Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC

CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ BỘ HÂM NƯỚC

Tải bản đầy đủ

tinh toán lại lượng nhiệt hấp thụ, nhiệt độ không khí ra, nhiệt độ nước vào của bộ hâm
nước.
8.2 Cấu tạo bộ hâm nước ống thép trơn
Theo bảng phân bố nhiệt thì nước ra khỏi bộ hâm nước cấp vẫn chưa sôi. Do đó
ta chọn bộ hâm nước kiểu chưa sôi.
Sử dụng ống thép trơn để chế tạo, bộ hâm nước ống thép trơn có cấu gồm các ống
thép có đường kính từ 28, 32, 38 mm được uốn gấp nhiều lần và 2 đầu được nối vào 2
ống góp.bộ hâm nước được chế tạo thành từng cụm.thông thương các ống xoắn của bộ
hâm nước được bố trí sole ,tạo tốc độ dòng khói lớn và xoáy nhiều nhằm để tăng
cường truyền nhiệt.

Hình 8.2. Cấu tạo bộ hâm nước
1,2: ống góp trên và ống góp dưới, 3: ống xoắn, 4: mặt bích 5: cửa phòng nổ
Trong khoảng 28÷38 mm, ống nhỏ sẽ hợp lý hơn. Chọn ống Φ34 / 3 . Để tăng hiệu
quả trao đổi nhiệt ta bố trí 2 dòng môi chất chuyển động ngược chiều, vì khói đi từ trên
xuống do đó nước sẽ đi từ dưới lên.
+ Bước ngang tương đối s1/d=2÷3 để hạn chế bám tro. Chọn s1=83 mm.
+ Bước dọc tương đối s2/d=1÷2,5. Chọn s2=83 mm (bước dọc nhỏ thì bám bẩn càng
ít).
+ Bán kính uốn của ống xoắn khoảng 1,5÷2 lần đường kính ống. Chọn bằng 60 mm.
Việc bố trị ống xoắn cũng phải chú ý đến tốc độ nước trong ống xoắn. Tốc độ
nước được chọn trên cơ sở ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn. ở phần không sôi của bộ
hâm nước tốc độ nước phải không được nhỏ hơn 0,3 m/s.
Đối với bộ hâm nước kiểu chưa sôi, vận tốc không được nhỏ hơn 0,3m/s.
Khoảng cách giữa các cụm ống của bộ hâm không bé hơn 550÷600mm. Các ống xoắn
được giữ bằng các đai thép có thể được treo hoặc đỡ trên dầm.
Trong quá trình vận hành lò hơi, phụ tải lò sẽ thường xuyên thay đổi, có những
lúc phụ tải rất thấp, có thể bằng không, khi đó lượng nước đi qua bộ hâm nước sẽ rất
nhỏ nên nước có thể sôi trong bộ hâm, điều này là không cho phép đối với bộ hâm
chưa sôi. Trong trường hợp này cần thiết phải tách bộ hâm nước khỏi sự hoạt động của
lò hơi, do đó việc nối bộ hâm với bao hơi sao cho có thể đảm bảo điều kiện này.

1800

2000

Sơ đồ đặt các ống xoắn trong đường nước của lò (một đường nước)

Bảng 8.1. Đặc tính bộ hâm nước

STT Tên đại lượng


hiệu
d
dtr

Đơn
vị
mm
mm

chọn
chọn

Kết
quả
34
28

mm

chọn

83

mm

Chọn

83

σ1

σ1= S1/d

2.4

σ2
a
b
z

m
m

σ1= S2/d
Thiết kế
Thiết kế
Thiết kế

2.4
0.8
2.4
10

Sv

mm

Thiết kế

140

Toán đồ [TL1]
Xác định sau khi tính được diện tích trao đổi nhiệt cần thiết

0.56

Công thức

Thay số

1
2

Đường kính ngoài của ống
Đường kính trong của ống

3

Bước ống ngang

S1

4

Bước ống dọc

S2

5

Bước ống tương đối ngang

6
7
8
9

11
12

Bước ống tương đối dọc
Chiều rộng đường khói
Chiều sâu đường khói
Số ống trong mỗi dãy ngang
Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến
vách
Hệ số đặt ống
Số ống trong 1 dãy dọc

