Tài liệu Giáo trình tính nhiệt trong lò hơi (gs.tskh. nguyễn sỹ mão)

  • Số trang: 149 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 29 |
  • Lượt tải: 0

Mô tả:

Đồ án môn học lò hơi là một trong ba đồ án môn học yêu cầu bắt buộc đối với tất cả sinh viên Đaị học ngành năng lượng noí chung và ngành nhiệt điện nói riêng. Tính toán nhiệt là công việc đầu tiên của đồ án môn học cũng như việc thiết kế chế tạo một lò hơi. Đây là khâu quan trọng bậc nhất có tính chất quyết định toàn bộ bản thiết kế. Để tính nhiệt phải ứng dụng một cách tổng hợp các môn khoa học cơ bản, các môn cơ khí kỹ thuật và các môn chuyên môn của ngành nhiệt cả về mặt lý thuyết lẫn về mặt thực nghiệm nữa. Ở các nước công nghiệp phát triển như: Liên xô (trước đây) , Nga (ngày nay), Mỹ, Anh, Pháp, Đức, Nhật, Trung Quốc đều có những tiêu chuẩn tính toán nhiệt lò hơi của riêng mình. Ở nước ta chưa có bản tiêu chuẩn tính nhiệt lò hơi của nhà nước, vì vậy quá trình thiết kế ở mỗi nơi, mỗi lúc tùy theo sự hiểu biết của cán bộ kỹ thuật, của các kỹ sư mà sử dụng cách tính hoặc các số liệu tham khảo khác nhau. Điều này đem đến những điều không thuận tiện trong công tác tính toán thiết kế lò hơi và thiết bị nhiệt khác. Để góp phần xây dựng một bộ sổ tay kĩ thuật nhiệt nói chung , tính nhiệt lò hơi nói riêng của Việt nam, chúng tôi xây dựng một phương pháp tính nhiệt lò hơi gồm những phần cơ bản nhất về lý thuyết ứng dụng vào tính toán nhiệt, phương pháp giải bài toán tính nhiệt, các ví dụ các toán đồ thực nghiệm, các biểu cần thiết cho quá trình tính toán. Khi biên soạn chúng tôi dựa vào tiêu chuẩn tính nhiệt lò hơi của Nga làm chính, có bổ sung các phần mới, hoặc các số liệu ở các tài liệu khác theo tiêu chuẩn ASME. Bản tính nhiệt chia làm 6 chương như sau: Chương 1: Nhiêm vụ thiết kế và phương pháp tính Chương 2: Các tính tóan về đặc tính nhiên liêụ Chương 3: Tính cân bằng nhiệt lò hơi Chương 4: Thiết kế buồng lửa Chương 5:Tính trao đổi nhiệt trong các bề mặt đối lưu và nửa bức xạ. Chương 6: Ví dụ về tính toán thiết kế cụ thể lò hơi và các phụ lục , các mẫu lò hơi điển hình Bản tính nhiệt được dùng làm gíao trình cho môn học “ Đồ án môn học lò hơi” của các sinh viên ngành Nhiệt , đồng thời cũng làm tài liệu tham khảo cho các kĩ sư ngành nhiệt trong các viện nghiên cứu, trong các xí nghiệp và nhà máy chế tạo thiết bị nhiệt khác.
gs.tskh nguyÔn sÜ m·o tÝnh nhiÖt lß h¬i (§å ¸n m«n häc lß h¬i) hµ n«Þ 2007 Lêi nãi ®Çu §å ¸n m«n häc lß h¬i lµ mét trong ba ®å ¸n m«n häc yªu cÇu b¾t buéc ®èi víi tÊt c¶ sinh viªn §aÞ häc ngµnh n¨ng lîng noÝ chung vµ ngµnh nhiÖt ®iÖn nãi riªng. TÝnh to¸n nhiÖt lµ c«ng viÖc ®Çu tiªn cña ®å ¸n m«n häc cũng nh viÖc thiÕt kÕ chÕ t¹o mét lß h¬i. §©y lµ kh©u quan träng bËc nhÊt cã tÝnh chÊt quyÕt ®Þnh toµn bé b¶n thiÕt kÕ. §Ó tÝnh nhiÖt ph¶i øng dông mét c¸ch tæng hîp c¸c m«n khoa häc c¬ b¶n, c¸c m«n c¬ khÝ kü thuËt vµ c¸c m«n chuyªn m«n cña ngµnh nhiÖt c¶ vÒ mÆt lý thuyÕt lÉn vÒ mÆt thùc nghiÖm n÷a. ë c¸c níc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn nh: Liªn x« (tríc ®©y) , Nga (ngµy nay), Mü, Anh, Ph¸p, §øc, NhËt, Trung Quèc ®Òu cã nh÷ng tiªu chuÈn tÝnh to¸n nhiÖt lß h¬i cña riªng m×nh. ë níc ta cha cã b¶n tiªu chuÈn tÝnh nhiÖt lß h¬i cña nhµ níc, v× vËy qu¸ tr×nh thiÕt kÕ ë mçi n¬i, mçi lóc tïy theo sù hiÓu biÕt cña c¸n bé kü thuËt, cña c¸c kü s mµ sö dông c¸ch tÝnh hoÆc c¸c sè liÖu tham kh¶o kh¸c nhau. §iÒu nµy ®em ®Õn nh÷ng ®iÒu kh«ng thuËn tiÖn trong c«ng t¸c tÝnh to¸n thiÕt kÕ lß h¬i vµ thiÕt bÞ nhiÖt kh¸c. 1 §Ó gãp phÇn x©y dùng mét bé sæ tay kÜ thuËt nhiÖt nãi chung , tÝnh nhiÖt lß h¬i nãi riªng cña ViÖt nam, chóng t«i x©y dùng mét ph¬ng ph¸p tÝnh nhiÖt lß h¬i gåm nh÷ng phÇn c¬ b¶n nhÊt vÒ lý thuyÕt øng dông vµo tÝnh to¸n nhiÖt, ph¬ng ph¸p gi¶i bµi to¸n tÝnh nhiÖt, c¸c vÝ dô c¸c to¸n ®å thùc nghiÖm, c¸c biÓu cÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. Khi biªn so¹n chóng t«i dùa vµo tiªu chuÈn tÝnh nhiÖt lß h¬i cña Nga lµm chÝnh, cã bæ sung c¸c phÇn míi, hoÆc c¸c sè liÖu ë c¸c tµi liÖu kh¸c theo tiªu chuÈn ASME. B¶n tÝnh nhiÖt chia lµm 6 ch¬ng nh sau: Ch¬ng 1: Nhiªm vô thiÕt kÕ vµ ph¬ng ph¸p tÝnh Ch¬ng 2: C¸c tÝnh tãan vÒ ®Æc tÝnh nhiªn liªô Ch¬ng 3: TÝnh c©n b»ng nhiÖt lß h¬i Ch¬ng 4: ThiÕt kÕ buång löa Ch¬ng 5:TÝnh trao ®æi nhiÖt trong c¸c bÒ mÆt ®èi lu vµ nöa bøc x¹. Ch¬ng 6: VÝ dô vÒ tÝnh to¸n thiÕt kÕ cô thÓ lß h¬i vµ c¸c phô lôc , c¸c mÉu lß h¬i ®iÓn h×nh B¶n tÝnh nhiÖt ®îc dïng lµm gÝao tr×nh cho m«n häc “ §å ¸n m«n häc lß h¬i” cña c¸c sinh viªn ngµnh NhiÖt , ®ång thêi còng lµm tµi liÖu tham kh¶o cho c¸c kÜ s ngµnh nhiÖt trong c¸c viÖn nghiªn cøu, trong c¸c xÝ nghiÖp vµ nhµ m¸y chÕ t¹o thiÕt bÞ nhiÖt kh¸c. T¸c gض Ch¬ng 1 NhiÖm vô thiÕt kÕ vµ ph¬ng ph¸p tÝnh 1.1. NhiÖm vô thiÕt kÕ. Dùa vµo nhu cÇu s¶n xuÊt mµ c¬ quan ®Æt hµng ®Ò ra nh÷ng yªu cÇu cña lß h¬i trong thiÕt kÕ. Nh÷ng yªu cÇu ®ã lµ: Th«ng sè h¬i ra, s¶n lîng h¬i, d¹ng mang t¶i, hiÖu suÊt nhiÖt cña lß h¬i trªn c¬ së mét hay mét sè lo¹i nhiªn liÖu dîc sö dông. Lß h¬i cã qu¸ nhiÖt trung gian hay kh«ng. Ngoµi ra cßn yªu cÇu mét hÖ sè x¶ lß nhÊt ®Þnh. Nh÷ng yªu cÇu ®ã lµ néi dung cña cña nhiÖm vô thiÕt kÕ lß h¬i. VÝ dô: ThiÕt kÕ mét lß h¬i. S¶n lîng h¬i míi D=220 T/h ¸p suÊt h¬i qu¸ nhiÖt Pqn= 110 bar NhiÖt ®é h¬i qu¸ nhiÖt tqn=5400C NhiÖt ®é níc cÊp vµo lß h¬i tnc=2000C HÖ sè x¶ níc lß P 2 Ph¹m vi ®iÒu chØnh lß h¬i HiÖu suÊt lß h¬i Dlh=(70~100%)D =96% 2 Nhiªn liÖu ®îc dïng: Than c¸m A víi c¸c ®Æc tÝnh sau: thµnh phÇn % Clv Hlv Olv Slv Nlv Alv Wlv Vc 90 4.2 3 1.3 1.5 26.7 4.7 6 ®é c t1 t2 t3 1050 1240 1380 NhiÖt trÞ cña nhiªn liÖu: Qlvt=5780 kcal/kg Cì h¹t 0~15 mm NhiÖt ®é níc nguån t=300C NhiÖt ®é kh«ng khÝ lµm viÖc trong kh«ng gian lß h¬i t k 2 20 o C 1.2. C¸c bíc thiÕt kÕ tæng qu¸t: Sau khi t×m hiÓu nhiÖm vô thiÕt kÕ chóng ta tiÕn hµnh c¸c bíc c«ng viÖc sau: 1. Chän ph¬ng ¸n lß h¬i, x¸c ®Þnh s¬ bé d¹ng lß h¬i. 2. T×nh to¸n thÓ tÝch vµ entanpi cña s¶n phÈm ch¸y vµ kh«ng 3. khÝ l¹nh, kh«ng khÝ nãng. LËp thµnh b¶ng hoÆc thµnh ®å thÞ (I-t) 4. TÝnh to¸n c©n b»ng nhiÖt vµ tÝnh lîng tiªu hao nhiªn liÖu 5. TÝnh buång löa 6. TÝnh dÉy Peston 7. Ph©n bè nhiÖt gi÷a c¸c cÊp cña bé qu¸ nhiÖt. 8. Ph©n bè nhiÖt gi÷a c¸c bÒ mÆt ®èi lu vµ lËp c©n bÆng nhiÖt 9. toµn lß. 10. TÝnh bé qu¸ nhiÖt. 11. TÝnh bé h©m níc vµ bé sÊy kh«ng khÝ. 1.3 Chän ph¬ng ¸n thiÕt kÕ. C¨n cø cµo c«ng suÊt vµ lo¹i nhiªn liÖu ®Ó tiÕn hµnh chän cÊu t¹o lß h¬i. Lß h¬i thêng ®îc thiÕt kÕ theo nhiÒu d¹ng kh¸c nhau, nhiÒu ph¬ng ph¸p ®èt nhiªn liÖu kh¸c nhau. Buång löa phun ®îc dïng ®Ó ®èt nhiªn liÖu láng vµ nhiªn liÖu khÝ cho nh÷ng lß cã c«ng suÊt bÊt kú, cßn nhiªn liÖu r¾n, tèt nhÊt lµ dïng cho nh÷ng lß cã c«ng suÊt tõ 25T/h trë lªn. ë buång löa phun khi ®èt lo¹i nhiªn liÖu nhiÒu tro, tro dÔ ch¶y, vµ nhiªn liÖu khã ch¸y th× nªn dïng ph¬ng ph¸p th¶i xØ láng. Buång löa ch¸y theo líp ®îc dïng cho nhng lß h¬i cã s¶n lîng díi 35T/h ( trêng hîp ®¹c biÖt cã thÓ dïng cho lß h¬i cã s¶n l¬ng lín h¬n), ®îc dïng víi c¸c lo¹i nhiªn liÖu ®· ®îc sµng läc víi cì h¹t t¬ng ®èi ®ång ®Òu ( thêng hµm lîng c¸m 06mm kh«ng qu¸ 60% khèi lîng chung ). §èi víi than c¸m Atraxit vµ nh÷ng than qu¸ Èm (Wlv>14%) th× kh«ng nªn dïng buång löa ®èt theo líp. 3 TÊt nhiªn khi chän ngêi ta ph¶i so s¸nh kinh tÕ –kü thuËt cña ph¬ng ¸n nh chi phÝ ®Çu t cho viÖc ®èt than bét, yªu cÇu vÒ mÆt s¶n xuÊt æn ®Þnh vµ tin cËy, ngoµi ra cßn c¨n cø vµo kh¶ n¨ng cung cÊp nhiªn liÖu mét c¸ch l©u dµi. Sau khi chän ®îc lo¹i buång ®èt th× tiÕn hµnh chän s¬ bé d¹ng cÊu t¹o cña c¸c bé phËn kh¸c ®Ó cã thÓ lËp ®îc d¹ng cÊu t¹o chung cña toµn bé lß h¬i. Tríc khi x©y dùng d¹ng cÊu t¹o s¬ bé ta cÇn nghiªn cøu c¸c u khuyÕt ®iÓm cña c¸c d¹ng bè trÝ lß h¬i.Lß h¬i kiÓu h×nh th¸p ( èng khãi n»m trªn ®Ønh lß ) cã u ®iÓm lµ sù mµi mßn cña tro ®îc gi¶m, diÖn tÝch mÆt b»ng bÞ chiÕm Ýt, nhng khung ®ì cång kÒnh, èng khãi thêng ®îc lµm b»ng kim lo¹i do ®ã gi¸ thµnh cao. MÆt kh¸c cã khã kh¨n cho viÖc bè trÝ thiÕt bÞ khö bôi khi cÇn thiÕt. Lß h¬i kiÓu ch÷  cã chiÒu cao kh¸ lín v× bé qu¸ nhiÖt, bé sÊy kh«ng khÝ, qu¸t khãi vµ èng khãi ®Òu ®Æt ë trªn buång löa do vËy têng lß vµ khung lß sÏ rÊt nÆng nÒ do vËy gi¸ thµnh lß h¬i sÏ cao vµ ®é bÒn kÐm. Lß h¬i kiÓu ch÷ N cã quËt khãi qu¹t giã vµ èng khãi ®Òu ë ®Ønh lß. BÒ mÆt phÇn ®u«i chia lµm hai ®o¹n: bé qu¸ nhiÖt vµ bé h©m níc cã dßng khãi ®i tõ trªn xuèng, cßn ë bé sÊy kh«ng khÝ th× khãi nãng l¹i ®i tõ díi lªn. Lß h¬i bè trÝ theo kiÓu ch÷  lµ lo¹i lß h¬i phæ biÕn nhÊt hiÖn nay. ë lo¹i lß nµy c¸c thiÕt bÞ nÆng nh: qu¹t khãi, qu¹t giã, bé khö bôi, èng khãi ®Òu ë vÞ trÝ thÊp. Lß h¬i bè trÝ theo kiÓu cã ngän löa cã d¹ng h×nh