng do đây là lần đầu tiên

em thiết kế lò hơi, kiến thức còn hạn chế và chưa có kinh nghiệm nên trong quá trình thiết kế chắc chắn không tránh khỏi sai sót Em kính mong nhận được sự góp ý và chỉ dẫn tận tình của quý thầy cô giáo để kiến thức của em được tốt hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thiết kế Phan Thanh Bách – 15N1

CHƯƠNG MỞ ĐẦU NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1 Sản lượng hơi quá nhiệt Dđm = 125T/h.

2 Áp suất hơi quá nhiệt Pqn= 9,6 MPa = 96 bar.

3 Nhiệt độ hơi quá nhiệt tqn= 540 ºC.

4 Nhiệt độ nước cấp vào lò hơi tnc= 225 ºC.

5 Nhiên liệu là than có các đặc tính sau

7 Nhiệt trị của nhiên liệu Qt

lv = 14410 kJ/kg h

8 Nhiệt độ biến dạng của tro t1 = 1150 ºC

9 Nhiệt độ không khí trong gian lò hơi lấy bằng nhiệt độ môi trường, tkkl = 30 ºC

CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI:

1.1 CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐỐT VÀ CẤU TRÚC BUỒNG LỬA

Theo số liệu cung cấp về loại than sử dụng cho lò hơi này:

Nhiệt độ bắt đầu biến dạng : t1= 1150˚C ta có thể suy ra:

Nhiệt độ bắt đầu mềm: t2 = t1+ 100˚C = 1250˚C;

Nhiệt độ bắt đầu chảy: t3 = t1+ 200˚C = 1350˚C;

Nhận thấy 1200˚C<t3<1425˚C Nghĩa là loại than được dung có tro có độ chảy trung bình Vậy ta sử dụng phương pháp thải xỉ khô.

1.1.3.Chọn kiểu lò hơi

Chọn lò hơi kiểu chữ π Đây là loại lò hơi phổ biến nhất hiện nay

Ở loại này các thiết bị nặng như quạt gió, quạt khói, bộ khử khí, ống khói đều được đặt ở vị trí thấp nhất.

1.2 CHỌN DẠNG CẤU TRÚC CÁC BỘ PHẬN KHÁC CỦA LÒ HƠI:

1.2.1 Dạng cấu trúc của pheston:

Cấu trúc của pheston gắn liền với cấu tạo dàn ống tường sau của buồng lửa vì các ống pheston chính là các ống của dàn ống tường sau buồng lửa

Chiều cao của pheston phụ thuộc vào kích thước đường khói đi vào bộ quá nhiệt Kích thước cụ thể của pheston sẽ được xác định sau khi xác định cụ thể cấu tạo buồng lửa và các dàn ống xung quanh nó và kiểu BQN.

Tính nhiệt cụm pheston là xác định nhiệt độ của khói ra khỏi cụm pheston, ta dựa vào hai phương trình là phương trình cân bằng nhiệt và phương trình truyền nhiệt.

Ở đây ta đốt nhiên liệu rắn nên để tránh đóng xỉ ở cụm pheston ta phải giữ cho nhiệt độ khói ra buồng lửa cao hơn nhiệt độ đông cứng của tro.

Vì nó nằm ở đầu ra buồng lửa có nhiệt độ cao ta sẽ đặt các ống xa để tránh đóng

xỉ, mồ hóng… Để cho khói đi qua và lưu thông dễ dàng, tránh đóng xỉ và mài mòn ống ta chia cụm pheston.

Thông thường cụm ống được bố trí so le, ta chọn bước ống ngang S1,bước ống dọc S2 theo tiêu chuẩn.

Ở đây cụm pheston được bố trí thành 4 dãy.

1.2.2 Dạng cấu trúc bộ quá nhiệt:

Chọn phương án sử dụng bộ quá nhiệt nửa bức xa và đối lưu

Nhiệt độ hơi quá nhiệt là 540 oC > 510oC nên BQN cần được đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao ( thường là ở ra buồng lửa, trước cụm feston )

Ở đây BQN vừa nhận nhiệt đối lưu từ dòng khói đi qua vừa nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa, gọi là BQN nửa bức xạ

Bộ quá nhiệt nửa bức xạ là những chum ống xoắn chữ U được chế tạo dạng dàn phẳng

Các dàn được đặt cách nhau 0,7 – 0,9m để khói dễ dàng lưu thông qua đồng thời tránh khả năng tạo nên cầu xỉ giữa các ống Thiết kế bố quá nhiệt nửa bức xạ đặt đứng.

Sau cụm pheston ta sẽ bố trí bộ quá nhiệt thành hai cấp , cấp 2 và cấp 1.

Ở đây bộ quá nhiệt đối lưu được chia thành 2 cấp để tạo điều kiện làm đồng đều trở lực và nhiệt độ giữa các ống xoắn, bên cạnh đó độ gia nhiệt giữa các cấp không lớn lắm và các cấp có nhiệt độ hơi trung bình khác nhau nên mỗi cấp được chế tạo bằng một loại vật liệu phù hợp với nhiệt độ làm việc của nó do đó tiết kiệm được vật liệu đắt tiền.

Bộ quá nhiệt đối lưu cấp 2 đặt đứng để dễ treo đỡ, bố trí sau dãy pheston và bố trí thuận chiều với chiều dòng khói.

Bộ quá nhiệt cấp 1 bố trí ngược chiều với chiều dòng khói nhằm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt.

1.2.3 Bộ sấy không khí và bộ hâm nước:

Bộ sấy không khí và bộ hâm nước được bố trí trên đường khói sau bộ quá nhiệt cấp 1 Việc bố trí BHN và BSKK có liên quan chặt chẽ với nhau.

Tkkn sẽ quyết định BSKK là 1 hay 2 cấp, do đó BHN cũng sẽ được bố trí cho phù hợp Nhiệt độ không khí nóng cấp cho lò được chọn dựa vào loại nhiên liệu đốt

và loại buồng lửa.

Nhiệt độ không khí nóng càng cao thì nhiên liệu càng dễ cháy và dễ cháy kiệt nhiên liệu nhưng kim loại chế tạo càng phải tốt và bề mặt nhận nhiệt càng lớn do

đó giá thành càng cao.

Ở đây, ta chọn lò hơi đốt than phun với than được sử dụng là than antraxit.Tra

mục 1.3.3.3 , tài liệu [1] ta có: nhiệt độ không khí nóng yêu cầu là 360˚C (350 -

4200C)

Để thu được không khí nóng có nhiệt độ cao như vậy, cần phải đặt một phần đầu ra của bộ sấy không khí trong vùng khói có nhiệt độ cao, nghĩa là phân bộ sấy không khí thành hai cấp, khi đó bộ hâm nước có thể là 1 cấp đặt ở giữa hai cấp của bộ sấy

Tuy nhiên như vậy thì bộ sấy không khí cấp 2 nằm ngay sau bộ quá nhiệt, vùng

có nhiệt độ khói cao nên sẽ rất chóng hỏng.

 Bởi vậy để bảo vệ bộ sấy không khí cấp 2, ta chia bộ hâm nước thành hai cấp và bộ sấy không khí cấp hai được đặt giữa hai cấp của bộ hâm nước.

1.2.4 Đáy buồng lửa:

Vì đây ta chọn là buồng lửa đốt than phun thải xỉ khô nên đáy làm lạnh tro có hình dạng hình phễu và cạnh bên nghiêng với mặt phẳng nằm ngang một góc cỡ

55˚.

1.3 NHIỆT ĐỘ KHÓI VÀ KHÔNG KHÍ:

1.3.1 Nhiệt độ khói thoát ra khỏi lò θth:

Độ ẩm quy dẫn Wqd = 10000 = 10000 = 3,47 g/MJ

Dựa vào bảng 1.1 tài liệu [1], với nhiên lieu rắn, chọn được th = 120

Nhờ đó nếu sau này sử dụng nhiên liệu đắt tiền, chất lượng cao thì lò hơi vẩn hoạt động tốt, cũng như là tránh được hiện tượng ăn mòn ở nhiệt độ thấp.

1.3.2 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ( ):

Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ( ) ( trước cụm pheston) được chọn tùy theo loại nhiên liệu, nhiệt độ biến dạng của tro.

t1 – (50 ->100 C) Theo số liệu đã cho, t1 = 1120 C.

Đối với than antraxit không quá 1050.

1.3.3 Nhiệt độ không khí nóng:

Nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy không khí được chọn dựa theo loại nhiên liệu, nhiệt độ biến dạng của tro, phương pháp đốt cũng như phương pháp thải xỉ.

Đối với than antraxit, buồng đốt kiểu phun, thải xỉ khô với hệ thống nghiền than kiểu kín, dùng không khí làm môi chất sấy:

 Ta chọn nhiệt độ không khí nóng là

Hình vẽ:

7.Bộ quá nhiệt nửa bức xạ

8.Bộ quá nhiệt đối lưu

10.Bộ sấy không khí cấp 2

11.Bộ hâm nước cấp 1

12.Bộ sấy không khí cấp 1

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU

2.1 TÍNH THỂ TÍCH KHÔNG KHÍ:

Các công thức tính toán được xây dựng trên cơ sở các phương trình phản ứng hóa học xẩy ra khi cháy nhiên liệu với điều kiện tổn thất q3=0, đây hoàn toàn là điều kiện lý tưởng nên ta gọi lượng không khí tính được là “ lượng không khí lý thuyết” Và nếu q3 không quá lớn thì nó cũng đủ chinh xác.

Thể tích không khí lý thuyết (α=1) của nhiên liệu rắn

Xét khi cháy 1kg nhiên liệu rắn:

Suy ra: α= 1,25

- Thể tích hơi nước.

- Nồng độ tro bay theo khói:

Nồng độ tro bay theo khói tính theo thể tích khói , [g/m3

tc] Trong đó ab: Tỉ lệ tro bay Tra bảng 5- PL2, tài liệu [1] ta được ab= 0,95

Thay số: 28.433 g/m3

tc

2.2.3 Bảng hệ số không khí thừa.

Hệ số không khí thừa phụ thuộc vào loại buồng lửa, nhiên liệu đốt, phương pháp đốt

và điều kiện vận hành Được chọn theo bảng 3 – PL2[1] Ta tra được hệ số không khí thừa α=1,25

Lượng không khí lọt vào trong khói được xác định theo bảng 1 – PL2[1].

Bảng 2.1 Giá trị lượng không khí lọt vào trong đường khói 

Trước hết chọn hệ số không khí thừa ở cửa ra buồng lửa ”bl=1,25

Hệ số không khí thừa tại các vị trí tiếp theo được xác định bằng tổng của hệ số không khí thừa buồng lửa với lượng lọt vào đường khói giữa buồng lửa với tiết diện đang xét

.

Hệ số không khí thừa đầu ra: ”=’ + 

Bảng 2.2 Bảng hệ số không khí thừa

Lượng không khí ra khỏi bộ sấy không khí:

Trong đó: :lượng không khí lọt vào buồng lửa :lượng không khí lọt vào hệ thống nghiền

2.3 Tính entanpi của không khí và khói

BSK

K 2

BHN 1

BSK

K 1

Đường thải

Kết quả

1 Hệ số không khí thừa trung bình α 1.200 1.250 1.265 1.293 1.315 1.340 1.365 1.390 1.390

2 Lượng không khí thừa Vthừa mtcg3/k 1.273 1.591 1.686 1.861 2.004 2.163 2.322 2.481 2.481

3 Thể tích hơi nước VH2O mtc3/k

g 0.589 0.594 0.596 0.598 0.601 0.603 0.606 0.608 0.608

4 Thể tích khói Vkhoí mtc3/k

g 8.009 8.327 8.423 8.598 8.741 8.900 9.059 9.218 9.218

5 Phân thể tích hơi nước rH2O 0.074 0.068 0.071 0.066 0.065 0.064 0.063 0.062 0.062

6 Phân thể tích của khí 3 nguyên tử rRO2 0.143 0.137 0.136 0.133 0.131 0.128 0.126 0.124 0.124

26.68 5

26.21 7

Bảng 2.4 Entanpi của khói và không khí lý thuyết

Nhiệt độ (Cθ)RO2 (Cθ)N2 (Cθ)H2O (Cθ)KK Io

2.3 Tính entanpi của không khí và khói

Entanpi của không khí lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy:

Entanpi của khói lý thuyết:

Trong đó: C – nhiệt dung riêng, kJ/kgđộ

Bảng 2.5: ENTANPI của sản phẩm cháy theo nhiệt độ

X

CHƯƠNG 3 CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI

Lập cân bằng nhiệt lò hơi là xây dựng phương trình biểu diễn sự cân bằng giữa lượng nhiệt đưa vào lò hơi với lượng nhiệt sử dụng hữu ích Q1 và các tổn thất nhiệt của lò Q2,Q3,Q4,Q5,Q6 Từ cân bằng nhiệt ta có thể tính được hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu.

3.1 LƯỢNG NHIỆT ĐƯAVÀO LÒ.

Lượng nhiệt đưa vào lò tính cho 1kg nhiên liệu rắn:

, [KJ/kg]

Trong đó

– nhiệt trị thấp của nhiên liệu, KJ/kg

nhiệt lượng do không khí nóng mang vào Khi không khí nóng sấy bằng khói lò hơi thì

nhiệt vật lý của nhiên liệu đưa vào Vì

Nên

nhiệt lượng do dùng hơi phun nhiên liệu vào lò Ta phun không dùng hơi nên

Nhiệt lượng tổn thất do phân hủy carbonat khi đốt đá dầu Ta đốt than nên

Vậy nhiệt lượng đưa vào lò đươc xác định bằng:

KJ/kgs

3.2 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NHIỆT CỦA LÒ

3.2.1 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học Q3 hoặc q3

Khi thiết kế, q3 được chon theo tiêu chuẩn tính toán nhiệt tùy theo loại nhiên liệu dùng và kết cấu buồng lửa.

Tra bảng 3, phần ghi chú, tài liệu [1], Ta được q3= 0%.

3.2.2 Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học Q4 hoặc q4

Khi thiết kế, q4 được chon theo tiêu chuẩn tính toán nhiệt tùy theo loại nhiên liệu dùng và kết cấu buồng lửa.

Tra bảng bảng 3, tài liệu [1] cho nhiên liệu than antraxit Ta được q4=5%.

3.2.3 Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 hoặc q5

Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 hoặc q5 được xác định theo toán đồ thực nghiệm (h.3.1) tài liệu[1].

Có D=125T/h suy ra q5= 0,6 %

3.2.4 Tổn thât nhiệt do xỉ mang ra ngoài Q6 hoặc q6

Khi đốt than phun thải xỉ khô, lượng xỉ thải ra ít nên q6 chỉ được tính cho than có

đọ tro từ trung bình trở lên nếu:

Trong trường hợp này: Nên ta bỏ qua q6.

Q6= 0%.

3.2.5 Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài Q2 hoặc q2

Tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài Q2 hoặc q2 được xác định theo công thức sau:

,[ KJ/kg]

Nhiệt độ khói thải chọn ban đầu tra bảng 2.4 entanpi sản phẩm cháy, dùng nội suy ta có Ith = 1170, 694kJ/kg.

Ikkl : entanpi không khí lạnh.

q4 : Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học

3.3 Lượng nhiệt sử dụng có ích : Qhi

Nhiệt lượng có ích trong lò được xác định theo công thức :

,kJ/h

Trong đó:

: Sản lượng hơi quá nhiệt của lò hơi , Dqn = 125T/h

: entanpi của hơi quá nhiệt Tra theo bảng nước và hơi quá nhiệt cho hơi quá nhiệt với tqn = 540ºC và P= 96 bar có iqn = 3476,56 kJ/kg : entanpi của nước cấp Tra theo bảng hơi bão hòa ẩm với

tnc= 225ºC và p= 96 bar có iqn =968,725 kJ/kg.

Vậy 188087625kJ/h

3.4 Hiệu suất lò hơi và lượng tiêu hao nhiên liệu:

3.4.1 Hiệu suất của lò hơi:

Hiệu suất của lò hơi η được xác định bằng công thức :

, %

3.4.2 Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò:

Lượng tiêu hao nhiên liệu của lò B được xác định theo công thức:

3.4.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán của lò:

Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán được dùng đề xác định thể tích sản phầm cháy

và không khí chuyển dời qua toàn bộ lò hơi và nhiệt lượng chứa trong chúng.

CHƯƠNG 4 : TÍNH NHIỆT BUỒNG LỬA.

4.1 XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CỦA BUỒNG LỬA VÀ BỐ TRÍ VÒI PHUN NHIÊN

LIỆU

Tính nhiệt buồng lửa là xác định lượng nhiệt hấp thu trong buồng lửa, diện tích bề mặt các dàn ống hấp thu nhiệt bằng bức xạ và thể tích buồng lửa đảm bảo giảm được nhiệt độ của sản phẩm cháy đến giá trị quy định

4.1.1 Thể tích buồng lửa V bl [m 3 ]:

Thể tích buồng lửa được giới hạn bởi mặt phẳng đi qua trục của các dàn ống sinh hơi đặt xung quanh tường và trần buồng lửa, bề mặt đi qua trục của dãy ống thứ nhất của feston hoặc mành ống, mặt phẳng nằm ngang tách một nửa chiều cao của phễu tro lạnh

4.1.2 Tiết diện ngang của buồng lửa f bl [m 2 ]

Theo tài liệu [2] trang 40 ta có:

lv t

bl tt

f

BQ f

q



[m2]Trong đó: q tt f

là nhiệt thế tính toán Theo tài liệu [2] trang 40 ta chọn q tt f

= 0,7qf với qf được tra bảng 4.1a trang 40 tài liệu [2], chọn bố trí vòi phun ba tầng, bố trí vòi phun ở tường trước và tra theo nhiên liệu đốt là than đá tạo xỉ và than nâu ta được qf = 3500 kW/m2

Thay số vào công thức ta có: q tt f

= 0,7qf = 0,7.3500 = 2450 [kW/m2]

Vậy

lv t

-a : Chiều rộng buồng lửa (chiều rộng lò hơi),m

-b : Chiều sâu buồng lửa,m

Chiều rộng và chiều sâu buồng lửa phải đảm bảo ngọn lửa không văng tới tường đối diện

Chiều rộng buồng lửa ađược chọn có kể đến chiều dài cần thiết của bao hơi để đảm bảo sấy thật khô hơi và đảm bảo tốc độ thích hợp của hơi trong bộ quá nhiệt Đối với các lò hơi có sản lượng D = giới thiệu chiều rộng buồng lửa xác định từ biểu thức D/a = 9

Ta chọn qr= 10,7 T/m.hSuy ra: a= D/qr= 75/10,7 = 7 m

Chiều sâu buồng lửa phải đảm bảo tỉ lệ a/b= 1,1÷1,25 Ở đây ta đặt vòi phun ở hai tường bên nên a/b = 1,25

Suy ra b= a/1,25 = 7/1,25 = 5,6m

Nhận thấy : b> 5,5m nên thỏa mãn điều kiện bảng 4.2b tài liệu[1]

4.1.3 Xác định chiều cao buồng lửa:

Chiều cao buồng lửa được lựa chọn dựa trên cơ sở đảm bảo chiều dài ngọn lửa để cho nhiên liệucháy kiệt trước khi ra buồng lửa Chiều dài ngọn lửa phụ thuộc vào nhiên liệu đốt, phương pháp đốt và công suất lò hơi

Đối với buồng lửa phun D= 75÷120T/h thì lnl= 11÷13m

Chọn chiều dài ngọn lửa lnl= 11m

Sau khi xác định chiều dài ngọn lửa, ta xác định chiều cao buồng lửa H= 11m

Diện tích tiết diện ngang buồng lửa:

2

410,656

37,33211

bl bl

V

H

4.1.4 Chọn loại, số lượng vòi phun và cách bố trí.

Tùy theo công suất lò hơi, loại vòi phun, cách bố trí mà tra bảng 4.2 tài liệu [1] để chon số lượng vòi phun

Ở đây, D=125T/h, vòi phun tròn đặt tường bên Số lượng vòi phun là 2÷4 cái Ta chọn 4 vòi phunđặt ở hai tường bên, mỗi tường 2 cái

Các kích thước đặt của vòi phun:

+ Từ trục vòi phun đến mép phễu tro lạnh : 2m

+ từ trục vòi đến mép tường: 2,2m

4.1.4.1 Chọn tốc gió cấp 1 và cấp 2

Tốc độ gió ra khỏi miệng phun được lựa chọn trên cơ sở đảm bảo quá trình bốc cháy nhiên liệu

ổn định và an toàn Nó phụ thuộc vào loại vòi phun và loại nhiên liệu được sử dụng Tra bảng 4.4, trang 123, tài liệu [2] cho vòi phun tròn đốt than antraxit

Tốc độ gió cấp 1: 14m/s

Tốc độ gió cấp 2: 20m/s

4.1.4.2 Phần dưới của buồng lửa

Phần dưới của buồng lửa được làm dưới dạng phễu tro lạnh khi thải xỉ khô hoặc dưới dạng đáy hơi nghiêng và được bọc vật liệu chịu lửa và cách nhiệt khi thải xỉ lỏng Phễu tro lạnh được tạo

ra bởi các dàn ống tường trước và tường sau nghiêng vào trong với góc nghiêng 30-35 so với phương thẳng đứng nhằm đảm bảo cho xỉ dễ trôi theo vách ngiêng xuống dưới

Lỗ thu xỉ ở phần dưới phễu tro lạnh có kích thước a

Trong đó =( 0,8÷1,2) m Là cạnh ngắn của lỗ thu xỉ Chọn

a – Là chiều rộng buồng lửa

4.1.4.3 Chiều cao cửa khói ra ở tường sau của buồng lửa:

Khi bố trí lò hơi dưới dạng hình chữ п lấy bằng hăọc nhỏ hơn một ít so với chiều sâu của buồng lửa =b Ta có b = 5,6 Chọn = 4m

Chiều cao của mành ống đặt đứng có kể đến độ nghiêng của mặt dưới đường khói nằm ngangbằng 40450 và khi có mũi khí động học (chỗ nhô ra) trên tường sau buồng lửa:



3

2.6 14410

410, 656140

bl

Xác định thể tích tính toán của buồng lửa theo công thức

Vbltt = (3- ) Vblmin = (3- 410,656611,533m3.>

3

2, 6 14410

93kW611,533

Chiều cao của phễu tro lạnh = 0,5.(b-b’).tg = 0,5.(5,6-1).tg( = 3,3m

Thể tích nửa trên của phễu tro lạnh được xác định:

= (b+ ) .a = (5,6 +

Thể tích vùng trên cùng của buồng lửa:

Vvt = a x b’’x hm = 7 1.3,5 = 107,9 m3 Với b’’ chiều sâu vùng trên buồng lửa đã trừ phần nhô vào của các mành ống Lấy

Thể tích phần lăng trụ của buồng lửa:

Vltr = Vbltt - Vpl- Vvt

= 609,9 – 51,367 – 107,9 =450,6m3Chiều cao phần lăng trụ của buồng lửa được xác định theo thể tích và tiết diện ngang của lăngtrụ:

hltr= =11,46 mChiều cao tính toán của buồng lửa là :

Chiều dài tính toán của mặt nghiêng của các dàn ống nghiêng là :

Diện tích các tường bề mặt buồng lửa :

a ) Diện tích tường bên:

*( ) ( b b ).h pl

F  h h b b 

4.2.1 Dàn ống sinh hơi.

Bước ống của dàn ống sinh hơi ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tường lò và đảm bảo quá trình cháy ổn định

Lò sản xuất hơi có áp suất không lớn nên chọn ống d=60mm

Bước ống trong buồng lửa s = 1,25d=75mm

Khoảng cách từ tâm dàn ống sinh hơi đến tường e = d =60mm

Hệ số góc tường của dàn ống: tra toán đồ1b tài liệu [1] cho e=d và s/d=1,25 ta được hệ sốgóc χ= 0,98

Số ống của tường trước: Ntr=

9175

s

ống

Số ống của tường sau: Ns=Ntr= 91 ống

Số ống của một tường bên Nb =

7375

25 ống Do các ống được bố tri thưa nên không xảy ra hiện tượng đóng xỉ

Do θ”bl lệchkhông quá

1000C sovới giả thiếtnên khôngcần tính lại.Vậy nhiệt

độ khói rakhỏi buồnglửa là θ”bl=

10450 C

entanpiI”bl12862kJ/kgVậy Qbx =

(Qbl – I”

bl)

= 0,995 x (24896,4 –13414,16 )

= 11974,23kJ/kg

CH ƯƠ NG 5

TÍNH NHIỆT VÀ KẾT CẤU CÁC BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT CỦA LÒ HƠI

5.1 THIẾT KẾ DÃY FESTON Dãy ống pheston chính là các ống của dàn ống sinh hơi tường sau nối lên bao hơi, đoạn đi qua cửa ra buồng lửa tạo nên Ở đây cụm pheston được bố trí thành 4 dãy, để tránh bám

tro xỉ ta bố trí các ống thưa ra và so le nhau Cách bố trí như sau:

Ở đây ta đốt nhiên liệu rắn nên để tránh đóng xỉ ở cụm pheston ta phải giữ cho nhiệt độ khói ra buồng lửa cao hơn nhiệt độ đông cứng của tro.

Thông thường cụm ống được bố trí so le, ta chọn bước ống ngang S1,bước ống dọc S2 theo tiêu chuẩn.

s1

s2

Tính nhiệt cụm pheston là xác định nhiệt độ của khói ra khỏi cụm pheston, ta dựa vào hai phương trình là phương trình cân bằng nhiệt và phương trình truyền nhiệt Phương trình cân bằng nhiệt là

[kJ/kg]

Trong đó :

[ kJ/kg]

[kJ/kg]

: lượng lọt khí tại bề mặt đang xét

: entanpy của không khí lạnh [kJ/kg]

Phương trình truyền nhiệt

[kJ/kg]

: hệ số truyền nhiệt [W/m2.K]

: diện tích bề mặt tính toán hấp thụ nhiệt [m2]

: độ chênh nhiệt độ trung bình giữa hai môi chất khói và hơi bão hòa ]

: lượng nhiên liệu tiêu hao tính toán.

Trong phương trình trên ta cần tính hệ số truyền nhiệt k dựa vào công thức trao đổi nhiệt đối lưu của dòng khói cắt ngang chùm ống.

[W/m2K]

, : được tra theo toán đồ 12a,12b,18

Ta có bảng tính các giá trị như sau.

Bảng : Đặc tính cấu tạo dãy PHESTON

14 Diện tích bề mặt chịu nhiệt bức xạ HPbx m2 Hp. χ p=66,5.0,746 49,58

15 Diện tích bề mặt chịu nhiệt đối lưu HPdl m2 Hp- Hpbx=66,5-49,58 16,9

16 Chiều dài tiết diện ngang đường khói Theo cấu tạo lò hơi

19 Chiều rộng đường khói ap m Theo cấu tạo lò hơi 6

20 Tiết diện đường khói đi

Bảng : Tính truyền nhiệt PHESTON

S

T

T Tên đại lượng

Kí hiệ

4 Entanpi khói sau

buồng lửa bl’’ kJ/kg Tra bảng 2,5 với

t=10450C

12862 12862

5 Entanpi khói sau

pheston pt’’ kJ/kg Tra bảng 2,5 với pt’’

tương ứng 12690,24 11991,056

Lượng nhiệt khói

truyền đi ứng với

1kg nhiên liệu Qcb kJ/kg

Qk= φ.∆Ipt=0,995.∆Ipt

170,9 866,6 Truyền nhiệt

8 Nhiệt độ hơi bảohòa ở pheston tbh 0C

Tra bảng nước và hơinước bão hòa với p=96

15 khói đến vách ốngHệ số tỏa nhiệt từ αđl W/m2đ

18 chịu nhiệt đối lưuDiện tích bề mặt HPdl m2 Tính ở trước 16,9 16,9

19 Lượng nhiên liệu

tính toán Btt kg/s

20 Nhiệt độ vách ốngcó bám bẩn tvbb 0C với ∆t=80tbh+∆t 0C

21 Hệ số làm yếu bứcxạ do tro ktr Tra toán đồ 4 0,233 0,239

22 Hệ số làm yếu bứcxạ bởi môi trường ky kkrRO2+ktr 1,85 1,68

23 Độ đen của môi

Theo quy tắc 3 điểm tìm nhiệt độ ra PHESTON:

Thông qua cách giải bằng đồ thị ta tìm được ”p= 988 0 C tương đương với I”ph=12522,43 kJ/kgNhiệt lượng hấp thụ đối lưu của bộ pheston Qdl