χ
md

13

Chiều dài của 1 ống trong dãy dọc

lo

m

Thiết kế

2

14

Chiều dài 1 co uốn cũa dãy dọc

lu

m

Thiết kế

0.06

F

2

10

15
16

Tiết diện đường khói đi
Diện tích lưu thông của nước

83 + 83
− 4,1).0,034
17 S1Chiều
hữu
hiệu lớp bức xạ
+ S 2 dày
34
(1,87.
− 4,1).d
(1,87

m

2

f

m

S

m

v

3

d

18

Thể tích riêng trung bình của nước

m /kg

a.b –z.d.l0
2

z.π.dtr /4

0,8.2.4-10.0,034.2
2

10. π.0,028 /4

1.24
0.006
0.171

Tra bảng nước chưa sôi và
hơi quá nhiệt p=20
bar,tnc=100oC

Tra theo tài liệu 2

0.00104

19

Tốc độ nước trong ống

ωn

m/s

D.v/f.3600

10000.0,00104/0,06.3600

0.46940

Bảng 8.2. Tính nhiệt bộ hâm nước cấp

STT Tên đại lượng
1
2
3
4
5
6
7
8

Lượng nhiệt BHN hấp thụ
sơ bộ
Nhiệt độ khói vào BHN
Entanpi khói vào BHN
Nhiệt độ sơ bộ khói đầu ra
BHN
Entanpi khói ra BHN
Nhiệt độ khói trung bình
Nhiệt độ nước đầu vào
BHN
Entanpi sơ bộ nước vào
BHN


Đơn vị Công thức
hiệu
Qhn
θ'hn
I'hn
θ''hn
I''hn

kW
o

C

kg/kJ
o

C

kg/kJ

Đã tính

Kết
quả
1132

θ'hn = θ’’ph

630
o

Tra bảng 3 với t = 630 C
Chọn theo giá trị gần đúng với nhiệt độ giả thiết ở
phân phối nhiệt độ
Tra bảng 3 với t = 370 oC

8069
370
4818

θtbhn

o

0,5(θ’hn +θ’’hn)

t’hn

o

Đã chọn bằng nhiệt độ môi trường

30

kg/kJ

Tra bảng nước và hơi bão hòa với t=30oC

125

kg/kJ

i’hn + Qhn/D

i’hn
i’

C
C

9

Entanpi nước đầu ra BHN

10

Nhiệt độ nước ra BHN

t’’hn

o

11

Nhiệt độ trung bình nước
Độ chênh nhiệt độ ở đầu
vào

ttbhn

o

Δt1

o

12

Thay số

’hn

C
C
C

Tra bảng nước và hơi bảo hòa ở áp suất 20 bar,
i’’=498 kJ/kg
(t’’hn + t’hn)/2
θ'hn-t”hn

0,5.(630+370)

125+1037/10000

500

532,67
100

0,5(100+30)
630-100

65
530

13

Độ chênh nhiệt độ ở đầu
ra

Δt2

o

14

Độ chênh nhiệt độ trung
bình

Δt

o

C
C

θ''hn-t'hn

370-30

(Δt1-Δt2)/ln(Δt1/Δt2)

340
427.99

530 −340

Tốc độ trung
bình của
Btt .Vk
15
1 530 )
ln(
khói
(θ tb
+ 1)
340
3600 Ftb 1366
273
.9 500
(
+ 1)
16 Hệ
số .bám
3600
124 bẩn
273
Hệ số trao đổi nhiệt đối
lưu
Thành phần thể tích hơi
nước trong khói
Thành phần khí 3 nguyên
tử
Bức xạ trong BHN

17
18
19
20
21

Hệ số trao đổi nhiệt từ


π
.d
khói
vách
α1 =
ξ . αđến
+ α bx 
dl
2.πS .234




0,0018(108

+ 1)

ωk
ζ
αdl

m/s
m2K/W Tra toán đồ 8 [TL1]
W/
m2K

rn

Bảng 2.3

0.108

Không nhận bức xạ từ buồng lửa mà chỉ có bưc xạ từ thể tích khói. Lượng này nhỏ nên ta bỏ qua
α1

