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 tỷ lệ chủ yếu tổng lượng điện toàn quốc Trong trình sản xuất điện năng, lò khâu quan trọng có nhiệm vụ biến đổi lượng tàng trữ nhiên liệu thành nhiệt Nó thiết bị thiếu nhà máy nhiệt điện, lò dùng rộng rãi ngành công nghiệp khác Trong lĩnh vực công nghiệp, lò dùng để sản xuất nước Hơi nước dùng làm chất tải nhiệt trung gian thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho sản phẩm NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CHẾ TẠO LÒ HƠI Sản lượng định mức: D = 75 t/h Áp suất đầu nhiệt: pqn = 6.4Mpa = 64 bar 3.Nhiệt độ đầu nhiệt: tqn = 445oC 4.Nhiệt độ nước cấp: tnc = 180oC 5.Nhiên liệu có thành phần sau: Clv Hlv Nlv Olv Slv Alv Qlv 84.71 10.71 0.64 0.8 3.01 0.13 39.9 Nhiệt trị thấp làm việc nhiên liệu: Qtlv = 39,9 MJ/kg = 39900 kJ/kg Tra bảng 2.5/22 [II] ⇒ dầu S (FO) gọi dầu nặng hay dầu mazut Chọn thông số sau: 6.Nhiệt độ không khí lạnh: tkkl = 30oC (trang 22 [II]) 7.Nhiệt độ không khí nóng: tkkn = 200oC 8.Nhiệt độ khói thải: θkht = 120oC CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH SƠ BỘ DẠNG LÒ HƠI 1.1 Chọn sơ dạng lò hơi: 1.1.1 Chọn phương pháp đốt cấu trúc buồng lửa Do nhiên liệu sử dụng dầu nên chọn loại buồng lửa phun Lò bố trí theo kiểu chữ Л Ở loại thiết bị nặng như: quạt gió, khử bụi, ống khói đặt vị trí thấp 1.2 Chọn dạng cấu trúc phận 1.2.1 Dạng cấu trúc pheston khác lò Kích thước cụ thể pheston sẻ xác định cụ thể sau xác định cụ thể cấu tạo buồng lửa cụm ống xung quanh Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa (trước pheston) chọn theo mục 1.3.2 1.2.2 Dạng cấu trúc nhiệt Chọn phương án sử dụng nhiệt đồi lưu tqn=445oC 1.2.3 Bố trí hâm nước sấy không khí Do buồng lửa đốt dầu nhiên liệu dể cháy nên nhiệt độ không khí nóng không cần cao lắm, chọ khoảng từ 150 – 200 oC Nên ta chọn hâm nước sấy không khí cấp BHN nhận nhiệt lượng nhiều nước chảy phía làm mát ống nên đặt trước BSKK (ở vùng khói có nhiệt độ cao hơn) 1.2.4 Đáy buồng lửa Do đốt nhiên liệu lỏng nên ta chọn đáy buồng lửa có dạng đáy 1.3 Nhiệt độ khói không khí 1.3.1 Nhiệt độ khói thoát khỏi lò (θth) Là nhiệt độ khói khỏi BSKK tra bảng 1.1 [I] với nhiên liệu rẻ tiền, chọn θth = 120oC nhờ sau sử dụng nhiên liệu đắt tiền, chất lượng cao vần hoạt động tốt 1.3.2 Nhiệt độ khói khỏi buồng lửa (θ”th) Là nhiệt độ khói trước cụm pheston Chọn theo phân tích kinh tế kỹ thuật (không lớn 1150oC) Chọn θ”th = 1100oC 1.3.3 Chọn nhiệt độ không khí nóng Được lựa chọn loại nhiên liệu phương pháp đốt phương pháp thải xỉ Do buồng lửa đốt dầu nhiên liệu dể cháy nên nhiệt độ không khí nóng không cần cao lắm, chọ khoảng từ 250 – 300oC  Chọn tkkn= 250oC Sơ đồ cấu tạo tổng thể lò Chú thích: Buồng lửa 7: Bộ nhiệt đối lưu Dàn ống sinh 6: Cụm pheston Vòi phun nhiên liệu+không khí 9: Bộ hâm nước Ống nước xuống 10:Khoảng trống để vệ sinh sửa chữa Bao 11: Bộ sấy không khí CHƯƠNG II TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU 2.1 Tính thể tích không khí lý thuyết Được tính cho kg nhiên liệu lỏng : V0kk = 0,0889 ( Clv + 0,375 Slv ) + 0,265 Hlv – 0,033 Olv [m3tc/kg] = 0,0889 (84.71 + 0,375 3,01) + 0,265 10,71 – 0,033 0,8 = 10,443 m3tc/kg 2.2 Thể tích sản phẩm cháy 2.2.1 Thể tích sản phẩm cháy lý thuyết Khi cháy kg nhiên liệu lỏng : - Theo 2.3/15[3] VRO2 = VCO2 + VSO2 = 0,01866 ( Clv + 0,375Slv ) , m3/kg = 0,01866 ( 84,71 + 0,375 3,01 ) = 1,602 [m3tc/kg] - Theo 2.4/15[3] V0N2 = 0,79.V0KK + 0,008.Nlv = 0,79.10,443 + 0,008.0,64 = 8,225 [m3tc/kg] - Theo 2.5/15[3] V0H2O = 0,111.Hlv + 0,0124.Wlv + 0,0161V0KK + 1,24.Gph , m3tc/kg = 0,111.10,71 + 0,0124 + 0,0161 10,443 + ,m3tc/kg = 1,357 [m3tc/kg] Trong Gph lượng để phun dầu vào lò ,đối với vòi phun kiểu khí Gph = - Theo 2.6/16[3] Thể tích khói khô lý thuyết : V0kkho = VRO2 + V0N2 = 1,602 + 8,225 = 9,827 [m3tc/kg] - Theo 2.7/15[3] Thể tích khói lý thuyết : V0K = V0kkho + V0H2O = 9,827 + 1,357 = 11,184 [m3tc/kg] 2.2.2 Thể tích sản phẩm cháy thực tế 2.2.2.1 Thể tích nước - Theo 2.11/16[3] VH2O = V0H2O + 0,0161 (α - ) V0KK , m3tc/kg 2.2.2.2 Thể tích khói thực : VK = Vkkhô + VH2O = V0kkho + (α - ) V0KK + VH2O , m3tc/kg 2.2.2.3 Phân thể tích khí - Khí nguyên tử : Theo 2.14a/16[3] Ta có : rRO2 = VRO2/VK - Hơi nước : Theo 2.14b/16[3] Ta có : rH2O = V0H2O/VK 2.2.3 Hệ số không khí thừa: Hệ số không khí thừa phụ thuộc vào loại buồng lửa, nhiên liệu đốt, phương pháp đốt điều kiện vận hành Theo 1-4/12[1], Với lò buồng lửa phun dầu ta chọn α = α”bl = 1,1 Hệ số không khí lọt vào phần tử lò chọn sau ( bảng 2.1/17 [III] ) Hệ số không khí lọt ∆α STT Các phận lò Buồng lửa phun 0.05 Feston Bộ nhiệt (BQN) cấp 0,03 Bộ nhiệt cấp 0,03 Bộ hâm nước 0,02 Bộ sấy không khí 0,05 Hệ số không khí thừa nơi buồng lửa xác định cách cộng hệ số không khí thừa buồng lửa với hệ số không khí lọt vào phận khảo sát, tính sau: α’' = α’ + ∆ α Ta có bảng hệ số không khí thừa: STT Các phận lò Hệ số khí thừa Đầu vào α’ Đầu α” Buồng lửa 1,1 Cụm Feston 1.1 1.1 BQN cấp 1,1 1,13 BQN cấp 1,13 1,16 BHN 1,16 1,18 BSKK 1,18 1,23 BẢNG 1: ĐẶC TÍNH SẢN PHẨM CHÁY ST T 2.3 Tên Ký Công Đơn đại hiệu thức tính vị lượng Hệ số không khí α" thừa đầu Hệ số không khí (α" + α thừa α')/2 trung bình Lượng không (α Vthừa m3tc/kg khí 1)V0kk thừa Thể tích V0H2O + VH2O 0,0161(α m3tc/kg nước - 1)V0kk thực tế Thể VH2O + tích V0N2 + VK m3tc/kg khói VRO2 + (α thực tế - 1)V0kk Phân thể tích rH2O rH2O nước thực tế Phân thể tích rRO2 rRO2 khí nguyê n tử Phân thể rH2O + tích rn rRO2 khí BL&festo n BQN2 BQN1 BHN2 BSKK BHN1 BSKK 1.1 1.13 1.16 1.18 1.21 1.23 1.26 1.075 1.115 1.145 1.17 1.195 1.22 1.245 1.044 1.358 1.671 1.88 2.193 2.402 2.715 1.374 1.379 1.384 1.387 1.392 1.396 1.401 12.275 12.58 12.90 13.111 13.424 13.63 13.94 0.112 0.11 0.107 0.106 0.104 0.102 0.1 0.131 0.127 0.124 0.122 0.119 0.118 0.115 0.243 0.237 0.231 0.228 0.223 0.22 0.215 Tính entanpi không khí khói Entanpi không khí lý thuyết cần thiết cho trình cháy: Iokk = V0kk(Cpθ)kk ,[kJ/kg] đó: V0kk – thể tích không khí lý thuyết, m3tc/kg BẢNG 2: ENTANPI CỦA KHÓI VÀ KHÔNG KHÍ LÝ THUYẾT Nhiệt độ o C (Cθ)RO2 kJ/m3tc (Cθ)N2 kJ/m3tc (Cθ)H2O kJ/m3tc (Cθ)kk kJ/m3tc I0RO2 kJ/kg I0N2 kJ/kg I0H2O kJ/kg I0K kJ/kg I0kk kJ/k 100 174.698 129.007 149.828 129.861 279.866 1064.953 203.317 1548.136 1356.1 200 358.992 260.228 304.652 262.124 575.105 2148.182 413.413 3136.7 2737.3 300 552.882 393.663 464.472 396.789 885.717 3249.688 630.289 4765.694 4143.6 400 756.368 529.312 629.288 533.856 1211.702 4369.471 853.944 6435.117 5575.0 500 969.45 667.175 799.1 673.325 1553.059 5507.53 8144.968 7031.5 600 1192.128 807.252 973.908 815.196 1909.789 6663.865 9895.247 8513.0 949.543 1153.712 959.469 2281.892 7838.477 1094.04 1240.76 1338.51 1528.30 1106.144 2669.368 9031.366 1255.22 3072.216 10242.53 2178.8 1389.7 1723.1 1406.7 3490.438 11471.974 2449.45 2729.71 3019.56 3319.00 1540.84 1694.20 1849.78 2007.57 2167.57 2329.79 2494.22 2660.86 1922.88 2127.67 2337.45 1560.58 1716.86 1875.54 2036.63 2200.12 2366.01 2534.30 2705.00 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1424.40 1666.27 1917.73 3628.05 3946.68 4274.92 4612.75 2552.228 2772 2996.76 3226.53 3461.29 3924.032 4372.999 12719.69 13985.68 4837.338 15269.959 5317.051 5812.136 6322.594 16572.50 17893.33 19232.43 6848.425 20589.811 7389.629 21965.46 1084.37 1321.59 1565.58 1816.36 2073.91 2338.24 2609.35 2887.25 3171.92 3463.37 3761.60 