THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
PHẦN VI
THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT
Khi thiết bộ quá nhiệt, trước hết ta xác định bộ quá nhiệt cấp II,
sau đó tính toán nhiệt để xác định lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá
nhiệt cấp II, từ đó tìm được lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp
I.
Phương án bố trí bộ quá nhiệt ( xem hình 2)
A. TÍNH TOÁN BỘ QUÁ NHIỆT CẤP II
1. Đặc tính bộ quá nhiệt :
Bộ quá nhiệt đối lưu thông thường sử dụng cách bố trí ống song
song để dễ treo đỡ. Song vì trước bộ quá nhiệt không có cụm đối lưu
nào cả nên bộ quá nhiệt II nằm trong phạm vi nhiệt độ cao. Vì vậy để
tránh hiện tượng đóng xỉ trên bề mặt ống thì ta bố trí 4 dãy ống phía
trước bộ quá nhiệt cấp II theo kiểu so le còn 6 dãy ống sau thì ta bố trí
song song tức là: n
sl
=4, n
ss
=6
Tổng sô dãy ống n = n
sl
+ n
ss
= 4 + 6 = 10
Dựa theo tiêu chuẩn thiết kế, ta chon bước ống như sau:
Đoạn so le: Bước ống ngang tương đối S1/d  4,5
Bước ống dọc tương đối S2/d  3,5 Đoạn ống song song:
Bước ống ngang tương đối S1/d = 2 3
Bước ống dọc phải đảm bảo sao cho bán kính uốn lớn hơn 2 lần
đường kính d của ống.

D
Số ống z =
130
)042,0(
4
14,3
18,0
4
22


d
f
ống.
Ở đây ta chọn z = 128 ống.
 Đặc tính cấu tạo bộ quá nhiệt cấp II : bảng 9
 Cấu tạo bộ quá nhiệt cấp II : xem hình 5
 Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II : bảng 10
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
7
5
2
64
1
3
8
9
3
2

3 Số ống trong mỗi dãy ngang Z ống Chọn 64x2 64x2
4 Bước ống ngang S
1
mm Chọn 400 200
5
Bước ống dọc
S
2
mm
Song song:
6/)31100(
22
slss
S 
200 83,3
Sole=
chọn
6
Bước ống ngang tương đối

1
mm
S
1
/d
9,52 4,17
7
Bước ống dọc tương đối

2

H
đ
ống
m
m
2
m
2
m
2
Chọn
Do từ hình vẽ
ð. d. l
d

chọn
z. a. H
d
2x64
2,2
0,29
0,75
21,1
2x64
1,1
0,145
0,75
13,9
10 Chiều dài mỗi ống chịu nhiệt
khác

H
qnII
m
2
ss
qnII
sl
qnII
HH 
316,6

Bảng 9 - Đặc tính bộ quá nhiệt cấp II ( tiếp theo)
STT Tên đại lượng Kí
hiệu
Đơn
vị
Công thức Kết
quả
Ghi
chú
13 Bước ống trung bình - Ngang S
1
tb
Mm
ss
qnII
sl
qnII
ss
qnII

15 Tiết diện lưu thông của hơi f m
2
0,785.
2
tr
d .z =
0,785.(0,032)
2
.128
0,103
16 Chiều dày hữu hiệu của lớp bức xạ s M
(1,87.
d
d
SS
tbtb
/)1,4
21


0,542
17 Chiều sâu của cụm ống L
C
M Chọn từ hình vẽ 8 1,1
18 Chiều sâu thể tích khói L
K
M Hình 8 1
19 Chiều dày hữu hiệu của lớp bức xạ của khói S’ M (L
c
+ A.L

slsl
FF
FF

58,1
20 Tiết diện đầu vào của đường khói ở cụm ống
song song
F’
ss
m
2
4,6. 12,6- 0,042. 4,2. 64 46,7
Tiết diện đầu ra của đường khói ở cụm ống
song song
F’’
ss
m
2
4,2. 12,6- 0,042. 4,2. 64 41,6
Tiết diện trung bình của đường khói ở phần
song song
F
ss
m
2
'''
'''
2
ssss
ssss

sở chọn
Kết quả
Ghi
chú
CÂN BẰNG NHIỆT 1 2 3
1
Nhiệt độ khói trước bộ
quá nhiệt cấp II
'
qnII
I
o
C
'
qnII

