Báo cáo tiểu luận môn lò hơi
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA : CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
NGÀNH CƠNG NGHỆ NHIỆT-ĐIỆN LẠNH
Đề tài : LÒ HƠI ỐNG LÒ VÀ ỐNG LỬA
TRONG CÔNG NGHIỆP
GVHD : Th.S LÊ MINH NHỰT
LỚP :062130A
NHĨM : 03
Thành phố Hồ Chí Minh 10-2008
Trang1
Báo cáo tiểu luận môn lò hơi
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
cho nhiều ngành kinh tế, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm đảm bảo qui
trình công nghệ như trong các ngành luyện kim, nông sản, chế biến thuốc lá,
ngành sợi, dệt, công nghệ nhẹ và trong dân dụng khác…
Hiện nay, đã có hàng triệu chiếc lò hơi ra đời với hàng trăm kiểu
dáng và quy mô khác nhau. Có những lò hơi nhỏ, mỗi giờ chỉ sản xuất được
mấy chục lít nước nóng hoặc hơi bão hoà áp suất bình thường nhưng cũng đã có
những lò hơi đồ sộ, mỗi giờ sản xuất đến ba bốn ngàn tấn hơi nước áp suất đến
trên dưới 300 bar, nhiệt độ trên dưới 600
o
C cấp hơi cho tổ máy phátđiện đến
1200 - 1300MW.
Rõ ràng việc sản xuất và sử dụng nhiệt của hơi nước đã góp phần
quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật, phát triển của xã hội và
nâng cao đời sống nhưng cũng cần lưu ý là hơi nước ở áp suất và nhiệt độ cao
cũng rất nguy hại, không chỉ cho tài sản mà cả đến tính mạng con người, không
phải đến bây giờ mà đã từ rất lâu; trong cuốn sách về "Hơi nước" xuất bản năm
1898 cho biết là năm 1880 chỉ riêng nước Mỹ đã có 70 vụ nổ lò hơi làm chết
250 người và bò thương 555 người Do vậy ta cần phải tìm cách tiếp tục phát
huy tác dụng tích cực của việc sản xuất hơi, đồng thời hạn chế nguy hiểm đến
mức tối thiểu .
Trong quá trình học tập, tìm kiếm về thiết bò công nghệ lò hơi do thời
gian có hạng nên không tránh khỏi những sai sót, nhóm chúng em mong thầy
đảm nhiệm bộ môn lò hơi bổ sung và đống góp ý kiến dể tiểu luậ cuả nhóm
chúng em được hoàn chỉnh hơn, nhóm chúng em thành thật biết ơn.
Trang3
Báo cáo tiểu luận môn lò hơi
CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ LÒ HƠI
1 . Sự hình thành và phát triển của lò hơi :
Từ xa xưa con người cũng đã biết sử dụng lò hơi để phục vụ cho cuộc
sống ,nhưng thông thường ở nhửng dạng lò hơi cở nhỏ và thô sơ điển hình như
khỏang 10% đến 20%.
Thông số hơi: Đối với lò hơi sản xuất hơi qúa nhiệt thì biểu thò bằng
áp suất và nhiệt độ của hơi sau bộ qúa nhiệt. Với lò hơi sản xuất hơi bảo hòa,
chỉ can biểu thò hoặc áp suất hoặc nhiệt độ của hơi trong balông.
Hiệu suất của lò hơi: thường dùng hiệu suất nhiệt, nó là tỷ số giữa phần
nhiệt lượng mà môi chất hấp thụ được với tổng nhiệt lượngcung cấp vào. Người
ta còn dùng hiệu suất exegi là tỷ số giửa lượng exegi của hơi sản xuất ra với
lượng exegi của nhiên liệu cấp vào.
