Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy LỜI NÓI ĐẦU Năng lượng mà chủ yếu điện nhu cầu thiếu phát triển kinh tế nước Hiện nước ta hầu khác giới, lượng điện nhà máy nhiệt điện sản xuất chiếm tỉ lệ chủ yếu tổng lượng điện toàn quốc Trong q trình sản xuất điện lò khâu quan trọng có nhiệm vụ biến lượng tang trữ nhiên liệu thành nhiệt Nó thiết bị khơng thể thiếu nhà máy nhiệt điện, lò dùng rộng rãi ngành công nghiệp khác Ở nước ta hiên thường sử dụng loại lò hạ áp trung áp, việc nghiên cứu đưa lò cao áp vào sử dụng hợp lý Trong học kỳ em giao nhiệm vụ thiết kế lò đốt than sản lượng 120 tấn/h Với giúp đỡ hướng dẫn thầy giáo: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện với việc nghiên cứu tài liệu khác , em hoàn thành thiết kế Tuy nhiên trình thiết kế khơng tránh khỏi sai sót, em kính mong giúp đỡ bảo thầy cô giáo, em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2013 Người thiết kế Phùng Ngọc Thắng Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy PHẦN I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 1.1 Nhiệm vụ thiết kế: Sản lượng nhiệt : D= 200 T/h Áp suất nhiệt : pqn= 90 bar Nhiệt độ nhiệt : tqn= 515 0C Nhiệt độ nước cấp vào lò hơi: : tnc= 160 0C Hệ số xả nước lò : P= 3% Chọn nhiệt độ khơng khí lạnh ( khơng khí ngồi trời ) : t’kk = 26 0C Thành phần nhiên liệu than cám Vàng Danh 5-3 : Thành phần % Clv 67.3 Hlv 1.3 Nlv 0.53 Olv 1.9 Slv 1.17 Alv 26.5 Wlv 4.9 Vlv t1 0C 1500 Nhiệt trị nhiên liệu: Qtlv= 339Clv + 1030Hlv – 109( Olv – Slv) – 25Wlv = 23951.63 KJ/Kg 1.2 Chọn phương án thiết kế, phương pháp đốt cấu trúc buồng lửa Căn vào công suất loại nhiên liệu để tiến hành chọn cấu tạo lò phương pháp đốt phù hợp Dựa vào sản lượng nhiệt (D= 200T/h) ta chọn lò buồng lửa đốt bột than phun, mặt khác buồng lửa phun có nhiều ưu điểm như:  Sản lượng lò khơng bị hạn chế, thỏa mãn chương trình nhiên liệu rộng buồng lửa ghi, hiệu suất cháy cao buồng lửa ghi  Có thể sấy khơng khí tới nhiệt độ cao (200 ÷ 450 0C), có điều kiện thuận lợi cho việc tự động hóa q trình vận hành lò  Có thể đốt nhiên liệu chất lượng nhiên liệu ta tính tốn sử dụng có chất lượng khơng cao • Phương pháp thải xỉ: Vì nhiệt độ bắt đầu biến dạng nhiên liệu cao t1 = 1500 0C, nên ta chọn phương pháp thải xỉ khô Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page t3 0C 1500 Đồ án môn học: Lò Hơi Thiện • • GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy Nhiệt độ khói khỏi lò hơi: t’’k= 130 0C Nhiệt độ khói trước cụm feston: Dựa vào dải làm việc nhiệt ta chọn nhiệt độ khói trước cụm feston là: t’’bl =1500 0C • Nhiệt độ khơng khí nóng – nhiệt độ khơng khí khỏi sấy khơng khí: (chọn theo hướng dẫn trang 20 sách tính nhiệt lò hơi) ta chọn: t’’kk= 350 0C 1.3 Chọn dạng cấu tạo phận lò hơi: 1.3.1 Dạng cấu tạo dãy pheston: Cấu tạo dãy pheston gắn liền với cấu tạo giàn ống sau buồng lửa Chiều cao pheston cửa buồng lửa phụ thuộc đường vào kích thước khói vào q nhiệt Vì kích thước cụ thể pheston xác định sau xác định cấu tạo cụ thể buồng lửa giàn ống xung quanh 1.3.2 Dạng cấu tạo nhiệt: Theo thông số yêu cầu với việc sử dụng sau (gắn liền với tua bin chu trình nhiệt ) ta định hướng chọn nhiệt sau:  Không đặt nhiệt trung gian đặt nhiệt sơ cấp  Đối với nhiệt sơ cấp chọn loại hồn tồn đối lưu khơng có q nhiệt nửa xạ  Đối với nhiệt đối lưu lại chọn hai cấp 1.3.3 Bố trí sấy khơng khí hâm nước: Đối với buồng lửa đốt than phun ta chọn khơng khí nóng u cầu la 3500C Khi khơng khí nóng u cầu cao đòi hỏi sấy khơng khí phải đặt vùng khói có nhiệt độ tương đối cao Lò cơng suất 200 T/h đốt than bột ta bố trí cấp hâm nước sấy khơng khí xen kẽ nhau: hâm nước sấy khơng khí hâm nước sấy khơng khí theo chiều khói 1.4 Cấu tạo tổng thể lò hơi: Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy 1- Bao 8- Bộ hâm nước cấp I 2- Bộ pheston 9- Bộ sấy khơng khí cấp I 3- Bộ q nhiệt cấp I 10- Dàn ống sinh 4- Bộ giảm ôn 11- Vòi phun 5- Bộ nhiệt cấp II 12- ống góp 6- Bộ sấy khơng khí cấp II 13- phần đáy thải xỉ 7- Bộ hâm nước cấp II 14- Đường khói Hình 1: sơ đồ cấu trúc buồng lửa Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy Trong thiết kế chọn lò đốt bột than buồng lửa phun, thải xỉ khô bao Bố trí đường khói theo hình chữ ᴨ, đường khói lên bố trí buồng lửa, đường khói nằm ngang bố trí nhiệt, hâm nước sấy khơng khí theo thứ tự Tồn buồng lửa bố trí dàn ống sinh hai bên tường bố trí vòi phun tròn xốy Bộ q nhiệt chia làm cấp, đường mà quy định cấp cấp Bộ hâm nước sấy khơng khí chia làm cấp vào chiều lưu lượng nước khơng khí mà ta chia thành hâm nước cấp cấp 2, hâm nước làm ống thép uốn ngang, sấy khơng khí làm ống thép đứng Lớp bảo ôn buồng lửa chọn loại vữa cách nhiệt cromit Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy PHẦN II TÍNH TỐN Q TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 2.1 Tính thể tích khơng khí lý thuyết: V0kk, (m3tc/kg) Tất tính tốn thể tích, entanpi khơng khí sản phẩm cháy tiến hành tính tốn với kg nhiên liệu rắn: - Lượng khơng khí khơ lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn kg nhiên liệu rắn (theo cơng thức 3-15 trang 25 lò 1) V0kk = 0,089( Clv + 0,375Slv ) + 0,265Hlv – 0,0333Olv = 0,089(67,3 + 0,375.1,17) + 0,265.1,3 – 0,0333.1,9 = 6,31 (m3tc/kg) 2.2 Tính thể tích sản phẩm cháy Khi trình cháy xảy hồn tồn sản phẩm cháy bao gồm: CO2, SO2, N2, O2 H2O Trong tính tốn người ta thường tính chung thể tích khí ngun tử chúng có khả xạ mạnh: CO2, SO2 kí hiệu : VRO2 = VCO2 + VSO2 Ở trạng thái lý thuyết ta tính hệ số khơng khí thừa α = thực tế q trình cháy ln xảy với hệ số khơng khí thừa α > 2.2.1 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết: (theo 3-22 trang 27 lò 1) VRO2 = VCO2 + VSO2 = 0,01866(Clv + 0,375Slv ) = 0,01866(67,3 + 0,375.1,17) = 1,264 (m3tc/kg) Thể tích N2 lý thuyết sản phẩm cháy V0N2 = 0,79.V0KK + 0,008.Nlv = 0,79.5 + 0,008.1.5 = 3,962 (m3tc/kg) Thể tích nước sản phẩm cháy Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy V0H2O = 0,112.Hlv + 0,0124.Wlv + 0,0161.V0kk + 1,24.Gph Ta dùng vòi phun kiểu khí, nên xem Gph = nên: V0H2O = 0,112.1,3 + 0,0124.4,9 + 0,0161.5 = 0,287 (m3tc/kg) Vậy thể tích khói khơ lý thuyết: V0kkhơ = V0RO2 + V0N2 = 1,264 + 3,962 = 5,226 (m3tc/kg) Thể tích khói lý thuyết V0k = V0kkho + V0H2O = 5,226 + 0,287 = 5,513 (m3tc/kg) 2.2.2 Thể tích sản phẩm cháy thực (Theo bảng 9-5 trang 191 lò 1) ta chọn hệ số khơng khí thừa α = 1,25 Thể tích nước thực tế sản phẩm cháy: VH2O = V0H2O + 0,0161.