ch÷ W ®îc øng dông réng r·i cho c¸c lß h¬i ®èt than antraxit cã chÊt bèc thÊp víi môc ®Ých kÐo dµi thêi gian dõng l¹i cña ngän löa trong buång löa. §Ó øng dông trong c«ng nghÖ ch¸y than s¹ch cßn ph¶i lùa chän lß h¬i ®èt theo c«ng nghÖ ch¸y tÇng s«i hoÆc tÇng s«i tuÇn hoµn vv.... Chän d¹ng cÊu t¹o cña c¸c bé phËn kh¸c cña lß h¬i. a) D¹ng cÊu t¹o cña pheston. CÊu t¹o cña pheston g¾n liÒn víi cÊu t¹o cña giµn èng sau buång löa. ChiÒu cao cña pheston t¹i cöa ra buång löa phô thuéc vµo khÝch thíc ®êng khãi khi ®i vµo bé qu¸ nhiÖt. V× vËy kÝch thíc cô thÓ cña pheston sÏ ®îc x¸c ®inh sau khi ®· x¸c ®Þnh cÊu t¹o cô thÓ cña buång löa vµ c¸c dµn èng xung quanh nã. Khi cã bè trÝ bé qu¸ nhiÖt nöa bøc x¹ th× cÊu t¹o cña pheston còng phô thuéc sù bè trÝ nµy . b) D¹ng cÊu t¹o bé qu¸ nhiÖt. Tuú theo th«ng sè h¬i yªu cÇu vµ viÖc sö dông h¬i sau nµy ( g¾n liÒn víi tuabin trong chu tr×nh nhiÖt ) mµ quyÕt ®Þnh nh÷ng híng chän bé qu¸ nhiÖt sau: -Cã ®Æt bé qu¸ nhiÖt trung gian kh«ng, hay chØ ®Æt mét bé qu¸ nhiÖt s¬ cÊp. -§èi víi bé qu¸ nhiÖt s¬ cÊp th× chän lo¹i hoµn toµn ®èi lu hay lo¹i tæ hîp (cã thªm bé qu¸ nhiÖt nöa bøc x¹ hay bøc x¹). -§èi víi lo¹i hoµn toµn ®èi lu th× chän mét cÊp hay hai cÊp. §iÒu nµy cßn phô thuéc vµo ph¬ng ¸n ®Æt bé gi¶m «n h¬i qu¸ nhiÖt. c) Bè trÝ bé h©m níc vµ bé sÊy kh«ng khÝ Tuú theo lo¹i buång ®èt mµ nhiÖt ®é kh«ng khÝ nãng yªu cÇu kh¸c nha. §èi víi c¸c buång löa ghi xÝch ®èt than Antraxit kh«ng khÝ nãng ph¶i kh«ng qu¸ 150 0C ( ®Ó tr¸nh ch¸y ghi ). §èi víi c¸c buång löa phun ®èt than antraxit th× kh«ng khÝ nãng yªu cÇu tõ 350 - 4200C. khi yªu cÇu kh«ng khÝ nãng cao nh vËy ®ßi hëi bé sÊy kh«ng khÝ ph¶i ®Æt vµo vïng khãi cã nhiÖt ®é t¬ng ®èi cao. Nh vËy ë c¸c lo¹i lß h¬i nhá, ®èt than theo líp ngêi ta chØ ®Æt mét cÊp bé sÊy kh«ng khÝ vµ ®¬ng nhiªn còng chØ cã mét bé h©m níc mµ th«i. Bé h©m níc thêng ®îc ®Æt tríc bé sÊy kh«ng khÝ. Khi ®èt than bét th× ph¶i bè trÝ hai cÊp bé h©m níc vµ hai cÊp bé sÊy kh«ng khÝ ®Æt xen kÏ nhau: h©m níc 1sÊy kh«ng khÝ 1 h©m níc 2 sÊy kh«ng khÝ 2 ( theo chiÒu ®êng khãi ra ). Sau khi chän ph¬ng ¸n ®èt còng nh c¸c bé phËn kh¸c tiÕn hµnh lËp d¹ng cÊu t¹o ®¹i thÓ cña lß h¬i . Trªn h×nh 1.1 tr×nh bÇy d¹ng cÊu t¹o ®¹i thÓ cña mét lß h¬i th«ng thêng hiÖn nay ë níc ta. ( Xem h×nh trang sau). 4 5 6 Ch¬ng 2 TÝnh c¸c ®Æc tÝnh cña nhiªn liÖu 2.1. TÝnh thÓ tÝch kh«ng khÝ lý thuyÕt ThÓ tÝch kh«ng khÝ lý thuyÕt ®îc tÝnh cho 1 kg nhiªn liÖu hoÆc 1m 3 tiªu chuÈn nhiªn liÖu khÝ ë ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn ( ë 0 oC vµ 760mmHg ). C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n ®îc sö dông trªn c¬ së c¸c ph¬ng tr×nh ho¸ häc c¬ b¶n víi ®iÒu kiÖn tæn thÊt q3= 0, tÊt nhiªn còng ®ñ chÝnh x¸c khi q3 kh«ng qu¸ lín. 2.1.1 §èi víi nhiªn liÖu r¾n hoÆc láng ( theo mÉu lµm viÖc ) thÓ tÝch kh«ng khÝ lý thuyÕt sÏ lµ: V0=0,0889(Clv+0,375Slv )+ 0,265Hlv- 0,033Olv (m3tc/kg) HoÆc Kg/kg L0 0,115C lv  0,375S lv   0,342H lv  0,0434O lv (2.1) 2.1.2 §èi víi nhiªn liÖu khÝ.   n  Vo 0,476 0,5CO  0,5 H 2  1,5H 2 S    m   C m H n  O  4    m3tc/ m3tc (2.2) 2.2. TÝnh thÓ tÝch s¶n phÈm ch¸y: S¶n phÈm ch¸y hoµn toµn nhiªn liÖu bao gåm khÝ CO 2 , SO2 , N2 , O2 , vµ H2O. Trong tÝnh to¸n ngêi ta thêng gãp CO2+SO2 =RO2 hoÆc VRO2=VCO2+VSO2. Khi ch¸y ë tr¹ng th¸i lý thuyÕt th× hÑ sè kh«ng khÝ thõa =1 cßn trong thùc tÕ >1. 2.2.1ThÓ tÝch s¶n phÈm ch¸y lý thuyÕt: a.Khi ch¸y mét kg nhiªn liÖu r¾n hoÆc láng C lv  0,375S lv , m 3 tc / kg 100 N lv 0,79Vo  0,8 100 (2.3) V RO 2 1,866 V 0N2 m3tc/kg VH 2O 0,111H lv  0,0124W lv  0,0161V 0 ThÓ tÝch khÝ kh« lý thuyÕt: VoK= VoRO2+ VoN2 ThÓ tÝch khãi lý thuyÕt: VoK= VoRO2+ VoN2+V0H2O b) §èi víi nhiªn liÖu khÝ m3tc/kg  N2 100  (2.5) (2.6) m3tc/kg V RO 2 0,01 CO2  CO  H 2 S   mC m H n V 0 N 2 0,79Vo  0,08 m3tc/kg (2.4) (2.7) m3tc/kg m3tc/kg (2.8) (2.9) n  0 V 0 H 2O 0,01 H 2 S  H 2   C m H n  0,124d K  0,0161V  m3tc/kg (2.10) 2   Trong ®ã dk - hµm lîng Èm trong nhiªn liÖu khÝ tÝnh øng víi 1 m 3tc nhiªn liÖu khÝ kh«. 