Năng suất bốc hơi của bề mặt truyền nhiệt d( kg/m
2
h ) : là lượng hơi
sản xuất ra trong một đơn vò thời gian ứng với một đơn vò diện tích bề mặt
Trang4
Báo cáo tiểu luận môn lò hơi
truyền nhiệt, với các lọai lò hơi củ chỉ khỏang 12kg/m
2
h, với các lọai lò hơi mới
có thể lên tới khỏang 22 đến 45kg/m.
b ) Phân loại lò hơi :
Cùng với sự phát triển của kinh tế và công nghiệp, lò hơi ngày càng thay
đổi cả về mặt nguyên lý làm việc , về công suất, về thông số hơi , về cấu trúc
… do vậy hiện nay lò hơi rất đa dạng , muôn hình muôn vẻ , Để phân loại lò hơi
có thể tiến hành theo các phương thức sau đây :
Dựa vào sản lượng hơi thường chia làm ba loại:
- Lò hơi công suất nhỏ, sản lượng thường qui ước dưới 20 T/h.
- Lò hơi công suất trung bình, thường qui ước sản lượng hơi từ 20 đến 70T/h.
- Lò hơi công suất lớn, thường qui ước sản lượng hơi trên 75t/h.
Dựa vào thông số của hơi, thường chia làm bốn loại:
- Lò hơi thông số thấp, thường qui ước áp suất p< 15 bar, nhiệt độ t <
350
Trang5
Báo cáo tiểu luận môn lò hơi
- Lò hơi đốt phun: nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên
liệu rắn được nghiền thành bột được phun vào buồng lửa, hổn hợp với không
khí và tiến hành các giai đọan của qúa trình cháy trong không gian buồng lửa.
- Lò hơi đốt đặc biệt, thường gặp hai loại: bøng lử xóay và buồng lửa
tầng sôi. Buồng lửa xóay có thể đốt được than cám nguyên khai hoặc nghiền sơ
bộ. Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng lửa với tốc độ cao. Dưới tác
dụng của lực li tâm, xỉ lỏng và các hạt nhiên liệu có kích htứoc lớn bám sát
thành lớp vào tường lò, rồi đến các lớp có kích thước nhỏ hơn, những lớp này
cháy hòan tòan theo lớp, còn những hạt than nhỏ cùng với các chất bốc chuyển
đông ở vùng trung tâm và cháy trong không gian.
Ngoài ra nếu phân loại theo cấu tạo bộ phận sinh hơi. Ta có 2 kiểu
chính sau đây:
Lò hơi ống lửa: cấu tạo bộ phận tương đối đơn giản nhưng người ta
lại làm nhiều ống nhỏ để bảo đảm diện tích truyền nhiệt. Thiết bò này có thể
được thiết kế dạng thẳng đứng (với công suất nhỏ và sinh hơi nhanh) hay dạng
nằm ngang (thông dụng với công suất thấp và trung bình). Cấu tạo của nồi hơi
ống lửa thường được thực hiện thành một cụm nguyên. Ngoại trừ hệ thống cấp
nước , nhiên liệu và ống thoát khói, toàn bộ các thiết bò ngoại vi điều được lắp
trên một bệ chung với than nồi. Hiện cấu trúc này tỏ ra rất gọn nhẹ và thường
được dùng trong các công nghiệp không có nhu cầu về hơi quá nhiệt.
Cấu tạo chung của nồi hơi ống lửa (đặt nằm ngang)
1) Cụm béc đốt.
2) Nắp trước.
3) Thân nồi.
4) Bass cẩu.
5) Van xả khí.
6) Bầu điện cực.
7) Van cấp hơi.
nằm ngang. Qua sự tiến bộ về hình thức cấu trúc như trên, các thông số hơi
cũng được nâng cao, nghóa là áp suất, nhiệt độ và sản lượng hơi đều được nâng
cao dễ dàng. Tuy nhiên, do nguyên nhân là sự tuần hoàn nước chưa thật tốt,
nước chưa được xử lý đúng nên cặn bã vẫn còn nhiều, nên song song với việc
hoàn thiện hệ xử lý nước, người ta đã chế tạo lò hơi kiểu có chu trình tuần hoàn
lặp đi lặp lại của nước như trong lò hơi có Ba-lông hơi mà ở đây nước chỉ
chuyển động theo một chiều bởi bơm cấp nước, nước vào một đầu của chùm
ống song song và ra ở đầu ống kia của chùm này.
Trang7
Báo cáo tiểu luận môn lò hơi
Cấu tạo chung của lò hơi ống nước
Trang8
Báo cáo tiểu luận môn lò hơi
1) Van xả đáy.
9) Van an toàn.
2) Thân nồi. 10) Tủ điện điều khiển .
3) Công tắc áp suất. 11) Chuông báo
4) ng thủy. 12) Bơm cấp nước
5) p kế. 13) Van một chiều
6) Van xả khí. 14 ) Van cấp nước
7) Bộ béc đốt. 15 ) Bass cẩu
8) Van hơi chính. 16 ) ống khói
17) Điện cực diều khiển
3/. ng dụng của lò hơi.
- Ứng dụng lò hơi trong nông nghiệp: dùng để sấy khô các nông sản như :
bắp, lúa, mì, đậu…
- Ứng dụng lò hơi trong công nghiệp như dùng để sấy khô thuốc lá, các loại
sản phẩm, dùng trong ngành luyện kim, hóa chất…ngoài ra còn sử dụng lïng hơi
sinh ra từ lò hơi được dưa đến cánh động tuabin làm quay tuabin nhà máy điện và
A . CẤU TẠO LÒ HƠI ỐNG LÒ, ỐNG LỬA.
1. Lò hơi ống lò:
Khói raỐng khói
Nước
Van
an
toàn
Van xả
đáy
Van nước
cấp
Ống lò
Bao hơi
Nguyên lý làm việc : Nhiên liệu ( than) cháy ở trong ống cung cấp
nhiệt lượng cho nước đi ngoài ống. Nước sinh hơi được trích trữ trong bao hơi và
đưa đến nơi tiêu thụ.Khói thải sẽ theo ống khói ra ngoài. Khi áp suất trong lò
hơi vượt quá giới hạn cho phép, van an toàn sẽ mở để xả hơi ra ngoài .Van nước
cấp dùng để cấp nước và bảo đảm mức nước cho lò hơi .
+ Ưu diểm :
Lò hơi ống lò không đòi hỏi bảo ôn buồng lửa , có thể tích chứa nước lớn
nên có khả năng tích lũy nhiệt lớn .
Kích thước rất gọn và nhẹ , chiếm chỗ đặt ít .
+ Nhược điểm :
- Khó tăng bề măt truyền nhiệt theo yêu cầu công suất .
- Hơi sinh ra thường là hơi bão hòa
- Lò hơi ống lò thường có sản lượng bé khoảng 2 – 5 tấn / giờ .
2 . Lò hơi ống lửa.
trong công nghiệp
cũng như trong cuộc
sống :
Lò hơi đôt
than : Trong nghành
chế biến thực phẩm
thường sử dụng hơi
để sấy khô thực
phầm, cô đặc dung
dòch, tận dụng hơi để phát điện ……Đứng trước tình hình giá dầu thế giới đã vượt
qua ngưỡng USD130/thùng, việc thay thế lò hơi đốt dầu là cần thiết vì Việt
Nam có trử lượng than rất lơn trong khu vực. Dưới đây giới thiệu 2 kiểu lò than
phổ biến ở VN có công suất nhỏ từ 5 - 45 tấn hơi/ giờ phù hợp trong nghành chế
biến thực phẩm .Than được cấp vào phần cuối của ghi lò đang chuyển động.
Khi ghi chuyển động dọc theo chiều dài của buồng lửa, than cháy, còn xỉ rơi
xuống phía dưới. Sử dụng loại lò này, cần phải có một số kỹ năng, nhất là khi
thiết lập ghi, van điều tiết, và các vách ngăn để đảm bảo quá trình đốt sạch,
không còn cacbon chưa cháy trong xỉ.
Phễu cấp than chuyển động dọc theo phần cấp than của lò. Thiết bò chắn
than được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ than cấp vào lò thông qua kiểm soát độ
dày của lớp than. Kích cỡ than phải đều vì những viên to sẽ không cháy hết tại
thời điểm chúng đến cuối ghi
Lò hơi tận dụng nhiệt thải :
Trong các loại lò hơi nêu trên, thì lò hơi tận dụng nhiệt thải có các thông số
hơi cao và kinh tế nhất. Nó làm việc trên cơ sở tận dụng nhiệt của khói thải để
biến nước thành hơi. Khói thải này lấy ra từ : nhà máy nhiệt điện, nhà máy
luyện kim, nhà máy hoá dầu. Do đó ta sẽ không tốn chi phí về nhiên liệu. Đây là
ưu điểm lớn nhất của loại lò hơi này.
Lò hơi tầng sôi :
trình khởi động, tăng nhiệt độ, áp suất của lò hơi. Điểm khác biệt của bộ đốt
dầu là có thể tích nhỏ, phụ tải nhiệt cao. Lực phun của súng phun dầu có thể
tuỳ ý điều chỉnh; nhiệt độ ngọn lửa có thể đạt đến 1.800 độ C để đáp ứng yêu
cầu về nguồn nhiệt đốt lò.
• Ưu điểm của kỹ thuật đốt lò tiết kiệm dầu là sử dụng kỹ thuật đốt lửa
cấp 1 kiểu đốt trong, mức độ đốt sạch than bột rất cao. Lực phun của bộ đốt dầu
đơn đạt khoảng 20÷400 kg/h, hiệu quả tiết kiệm dầu rõ rệt. Theo tính toán, tổ
máy nhiệt điện đốt than công suất 300 MW, bình thường chạy thử 300 giờ tiêu
tốn hết 4.000 tấn dầu. Nếu sử dụng hệ thống đốt lửa bằng than tiết kiệm dầu
cường độ cao thì chỉ cần 180 tấn dầu. Đặc biệt, hệ thống lò này có thể sử dụng
tất cả các loại than như than mỡ, than xám, than nghèo, than gày Các thiết bò
như dầu ống phun dầu, ống đốt, ống cấp gió, cơ cấu đốt lửa, cơ cấu kiểm tra
ngọn lửa cũng như kết cấu và cách thức cấp gió được thiết kế độc đáo khiến
dầu đốt hoà trộn vào không khí đầy, đều, cháymạnh, nhiệt độ và tính ổn đònh
của ngọn lửa rất cao. Khi hệ thống lò hoạt động, tỷ lệ đốt sạch đạt tới 99%,
không tạo ra hợp chất mắt xích cao phân tử. Vì thế, tại giai đoạn điều chỉnh và
khởi động lò hơi có thể đưa máy lọc bụi vào trước để giải quyết các vấn đề môi
trường của lò hơi, nhất là giai đoạn nhà máy khởi động và ngừng hoạt động.
Để đảm bảo an toàn cho thiết bò hệ thống thiết bò sử dụng công nghệ làm
mát màng khí và hệ thống giám sát nhiệt độ, đảm bảo đốt cháy không kết xỉ,
không cháy mục, lâu mòn hỏng. Người ta có thể dùng loại lò cũ để cải tạo sử
dụng kỹ thuật đốt này mà không làm thay đổi hình thức kết cấu cơ bản của bộ
đốt nguyên bản, không ảnh hưởng đến hiệu suất của lò hơi, không bò ảnh hưởng
của nồng độ than bột do quạt gió đưa tới.
C : MỘT SỐ KẾT CẤU LÒ HƠI PHỐI HP ỐNG LÒ - ỐNG LỬA
Lò hơi ống lò :
Thiết bò điều khiển và van an toàn :(fully trimmed with all safety controls
and piping ).
Ôáng khói (exhaust stack).
12. Hộp điều khiển .
13. Đầu dò .
14. Nắp đậy phía trên .
15. Bộ đốt .
Lò hơi ống lò ống lửa đặt nằm ngang :
1. Bộ đốt nhiên liệu sau khi được hâm nóng và trộn với không khí
2. Ống lò ,tại đây nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn
3. Dàn ống lửa trên : lửa khi đi đến cuối ống lò sẽ đi vào ống lửa cấp nhiệt
cho hơi để trở thành hơi quá nhiệt sau đó đi vào bộ góp nhiệt.
4. Bộ góp nhiệt. Là một hộp rỗng, là nơi tập hợp toàn bộ nhiệt sau khi ra
khỏi ống lò và ống lửa phía trên rồi phân phối vào dàn ống lửa phía dưới.
5 . Dàn ống lửa dưới .
6. Ống thoát khí thải,khí thải nóng sau khi thoát ra ở đây sẽ được đưa đến
bộ hâm nhiên liệu
7. Lớp cách nhiệt,lảm giảm tối đa sự tổn thất nhiệt ra môi trường.
CHƯƠNG III : MÔ TẢ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH CỦA LÒ HƠI
Trong tất cả các loại lò hơi công nghiệp nói chung hiện nay thì có rất nhiều
bộ phận cấu thành , nhưng do trong khuôn khổ đề tài có hạn nên nhóm chúng
tôi chỉ trình bày một số bộ phận quan trọng và thường xảy ra sự cố nhất trong
quá trình vận hành lò hơi :
1 . Bộ đốt : ( bur ner )
Đây là bộ phận rất quan trọng nhất và không thể thiếu được trong lò hơi. Nó
có nhiệm vụ là hòa trộn nhiên liệu với không khí , mồi lửa và đốt cháy nhiên
liệu trong buồng đốt . Mục tiêu chính liên quan tới kỹ thuật đốt là phải đốt cháy
dầu với các tiêu chí là phải đạt hiệu suất tốt nhất, đảm bảo an toàn vận hành và
giảm thiểu sự ô nhiễm đối với không khí. Mục tiêu này chỉ có thể đạt được
bằng cách sử dụng các cụm đầu đốt thích hợp và vận hành chúng một cách
đúng đắn. Đối với lò hơi công nghiệp thì có hai loại bộ đốt chính dựa vào nhiên
liệu sử dụng.
-Kết cấu đơn giản không cầu kỳ mà vẫn cháy tốt với hiệu suất rất cao.
Ngoài ra không kén dầu và có thể đốt được tất cả các loại dầu xấu.
+ Nhược điểm :
-Tiêu hóa hơi để phun sương mất khoảng 3 – 5 % sản lượng hơi.
-Béc phun dầu là chi tiết đòi hỏi phải gia công cầu kỳ , chính xác đồng
thời phải chòu mài mòn cao.
-Chất lượng dầu ảnh hưởng nhiều đến việc đốt cháy.
Yêu cầu cơ bản được đặt ra đối với các đầu đốt là phải đảm bảo sự
phân bố các hạt sương một cách hợp lý, để việc hoá hơi nhanh nhất. Ngoài
nhiên liệu cũng phải được phân bố đều đặn trong không khí .Một đầu đốt dầu
tốt thì đòi hỏi quá trình đốt cháy hoàn hảo và sự đảm bảo một lượng không khí
dư tối thiểu. Một quá trình đốt ở trạng thái lý tưởng có một số các điểm lợi quan
trọng nhất :
• Hiệu suất của nồi hơi được cải thiện bởi sự giảm được lượng khí
thải, đồng thời giảm được tổn thất theo đường khí thải và tiếp theo đó là do việc
tạo ra ít muội than nên các bề mặt trao đổi nhiệt sạch hơn, tạo sự trao đổi nhiệt
tốt hơ
• Giảm được lượng các chất thải phóng thích vào môi trường.
• Do giảm được việc sinh ra axit sulfuric và hạ thấp được điểm sương,
nên giảm được sự ăn mòn hóa học.
Để quá trỡnh đốt cháy được hoàn hảo, cần phải đảm bảo được việc hoà
trộn tốt giữa dầu và không khí dùng để đốt cháy, ngoại trừ trường hợp dùng khí
để phun sương ở tất cả các loại đầu đốt chỉ bắt đầu sau quá trình phun sương.
Đầu đốt hoạt động theo kiểu hóa hơi : Nguyên lý của các đầu đốt
hoạt động bằng cách làm hoá hơi là: dầu được làm hoá hơi dưới điểm cháy, sau
đó hơi dầu được tạo thành sẽ hoà trộn với không khí cần thiết cho sự cháy và
được đốt cháy. Các loại đầu đốt kiểu này chỉ sử dụng được với các loại dầu hoá
hơi trên nhiệt độ thấp như dầu nhẹ, diesel. Loại đầu đốt kiểu hoá hơi chỉ dùng
trong các lũ sưởi dầu của gia đình và các nồi hơi công suất nhỏ.
Ngoài ra ta cũng còn có thêm bộ đốt đầu mồi bằng gas :