Đề cương cuối kì lò hơi 2

 Hàm lượng các chất lơ lửng, chất khô, các vật chất hữu cơ, độ cứng và độ kiềm tổng quát của nước càng cao thì nước càng bẩn, dễ hình thành các lớp cáu, cặn đóng trong hệ thống đường ốn

1 Sự có mặt của các tạp chất trong nước cấp có thể dẫn đến tạo ra cáu cặn bám trên bề mặt đốt của lò hơi và phá hủy chế độ làm việc bình thường của lò, làm xấu chất lượng hơi và ăn mòn các chi tiết kim loại đường hơi và nước

 Hàm lượng các chất lơ lửng, chất khô, các vật chất hữu cơ, độ cứng và độ kiềm tổng quát của nước càng cao thì nước càng bẩn, dễ hình thành các lớp cáu, cặn đóng trong hệ thống

đường ống và các thiết bị, gây tắc nghẽn hệ thống, giảm lưu lượng hơi đi trong các ống,tăng trở lực đường ống, hơn nữa các lớp cáu bẩn này có nhiệt trở khá lớn sẽ cản trở quá trình trao đổi nhiệt giữa nước và khói làm cho các bề mặt kim loại tiếp xúc với khói làm việc ở nhiệt độ cao làm giảm nhanh tuổi thọ của ống, trường hợp nguy hiểm hơn nếu áp suất hơi trong lò vượt quá ứng suất mỏi cho phép của ống sẽ gây hiện tượng nổ ống, nổ lò

 Nống độ ion hiđro trong nước quá cao sẽ làm cho nước có tính axit, dễ gây ăn mòn đường ống, làm giảm tuổi thọ của ống, dễ gây thủng ống dẫn đến rò rỉ nước, hơi, làm giảm năng suất hơi của lò

 Các chất khí hòa tan trong nước như N2, O2, CO2 cũng có tác dụng ăn mòn kim loại, đặc biệt sự xuất hiện của O2 sẽ đẩy nhanh quá trình oxi hóa kim loại trong điều kiện làm việc

ở nhiệt độ cao của lò

2 Việc làm mềm nước bằng phương pháp lắng cặn dựa trên cơ sở

chuyển các muối hòa tan trong nước thành những hợp chất ít hòa tan và lắng xuống Mục đích chính là loại bỏ các ion Mg2+; Ca2+; HCO3- bằng cách đưa vào nước các ion OH- và CO32- Hóa chất dùng là NaOH, Ca(OH)2; Ba(OH)2; Na3(PO4); Na2CO3…

 OH- đưa vào sẽ phản ứng với HCO3-, với CO2 hòa tan trong nước để tạo CO32-(viết pt) Ngoài ra OH- còn làm kết tủa Mg2+(viết pt)

 CO32- được tạo ra từ phản ứng của ion OH- trên, cộng với lượng CO32- đưa vào sẽ làm kết tủa Mg2+ và Ca2+ (viết pt)

Ngoài ra khi dùng Ca(OH)2 thì có thể làm lắng sắt, một phần axit silicic

Để tăng cường quá trình thì đồng thời với việc làm mềm nước người ta cũng tiến hành keo tụ nước bằng cách đốt nóng nước mềm và đưa vào một lượng dư chất phản ứng

3 Xử lý bằng phương pháp trao đổi ion có ưu điểm là tạp chất được thải ra khỏi nước không tạo ra cặn và không cần định lượng liên tục chất phản ứng.=> vận hành đơn giản hơn, kích thước thiết bị nhỏ hơn, hiệu quả xử lý cao hơn so với phương pháp lắng cặn Có

2 phương pháp:

 Xử lý bằng phương pháp trao đổi cation: Các chất thường dùng là NaR, HR, NH4R, trong đó R là gốc cationit

