tiểu luận lò hơi

Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo NHẬN XÉT CỦA GV HƯỚNG DẪN 1 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo Chương I Lịch sử phát triển Ngày hình ở đâu nhu cầu sử dụng lượng cũng được vận dụng vào đời sống và sản xuất và nó một ngày càng được sử dụng và ứng dụng rộng rãi, đó nguồn lượng để chuyển hóa thành nhiệt là chủ yếu Nhu vào những năm 1989, lượng sản xuất toàn thế giới chiếm khoảng 3.58 x 105KJ (339 x 105 Btu), đó 39.2% từ dàu mỏ và khí hóa lỏng , 27.4% từ than đá, 19.8% từ thiên nhiên, 5.6% từ lượng Lò sử dụng cho động nước nguyên tử, vậy 92% lượng thể hiện dưới dạng nhiệt Việc sử dụng lượng dưới dạng nhiệt sản xuất và tiêu dùng thì việc sinh có một vai trò rất quan trọng Việc sản xuất sử dụng đã có từ lâu Từ những chiếc chong chóng –aelopile – nhà toán học Hero người Hi Lạp chế tạo từ những năm 200 TCN, chiếc xe quay bằng nước của người Ý tên là Branca chế tạo từ năm 1600 thì năm 1680Dr Densi Papin chế tạo lò có áp xuất dùng chế biến thực phẩm, đến vào năm 1698, Thomas Savery được cấp bằng sáng chế về hệ thớng bơm nước 2 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo bằng Năm 1690 máy nước đầu tiên được chế tạo theo ý tưởng của Papin và được hoàn thiện bởi Thomas Savery và John Cowly vào năm 1711 Lúc đó máy và lò liền với Đến năm 1769 một công nhân khí người Anh James watt chế tạo nồi kiểu toa xe tách khỏi động từ Năm 1804 lò dạng hiện được thiết kế bởi Trevithick, thân hình trụ, đáy tròn, chịu được áp suất cao Nhưng cũng đáng chú ý là năm 1730 Dr John Allen lần đầu tiên tính tốn hiệu śt của lò để khơng ngừng cải tiến và hoàn thiện Ngày có tới hàng triệu chiếc lò đời kiểu dáng và công nghệ được cải tiến nhiều hơn, có những chiếc lò nhỏ chỉ ssnr xuất được mấy chục lít nước nóng hoặc bão hòa ở áp suất bình thường, cũng có những chiếc lò đồ sộ , mỗi giờ sản xuất được 3000-4000 tấn nước áp suất dưới 6000c, cấp cho tổ máy phát điện đến 1200- 1300MW Việc sản xuất và sử dụng nhiệt của nước góp phần không nhỏ đến công cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật phát triển của xã hội và đời sống được nâng cao Nhưng cũng cần lưu ý áp suất và nhiệt độ cao rát nguy hại không chỉ tài sản mà cẩ cho tính mạng người I CÁC LOẠI LÒ HƠI Phần này giới thiệu loại lò khác nhau: Lò ống lửa, lò ống nước, lò trọn bộ, lò buồng lửa tầng sôi, lò buồng lửa tầng sôi không khí, lò buồng lửa tầng sôi điều áp, lò buồng lửa tầng sôi tuần hoàn, lò đốt lò, lò sử dụng nhiên liệu phun, lò sử dụng nhiên liệu thải và thiết bị gia nhiệt Lò ống lửa (Fire Tub Boiler) Với loại lò này, khí nóng qua ống và nước cấp cho lò ở phía được chuyển thành Lò ống lửa thường được sử dụng với công suất tương đối thấp cho đến áp suất trung bình Do đó, sử dụng lò dạng này là 3 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo ưu thế với tỷ lệ lên tới 12.000 kg/giờ và áp suất lên tới 18 kg/cm2 Các lò này có thể sử dụng với dầu, ga hoặc nhiên liệu lỏng Vì lý kinh tế, lò ống lửa nằm hạng mục lắp đặt “trọn gói” (tức là nhà sản xuất lắp đặt) đối với tất cả loại nhiên liệu Lò ống nước (Water Tube Boiler) Ở lò ống nước, nước cấp qua ống vào tang lò Nước được đun nóng bằng khí cháy và chuyển thành ở khu vực đọng tang lò Lò dạng này được lựa chọn nhu cầu cao đối với nhà máy phát điện Phần lớn thiết kế lò ống nước hiện đại có công suất nằm khoảng 4.500 – 120.000 kg/giờ hơi, ở áp suất rất cao Rất nhiều lò dạng này nằm hạng mục lắp đặt “trọn gói” nếu nhà máy sử dụng dầu và/hoặc ga làm nhiên liệu Hiện cũng có loại thiết kế lò ống nước sử dụng nhiên liệu rắn với loại này, thiết kế trọn gói không thông dụng bằng Lò ống nước có đặc điểm sau: Sự thông gió cưỡng bức, cảm ứng, và cân bằng giúp nângcao hiệu suất cháy Yêu cầu chất lượng nước cao và cần phải có hệ thống xử lý nước Phù hợp với cơng śt nhiệt cao Lò trọn (Package Boiler) Loại lò này có tên gọi vậy vì nó là một hệ thống trọn bộ Khi được lắp đặt tại nhà máy, hệ thống này chỉ cần hơi, ống nước, cung cấp nhiên liệu và nối điện để có thể vào hoạt động Lò trọn bộ thường có dạng vỏ sò với ống lửa được thiết kế cho đạt được tốc độ truyền nhiệt bức xạ và đối lưu cao nhất 4 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo Hiệu suất cháy cao có sử dụng hệ thống thông gió cưỡng bức Quá trình truyền nhiệt tốt nhờ số lần khí qua lò Hiệu suất nhiệt cao so với loại lò khác Lò buồng lửa tầng sơi khơng khí (AFBC) Phần lớn lò vận hành dạng này là theo Quá trình Cháy tầng sôi không khí (AFBC) Quá trình này phức tạp là bổ sung một buồng đốt tầng sôi vào lò vỏ sò truyền thống Những hệ thống thế này được lắp đặt tương tự lò ống nước Than được đập theo cỡ – 10 mm phụ thuộc vào loại than, loại nhiên liệu cấp cho buồng đốt Không khí khí quyển, đóng vai trò là cả khí đốt và khí tầng sôi, được cấp vào ở một mức áp suất, sau được đun nóng sơ bộ bằng khí thải Những ống tầng nhiên liệu mang nước đóng vai trò là thiết bị bay Những sản phẩm khí của trình đốt qua bộ phận nhiệt của lò hơi, qua bộ phận tiết kiệm, thiết bị thu hồi bụi và thiết bị đun nóng khí sơ bợ trước khơng khí Lò buồng lửa tầng sôi điều áp (PFBC) Ở loại lò này, một máy nén khí cung cấp khí sơ cấp cưỡng bức (FD) và buồng đốt là một nời áp śt Tớc đợ nhiệt tầng sơi tỷ lệ với áp suất của tầng sôi và dó, tầng sâu giúp thoát nhiệt nhiều Nhờ vậy, hiệu suất cháy và sự hấp thụ S2 tầng nhiên liệu Hơi được tạo hai ống, một nằm tầng sôi và một nằm Khí lò nóng có thể chạy tua bin sử dụng gas phát điện Hệ thống PFBC có thể được sử dụng đồng phát (hơi và điện) hoặc phát điện chu trình kết hợp Việc vận hành chu trình kết hợp (tua bin dùng gas và tua bin chạy bằng nước) cải tiện hiệu suất chuyển đổi toàn phần từ đến % 5 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo Lò buồng lửa tầng sơi tuần hồn khí (CFBC) Với hệ thống tuần hoàn, thông số của tầng nhiên liệu được trì để thúc đẩy việc loại sạch những hạt rắn tầng nhiên liệu Chúng nâng lên, pha trộn dàn ống lên và hạ xuống theo cyclon phân li và quay trở lại Trong tầng nhiên liệu, không có ống sinh Việc sinh và làm nhiệt diễn ở bộ phận đối lưu, thành ống nước và ở đầu của dàn ống nâng lên Các lò buồng lửa tầng sôi tuần hoàn khí thường kinh tế so với lò buồng lửa tầng sôi không khí áp dụng doanh nghiệp công nghiệp cần sử dụng lượng lớn 75 – 100 T/h Với nhà máy có nhu cầu lớn hơn, nhờ đặc điểm lò đốt cao của hệ thống lò buồng lửa tầng sôi tuần hoàn khí cung cấp khoảng trống lớn để sử dụng, hạt nhiên liệu lớn hơn, và thời gian lưu hấp thụ để đạt hiệu suất cháy và mức SO2 cao hơn, việc áp dụng công nghệ để kiểm soát mức NOx cũng dễ dàng so với lò buồng lửa tầng sôi không khí Lò đốt ghi B̀ng lửa được chia tuỳ theo phương pháp cấp nhiên liệu cho lò và kiểu ghi lò Các loại chính bao gồm buồng lửa ghi cố định và buồng lửa ghi xích hoặc ghi di động Buồng lửa ghi cố định Buồng lửa ghi cố định sử dụng kết hợp cháy ghi lò và cháy rơi Than được đưa liên tục vào lò lớp than cháy Than nhận được nhiệt và tiến hành giai đoạn của trình cháy Những hạt than to (phần cốc) rơi ghi, cháy với một lớp than mỏng, cháy nhanh Phương pháp đốt này rất linh 6 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo hoạt với những dao động mức tải, vì việc đốt cháy tạo tức thời tốc độ cháy tăng Vì vậy, buồng lửa ghi cố định được ưa chuộng những loại buồng lửa khác ứng dụng công nghiệp Buồng lửa ghi xích buồng lửa ghi di động lò 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 thiết lập ghi, van điều tiết, và vách ngăn để đảm bảo trình đốt sạch, không còn cacbon chưa cháy xỉ Phễu cấp than chuyển động dọc theo phần cấp than của lò Thiết bị chắn than được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ than cấp vào lò thơng qua kiểm sốt đợ dày của lớp than Kích cỡ than phải đều vì những viên to không cháy hết tại thời điểm chúng đến cuối ghi 10 Lò sử dụng nhiên liệu phun Hầu hết nhà máy nhiệt điện (than) đều sử dụng lò dùng nhiên liệu phun, và rất nhiều lò ống nước công nghiệp cũng sử dụng loại nhiên liệu phun này Công nghệ này được nhân rộng rất nhanh và hiện có hàng nghìn nhà máy áp dụng, chiếm 90% công suất đốt than Than được nghiền (pulverized) thành bột mịn cho dưới 2% có đường kính +300 micrometer (μm) và 70-75 % nhỏ 75 microns, đối với than bitum Cũng cần lưu ý rằng, bột mịn gây lãng phí điện sử dụng cho máy nghiền Mặt khác, bột to không cháy hết buồng đốt và dẫn tới tổn thất chưa cháy hết 7 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo Than nghiền được phun cùng với một phần khí đốt vào dây chuyền lò thông qua một số vòi đốt Có thể bổ sung khí cấp và Quá trình cháy diễn ở nhiệt độ từ 1300-1700 °C, phụ thuộc nhiều vào loại than Thời gian lưu của than lò điển hình từ khoảng đến giây, và kích thước hạt phải nhỏ vừa để hoàn tất trình đốt, diễn khoảng thời gian này Hệ thống kiểu này có rất nhiều ưu điểm khả cháy với loại than chất lượng khác nhau, phản ứng nhanh với thay đổi mức tải, sử dụng nhiệt độ khí đun nóng sơ bộ cao, vv Một những hệ thống phổ biến nhất để đốt than nghiền là đốt theo phương tiếp tuyến sử dụng góc để tạo quả bóng lửa ở giữa lò 11 Lò sử dụng nhiệt thải Bất cứ nơi nào có sẵn nhiệt thải ở nhiệt độ cao hoặc trung bình đều có thể lắp đặt lò sử dụng nhiệt thải một cách kinh tế Khi nhu cầu cao lượng tạo từ nhiệt thải, có thể sử dụng lò đốt nhiên liệu phụ trợ Nếu không cần sử dụng trực tiếp có thể sử dụng cho máy phát tua bin chạy bằng để phát điện Lò loại này được sử dụng rộng rãi với nhiệt thu hồi từ khí thải của tua bin chạy bằng gas hoặc đợng diezen 12 Lò làm mát: Các Lò này được gia nhiệt chủ yếu bằng khí sản phẩm có nhiệt độ 9000C và vận hành chủ yếu thiết bị làm mát tôi, nghĩa là chúng phải làm mát khí phản ứng càng nhanh càng tốt để tránh gẫy nhiệt và phản ứng phân huỷ Vì vậy, sự trao đổi nhiệt tại đầu vào dòng khí rất cao Thiết bị làm mát kiểu ống phải được lắp đặt cho không có khe hở tại mối nối giữa ống với mặt sàng, ít nhất là ở 8 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo phía đầu khí vào (đầu nóng), qui định này cũng được khuyến cáo cho cả đầu khí Ống TLE kiểu ống cũng phải được hàn khơng có khe hở 13 Lò sơi lại: Là Lò tầng sôi tuần hoàn Cấu tạo gồm 03 phần chính: Buồng đốt, Cyclon và phần đuôi lò + Buồng đốt: Buồng đốt của lò tầng sôi tuần hoàn (TSTH) có hình dáng tương tự lò than phun, vậy khác về phương pháp đốt nên có một số điểm khác biệt lớn về chi tiết.Nhiệt độ buồng lửa được trì ở nhiệt độ khoảng 850oC, thấp rất nhiều so với lò than phun Hiệu suất của buồng lửa cao thời gian lưu lại của hạt than lớn, than cháy kiệt so với lò than phun + Phần Cyclon: Cyclon là một bộ phận dùng để thu hạt than chưa cháy hết trở lại buồng đốt tạo thành một vòng tuần hoàn Cyclon ở lò TSTH khác với lò tầng sôi thông thường, khói thải sau khỏi buồng lửa còn lẫn hạt chưa cháy hết được phân ly qua bộ Cyclon và được đưa trở lại buồng đốt thành vòng tuần hoàn để cháy kiệt Phần khói nóng tiếp tục đưa qua bộ trao đổi nhiệt phần đuôi lò, qua hệ thống lọc bụi và được thải ngoài qua ống khói - Lò bốc một lần: Được sử dụng chủ yếu nhà máy điện rất lớn vận hành ở áp suất tới hạn > 230 bar và nhiệt độ tới 6500C Lò kiểu này không được dùng nhà máy công nghiệp và nhà máy nhiệt điện cỡ trung bình vì chúng cần nước cấp bắt ḅc phải được khử khống II Nguyên lý làm việc chung Lò Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo Không khí nóng cùng bột than phun vào buồng lửa qua vòi phun và cháy, truyền nhiệt lượng cho dàn ống bố trí xung quanh buồng lửa Nước ống được đốt nóng, sôi và sinh Hỗn hợp nước sinh được đưa lên bao Bao dùng để tách khỏi nước Phần nước chưa bốc có bao được đưa trở lại dàn ống, qua ống xuống bố trí ngoài tường lò, có trọng lượng riêng lớn hỗn hợp nước ở dàn (vì không được hấp thu nhiệt) tạo nên độ chênh trọng lượng cột nước Do đó môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên một chu trình kín Hơi khỏi bao được chuyển tới bộ phận nhiệt để tạo thành q nhiệt, có nhiệt đợ cao Khói khỏi bộ phận nhiệt, nhiệt độ còn cao, đó bố trí bộ phận hâm nước và bộ phận sấy không khí để tận dụng nhiệt thừa của khói Nhiệt độ khói thải khỏi lò chỉ còn 120 ÷ 1800C Quạt khói để hút khói xả ngoài ống khói Để tránh bụi cho môi trường xung quanh, khói trước thải được qua bộ phận tách bụi III Khái niệm khí tự nhiên Khí tự nhiên là tập hợp những hydrocacbon khí CH4, C2H6, C3H8, C4H10 v.v có lòng đất Chúng thường tồn tại những mỏ khí riêng rẽ hoặc tồn tại ở lớp dầu mỏ Khí tự nhiên còn được hiểu là khí mỏ khí Khí tự nhiên cũng chứa khí vô N2, H2S, CO2 , khí trơ, nước Người ta phân loại khí tự nhiên làm hai loại: khí không đồng hành (còn gọi là khí thiên nhiên) và khí đồng hành Khí thiên nhiên khai thác được từ mỏ khí, còn khí đồng hành khai thác được trình khai thác dầu mỏ ở mỏ dầu Trong lòng đất, dưới áp suất và nhiệt độ cao, chất hydrocacbon khí 10 10 Bài tập lớn Lò Hơi Điểm sương của nước Hàm lượng nước (g/m3) Tổng hàm lượng Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo -30,100C -1,100C Tại 57 bar Tại 45 bar - 0,102 Vết 17 (ppmv) 10 (ppmv) - 16,2 (ppmv) lưu huỳnh 17 (ppmv) 10 (ppmv) 8,7 (ppmv) - - 7,5 (ppmv) H2 S RHS Thành phần hóa học phân loại khí tự nhiên Hợp phần bản của khí tự nhiên là CH4, khí càng nặng thì hàm lượng CH4 càng ít Nhiệt độ ở mỏ khí tự nhiên thường là một vài trăm độ đó khí tự nhiên chứa cả những hydrocacbon C5+, những chất ở thể lỏng ở điều kiện thường Lượng hydrocacbon C5+ có thể lớn đặc biệt là ở mỏ ngưng tụ, đạt đến bốn trăm gam/m3 khí 15 15 Bài tập lớn Lò Hơi Giáo viên hướng dẫn: TS.Nguyễn Dáo Khí tự nhiên bao giờ cũng chứa khí vô với hàm lượng thường giảm theo thứ tự N2, CO2, H2S, khí trơ (He, Ne), COS Khí tự nhiên ở mỏ luôn chứa nước bão hòa, khí khai thác được cũng thường bão hòa nước cũng có thể chứa ít nước Việc khí khai thác có bão hòa nước hay không là phụ thuộc vào sự thay đổi nhiệt độ áp suất suốt trình khai thác Ở mỏ khác thành phần định tính và định lượng của khí tự nhiên khác Phân loại khí thiên nhiên Khí thiên nhiên có thể phân thành loại sau: ● Theo nguồn gốc: + Khí đồng hành: Khí đồng hành là khí hòa tan dầu, lôi cuốn theo dầu trình khai thác và sau đó được tách khỏi dầu Khí đồng hành được khai thác từ giếng dầu hoặc giếng dầu khí (chủ yếu là dầu) + Khí không đồng hành: Khí không đồng hành là khí khai thác từ mỏ khí và mỏ khí ngưng tụ Condensat ● Theo thành phần: - Khí khô: Là khí có hàm lượng C2+

tiểu luận lò hơi

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Mục lục

NHẬN XÉT CỦA GV HƯỚNG DẪN

Chương I Lịch sử phát triển

I. CÁC LOẠI LÒ HƠI

II. Nguyên lý làm việc chung của Lò hơi.

III. Khái niệm về khí tự nhiên

Chương 2. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

I. Cho kích thước lò:

II. Thể tích không khí và sản phẩm cháy

III. Tính cân bằng nhiệt:

IV. Entanpi của không khí và của sản phẩm cháy (khói)

V. Tính nhiệt lượng truyền môi chất trong buồng lửa (ống lò)

VI. Kiểm tra hệ số truyền nhiệt của buồng lửa đến môi chất:

VII. Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt đối lưu (ống lửa)

VIII. Tính ống khói

Chương III. TÍNH BỀN CHO CÁC CHI TIẾT

I. TÍNH BỀN CHO THÂN LÒ CHỊU ÁP LỰC BÊN TRONG

II. TÍNH BỀN CHO ỐNG LÒ CHỊU ÁP LỰC BÊN NGOÀI

III. TÍNH BỀN CHO ỐNG LỬA

IV. TÍNH BỀN CHO MẶT SÀN

V. Chọn kích thước lò:

Tài liệu tham khảo

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan