Giáo trình lò công nghiệp

Giáo trình lò công nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHẠM THANH

GIÁO TRÌNH LÒ CÔNG NGHIỆP

Đà Nẵng 2007

LỜI NÓI ĐẦU

Giáo trình Lò công nghiệp ( LCN ) trình bày những nét cơ bản về :

- Các đặc trưng cơ bản của LCN;

- Các vấn đề truyền nhiệt, cơ học chất khí trong LCN;

- Kỹ thuật đốt nhiên liệu và thiết bị đốt nhiên liệu;

- Vật liệu xây lò và kết cấu các thể xây;

- Hệ thống cấp gió và thoát khói của lò;

- Phương pháp tính toán cân bằng nhiệt và xác định lượng tiêu hao nhiên liệu

- Một số dạng lò cơ bản được dùng phổ biến trong công nghiệp

Với nội dung trên, sách được làm giáo trình giảng dạy cho sinh viên đại học, cao đẳng, học sinh trung cấp các ngành: Kỹ thuật nhiệt và máy lạnh, Luyện kim, Silicat,

Cơ khí rèn dập và các ngành có liên quan

Giáo trình chắc không tránh khỏi sai sót.Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và bạn đọc để kịp thời chỉnh lý bổ sung trong những lần tái bản sau.Thư từ góp ý xin gửi về địa chỉ: Khoa Công nghệ nhiệt điện lạnh-Trường Đại học Bách khoa-Đại học Đà Nằng.Xin chân thành cám ơn

TÁC GIẢ

Chương 1: CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA LÒ CÔNG NGHIỆP

1.1 PHÂN LOẠI LÒ CÔNG NGHIỆP

1.1.1 KHÁI NIỆM

Lò công nghiệp ( LCN ) là thiết bị nhiệt tạo ra môi trường có nhiệt độ cao để thực hiện các quá trình công nghệ nung nóng, nấu chảy, sấy Trong sản xuất, LCN thường gặp như:lò cao, lò nung, lò luyện thép để cán, rèn dập, lò nấu thuỷ tinh, lò ống quay sản xuất ximăng, lò sấy, lò điện

Trong LCN, lượng nhiệt cấp cho lò là nhiệt năng toả ra khi đốt cháy nhiên liệu hoặc nhiệt toả ra từ vật liệu được gia công nhiệt hoặc điện năng biến đổi thành nhiệt năng.Sự trao đổi nhiệt, cấu trúc lò, việc sử dụng nhiên liệu với thiết bị đốt cũng như chế độ nhiệt và nhiệt độ phù hợp yêu cầu công nghệ là những nhân tố có ảnh hưởng nhiều tới:

- Chất lượng sản phẩm;

- Năng suất của lò cùng với các thiết bị liên quan tới lò;

- Giảm tỷ lệ phế phẩm, chi phí vật liệu, suất tiêu hao nhiên liệu;

- Không làm ô nhiễm môi trường

1.1.2 PHÂN LOẠI LCN

Người ta chia LCN thành 4 nhóm lò theo các đặc điểm sau :

1.1.2.1 LCN theo đặc điểm nguồn nhiệt Dựa vào các dạng năng lượng có thể

biến đổi thành nhiệt năng LCN đuợc phân làm 3 loại:

a - Các lò nhiên liệu Đây là các lò có sử dụng nhiên liệu Nhiệt lượng sinh ra

trong các lò này là do quá trình đốt cháy nhiên liệu vì thế chúng còn được gọi là lò có ngọn lửa

b- Các lò điện Đây là các lò sử dụng điện năng Theo nguyên lý biến đổi điện

năng thành nhiệt năng, các lò điện được phân thành lò điện trở, lò điện hồ quang, lò điện cảm ứng, lò nung điện môi và lò Plazma.(Phần này sẽ được trình bày kỹ trong chương 8 )

c - Các lò tự phát nhiệt Đây là các lò không cần cung cấp năng lượng từ bên

ngoài Trong các lò này nhiệt được toả ra từ bản thân vật liệu được gia công nhiệt Ví

dụ như lò luyện thép LD, trong quá trình công nghệ, người ta rót vào lò gang lỏng có chứa từ 2 đến 4 % cácbon Khi thổi gió vào gang lỏng sẽ xảy ra các phản ứng hoá học có toả nhiệt giữa oxy với cacbon :

[ C ] + O2 = CO2 + Q

1.1.2.2 LCN theo đặc điểm công nghệ Phụ thuộc vào tính chất quá trình gia

công nhiệt vật liệu người ta phân thành 2 loại :

a - Các lò nấu chảy Trong các lò này vật liệu gia công được nấu chảy.Ví dụ như

lò nấu thuỷ tinh, lò nấu chảy men, lò nấu chảy kim loại đen để đúc hoạc hợp kim hoá

b - Các lò nung Trong các lò này vật liệu gia công được nung nóng nhưng

không hoá lỏng Ví dụ như lò nung thép để rèn, để cán; các lò nhiệt luyện kim loại ( lò tôi, ủ, ram )

1.1.2.3 LCN theo chế độ nhiệt Theo đặc điểm quá trình trao đổi nhiệt từ nguồn

nhiệt tới bề mặt vật gia công, có sự tham gia trao đổi nhiệt của tường lò, người ta phân LCN thành 3 nhóm:

a - Các lò làm việc ở chế độ bức xạ nhiệt Trong các lò này sự trao đổi nhiệt chủ

yếu bằng bức xạ nhiệt, nhiệt độ lò thường ≥ 600 0 C Các lò này lại được chia thành 3 nhóm : bức xạ phân bố đều, bức xạ trực tiếp và bức xạ gián tiếp Thí dụ như các lò nung nhiệt luyện, lò nung trong xưởng cán và rèn

b- Các lò làm việc ở chế độ đối lưu Trong các lò này sự trao đổi nhiệt chủ yếu

bằng trao đổi nhiệt đối lưu, nhiệt độ lò nhỏ hơn 600 0C Thí dụ như các lò sấy, lò muối, lò nung gió

c - Các lò làm việc ở chế độ theo lớp Trong các lò này vật liệu được gia công

nhiệt ở dạng cục, dạng hạt hoặc bụi và được chất trong không gian làm việc của lò Khí nóng chuyển động giữa các hạt liệu và tồn tại đồng thời cả ba dạng trao đổi nhiệt : dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ Ở chế độ theo lớp có 3 dạng :

- Lớp chặt : ở đây vật liệu nằm thành lớp, chất đầy trong không gian lò và chuyển động từ trên xuống Khí nóng được thổi từ dưới lên, chuyển động qua khe hở giữa các hạt liệu Ví dụ: lò cao luyện gang, lò đứng nấu gang

- Lớp sôi : ở đây các hạt liệu được xáo trộn mạnh mẽ trong trạng thái giống như sự sôi dưới tác động của dòng khí có tốc độ cao Ví dụ:các lò nung manhêdit, oxyt kẽm

- Lớp lơ lững : ở đây vật liệu được nghiền nhỏ và lơ lửng trong không gian lò dưới tác động thổi của dòng khí Ví dụ: các lò nung quặng sunfua, lò nung dung dịch

cô của sunfua kẽm

1.1.2.4 LCN theo đặc điểm cấu trúc Dựa vào hình dạng, cấu trúc có các loại lò

như: lò buồng, lò bể, lò ống quay, lò hầm, lò nung liên tục

1.2 CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA LCN

Để đánh giá, so sánh về cấu tạo, chế độ nhiệt, chất lượng thiết bị cần xét đến các thông số kỹ thuật và kinh tế đặc trưng nhất Đối với LCN có các thông số sau :

1.2.1 CHẾ ĐỘ NHIỆT ĐỘ CỦA LÒ

1.2.1.1.Nhiệt độ lò Đây là nhiệt độ trung bình trong không gian làm việc của lò

Nhiệt độ này mang tính quy ước, thường nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn nhiệt và lớn hơn nhiệt độ của tường, nóc lò; ký hiệu :tk hoặc Tk ; tlò hoặc Tlò

Nhiệt độ lò phụ thuộc vào nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu, phụ tải nhiệt, cấu trúc và cách nhiệt của lò; được xác định gần đúng theo công thức :

tlò = η tlt , oC ( 1- 1 )

ở đây: - tlt: nhiệt độ cháy lý thuyết của nhiên liệu, oC

- η :hệ số nhiệt độ, phụ thuộc vào cấu trúc và chất lượng cách nhiệt của lò; thường có giá trị từ 0, 65 đến 0, 85 tuỳ thuộc vào kiểu lò [ 1 ]

1.2.1.2.Chế độ nhiệt độ của lò Phụ thuộc vào công nghệ gia công vật liệu, nhiệt độ của lò có thể thay đổi theo thời gian, theo không gian làm việc của lò

Sự thay đổi nhiệt độ lò theo thời gian gọi là chế độ nhiệt độ của lò: tlò = f ( τ ) Khi nhiệt độ không thay đổi, ta có chế độ nhiệt độ lò ổn định Khi nhiệt độ lò thay đổi theo thời gian là chế độ nhiệt độ không ổn định

1.2.2 CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA LÒ

Trong quá trình gia công vật liệu, phụ thuộc vào công nghệ mà lượng nhiệt cung cấp cho lò có thể thay đổi ở các thời điểm khác nhau ( còn gọi là phụ tải nhiệt ).Sự thay đổi phụ tải nhiệt theo thời gian được gọi là chế độ nhiệt của lò.Q = f ( τ )

Khi phụ tải nhiệt không thay đổi ta có chế độ nhiệt ổn định; còn khi phụ tải nhiệt thay đổi là chế độ nhiệt không ổn định

Chế độ nhiệt có quan hệ mật thiết với chế độ nhiệt độ của lò Để đảm bảo đúng chế độ nhiệt độ theo yêu cầu công nghệ, cần tiến hành tính toán cấp nhiệt dựa trên cơ sở tính cân bằng nhiệt

1.2.3 CÔNG SUẤT NHIỆT CỦA LÒ

Công suất nhiệt của lò là phụ tải nhiệt lớn nhất mà lò có thể tiếp nhận được trong một đơn vị thời gian; được ký hiệu bằng Q hoặc P, đơn vị đo kW

1.2.4 NĂNG SUẤT CỦA LÒ

Đây là lượng vật liệu được gia công nhiệt của lò tính trong một đơn vị thời gian, ký hiệu là G ; đơn vị đo : t / h hoặc kg / h hay t / ngày hoặc kg / ngày

Năng suất lò phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lò, nhiệt độ khói ra khỏi lò, cường độ, đặc điểm quá trình truyền nhiệt từ khí lò tới vật liệu và cấu trúc của lò

Khi so sánh các lò khác nhau còn có khái niệm năng suất riêng của lò ( cường độ đáy lò ) Đây là lượng sản phẩm gia công được tính trên một mét vuông diện tích đáy lò trong một đơn vị thời gian; ký hiệu là “ h “ ; đơn vị kg / m 2 h

1.2.5 CÁC HIỆU SUẤT

1.2.5.1 Hiệu suất sử dụng nhiệt có ích Đây là tỷ số giữa lượng nhiệt có ích để gia công vật liệu và toàn bộ lượng nhiệt cung cấp cho lò

ở đây : - Qcoich bao gồm nhiệt để gia công vật liệu QVL, kJ/h ; nhiệt để gia công

cho xỉ khi công nghệ có tạo xỉ QX, kJ/h ; nhiệt của các phản ứng hoá học QPUHH, kJ/h

- QΣ cap bao gồm lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy nhiên liệu QC, kJ/h ; lượng nhiệt

vật lý của không khí được nung nóng QKK, kJ/h ; lượng nhiệt vật lý của nhiên liệu được

nung nóng ( thường chỉ tính đối với nhiên liệu là chất khí ) QNL, kJ/h

Cụ thể các lượng nhiệt này được trình bày trong chương 6

1.2.5.2 Hiệu suất sử dụng nhiệt Đây là tỷ số giữa tổng lượng nhiệt có ích và

lượng nhiệt tổn thất trong khu vực lò với toàn bộ lượng nhiệt cung cấp cho lò

ηq =

cap

tonthat coich

Q

Q Q

1.2.5.3 Hiệu suất sử dụng nhiên liệu Đây là tỷ số giữa lượng nhiệt có ích để

gia công vật liệu Q coichvà lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy nhiên liệu QC

So sánh công thức (1-2) và (1-4) ta thấy : khi không nung nóng trước không khí,

QKK = 0 và không nung nóng trước nhiên liệu, QNL =0 thì η có ích = η nl

1.2.6 SUẤT TIÊU HAO NHIÊN LIỆU TIÊU CHUẨN

Do việc sử dụng các loại nhiên liệu khác nhau hoặc tuy cùng một dạng nhưng nhiên liệu lại có nhiệt trị khác nhau nên để đánh giá và so sánh các LCN về phương diện sử dụng nhiệt người ta dùng một đặc trưng cơ bản : suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn, ký hiệu : b Đây chính là lượng nhiên liệu tiêu chuẩn để gia công một đơn vị khối lượng vật liệu

.

, kg nhiên liệu tiêu chuẩn / kg vật liệu ( 1 - 5 )

ở đây : - B là lượng tiêu hao nhiên liệu , kg / h hoặc m 3 / h ;

- Q T là nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ / kg hoặc kJ / m 3

- 29300 là nhiệt trị của 1 kg nhiên liệu tiêu chuẩn ( quy ước ), kJ / kg

- G là năng suất của lò, kg / h

Theo [ 1 ], giá trị các hiệu suất sử dụng nhiên liệu và giá trị suất tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn của LCN hiện nay như sau :

Loại lò η , % nl b , kg / kg

Lò nung liên tục

Lò buồng để cán và rèn

Lò buồng để nhiệt luyện

Chương 2 - CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA LCN

Quá trình trao đổi nhiệt ( QTTĐN ) trong không gian làm việc của lò được chia làm 2 thành phần :

- QTTĐN bên ngoài : giữa ngọn lửa, khí lò và bề mặt trong của tường, nóc lò với bề mặt vật liệu được gia công nhiệt

- QTTĐN bên trong : từ bề mặt ngoài vào trong tâm của vật liệu

Phụ thuộc vào công nghệ, đối với LCN có 3 chế độ làm việc : chế độ làm việc bức xạ (CĐLVBX), chế độ làm việc đối lưu (CĐLVĐL) và chế độ làm việc ở trạng thái lớp (CĐLVƠTTL)

2.1 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC BỨC XẠ

Đối với những lò làm việc ở nhiệt độ cao ( hơn 600 OC) thì QTTĐN bên ngoài bằng bức xạ nhiệt đóng vai trò quyết định Cường độ trao đổi nhiệt phụ thuộc nhiều vào các yếu tố : tính chất của ngọn lửa, số lượng và cách bố trí các mỏ đốt cũng như miệng kênh khói Bề mặt trong của tường lò nhận nhiệt bức xạ từ ngọn lửa sau đó bức xạ tới vật liệu được gia công

Ở chế độ nhiệt ổn định, cho các hệ số góc bức xạ tương hỗ ϕ =1, giải hệ các phương trình trao đổi nhiệt giữa : ngọn lửa - vật liệu - tường lò, ta có các phương trình cân bằng sau :

qV = QV N + QT ( 1-εN) - QV (2-1)

qT = QT N + QV ( 1-εN) - QT (2-2)

ở đây : - qV, qT là các dòng nhiệt tổng hợp của vật liệu và tường lò;

- QV N, QT N là các dòng nhiệt từ ngọn lửa tới vật liệu và tường lò;

- QV , QT là các dòng nhiệt hiệu quả ứng với bề mặt vật liệu và tường lò ;

- εNlà độ đen ngọn lửa

Phụ thuộc tương quan giữa QV N và QT N người ta chia CĐLVBX làm 3 chế độ:

a - Chế độ bức xạ phân bố đều khi : QV N = QT N

b - Chế độ bức xạ trực tiếp khi : QV N > QT N

c - Chế độ bức xạ gián tiếp khi : QV N < QT N

2.1.1 CHẾ ĐỘ BỨC XẠ PHÂN BỐ ĐỀU (CĐBXPBĐ)

2.1.1.1 Sự truyền nhiệt. Ở CĐBXPBĐ QV N = QT N, trường nhiệt độ và độ đen ngọn lửa phân bố đều hoặc đối xứng về phía vật liệu và tường lò.Độ đen ngọn lửa đóng vai trò quan trọng vì nó xác định khả năng bức xạ cũng như hấp thụ của ngọn lửa Để tăng cường trao đổi nhiệt cho bề mặt vật liệu cần phải tăng độ đen ngọn lửa, tăng nhiệt độ tường lò

2.1.1.2.Chọn nhiên liệu và phương pháp đốt Để tạo CĐBXPBĐ cần chọn phương pháp đốt nhiên liệu tạo nhiệt độ, độ sáng của ngọn lửa (εN) có giá trị cao và đồng đều Cacbua hydro (CH4, CnHm) có trong nhiên liệu càng nhiều thì εN càng cao vì trong quá trình cháy tạo ra các hạt cacbon có độ sáng cao Cũng như nhiên liệu bụi, nhiên liệu lỏng thích hợp với CĐBXPBĐ ( trừ dầu mazut có độ chứa ẩm lớn )

Cần tạo ra sự cacbon hoá tự nhiên của ngọn lửa trong quá trình cháy nhiên liệu Điều này được thực hiện bằng việc nung nóng trước khí đốt và không khí Chú ý không tiến hành hỗn hợp trứơc khí đốt và không khí, vì điều này lại ngăn chặn quá trình cacbon hoá Cho nên không sử dụng các loại mỏ đốt có hỗn hợp trước Trong thực tế thường dùng mỏ đốt lồng ống và ống phun thấp áp Các mỏ đốt có công suất nhỏ với số lượng nhiều được bố trí thành nhiều hàng; ở hàng dưới có số lượng mỏ đốt hoặc công suất lớn hơn hàng trên

Cần đảm bảo trường nhiệt độ đồng đều trong không gian làm việc của lò, tránh tạo ra các vùng không có khí lò luân chuyển Các miệng kênh khói không nên đặt đối diện với mỏ đốt ( có thể được khi khoảng cách giữa miệng kênh khói và mỏ đốt lớn hơn chiều dài ngọn lửa ) Miệng kênh khói có thể đặt phía trên hoặc phía dưới buồng lò và thưòng đặt ở gần đáy lò trong trường hợp khi cửa thao tác đặt ở dưới ( để không khí lạnh lọt vào lò thoát ra dễ dàng)