 Khi đưa NaR vào sẽ xảy ra sự trao đổi ion theo các phản ứng (viết pt), sau đó các cationit mang ion Ca2+ (CaR2)và Mg2+(MgR2) sẽ được đưa ra ngoài hoàn nguyên thành NaR và được đưa vào sử dụng lại Nhược điểm cơ bản của pp này là đưa ion Na+ vào sẽ kết hợp với HCO3- rồi phản ứng tiếp với nước tạo thành NaOH, làm tăng độ kiềm natri của nước lò(viết pt)

 Khi dùng HR cũng sẽ diễn ra quá trình trao đổi tương

tự (viết pt) nhưng sẽ để lại trong nước lò ion H+ thay

vì Na+ Ion H+ sẽ kết hợp tiếp với ion HCO32- và kết quả là sẽ khử thêm được ion HCO3-.Nhược điểm của pp này là trong quá trình trao đổi HR, mọi cation trong nước sẽ được thay thế bằng H+ làm cho nồng

độ H+ trong nước tăng lên, làm tăng độ axit trong nước lò Vì vậy người ta thường phối hợp 2 phương pháp trên để thu được nước trung hòa

 Khi dùng NH4R cũng sẽ diễn ra quá trình tương tự 2 quá trình trên nhưng sẽ để lại trong nước lò ion

NH4+ Ion này kết hợp với các anion khác trong nước lò tạo thành các muối dễ bị phân hủy nhiệt và sản phẩm cuối cùng sẽ sình ra NH3 và các axit (viết

pt) Sự có mặt của NH3 và O2 trong nước sẽ gây ăn mòn các hợp kim đồng Thường sử dụng pp này với

pp NaR để trung hòa axit sinh ra

4 Phân tích các ảnh hưởng khi hơi không đảm bảo chất lượng và nguyên nhân làm bẩn hơi bão hòa.

- ảnh hưởng : mức độ kinh tế của tuabin hơi phụ thuộc đáng kể vào các thông số của hơi và độ sạch của hơi các tạp chất chứa trong hơi đặc biệt là các muối sẽ bám vào các ống của bộ quá nhiệt và vào phần truyền hơi cuả tuabin hơi và khi bám vào bộ phận truyền hơi sẽ gây ra những hậu quả có hại sau ;

+ làm độ nhám của cánh quạt tăng lên và biên dạng các rãnh bị sai đi , sẽ làm tăng tổn thất thủy lực dẫn đến giảm độ kinh tế của tuabin

+ làm tăng giáng áp giữa các tầng tuabin dó đó làm tăng ứng suất trong các cánh quạt, tăng áp suất trong các ổ chắn dầu ,tạo

sự tăng giáng áp giữa các tầng làm giảm lưu lượng hơi đi qua tuabin và do đó giảm công suất của tuabin dẫn đến không sx đủ điện năng

+ nếu có cáu dễ hòa tan bám trên cánh quạt có thể rửa tuabin bằng hơi ẩm nhưng phải giảm công suất trong vài giờ , còn những cáu khó hòa tan trong nước như SiO2 và cáu chứa Cu phải mở tuabin ra và dùng phương pháp cơ khí

- Nguyên nhân cơ bản làm bẩn hơi bão hòa là các giọt nước lò bị cuốn theo hơi Trong các giọt ẩm do hơi cuốn theo có chứa các muối hòa tan hay muối lơ lửng và các hạt bùn mịn Nguyên nhân thứ 2 làm bẩn hơi bão hòa là có một số muối như: muối Silic, sắt, đồng… hòa tan trong hơi bão hòa cao áp

Yêu cầu cơ bản đối với chất lượng hơi là duy trì các tạp chất không bay hơi có trong hơi (gồm các chất rắn hòa tan hay lơ lửng trong nước lò) ở mức độ đảm bảo sự làm việc của tuabin

trong một thời gian dài mà không có sự giảm rõ rệt độ kinh tế và không hạn chế công suất

5. Trình bày các phương pháp và thiết bị để thu được hơi sạch.

Các phương pháp thu được hơi sạch:

 Phân ly ẩm ra khỏi hơi: thường dùng các thiết bị: tấm chắn, cửa chớp, tấm có khoan lỗ, xyclon….Yêu cầu của các thiết bị này là phải giảm được động năng dòng hh kết hợp đập mịn các giọt ẩm; phân bố đều hơi trong khoang hơi và bao hơi nhằm giảm tốc độ của hơi; có tác dụng phân ly cơ học, cho dòng hơi chuyển động cong sinh ra các lực ly tâm

 Tấm chắn: đặt nghiêng 45o so với hướng dòng hơi để dòng hh hơi và nước đập vào Do va đập các giọt lỏng

bị mất động năng sẽ tách ra và rơi xuống

 Cửa chớp: nhờ lực ly tâm khi dòng hơi ẩm đi ngoặt trong cửa chớp mà ẩm được phân ly ra

 Tấm có khoan lỗ: tạo các lỗ nhỏ trên một tấm để ngăn các giọt lỏng và cho hơi đi qua Thường đặt dưới mức nước trong bao hơi để giảm động năng của dòng hh và phân bố phụ tải đều hơn ở các mặt bốc hơi

 Xyclon: dòng hơi ẩm đi xoáy trong xyclon sẽ làm các giọt ẩm va đập vào thành xyclon, mất động năng và rơi xuống, dòng hơi khô được tách ra và đi ra ngoài qua ống lồng trong xyclon Cho phép thu được hơi rất sạch

ngay cả khi nước lò có độ muối cao

 Rửa hơi: làm giảm hàm lượng muối tổng và đặc biệt là giảm SiO2 trong hơi bằng cách cho hơi cần làm sạch tiếp xúc với lớp nước sạch

 nhất của các lò hơi nhỏ

6 Trình bày bốc hơi theo cấp và chế độ xả lò.

7 Vai trò, phân loại bộ quá nhiệt.

Bộ quá nhiệt là bộ phân để sấy khô hơi, gia nhiệt cho hơi, biến hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt Phân loại:

 Bộ quá nhiệt bức xạ:Đặt ở trên trần buồng lửa hoặc xen kẻ vs các ống sinh hơi trên tường buồng lửa nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa là chủ yếu, th > 560oC

 Bộ quá nhiệt nửa bức xạ: Đặt ở cửa ra buồng lửa hoặc trc cụm pheston.vừa nhận nhiệt đối lưu từ dòng khói vừa nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa , th > 510oC

 Bộ quá nhiệt đối lưu: Thường đặt ở đoan khói nằm ngang sau cụm pheston nhận nhiệt đối lưu từ khói là chủ yếu, th <

510oC

 Bộ quá nhiệt gồm phần đối lưu , nữa bức xạ và bức xạ gọi là

bộ quá nhiệt tổ hợp

8. Sơ đồ cấu tạo bộ quá nhiệt đối lưu và ưu điểm của việc bố trí bộ hai

cấp

- Bộ quá nhiệt đối lưu: gồm những ống xoắn, hai đầu được nối với vào 2 ống góp Ống xoắn là những ống thép chịu nhiệt uốn gấp khúc trong một mặt phẳng, nhiều ống xoắn cùng nối vào một ống góp tạo thành cụm ống Ống có đường kính từ 28-42 mm, chiều dày từ 3-7mm Có 2 loại:

 bqn ống xoắn đặt nằm ngang: ưu: có thể xả hết nước đọng do hơi ngưng tụ khi lò nghỉ nên tránh được hiện tượng ăn mòn ống Nhược: hệ thống treo đỡ phức tạp, làm việc trong điều kiện rất nặng nề, chóng hỏng

 bqn ống xoắn đặt thẳng đứng: hệ thống treo đỡ đơn giản, làm việc nhẹ nhàng hơn so với ống xoắn nằm ngang Nhược: khi

lò nghỉ nước đọng trong các ống xoắn do hơi ngưng tụ sẽ gây

ăn mòn các ống xoắn, đồng thời nó không cho hơi thoát qua

bộ quá nhiệt lúc khởi động lò và tạo thành các túi hơi trong các ống xoắn làm ống bị đốt nóng quá mức

 ưu điểm của việc bố trí 2 cấp:

Sơ đồ cấu tạo bộ quá nhiệt Bộ quá nhiệt nửa bức xạ và bức xạ.

