Sách Thiết kế lò hơi - Trần thanh Kỳ

Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết Nối
Trong quyền sách này tác giả trình bày một phương pháp thiết kể lò hơi gồm có
ba phân tính toán quan trọng nhất dủ dùng cho các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật và các
nhà thiết k ế lò hơi. Dó là:
1) Tính toán nhiệt lò hơi dề xác định câu tạo cắc bề mặt dốt trong lò.
2) Tính toán khí dộng dề chọn các loại quạt gió và quạt khói.
3) Tính toán sức bền dề chọn vật liệu và bè dày cần thiết cho các bộ phận của
lò hơi, dàm báo vận hành an toàn tuyệt dối.
Đối với các lò hơi có công suất rât lớn tât nhiên còn căn thêm phần tính toán
thủy dộng trong lò. Phan này trong trường hợp cần thiết các nhà thiết kế có thế tìm
hiểu thêm trong các tài liệu khác.
. Sách dược trình bày rõ ràng dễ hiều, cô dầy dử các số liệu tra cứu và các giản
dò cằn thiết dề có thề xác định từng dại lượng một cách thuận tiện và nhanh chóng.
Tài liệu nàv có thề dùng dề thiết k ế tât cả các loại lò hơi từ loại lò nhó nhất dển
loại cực lớn và hiện dại nhất.
Tính toán nhiệt lò hơi bao gồm những chỉ dẫn vè phương pháp, cái M;, ICU ưa
cứu, các công thức tính toán và các giàn dò cần thiết dể tính toán nhiệt kir
thiết kế chế tạo lò hơi.
Phương pháp tính toán kiềm ơa và thiết kế dều giống nhau. Chúnc ch! I h,'i
nhau vè mục dich tính toán và các dại lượng cần tìm.
Trong tính toán nhiệt kiềm tra người ta sẽ dựa vào câu tạo và các kích thước
cứa lò hơi, dựa vào phụ tải hơi và loại nhiên liệu dốt trong lò dể xác dinh nhựt dô
của hước, hơi, không khí và khói tại ranh giới giữa các bê mặt dốt, hiệu suât, liêu
hao nhiên liệu, lim iượng và tốc dộ không khí và khói.
Tính toán kiểm tra cần dược tiên hành dê đánh giá tính kình tể và dộ tin cậy


3


của thiết bị, phát hiện ra những biện pháp cài tien cần thiết, chọn các thiết bị phụ
và nhận các số liệu cần thiết d ề tiến hành tính toán thủy dộng và nhiệt dộ kim loai...
Trong tính toán thiết k ế người ta xác dinh kích thước của buồng lửa và các bề
mặt dốt cứa lò hơi dề nhận dược m ột phụ tài dinh mức, hiệu suất lò cho tnrớc vã
các thông số hơi và nước dã chọn dổi với nhiệt dộ nước câp và các dặc tính của
nhiên liệu cho trước.
* Phụ tài hơi dinh mức là phụ tài lớn nhãt cần dạt dược của lò hơi khi vận hành
lâu dài với những thông số hơi cho trước.
Trongnhiệm vụ tính toán còn phải xác dịnh tiêu hao nhiên liệu, lưu lượng không
kf}í và khói dề chọn các thiết bị phụ.
Khi tính cũng cần lưu ý dền diều kiện dảm bào sự leim việc bình thường của
thiết bị (ngăn ngừa sự dóng xi hay tro trên các bề mặt dốt, chóng ăn mòn các ống
bởi tro bụi, dề phòng cháy óng và chống sét ri kim loại...). NếiPcần thi trên cơ sở
cửa tính toán nhiệt có thề tính thêm thủy dộng, nhiệt dộ kim loại, tốc dộ án mòn
bởi tro bụi.
Các số liệu ban dầu d ề tính kiềm tra gồm có:
Ị) Các bảng vè lò hơi và các số liệu về cấu tạo và kích thước cứa buồng lửa,
cáabè mặt dốt và dường khói vừa dứ dể xác dinh tẫt cả các dặc tính edit tạo cần
thiết;
2) Đặc tính của nhiên liệu;
3) Phụ tài heñ của lò, áp suât và nhiệt dô của herí quá nhiệt (tại van chính ra
khỏi lò), nhiệt dộ nước căp, áp suât trong bao hơi;
4) Nếu có quá nhiệt trung ff an thì phái có thêm thông sổ cứa hơi trước và khi quá nhiệt trung ff an;
5) Lưu lượng heñ bão hòa (khi lây từ bao hơi);
6) Lượng nước xả lò;
7) Các số liệu lấy từ tính toán hệ thống nghiền bột than dối với các lò hơi dốt
bằng bột than phun vào buồng lửa).
Các số liệu ban dầu dể tính tóan thiết kế gồm có:
ỉ) Loại buồng lửa và cách bổ trí thiết bị;
2) Cúc phần còn lại cũng giống như trong tính toán kiềm tra.
Nhiệt dộ khói thài và không khí có thể cho tneớc hay chọn theo các diều kiện
cụ thể khi thiết kế.