2.1.1.3 Lĩnh vực sử dụng . CĐBXPBĐ phù hợp khi cần nung vật dày với tốc độ cao và nung đều (nung các thỏi thép trong lò giếng)

2.1.2 CHẾ ĐỘ BỨC XẠ TRỰC TIẾP (CĐBXTT)

2.1.2.1 Sự truyền nhiệt Ở CĐBXTTQV N > QT N, nguồn nhiệt và trường nhiệt độ được phân bố gần về phía vật liệu hơn so với tường lò, ngọn lửa hướng sát bề mặt vật nung.Nhiệt độ và độ đen của ngọn lửa đóng vai trò lớn trong quá trình trao đổi nhiệt, cần có giá trị cao.Ngoài ra phải tăng độ đen của lớp khí giữa ngọn lửa với bề mặt vật nung.Không tạo vùng khí chuyển động tuần hoàn vì nó làm giảm tốc độ của dòng chính, tăng độ trải rộng và làm đồng đều đặc tính quang học của ngọn lửa (độ đen, nhiệt độ) Chức năng công tác nhiệt của tường lò không đóng vai trò quan trọng

2.1.2.2 Chọn nhiên liệu và phương pháp đốt Việc chọn nhiên liệu cũng giống như ở CĐBXPBĐ Cần phải tạo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn hoặc cháy phần lớn ở vùng ngọn lửa phía vật nung Ngọn lửa thường là ngọn lửa phun Muốn duy trì ngọn lửa sát bề mặt vật cần sử dụng thiết bị đốt nhiên liệu tạo nên dòng nhiên liệu và không khí có tốc độ cao, hướng tới vật nung một góc α Đối với nhiên liệu lỏng thường dùng mỏ phun cao áp vì chúng tạo ra ngọn lửa gọn và dài

Số lượng mỏ đốt ở lò làm việc theo CĐBXTT không nhiều nhưng có công suất lớn và được bố trí về một phía để tránh phá hỏng ngọn lửa phun Do tính chất chuyển động thẳng của khí có lợi ở CĐBXTT nên các miệng kênh khói bố trí đối diện với mỏ đốt

2.1.2.3 Lĩnh vực sử dụng. Thường được ứng dụng trong các lò điện hồ quang, lò nấu chảy, lò nung, luyện thép Chế độ này được sử dụng để nung các vật mỏng cũng như vật dày

Đối với các vật mỏng, cần có một khoảng cách nhất định giữa ngọn lửa với bề mặt vật liệu để vật không bị quá nhiệt Đối với các vật dày, nên có một góc thích hợp giữa ngọn lửa với bề mặt vật và chỉ nên áp dụng đối với vật không dễ dàng bị quá nhiệt, không có yêu cầu nung đều

2.1.3 CHẾ ĐỘ BỨC XẠ GIÁN TIẾP (CĐBXGT)

2.1.3.1 Sư û truyền nhiệt Ở CĐBXGT QV N < QT N, vùng nhiệt độü cực đại nằm sát nóc và tường lò vì vậy nóc, tường lò cần có độ đen lớn, độ bền nhiệt cao Để cường hoá quá trình truyền nhiệt từ tường lò có thể phủ lên tường một lớp vật liệu đặc biệt tạo khả năng bức xạ cao Có 3 dạng bức xạ gián tiếp :

- Khi ngọn lửa nằm ở gần tường, nóc lò Nhiệt độ và độ sáng của ngọn lửa ở phía tường lò cao hơn ở phía vật nung

- Cấp nhiên liệu khí qua mỏ đốt đặt tại nóc lò, nhiên liệu cháy tạo thành lớp mỏng sát nóc lò, làm cho thể xây nóc có nhiệt độ cao nhất ; Hoặc sử dụng các mỏ đốt có bề mặt gốm đặt ở nóc, vòm lò, khi cường hoá thì bề mặt gốm được nung nóng tới nhiệt độ gần bằng nhiệt độ cháy của nhiên liệu

- Tường, nóc lò được thay bằng các bề mặt phản xạ có hệ số phản xạ lớn ( 0, 95÷0, 97)

Ở CĐBXGT thì tường lò có nhiệt độ cao hơn và đóng vai trò tích cực trong quá trình trao đổi nhiệt Ngoài ra, khi độ đen của khói lò càng nhỏ thì hiệu quả trao đổi nhiệt càng cao

2.1.3.2 Chọn nhiên liệu và phương pháp đốt Ở chế độ này cần đáp ứng yêu cầu

cơ bản là tạo ra ngọn lửa có nhiệt độ cao nhất ở gần nóc, tường lò Nhiên liệu phải có nhiệt trị lớn, người ta thường dùng nhiên liệu khí và nhiên liệu lỏng nhóm nhẹ; không dùng nhiên liệu lỏng loại nặng và nhiên liệu khí giàu cacbua hydro Để các dòng sản phẩm cháy không quá mạnh làm ảnh hưởng sự phân bố nhiệt yêu cầu trong buồng lò người ta thường dùng loại mỏ đốt có tốc độ thổi hỗn hợp cháy nhỏ : mỏ phun thấp áp hoặc mỏ phun có sự biến bụi cơ học

Các thiết bị đốt được bố trí ở dưới vòm nóc lò Các miệng kênh khói cần phân bố đều ở phần dưới của không gian lò

2.1.3.3 Lĩnh vực sử dụng CĐBXGT được sử dụng rộng rãi đối với các vật liệu không đòi hỏi nhiệt độ cao; vật xếp trong không gian lò bảo đảm nhiệt bức xạ đều đến bề mặt vật Hình 2-1 cho thấy lò nung kim loại màu làm việc ở chế độ này

Hình 2-1 Lò nung liên tục phôi kim loại màu làm việc ở CĐBXGT:

1 Mỏ đốt; 2 Miệng các kênh khói ; 3 Phôi nung

2.2 CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ĐỐI LƯU

Đối với các lò làm việc ở nhiệt độ không cao ( nhỏ hơn 600 OC ), lương nhiệt trao đổi bằng bức xạ không lớn, có thể bỏ qua thì có thể coi lò làm việc ở chế độ làm việc đối lưu (CĐLVĐL) Khi đó sự trao đổi nhiệt đối lưu đóng vai trò chủ yếu

Phương trình cơ bản đê øtính lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu là công thức Newton :

Q = αđl.∆t.FV , W (2-3)

Ơí đây: - Q.lượng nhiệt trao đổi bằng đối lưu;

- αđl.hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, W/m2.OC ;

- ∆t = tK - tV hiệu nhiệt độ giữa khí lò và vật liệu, OC;

- FV diên tích bề mặt trao đổi nhiệt của vật liệu, m2

Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu (αđl) phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: tính chất chuyển động của dòng khí (tự nhiên hay cưỡng bức); tốc độ với các đại lượng vật lý của dòng chảy; hình dạng, kích thước, tính chất bề mặt của vật liệu và được xác định bằng phương trình tiêu chuẩn có dạng:

Nu = ARenGrmPrk (2-4) Phương pháp xác định αđl được trình bày cụ thể trong [1], [2]; ở đây không đề cập đến

Ở CĐLVĐL các dòng chất mang nhiệt thể lỏng có αđl lớn hơn so với thể khí Với chất mang nhiệt thể khí thường sử dụng là sản phẩm cháy, không khí và các vùng công nghệ, vùng sinh nhiệt được ngăn cách, nhiên liệu cháy ngoài buồng lò Chất mang nhiệt thể lỏng thường là nước, dầu hoặc các muối nóng chảy

2.2.1 TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU TRONG CHẤT LỎNG

2.2.1.1 Khái niệm. Trong các nhà máy cơ khí, luyện kim việc nung nóng hoặc làm nguội các chi tiết kim loại thường được tiến hành trong chất lỏng, với các ưu điểm: tốc độ nung lớn, đều và tránh được oxy hoá Quy luật trao đổi nhiệt đối lưu trong chất lỏng cũng giống như trong chất khí Các chất mang nhiệt thể lỏng được chia thành 2 nhóm:

- Các kim loại hoặc hợp kim nóng chảy Nhóm này có đặc tính dẫn điện, dẫn nhiệt lớn nhưng khi thay đổi chế độ chuyển động chảy tầng qua chảy rối thì cường độ trao đổi nhiệt đối lưu thay đổi không nhiều

- Nước, dầu và các muối hoặc oxyt nóng chảy Các chất này có tính dẫn nhiệt kém và có giá trị như tính dẫn nhiệt của không khí

2.2.1.2 Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu . Khi nung nóng hoặc làm nguội các vật có kích thước đủ lớn trong chất lỏng, đại lượng này được xác định theo công thức dưới đây của V.Nusselt :

αđl = B

η

βλ

ρ2 2 C ∆t

, W/m2.độ (2-5)

Ở đây: B - hệ số thực nghiệm;

ρ- khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3;

λ - hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng, W/m.độ;

C - nhiệt dung riêng của chất lỏng, kJ/kg.độ

β - hệ số giãn nở thể tích của chất lỏng, 1/độ

η - hệ số nhớt động lực học của chất lỏng, kg/m.s hoặc Pa.s ;