- Bộ quá nhiệt nữa bức xạ: là những chùm ống xoắn chữ U hoặc L, được chế tạo dạng dàn phẳng Các dàn cách nhau 0,7-0,9 m để khói dễ dàng lưu thông, đồng thời tránh khả năng tạo cầu xỉ giữa các ống Các dàn có thể đặt đứng hay

đặt nằm ngang Để giữ khoảng cách giữa các ống người ta dùng các ống giữ chữ V, các ống này được nối với nhau bằng nẹp giữ

- Bộ quá nhiệt bức xạ: là những dàn ống đặt trên trần buống lửa hoặc các ống nằm xen kẽ với các ống sinh hơi tren tường buồng lửa Các ống nhận nhiệt bằng bức xạ từ ngon lửa với nhiệt độ cao nên cường độ trao đổi nhiệt lớn, phụ tải nhiệt cao nên yêu cầu rất cao về kim loại chế tạo và chế

độ vận hành

9 Nêu các nguyên nhân làm thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt.

- Do thay đổi phụ tải lò

- Do dao động áp suất trong đường hơi chung

- Do đóng xỉ ở dàn ống sinh hơi, cụm pheston

- Do bám bẩn trên các bề mặt đốt của lò, do ảnh hưởng của việc thổi tro bám

- Do thay đổi hệ số không khí thừa

- Do thay đổi vị trí trung tâm ngọn lửa hoặc do máy cấp than bột làm việc không đều

- Do thay đổi nhiệt độ nước cấp

- Do có hiện tượng cháy lại trong vùng đặt bộ quá nhiệt

- Do thay đổi chất lượng nhiên liệu

 Phân tích sự thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt khi thay đổi hệ số không khí thừa và khi dao động áp suất trong đường hơi chung: + thay dổi hệ số kk thừa : khi hệ số kk thừa tăng thì nhiệt độ trung

bình của buồng lửa giảm , quá trình cháy diễn ra chậm , nhiệt lượng cấp cho dàn ống sinh hơi giảm , nghĩa là nhiệt độ ra khỏi buồng lửa tăng , làm tăng nhiệt độ và lưu lượng khói qua bộ quá nhiệt làm tăng nhiệt độ hơi quá nhiệt

+ dao động áp suất trong đường ống hơi chung : khi áp suất trong

đường ống hơi chung giảm thì lượng hơi sinh ra khỏi lò đi vào ống góp hơi chung tăng lên do đó nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm

 Phân tích sự thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt khi bám bẩn các ống sinh hơi.: làm ống sinh hơi giảm lượng nhiệt hấp thụ bức xạ từ buồng

lửa , dẫn tới tăng nhiệt độ khói ra khỏi buồng lưởng tức là tăng nhiệt độ khói đi qua bộ quá nhiệt làm tăng nhiệt độ hơi quá nhiệt.

10 Nhiệt độ hơi quá nhiệt thay đổi sẽ dẫn đến một loạt thay đổi khác gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc của lò và tuabin:

- Khi nhiệt độ thay đổi thì nhiệt dáng dòng hơi thay đổi làm thay đổi đổi công suất tuabin do đó làm thay đổi tốc độ quay của tổ tuabin-máy phát dẫn đến thay đổi điện áp và tần số dòng điện

- Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm xuống sẽ làm giảm hiệu suất của chu trình đồng thời làm giảm công suất tuabin, mặt khác độ ẩm hơi ở các tầng cuối tuabin tăng lên làm giảm hiệu suất tuabin và tăng tốc độ ăn mòn cánh tuabin

- Nếu nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng lên quá trị số qui định, khi

đó các chi tiết của bộ quá nhiệt cũng như tuabin phải làm việc trong điều kiện nặng nề hơn, làm cho độ bền của kim loại giảm xuống, có thể gây nổ các ống của bộ quá nhiệt hoặc làm cong vênh các cánh của tuabin gây nên cọ xát giữa phần đứng yên và phần quay của tuabin, gây sự cố

