Giáo trình Kỹ thuật lò hơi - Nguyễn Văn Muốn
Ch-ơng I Khái niệm về lò hơI
1. Nhiệm vụ, yêu cầu kĩ thụât, phân loại
1.1. Nhiệm vụ:
Nhiệm vụ của lò hơi là chuyển hoá năng l-ợng từ các dạng khác nhau khi bị đốt
cháy thành dạng năng l-ợng khác: n-ớc nóng, n-ớc bo hoà hoặc hơi quá nhiệt. Hơi quá
nhiệt là hơi ở nhiệt độ và áp suất cao.
1.2. Yêu cầu kĩ thuật.
- Thiết bị sinh hơi phải có năng suất hơi cao (Tấn/giờ), hiệu suất sinh hơi lớn.
- Chất l-ợng sản phẩm phải đáp ứng yêu cầu sản xuất: chất l-ợng n-ớc nóng, hơi
bo hoà hoặc hơi quá nhiệt.
- Cấu tạo của thiết bị không quá phức tạp, sử dụng, bảo d-ỡng và sửa chữa dễ
dàng.
- Chi phí nhiên liệu riêng thấp, hiệu suất lò đốt cao.
1.3. Phân loại lò hơi.
Căn cứ vào mục đích sử dụng, lò hơi có cấu tạo khác nhau. Ng-ời ta phân loại các
loại lò hơi nh- sau:
- Theo chế độ tuần hoàn của n-ớc: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn c-ỡng bức có bội
số tuần hoàn lớn hoặc lò trực l-u.
- Theo thông số (hoặc công suất của lò): lò hơi công suất thấp, trung bình và cao.
- Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng đốt: lò ghi thủ công, lò ghi nửa cơ khí và
lò ghi cơ khí, lò đốt nhiên liệu rắn, lỏng hay khí, thải xỉ lỏng hay thải xỉ khô…
- Theo sự phát triển của lò hơi: kiểu bình, kiểu ống lò, ống lửa, ống n-ớc.
- Theo công dụng có lò hơi tĩnh tại, nửa di động và đi động, lò hơi công nghiệp…
a/ Lò hơi ống lò.
Đây là loại lò hơi đơn giản nhất, dạng trụ, đốt nóng mặt ngoài. Ng-ời ta có thể
tăng bề mặt truyền nhiệt của lò bằng cách bố trí trong bình lớn từ 1ữ3 ống đ-ờng kính từ
500ữ800 mm. Khói chuyển động trong ống lò và thoát ra lại tiếp tục đốt nóng mặt ngoài
bình. Loại lò hơi ống lửa th-ờng có năng suất nhỏ từ 2ữ2,5 t/h. ống lò đặt lệch tâm so
với bình để đảm bảo n-ớc tuần hoàn trong bình.
1. Nhiệm vụ, yêu cầu kĩ thụât, phân loại
1.1. Nhiệm vụ:
Nhiệm vụ của lò hơi là chuyển hoá năng l-ợng từ các dạng khác nhau khi bị đốt
cháy thành dạng năng l-ợng khác: n-ớc nóng, n-ớc bo hoà hoặc hơi quá nhiệt. Hơi quá
nhiệt là hơi ở nhiệt độ và áp suất cao.
1.2. Yêu cầu kĩ thuật.
- Thiết bị sinh hơi phải có năng suất hơi cao (Tấn/giờ), hiệu suất sinh hơi lớn.
- Chất l-ợng sản phẩm phải đáp ứng yêu cầu sản xuất: chất l-ợng n-ớc nóng, hơi
bo hoà hoặc hơi quá nhiệt.
- Cấu tạo của thiết bị không quá phức tạp, sử dụng, bảo d-ỡng và sửa chữa dễ
dàng.
- Chi phí nhiên liệu riêng thấp, hiệu suất lò đốt cao.
1.3. Phân loại lò hơi.
Căn cứ vào mục đích sử dụng, lò hơi có cấu tạo khác nhau. Ng-ời ta phân loại các
loại lò hơi nh- sau:
- Theo chế độ tuần hoàn của n-ớc: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn c-ỡng bức có bội
số tuần hoàn lớn hoặc lò trực l-u.
- Theo thông số (hoặc công suất của lò): lò hơi công suất thấp, trung bình và cao.
- Theo chế độ đốt nhiên liệu trong buồng đốt: lò ghi thủ công, lò ghi nửa cơ khí và
lò ghi cơ khí, lò đốt nhiên liệu rắn, lỏng hay khí, thải xỉ lỏng hay thải xỉ khô…
- Theo sự phát triển của lò hơi: kiểu bình, kiểu ống lò, ống lửa, ống n-ớc.
- Theo công dụng có lò hơi tĩnh tại, nửa di động và đi động, lò hơi công nghiệp…
a/ Lò hơi ống lò.
Đây là loại lò hơi đơn giản nhất, dạng trụ, đốt nóng mặt ngoài. Ng-ời ta có thể
tăng bề mặt truyền nhiệt của lò bằng cách bố trí trong bình lớn từ 1ữ3 ống đ-ờng kính từ
500ữ800 mm. Khói chuyển động trong ống lò và thoát ra lại tiếp tục đốt nóng mặt ngoài
bình. Loại lò hơi ống lửa th-ờng có năng suất nhỏ từ 2ữ2,5 t/h. ống lò đặt lệch tâm so
với bình để đảm bảo n-ớc tuần hoàn trong bình.
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Kỹ thuật lò hơi - Nguyễn Văn Muốn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- giao_trinh_ky_thuat_lo_hoi_nguyen_van_muon.pdf
Nội dung text: Giáo trình Kỹ thuật lò hơi - Nguyễn Văn Muốn
- 2.3. Bộ quá nhiệt Bộ quá nhiệt l thiết bị dùng để gia nhiệt hơi, từ trạng thái b o ho ở áp suất trong bao hơi tới trạng thái quá nhiệt quy định. Trên các lò hơi kiểu cũ, bộ quá nhiệt th−ờng đặt sau d n ống sinh hơi. Nhiệt độ khói tr−ớc bộ quá nhiệt th−ờng không quá 700 0C, nhiệt độ hơi không tới 400 0C. ở những lò hơi hiện đại, bộ quá nhiệt th−ờng đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao (trên 1000 0C) để nhiệt độ hơi đạt yêu cầu. Tuy nhiên, bộ quá nhiệt vẫn đặt sau cụm ống pheston (gọi l bộ quá nhiệt đối l−u). a/ Sơ đồ cấu tạo bộ quá nhiệt. Bộ quá nhiệt đối l−u gồm những ống xoắn có đ−ờng kính khoảng 28 42mm, dầy 3 ữ 7mm. Những ống xoắn n y có thể đặt nằm hay đứng phụ thuộc v o dòng khí chuyển động. Bộ quá nhiệt có ống xoắn nằm ngang th−ờng dùng cho lò hơi nhỏ, ống n−ớc sinh hơi nằm nghiêng. Bộ quá nhiệt đặt đứng, bảo đảm đ−ờng hơi cắt đ−ờng khói nhiều lần. Hình 1.11 Bộ quá nhiệt nằm ngang Hình 1.12 . Bộ quá nhiệt đặt đứng 1 d n ống sinh hơI nằm nghiêng; 2 ống 1 bộ giảm ôn; 2 bộ quá nhiệt cấp một; góp; 3 ống dẫn hỗn hợp; 4 bao hơi; 3 ống góp trung gian; 4 bộ quá nhiệt 5 ống xoắn bộ quá nhiệt; 6 ống góp 5 ống góp ra của bộ quá nhiệt bộ quá nhiệt cấp hai Các ống xoắn do nằm trong mặt phẳng trùng với ph−ơng chuyển động của dòng khói nên đ−ợc đốt nóng đều, dù cho tr−ờng nhiệt độ khói giảm dần theo chiều chuyển động của dòng khói. Tr ư ng ủ i h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 11
- b/ Bộ quá nhiệt bức xạ v nửa bức xạ. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ gồm các chùm ống xoắn chữ U đặt dọc phía trên buồng đốt. Khoảng cách giữa các d n ống 700 1000mm, nhằm tránh tạo nên các cầu xỉ giữa các d n ống quá nhiệt. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ dùng cho các lò hơi có nhiệt độ khoảng 530 540 0C trở lên. Hình 1.13 Bộ quá nhiệt nửa bức xạ Hình 1.14 . Sơ đồ đặt các tấm chắn của 1 d n ống dạng tấm; 2 ống giữ khoảng bộ quá nhiệt nửa bức xạ trong lò. cách hai gi n a, b, c) tấm chắn đặt đứng không có xả n−ớc đọng trong ống xoắn; d, e) tấm chắn đặt đứng có xả n−ớc đọng; g) tấm chắn đặt ngang có xả n−ớc đọng. Bộ quá nhệt bức xạ th−ờng l các d n ống đặt trên t−ờng hay trên trần buồng đốt. Phụ tải nhiệt của bộ quá nhiệt bức xạ th−ờng cao hơn bộ quá nhiệt đối l−u từ 3 ữ 5 lần. Do đó nó có yêu cầu cao về chất l−ợng kim loại. Tr ư ng ủ i h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 12
- Hình 1.15 Sơ đồ bộ quá nhiệt bức xạ đặt xen kẽ với d n ống. 1 bao hơi; 2 d n ống của bộ quá nhiệt bức xạ; 3 ống góp v o; 4 ống góp trung gian; 5 ống góp ra của bộ quá nhiệt bức xạ; 6 ống d n của d n ống sinh hơi;7 t−ờng bảo ôn c/ Bộ quá nhiệt tổ hợp. Bộ quá nhịêt tổ hợp có thể bao gồm: nửa bức xạ v đối l−u, hoặc giữa cả ba phần: đối l−u, bức xạ, nửa bức xạ. Trong các lò hơi hiện đại, l−ợng nhiệt hấp thụ đ−ợc ở phần bức xạ v nửa bức xạ có thể đạt tới 50% hoặc hơn so với tổng l−ợng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt. Hình 1.16 . Dạng sơ đồ nối bộ quá nhiệt tổ hợp. a) bộ quá nhiệt đối l−u bức xạ; b) bức xạ đối l−u; c) đối l−u bức xạ đối l−u; d) bức xạ đối l−u bức xạ. Dạng bố trí đối l−u bức xạ, dòng hơi đ−ợc gia nhiệt ở phần đối l−u tr−ớc, gia nhiệt cuối cùng ở phần bức xạ. Nhiệt độ hơi thấp nằm trong vùng khói có nhiệt độ thấp, nên không cần kim loại chế tạo có chất l−ợng cao. Tuy nhiên phần bức xạ l m việc trong điều kiện nặng nề, do đó sơ đồ n y ít đ−ợc dùng. Dạng bố trí bức xạ đối l−u, độ chênh nhiệt độ trong vùng đối l−u bị giảm, cần tăng bề mặt truyền nhiệt. Dạng đối l−u bức xạ đối l−u, có bề mặt truyền nhiệt lớn hơn ở sơ đồ a v nhỏ hơn ở sơ đồ b. Dạng bức xạ đối l−u bức xạ, phần đi ra của bộ quá nhiệt l m việc nặng nề, do đó ít đ−ợc sử dụng. d/ Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng n−ớc ng−ng hơi b o ho (Hình 1.17) Hơi b o ho đ−ợc ng−ng lại trong bình ng−ng nhờ sự l m lạnh của nguồn n−ớc cấp lấy từ sau bộ hâm n−ớc. N−ớc ng−ng trong bình ng−ng đ−ợc phun v o bộ giảm ôn hỗn hợp nhờ chênh lệch áp suất. Sơ đồ n y đơn giản, không cần thêm bơm v đ−ờng n−ớc riêng dẫn tới chỗ phun. Ng−ời ta cũng có thể điều chỉnh nhiệt độ hơi bằng cách thay đổi nhiệt độ khói tr−ớc bộ quá nhiệt nhờ thay đổi vị trí trung tâm ngọn lửa theo chiều cao buồng đốt. Tr ư ng ủ i h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 13
- 2.4. Bộ phận hâm nóng n−ớc Bộ hâm n−ớc l những bề mặt truyền nhiệt đặt phía sau lò để tận dụng nhiệt của khói sau khi ra khỏi bộ quá nhiệt, l m tăng hiệu suất lò hơi. Hình 1.17. Sơ đồ điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt Hình 1.18. Sơ đồ điều chỉnh nhiệt bằng n−ớc ng−ng của hơi b o ho . độ hơi quá nhiệt bằng tái tuần 1 bao hơi; 2 bộ quá nhiệt cấp một; 3 bộ giảm ôn; ho n khói 4 bộ quá nhiệt cấp hai; 5 bình ng−ng; 6 bầu chứa 1 vòi phun; 2 bộ quá nhiệt; n−ớc ng−ng; 7 van điều chỉnh; 8 bộ hâm n−ớc; 9 3 bộ hâm n−ớc; 4 bộ sấy lấy xung l−ợng về nhiệt độ hơi; 10 đ−ờng n−ớc ng−ng không khí; 5 quạt khói tải trả về; 11 đ−ờng đ−a hơi v o bình ng−ng; 12 đ−ờng tuần ho n; 6 dòng khói. n−ớc cấp v o bao hơi. Về cấu tạo, bộ hâm n−ớc có thể l m việc ở trạng thái n−ớc sôi hoặc không sôi. Nói bộ hâm n−ớc đ−ợc chia ra ba loại: loại ống thép trơn, ống thép có cánh v loại bằng gang. Bộ hâm n−ớc ống thép trơn đ−ợc dùng trong các lò hơi hiện đại. Các ống xoắn có đ−ờng kính ngo i 28, 32, 38 mm. Để hạn chế kích th−ớc của lò, các ống xoắn đ−ợc bố trí sole. Trong các lò hơi hiện nay, ống xoắn đ−ợc bố trí nằm trong mặt phẳng song song với ngực lò (Hình 1.19). Hình 1.19. ống xoắn của bộ hâm n−ớc Tr ư ng ủ i h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 14
- 1 ống xoắn; 2 đai đỡ; 3 chỗ h n. Hình 1.20. Sơ đồ sắp xếp ống xoắn bộ hâm n−ớc trong đ−ờng khói a) các ống xoắn nằm trong mặt phẳng vuông góc với ngực lò; b, c) song song với ngực lò; b) có hai dòng n−ớc; c) có một dòng n−ớc. Bộ hâm n−ớc bằng gang bao gồm các ống gang đúc, đ−ờng kính trong từ 76 ữ20mm, d i 1,5 ữ 2m. Các ống nối tiếp với nhau bằng cút nối. Về nguyên tắc bộ hâm n−ớc bằng gang cũng chỉ gồm một ống xoắn theo dạng không gian. Hình 1.21 . Bộ hâm n−ớc bằng gang. a) dạng không gian của bộ hâm n−ớc bằng gang; b) ống bằng gang có cánh. 1. ống gang có cánh; 2 cút nối. Tr ư ng ủ i h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 15
- Theo quy phạm cấu tạo v vận h nh an to n lò hơi, n−ớc ra khỏi bộ hâm n−ớc bằng gang có nhiệt độ nhỏ hơn 40 0C. 2.5. Bộ sấy không khí Theo nguyên tắc truyền nhiệt, bộ sấy không khí chia ra: loại thu nhiệt v loại hồi nhiệt. Loại thu nhiệt, nhiệt truyền trực tiếp từ khói nóng v o không khí qua vách kim loại. Loại hồi nhiệt, đầu tiên khói đốt nóng kim loại, tích tụ nhiệt tại đây, sau đó truyền nhiệt cho không khí. Bộ sấy không khí kiểu ống (thu nhiêt) đ−ợc dùng phổ biến. Nó bao gồm hệ thống ống đứng so le v giữ với nhau nhờ 2 mặt s ng, khói đi trong ống, không khí đi ngo i ống. Hình 1.22. Dạng không gian của bộ sấy không khí. 3. Nhiên liệu v sản phẩm cháy của nhiên liệu Nhiên liệu sử dụng phổ biến hiện nay gồm: Nhiên liệu rắn: than đá, than nâu, than bùn, gỗ, Nhiên liệu lỏng: dầu thô, mazút, xăng, Nhiên liệu khí: khí lò cao, khí lò cốc, khí ga, khí tự nhiên, Than đá (than mỡ, than gầy, than ăngtraxít) chất bốc thay đổi từ 2 ữ 55%. Than bùn l dạng ban đầu của thực vật chuyển hoá th nh than đá, độ ẩm 30 ữ90%, độ tro 7 ữ 15%, chất bốc 70%. Năng suất toả nhiệt 8500 ữ 12000 KJ/Kg. Than nâu l dạng tiếp theo của than bùn, độ ẩm 18 ữ 60%, độ tro 10 ữ 50%, chất bốc 30 ữ 55%, năng suất toả nhiệt 12000 ữ 16000 KJ/Kg. Tr ư ng ủ i h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 16