W/m2K

23

Hệ số truyền nhiệt

K

W/
m2K

Htthn

m2

k∆t

108
0.073

Ψ

hn

αH.Cs.Cz2.CΦ Tra theo toán đồ 11 [TL1]
Bảng 2.3

2.83quả
.0,56nhiệt
Hệ số hiệu

1037
Tổng diện
tích bề mặt hấp
0
,
1
7
.
428
thu của BHN

0.0018

rH2O

22

24
Q

7.87

0.223
Trang 104 tài liệu I:đốt nhiên liệu rắn
K= Ψ.α1

0.75
0,75.0,223

0.17
15,8

Số lượng ống
trong 1 dãy
tt
H
mddọc
=14,48 hn
π .d .Z .(l + lo)
Diện tích bề mặt hấp thụ
π .0,034 .10 (2 + 0,06)
26
Hhn = π .d .Z .(thực
l + lotế).md
Độ sai
lệch giữa thiết kế
tt
−H hn |
27e = | H hn
×100
| 15và
,8 −tính
16,3toán
|
25

md

ống

Hhn

m2

e

%

8
π.0,034.10.(2+0,06).8

16,3
3.2

H hn .100

28
29

16,3

Nhận xét: độ sai lệch chỉ 3,2 % nên ta chọn dữ liệu các thông số hơi và khói như đã chọn sơ bộ

Chiều cao của cụm BHN

h

m

2Sv+md.d+(md-1).S2

2.0,14+8.0,034+(8-1).0,083

Từ những tính toán thiết kế và đặc tính cấu tạo của bộ hâm nước ta có được kích thước của bộ hâm nước cần sử dụng

1.13

Cấu tạo kích thước của bộ hâm nước ống thép
trơn

8.5 kết luận

Việc tận dụng nhiệt khói thải của lò công nghiệp để nâng cao hiệu suất xử dụng
năng lượng là vấn đề đang được quan tâm nhằm giải quyết hai vấn đề cơ bản đó là nhu
cầu sử dụng năng lượng ngày càng tăng trong tình hình các nguồn năng lượng trong
thiên nhiên ngày càng can kiệt nhanh chóng
Từ những vấn đề đã trình bày và phân tích các phương án tận dụng nguồn nhiệt khói
thải và khẳng định phương án tận dụng nhiệt khói thải để nâng cao nhiệt độ hâm nước
cấp đã mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn

CHƯƠNG 9. THIẾT KẾ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ
Bộ sấy không khí có nhiệm vụ sấy nóng không khí cấp vào lò đến nhiệt độ nhất
định để tăng cường quá trình cháy, đảm bảo quá trình cháy nhanh và cháy ổn định.
Do bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt bằng gang nặng nề, tốn kim loại (chịu lực
kém nên làm dày hơn), độ dẫn nhiệt kém nên phải làm cánh phía ngoài. Vì vậy trong
thiết kế này ta chọn bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt bằng ống thép.

9.1 công dụng và phân loại bộ sấy không khí
Theo nguyên lý truyền nhiệt, có thể phân thành hai loại bộ sấy không khí : Bộ sấy
không khí thu nhiệt và bộ sấy không khí kiểu hồi nhiêt.
Ta đã biết nhiệt độ khói vào và nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy không
khí. Đồng thời có sơ bộ nhiệt lượng hấp thụ. Từ các dữ kiện trên ta tìm được diện tích
bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết, chọn diện tích trao dổi nhiệt phù hợp ( không quá 5%
so với diện tích tính toán) và tính lại nhiệt độ khói ra, không khí vào của bộ sấy không
khí .

9.1 Cấu tạo bộ sấy không khí
Chọn bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt bằng ống thép.Bộ sấy không khí kiểu thu
nhiệt bằng ống thép thường được chế tạo thành nhiều cụm (khối) ghép lại theo chiều
cao và chiều rộng của lò hơi để thuận lợi khi vận chuyển và lắp đặt.
Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt bằng ống thep được chế tạo thành nhiều cụm
ghép lại theo chiều cao và chiều rông của lò để thuận lợi khi vận chuyển và lắp.sơ đồ
cấu tạo nguyên lí của bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt ống thép được biểu diễn ở hình
9.1

b

b

2

1

s1
s2

a

Hình 9.1: các hình chiếu Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt