BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ – NĂM 2007 Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt khí thải, tăng hiệu suất lò tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW” Ký hiệu: 151-07.RD/HĐ-KHCN 6820 25/4/2008 Hà Nội – Năm 2007 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ – NĂM 2007 Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt khí thải, tăng hiệu suất lò tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW” Ký hiệu: 151-07.RD/HĐ-KHCN Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Cơ khí Chủ nhiệm đề tài: Phạm Văn Quế Hà Nội – Năm 2007 BỘ CÔNG NGHIỆP VIỆN NGHIÊN CỨU CƠ KHÍ BẢN VẼ THIẾT KẾ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ CẤP BỘ – NĂM 2007 Tên đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt khí thải, tăng hiệu suất lò tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW” Ký hiệu: 151-07.RD/HĐ-KHCN Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Nghiên cứu Cơ khí Chủ nhiệm đề tài: Phạm Văn Quế Hà Nội – Năm 2007 MỤC LỤC Trang Mở đầu Chương I Tổng quan thiết bị sấy không khí tổ hợp thiết bị lò I.1 Tổng quan thiết bị sấy không khí lò I.2 Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt (bộ sấy tĩnh) I.3 Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt (bộ sấy quay) 11 Chương II Tính toán - thiết kế sấy không khí kiểu hồi 22 nhiệt (dạng quay) II.1 Mô tả chung sấy không khí kiểu hồi nhiệt (dạng 22 quay) II.2 Cơ sở tính toán sấy không khí 24 II.3 Các thông số sấy không khí loại hồi nhiệt 28 tính toán sấy II.3.1 Các thông số kỹ thuật lò 28 II.3.2 Các thông số sấy không khí 29 II.3.3 Tính toán sấy không khí kiểu quay 30 Chương III Cấu tạo quy trình công nghệ chế tạo môđul 35 sấy không khí III.1 Cấu tạo sấy không khí loại hồi nhiệt (dạng quay) 35 III.2 Sơ đồ công nghệ chế tạo khối trao đổi nhiệt 39 sấy không khí loại hồi nhiệt III.2.1 Sơ đồ công nghệ chế tạo trao đổi nhiệt 39 III.2.2 Sơ đồ công nghệ chế tạo ngăn 40 III.2.3 Sơ đồ công nghệ chế tạo khung vỏ khối trao đổi 41 nhiệt III.2.4 Sơ đồ công nghệ lắp ráp tổ hợp khối trao đổi nhiệt 42 Chương IV Đề xuất giải pháp công nghệ giảm thiểu mức độ 44 mòn hỏng thiết bị IV.1 Tình trạng tượng rò rỉ thiết bị dẫn đến mòn 44 hỏng IV.2 Giải pháp đề xuất 56 Kết luận đề xuất 59 • Một số hình ảnh chế tạo 01 môđun sấy không khí 61 • Bản vẽ khối trao đổi nhiệt 68 • Tài liệu tham khảo 69 • Phụ lục 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lò (Tập 1, tập 2) – GS.TSKH Nguyễn Sỹ Mão – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2006 Sổ tay tính nhiệt lò (phương pháp tiêu chuẩn) – Nhà xuất Năng lượng quốc gia – Mockva 1957 (tiếng Nga) – Tái (tiếng Anh) 1998 Tính nhiệt lò – Giáo trình Đại học Bách Khoa Hà Nội 1986 Quá trình buồng lửa – Giáo trình Đại học Bách Khoa Hà Nội 1986 Lý thuyết cháy thiết bị cháy – GS.TSKH Nguyễn Sỹ Mão – Nhà xuất Khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2002 Sổ tay tính khí động lò – Nhà xuất Năng lượng quốc gia – Mockva 1964 Lò công nghiệp - Trường ĐH Điện lực: Đàm Xuân Hiệp, Bàng Bích, Đỗ Văn Thắng, Trương Ngọc Tuấn, Trương Huy Hoàng - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Truyền nhiệt - Đặng Quốc Phú, Trần Thế Sơn, Trần Văn Phú - Nhà xuất Giáo dục Thiết bị trao đổi nhiệt - PGS.TS Bùi Hải, TS Dương Đức Hồng, TS Hà Mạnh Thư - Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 2001 THÀNH VIÊN NHÓM ĐỀ TÀI Phạm Văn Quế Phan Hữu Thắng Kỹ sư Gia công áp lực Viện Nghiên cứu Cơ khí Kỹ sư Công nghệ chế tạo máy Viện Nghiên cứu Cơ khí Công ty CP Nhiệt điện Trương Mạnh Bình Kỹ sư chế tạo máy Nguyễn Văn Thủy Kỹ sư điện Đào Hữu Mạnh Kỹ sư Gia công áp lực Viện Nghiên cứu Cơ khí Võ Văn Hòa Kỹ sư Gia công áp lực Viện Nghiên cứu Cơ khí Ngô Đăng Hoàng Ngô Hữu Hùng Kỹ sư Công nghệ chế tạo máy Kỹ sư Công nghệ hàn Phả Lại Công ty CP Nhiệt điện Phả Lại Viện Nghiên cứu Cơ khí Viện Nghiên cứu Cơ khí Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt khí thải, tăng hiệu suất lò tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW” MỞ ĐẦU Bộ sấy không khí dạng thiết bị truyền nhiệt nằm phia sau lò để tận dụng nhiệt khói sau khỏi lò hơi, sấy không khí có tác dụng nâng cao hiệu suất hoạt động lò Chính mà sấy không khí gọi “bộ tiết kiệm than” nhà máy nhiệt điện đốt than Theo xu hướng phát triển kinh tế giới, nhu cầu sử dụng điện ngày cao, từ phải xây dựng thêm nhiều nhà máy điện (trong có nhà máy nhiệt điện đốt than) để phục vụ đời sống sản xuất Trong nhà máy nhiệt điện, sấy không khí thiết bị phụ thiết bị phụ quan trọng, thiếu chiếm tỷ lệ đáng kể nhà máy điện đốt than Chính vậy, nước phát triển có công nghiệp tiên tiến nghiên cứu, thiết kế cho đời thiết bị có tính tối ưu nhằm làm tăng hiệu kinh tế Hiện giới có nhiều hãng chế tạo thiết bị lò cho nhà máy nhiệt điện Các tập đoàn lớn, công ty chế tạo thiết bị cho lò có nhiều năm kinh nghiệm sản xuất như: ABB, FUJITSU, Điện khí Thượng Hải, nhà máy thuộc Nga, Ukraine, Trên giới, sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nghiên cứu chế tạo có dạng: dạng quay (kiểu hồi nhiệt) dạng tĩnh (kiểu thu nhiệt) Với trình độ lực chuyên môn hoá cao, việc nghiên cứu chế tạo chủng loại sấy không khí nước có khoa học phát triển giới không ngừng cải tiến, tối ưu hoá để nâng cao hiệu suất thu hồi nhiệt khí thải lò Ở nước ta nhiều năm qua, đặc biệt khoảng 10 năm trở lại ngành công nghiệp lượng Nhà nước trọng đầu tư phát triển có bước tiến đáng kể, tốc độ tiêu thụ lượng tăng 8,6%/năm năm 1996-2000 năm 2003 12% góp phần quan CNĐT - KS Phạm Văn Quế - TT GCAL-NARIME/2007 Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt khí thải, tăng hiệu suất lò tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW” trọng vào công đổi phát triển đất nước Hiện nước ta hầu giới, lượng điện nhà máy nhiệt điện sản xuất chiếm tỷ lệ lớn tổng số điện sản xuất toàn quốc Trong trình sản xuất nhà máy điện, lò khâu quan trọng bao gồm nhiều thiết bị, có sấy không khí Ở Việt Nam nay, có nhiều nhà máy nhiệt điện đốt than xây dựng vào sản xuất từ nhiều năm qua như: - Nhà máy nhiệt điện Phả Lại - Nhà máy nhiệt điện Phả Lại - Nhà máy nhiệt điện Uông Bí - Nhà máy nhiệt điện Ninh Bình - Nhà máy nhiệt điện Uông Bí mở rộng, Tuy nhiên thiết bị sấy không khí nhà máy chủ yếu nhập nước như: Nga, Thuỵ Điển, Trung Quốc, Việc chế tạo nước dừng mức độ chế tạo số cụm chi tiết phần tử thiết bị theo thiết kế nước chế tạo theo mẫu sẵn có để phục vụ cho việc bảo dưỡng, sửa chữa Với tốc độ phát triển kinh tế nay, việc nhà máy điện xây dựng nhằm phục vụ cho sản xuất, kinh doanh sinh hoạt hướng phát triển quan trọng Nhà nước hoạch định Xuất phát từ yêu cầu thực tế góp phần phát triển lực ngành Cơ khí chế tạo nước, nhóm đề tài phòng Gia công áp lực - Viện Nghiên cứu Cơ khí đăng ký thực kế hoạch khoa học công nghệ năm 2007 với đề tài nhằm mục đích tạo tiền đề cho hướng phát triển công nghệ chế tạo tổ hợp thiết bị quan trọng lò nhà máy nhiệt điện có công suất đến 300MW, tiến tới thực mục tiêu nội địa hoá nhà máy nhiệt điện CNĐT - KS Phạm Văn Quế - TT GCAL-NARIME/2007 Đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt khí thải, tăng hiệu suất lò tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW” Sơ đồ tổng thể nhà máy nhiệt điện Chú thích: Tháp làm mát Bơm nước Đường dây tải điện Trạm biến áp Máy phát Tuabin áp thấp Bơm nước cấp Bình ngưng Tuabin trung áp 10 Điều tốc tuabin 11 Tuabin áp cao 12 Khử khí 13 Gia nhiệt nước 14 Băng tải than 15 Phễu 16 Máy nghiền CNĐT - KS Phạm Văn Quế - TT GCAL-NARIME/2007 17 Bao 18 Phễu tro 19 Hơi nhiệt 20 Quạt hút gió 21.Bộ gia nhiệt lại 22 Khí vào 23 Bộ hâm nước 24 Bộ sấy khí 25 Lọc bụi 26 Quạt khói 27 Ống khói KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Đề tài : ‘‘Nghiên cứu, thiết kế chế tạo sấy không khí hệ thống trao đổi nhiệt nhằm tận dụng nhiệt khí thải, tăng hiệu suất lò tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất tới 300MW ’’ dạng đề tài nghiên cứu có tính ứng dụng thực tiễn cao Việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo sấy không khí phục vụ cho nhà máy nhiệt điện góp phần thúc đẩy công CNH-HĐH đất nước, giúp đơn vị chủ động sản xuất, tiết kiệm giá thành chế tạo, tiến tới nội địa hóa dần thiết bị khí lớn * Đề tài hoàn thành đầy đủ mục tiêu đề : - Nghiên cứu tổng quan thiết bị sấy không khí - Đưa sở lý thuyết, tính toán truyền nhiệt sấy không khí loại hồi nhiệt - Bản vẽ kỹ thuật thiết kế môđun sấy không khí - Quy trình công nghệ chế tạo môđun sấy không khí - Giải pháp công nghệ đề xuất để giảm thiểu mức độ mòn hỏng điều kiện vận hành thực tế - Sản phẩm đề tài chấp nhận đưa vào lắp ráp vận hành Công ty Nhiệt điện Phả Lại * Đề xuất đề tài: Tại Việt Nam, Viện Nghiên cứu Cơ khí đơn vị triển khai nghiên cứu, thiết kế chế tạo thành công modul sấy không khí dạng quay đưa vào vận hành thực tế Với mong muốn đóng góp vào phát triển ngành khí chế tạo, nhóm đề tài xin đề xuất số ý kiến sau : - Tiếp tục cho phép đề tài nghiên cứu phát triển toàn diện sâu sấy không khí - Tạo điều kiện cho đề tài phát huy mạnh sau nghiên cứu thành công công nghệ chế tạo phần tử trao đổi nhiệt sấy không khí MỘT SỐ HÌNH ẢNH CHẾ TẠO 01 MODUL BỘ SẤY KHÔNG KHÍ Khuôn dập tạo prôfin lượn sóng Cắt pha thép trước dập tạo prôfin lượn sóng Tấm lượn sóng prôfin sau dập Khung vỏ khối trao đổi nhiệt Đồ gá ép hàn khối trao đổi nhiệt Môđun sấy không khí sau hoàn thiện B¶n vÏ chung B¶n vÏ trao ®æi nhiÖt