2.2.1. ThÓ tÝch thùc tÕ cña s¶n phÈm ch¸y ThÓ tÝch thùc tÕ cña s¶n phÈm ch¸y khi tÝnh hoµn toµn gièng nhau víi nhiªn liÖu r¾n, láng vµ khÝ ( khi ®ã >1) a) ThÓ tÝch h¬i níc VH2O=V0H2O + 0,161(-1)V0 m3tc/kg 7 (2.11) HoÆc m3tc/ m3tc b) ThÓ tÝch khãi thùc VK=V0K.kh« + V0H2O + 0,161(-1)V0 m3tc/kg HoÆc m3tc/ m3tc Hay VK= V0RO2 + V0N2 + V0H2O + (-1)V0 m3tc/kg HoÆc m3tc/ m3tc c) Ph©n thÓ tÝch c¸c khÝ rRO 2  (2.12) (2.13) VRO 2 VK cña h¬i níc rH 2O  VH 2O VK cña khÝ 3 nguyªn tö rn rRO 2  rH 2O (2.14) d)Nång ®é tro bay theo khãi ( tÝnh theo khèi lîng khãi) A lv ab  100G K Kg/kg (2.15) trong ®ã ab : Tû lÖ tro bay, x¸c ®Þnh theo b¶ng ®Æc tÝnh tÝnh to¸n cña c¸c lo¹i buång löa (b.18) GK: Khèi lîng cña khãi G K 1  A lv  1,306V o 100 Kg/kg (2.16) NÕu dïng h¬i níc ®Ó th«ng giã hay ®Ó phun dÇu th× cÇn bæ xung thªm lîng nµy vµo GK. Nång ®é tro bay trong khãi theo thÓ tÝch khãi  10 A lv ab VK g/m3tc (2.17) 2.2.2. X¸c ®Þnh hÖ sè kh«ng khÝ thõa HÖ sè kh«ng khÝ thõa ra khái buång löa ®îc x¸c ®Þnh theo c¸c b¶ng dÆc tÝnh tÝnh to¸n cña buång löa, tuú thuéc lo¹i nhiªn liÖu, ph¬ng ph¸p ®èt. Lîng kh«ng khÝ lät vµo trong ®êng khãi ®îc x¸c ®Þnh theo b¶ng (b.14) 2.2.3. LËp b¶ng ®Æc tÝnh thÓ tÝch cña kh«ng khÝ ThÓ tÝch kh«ng khÝ vµ khãi ë c¸c hÖ sè kh«ng khÝ thõa kh¸c nhau ®îc lËp thµnh b¶ng theo mÉu ghi ë b¶ng (b.14). Khi Êy hÖ sè kh«ng khÝ thõa ®îc tÝnh theo hÖ sè kh«ng khÝ thõa trung b×nh ( lµ trung b×nh céng gi÷a trÞ sè vµo vµ ra khái bÒ mÆt ®èt). 2.3. TÝnh entanpi cña kh«ng khÝ vµ khãi Entanpi cña kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh ch¸y b»ng: I0kk=V0Ckkkk kcal/m3tc hay kcal/kg Entanpi cña khãi lý thuyÕt ®îc tÝnh I0kk =VRO2(C)RO2+ VN2(C)N2+ VH2O(C)H2O kcal/m3tc hay kcal/kg Entanpi cña tro bay A lv I tr  .ab (C ) tr 100 kcal/kg Entanpi cña khãi thùc tÕ I=I0k+(-1)I0kk+itr 10 3 ab A lv Trong ®ã itr ®îc kÓ ®Õn khi  6. Q lv t 8 (2.18) (2.19) (2.20) (2.21) CÇn chó ý lµ mçi bé phËn lß h¬i cã hÖ sè kh«ng khÝ thõa vµ vïng nhiÖt ®é khãi lµm viÖc kh¸c nhau. §Ó ®¬n gi¶n, kh«ng cÇn tÝnh entanpi cho suèt gi¶i nhiÖt ®é 10022000C cho tÊt c¶ c¸c bé phËn mµ ë mçi bé phËn chØ cÇn tÝnh trong ph¹m vi nhiÖt ®é nµo ®ã mµ th«i. C¸c vïng nhiÖt ®é cho c¸c bé phËn cña lß h¬i cã thÓ tham kh¶o nh sau: Buång löa: 900 – 13000C 1700 - 22000C Bé qu¸ nhiÖt 600 - 12000C Bé h©m níc cÊp 2 400 - 7000C Bé sÊy kh«ng khÝ cÊp 2 300 - 6000C Bé h©m níc cÊp 1 200 - 5000C Bé sÊy kh«ng khÝ cÊp 1 100 - 3000C C¸c trÞ sè entanpi cÇn tÝnh theo tõng 100 0C vµ lËp thµnh b¶ng theo mÉu ghi ë b¶ng 6.14. Ch¬ng 3 C©n b»ng nhiÖt lß h¬i LËp c©n b»ng nhiÖt cña lß h¬i lµ x¸c ®Þnh sù c©n b»ng gi÷a lîng nhiÖt ®a vµo lß h¬i vµ lîng nhiÖt sö dông h÷u Ých Q 1 víi c¸c tæn thÊt Q2,Q3, Q4, Q5 vµ Q6. Tõ c©n b»ng nhiÖt ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc hiÖu suÊt lß h¬i vµ lîng tiªu hao nhiªn liÖu. 3.1 Lîng nhiÖt ®a vµo lß h¬i Lîng nhiÖt ®a vµo lß h¬i ®îc tÝnh cho 1 kg nhiªn liÖu r¾n hoÆc 1m3tc nhiªn liÖu khÝ vµ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Qdv=Qlvt + Qnkk + inl + Qp - Qk Trong ®ã: Qlvt : nhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu Qnkk :NhiÖt do kh«ng khÝ nãng ®a vµo khi nã ®îc dïng nguån nhiÖt bªn ngoµi ®Ó sÊy. inl=Cnl.tnl lµ nhiÖt vËt lý cña nhiªn liÖu ®a vµo. trêng hîp kh«ng cã sÊy nhiªn liÖu lv b»ng nguån nhiÖt bªn ngoµi, inl chØ cÇn tÝnh khi Wlv > Q t 150 Trong ®ã Cnl lµ tû nhiÖt cña nhiªn liÖu, x¸c ®Þnh nh sau: - nhiªn liÖu r¾n C nl  W lv 100  W lv  C K nl 100 100 9 Kcal/kg 0C (3.2) Trong ®ã Cknl tû nhiÖt nhiªn liÖu kh« tra b¶ng. - Tû nhiÖt dÇu ma dót Cmdnl=0,415+0,0006t kcal/kg 0C (3.3) Qp: NhiÖt ®é dïng h¬i thæi vµo lß, ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Qp = Gp ( ip –600 ) kcal/kg (3.4) ip: Entanpi cña h¬i phun vµo QK: Lîng nhiÖt tæn thÊt do viÖc ph©n huû cña cacbonat khi ®èt ®¸ dÇu, ®îc x¸c ®Þnh nh sau: A p CO2 Kcal/kg (3.5) QK 970 K (CO2 ) 100 Trong ®ã ApCO2 ( %) hµm lîng axit c¸c bon cña c¸c-b«-n¸t trong mÉu lµm viÖc cña ®¸ dÇu. K(CO2) ®é ph©n huû c¸c-b«-n¸t. 970 kcal/kg lîng nhiÖt tiªu hao ®Ó ph©n huû c¸c-b«-n¸t ®èi víi 1kg axit c¸cbon. §èi víi c¸c lß h¬i ®èt bét than nÕu kh«ng cã sù sÊy kh«ng khÝ b»ng nguån nhiÖt bªn ngoµi th× lîng nhiÖt ®a vµo sÏ gÇn b»ng nhiÖt trÞ thÊp cña nhiªn liÖu. Qdv=Qlvt 3.2. Lîng nhiÖt sö dông cã Ých Lîng nhiÖt hu Ých trong lß h¬i ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: Qhi=BQ1=Dqn(ipn-inc)+Dbh(ibh-inc)+ Dx(ix-inc) kcal/kg (3.6) trong ®ã B lîng tiªu hao nhiªn liÖu Dpn, Dbh, Dx lu lîng h¬i qu¸ nhiÖt, tæng c¸c nhu cÇu h¬i b·o hoµ, vµ lu lîng níc x¶ lß, kg/h. iqn,ibh, is, inc entanpi h¬i qu¸ nhiÖt, h¬i b·o hoµ, vµ níc b·o hoµ, níc cÊp Kcal/kg. Khi tÝnh cho 1kg nhiªn liÖu r¾n, láng hoÆc 1m3tc nhiªn liÖu khÝ Q1  Qni Dqn  Dbh (i  i )  Dx (i  i ) Kcal/kg  (i qn  inc )  bh nc nc Ü B B B B (3.7) 3.2 X¸c ®Þnh c¸c tæn thÊt nhiÖt lß h¬i 3.3.1 Tæn thÊt nhiÖt do khãi th¶i mang ra: Tæn thÊt nhiÖt do khãi th¶i mang ra ngoµi ®îc ký hiÖu lµ q2 hoÆc Q2 vµ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: ( I th   th I 0 KK )(100  q 4 ) Q2  100 Kcal/kg (3.8) hoÆc ( I th   th I o KK ) Q2 % (3.9) q 2  100  (100  q 4 ) Qdv Qdv Trong ®ã I0KK Entanpi kh«ng khÝ l¹nh lý thuyÕt th hÖ sè kh«ng khÝ thõa ë chç khãi th¶i Ith Entanpi khãi th¶i tÝnh theo nhiÖt ®é khãi th¶i ®· chän ë tríc vµ øng víi hÖ sè kh«ng khÝ thõa th kcal/kg q4 tæn thÊt nhiÖt ch¸y kh«ng hÕt b»ng c¬ khÝ ( th¶o luËn sau) % 3.3.2 Tæn thÊt nhiÖt do ch¸y kh«ng hÕt vÒ mÆt ho¸ häc Tæn thÊt nhiÖt do ch¸y kh«ng hÕt vÒ mÆt ho¸ häc ®îc ký hiÖu lµ Q3 hoÆc q3 vµ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Q3 ( (3.10) H CH 4 100  q 4 CO 3020  2 2580  8555)V 0 K .kho ( ) 100 100 100 100 hoÆc q3  Q3 100 Qdv % 10 Kcal/kg trong ®ã CO, H2, CH4 thµnh phÇn khÝ ch¸y cßn l¹i trong khãi, %. Khi thiÕt kÕ q3 ®îc chän theo tiªu chuÈn tÝnh to¸n nhiÖt tuú theo lo¹i nhiªn liÖu còng nh lo¹i kÕt cÊu buång löa (b.18) (b.21). 3.3.3 Tæn thÊt nhiÖt do ch¸y kh«ng hoµn toµn vÒ c¬ khÝ Tæn thÊt nhiÖt do ch¸y kh«ng hoµn toµn vÒ c¬ khÝ ®îc ký hiÖu lµ q4 hoÆc Q4 vµ ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc q4  Q4 100  Qdv (a x·1 x x 1 xb  ab % 100  x x 1 100  xb .7800. A lv Qdv (3.11) trong ®ã ax+1, ab phÇn tro cña nhiªn liÖu cã trong xØ vµ lät, vµ bay theo khãi ra ngoµi x x l ; x b phÇn c¸c bon ch¸y kh«ng hÕt trong xØ vµ than lät, vµ trong tro bay % Khi thiÕt kÕ th«ng thêng q4 ®îc chän theo tiªu chuÈn tÝnh nhiÖt (b.17), nã phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p ®èt vµ nhiªn liÖu ®èt. Khi ®èt than bét hçn hîp víi khÝ hoÆc dÇu th× q 4 cÇn ®îc nh©n thªm mét hÖ sè a (b.18). (b.21) 3.3.3 Tæn thÊt nhiÖt do to¶ nhiÖt ra m«i trêng xung quanh Tæn thÊt nhiÖt do to¶ nhiÖt ra m«i trêng xung quanh ®îc ký hiÖu lµ Q5 hoÆc q5 vµ ®îc x¸c ®Þnh ®Þnh theo to¸n ®ß thùc nghiÖm (h.3.1) §èi víi lß h¬i cã s¶n lîng D900 T/h th× lÊy q5=0.2% Trong trêng hîp s¶n lîng lß h¬i kh¸c víi s¶n lîng ®Þnh møc th× q5 ®îc x¸c ®Þnh l¹i nh sau: dm q5 q5 . C«ng thøc nµy chØ ®óng khi Ddm D (3.12) D 25% Ddm H×nh 3.1: Tæn thÊt nhiÖt ra m«i trêng bªn ngoµi 1. Lß h¬i cã bÒ mÆt ®èt phÇn ®u«i.2. Lß h¬i kh«ng cã bÒ mÆt ®èt phÇn ®u«i. 3.3.4 Tæn thÊt nhiÖt do xØ mang ra ngoµi Tæn thÊt nhiÖt do xØ mang ra ngoµi ®îc ký hiÖu lµ Q6 hoÆc q6. Nã ®îc tÝnh khi ®èt than trªn ghi, vµ lß phun th¶i xØ láng. Khi th¶i xØ kh« th× q6 ®îc tÝnh nÕu lv Qt lv A  1000 Tæn thÊt q6 ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: q6  Q6 a (C ) tr . A lv 100  x ,% Qdv Qdv trong ®ã 11 (3.13) ax=1-ab víi ab tû lÖ tro bay trong khãi, x¸c ®Þnh theo b¶ng (b.18-21) (C)tr lµ entanpi cña tro x¸c ®Þnh theo b¶ng (b.22) NhiÖt ®é cña xØ ë tr¹ng th¸i ®èt trªn ghi ta lÊy 6007000C, cßn ®èi víi th¶i xØ láng ta lÊy nhiÖt ®é ho¸ láng cña nhiªn liÖu. 3.4 HiÖu suÊt lß h¬i vµ lîng tiªu hao nhiªn liÖu: 3.4.1 HiÖu suÊt lß h¬i: HiÖu suÊt lß h¬i ®îc ký hiÖu  vµ x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc  = 100 - ( q2 + q3 + q4 + q5 + q6 ) % (3.14) 3.4.2 Lîng tiªu hao nhiªn liÖu ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: Q B  hi lv kg/h (3.15)  .Qt 3.4.3 Lîng tiªu hao nhiªn liÖu tÝnh to¸n ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: Btt  B (1  q4 ) kg/h 100 12 (3.16) Ch¬ng 4 ThiÕt KÕ Buång Löa 4.1 – X¸c ®Þnh kÝch thíc h×nh häc cña buång löa: 4.11 – Chän thÓ tÝch buång löa: ThÓ tÝch buång löa ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së chän nhiÖt thÓ tÝch buång löa. NhiÖt thÓ tÝch buång löa phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p ®èt nhiªn liÖu vµ nhiªn liÖu ( h. 17 – 21 ). Sau khi chon dîc qV ta cã thÓ t×m ®îc thÎ tÝch buång löa. Vbh = Btt Qtlv , m3 qv (4-1) B¶ng 1: NhiÖt thÓ thÓ tÝch buång löa: qV ( kcal / m3 h ) ( 2,2 – 0,4 ) 106 ( 0,125 – 0,15 ) 106 ( 0,125 – 0,15 ) 106 ( 0,15 – 0,20 ) 106 ( 0,16 – 0,22 ) 106 ( 0,18 – 0,3 ) 106 ( 0,2 – 0,8 ) 106 Lo¹i buång löa - Buång löa ghi - Buång löa th¶i xØ kh« - Buång löa kiÓu giÕng - Buång löa th¶i xØ láng: lo¹i 1 buång lo¹i 2 buång - Buång löa ®èt dÇu - Buång löa ®èt khÝ B¶ng 2: NhiÖt thÓ theo chiÒu réng buång löa D ( t/ h ) 50 – 100 qr(t /m.h ) 10 – 16 D ( t/ h ) 400 – 500 qr(t /m.h ) 28 – 30 100 – 200 16 – 22 600 – 700 34 – 40 200 - 300 22 – 27 800 - 900 40 - 42 13 4.1.2: Chän chiÒu cao buång löa: Chän chiÒu cao Buång löa trªn c¬ së b¶o ®¶m chiÒu dµi ngän löa. ChiÒu dµi ngän löa ®îc chän tuú thuéc vµo nhiªn liÖu ®èt vµ c«ng suÊt lß h¬i. l1 Trªn h×nh 4.1 tr×nh bÇy c¸ch x¸c ®Þnh chiÒu dµi ngän löa: ChiÒu dµi ngän löa chän theo c¸ch x¸c ®Þnh chiÒu dµi cña c¸c phÇn trong ngän löa : lnl = l1 + l2+ l3 §èi víi lß h¬i theo líp: Khi D = 4 –10 T/h th× lnl = 2,5 – 4 m D = 20 – 35 T/h th× lnl = kh«ng nhá h¬n 4 m §èi víi buång löa phun: D = 20 – 50 T/h th× lnl = 7 – 10 m D = 75 – 120 T/h th× lnl = 11 – 13 m D = 150 – 230 T/h th× lnl = 14 – 16 m D  400 T/h th× lnl kh«ng nhá h¬n 18 m Khi ®èt than antraxit vµ than gÇy nªn chon giíi h¹n trªn 4.1.3: Chän c¸c kÝch thíc c¸c c¹nh cña tiÕt diÖn ngang buång löa DiÖn tÝch ngang buång löa ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së thÓ tÝch buång löa vµ chiÒu dµi ngän löa ®· t×m ®îc ChiÒu réng buång löa còng nh chiÒu s©u buång löa ®îc chon theo lo¹i vßi phun vµ c¸ch ®Æt chóng , b¶o ®¶m sao cho ngän löa kh«ng v¨ng tíi têng ®èi diÖn. Riªng chiÒu réng buång löa cßn ®îc chän cã xÐt tíi yªu cÇu vÒ chiÒu dµi cña bao h¬i ®Ó ®¶m b¶o ph©n ly h¬i; tíi yªu cÇu vÒ tèc ®é h¬I trong bé qu¸ nhiÖt. ChiÒu réng ®îc chän theo nhiÖt thÕ chiÒu réng buång löa qr xem b¶ng ( b.2 ) §èi víi buång löa ®èt dÇu th× trÞ sè qr ®îc chän víi gi¸ trÞ lín h¬n 25 – 35 % so víi b¶ng. chiÒu s©u tèi thiÓu cña buång löa ®îc x¸c ®Þnh theo b¶ng. B¶ng 3: ChiÒu s©u tèi thiÓu cña buång löa khi ®Æt vßi phun ë têng tríc ChiÒu s©u tèi thiÓu ( m ) 20 4,5 75 5,5 14 S¶n lîng h¬i ( T/h ) 120 230 440 6,5 7,0 8,0  600 8,5 Khi ®Æt vßi phun ë têng tríc hoÆc hai têng bªn th× tiÕt diÖn ngang cña buång löa diÖn tÝch h×nh ch÷ nhËt tØ lÖ víi chiÒu réng vµ chiÒu s©u ( a/b ) lÊy b»ng 1,2 – 1,25. Khi ®Æt vßi phun dÑt ë gãc th× tiÕt diÖn ngang buång löa cã d¹ng vu«ng vµ gÇn vu«ng, tØ lÖ ( a/b ) lÊy b»ng 1,1. 4.1.4: §¸y buång löa. §èi víi buång löa ®èt nhiªn liÖu láng, nhiªn liÖu khÝ hoÆc ®èt bét than th¶i xØ láng th× ®¸y buång löa cã d¹ng ®¸y b»ng. Khi Êy lç th¶i xØ cã thÓ ®Æt gi÷a hay ë c¹nh bªn. §èi víi buång löa ®èt bét th¶I xØ kh«, ®¸y cã d¹ng h×nh phÔu. Gãc nghiªng cña phÔu lµm canh so víi mÆt ph¼ng ngang, thêng lÊy b»ng 55o. H×nh 4.3 kÕt cÊu ®¸y lß h¬i 4.1.5: Chän lo¹i, sè lîng vßi phun vµ c¸ch bè trÝ : Vßi phun ®èt bét than cã hai lo¹i trßn hay dÑt. Tuy theo c«ng xuÊt lß h¬I, lo¹i vßi phun vµ c¸ch ®Æt chóng mµ ta chän sè lîng vßi phun ( B¶ng 4 ) B¶ng 4: Sè lîng vßi phun khi ®èt bét than. S¶n lîng h¬i (T/h) Vßi phun trßn Vßi phun dÑt §Æt ë têng tríc §Æt ë têng bªn §Æt ë gãc 75 2–3 2–3 4 120 4 4 4 220 4–6 4–6 4 320 8 8 16 420 8 8 16 640 8 – 16 16 - 24 950 12 Sè lîng vßi phun ë c¸c hÖ thèng nghiÒn thæi th¼ng cßn phô thuéc vµo sè lîng m¸y nghiÒn vµ kh¶ n¨ng bè trÝ xung quanh lß. Bëi vËy ®èi víi lß cã c«ng suÊt lín ( D  400 T/h ) ngêi ta chän buång löa cã tiÕt diÖn ngang lµ lôc gi¸c hay b¸t gi¸c. Cßn c¸c kÝch thíc ®Æt c¬ b¶n cña vßi phun ®íc tr×nh bÇy trong b¶ng (b.5) 15 khi ®èt dÇu madut th× ngän löa kh«ng ®iÒn ®Çy buång löa nh ngän löa bét than, nªn ph¶i lu ý chän sè lîng vßi phun cïng víi kÝch thíc buång löa. C«ng suÊt mçi vßi phun madut cã thÓ dao ®éng trong kho¶ng 100 – 200 kg/h ( nhiªn liÖu ). Khi ®èt nhiªn liÖu khÝ th× c«ng suÊt cña mçi vßi phun kho¶ng 30000 – 40000 m3 tc/h giíi h¹n trªn dïng cho lo¹i nhiªn liÖu khÝ cã nhiÖt trÞ cao. B¶ng 5: KÝch thíc c¬ b¶n l¾p vßi phun Tªn Tõ trôc vßi phun díi ®Õn mÐp phÔu tro - Khi th¶i xØ láng ®Æt vßi phun thµnh dÉy song song - Khi th¶i xØ láng ®Æt vßi phun thµnh h×nh tam gi¸c - Khi th¶i xØ kh« Tõ trôc vßi phun ngoµI ®Õn mÐp têng - Khi th¶I xØ láng ®Æt vßi phun:1 dÉy 2 dÉy - Khi th¶i xØ kh« Gi÷a c¸c trôc vßi phun trong mét dÉy theo ph¬ng ngang . - Khi ®Æt mét dÉy - Khi ®Æt hai dÉy trë lªn: - Th¶i xØ láng - Th¶i xØ kh« Gi÷a c¸c trôc vßi phun theo ph¬ng däc - Khi ®Æt song song tõ hai dÉy trë lªn - Khi ®Æt thµnh h×nh tam gi¸c ®Ønh xuèng díi ë têng bªn Vßi phun dÑt n»m ë gãc Tõ mÐp díi cña dÉy cuèi cïng tíi mÐp phÔu tro - Khi th¶i xØ láng - Khi th¶i xØ kh« Vßi phun dÇu - Kho¶ng c¸ch gi÷a trôc vßi phun theo ph¬ng ngang vµ däc - Tõ trôc vßi phun ngoµi ®Õn mÐp têng - Tõ trôc vßi phun díi ®Õn ®¸y lß §èi víi lß ghi - ChiÒu dµI h÷u hiÖu cña lß ghi Ghi thñ c«ng lg kh«ng lín h¬n 2,3 m Ghi cè ®Þnh nöa c¬ khÝ, lg kh«ng lín h¬n 3,5 m Ghi xÝch lg kh«ng bÐ h¬n 4,5 m * l: phÝa trªn chØ kho¶ng c¸ch d: ®êng kÝnh vßi phun trßn, hoÆc chiÒu réng vßi phun dÑt l/d 1,8 – 2,0 0,8 – 1,0 1,6 – 1,8 2,0 – 2,2 b»ng kho¶ng c¸ch gi÷a trôc vßi phun trong mét dÉy 2,2 – 2,4 2,5 – 3,0 3,0 – 3,5 B»ng bíc ngang B»ng 0,7 bíc ngang 1,5 – 2,5 4–5 2,5 – 3,0 3,0 – 3,5 3,0 4.2: Chän tèc ®é giã cÊp 1 & giã cÊp 2: Tèc ®é giã ®I qua khái miÖng phun ®îc chän trªn c¬ së ®¶m b¶o qu¸ tr×nh bèc ch¸y nhiªn liÖu æn ®Þnh vµ an toµn. Nã phô thuéc vµo lo¹i vßi phun vµ vµo lo¹i nhiªn liÖu ®îc sö dông.Trong c¸c b¶ng (b.6, b.7).Tr×nh bÇy c¸c sè liÖu chän tèc ®é giã. B¶ng 6: Tèc ®é ®Çu ra miÖng phun bét than Lo¹i vßi phun Vßi phun dÑt - Bè trÝ ë 4 gãc - Bè trÝ ë ngùc lß Vßi phun tron Vßi phun giã cÊp 3 Buång löa giÕng Tèc ®é giã cÊp 1 (m/s) Tèc ®é giã cÊp 2 (m/s) 20 – 35 20 – 35 15 – 20 35 – 45 6–8 35 – 70 35 – 60 20 – 40 35 – 45 40 - 50 16 §èi víi nhiªn liÖu khÝ tèc ®é ®Çu ra ph¶i lín h¬n tèc ®é lan truyÒn ngän la trong hçn hîp khÝ ch¸y vµ kh«ng khÝ B¶ng 7: Tèc ®é ®Çu ra tèi thiÓu cña vßi phun ®èt nhiªn liÖu khÝ. Lo¹i khÝ ®èt KhÝ th¶i lß luyÖn cèc KhÝ tõ lß sinh khÝ KhÝ thiªn nhiªn KhÝ KhÝ lß cao Tèc ®é khÝ ch¸y (m/s) 13 – 15 8,5 6,5 18 – 20 25 – 35 Tèc ®é kh«ng khÝ (m/s) 20 – 30 25 - 35 4.3: Chän nhiÖt ®é khãi th¶i vµ kh«ng khÝ. 4.3.1: NhiÖt ®é khãi. NhiÖt ®é khãi ra khái buång löa ®îc chän tuú theo lo¹i nhiªn liÖu, ®Æc tÝnh nhiÖt ®é cña tro, lÊy nh sau: - §èi víi than antraxit kh«ng qu¸ 1050oC - C¸c lo¹i than kh¸c ph¶i nhá h¬n t2- (50 – 100oC). - §èi víi dÇu: chän theo ph©n tÝch kinh tÕ ban ®Çu 4.3.2: NhiÖt ®é kh«ng khÝ nãng. Buång löa th¶i xØ kh« víi hÖ thèng nghiÒn than kiÓu kÝn, dïng kh«ng khÝ lµm m«i chÊt sÊy chän 300 – 350oC - Buång löa th¶i xØ láng: chän 380 - 400 oC - Buång löa ®èt dÇu vµ khÝ: chon 250 - 300 oC - Buång löa ghi 200 - 320 oC 4.4: TÝnh nhiÖt buång löa. Cã rÊt nhiÒu ph¬ng ph¸p tÝnh nhiÖt buång löa. ë ®©y chØ giíi thiÖu ph¬ng ph¸p th«ng dông nhÊt ®ã lµ ph¬ng ph¸p tiªu chuÈn.Trong ph¬ng ph¸p tiªu chuÈn l¹i cã hai ph¬ng ph¸p tÝnh. Ph¬ng ¸n thø nhÊt: ta chän tríc nhiÖt ®é khãi ®Çu ra buång löa ®Ó ®i tÝnh bÒ mÆt truyÒn nhiÖt bøc x¹ trong buång löa. ph¬ng ¸n nµy thêng ®îc ¸p dông cho c¸c lß h¬i cã c«ng suÊt bÐ D  75 T/h. Ph¬ng ¸n thø hai: ta thiÕt kÕ s¬ bé bÒ mÆt truyÒn nhiÖt buång löa sau ®ã dïng nã ®Ó " tÝnh nhiÖt ®é khãi ra khái buång löa. NÕu nh nhiÖt ®é tÝnh ra qu¸ lín ta cã  bl thÓ söa l¹i thiÕt kÕ, hoÆc cã thÓ ®Æt bé qu¸ nhiÖt nöa bøc x¹ hay bé qu¸ nhiÖt bøc x¹ vµo buång löa. Khi tÝnh kiÓm tra th× tõ c¸c kÝch thíc ®· cho tríc ta x¸c ®Þnh nhiÖt ®é ra khái buång löa, nhiÖt ®é nµy ®îc x¸c ®Þnh ë vÞ trÝ tríc d·y pheston. ChØ khi nµo dÉy pheston rÊt tha ( s1/d3 > 4, s2/d > 6 ) th× cã thÓ coi bÒ mÆt cña pheston vµo bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña buång löa vµ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é khãi sau dÉy pheston. 4.4.1: NhiÖt ®é khãi ®Çu ra buång löa. NhiÖt ®é kh«ng thø nguyªn cña khãi ra khái buång löa ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: 0,6 Bo Tbl ' ' " = (4  bl = 0,6 0, 6 Ta Mabl  Bo .2 ) " C«ng thøc nµy ®îc øng dông khi Bo < 10 vµ  bl  0,9 Trong c«ng thøc trªn : T’’bl : nhiÖt ®é khãi ®Çu ra buång löa, oK 17 Ta : nhiÖt ®é ch¸y lý thuyÕt, oK ( X¸c ®Þnh theo b¶ng I -  víi ’ bl ) Bo : tiªu chuÈn Boltzman a bl: ®é ®en buång löa M: hÖ sè kÓ ®Õn sù ph©n bè nhiÖt kh«ng ®ång ®Òu theo chiÒu cao NhiÖt ®é ch¸y lý thuyÕt ®îc x¸c ®Þnh theo nhiÖt lîng h÷u Ých cña buång löa. NhiÖt lîng ®ã b»ng entanpi cña khãi Ia vµ øng víi hÖ sè kh«ng khÝ thõa lµ ’’ bl 4.4.2: HÖ sè ph©n bè nhiÖt kh«ng ®ång ®Òu theo chiÒu cao ngän löa( buång löa) §èi víi c¸c buång löa mét buång, hÖ sè M phô thuéc vµo vÞ trÝ t¬ng ®èi cña ®iÓm cã nhiÖt ®é cùc ®¹i cña ngän löa. Khi ®èt nhiªn liÖu láng vµ khÝ M = 0,59 – 0,2 x bl ( 4 .3 ) Khi ®èt nhiªn liÖu r¾n trong buång löa ghi M = 0,59 – 0,5 x bl (4. 