=
''
p

1090 1090 1090
2
,1
'

qnII

2
Entanpi của khói trước
'

Từ bảng phân phối nhiệt 2,74.10
6
2,74.10
6
2,74.10
6
6
Lượng nhiệt do khói
truyền cho bộ quá nhiệt
bằng đối lưu
dl
qnII
Q
W
).(
''' l
KKqnIIqnIIqnIItt
IIIB


11,7.10
6
9,06.10
6
6,36.10
6
7
Lượng nhiệt truyền tổng
cộng
c

361 361 361 P=187
bar
9
Entanpi hơi đầu vào bộ
quá nhiệt cấp II
'
qnII
i
KJ/kg
Bảng hơi nước 2481 2481 2481
10
Entanpi hơi đầu ra bộ
quá nhiệt cấp II
''
qnII
i
KJ/kg
'
qnII
i +
D
Q
c
qnII
2940 2867 2793
11
Nhiệt độ hơi đầu ra bộ
quá nhiệt cấp II
''
qnII

439
682
489
695
539
704
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Bảng 10: Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II (tiếp theo)
STT
Tên đại
lượng
Kí
hiệu
Đơn vị Công thức tính hoặc cơ sở chọn Kết quả
Ghi
chú
13
Độ
chênh
nhiệt độ
trung
bình
t

o
C
)/ln(/)(
''
bb
tttt 

2
1
'''
qnIIqnII
tt 
384,5 378 370,7
16
Thể tích
riêng
của hơi
nước
tb
v
M
3
/kg
Bảng hơi nước 0,0138 0,0129 0,0118
17
Tốc độ
trung
bình của
h
tb

m/s
3600.
10
3
f
vD


m/s
)
273
1(
.
3600
.
tb
qnI
ktt
F
vB


7,3 7,46 7,6
20
Thành
phần thể
tích hơi
nước
OH
r
2
m/s
Bảng 2 0,064 0,064 0,064
21
Thành
phần thể
tích khí

s
.C
vl
.X
tc
=1,163.0,88.1,18.0,98.52,5 62 62,7 63,9
Toán
đồ
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
từ khói
đến
vách
trong
từng
ph
ần
- So le

- Song
song
ss
k

W/m
2o
C 1,163.C
z
.C
vl
.X

Lực hút
khí 3
nguyên
tử
SP
n
10
Mn.n/m
2
542,0.211,0 10
'
 SrSP
nn
0,114 0,114 0,114
Bảng 10 - Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II(tiếp theo)
STT Tên đại lượng
Kí
hiệu
Đơn vị
Công thức tính hoặc cơ sở
chọn
Kết quả
Ghi
chú
26
Lực hút khí 3
nguyên tử
K
K
Mn.n/m

2o
C/w
002,010.6,0.1.1) (
2
0



vld
CC
0,008 0,00745 0,007
30
Hệ số bám bẩn phần
so le

SS
m
2o
C/w




0

vld
CC
0,0126 0,0123 0,0121
31
Hệ số bám bẩn phần

t
).
1
(
2



920 780 650
33
Nhiệt độ vách ống
có bám tro

BX
w/m
2o
C
1,163.a.
TC
44 46 49
34
Hệ số tản nhiệt bức
xạ
K w/m
2o
C
1)
1
)((
2

10
8
750 800
850
t (0C)
Q (kJ/kg)
900 950
Q
qnII
c
qnII
Q
tr

Từ phương pháp trên ta tìm được: 870
'

qnII

, kgKJI
qnII
/14303
''

Từ đó ta có:
- Lượng nhiệt hấp thụ bằng đối lưu của bộ quá nhiệt cấp II:

3'''
10
3600

Entanpi hơi đầu ra của bộ quá nhiệt cấp II
kgKJ
D
Q
ii
qnII
qnqnII
/3170
10
.
320
3600.10.12,31
2481
6
6
'''


Ct
o
qnII
470
''

(tra bảng hơi nước với p = 108 bar )
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
B. TÍNH TOÁN BỘ QUÁ NHIỆT CẤP I
Trên cơ sở tính dược lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp I ta
xác định bề mặt chịu nhiệt của nó.
Sơ bộ thiết kế bộ quá nhiệt cấp I đặt song song, trao đổi nhiệt đối lưu

2 Bước ống ngang S
1
mm Chọn 100
3 Bước ống dọc S
2
mm Chọn 85
4
Bước ống tương
đối
-
Ngang

- Dọc

1

2
mm
mm
S
1
/d= 106/42
S
2
/d= 85/42
2,38
2,02
5
Kho
ảng cách từ

. z
1
b
= 34.3 3
8
T
ổng số ống trong
mỗi cụm bên
z
b
ống
Hình vẽ 102
9
Chi
ều dài mỗi
phần ống phĩa
trên
l
đ
b
m
Ch
ọn theo
tiêu chuẩn
thiết kế
0,6
10 Hệ số tính đổi A - 1/3
11
Di
ện tích bề mặt

b
m
2
.d. l
z
b
z
b
175
14
T
ổng diện tích 2
c
ụm ống 2 bên
H
b
m
2
H
đ
b
+ H
z
b
177,7
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Bảng 11 - Đặc tính cấu tạo của bộ quá nhiệt cấp I (tiếp theo)
Đôi với
cụm ống ở giũa
đường khói

l
d
g
mm
Đo từ hình vẽ 2,1
STT
Tên đại
lượng
Kí
hi
ệu
Đơn
vị
Công thức tính hoặc
cơ sở chọn
Kết
quả
Ghi
chú
19
Di
ện tích bề
mặt hấp thụ
nhiệt ở đỉnh
H
d
g
m
2
.d.z

z
g
=
256,5
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
mặt hấp thụ
còn lại

.0,042.108.18
22
Di
ện tích bề
mặt chịu
nhiệt của
dàn ống
giũa
H
g
m
2
H
d
g
+ H
z
g
266
23
T
ổng

Chi
ều dài
ảnh hưởng
của mỗi ống
theo phương
đứng
l m
Ch
ọn 3,4
27
S
ố dãy ống
dọc
n dãy
n
g
+ 2n
b
= 34+ 36 70
28
Di
ện tích
tiết diện của
đường khói
đi
F m
2
h.a- dl= 3,6.12,8-
.0,042.3,4
45,6

ST
T
Tên
đại
lượn
g
Kí
hi
ệ
u
Đơn
vị
Công thức tính hoặc cơ
sở chọn
1 2 3
G
hi
ch
ú
1
Lượn
g
nhi
ệt
qnII
Q
W
Q
qn
- Q

tr
2
0,087
31
Ti
ết diện
hơi đi trung
bình
f
h
m
2
1/2( f
h
g
+ f
h
b
) 0,845
32
Chi
ều dày
h
ữu hiệu lớp
bức xạ của
khói
S m
( 1,87
2
21

bức xạ của
khói
S’ m
S.
s
trs
l
ll
5,0

0,21
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
hấp
thụ
của
bộ
quá
nhi
ệt
cấp I
2
Nhi
ệt
độ
đầu
vào
c
ủa
khói
'

I
14303
4
Nhi
ệt
độ
đầu
ra
c
ủa
khói
''
qnI

o
C
B
ảng phân phối nhiệt 690
5
Nhi
ệt
độ
khói
trung
bình
tb
qnI

o
C

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
hơi ở
bộ
quá
nhi
ệt
cấp I
7
Nhi
ệt
độ
đầu
ra
c
ủa
hơi ở
bộ
quá
nhi
ệt
cấp I
''
qnI
t
o
C
Nhi
ệm vụ thiết kế 570
8
Nhi

tb

m/s
).1
273
(.
3600

tb
qnI
ktt
F
vB

6,79
10
Thàn
h
ph
ần
thể
tích
hơi
nước
trong
OH
r
2
m/s
B

c
B
ảng 2 15,66
13
Hệ số
trao
đổi
nhiệt
đối
lưu
dl

w/m
2
o
C
1,163.C
z
.c
vl
.X
tc
=1,163.
1.0,98.45
51,3
14
Thể
tích
riêng
c


h
OH
f
vD
17,9

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
Bảng 12 - Tính truyền nhiệt cho bộ quá nhiệt cấp I
Trị số
Ghi
chú
ST
T
Tên
đại
lượng
Kí
hi
ệu
Đơn vị
Công thức tính
hoặc cơ sở
chọn
1 2 3
16
H
ệ số
trao
đổi

10.P
n
.
S
Mnm/
m
2
21,0.28,0'. Sr
n
0,04
4
18
H
ệ số
làm
y
ếu
bức
xạ do
khí 3
nguy
ên t
ử
k
K
Mnm/
m
2
Toán đồ (10-7) 0,95
19

0,44