∆t - độ chênh nhiệt độ giữa bề mặt vật và chất lỏng, OC

Tất cả các thông số vật lý trong phương trình trên được tính theo nhiệt độ trung bình ttb giữa nhiệt độ bề mặt vật tW và nhiệt độ của chất lỏng tf

Hình 2-2 Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu α đl khi nung nóng và làm nguội các chi

tiết bằng thép trong các muối nóng chảy

2.2.1.3 Nhận xét Từ đồ thị trên ta nhận thấy rằng :

a- Hệ số trao đổi nhiệt khi làm nguội vật trong muối lỏng lớn hơn nhiều so với

khi nung nóng cũng trong muối đó.Bởi vì khi nung nóng, ở giai đoạn đầu hình thành lớp muối kết tinh trên bề mặt vật, làm giảm khả năng trao đổi nhiệt giữa muối lỏng và vật Còn khi làm nguội, không những không có hiện tượng hình thành lớp muối kết tinh mà còn có những điều kiện thuận lợi thúc đẩy đối lưu tự nhiên Khi nhiệt độ của muối lỏng tăng, độ nhớt của nó giảm, quá trình đối lưu sẽ tốt hơn

b - Hệ số trao đổi nhiệt khi làm nguội đạt giá trị cực đại ở phạm vi độ quá nhiệt bằng 150 ÷ 200 OC, bởi vì ở độ quá nhiệt đó, tích số (Gr.Pr) có giá trị lớn nhất

c - Hệ số trao đổi nhiệt khi nung nóng tăng tuyến tính với độ quá nhiệt

Do có cấu trúc tinh thể giống nhau, nên khi nhiệt độ gần với nhiệt độ nóng chảy (độ quá nhiệt = 0), các muối đều có cùng hệ số trao đổi nhiệt như nhau :

αđl ≈ 200 ÷ 220 W/m2.độ

2.2.2.QUÁ TRÌNH LÀM NGUỘI VẬT TRONG KHÔNG KHÍ

Trong sản xuất, vật phẩm kim loại thường được nung nóng đến nhiệt độ cao, sau đó được làm nguội trong không khí Lượng nhiệt trao đổi giữa vật và không khí được tính theo công thức Newton :

q lng = α lng ( t V - t KK ) = (α bx + αđl ) (t V - t KK) ( 2-6)

Ở đây: α lng- hệ số làm nguội ( cả bức xạ và đối lưu ), W/m2.độ ;

α bx - hệ số trao đổi nhiệt bức xạ, W/m2.độ ;

α đl - hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, W/m2.độ ;

t V - nhiệt độ bề mặt của vật làm nguội, OC;

t KK - nhiệt độ của không khí bao quanh vật, OC

Gía trị của hệ số làm nguội α lngcó thể tính gần đúng theo đồ thị sau :

Hình 2-3 Hệ số α lng phụ thuộc vào nhiệt độ bề mặt vật t V

Muốn chính xác ta tính α bx và αđl theo các công thức sau:

α bx=

KK V

bx

t t

Với : C= 0, 450 và n = 0 khi tích số (Gr.Pr) < 10-3

C= 1, 180 và n = 0, 125 khi tích số (Gr.Pr) = 10-3÷ 5.102

C= 0, 540 và n = 0, 25 khi tích số (Gr.Pr) = 5.102÷ 2.107

C= 0, 135 và n = 0, 333 khi tích số (Gr.Pr) > 2.107

Trong một số trường hợp ta có thể sử dụng công thức thực nghiệm sau :

αđl = D4

KK

V t

t − , W/ m2.độ (2-9) Hệ số D = 2, 56 khi tấm đặt đứng;

D = 3, 25 khi tấm đặt nằm ngang, mặt làm nguội hướng lên trên;

D = 1, 33 khi tấm đặt nằm ngang, mặt làm nguội hướng xuống dưới;

D = 5, 65 khối trụ đặt nằm ngang có đường kính 5 mm ;

D = 4, 10 khối trụ đặt nằm ngang có đường kính 10 mm ;

D = 2, 25 khối trụ đặt nằm ngang có đường kính 50 mm ;

D = 2, 09 khối trụ đặt nằm ngang có đường kính 100 mm ;

D = 2, 01 khối trụ đặt nằm ngang có đường kính 200 mm ;

Đối với chế độ đối lưu cưỡng bức khi ở chế độ chảy tầng, vật có dạng tấm thì ta có:

αdl =

5 , 0 0 1

αdl =

8 , 0 0 2

- l là chiều dài của vật làm nguội

- A1 và A2 là các hệ số, được chọn theo bảng sau:

Nhiệt độ Chế độ chảy

Chảy tầng A1 3, 42 3, 68 3, 93 4, 33 4, 71 5, 36 6, 47Chảy rối A2 4, 37 4, 52 4, 66 4, 88 5, 09 5, 41 6, 04

2.2.3.LĨNH VỰC SỬ DỤNG CHẾ ĐỘ TRAO ĐỔI NHIỆT ĐỐI LƯU

Sự trao đổi nhiệt đối lưu được ứng dụng ở những lò có nhiệt độ không lớn hơn

400 OC, thí dụ như trong các lò sấy, lò điện trở nhiệt độ thấp, phần trên của lò cao

Ở những vùng có nhiệt độ cao hơn thì vai trò trao đổi nhiệt bức xạ là chủ yếu nhưng vẫn còn ảnh hưởng của trao đổi nhiệt đối lưu, đặc biệt là khi khói lò chuyển động với vận tốc lớn

Đối với các lò sử dụng chế độ trao đổi nhiệt đối lưu việc đốt nhiên liệu trong buồng lò là không cho phép vì ở nhiệt độ thấp thì không bảo đảm û ổn định quá trình cháy và sự đồng đều trao đổi nhiệt trong không gian lò Người ta thường đốt nhiên liệu

ở một buồng riêng, độc lập với không gian buồng lò, nên có thể đốt được mọi dạng nhiên liệu Sử dụng điện năng là thích hợp nhất vì dễ dàng điều chỉnh và khống chế nhiệt độ nhưng năng suất không lớn mà giá thành sản phẩm lại cao Để giảm kích thước buồng đốt người ta thường sử dụng các mỏ đốt có ngọn lửa ngắn, mỏ phun thấp áp (khi đốt nhiên liệu lỏng ) và tránh sự bức xạ từ buồng đốt sang buồng lò Để ï sự trao đổi nhiệt tốt, yêu cầu chất mang nhiệt phải có tốc độ lớn và chuyển động bao quanh vật Sự tái tuần hoàn khí thải được sử dụng nhiều trong các lò làm việc ở chế độ này

do nhiệt độ yêu cầu của công nghệ thấp hơn so với nhiệt độ của sản phẩm cháy Khi đó

ta có quá trình hỗn hợp giữa sản phẩm cháy với khí thải tái tuần hoàn là :

2.3.CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC THEO LỚP

Đây là chế độ làm việc ở các lò nung nóng, nấu chảy hoặc làm nguội các vật liệu dạng hạt, dạng cục hoặc dạng bụi Vật liệu được chất đầy hoặc một phần trong không gian làm việc của lò Khí nóng chuyển động qua lớp vật liệu Lò thường có cấu tạo

thẳng đứng Phụ thuộc vào tính chất của vật liệu, sự chuyển động tương đối giữa vật liệu với dòng khí, công nghệ sản xuất người ta phân ra ba dạng lớp :

-1 Lớp chặt : vật liệu có dạng cục, xếp thành lớp được coi như không chuyển động tương đối với nhau Khí lò chuyển động qua lớp vật liệu từ dưới lên hoặc từ trên xuống Lò có cấu tạo dạng thẳng đứng

-2 Lớp sôi : vật liệu có dạng hạt nhỏ, đồng đều ở trạng thái bị xáo trộn giống như

“sôi” bởi dòng khí có tốc độ lớn thổi từ dưới lên Thí dụ : các lò thiêu quặng, lò sấy tầng sôi

-3 Lớp lơ lửng: vật liệu rất nhỏ, ở dạng bụi bay lơ lửng trong không gian lò dưới tác động của dòng khí có tốc độ lớn Thí dụ các lò dạng đài phun, xyclon

Chế độ làm việc theo lớp có hai đặc điểm nổi bật :

-Bề mặt trao đổi nhiệt rất lớn nhưng không ổn định

-Trong lò tồn tại đồng thời cả ba dạng dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ nhiệt

2.3.1.CHẾ ĐỘ LỚP CHẶT

Khi nghiên cứu về trao đổi nhiệt trong lớp chặt người ta có khái niệm hệ số trao đổi nhiệt thể tích αV- lượng nhiệt trao đổi ứng với một đơn vị thể tích lò có chứa vật liệu -, W/m3.độ :

α = = , W/m3.độ (2-13)

Ở đây : α -hệ số trao đổi nhiệt bề mặt, W/m2.độ

- V là thể tích không gian lò có chứa vật liệu, m3;

- F là diện tích bề mặt của vật liệu, m2 ;

- F0 là diện tích bề mặt của vật liệu ứng với 1 m3 vật liệu, m2 ;

- 1 có nghĩa là xét khi V = 1 m3

Hệ số trao đổi nhiệt thể tích αV phụ thuộc vào tính chất của vật liệu mà có thể được tính với các công thức khác nhau Người ta chia vật liệu làm hai loại : vật liệu mỏng và vật liệu dày

- Vật liệu mỏng là loại có nhiệt trở của nó gần bằng không : → 0

λ

R

- Vật liệu dày là loại có nhiệt trở của nó khác không : ≠ 0

λ

R

Ở đây - R : bán kính của vật liệu, m ;

- λ: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu, W/m.độ

Đối với vật liệu mỏng ta có:

2

56 , 3 68 , 1 7 , 0 0 3 , 0

10

m V

, 0

9 , 0 0 3 , 0

10

ω - tốc độ khí ở điều kiện tiêu chuẩn khi lò hoàn toàn rỗng, m/s ;

d - đường kính của vật liệu, m ;

f -độ rỗng của vật liệu, f = 0÷ 1;

m = 1, 3 khi làm nguội các cục than cốc

m = 0, 9 các trường hợp khác

A - hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào vật liệu và công nghệ theo bảng sau :

Vật liệu Nung nóng Làm nguội

Kim loại dạng cầu 70 70

B - hệ số thực nghiệm, phụ thuộc vào vật liệu khi nung nóng, có các giá trị sau: Với quặng sắt B= 160

-Nhóm thứ nhất bao gồm những lò đứng có buồng đốt riêng, trong lò không có các phản ứng toả nhiệt hoặc thu nhiệt Thí dụ như các lò đứng nấu chảy quặng đồng, gang và hợp kim, lò nung vật liệu sa mốt dạng hat Đặc trưng của nhóm này là lò đứng nấu gang

-Nhóm thứ hai bao gồm những lò có buồng đốt riêng hoặc không gian đốt riêng nhưng ở các vùng còn lại của lò vẫn xảy ra các phản ứng thu nhiệt hoặc toả nhiệt mang

ý nghĩa công nghệ Thí dụ như các lò nung đá vôi, nung manhedit, lò cao luyện gang Đặc trưng của nhóm này là lò cao

-Nhóm thứ ba bao gồm những lò mà quá trình đốt cháy nhiên liệu xảy ra trong toàn bộ không gian chứa liệu và đồng thời có các phản ứng thu nhiệt hoặc toả nhiệt mang ý nghĩa công nghệ Thí dụ như các lò nấu chảy tinh quặng của đồng

2.3.2 CHẾ ĐỘ LỚP SÔI

2.3.2.1.Một số đặc tính của lớp sôi

Ở chế độ lớp sôi, các vật liệu có kích thước nhỏ và tương đối đồng đều được đẩy lên bởi dòng khí với tốc độ lớn, có giá trị thích hợp Mật độ hạt trong lớp sôi có giá trị nhỏ, lực ma sát giữa các hạt yếu hơn nhiều so với lớp chặt Bề mặt trao đổi nhiệt của vật liệu trong lớp sôi lớn hơn nhiều so với lớp chặt và gọi là bề mặt hoạt tính Sht, được xác định theo công thức :

d d

f S

523 , 0

.

3 = , m2 /m2.s (2-16) Với H - chiều cao lớp vật liệu, m ;

S - tiết diện ngang của lò, m2 ;

f - độ rỗng của lớp vật liệu ;

d - đường kính của hạt vật liệu, m ;

τ - thời gian vât liệu ở trong lớp sôi, s

Tốc độ cần thiết để hình thành lớp sôi phụ thuộc chủ yếu vào kích thước, khối lượng của hạt vật liệu Đây là tốc độ dòng khí qua mặt cắt ngang của lò ( coi như lò hoàn toàn rỗng, không chứa vật liệu.), ký hiệu là ωS Lớp sôi tồn tại khi :

ωmax - giá trị tốc độ làm cho lớp sôi bị phá huỷ và chuyển sang trạng thái lớp

gd

ρ

ρρυ

− 2

3

với g là gia tốc trọng trường; d- đường kính hạt vật liệu ; υ - độ nhớt động học ;

V

ρ , ρK- khối lượng riêng của vật liệu và dòng khí

Để đặc trưng cho trạng thái lớp sôi còn có thông số m s gọi là số sôi :

m s =

minω

ωS

Quá trình hình thành lớp sôi được bắt đầu khi m s = 2, khi đó thể tích của lớp vật liệu tăng lên 15% so với lớp chặt Hình 2-4 biểu thị các trạng thái của lớp sôi khi tốc độ gió thay đổi

Hình 2-4 Các trạng thái của lớp sôi khi tố độ gió thay đổi a-Thời kỳ bắt đầu hình thành lớp sôi, ms =1÷ 2; b-Thể tích lớp vật liệu tăng 15%;

c- Sự tạo thành các bong bóng rỗng trong lớp vật liệu; d- Hình thành các lớp vật liệu ở

trạng thái lơ lửng

Khi tốc độ gió thay đổi không những làm thay đổi trạng thái của lớp sôi mà còn dẫn đến sự thay đổi trở lực của lớp hạt, tốc độ thực của dòng khí, hình 2.5 cho ta thấy những sự thay đổi đó Nếu lò có tiết diện tròn thì trở lực của lớp sôi được tính theo công thức :

g H S

Std - diện tích tự do của ghi lò (diện tích các lỗ thông gió), m2

Thời gian vật liệu ở trong trạng thái sôiτ được tính :

k G

f S

.

1

trong đó : G0 - năng suất của thiết bị, kg/h ;

k - hệ số hiệu chỉnh sự thay đổi thể tích của vật liệu trong quá trình sôi

Hình 2-5 A - Quan hệ trở lực và tốc độ gió; B - Quan hệ tốc độ thực và tốc độ

thổi ωthực = f ( ωs ); C - Quan hệ chiều cao lớp vật liệu H và tốc độ thổi ωs

2.3.2.2.Sự trao đổi nhiệt trong lớp sôi

Sự trao đổi nhiệt trong lớp sôi được I.M.Federov tính toán theo phương trình tiêu chuẩn với các công thức thực nghiệm sau :

Tiêu chuẩn Federov : Fe = dtd.3 2.

3

4

V

K V

g

ρ

ρρυ

6

G- khối lượng của các hạt vật liệu trong một thể tích mẫu thử nghiệm, kg ;

n - số hạt vật liệu của thể tích mẫu thử nghiệm

Khi Fe = 30 ÷ 100 thì Nu = 0, 0151.Fe 0, 74.Re0, 65

34 , 0

α = + , W / m2.độ (2-27) Khi coi quá trình trao đổi nhiệt giữa dòng khí với vật liệu là ổn định (không tính các tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh và nhiệt thu, hoặc toả ra do phản ứng hoá học bên trong ) ta có phương trình cân bằng nhiệt là :

CV - nhiệt dung riêng trung bình của vật liệu, J/kg.độ ;

CK - nhiệt dung riêng trung bình của khí, J/kg.độ ;

ok

ρ - khối lượng riêng của khí ở điều kiện tiêu chuẩn, kg/m3 ;

Std - diện tích thông gió của ghi lò, m2 ;

td

ω - tốc độ của khí qua diện tích thông gió, m/s ;

tV1, tV2 - nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối của vật liệu, OC ;

tK1 tK2 - nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối của khí ra khỏi lớp sôi, OC ;

tb

∆ - hiệu nhiệt độ trung bình logarit giữa khí với vật liệu, OC

2.3.2.3.Lĩnh vực sử dụng của lớp sôi

Trong kỹ thuật người ta thường sử dụng lớp sôi để sấy và gia công vật liệu Ở các thiết bị sấy thì năng lượng là do dòng khí mang vào, còn trong công nghệ gia công quặng sunfua sắt, kẽm, đồìng năng lượng cấp là năng lượng hoá học của chính bản thân vật liệu Lò lớp sôi làm việc với sự đốt cháy nhiên liệu ngay trong lớp, được sử dụng để nung đá vôi, đôlômit .Người ta còn sử dụng lớp sôi để nung nóng các vật phẩm bằng thép hoặc kim loại màu Vật nung được treo trong lớp sôi, sự trao đổi nhiệt với α = 500 ÷ 600 W / m2.độ, lớn hơn vài lần so với nung ở các lò buồng hoặc lò nung liên tục

2

4 6

2 2

3

K K K

V

d g

(2-29)

Ở đây: ξ- hệ số trở lực ;

ωK- vận tốc của dòng khí

Phương trình cân bằng nhiệt ở lớp lơ lửng có thể viết :

α(tK-tV)FV.dτ +C1(T4K-TV4)FV.dτ - C2( T4V-T4T)FV.dτ ± q.VVρV= 0 (2-30) với: α- hệ số trao đổi nhiệt đối lưu, W/m2.độ ;

C1 - hệ số trao đổi nhiệt giữa khí và vật liệu, W/m2.K4

C2 - hệ số trao đổi nhiệt giữa vật liệu với tường lò, W/m2.K4

TT - nhiệt độ của tường lò, 0K ;

VV - thể tích của vật liệu, m3 ;

FV - diện tích bề mặt của vật liệu, m2

Do tốc độ dòng khí lớn nên ta tính α theo chế độ đối lưu cưỡng bức khi

Re = 20÷ 400, khi đó : Nu = 0, 2.Re 0, 83 (2-31) Phụ thuộc vào sự chuyển động tương đối giữa vật liệu và dòng khí ta có các chế độ làm việc theo lớp lơ lửng với sự chuyển động cùng chiều thẳng đứng từ dưới lên, từ trên xuống, chuyển động ngược chiều, chuyển động nằm ngang cùng chiều

Chế độ làm việc theo lớp lơ lửng được sử dụng trong các lò nung hoặc sấy các quặng sunfua, dung dịch cô của sunfua kẽm, đồng So sánh với các lò khác có cùng công nghệ thì lò làm việc theo lớp lơ lửng có năng suất tương đối cao, thuận lợi hơn nhiều so với các lò ống quay, lò thiêu nhiều tầng

Chương 3 - THIẾT BỊ ĐỐT NHIÊN LIỆU.