4) Khi ®èt nhiªn liÖu r¾n trong buång löa phun M = 0,56 – 0,5 x bl (4.5 §èi víi buång löa phun c¸c gi¸ trÞ cùc ®¹i cña M kh«ng ®îc vît qu¸ 0,5. §èi víi c¸c buång löa nöa hë khi ®èt nhiªn liÖu r¾n ph¶n øng manh hoÆc khi ®èt nhiªn liÖu khÝ, dÇu M = 0,48, khi ®èt antraxit M = 0,46 ( c¶ than gÇy còng vËy ). x bl : ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: x bl = hvp (4.6) hbl C¸c kÝch thíc chiÒu cao vßi phun hvp vµ chiÒu cao buång löa hbl ®îc x¸c ®inh theo h×nh vÏ. H×nh 4.2: c¸ch x¸c ®Þnh chiÒu cao lß h¬i vµ chiÒu cao trung t©m ch¸y Khi bè trÝ vßi phun thµnh nhiÒu dÉy theo chiÒu cao th× ta cÇn lÊy gi¸ trÞ trung b×nh. hvp = n1 B1 hvp1  n 2 B2 hvp 2  ...  n1 B1  n 2 B2  ...  ,m (4.7) Trong ®ã: B1, B2 kg/h ) lîng nhiªn liÖu ®i qua mçi vßi phun dÉy thø 1, dÉy thø 2. 18 n1, n2 : sè lîng vßi phun trong dÉy t¬ng øng hvp1, hvp2: chiÒu cao cña trôc vßi phun dÉy 1, dÉy 2, kÓ c¶ ®¸y phÔu lµm l¹nh. Trong trêng hîp ®iÓm cã nhiÖt ®é cùc ®¹i cña ngän löa kh«ng trïng víi trôc vßi phun th× ta cÇn ph¶I céng thªm mét hÖ sè: Xbl = xvp   x Khi vßi phun bè trÝ ë trÇn lß h¬i, khãi tho¸t ra ë phÝa díi buång löa th× Xbl = 0,25 – 0,3 Khi ®èt trªn ghi : líp nhiªn liÖu máng Xbl = 0 líp nhiªn liÖu máng Xbl = 0,14 TrÞ sè  x ®îc x¸c ®Þnh nh sau: Khi ®èt nhiªn liÖu khÝ vµ dÇu víi vp < 1 th×  x = 2 ( 1 - vp ) ( lß lín )  x = 0,15 víi lß cã D < 35 T/h Khi ®èt than bét vßi than nghiªng xuèng 1 gãc 20o th×  x = - 0,1, cßn khi vßi phun híng lªn trªn th×  x = 0,1 Khi ®èt bét than víi: D  420 T/h, th×  x = 0,1 D > 420 T/h, th×  x = 0,05 4.4.3: Tiªu chuÈn Boltzman ( Bo). Tiªu chuÈn Boltzman ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Bt VC tb Bo = (4.8) 3 4,9 x10  8 tb Ft Ta Trong ®ã : Bt : lîng tiªu hao nhiªn liÖu, kg/h. Ft: diÖn tÝch bÒ mÆt têng buång löa F tb: hÖ sè ®Æt èng trung b×nh : hÖ sè b¶o «n =1- q5 q5 . VCtb: nhiÖt dung trung b×nh cña khãi VCtb = Qbl  I ' 'bl I  I ' 'bl = a , Kcal/ oC t a  t ' ' bl t a  t ' 'bl Trong c«ng thøc trªn. 100  q 3  q 4  q 6 100  q 4 Qbl = Q®v + QK2 – QnK2 + rItr , Kcal/kg. Khi ®ã: Q®v: nhiÖt lîng ®ua vµo lß øng víi 1 kg nhiªn liÖu x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ( 3 – 1 ) Q K : nhiÖt lîng do kh«ng khÝ ®a vµo. 2 QK2 = (’’ bl -  bl-  ng ) IonK2 + (  bl +  ng ) KolK2 ( 4 .9 ) Q n K 2 : Lîng nhiÖt do kh«ng khÝ ®îc sÊy nãng tõ nguån nhiÖt bªn ngoµi lß. Q n K 2 =  ' ( I on K 2  I ol K 2 ) , kcal/kg. ’: Tû sè gi÷a lîng kh«ng khÝ qua bé sÊy kh«ng khÝ vµ lîng kh«ng khÝ lý thuyÕt. rItr: lîng nhiÖt do khãi t¸i tuÇn hoµn mang trë vÒ, Kcal/kg. 4.4.4: §é ®en buång löa. §é ®en buång löa phô thuéc vµo ®Æc tÝnh nhiªn liÖu, ph¬ng ph¸p ®èt, vµ chÕ ®é nhiÖt ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc sau: abl = a nl  1  a nl   1  1  a nl 1   tb 1    19 ( 4 . 11 ) Trong ®ã: : tû sè gi÷a bÒ mÆt ch¸y ë ghi lß vµ toµn bé bÒ mÆt têng lß = R Ft Víi R: diÖn tÝch mÆt ch¸y trªn ghi, (m2). Ft: diÖn tÝch toµn bé bÒ mÆt têng lß, (m2). §èi víi buång löa phun  = 0 nªn abl = a nl , a nl  1  a nl  tb  ( 4 . 12 ) TrÞ sè: anl cã thÓ x¸c ®Þnh theo to¸n ®å 0 tb: hÖ sè sö dông h÷u hiÖu. 4.4.4.1: §é ®en ngän löa anl. §é ®en ngän löa phô thuéc vµo nhiªn liÖu ch¸y vµ ph¬ng ph¸p ®èt. Khi ®èt nhiªn liÖu trong buång löa th× thµnh phÇn khÝ 3 nguyªn tö H20, C02, thµnh phÇn c¸c h¹t tro bay theo khãi cã ¶nh hëng lín ®Õn kh¶ n¨ng bøc x¹ cña ngän löa ®é ®en h÷u hiÖu cña ngän löa ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: anl = 1 – e-kps ( 4 . 13 ) Trong ®ã: e c¬ sè logarÝt tù nhiªn. k hÖ sè lµm yÕu bøc x¹ cña m«I chÊt trong buång löa p ¸p lùc trong buång löa thêng chän p = 1 kg/cm2. s chiÒu dÇy h÷u hiÖu líp bøc x¹ cña buång löa, m. Vµ ®îc x¸c ®Þnh nh sau: S = 3,6 Vbl ,m Ft ( 4 .14 ) Khi ®ã: Vbl: thÓ tÝch buång löa, m3. Ft: diÖn tÝch têng buång löa, m2. Trong trêng hîp buång löa bao hµm c¶ bé qu¸ nhiÖt nöa bøc x¹ ( bé qu¸ nhiÖt b×nh phong ) th× chiÒu dÇy S ®îc x¸c ®Þnh cã tÝnh ®Õn bÒ mÆt bé qu¸ nhiÖt nöa bøc x¹. S= 3,6Vbl Ftd  Flot  Fbp Fbp  Vtd   1  , m Ftd  Flot Vbl   (4. 15 ). Khi ®ã Vtd: thÓ tÝch phÇn buång löa kh«ng cã bé qu¸ nhiÖt b×nh phong. Ftd, Flot, Fbl: diÖn tÝch buång löa khi kh«ng cã bé qu¸ nhiÖt b×nh phong, diÖn tÝch khãi ®i qua vµ diÖn tÝch têng cña líp b×nh phong chiÕm. §èi víi nhiªn liÖu khÝ vµ láng ®é ®en buång löa ®îc x¸c ®Þnh b»ng c«ng thøc: anl = mas + ( 1 – m ) ak ( 4. 16 ) Trong ®ã as: ®é ®en ngän löa phÇn s¸ng, ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 20
- Xem thêm -