11 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía hơi tức là tác động trực tiếp vào phía hơi quá nhiệt để làm thay đổi lượng nhiệt nó nhận được do đó thay đổi nhiệt độ của hơi

- Người ta đặt vào ống góp hơi của bộ quá nhiệt một thiết bị gọi là bộ giảm ôn Cho nước đi quá bộ giảm ôn, vì nước có nhiệt độ thấp hơn hơi nên sẽ nhận nhiệt của hơi làm cho nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm xuống Khi thay đổi lưu lượng nước qua bộ giảm ôn thì sẽ làm thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt Có 2 loại bộ giảm ôn là: kiểu bề mặt và kiểu hỗn hợp

- Kiểu bề mặt : gồm cụm ống đồng uốn hình chữ U đặt trong ống góp hơi , nước đi trong ống sẽ nhận nhiệt của hơi và làm cho nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm xuống Nước giảm ôn yêu cầu chất lượng không cao lắm , có thể dùng nước cấp

hoặc nước lò từ bao hơi Đối với các lò nhỏ thì dùng bảo

ôn kiểu bề mặt và đặt trực tiếp vào bao hơi

- Kiểu hỗn hợp : nước giảm ôn được phun qua các ống phun thành các hạt rất nhỏ rồi đi vào hòa trộn với hơi quá nhiệt , lấy nhiệt để bốc hơi làm giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt Nước giảm ôn hòa trộn với hơi quá nhiệt nên yêu cầu chất lượng nước giảm ôn rất cao Dùng nước ngưng hoặc nước nào không có muối ưu điểm là quán tính nhiệt bé ,điều chỉnh nhanh và cấu tạo đơn giản

12 Cách bố trí bộ giảm ôn và ưu nhược điểm của cách bố trí :

- Bộ giảm ôn có thể báo trí ở đầu vào , đầu ra hoặc giữa các cấp của bộ quá nhiệt

+ bố trí ở đầu ra bộ quá nhiệt : quán tính điều chỉnh nhiệt

bé , điều chỉnh nhanh nhiệt độ hơi do đó tuôc bin được đảm bảo an toàn tuyệt đối nhưng có nhược điểm BQN không được bảo vệ do đó BQN bị đối nóng quá mức, tuổi thọ BQN sẽ giảm xuống và có thể nổ ống

+ bố trí ở đầu vào của BQN : điều chỉnh được nhiệt độ hơi trong toàn bộ BQN Nhược là làm ẩm hơi , quán tính nhiệt lớn , bộ quá nhiệt và tuabin bị đốt nóng quá mức

+ để khắc phục nhược điểm ở 2 sơ đồ trên thì ta bố trí bộ giảm ôn nằm giữa 2 cấp của bộ quá nhiệt

13 Có thể điều chình nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía khói bằng cách: thay đổi nhiệt độ, lưu lượng khói đi qua bộ quá nhiệt hoặc thay đổi đồng thời cả nhiệt độ và lưu lượng khói

- Điều chỉnh lưu lượng khói đi qua bộ quá nhiệt: là làm giảm hay tăng lượng khói đi qua bộ quá nhiệt bằng cách cho một phần khói đi tắt qua đường khói không đặt bộ quá nhiệt nhằm giảm lượng nhiệt mà bộ quá nhiệt nhận được, do đó làm giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt

- Điều chỉnh nhiệt độ khói: bằng cách thay đổi góc quay của vòi phun, cho vòi phun hướng lên trên hoặc xuống dưới sẽ làm thay đổi vị trí trung tâm của ngọn lửa, do đó làm thay

đổi nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa, tức là thay đổi nhiệt độ khói qua bộ quá nhiệt, làm thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt

- Kết hợp vừa điều chỉnh nhiệt độ vừa điều chỉnh lưu lượng khói: bằng cách trích một phần khói ở phía sau bộ hâm nước đưa vào buồng lửa (tái tuần hoàn khói) Khi trích một phần khói ở phía sau bộ hâm nước đưa vào buồng lửa, nhiệt

độ trung bình trong buồng lửa sẽ giảm xuống làm cho lượng nhiệt hấp thu bằng bức xạ của dàn ống sinh hơi giảm xuống, nghĩa là nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa tăng lên, đồng thời lưu lượng khói đi qua bộ quá nhiệt tăng lên làm cho lượng nhiệt hấp thu của bộ quá nhiệt đối lưu tăng lên, dẫn đến nhiệt độ hơi quá nhiệt cũng tăng lên

14 Công dụng và phân loại bộ hâm nước :

- Công dụng: gia nhiệt cho nước cấp đến nhiệt độ sôi hoặc

gần sôi trước khi vào bao hơi

- Phân loại:

 Theo nhiệm vụ: bộ hâm nước kiểu sôi và bộ hâm nước kiểu chưa sôi

 Bộ hâm nước kiểu sôi: nước ra khỏi bộ hâm đạt đến trạng thái sôi, độ sôi có thể đạt tới 30% Được chế tạo bằng ống thép trơn hoặc ống thép

có cánh Mặt dù có ưu điểm là tăng được diện tích trao đôi nhiệt nhưng do cấu tạo phức tạp,

dễ bị bám tro bụi, kho vệ sinh nên hiện nay ống thép có cánh không được dùng nữa

 Bộ hâm nước kiểu chưa sôi: nước ra khỏi bộ hâm nước chưa đạt đến nhiệt độ sôi Được chế tạo bằng thép hay bằng gang tùy theo thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu

 Theo cấu tạo: bộ hâm nước ống thép trơn, ống thép

có cánh và ống gang

15

- Bộ hâm nước ống thép trơn: gồm ống thép có d = 28, 32,

38 mm uốn gấp nhiều lần trong một mặt phẳng và hai đầu được nối vào 2 ống góp Các mặt phẳng ống xoắn có thẻ

đặt song song hoặc vuông góc với tường sau của lò Đặt vuông góc thì giữ ống xoắn sẽ đơn giản hơn nhưng tất cả các ống xoắn đều bị mài mòn nên gần như tất cả đèu bố trí đặt song song để chỉ một vài dãy phía sau bị mài mòn Được chế tạo thành từng cụm cao khoảng 1m, các cụm cách nhau 0,6m nhằm tạo khoảng trống cho việc sửa chữa

và vệ sinh Thông thường các ống được bố trí sole để tăng cường truyền nhiệt

- Bộ hâm nước bằng gang: gồm những ống gang đúc có đường trong từ 76-120 mm, dài từ 1,5-3 m, được nối với nhau bằng các cút nối có mặt bích và bulông nên lắp đặt dễ dàng Cấu tạo gồm một hoặc vài ống xoắn bố trí kiểu

không gian Ưu là chịu được ăn mòn cảu axit và mài mòn của tro Nhược: chịu lực va đập kém nên để tránh hiện tượng thủy kích, chỉ được trang bị cho những lò cần bộ hâm nước kiểu chưa sôi, kích thước lớn, nặng nề, bám bụi nhiều do có cánh

16

- Công dụng: sấy nóng không khí cấp cho lò, đồng thời tận

dụng triệt nhiệt để nâng cao hiệu suất lò

- Phân loại: bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt và bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt

17

- Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt, ống thép trơn: được chế tạo thành nhiều cụm ghép lại để tiện vận chuyển lắp đặt Các ống thép có đường kính 23-51 mm, dày từ 1,5-2 mm

và được liên kết với nhau bởi mặt sàng dày 15-25 mm Khói đi trong, không khí đi ngoài ống Có thể đặt thêm một hay hai mặt sàng trung gian để tăng độ cứng và tăng số lần cắt nhau giữa khói và không khí Việc bố trí số cụm hay số mặt sàng trung gian cần phải tính toán đảm bảo tốc độ không khí qua bộ sấy

 Ưu:

 đơn giản khi chế tạo, lắp ráp