3.1.THIẾT BỊ ĐỐT NHIÊN LIỆU RẮN

3.1.1.SỰ CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU RẮN

Khi đốt nhiên liệu rắn ta có quá trình cháy dị thể giữa thể rắn là viên than và thể khí là oxy của không khí cùng chất bốc của nhiên liệu Khi than được nung đến trên

200 0C thì chất bốc thoát ra Đó là các chất khí cháy được tách ra khỏi than như :H2,

CO, CH4, CnHm Lượng chất bốc phụ thuộc vào thành phần hoá học của than Than càng già và hàm lượng cacbon càng lớn thì nhiệt độ bắt đầu thoát ra chất bốc càng cao Sự cháy nhiên liệu rắn được tính từ khi chất bốc tham gia phản ứng cháy với oxy, sinh nhiệt năng và thúc đẩy quá trình cháy phát triển Khi kết thúc quá trình thoát chất bốc thì sự cháy của cacbon bắt đầu và đây là quá trình cháy chủ yếu với các phản ứng đặc trưng sau :

1 - Cháy cacbon ( cháy sơ cấp ) :

3 - Cháy tiếp khí CO ( cháy thứ cấp )

2CO + O2 = 2CO2 + 571.683 kj/kmol

Tốc độ cháy của nhiên liệu rắn phụ thuộc vào tốc độ phản ứng hoá học giữa oxy với cacbon, vào tốc độ khuếch tán của oxy Vì thế cần tạo cho gió có khối lượng và áp suất nhất định trong buồng đốt Than có ít chất bốc cần gió có áp suất lớn hơn so với than có nhiều chất bốc

Đốt cháy nhiên liệu rắn có thể theo hai quá trình : đốt cháy hoàn toàn và không hoàn toàn ( còn gọi là đốt bán khí ) Ở quá trình đốt cháy hoàn toàn thì lượng không khí cung cấp cho quá trình cháy được đưa cả 100 % qua dưới ghi và có áp suất đủ lớn để thắng trở lực của ghi, của lớp than và tham gia phản ứng cháy với cacbon Vì vậy, chiều dày của lớp than trên mặt ghi lò thường là 200 ÷ 250 mm và quá trình cháy xảy

ra chủ yếu trong buồng đốt Khi đốt cháy không hoàn toàn (chỉ thích hợp với than có

nhiều chất bốc) thì lớp than trên mặt ghi lò có chiều dày lớn hơn ( 300÷500 mm) và

chỉ cần 60 % lượng gió cần cấp ( gió cấp 1) đưa qua dưới ghi, 40 % còn lại ( gió cấp 2)

được đưa vào không gian phía trên buồng đốt để cháy tiếp khí CO bốc lên từ lớp than

3.1.2.CÁC LOẠI BUỒNG ĐỐT

3.1.2.1.Buồng đốt ghi phẳng

Cấu tạo của buồng đốt ghi phẳng đơn giản và các kiểu ghi lò được trình bày trên

hình 3-1 và 3-2

Loại ghi thanh được dùng nhiều với các loại than có kích thước trung bình và lớn

Loại ghi này chế tạo đơn giản, thay thế dễ dàng nhưng không dùng được với loại than

vụn và khó khăn trong việc đánh xỉ

Loại ghi tấm dùng để đốt than vụn, than cám với các buồng đốt có công suất nhiệt

nhỏ Nhược điểm của loại này là khó khăn trong việc làm sạch khi có xỉ mắc kẹt ở các lỗ

gió, dẫn đến việc than cháy không đều Khi có hư hỏng thường phải thay cả tấm

Các khe hở để không khí đi qua trên mặt ghi lò gọi là mắt ghi (mắt gió) Tỷ số

giữa diện tích mắt ghi - f, với diện tích toàn bộ mặt ghi-F (kể cả mắt ghi) gọi là tỷ lệ

mắt ghi Giá trị này được chọn phụ thuộc vào loại than theo bảng sau:

2 Than đá, than nâu 25 ÷30

3.1.2.2.Buồng đốt ghi nghiêng

Loại buồng đốt này có công suất lớn hơn so với loại ghi phẳng và được trình bày trên hình 3-3

Cùng với ghi nghiêng, trong buồng đốt có một phần ghi phẳng, thường là ghi tấm chủ yếu là để hứng xỉ ở phần ghi nghiêng rơi xuống không gian chứa xỉ Cần chú ý chọn góc nghiêng β ( thường từ 35 ÷ 40O )cho phù hợp để đảm bảo quá trình cháy tốt

Ở buồng đốt ghi nghiêng thì quá trình cháy của nhiên liệu xảy ra liên tục, đều đặn hơn và nhiệt độ buồng đốt ít thay đổi so với buồng đốt ghi phẳng

Loại buồng đốt này thường dùng cho các loại than có nhiều chất bốc và có thể dùng đốt than kích thước nhỏ

3.1.2.3.Buồng đốt cơ khí

Tuỳ theo mức độ cơ khí hoá mà gọi là buồng đốt cơ khí hoặc bán cơ khí Có hai khâu chủ yếu cần cơ khí hoá : việc cấp than vào buồng đốt và thải xỉ ra ngoài Có hai cách cấp than : đưa than vào phía trên hoặc từ phía dưới ghi Việc thải xỉ thường kết hợp cơ khí và thủ công Trên hình 3-4 rình bày sơ đồ buồng đốt than cơ khí cấp than từ dưới lên

Việc cấp than vào buồng đốt từ phía trên ghi có thể dùng cơ cấu quay hoặc dùng không khí nén Ở các lò này việc đánh xỉ có thể dùng phương pháp lắc ghi, lật ghi

3.1.3.TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT

3.1.3.1.Chọn kiểu buồng đốt

Việc chọn kiểu buồng đốt dựa vào công suất nhiệt, công nghệ lò và đặc điểm của nhiên liệu cung cấp cho quá trình cháy Chú ý xác định số lượng và cách bố trí buồng đốt phụ thuộc vào công suất nhiệt, kiểu lò và quy trình công nghệ Yêu cầu lắp đặt buồng đốt phải đảm bảo thuận lợi cấp nhiệt cho lò, thao tác công nghệ, thao tác vận hành của công nhân và sự hợp lý bố trí mặt bằng phân xưởng

3.1.3.2 Tính các kích thước cơ bản của buồng đốt

a.Ghi lò Có thể xác định diện tích bề mặt ghi lò theo hai công thức sau :

28 , 0

Trong các công thức trên thì :

B - lượng than cần cung cấp, kg/h ;

R - cường độ cháy của ghi, kg/m2.h ;

Qt d - nhiệt trị thấp của than, kj/kg ;

r - cường độ nhiệt của ghi, W/m2

Các đại lượng R và r được chọn theo bảng sau :

Bảng 3-1 Cường độ cháy và cường độ nhiệt của ghi

b.Thể tích buồng đốt: V =

Trong đó q là mật độ nhiệt thể tích của buồng đốt, W/m3, được chọn theo bảng sau:

Bảng 3-2 Mật độ nhiệt thể tích của ghi q

Buồng đốt của lò nung

Buồng đốt của lò sấy Dạng nhiên liệu

10 3.kcal/m 3 h 10 3.W/m 3 10 3.kcal/m 3 h 103.W/m 3

Than củi, than bùn 300÷ 400 348÷ 465 200÷ 250 232÷ 290 Than đá 230÷ 450 290÷ 523 250÷ 300 290÷ 348Mazut 250÷ 500 290÷ 581 200÷ 300 232÷ 348Nhiên liệu khí 200÷ 350 230÷ 407 200÷ 250 232÷ 290

c Chiều cao của buồng đốt: H =

F

V

, m (3-4) Ngoài ra ta có thể xác định chiều cao buồng đốt phụ thuộc vào diện tích mặt ghi theo các kết quả khảo sát và thực nghiệm đối với than antraxit Việt nam như trình bày

ở bảng 3-3

Bảng 3-3.Quan hệ giữa chiều cao buồng đốt và bề mặt ghi.