4066.61 4378.40 4696.97 11685.956 10019 13517.09 15388.66 17300.65 19253.08 21245.93 23279.21 25352.93 27467.07 29621.64 11551 13108 14690 16297 17929 19586 21268 22975 24708 31816.64 26465 34052.06 28248 1900 4960.17 2829.72 3701.04 2878.10 7946.205 2000 5317.2 3000.8 3945.8 3053.6 8518.154 5683.81 6060.03 3174.08 3349.58 4195.54 4450.29 3231.50 9105.476 2100 2200 3411.804 9708.171 23359.39 24771.60 26202.08 27650.84 Cp – nhiệt dung riêng không khí, kJ/m3tc Cp = 1,2866 + 0,0001201.t θ - nhiệt độ không khí, oC Entanpi khói lý thuyết: I Ko = VRO2 (Cθ ) RO2 + VHo2O (Cθ ) H 2O + V No2 (Cθ ) N Trong đó: C – nhiệt dung riêng, kJ/kgđộ θ - nhiệt độ chất khí, oC Entanpi khói thực tế: I K = I Ko + (α −1) I kko + I tr = I Ko + (α −1) I kko , [kJ / kg ] , [kJ / kg ] 5022.32 5354.45 5693.35 6039.04 36327.92 38644.20 41000.92 43398.06 30056 31888 33746 35629 1 BẢNG 3: ENTANPI CỦA SẢN PHẨM CHÁY Hệ số không khí thừa 1.07 1.11 1.14 1.19 1.17 1.22 α 5 5 BL BS BQ BQ BH BH Thông số &fes KK N2 N1 N2 N1 ton Ent an I0kk I0K Itr IK pi Nh kJ/k kJ/k kJ/ kJ/k kJ/k kJ/k kJ/k kJ/k kJ/k iệt g g kg g g g g g g độ 135 154 170 174 177 181 184 10 80 1649 6.13 8.13 4.09 4.77 8.67 2.58 6.48 846 6 273 16 345 353 360 367 373 20 313 3342 7.36 1.49 3.61 2.05 0.48 8.91 6.7 002 1 7 414 476 26 524 536 547 557 567 30 5076 3.66 5.69 2.21 6.52 0.11 3.70 7.30 469 6 557 643 707 738 752 40 36 6853 724 766 5.05 5.11 6.24 2.87 2.25 0 246 3.5 1.63 703 814 45 895 934 951 969 50 8672 916 1.53 4.96 3.59 0.32 6.11 1.90 333 4.54 851 989 56 1053 108 111 113 117 60 115 3.09 5.24 3.72 74.2 29.6 42.4 68.1 55.3 53 45 73 27 100 116 66 1243 128 131 133 136 138 70 19.7 85.9 7.43 38.2 38.8 89.3 39.8 90.2 35 56 26 18 11 04 98 115 135 76 1438 148 151 154 157 160 80 51.4 17.0 3.45 45.5 92.0 80.8 69.6 58.4 62 95 13 57 44 17 1.24 1.26 BS Khó KK i thải kJ/k g kJ/k g 190 188 0.73 0.39 380 384 7.35 8.41 578 584 0.89 3.04 780 788 1.00 4.63 986 997 7.69 3.16 119 121 80.9 08.6 55 51 141 142 40.7 91.0 91 87 163 165 47.2 20.4 03 75 90 10 00 11 00 12 00 13 00 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 19 00 20 00 21 00 131 08.2 73 146 90.1 68 162 97.1 47 179 29.2 11 195 86.3 58 212 68.5 229 75.9 05 247 08.3 05 264 65.7 89 282 48.3 57 300 56.0 09 318 88.7 45 337 46.5 65 153 88.6 62 173 00.6 59 192 53.0 83 212 45.9 37 232 79.2 19 253 52.9 31 274 67.0 72 296 21.6 41 318 16.6 340 52.0 67 363 27.9 23 386 44.2 09 410 00.9 23 87 98 10 96 12 06 13 58 15 82 17 55 18 75 20 65 21 85 23 85 25 14 26 40 1637 1.78 1840 2.42 2047 5.36 2259 0.62 2474 8.19 2694 8.07 2919 0.26 3147 4.76 3380 1.57 3617 0.69 3858 2.12 4103 5.86 4353 1.91 168 96.1 13 189 90.0 28 211 27.2 55 233 07.7 96 255 31.6 277 98.8 19 301 09.3 01 324 63.0 96 348 60.2 06 373 00.6 28 397 84.3 64 423 11.4 15 448 81.7 78 172 89.3 62 194 30.7 33 216 16.1 69 238 45.6 73 261 19.2 41 284 36.8 77 307 98.5 78 332 04.3 45 356 54.1 79 381 48.0 79 406 86.0 44 432 68.0 77 458 94.1 75 176 17.0 68 197 97.9 88 220 23.5 98 242 93.9 03 266 08.9 289 68.5 91 313 72.9 76 338 22.0 53 363 15.8 24 388 54.2 88 414 37.4 45 440 65.2 96 467 37.8 39 179 44.7 75 201 65.2 42 224 31.0 27 247 42.1 33 270 98.5 59 295 00.3 06 319 47.3 73 344 39.7 369 77.4 69 395 60.4 97 421 88.8 45 448 62.5 14 475 81.5 03 182 72.4 82 205 32.4 96 228 38.4 55 251 90.3 63 275 88.2 18 300 32.0 21 325 21.7 71 350 57.4 68 376 39.1 14 402 66.7 06 429 40.2 45 456 59.7 33 484 25.1 67 186 00.1 89 208 99.7 232 45.8 84 256 38.5 94 280 77.8 77 305 63.7 36 330 96.1 69 356 75.1 76 383 00.7 58 409 72.9 14 436 91.6 45 464 56.9 52 492 68.8 31 187 96.8 13 211 20.1 03 234 90.3 41 259 07.5 32 283 71.6 72 308 82.7 64 334 40.8 07 360 45.8 386 97.7 45 413 96.6 441 42.4 85 469 35.2 83 497 75.0 22 00 356 433 4607 474 485 494 503 512 521 526 27 29.4 98.0 0.27 95.4 64.3 55.0 45.8 36.5 27.2 61.7 62 69 66 55 39 76 12 49 86 28 CHƯƠNG III TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI 3.1 Lượng nhiệt đưa vào lò Lượng nhiệt đưa vào lò tính cho kg nhiên liệu rắn tính cho m tc nhiên liệu khí Gọi Qđv lượng nhiệt đưa vào lò tính theo công thức sau: Qđv = Qtlv + Qnkk + Qnl + Qph + Qđ ,[kJ/kg] Với: Qtlv – nhiệt trị thấp làm việc nhiên liệu,kJ/kg Qnl – nhiệt vật lý nhiên liệu đưa vào lò, kJ/kg.Qnl bé nên ta bỏ qua Q nkk – nhiệt không khí mang vào, tính không khí sấy nóng trước nguồn nhiệt bên lò.Ở không khí sấy khói lò BSKK nên Qnkk = Qph – nhiệt lượng dùng phun nhiên liệu vào lò Đối với vòi phun dầu kiểu khí Gph = nên Qph = Qđ – lượng nhiệt tổn thất việc phân hủy cacbonat đốt đá dầu nhiên liệu dầu nên Qđ = Vì ta có : Qđv = Qtlv = 39900 kJ/kg Mặt khác: Qđv = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 , kJ/kg Với : Q1 – lượng nhiệt hữu ích cấp cho lò để sản xuất hơi, kJ/kg Q2 – tổn thất nhiệt khói thải mang lò , kJ/kg Q3 – lượng nhiệt tổn thất cháy không hoàn toàn hóa học, kJ/kg Q4 – lượng nhiệt tổn thất cháy không hoàn toàn học, kJ/kg Q5 – lượng nhiệt tổn thất tỏa nhiệt môi trường xung quanh lò hơi, kJ/kg Q6 – lượng nhiệt tổn thất xỉ mang ngoài, kJ/kg 3.2 Nhiệt hữu ích cấp cho lò để sản xuất Q1 kJ/kg Q1 = Dqn (iqn − inc ) B Trong đó: Dqn: sản lượng nhiệt kg/h iqn : entanpi nhiệt, kJ/kg inc : entanpi nước vào hâm nước , kJ/kg B: lượng nhiên liệu tiêu hao giờ, kg/h 3.3 Các tổn thất nhiệt lò 3.3.1 Tổn thất nhiệt cháy không hoàn toàn măt học Q4 kJ/kg Khi đốt nhiên liệu lỏng q4 q4 = 0% 3.3.2 Tổn thất nhiệt khói thải mang Q2 kJ/kg Q2 = o ( I th − I kkl )(100 − q ) 100 , [kJ / kg ] o ( I th − α th I kkl )(100 − q4 ) Q2 q2 = 100 = Qdv Qdv * Xác định entanpi khói thải Ith – entanpi khói thải, kJ/kg với θth=1200C Dựa vào bảng (5) ta tính gần phương pháp nội suy kết sau: Ith = 2290,27 kJ/kg Iokk = Vokk(C θ)kk Theo TL [III] trang 18 ta tính nhiệt dung riêng không khí lạnh 30oC: Ckk = 1,2866 + 0,0001201.θ = 1,2866 + 0,0001201.30 = 1,29 kJ/m3tcoC Iokk = 10,443.1,29.30 = 404,144 kJ/kg => Q2 = o ( I th − I kkl )(100 − q4 ) (2290, 27 − 404,144).(100 − 0) = = 1886,13[kJ / kg ] 100 100 q2 = Nên Q2 1886,13 100 = 100 = 4, 7% Qdv 39900 3.3.3 Lượng nhiệt tổn thất cháy không hoàn toàn hóa học Q3, kJ/kg Với lò buồng lửa phun đốt dầu, chọn q3 = 0,5% (theo bảng 19 [III]) Q3 = Vậy q2 Qdv 0,5.39900 = = 199,50kJ / kg 100 100 3.3.4 Tổn thất nhiệt môi trường xung quanh Q5 kJ/kg q5 xác định theo đồ thị q5 = f(D) hình 3-1 trang 29 TL [III], với D = 75 t/h ta q5 = 0,75 % Q5 = 299,25 kJ/kg 3.3.5 Tổn thất nhiệt xỉ mang Q6 q6=0 đốt nhiên liệu lỏng ( Vì lò đốt dầu nên coi xỉ ) 3.4 Hiệu suất lò lượng tiêu hao nhiên liệu 3.4.1 hiệu suất nhiệt lò Ta có: tổng tổn thất lò hơi: Σq = q2+q3+q4+q5+q6 = 4,7+0,5+0+0,75+0 =5,95 % Do hiệu suất lò ηt =100- 5,575 = 94,05 % 3.4.2 Lượng tiêu hao nhiên liệu lò B= Q1 100 ,[kg / h] ηlh Qtlv đó: Q1 – nhiệt lượng hữu ích lò, xác định công thức sau: Q1 = D(i”qn – i’nc) , [kJ/h] Với: D = 75 t/h = 75.103 kg/h Theo bảng nước chưa sôi nhiệt trang 285– nhiệt động kỹ thuật ( Phạm Lê Dần), dùng phương pháp nội suy, ta xác định được: i” qn (pqn = 64 bar, tqn = 445oC) = 3280,532 kJ/kg Tra bảng nước nước bão hòa theo nhiệt độ i’nc(pnc, tnc = 180oC) = 763,1 [kJ/kg] B= Vậy 75.103 (3280,532 − 763,1) 100 = 5031 kg / h = 5, 031 t / h 94, 05.39900 3.4.3 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính toán lò Bt = B 100 − q4 100 − = 5, 031 = 5, 031 t / h 100 100 CHƯƠNG IV THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 4.1 Xác định kích thước hình học buồng lửa Nhiệm vụ tính nhiệt buồng lửa xác định lượng nhiệt hấp thụ buồng lửa, diện tích bề mặt dàn ống hấp thụ nhiệt xạ thể tích buồng lửa đảm bảo làm giảm nhiệt độ sản phẩm cháy đến giá trị quy định 4.1.1 Thể tích buồng lửa Vbl [m3] Thể tích buồng lửa giới hạn mặt phẳng qua trục ống sinh Thiết kế buồng lửa phải đảm bảo cho trình cháy diễn tốt cháy kiệt nhiên liệu với hệ số không kí thừa nhỏ Khi bề mặt hấp thụ nhiệt xạ buồng lửa bé nhiệt khói thải khỏi buồng lửa lớn Nếu nhiệt độ lớn nhiệt độ nóng chảy tro tro sẻ chảy lỏng bám lại ống trao đổi nhiệt Nhưng lò đốt dầu nồng độ tro bay khói thấp.Tuy nhiên tỷ lệ hấp thụ nhiệt buồng lửa hay bề mặt hấp thụ nhiệt buồng lửa phải chọn thỏa đáng Khi kích thước buồng lửa lớn chi phí xây dựng lớn phải tăng chi phí cho bảo ôn, khung lò ,ống trao đổi nhiệt.Vì để giảm giá thành buồng lửa phải giảm thể tích buồng lửa tới mức tối thiểu tức phải chọn q v mức cho phép Nhưng qv lớn q3 q4 tăng dần lên.Vì chọn q v phải dựa vào tiêu kinh tế phải đảm bảo kỹ thuật Xác định thể tích buồng lửa trước hết ta phải xác định nhiệt thể tích buồng lửa lv qv = Btt × Qt , kw / m Vbl Vbl Btt × Qt , m3 qv lv Trong : Btt = : lượng nhiên liệu tiêu hao kg/s Qtlv : nhiệt trị thấp làm việc nhiên liệu Trong nhiệt thể tích buồng lửa chọn theo dạng buồng lửa, buồng lửa đốt dầu nên chọn qv =290 kw/m3 Vậy: Vbl = 1, × 39900 = 193m3 290 4.1.2 Tiết điện ngang buồn lửa Bt × Qt q fbl = lv tt f , m2 Nhiệt tính toán qtlv phụ thuộc vào dạng nhiên liệu, phương pháp đốt công suất nhiệt buồng lửa Theo Bảng 4-1b, Chọn qf =9300 kW/m2  qftt =(0.7 ÷ 0.9) qf =0.8x9300=7440 kW/m2 Bt × Qt lv tt Vậy fbl = q f = 1, × 39900 7440 = 7,5 m2 4.1.3 Xác định kích thước buồng lửa 4.1.3.1 Chiều sâu buồng lửa b: Chiều sâu phải đảm bảo chiều sâu tối thiểu để lửa không đập vào tường đói diện Khi đốt dầu mazut, ta lấy b = (5÷7)Dv, Dv đường kính lỗ đặt vòi phun tường buồng lửa Theo bảng 4-2 [III], với công suất định mức lò Dđm = 75 t/h, ta có Dv = 750 mm Nhưng vòi phun khí – mazut, Dv giảm 1,3 – 1,4 lần Nên ta chọn Dv = 750/1,3= 577 mm = 0,577 m b = x Dv = x 0,577 = 4,1 m Vậy chiều sâu buồng lửa : b=4,5 m 4.1.3.2 Chiều rộng buồng lửa a: Ta có chiều rộng buồng lửa a= f bl b ,m a= Vậy 7,5 4,5 =1,7 m Chiều rộng buồng lửa tăng lên tăng công suất lò xác định theo công thức sau : a=m Vậy a=1,1 210.5 0.5 d dm với m=1,1 = ,m > 4,5 thỏa mãn điều kiện buồng lửa có tiết diện hình trụ 4.1.3.3 Xác định chiều cao buồng lửa: Chiều cao buồng lửa lựa chọn sở đảm bảo chiều dài lửa nhiên liệu cháy kiệt trước khỏi buồng lửa Chiều dài lửa tạo nên trình cháy tùy thuộc vào nhiên liệu đốt, phương pháp đốt công suất lò l3 Chiều dài lửa tối thiểu: lnl = l1 + l2 + l3 Đối với buồng lửa phun, với D = 75 t/h, l2 Ta chọn lnl = 11m l1 Cách bố trí vòi phun tường buồng lửa 4.1.4 Công suất vòi phun madut dao động khoảng 1,0÷2,5 t/h, mà lượng nhiên liệu tiêu thụ tính : Bt = 5031 kg/h nên ta chọn số vòi phun vòi phun tròn, với công suất vòi phun 75 t/h đặt tường trước cái,bố trí thành dãy - Khoảng cách vòi phun theo phương thẳng đứng: 1,5m - Khoảng cách vòi phun theo phương nằm ngang: 1,2m - Khoảng cách từ vòi phun đến tường liền kề: 1,3m - Khoảng cách từ vòi phun dưới đến đáy buồng lửa: 1,5m Khi đốt khí thiên nhiên mazut phần buồng lửa làm dạng đáy nghiêng (hay nằm ngang) lỗ tháo xỉ Chiều cao khí phía sau buồng lửa hr (phía sau mành ống): Do lò có hình dạng chữ π lấy nhỏ so với chiều sâu buồng lửa (b = 4,5): hrb = m Chiều cao mành ống đặt đứng có kể đến độ nghiêng mặt đường khói nằm ngang 40450 có mũi khí động học (chỗ nhô ra) tường sau buồng lửa: hm = 1,1x hrb = 1,1x3 = 3,3m Kiểm tra thể tích buồng lửa: = Vblmin Vbl = Btt Qt lv ,m qv 1, × 39900 = 193, m3 190 Xác định thể tích tính toán buồng lửa theo công thức Vbltt = (3- ) Vblmin = (3-x193 276 m3 tt v q = Btt × Qt lv 1, × 39900 = = 203, kWm3 tt Vbl 276 Thể tích vùng buồng lửa: Vvt = a x b’’x hm = x (0,7x4,5)x 3,3 = 52 m3 Với b’’ chiều sâu vùng buồng lửa trừ phần nhô vào mành ống (mành ống dãy đặt sâu vào buồng lửa khoảng (0,2b Thể tích phần lăng trụ buồng lửa: Vltr = Vbltt - Vpl - Vvt = 276 - - 52 = 224 m3 Chiều cao phần lăng trụ buồng lửa xác định theo thể tích tiết diện ngang lăng trụ: hltr= = 10 m Tổng diện tích tường buồng lửa(không có dàn ống đặt buồng lửa để nhận nhiệt hai phía ống): ... 28 CHƯƠNG III TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LÒ HƠI 3.1 Lượng nhiệt đưa vào lò Lượng nhiệt đưa vào lò tính cho kg nhiên liệu rắn tính cho m tc nhiên liệu khí Gọi Qđv lượng nhiệt đưa vào lò tính theo công...NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TÍNH TOÁN CHẾ TẠO LÒ HƠI Sản lượng định mức: D = 75 t/h Áp suất đầu nhiệt: pqn = 6.4Mpa = 64 bar 3.Nhiệt độ... ( Vì lò đốt dầu nên coi xỉ ) 3.4 Hiệu suất lò lượng tiêu hao nhiên liệu 3.4.1 hiệu suất nhiệt lò Ta có: tổng tổn thất lò hơi: Σq = q2+q3+q4+q5+q6 = 4,7+0,5+0+0,75+0 =5,95 % Do hiệu suất lò ηt