4


Nhiệt dộ khói ra khỏi buồng lừa và trong dường khói, tốc dộ khói, nước và hơi
và entanpỉ của nước và hơi trong các diểm trung gian cứa dường nước và hơi có
thề chọn theo bàng hay theo các diều kiện cụ thể khi thiết kế.
Sau khi dã tính toán nhiệt, các kết quả có thề sử dụng dề tính toán khí dộng và
sức bền lò hơi trong giai doạn kế tiếp.

5


CHƯƠNG MÔT

KẾT CẤU VÀ QUÁ TRÌNH
LÀM VIỆC CỦA LÒ HƠI

1.1

PHÂN LOẠI LÒ HƠI

• Theo công dụng, lò hơi có thé có các loại:
a) Lò hơi công nghiệp dùng đổ cung cấp hơi cho các quá trình công nghệ
cần sủ dụng nhiệt nhu là các nhà máy dệt, nhà máy giấy, các nhà máy chế biến
thực phẩm và hóa chát...
b) Lò hơi sử dụng cho các máy năng lượng như đổ quay tua bin hơi phát
đỉện trong các nhà máy nhiệt điện, sử dụng làm sức kéo cho tàu hỏa và tàu thủy
trong ngành giao thông vận tải, đồng thời cũng có thé làm sức kéo cho cac loại
bơm và máy nén có công suất lớn.
• Theo công suất hơi có thể có các loại:
a) Lò hơi nhỏ D < 12 t/h;
b) Lò hơi trung bình 1 2 t/h < D < 1 1 0 t/h;
c) Lò hơi lớn D > 110 t/h;
d) Lò hơi cực lớn D > 600 t/h;
• Theo áp suất hơi:
a) Lò hơi hạ áp p < 10 ata;
b) Lò hơi trung áp 10 ata < p < 40 ata;
c) Lò hơi cao áp

40 ata < p á 100 ata;

d) Lò hơi siêu cao áp p > 100 ata;
• Theo nhiột độ hơi:
a) Lò hơi không có bộ quá nhiệt (hơi bão hòa);

6


b) Lò hơi có bộ quá nhiệt (hơi quá nhiệt);
c) Lò hơi có bộ quá nhiệt trung gian;
• Theo sơ đồ chuyển động của nước và hơi:
a) Lò hơi tuần hoàn tự nhiên (có bao hơi);
b) Lò hơi tuần hoàn cuõmg bức (có bao hơi và bơm tuần hoàn hỗn hợp
nước và hơi);
c) Lò hơi trực lưu (không có bao hơi).
Ngoài ra còn có thé phân loại lò hơi theo phụ tải nhiệt Q i, (kcal/h). Đại
lượng Qi dùng để đánh giá công suất cúa lò một cách chính xác và toàn diện
nhất, vì nó phụ thuộc vào công sũát hơi và các thông só của hơi.

12 QUÁ TRÌNH PHÁTTRlỂNVẾ CẤUTẠOCỦA LÒ HƠI
Hi'nh 1.1 chỉ rõ quá trình phát triển về cấu tạo của lò hơi. Chuyên từ loại
này sang loại khác là do yêu cầu ngày càng tảng công suát, tảng cao thông số hơi
và đồng thời giảm tiêu hao kim loại và nhiên liệu cho lò hơi.
Chuyển í ừ các lò hơi hình trụ (a,b) và các loại lò hơi ống lửa (c,d) sang
các loại lò hơi ống nước (e,n) đã diễn ra cách đây hàng trảm năm. Kết quà là đã
đạt được việc táng diện tích bề mật đ6t trên cơ sở giảm đường kính ống,tức là
tăng được công suất lò mà vẫn tiết kiệm được kim loại.
Trong các lò hơi ống nước nằm ngang có buồng nước (e,g) các ống sinh
hơi được liên kết với nhau thành từng chùm nhờ các buồng nước hình hộp. Điều
này không cho phép tăng áp suất hơi lên quá 12-15 ata và không thổ tiêu chuẩn
hoá việc chế tạo các bộ phận cùa lò hơi. Các nhược điểm này có thổ khắc phuc
bằng cách nói các chùm ống thẳng với đàu góp hình trụ và cứ hai chùm nằm
ngang thì nối với một bao hơi (h). Điều đó cho phép tăng áp suất hơi, đồng thời
táng dược công suất của lò nhờ tăng só lượng, chièu dài ống và tăng số lượng đầu
góp. Các bao hơi lúc đầu thì đặt dọc vè sau thì đặt ngang, vì rằng khi đặt dọc
công suát lò sẽ bị giới hạn bởi không phát triổn được bề mặt đốt theo bề rộng.
Đổ ngán ngừa sự đóng xỉ, các hàng óng phía duỏi được làm dưới dạng festón. Áp
dụng cac bộ hâm nước và bộ sấy không khí cho phép táng hiệu suất của lò hơi
vă tăng cống suát của các loại lò nói trên. Tụy nhiên sự tiêu hao quá nhiều kim
loại do có nhiỗu bao hơi, sụ bố trí dầy đặc các chùm ống cản trỏ công việc vệ
sinh lò hơi và các nhược điổm khác đã làm cho việc phát triến các loại lò trên
đây không còn nữa.
Ngày nay đã được thay thế hoàn toàn bởi các loại lò ống nước đứng. Các
ống sinh hoi được đáu trực tiếp vào bao hơi. Lúc đàu số bao hơi lên tới 3-5 và
các ống thì thẳng (i), về sau dần dàn chỉ còn 1 bao hơi và các ống thì uốn cong ờ
hai đầu (k-n). Điều đó đã cải thiện điều kiện liên kết các ống và phát triổn bề
mặt đốt bức xạ trong buồng lừa. Trong những năm gần đây người ta đã hoàn
thiện loại lò hơi có một bao hơi cũng như loại lò không có bao hơi -lò trực lưu.
7


X__ I ___X__ To

-7ÍT.

H ÌN H 1.1 Sự phát triển về mặt cẩu tạo của các loại lò hơi chủ vếu
tuần hoàn tit nhiên.
a-Lò hơi hình trụ; b-Lò hơi nhiSu hình ù ạ; C-Lò ống lùa lô
cô; e,g-Lò Ống nước nằm ngang có các buồng nước; h-Lò
ống nước nằm ngang không có các buồng nước; i-Lò hơi với
các ống thẳng; k,l-Lò hơi với các ống uổn cong; m-Lò một
bao hơi có thông số hơi cao hình chữ n; n- Lò bao hơi lớn
và hiện đại hình chữ T.

8


HÌNH 1.2 Sơ đồ thiết bị lò hơi hiện đại dốt than.
1-Băng tài than; 2-Phẻu than thô; 3-Máy cáp than thô;
4-Máy nghiên than; 5-Máy phân ly; 6-Xiđôn; 7-GuỒng xoắn
tải bột than; 8-Phễu bột than; 9-Máy cắp bột than; 10-Quạt
tải bột than; 11-Vòi phun; 12-Bao hơi; 13-Buồng lửa;
14-Phễu lạnh; 15-Hộc xỉ;16-Dàn ống trong buồng lửa;
17-Ông góp dàn ống; 18-Các ống nước đi xuống; 19-Festôn;
20-Bộ quá nhiệt; 21-BỘ hầm nước (hai cáp); 22-Bộ sấy
không khí (hai cấp); 23-Quạt gió; 24-Hộp gió; 25-Thiết bị
khứ bụi; 26-Quạt khói; 27-Ông khói; 28-Kênh thải tro xi.

Thiết bị lò hơi hiện đại (hình 1-2) bao gồm bản thân lò hơi và các thiết bị phụ
của lò hơi: hệ thống đập than và nghiên than thành bột, vận chuyển và cung cấp
nhiên liệu và nước cho lò, các loại quạt đổ cung cấp gió và vận chuyển khói, các
công cụ đo và kiếm soát, các thiốt bị tự động điồu chỉnh...
Lò hơi lớn và hiện đại thường có đủ các bộ phận như sau: buồng ỉủa, dàn
Ống sinh hơi, bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấv không khỉ, Ngoài ĩâ phải có
đày đù tất cả các loại van, công cụ đo và kiểm soát và các thiết bị ìự động đĩèu
chình. Buồng lửa và đường khói được làm bằng gạch chịu lừa hoậc các tấm
keramit gọi là lớp bảo ôn của lò.
y


13 BUỒNG LỬA
a) Buồng lửa đốt nhiên liệu rân trên mặt ghi (xem hình 1.3).

H ÌNH 1.3 Các loại buòng lửa đốt nhiên liệu rắn trên mặt ghi.
a-Buồng lửa với lớp nhiên liệu cố định; b-Buồng lùa có máy
nạp nhiên liệu và các lá ghi lật; C-Buồng lủa với mặt ghi nằm
nghiêng; đ-BuỒng lửa với mặt ghi nằm nghiêng và có thổ lắc
được; e- Buồng lửa có gậy đảo trộn; g-Buồng lửa ghi xích đi
động.
---- *• nhiên liệu;
---- * không khí
khói

tro xi

Các loại buồng lửa với lớp nhiên liệu cố định là loại buồng lùa đơn giản nhất
có thể đỗt bát cú loại nhiên liệu rắn nào và được áp dụng rộng rãi trong các lò
hơi có công suất nhỏ (2-10 Ưh).
Nhuợe điểm của các loại buồng lửa này là tổn thất nhiệt do cháy không hết
khá lớn, cần đảo trộn lớp nhiên liệu thường xuyên bằng tay và đôi khi phải
thải tro xi vã nạp nhiên liệu cũng bằng sức người.
Trong các lò hơi có công suát lớn hơn (đến 50 t/h) các công việc đào trộn và
nạp nhiên liệu, cũng như việc thải tro xì đều được cơ khí hoá nhờ có các loại máy
nạp nhiên liệu, gậy đảo trộn và các lá ghi có thé lật và lắc cơ giới. Đổ có công
suát lớn (đến 150 t/h) người ta thường sử dụng các loại lò ghi xích di động.

10


b) Buồng lửa phun.
Các buồng lửa phun được xử dụng đổ đót nhiên liệu rắn dưới dạng bột và đốt
nhiên liệu lỏng và khí đốt.
Nhiên liệu rắn được nghiên mịn trong các máy nghiồn đặc biệt, được thổi vào
buồng lừa và cháy hoàn toàn với cường độ lớn hon nhiều so với viộc đốt nhiôn
liệu rắn ở dạng cục (xem hình 1.2).
Tuy nhiên sự có mặt của hệ thống nghiên than làm tảng rõ rệt vón đàu tư cho
lò hơi, chiếm nhiều chỗ và gây ra tiếng động mạnh. Ngoài ra trong các lò hơi đốt
bột than các bề mặt đốt thường bị đóng xi nặng nề và lượng tro bụi bay theo khói
rất lớn. Cho nên trên đường khói thải sau lò hơi nhất thiết phải có thiết bị khử
bụi. Đốt than ở dạng bột rất có hiệu quả đối với các loại than có độ ẩm cao và
độ tro lớn, đồng thời đối với than vụn rất khó đốt trên mặt ghi.
Quá trình chuẩn bị bột than phải trải qua các giai đoạn: đập sơ bộ, sấy và
nghiền mịn.
Bột than được thổi vào buồng lửa bằng không khí thổi qua vòi phun (xem hình
1.4) và cháy ở trạng thái lơ lửng tạo thành ngọn lửa.
Trong các buồng lửa thải xi khô phía dưới có phễu lạnh đổ thải tro xi. Còn đối
với lò hơi thải xì lỏng thì có bổ chứa xỉ lỏng. Để xi có thể cháy lỏng dỗ dàng, phía
dưới buồng lửa cần đặt thêm vòi đốt, đòng thời dàn ống phía dưới càn được che
kín bằng vật liệu chịu lửa.

HÌNH 1.4 Vòi phun bột than
1 và 2
3

-

phun thẳng

- phun xoáy
nhiên liệu
không khí
khói nóng

11


V
zx:
ílì ^



H[

H ÌN H 1.5 Vòi phun dầu F 0
1-Tán sương bằng áp lực phun thẳng; 2-Tán suông
bằng áp lưc phun tiếp tuyến; 3- Tán sương bằng áp
lực phun xoáy; 4- Tán sương bằng chong chóng quay;
5-Tán sương bằng hơi nước hay không khí có áp lục
cao; 6-Tan sương bằng không khí có áp lực tháp.
không khí;
dầu FO;
hơi nước;
Ưu điếm của thải xỉ lỏng là giảm nliiếu lượng tro bụi bay theo khói, từ đó khả
năng mài mòn và bám bẩn các bề mặt đốt cũng giảm nhiều. Tuy nhiên tổn thất
nhiệt theo xỉ cũng tăng theo và thiết bị thải xỉ cũng sẽ phúc tạp và tốn kém hơn.
Buồng lửa dùng để đổt nhiên liệu lỏng và khí rát đơn giản. Khác với buồng
lừa đốt nhiên liổu rắn là chúng không có phễu tro xi. Bộ phận quan trọng nhất
ỉà vòi phun dấu và khi đót. Nhiên liệu lỏng dùng để đốt trong lò hơi chủ yéu ìà
dầu FO. Dầu FO càn được sơ bộ sấy nóng đến 80-90°C trước khi phun vào lò đé
dỗ dàng tán sương nhiên liệu.

Có hai phương pháp tán sương dầu FO: một là tán sương bằng áp lục dầu (416 ata) nhờ có bơm dầu, hai là tán sương bằng hơi nước hay bằng không khí.
Hiệu quả cháy nhiên liệu lỏng phụ thuộc rất nhiêu vào chất lượng của việc tán
sương. Điều chình công suất iò hơi bằng cách thay đổi số lượng vòi phun dầu
đang hoạt động.
Có rất nhiều loại vòi phun khí đốt, tuv nhiên tất cả chúng đèu rát đơn giản
(Xem hình 1.6).