TT Diện tích mặt ghi, m 2 Chiều cao buồng đốt, m

4 > 1, 50 < 1, 6

d.Chiều dài và chiều ngang buồng đốt Các kích thước này được xác định căn cứ

vào hướng cấöp nhiệt và điều kiện thao tác lò Chiều dài buồng đốt, theo quy ước là chiều mà sản phẩm cháy chuyển động dọc theo nó đi sang buồng lò Tỷ lệ giữa các chiều có thể chọn như sau :

chiều ngang / chiều dài = 1 ÷ 2, 3 (3-5)

Việc xác định chiều của buồng đốt phải kết hợp với chiều của buồng lò sao cho sản phẩm cháy có nhiệt độ cao nhanh chóng chuyển động qua buồng lò Cần chú ý đến sự thuận tiện và kinh tế khi bố trí việc xây dựng thi công buồng đốt và buồng lò

3.1.3.3 Tính tổn thất áp suất qua ghi lò và lớp than Để xác định đại lượng

này cần phải biết các công thức tính - phụ thuộc vào các loại nhiên liệu, buồng đốt, diện tích bề mặt ghi, lượng than cần đốt

Trong thực tế, khi tính hết các trở lực qua ghi lò và lớp than thì áp suất của gió khi vào dưới ghi được chọn khoảng 1000 ÷ 1200 N/m2 ( 100 ÷ 120 mm H2O ) Đối với các lò làm việc ở nhiệt độ trên 1000 0C, dùng than ít chất bốc, gió đưa cả 100 % qua ghi, có thể chọn áp suất gió dưới ghi là 1200 ÷ 1400 N/m2 Khi dùng than có chất bốc lớn thì áp suất gió có thể giảm đi nhiều

3.2.THIẾT BỊ ĐỐT NHIÊN LIỆU KHÍ

3.2.1 ĐĂC ĐIỂM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ

Qúa trình cháy trong thiết bị là cháy đồng thể do cả nhiên liệu và chất tham gia sự cháy đều ở thể khí Việc hoà trộn khí đốt với không khí rất quan trọng đối với quá trình cháy và được thực hiện trong các thiết bị đốt ( mỏ đốt ) Theo đặc điểm hoà trộn giữa khí đốt và không khí, người ta phân thiết bị đốt làm hai loại:

- Mỏ đốt tự hút Ở loại này, nhiên liệu và không khí được hoà trộn ngay trong thiết bị, vì thế hỗn hợp khi ra khỏi mỏ đốt vào buồng lò là cháy ngay Loại này có hệ số tiêu hao không khí nhỏ (n= 1, 05 ), thường dùng ở các lò không yêu cầu ngọn lửa dài hoặc dùng nhiên liệu nhiệt trị thấp

- Mỏ đốt lồng ống Ở loại này thìì không khí và nhiên liệu không hoà trộn trước trong thiết bị mà sự hoà trộn xảy ra trong buồng lò Nhiệt độ cháy của nhiên liệu thấp hơn so với loại trên vì thế thường dùng với nhiên liệu có nhiệt trị cao Để đảm bảo quá

trình cháy hoàn toàn cần có n = 1, 1 ÷ 1, 2 và có các biện pháp thích hợp để cải thiện cách hoà trộn khí đốt với không khí

3.2.2.MỎ ĐỐT LỒNG ỐNG

Mỏ đốt lồng ống thường được sử dụng trong các lò cần tập trung nhiệt để thực hiện một quá trinhg công nghệ, dùng nhiên liệu có nhiệt trị cao So với mỏ đốt tự hút thì loại này có những ưu điểm sau:

- Kích thước nhỏ hơn nhiều khi có cùng một công suất

- Ít có khả năng lửa cháy lan vào trong mỏ đốt nên phạm vi điều chỉnh công suất rộng

- Có thể làm việc với khí đốt và không khí nhiệt độ cao do được nung trước (khi điều kiện cho phép )

- Mỏ đốt và các thể xây của lò gần mỏ đốt làm việc bền hơn do vùng cháy nằm cách xa mỏ đốt

Tuy nhiên, mỏ đốt lồng ống cũng có nhược điểm :

- Cần có hệ số tiêu hao không khí lớn ( n = 1, 1 ÷ 1, 15 ) ; phải nung nóng trước khí đốt và không khí nếu không thì nhiệt độ cháy thực tế có thể giảm 100 ÷200 OC

- Phải dùng quạt gió để cung cấp không khí cho mỏ đốt, phải có cơ cấu điều chỉnh sự hoà trộn khí đốt và không khí

Mỏ đốt lồng ống thông thường có cấu tạo như trên hình 3-5

Hình 3-5 Sơ đồ mỏ đốt lồng ống

1-đường dẫn khí đốt; 2- đường dẫn không khí; 3- lỗ quan sát

Ở đây, ống trong dẫn khí đốt, còn ống ngoài dẫn không khí Để đảm bảo cho nhiên liệu cháy hoàn toàn thì n = 1, 1 ÷ 1, 15 ; khi cần ngọn lửa dài theo chiều dài lò

thì nên có n = 1, 0 ÷ 1, 05 Tốc độ khí đốt ra khỏi miệng mỏ đốt cần : 80 ÷ 100 m/s,

còn tỷ số tốc độ giữa không khí và khí đốt ở miệng ra của mỏ đốt là 1:2 hoặc 1:3 Loại

mỏ đốt này dùng có hiệu quả ở các lò nung lớn dùng khí thiên nhiên Một số thông số

được trình bày trong bảng 3-4

Bảng 3-4 Một số thông số kỹ thuật của mỏ đốt lồng ống

TT Các thông số Khí đốt Không khí Hỗn hợp

-Áp suất trong ống dẫn trước mỏ đốt, mm H2O

1 + Khí thiên nhiên 400÷600 200÷300

+ Khí lò cao ≤600÷700 200÷300

- Tốc độ, m/s

+ Trong ống dẫn và tại miệng vào mỏ đốt 10÷15 8÷10

+ Tại tiết diện ra khỏi mỏ đốt

* Khi lưu lượng cực đại ≤80÷100 ≤80÷100 25÷30

* Khi lưu lượng cực tiểu 10÷15 5÷8 4÷5

3 - Hệ số trở lực tại tiết diện ra của mỏ đốt 1, 5÷1, 7

Để có quá trình cháy tốt hơn người ta dùng mỏ đốt lồng ống có dòng xoáy.Hình

3-6 mô tả mỏ đốt lồng ống có cánh tạo xoáy gắn trên đầu ống phun khí đốt Tốc độ

chuyển động của khí đốt khoảng 15 m/s và nếu khí đốt lò cốc thì có thể làm việc với

công suất từ 6 ÷ 85 m3/h

Hình 3-6 Sơ đồ mỏ đốt lồng ống có cánh tạo xoáy

1- đường dẫn khí đốt; 2- đường dẫn không khí ; 3- cánh tạo xoáy

Người ta thường dùng mỏ đốt có cấu trúc đặc biệt để tạo chuyển động quay cho không khí như ở hình 3-7 Nhiên liệu có tốc độ lớn, khi vào mỏ đốt gặp dòng không khí xoáy nên bị phân nhỏ vì vậy làm cho hỗn hợp được hoà trộn tốt hơn Loại mỏ đốt này làm việc với n = 1, 1 Chiều dài ngọn lửa gấp khoảng 7 ÷ 10 lần đường kính miệng

ra của hỗn hợp Tốc độ của hôîn hợp tại miệng ra khỏi mỏ đốt thường là 15 ÷ 40 m/s Để có tốc độ 40 m/s thì áp suất của khí đốt và không khí cần là 4, 9÷6, 9 kN/m2

Hình 3-7 Sơ đồ mỏ đốt lồng ống có dòng xoáy

1 - ống dẫn không khí; 2- phần đầu mỏ đốt; 3- ống dẫn khí đốt; 4- cửaquan sát

3.2.3.MỎ ĐỐT TỰ HÚT

Mỏ đốt tự hút được sử dụng ở các lò có kích thước nhỏ hoặc không cần ngọn lửa dài Để có thể hút được không khí tham gia vào quá trình cháy thì yêu cầu nhiên liệu (khí đốt) khi vào mỏ đốt phải có áp suất lớn Không khí có thể lấy tự nhiên hoặc do quạt gió cung cấp (đối với lò cần công suất nhiệt lớn ).Sau đây là các ưu, nhược điểm của mỏ đốt tự hút:

- Ưu điểm :

+ Khí được đốt cháy hoàn toàn với hệ số tiêu hao không khí nhỏ;

+ Quá trình cháy nhanh, ổn định và ngọn lửa ngắn;

+ Không cần quạt gió đối với lò công suất thấp

- Nhược điểm :

+ Yêu cầu khí đốt phải có áp suất lớn.Khi đốt khí có nhiệt trị thấp thì pK ≥1000

mm H2O; với khí có nhiệt trị cao pK ≥5000 mm H2O ;

+ Giới hạn điều chỉnh công suất mỏ đốt hẹp vì để tránh sự cháy lan từ lò vào mỏ đốt;

+ Cấu tạo phức tạp và có kích thước lớn so với mỏ đốt lồng ống

Do quá trình hoà trộn khí đốt với không khí xảy ra trong thiết bị nên trong mỏ đốt có bộ phận riêng biệt gọi là ống hoà trộn Theo cấu trúc, mỏ đốt tự hút được chia làm hai loại :

- Loại thứ nhất là mỏ đốt tự hút một ống dẫn (ống dẫn khí đốt) Loại này làm

việc với không khí lạnh lấy ngay tại nơi đặt thiết bị, được trình bày trên hình 3-8

Hình 3-8 Sơ đồ mỏ đốt tự hút một ống dẫn

1- đầu ống phun khí đốt; 2- ống nhỏ dần; 3- ống hoà trộn; 4- ống lớn dần; 5- cơ

cấu điều chỉnh lưu lượng gió

Khí đốt có áp suất cao đi vào đầu ống phun khí (1) Khí ra khỏi ống phun có tốc độ lớn, tạo chân không vùng xung quanh và hút không khí từ ngoài vào qua cơ cấu điều chỉnh (5) Quá trình hoà trộn khí đốt với không khí ở trong ống (3) Để đảm bảo hoà trộn tốt, tỷ số chiều dài với đường kính của ống hoà trộn phải lớn hơn 7 Sau đó hỗn hợp qua ống (4), đầu mỏ đốt chuyển động vào lò Mỏ đốt này có cấu tạo đơn giản, lắp đặt thuận tiện

Để tránh sự cháy lan vào trong mỏ đốt, yêu cầu áp suất tối thiểu của khí như sau : Với :

- Khí hoá than - pmin là 981, N/m2;

- Khí hỗn hợp lò cốc + lò cao - 1960 - ;

- Khí lò cao - 490 -

- Loại thứ hai là mỏ đốt tự hút hai ống dẫn ( ống dẫn khí đốt và ống dẫn không

khí) Loại này thường làm việc với không khí nóng được cấp từ quạt gió hay hút qua thiết bị trao đổi nhiệt, được trình bày trên hình 3-9

Hình 3-9 Sơ đồ mỏ đốt tự hút hai ống dẫn

Khí đốt được đưa vào ống dẫn(1), qua ống nhỏ dần(3), gặp không khí nóng đưa vào qua ống (2) Hỗn hợp hoà trộn trong ống (4) qua ống lớn dần(5) và đầu mỏ đốt(6) để vào cháy trong buồng lò Để bảo vệ đầu mỏ đốt, người ta làm mát nó bằng nước qua ống (7) Đề phòng hiện tượng tự bốc lửa của hỗn hợp trong mỏ đốt, yêu cầu nhiệt độ của khí đốt và không khí khi vào thiết bị như sau :

- Khí lò cao < 480 OC ;

- Khí hỗn hợp lò cao +lò cốc < 400 OC ;

- Không khí < 500 OC ;

- Hỗn hợp khí + không khí ≤ 400 OC

Để tránh hiện tượng cháy lan vào trong mỏ đốt cần phải bảo đảm tốc độ của hỗn hợp khi ra khỏi mỏ đốt lớn hơn tốc độ lan truyền của ngọn lửa từ buồng lò vào Ở khu vực bố trí mỏ đốt cần phải xây tường lò bằng vật liệu có khả năng chịu nhiệt cao do ngọn lửa cháy ngay gần đầu mỏ đốt.Tiết diện phần kênh dẫn ở tường lò, nơi hỗn hợp từ mỏ đốt đi qua vào buồng lò phải lớn hơn tiết diện miệng ra của mỏ đốt từ 7 ÷ 8 lần

3.3.THIẾT BỊ ĐỐT NHIÊN LIỆU LỎNG

3.3.1.ĐĂC ĐIỂM CHUNG VÀ PHÂN LOẠI THIẾT BỊ

Nhiên liệu lỏng khi đốt phải biến thành các hạt bụi để tăng nhanh quá trình nung nóng đến nhiệt độ bắt lửa, tăng bề mặt tiếp xúc và xáo trộn tốt giữa nhiên liệu và không khí Thiết bị đốt nhiên liệu lỏng trong lò công nghiệp gọi là mỏ phun Thiết bị này có nhiệm vụ làm biến bụi nhiên liệu, đưa hỗn hợp chất biến bụi và nhiên liệu vào đốt cháy ở trong lò Mỏ phun cần thoả mãn các yêu cầu sau :

- Biến dòng nhiên liệu thành bụi nhỏ và hoà trộn tốt với không khí;

- Đảm bảo quá trình cháy ổn định, duy trì chiều dài ngọn lửa cần thiết;

- Cấu tạo đơn giản, có độ tin cậy trong bảo quản vận hành, không gây bẩn, tắc mỏ phun, dễ dàng vệ sinh

Phụ thuộc vào môi chất biến bụi và áp suất, các mỏ phun được chia làm hai loại :

- Mỏ phun thấp áp Ở loại này môi chất biến bụi là không khí có áp suất không

cao, nung nóng đến 300 OC và toàn bộ lượng không khí cần cháy nhiên liệu được cấp qua mỏ phun vì thế nhiên liệu được cháy hoàn toàn

- Mỏ phun cao áp Ở loại này môi chất biến bụi là không khí nén hoặc hơi nước

cao áp Nếu là không khí nén thì chỉ có 7 ÷ 12 % lượng không khí cần đốt nhiên liệu

đi qua mỏ phun, phần còn lại là không khí thứ cấp đi qua kênh riêng Nếu là hơi nước thì toàn bộ lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy được coi như không khí thứ cấp và có thể nung trước đến nhiệt độ cao (1000 ÷ 1200 OC) Loại mỏ phun này được sử dụng trong lò có nhiệt độ cao, dung tích lớn

Đặc tính của hai loại mỏ phun trên được trình bày trong bảng 3-5 Ngoài ra còn có loại mỏ phun cơ học mà quá trình biến bụi là nhờ tốc độ mazut ra từ miệng phun rất lớn và tự phân thành bụi nhỏ

Bảng 3-5 Các đặc tính của mỏ phun thấp áp và mỏ phun cao áp

Mỏ phun Đặc tính

Chất biến bụi Không khí do

quạt cấp

1 Không khí nén

2 Hơi nước Aïp suất của chất biến bụi, kN/m 2

2,95÷8,8 1.Không khí nén: 590 ÷ 780

2.Hơi nước: 590 ÷ 1780 Lượng chất biến bụi(không khí), % của tổng lượng

không khí cần đốt cháy nhiên liệu

Lượng không khí đợt hai, % của tổng lượng không

khí cần đốt cháy nhiên liệu 0

1 88 ÷ 93

2 100 Nhiệt độ nung không khí, O

Lượng chất biến bụi cho một kg dầu, kg - 1 0, 6

2 0, 8 Tốc độ chất biến bụi khi ra khỏi miệng ống, m/s

50 ÷ 80 Thường đến 300, đặc biệt có thể >

300 Mức độ biến bụi ( đường kính hạt bụi dầu ), mm Đến 0, 5 0, 1 ÷ 0, 2

3.3.2 MỎ PHUN THẤP ÁP

Trên hình 3-10 mô tả cấu tạo mỏ phun thấp áp của viện thiết kế SNG có áp suất mazut trước mỏ 49 ÷ 98 kN/m2, chất biến bụi là không khí cấp từ quạt, được nung nóng trước đến nhiệt độ ≤ 300 OC để tránh phân huỷ mazut trong mỏ làm gây tắc lỗ phun Mỏ phun thấp áp có nhược điểm là phạm vi điều chỉnh mazut bị hạn chế, nên khi giảm lượng mazut kéo theo giảm lượng không khí qua mỏ, làm giảm tốc độ không khí nên chất lượng biến bụi bị giảm Ở loại mỏ phun này có thể điều chỉnh giảm công suất

40 ÷50 % công suất cực đại mà chưa làm giảm chất lượng quá trình biến bụi Chiều dài ngọn lửa tới 2÷2, 5 m Để cháy hoàn toàn nhiên liệu cần hệ số tiêu hao không khí

n = 1, 2

Hình 3-10 Mỏ phun thấp áp của viện thiết kế SNG

1 - ống dẫn mazut; 2- vít chỉnh tâm ống mazut; 3- trục điều chỉnh mazut; 4- nút tháo Một loại mỏ phun thường sử dụng là mỏ phun kiểu Karabin, được trình bày trên hình 3-11, có đặc điểm :

- Không khí để biến bụi và đốt mazut được cấp vào theo hướng tiếp tuyến với cửa thoát 2 ở đầu mỏ phun 1 gặp dòng mazut với góc 75 ÷90O

- Khi quay vô lăng trục làm thay đổi tiết diện lỗ thoát mazut do vậy việc điều chỉnh lưu lượng mazut không làm thay đổi tốc độ của nó

Với các đặc điểm trên thì loại mỏ phun này có chất lượng biến bụi dầu và sự cháy xảy ra tốt hơn, ngọn lửa ngắn hơn so với các loại mỏ phun khác

Hình 3-11 Mỏ phun Karabin

1- mỏ phun không khí; 2- cửa thoát không khí; 3- trục điều chỉnh mazut

3.3.3 MỎ PHUN CAO ÁP

Tuy các chất biến bụi khác nhau ( không khí nén hoặc hơi nước ) nhưng các mỏ phun cao áp có cấu tạo cơ bản không khác nhau Chúng đều có các bộ phận chủ yếu để cho dòng chất biến bụi sau khi ra khỏi miệng ống dẫn với tốc độ lớn, đập vào dòng dầu và biến chúng thành những hạt bụi Ở các lò công suất nhỏ và trung bình thường sử dụng mỏ phun cao áp kiểu Su-khôp, có cấu tạo như trên hình 3-12

Hình 3-12 Sơ đồ mỏ phun cao áp kiểu Su-khôp

1.Đường dẫn dầu; 2.Cơ cấu hãm; 3.Đường dẫn chất biến bụi Mỏ phun Su-khôp dùng thích hợp cho buồng đốt dài, không thích hợp cho buồng nhỏ vì luồng phun va đập vào tường đối diện sẽ kết bướu cốc do mazut chưa cháy hết và gây phá hoại tường lò Kiểu mỏ phun này cho ngọn lửa hẹp và dài Chiều dài ngọn lửa khoảng 2, 5 ÷ 4 m đối với mỏ phun kích thước nhỏ và có thể tới 6 ÷ 7 m đối với