(α -1).v kk = 0,287 + 0,0161(1.25 -1).5,226 = 0,308 (m3tc/kg) Thể tích khói thực tế Vk = Vkkho + VH2O = V0kkho + (α -1).V0kk + VH2O = 5,513 +(1,25-1).5,226 +0,287 = 7,1065 (m3tc/kg) Phân thể tích khí: - Khí nguyên tử: r RO2 = - Hơi nước: = = 0,178 r H20 = = = 0,0404 Vậy rn= r RO2 + r H2O = 0,178 + 0,0404 = 0,2184 Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy Nồng độ tro bay theo khói (tính theo thể tích khói) μ= 10 (kg/m3tc) với ab hệ số tro bay theo khói (theo bảng đặc tính tính tốn loại buồng lửa-đồ án mơn học lò hơi-NSM) với lò phun thải xỉ khơ ta có ab = 0,9 μ= 10 = 3,356 (kg/m3tc) => 2.2.3 Hệ số khơng khí thừa theo đường khói (Theo bảng 10-3 trang 260 lò 1) ta có giá trị khơng khí lọt vào đường khói (Δα) sau: Bảng 1: Giá trị khơng khí lọt vào đường khói STT Các phận lò Buồng lửa Bộ pheston Bộ nhiệt cấp Bộ nhiệt cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy khơng khí cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy khơng khí cấp Hệ thống nghiền than Δα 0 0,025 0,025 0,02 0,05 0,02 0,05 0,1 Hệ số khơng khí thừa vị trí theo đường khói đi: Hệ số khơng khí thừa đầu ra: α’’ = α’ + Δα Bảng 2: Hệ số khơng khí thừa vị trí đường khói Thứ tự Các phận theo đường khói Hệ số khơng khí thừa α (đầu vào) α’’ (đầu ra) 1,25 1,25 1,25 1,25 1,275 1,275 1,3 1,3 1,32 1,32 1,37 1,37 1,39 1,39 1,44 ’ Buồng lửa Dãy festoon Bộ nhiệt cấp Bộ nhiệt cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy khơng khí cấp Bộ hâm nước cấp Bộ sấy khơng khí cấp Lượng khơng khí khỏi sấy khơng khí : β’ = αbl – Δαng = 1,25 – 0,1 = 1,15 2.3 Tính entanpi khơng khí khói: (bảng 4) - Entanpi khơng khí lý thuyết cần thiết cho q trình cháy: Sinh viên thực hiện: Hồng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án môn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy I0kk = V0kk.(Cp.t)kk kJ/kg Trong đó: V0kk : Thể tích khơng khí lý thuyết, (m3tc/kg) Cp : Nhiệt dung riêng loại khí , (kJ/m3tc) t : Nhiệt độ loại khí , (0C) Cp =1,2866 + 0,0001201.t - Entanpi khói lý thuyết : I0k = VRO2 (C.t)RO2 + V0N2.(C.t)N2 + V0H2O.(C.t)H2O , kJ/kg C : Nhiệt dung riêng , kJ/kg.K t : Nhiệt độ chất khí, ta lấy nhiệt độ chất khí khói thải nhiệt độ khói thải: t = tth = 130 0C - Entanpi tro bay : Itr = ab (C.t) tr , kJ/kg Có ab = 0,9 : Tỷ lệ độ tro nhiên liệu bay theo khói Vì - = = 1,01 < nên bỏ qua Entanpi khói thực tế : Ik = I0k + (α-1) I0kk + Itro = I0k + (α-1).I0kk Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng : Đặc tính sản phẩm cháy STT Tên đại lượng cơng thức tính Kí hiệu Hệ số khơng khí thừa trung bình: α ’ Đơn vị B Lửa feston 1,25 BQN Cấp II BQN Cấp I BHN Cấp II BSKK Cấp II BHN Cấp I BSKK Cấp I Khói thải 1,263 1,288 1,31 1,345 1,38 1,415 1,44 ’’ α = 0,5(α + α ) Thể tích khơng khí thừa: (α -1).V0kk Thể tích nước thực tế V0H2O + 0,0161(α -1).V0kk Thể tích khói thực tế V RO2 + VN2 + (α -1).V0kk + VH2O Phân thể tích nước VH2O/Vk Phân thể tích khí nguyên tử VRO2/Vk rn = rH2O + rRO2 Nồng độ tro bay khói μ= 10 Vth m3tc/kg 1,476 1,553 1,700 1,830 2,037 2,244 2,450 2,598 VH2O m3tc/kg 0,354 0,355 0,357 0,359 0,363 0,366 0,369 0,372 Vk m3tc/kg 7,678 7,756 7,905 8,037 8,248 8,458 8,667 8,818 rH2O _ 0,046 0,046 0,045 0,045 0,044 0,043 0,043 0,042 rRO2 _ 0,154 0,153 0,150 0,147 0,143 0,140 0,136 0,134 rn μ _ Kg/ m3tc 0,2 29,305 0,199 29,000 0,195 28,460 0,192 27,990 0,187 27,280 0,183 26,600 0,179 25,950 0,176 25,520 Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 10 Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 21: Tính truyền nhiệt sấy khơng khí cấp II STT Kí hiệu QsII tk’sII Tên đại lượng Lượng nhiệt hấp thụ BSKK cấp II Nhiệt độ đầu vào khói trước BSKK cấp II Nhiệt độ đầu khói sau BSKK cấp II Nhiệt độ trung bình khói Thể tích khói cháy kg nhiên liệu tk’’sII tktbsII Vkh Tốc độ trung bình khói qua cụm ống ωkh Nhiệt độ khơng khí đầu vào BSKK cấp II tkk’sII Nhiệt độ không khí đầu BSKK cấp II 10 Cơng thức tính, sở chọn Tra bảng phân phối nhiệt tk’sII = t’’hnII Kết 3637,324 520 C C m3 Tra bảng phân phối nhiệt 0,5(tk’sII + tk’’sII ) tra bảng 382 451 8,248 m/s (1 + ) 61,66 Tra phần phân phối nhiệt 240 tkk’’sII Nhiệm vụ thiết kế 350 Nhiệt độ trung bình khơng khí tkk tbsII 0,5(tkk’sII + tkk’’sII ) 295 Độ chênh nhiệt độ trung bình Δt1 tk’sII - tkk’’sII 110 Δt2 tk’’sII – tkk’sII 135 Δt C (Δt1 - Δt2)/ln(Δt1/Δt2) 122 - Tra bảng 0,044 W/m2K Tra bảng 0,74 g/m3tc Tra bảng 2,728 rH2O Đơn vị Kw C 0 C C C C C 11 Thành phần thể tích nước khói 12 Hệ số sử dụng bề mặt đốt 13 Nồng độ tro bay khói ɛ μtr 14 Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách ađlkv W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 91 15 Tốc độ trung bình khơng khí ωkk m/s (1 + )(β’’sII + ) 16 Hệ số tản nhiệt đối lưu phía khơng khí αkk W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 80,3 Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 63 Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 17 Hệ số truyền nhiệt K W/m2K 18 Diện tích bề mặt hấp thụ tính toán HsII m2 ɛ 31,549 945 Sai lệch diện tích bề mặt hấp thụ tính tốn thiết kế sII = 945 – 957 = -12 m2 sai số chấp nhận hoàn thành việc thiết kế sấy khơng khí cấp II Sinh viên thực hiện: Hồng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 64 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Thạc Sĩ Nguy ễn Duy PHẦN XII THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC CẤP I Theo trang 101 sách lò – Nguyễn Sĩ Mão chọn đường kính ống d = 32mm, δ = 3mm Nước ống từ lên trên, khói từ xuống nhằm tăng độ chênh nhiệt độ tăng cường truyền nhiệt • • • • • • Bán kính uốn ống xoắn R = (1,5 ÷ 2)d = 1,87.32 = 60mm Bước ống ngang tương đối: S1/d = ÷ để hạn chế bám bẩn Chọn S1/d = 2,81  S1 = 2,81.d = 90mm Bước ống dọc tương đối: S2/d = ÷ 1,5 chọn S2 =1,275.d = 40mm Tốc độ khói qua hâm nước theo tiêu chuẩn thiết kế phải đảm bảo ωk < 13 m/s Tốc độ nước ống phải tương đối lớn để đảm bảo tốt cho trao đổi nhiệt, song không cao làm tăng trở lực đường ống Với hâm nước kiểu chưa sôi ta chọn ωn = (0,3 ÷ 3) m/s (theo tài liệu thiết bị trao đổi nhiệt) Ta chọn tốc độ nước m/s Với nhiệt độ nước cấp 2150C ta có ρ = 800 kg/m3 Tiết diện dòng đi: F = = = 0,021 (m2) • Số ống: N= = = 32 (ống) Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 65 Đồ án môn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 22: Đặc tính cấu tạo hâm nước cấp I STT Tên đại lượng Kí hiệu D Δ S1 S2 σ1 σ2 A B E Đơn vị Công thức tính, sở chọn Kết 10 12 13 14 15 16 17 18 Đường kính ống Chiều dày ống Bước ống ngang Bước ống dọc Bước ống ngang tương đối Bước dọc ngang tương đối Chiều rộng đường khói Chiều sâu đường khói Khoảng cách từ tâm ống đến vách Số ống dãy ngang Số dãy ống kép Chiều sâu cụm ống Chiều dài ống Tiết diện đường khói Diện tích tiết diện lưu thơng nước Chiều cao BHNCI Chiều dày hữu hiệu xạ Mm Mm Mm Mm M M Mm Chọn Chọn Chọn Chọn S1/d S2/d Thiết kế Thiết kế Chọn 32 90 40 2,813 1,25 7,8 60 Nd Nk ls L F F H S ống dãy m m m m2 m m + (b – 2e )/S1 Chọn Chọn Nk.ls + Nk.S2 a.b – nn.d.l Π.dtr2.Zk/4 Nd.S2 + Nd.dng (1,87)d 33 24,32 20,232 0,02 2,376 0,1154 19 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt HhnI m2 Π.d.l.nk.Zk 645,129 20 Thể tích riêng nước m3/kg Tra bảng nước nước bão hòa 0,0012 21 Tốc độ nước ống ωn m/s Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 66 Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 23: Tính truyền nhiệt hâm nước cấp I STT Kí hiệu QhnI tk’hnI I’hnI tk’’hnI I’’hnI tktbhnI Vkh Đơn vị kW C kJ/kg C kJ/kg C m3tc/kg Cơng thức tính, sở chọn Tra bảng phân phối nhiệt t’hnI = t’’Sii Tra bảng Tra bảng phân phối nhiệt Tra bảng phân phối nhiệt 0,5(tk’hnI + tk’’hnI ) Tra bảng Kết 4656,670 382 4387,193 251 3213,193 316,500 8,458 Tên đại lượng Lượng nhiệt hấp thụ hâm nước cấp I Nhiệt độ đầu vào khói Entanpi khói đầu vào BHN cấp I Nhiệt độ đầu khói Entanpi khói đầu BHN cấp I Nhiệt độ trung bình khói Thể tích khói 1kg nhiên liệu qua BHN cấp I Tốc độ trung bình khói qua cụm ống ωkh m/s (1 + ) 3,576 Nhiệt độ nước đầu vào BHN cấp I t’hnI C Tra phần phân phối nhiệt 225 10 Entanpi nước đầu vào BHN cấp I I’hnI kJ/kg Tra phần phân phối nhiệt 946 11 Entanpi nước đầu BHN cấp I I’’hnI kJ/kg I’’hnI = I’hnII 1085,7 12 Nhiệt độ nước đầu BHN cấp I t’’hnI t’’hnI = t’hnII 250 13 Nhiệt độ trung bình nước cấp ttbhnI 0,5(t’hnI + t’’hnI ) 237,5 14 Độ chênh nhiệt độ trung bình Δt1 tk’hnI - t’’hnI 125 Δt2 tk’’hnI - t’hnI 75 Δt C (Δt1 - Δt2)/ln(Δt1/Δt2) 97,881 C C C C 15 Thành phần thể tích nước khói rH2O - Tra bảng 0,043 16 Thành phần thể tích khí nguyên tử rn - Tra bảng 0,183 17 Nồng độ tro bay khói μtr g/m3tc Tra bảng 2,660 Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 67 Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 18 Chiều dày hữu hiệu xạ S m Tra bảng 21 0,1154 19 Lực hút khí nguyên tử PnS mMn/m2 p.rn.S 0,024 20 Hệ số làm yếu xạ khí nguyên tử Kk - Tra tốn đồ trang 235 sách lò 1,5 21 Hệ số làm yếu xạ tro Ktr - Tra toán đồ trang 234 sách lò 0,0183 22 Lực hút khói có chứa tro KpS mMn/m2 (Kk.rn + ktr.μtr )pn.S 0,067 23 Độ đen phần không sáng ak - 1- (theo – 13 trang 24 sách TNLH ) 0,065 24 Nhiệt độ vách ống có bám tro tv C ttbhnI + 250C 262,5 25 Hệ số tán nhiệt xạ abx W/m2K 1,163.ak atbx (theo trang 252 sách LH1) 2,63 26 Hệ số bảm bẩn ε m2K/W Theo hình 5-4 trang 46 sách TNLH 0,004 27 Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách ađlkv W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 79,33 28 Hệ số truyền nhiệt K W/m2K 61,724 29 Diện tích bề mặt hấp thụ tính tốn HhnI m2 655 Sai lệch diện tích bề mặt hấp thụ tính tốn thiết kế hnI = 655 – 645,192 = 9,808 m2 sai số chấp nhận hoàn thành việc thiết kế hâm nước cấp I Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 68 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Thạc Sĩ Nguy ễn Duy PHẦN XIII BỘ SẤY KHƠNG KHÍ CẤP I Bộ sấy khơng khí cấp I chia làm đoạn dọc theo chiều đường khói Đoạn tách phần riêng rẽ Mục đích phòng bị ăn mòn việc thay dễ dàng Theo trang 110 sách lò Nguyễn Sĩ Mão ta dùng thép cacbon Φ 51 x 1,5 để chế tạo Theo trang 40 sách thiết bị trao đổi nhiệt Bùi Hải ta chọn bước ống:  Bước ống dọc S1 = 100 mm  Bước ống ngang S2 = 85 mm Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 69 GVHD: Thạc Sĩ Nguy ễn Duy 1360 3137 6227 3137 12800 3137 6227 3137 1480 1800 1658 1984 2080 Đồ án môn học: Lò Hơi Thiện Hình 1.7 MƠ TẢ CẤU TẠO CỦA BỘ SẤY KHƠNG KHÍ CẤP Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 70 Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 24: Đặc tính cấu tạo sấy khơng khí cấp I STT Tên đại lượng 10 11 12 13 14 15 16 17 Đường kính ống Chiều dày ống Bước ống ngang Bước ống dọc Bước ống ngang tương đối Bước dọc ngang tương đối Số cụm ống theo chiều rộng đường khói Chiều rộng cụm ống Chiều sâu cụm ống Khoảng cách từ tâm ống đến vách Số dãy ống ngang cụm ống Số dãy ống dọc cụm ống Số ống cụm ống Chiều dài ống Tiết diện đường khói Chiều rộng đường khói Tiết diện đường khơng khí 18 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Kí hiệu dn Δ S1 S2 σ1 σ2 Nc a1 b1 e Đơn vị Cơng thức tính, sở chọn Kết mm mm mm mm Cụm m m mm Chọn Chọn Chọn Chọn S1/dn S2/dn Chọn Chọn Chọn Chọn 51 1,5 100 85 1,96 1,67 1,95 60 Zn Zd Z L Fk a Fkk dãy dãy ống m m2 m m2 20 35 683 8,24 5,255 7,8 30,653 HskkI m2 (a1 – 2e )/S1 +1 (b1 – 2e )/S2 +1 Zn.Zd – Zd/2 Giả thiết Π.dtr2.Nc.Z/4 Thiết kế l.a – l.dn.nc.Zn (ta tính cho đoạn có đoạn vậy) Π.dtb.l.nc.Z Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 71 3534,333 Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện Bảng 25: Tính truyền nhiệt sấy khơng khí cấp I STT Kí hiệu QsI tk’sI Tên đại lượng Lượng nhiệt hấp thụ BSKK cấp I Nhiệt độ đầu vào khói trước BSKK cấp I Nhiệt độ đầu khói sau BSKK cấp I Nhiệt độ trung bình khói Thể tích khói cháy kg nhiên liệu tk’’sI tktbsI Vkh Tốc độ trung bình khói qua cụm ống ωkh Nhiệt độ khơng khí đầu vào BSKK cấp I tkk’sI Nhiệt độ không khí đầu BSKK cấp II 10 Đơn vị kW C Cơng thức tính, sở chọn Tra bảng phân phối nhiệt tk’sI = t’’hnI Kết 7529,899 251 C C m3 Tra bảng phân phối nhiệt 0,5(tk’sI + tk’’sI) tra bảng 133 192 8,667 m/s (1 + ) 11,127 Chọn ban đầu 30 tkk’’sI Nhiệm vụ thiết kế 240 Nhiệt độ trung bình khơng khí tkk tbsI 0,5(tkk’sI + tkk’’sI ) 135 Độ chênh nhiệt độ trung bình Δt1 tk’sI - tkk’’sI 60 Δt2 tk’’sI – tkk’sI 105 Δt C (Δt1 - Δt2)/ln(Δt1/Δt2) 80,412 0 C C C C C 11 Thành phần thể tích nước khói rH2O - Tra bảng 0,043 12 Thành phần thể tích khí nguyên tử rn - Tra bảng 0,179 13 Hệ số sử dụng bề mặt đốt ɛ W/m2K Bảng 6.3 tính nhiệt lò cơng nghiệp 0,84 14 Hệ số tản nhiệt từ khói đến vách ađlkv W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 89 15 Tốc độ trung bình khơng khí ωkk m/s (1 + )(β’’sI + ) 16 Hệ số tản nhiệt đối lưu phía khơng khí αkk W/m2K 1,163.Cs.Cs2.Cvl.αtđl (theo trang 255 sách lò 1, NSM) 48,96 Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 72 Đồ án mơn học: Lò Hơi GVHD: Thạc Sĩ Nguyễn Duy Thiện 17 Hệ số truyền nhiệt K W/m2K 18 Diện tích bề mặt hấp thụ tính tốn HsI m2 ɛ 3533,321 Sai lệch nhiệt độ khói thải tính tốn với u cầu thai = 133 – 130 = 30C Sai lệch diện tích bề mặt hấp thụ tính tốn so với thiết kế sI = 3533,321 - 353,333 = -1,0120C Các sai số nằm phạm vi cho phép hoàn thành việc tính tốn sấy khơng khí cấp I Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt 26,502 Page 73 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Thạc Sĩ Nguy ễn Duy PHẦN XIV KẾT QUẢ THIẾT KẾ Sau q trình thiết kế, tính tốn ta thu thơng số dòng mơi chất phù hợp với nhiệm vụ thiết kế nêu Các thơng số nhiệt độ dòng mơi chất thể hình vẽ Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 74 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Thạc Sĩ Nguy ễn Duy HÌNH 1.8 MƠ TẢ NHIỆT ĐỘ TÍNH TỐN CỦA CÁC DỊNG MƠI CHẤT Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 75 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Thạc Sĩ Nguy ễn Duy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lò tập & tập : GS TSKH Nguyễn Sĩ Mão, nhà xuất khoa học kỉ thuật [2] Tính nhiệt lò cơng nghiệp: TS Nguyễn Công Hân, TS Đỗ Văn Thắng, TS Trương Ngọc Tuấn [3] Tính nhiệt lò hơi: PGS.TS Hồng Ngọc Đồng [4] Đồ án mơn học lò hơi: GS TSKH Nguyễn Sĩ Mão [5] Truyền nhiệt : PGS TS Bùi Hải, TS Trương Nam Hưng [6] Thiết bị trao đổi nhiệt: PGS TS Bùi Hải [7] Nhiệt động kỉ thuật: PGS TS Bùi Hải Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 76 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Thạc Sĩ Nguy ễn Duy MỤC LỤC Sinh viên thực hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 77 ... hiện: Hoàng Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy Trong thiết kế chọn lò đốt bột than buồng lửa phun, thải xỉ khơ bao Bố trí đường khói theo... Page 12 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy PHẦN III CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI Lập phương trình cân nhiệt cho lò xây dựng phương trình biểu diễn cân nhiệt lượng đưa vào lò với... Trung Hiếu - Lớp D9 – Nhiệt Page 14 Đồ án mơn học: Lò Hơi Thiện GVHD: Th ạc Sĩ Nguy ễn Duy Vì: lò đốt than bột cháy theo lửa, thải xỉ khô theo trang 47 sách lò ta bỏ qua tổn thất này: q6 =0 3.3.5