12


HÌNH 1.6 Vòi phun khí dốt
a- Vòi phun injectơ động học trung áp; b- Vòi phun với dòng
không khí cuỡng bức và dòng xoáy khí đốt; c- Vòi phun
khuếch tán với sự chia nhỏ các dòng không khí
và khí đốt.
1- Ổng phun khí đót; 2- Cửa đièu chình gió; 3- Buồng hỗn
hợ p ; 4- Vật iiệu keramit; 5- Cánh xoáy; 6- Ông góp khí đổt;
7- Lớp bảo ôn buồng lửa.
---- * khí đốt;
----» không khí
Đổ đốt các loại khí đốt ít calo không cần có nhiều không khí người ta dùng
loại vòi phun động học. Trong vòi phun này khí đốt và không khí được sơ bộ trộn
trước (hình 1.6,a). Đối với khí đốt có nhiều calo đòi hỏi một lượng không khí lớn
đế đốt người ta dùng vòi phun khuếch tán hay vòi phun loại hỗn hợp (hình
1.6, b,c).

13


1.4 Sơ ĐỒ CHUYỂN ĐỘNG CỦA NƯỚC VÀ HƠI

H ÌN H 1.7 S ơ đồ chuyền dộng cứa nước và hơi
a- Lò tuần hoàn tụ nhiên; b- Lò tuàn hoàn cuông
bức; c- Lò trực luu.
1- Bơm nuớc cáp; 2- Bộ hâm nước; 3- Bao hơi; 4- Ông
nước xuống; 5- Dàn ống sinh hơi; 6- Bộ quá nhiệt;
7- Bơm tuần hoàn hỗn hợp hơi và nuớc; 8- Bao hoi
dưới (hay là ống góp).
Trên hình 1.7,a là sơ đồ thủy động của lò tuần hoàn tự nhiên. Nước cấp nhờ
bơm nước cáp bơm qua bộ hâm nước rồi vào bao hơi trên. Từ đó nước theo các
ống xuống bao hoi dưới hay các ống góp dưới và nhận nhiệt trong lò, hỗn hợp
hơi và nước sẽ theo các óng lên đi vào bao hơi trên. Ở bao hơi trên, hơi sẽ tách
ra và tiếp tục đi vào bộ quá nhiệt đổ nâng nhiệt độ lên trên nhiệt độ hơi bão hòa.
Lượng nước còn lại sẽ quay trờ lại bao hơi duớ và cứ như thế tạo thành vòng
tuần hoàn kín. Sự tuần hoàn tự nhiên ờ đây sở dĩ có được là do sụ chênh lệch
giữa khối lượng riêng của nước đi xuống và hỗn hợp hơi và nước bốc lên. Chiều
cao H giữa hai bao hơi trên và dưới cũng giữ vai trò quyết định cho sụ tuần hoàn
nói trên. H càng lớn tuàn hoàn tụ nhiên càng tốt, ngược lại nếu H = 0 sẽ không
còn tuân hoàn nữa. Điều đó sẽ dẫn đến sự cố cháy các dàn óng sinh hơi của lò
do không được giải nhiệt.

14


Lò tuần hoàn cưỡng búc (hình 1.7,b) về nguyên lý không khác gì so với lò tuần
hoàn tự nhiên, song sự tuàn hoàn ở đây có được là do bơm tuàn hoàn hôn hợp
quyồt định. Cho nên sự bố trí dàn ống sinh hơi và chiồu cao H trong lò tuàn hoàn
cưỡng bức không nhất thiết phải như trong lò tuần hoàn tự nhiên. Lò tuần hoàn
cưỡng bức thường được áp dụng ở những nơi bị giới hạn vẽ chièu cao, ví dụ như
trẽn tàu thủy, tàu hỏa... Tuy nhiên sự có mặt của bơm tuần hoàn làm tảng tiêu
hao điện nâng đổ quay bơm đòng thời bơm phải làm việc trong điỗu kiện khắc
nghiổt của hỗn hợp bão hòa ờ nhiệt độ cao.
Hình J ,7,c là so đồ thủy động của lò trực lưu. Khác vói hai loại lò tuàn hoàn
trên trong lò trực lưu từ nước biến thành hơi hoàn toàn, lưu chất chí chuyên động
qua lò hơi có một làn do súc đẩy của bơm cấp. Do đó lò trục lưu không càn có
bao hơi, điSu đó làm giảm vón dầu tư cho lò hơi. Lò trực lưu có thổ sử dụng ở
bất cứ áp lực hơi nào, tuy nhiên tót hơn cả vẫn là ờ các thông số hơi tù tới hạn
trở lên. Ở thông sổ đó lò có bao hơi không thổ hoạt động được vì mát hết khả
năng tuần hoàn. Tuy nhiên vi không có bao hơi nên lò trục lưu không thổ xả lò
được, tức là không thể xả cáu bẩn trong lò. Do đó nước cấp cho lò trực lưu phải
đặc biệt tinh khiết và làm tăng đầu tư cho hệ thống xử lý nước.

1.5 DÀN ỐNG SINH HƠI
Dàn Ổng sình hơi là các bề mặt đốt được bố trí xung quanh bốn vách của buồng
lửa và được đốt nóng bởi sụ bức xạ của ngọn lửa. Trong các lò tuần hoàn tụ nhiên
dế đảm bảo sụ tuần hoàn tốt, các ống sinh hơi nhát thiết phải đứng thẳng (xem
hình 1.8,a). Cho phép bố trí các ổng hơi nghiêng trong trường hợp càn thiết (hình

1.8,b).
Trong các lò hơi trục lưu do không cần tuần hoàn tự nhiên cho nên dàn ống
sinh hơi không nhất thiết phải đúng thẳng và thường được kết thành từng tấm
nhu trên hình 1.9.



ỵ '

Hỉnh 1.8 S ơ dồ dàn ổng sinh hơi trong các lò tuần hoàn tự nhiên.
a) Loại thẳng đứng; b)Loại bố trí hơi nghiêng gần phía đuới đáy buồng lửa.
1- Bao hơi; 2- Các óng xuống; 3- Dàn óng truớc mặt; 4- Dàn ống bên trái;
5- Dàn ống phía sau; 6- Các ống thoát lỗn cùa dàn óng phía sau; 7- Khung
đỡ trung gian; 8- Chẻ nhánh (đã được phóng đại); 9- Cửa tiết lưu; 10- Vách
của đường khói ra khỏi buồng lửa; 11- Vòng cặp hàn dính vào ống.

?p

==tf
=^3
=ã3

H ÌN H 1.9 Sơ dò dàn ống sinh hơi trong các lò trưc lưu

16


1.6 Bộ QUÁ NHIỆT (hình 1.10)

HÌNH h 10 Sơ đồ bộ quá nhiệt trong lò hơi hiện đại
1-Bao hơi; 2-Các ống xuống của phần quá nhiệt búc xạ;
3-Các ống lên cùa phàn quá nhiệt bức xạ; 4-LỎ bố trí vòi
phun; 5-Phàn quá nhiệt bức xạ đặt trên tràn lò; 6-Các ống
liên kỗt; 7-Bình làm mát hơi; 8-Phần quá nhiệt nủa bức xạ
(mành treo); 9 và 10-Phàn quá nhiệt đối luu; ll-ô n g góp
hơi quá nhiột; 12 và 13- Các ống góp hơi vào và ra khỏi các
Ống treo 14-Các ống treo; 15-GỐi đỡ các ống nằm ngang 10.
Bộ quá nhiệt làm nhiệm vụ nâng nhiệt độ của hơi lên trên nhiệt độ bão hòa.
Trong các lò hơi lớn và hiện đại bộ quá nhiệt thưòng có đủ cả ba phần: phàn quá
nhiệt búc xạ, phần quá nhiệt nửa bũc xạ và phân quá nhiệt đối lưu.
Phần quá nhiệt bức xạ thường được kết thành từng tắm đặt trên vách hoặc
trẽn trần buồng lùa. Chúng hấp thụ nhiệt bằng bức xạ. Phần quá nhiệt nửa bức
xạ thường được kết thành từng tám giống nhu các bóc mành treo tại cửa ra của
buồng lủa. Phàn quá nhiệt đối lưu thường bố trí trong đường khỏi sau các mành
treo.
Trong các lò hơi có công suất nhỏ với áp suất hơi thấp, phần quá nhiệt bức X9

17


vá nửa búc xạ ít khi sử đụng.
Trong các tổ máy rất lớn của nhà máy nhiệt điện đôi khi có thêm bộ quá nhiệt
trung gian. Hoi quá nhiệt sau khi đã làm việc trong phần cao áp của tua bin được
dán đi quá nhiệt lần thú hai trong lò hơi để sau đó tiếp tục đi làm việc trong phần
hạ áp của tua bin. Bộ quá nhiệt trung gian chủ yếu giổng phần quá nhiổt đối lưu
và đuợc bỏ tri phía sau bộ quá nhiệt trong đường khói.

1.7 Bộ HÂM NƯỚC VÀ BÒ SAY k h ô n g k h í (PHAN
ĐUÔI LÒ)
Bộ hâm nuớc dùng đổ hâm nước nóng trước khi cấp vào lò, còn bộ sấy không
khí thì dùng để sấy nóng không khí truớc khi đưa vào buồng lửa đổ đốt nhicn
liệu. Phàn đuôi lò là các bề mật đốt đối lưu nhầm để tận dụng nhiệt thải của lò
hơi, làm tảng hiệu suất của lò. Tuy nhiên vốn đàu tư của lò hơi củng sẽ tẳng lên,
cho nên chúng thường áp dụng trong các lò hơi lớn với thông số hơi cao. Bộ hầm
nước thường đặt trước bộ sấy không khí theo chiêu khói đi. Nếu căn sấy không
khí đổn nhiệt độ cao thì chúng làm thành hai cấp đặt xen kẽ với nhau.
Bộ hâm nước thường có cấu tạo thành từng chùm ống xoắn bằng thép đặt nằm
ngang trong đường khói (hình 1.11).
Bộ sây không khí thường làm bằng các cụm ống thép thẳng đứng (hình 1.12).
Khói đi trong ống, còn không khí đi ngoài cắt ngang qua ống. Loại này thường
răl to lớn cồng kènh, tiêu hao nhiều kim loại nên chỉ dùng trong các lò có công
suất nhỏ. Trong các lò hơi lớn nguôi ta dùng lọai bộ sấy không khí quay, được
gọi ià bộ sấy khống khí hòi nhiệt (hình 1.13). Bộ sấy không khí hồi nhiệt có cấu
tao nhu một rôto quay xung quanh một trục vói vận tổc tù 2 đến 6 v/phút. Bên
trong rôto cỏ các lá thép gọn sóng được xếp dày đặc. Rôto được chia thành hai
nửa: một nùa cho khói đi qua, còn nửa kia thi không khí. Khói sẽ đốt nóng các
l i thép mỏt nủa bên này và một nùa đỏ sẽ đót nóng không khí khi nó quay sang
phía bẽn kia. Nhờ có rất nhiều lá thép truyèn nhiệt được bố trí tronc mốt thổ tích
tương đốỉ nhó cho nên bộ sấy không khí hồi nhiệt có ưu việt la rát nhò gọn, rè
nên. Tuy nhiên khổng thổ nào tranh được hiện tượng lọt không khí sang bên
đuòng khói làm tàng hệ số không khí thừa trong khói thải và làm giảm hiệu suẩt
của lò hơi.

18


HÌNH 1.11 Bộ hâm nước
l-ô n g góp vào; 2-Ông góp ra; 3-Ông xoắn;
4-Khung đỡ; 5-Cửa đường khói; 6-Lớp bảo ỏn.
tchoỉ nó/ỉỹ

HÌNH ì. 12 Bộ sây không khí loại ổng
a) Sơ đồ đơn; b) Sơ đồ kép.
1- Phần dưới của bộ sấy (cáp 1); 2 và 3- Các hộp gió; 4- Chố
đế bổ trí bộ hâm nước cấp 1; 5- Bộ phận bù gián nỏ nhiẹt;
6- Phần trên của bộ sáy (cấp 2).

19


HÌNH 1.13
Bộ sây không khí hòi nhiệt
a) Kổt cáu bộ sấy; b) Các lá kim loại
1- Trục quay, 2 và 3- Các ổ đỡ đưoi va trên; 4- Rôto;
5-Bộ phận làm kín; 6- Cổt; 7- v ỏ ngoài.


ChươNG HAI

NHIÊN LIỆU

A- NHIÊN LIỀU RAN

v à n h iê n l iệ u lỏ n g

2.1 THÀNH PHẰN CỦA NHIÊN LIÊU
Trong nhiên liôu rắn và nhiên liệu lỏng thưcme co các thành phàn nhu sau:
Cacbon (C). Hydrô (H), Nitơ (N). Oxy (()), Luu huvnh (S). đố ẩm
và đô
lio.
Thánh phàn làm viổc (ký hiộu bàng chứ !) là nhiên liêu đang c»trone danc ban
dâu đưoc đua đi sủ dung linh theo phân trăm trong luong:
c ' + H11 - N11- o ' * s' -r A‘ + w ' = 100%.
Thành phần làm việc của nhicn liệu dược sù dụng nhiều nhát trong tính tóan
thiết kế lò hơi.

2.2 NHIỆT TRỊ
Nhiệt trị cùa nhiên liệu rắn và lỏng xác định tù thục nghiộm (trong bm nhiên
liệu). Khống nên dụa vào thành phần hóa học của nhiẻn liệu để xác dịnh nhiẽt
ưị theo công thúc.
Càn phân biột hai loai nhiột trị:
Nhiệt trị cao Oc là nhiệt trị nhận đuọc tù thục nghiệm trong bm nhiên liệu;
Nhiột trị thấp o [ h = Qc -6(w' + 9H1), kcal/kg.
W1và H1- độ ẩm và thành phàn hydrô trong nhiên liộu, %.
Nhiổt trị thẫp đưoc sử dụng nhi&u nhát trong tính toán.

2.3 PHÂN LOẠI THAN
Than duợc chia ra làm ba loại chủ yốu: than nâu, than đá và than antraxit. Đó

21


là cách phân loai qui uóc vì giữa chúng không cỏ một ranh giới rõ ràng và giữa
chúng có tồn tại các loại than trung gian,
Than nâu bao gồm các loại than không kết thành cục có nhiồu chất bốc
(Vc>40%) và nhìột trị tháp hơn so với than đá (Qc<7000 kcal/kg). Than nâu
hút nước mạnh, có độ ẩm cao, chtét ít hàm luợng cacbon và chứa nhiồu ôxy. Trong
không khí than nâu đễ mát tinh bèn cơ học và thuờng biến thành các hạt nhỏ dễ
cháy.
Than đá bao gồm các loại than có chát bốc V* = 9-50% và hơn nữa. Than đá
phân lớn kết thành cục, chỉ có một phàn có v c > 42-45% (cháy ngọn lửa dài) và
< 15% (than gày) thì không két cục.
Than antraxit bao gồm các loại than có chát bổc rất thấp v° = 2-9% và nhiệt
trị Qc < 8350 kcal/kg.
Còn có các loai than trung gian giũa than đá và than antraxit gọi là than bán
antraxit (V* = 5-10%) có nhiột trị cao hơn nhiệt trị cùa antraxit.

B« KHÍ ĐỐT
Khí đốt là hỗn hợp các loại khí cháy và không cháy có chứa một ít tạp chất
trong dạng hơi nuớc, hắc ín và bụi.
Thành phần của khí đốt tính theo phần trăm thổ tích và tất cả các tính toán
đều tiến hành đối với 1 m3 khí khô ở điốu kiện tiêu chuẩn (760 mm Hg và 0°C).
Nhiệt trị của khi đốt xác định theo công thức và có thổ tra theo bảng có sẵn.

c-

NHIÊN LIÊU HỗN HỢP

1)
Nổu đỗt hồn hơp giữa hai loại nhiên liệu rắn hay lỏng với các thành ph
hỗn hựp cho trước (g’ - tì le trọng lượng của một loại nhiên liộu trong hỗn hợp)
thì nhiệt trị của 1 kg hỗn hợp sê tính theo công thức:

oỊh = Q!t’hg’ + Q ^ l-g ^ k c a l/k g .
Nếu thành phần trọng lượng trong hỗn hợp không cho trước mà chỉ biổt truớc
tỉ lộ nhiẹt lượng tỏa ra của mỗi loại nhiên liệu (q’- tì lệ nhiệt lượng tỏa ra của một
loại nhiên liộu trong hỗn hợp) thì để chuyổn sang thành phần trọng lượng của
hồn hợp ta có thể sử dụng công thúc:
i ’Ql ỉh


2)
Nốu đổt hỗn hợp giũa nhiên liệu rắn (hoãc lóng) với khí đót, đế cho thuậ
tiện khỏng nên tính đối với 1 kg hỗn hợp mà lã đữi vôi 1 kg nhiên liệu rắn (hoác
lỏng) có kế đến lượng khí đốt (m3) hỏn họp với 1 kg nhiên liệu rấn (hay lỏng).
Trong trường hợp này nhiệt trị qui ước của hỗn hợp có X rn3 khí đổt trên 1 kg
nhiéu liêu rắn (hay lỏng) sẽ tính theo công thức:
° th = Qlth + xQÌ’th >kcal^g ;

o \h - nhiệt trị tháp cùa nhiên liẹu rắn hay lỏng, kcal/kg;
- nhiệt trị tháp của khí đốt, lfchl/m3;
Nếu trong hổn hợp biết trước tỉ lệ nhiệt lượng tỏa ra của môi loại nhiên liộu:
q’ - ti lồ của nhiên liệụ rán (hay lỏng) và (1-q’) - ti lộ cùa khí đốt, thì lượng khí
đốt (m3) cần thiết cho 1 kg nhiên liệu rắn (hay lỏng) có thé xác định theo công
thức:
w
<4
, m3/kg.
I"

Q th

D- XÁC ĐỊNH NHIỆT DUNG CỦA NHIÊN LIỆU
1) NHIÊN LIÊU RAN
Nhiêt dung của nhiên liộu khô (w’ - 0) c krắn, kcal/kg°C chọn nhu sau:
Jối với than antraxit và than gàv

= 0.22;

đối với than đá

= 0.26;

đối với than nâu và than bùn

- 0.27.

Nhiệt dung của nhiên liệu tinh theo thành phần làm việc xác định theo công
thức:
w'
100 - w
Crẳn = , kcal/kg C;
■kc rắn
100
100
w - độ ẩm làm việc cùa nhiên liệu, %.

2) NHIÊN LIÊU LỎNG
Nhiên liệu lỏng sử dụnơ trong lò hơi chủ yếu là dầu FG. Nhiột dung của dầu
FO được xác định theo còng thức:
C fơ = 0.415+ 0.00C6t, kcaựkg°C;


I - nhiệt độ của dàu FO, °c.

3) KHÍ ĐỐT
Nhiệt dung của ỉ m3 khí đốt khô được xác định theo cổng thúc:
Qiđ = Ch2 H 2 + C coC O + CcR» c h »+ CCO2 CƠ2 + . . . , kcatyra^C;
c - nhiệt dung của tùng loại khí trong thành phần của khí đốt, kcal/m^C
(xác định trong các bảng có sẵn);
H 2, CO . . . thành phàn thổ tích của tùng loại khí trong khí đốt, %.
Thành phàn một vài loại nhiên liộu rắn và lỏng có thổ tra theo bảng 2.1.
Bàng 2.1 Thành phần nhiên liệu rân và lỏng.

Xem link download tại Blog Kết nối!
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©