Tải bản đầy đủ - 45 (trang)
Lưu lượng quạt khói coi như đúng với lưu lượng khói vào xyclon đã tính ở chương trước.

Lưu lượng quạt khói coi như đúng với lưu lượng khói vào xyclon đã tính ở chương trước.

Tải bản đầy đủ - 45trang

dtd - Đường kính ống , m

dtd =

=



4ab

− d ,[m]

zπ d



4.3,5.3

− 0,06 = 0,19m

876.π .0,06



ρ - Khối lượng riêng của khói, kg/m3

z – số ống trong đường khói

ω - Tốc độ dòng khói , m/s

Ta có nhiệt độ tại bề mặt ngoài của ống đối lưu

Đối với những nơi có nhiệt độ khói: 6000C < t < 9000C thì tv= tmc + 2,5s + 200C

Nên tv= 870 + 2,5.4 + 20 = 9000C, tra bảng thông số vật lý của khói [ 12] ta có:

ρ = 0,301 kg/m3

ν = 152,5.10-6 m2/s

⇒ Re =



ω .d

3,3.0, 06

64

64

=

= 1103, 6 . Vì Re < 2000 nên λ =

=

= 0, 058

−6

ν

152,5.10

Re 1103, 6



Thay số:

l

d



∆Pms1 = λ. . ρ.



ω2

, [Pa]

2



3

2, 452

.0,301.

= 2, 46 Pa

= 0,058.

1,1

2



+) Xác định ∆Pđt: Trở lực do dòng khói thay đổi tiết diện ( đột thu ).

∆Pđt = ξđt.ρ.



ω2

, [Pa]

2



Với:

ξđt - Hệ số trở lực cục bộ khi đột thu, chọn ξđt= 0,335 .

ρ - Khối lượng riêng khói, với t = 8700C tra bảng thông số vật lý



của khói [ 12] có: ρ = 0,31 kg/m3.



Suy ra:



∆Pđt = ξđt.ρ.



ω2

, [Pa]

2



= 0,335.0,31.



2, 452

= 0,3 Pa

2



+) Xác định ∆Pbhb: Là trở lực của dòng khói khi đi qua buồng hồi bụi và dàn trao đổi

nhiệt có hai balon. Khi dòng khói lưu động qua các cụm ống của buồng hồi bụi, dàn

trao đổi nhiệt và thay đổi hướng chuyển động có chiều như hình vẽ, gây ra các trở lực

như trở lực cục bộ và trở lực do bản thân cụm ống được xác định như sau:

-Trở lực cục bộ:

∆Pcb = ξcb.ρ.

Trong đó:



ω2

; Pa

2



(*)



ξcb - Hệ số trở lực cục bộ, được xác định theo tài liệu [10]

ρ - Khối lượng riêng của khói, tra bảng thông số vật lý của khói

ứng với từng nhiệt độ tương ứng [3]

ω - Tốc độ của dòng khói, m



Nên:

s2/d = 120/60 = 2 > 1,24

Suy ra:

 s1



 d −1 

m = 0,88. 



s

 2 − 0,8 

d





0,138



 100



 51 − 1 

= 0,88. 



80

 − 0,8 

 51





Mặt khác:



−1



0,138



− 1 = -0,09



s2

80

− 0,8

− 0,8

d

51

= 100

= 0,8 < 1,suy ra n = 2,5

s1

−1

−1

51

d



Suy ra trở lực được xác định:



[ 6]







∆P = 0,53. 







n



s2



− 0,8 ÷

ω2

m

d

.

Z

.Re

.

ρ

.

; [Pa] [ 6]

÷

s1

2

÷

−1

d





(**)



Với nhiệt độ trung bình của khói ở cụm ống dàn trao đổi nhiệt có hai balon là t tb =

670 + 457

= 563,5 0C tra bảng thông số vật lý của khói [ 3] có :

2



ρ = 0,423 kg/m3

ν = 87,3.10-6 m2/s

ωk =



Btt .Vk

Fk



 t tb



1, 088.5,17  457 

. dl +1 =

.

+ 1÷= 2,35 m/s

6, 4

 273 

 273 



Theo tiêu chuẩn Reynol ta có :

Re =

λ=



-



2, 35.0, 051

ωk .d

=

= 1373 < 2000

87,3.10−6

ν

64

64

=

= 0, 05

Re 1373







Trở lực cụm ống: ∆P = 0,53. 







n



s2



− 0,8 ÷

ω2

m

d

.

Z

.Re

.

ρ

.

,[Pa]

÷

s1

2

−1 ÷

d



2,5



 80



 51 − 0,8 ÷

2,352

−0,09

∆P = 0,53. 

= 5,18 Pa

÷ .28.1373 .0, 423.

2

 100 − 1 ÷

 51





+) Xác định ∆Pbskk: Khi dòng khói chuyển động qua bộ sấy không khí, khói đi trong

ống, chuyển động trong đoạn ống dài gây trở lực ma sát. Ngoài trở lực ma sát còn có

trở lực cục bộ ở đầu vào và đầu ra của thiết bị. Được xác đinh như sau

∆Pbskk = ∆Pms + ∆Pcb ; Pa

Trong đó:

∆Pms Trở lực ma sát gây ra khi dòng khói chuyển động trong ống trơn, Pa

∆Pcb Trở lực cục bộ tạo ra ở đầu vào và ra của bộ sấy không khí , Pa

Ta có:



Tại bộ sấy không khí lưu lượng thể tích khói thực tế:

Vk = 5,17 m3tc/kg

π .d 2

3,14.0, 0512

.936 = 1,9 m2

Tiết diện khói đi : Fk =

.n =

4

4



Với



n = 936 Số ống trong bộ sấy không khí

d = 51 mm Đường kính ống.



Tốc độ trung bình của khói trong bộ sấy không khí.

ωk = 6,7 ; m/s [ tính trên]

-



Tổn thất ma sát:



Với ttbk = 258 0C tra bảng thông số vật lý của khói [ 12] ta có:

ρ = 0,672 kg/m3

ν = 40,34. 10-6 m2/s

⇒ Re =



ωk .d 6, 7.0, 051

=

= 8470

ν

40,34.10−6



Dựa vào bảng tra hệ số ma sát đối với dòng chảy dọc chùm ống trơn trong bộ sấy

không khí kiểu chùm ống là: λ = 0,03 [ trang 130 -TKLH]

Với d = 51 mm, l = 900 mm

(theo tài liệu thiết kế của ống dẫn khói trong bộ sấy không khí).



Suy ra :

0,583



l

ω2  T 

∆Pms= λ. .ρ . .  ÷

dtd

2  Tv 



,



Pa [ 6]

0,583



0, 9

6, 7 2  258 

.0, 672.

.

= 0,03.

0, 051

2  244, 25 ÷





= 8,24 Pa



*Tổn thất cục bộ : Theo tài liệu [5] trở lực cục bộ đầu vào và ra được tính như sau :

∆Pcb = n.( ξ vào



ω2

;

+ ξ ra ). ρ.

2



Pa



Trong đó : n = 936 Số ống trong bộ sấy không khí.

ω = ωk = 6,7 m/s Tốc độ dòng khói vào tiết diện ống.

ξvào, ξra Hệ số trở lực cục bộ đầu vào và ra, phụ thuộc vào tỷ lệ tiết diện

fn/f1.

Đối với bộ sấy không khí kiểu ống :

f n 0, 785.dtr2 0, 785.0, 0512

=

=

= 0,33

f1

s1.s2

0, 082.0, 075



Tra theo tài liệu [TKLH] hình 8.IX ta có : ξvào = 0,33 ; ξra = 0,48

Suy ra :



ω2 ;

∆Pcb = ( ξvào + ξ ra ) .ρ .

2



Pa



6, 7 2

= (0,33 + 0,48).0,672.

= 12,2 Pa

2



Vậy :



∆Pbskk = ∆Pms + ∆Pcb ;



Pa



= 8,24 + 12,2 = 20,6 Pa

+) Xác định trở lực tại xyclon

Trở lực của thiết bị khử bụi phụ thuộc vào cấu tạo của thiết bị khử bụi và được tính

như sau :

ω2

.ρ, [Pa ] [ 5]

∆Pkb = ξ .

2



Trong đó : ω - tốc độ vào thiết bị khử bụi ; m/s

ξ - hệ số trở lực cục bộ chọn ở bảng 17.3 [ 5] .

Đối với loại khử bụi kiểu xoáy thì ξ = 85. Theo tài liệu [11] để đảm bảo hiệu suất thu

bụi tốt và không bị tắc do đọng bụi thì cần thiết kế tốc độ dòng khói vào xyclon phải

lớn hơn 2,2 m/s. Chọn ω = 2,5 m/s.

Suy ra



ω2

.ρ , [Pa ]

∆Pkb = ξ .

2



= 85.



2,5 2

.0,779 = 207 Pa

2



Với t = 1800C ta bảng thông số vật lý của khói [ 12] có ρ = 0,779 kg/m3.



Vậy tổng trở lực đường khói từ buồng lửa đến thiết bị khử bụi:

∆Pk1 = ∆Pms1 + ∆Pđt + ∆Pbhb + ∆Pskk + ∆Pkb , [Pa ]

∆Pk1 = 2,46 + 0,3 + 5,18 + 20,6+ 207 = 235,54 Pa

b) Xác định tổng trở lực ∆Pk2

∆Pk2 = ∆Pblb + ∆Pôk

Với : ∆Pblb - Trở lực cục bộ tại bộ lọc bụi kiểu ướt, Pa

∆Pôk - Trở lực của ống khói, Pa

+) Xác định ∆Pblb: Theo tài liệu [6] thì trở lực cục bộ tại buồng lắng bụi kiểu ướt được

∆Pblb = ξcb.ρ.



xác định theo biểu thức:



ω2

, [ Pa]

2



Với : ξcb = 1,1 theo tài liệu [4] là hệ số trở lực cục bộ do ngoặt dòng.

Lưu lượng khói thải vào quạt khói :

Vkt = Btt.(Vk + ∆α.Vkk0).



273 + t k

; [m3/h]

273



= 1,088.(5,17 + 0,13.3,56)



273 + 180

273



= 10,17 m3/h

Diện tích tiết diện ống dẫn khói vào bộ lọc bụi kiểu ướt:

F=

=



π .d 2

, m2

4

3,14. ( 0, 6 )

4



2



= 0,28 m2



Tốc độ dòng khói vào bộ lọc bụi kiểu ướt:

ω=



V 10,17

=

= 36,32 m/s

F 0, 28



Suy ra :

∆Pblb = ξcb.ρ.



ω2

, [ Pa]

2



= 1,1.0,779.



36,322

= 565,2 Pa

2



+) Xác định ∆Pôk:

∆Pôk = ∆Pms + ∆Pcb , [ Pa]

Tốc độ trung bình của dòng khói trong ống khói:

ωtb =



Vk

5,17.3600

=

= 18,27 m/s [ 6]

2

2830.dtb 2830.0, 6 2



Trở lực ma sát dọc chiều dài ống khói:

l

ω2  T 

∆Pms=λ. . ρ. . 

d td

2  TV 



0, 583



, [Pa]

0,583



20

18, 27 2  423 

.0, 779.

.

= 0,02.

÷

0, 6

2

 373 



= 93,27 Pa

Với các giá trị: l = 20 m; d = 0,6 m; T = 4230K ; Tv = 3730K ; λ = 0,02 [ 6]

Trở lực động của ống khói:

∆Pđ = ρ .



ωtb2

18, 27 2

= 0, 779.

= 130 Pa [ 6]

2

2



Vậy:

∆Pôk = 93,27 + 130 = 220,27 Pa

Suy ra: ∆Pk2 = 565,2 + 220,27 = 785,47 Pa

11.3.3.Công suất của quạt khói.

Được xác định như sau:

Nk = k.



Vk .H k

, [W]

3600.η k



Trong đó: k- Hệ số dự phòng và công suất quạt khói, lấy bằng 1,1

Hk- Áp suất đầu đẩy của quạt khói, Pa

ηk- Hiệu suất quạt khói, thường khoảng 0,5 ÷ 0,75



Áp suất đầu đẩy của quạt khói được xác định như sau:

Hk = k1(∆hk + h’’bl - ∆htt) , [Pa] [ 6]

Với:



k1 – Hệ số dự phòng áp suất của quạt khói, lấy bằng 1,2.

h’’bl – Độ chân không ở cửa ra buồng lửa, thường lấy – 20 Pa

∆hk – Tổng trở lực phía đường khói, được xác định theo biểu thức:

∆hk = [∆hk1(1+µk) + ∆hk2] , ( 6)



[ Pa]



= [235,54.(1 + 10,95) + 785,47] = 3600 Pa

µk - Nồng độ tro bay theo đường khói, thường lấy 30%µ,

µ là nồng độ tro bay theo khói khi ra khỏi buồng lửa.

∆htt - Tổng lực tự hút của ống khói và dòng khói tính từ cửa ra buồng lửa đến

ống khói.

∆htt = (h1 – h2).g.(ρkk - ρ), [Pa]

Tại buồng lửa: ∆htt1 = (2 – 3,5).9,81.(1,2 – 0,316) = -13 Pa

Với: h1 = 2 m; h2 = 3,5 m là chiều cao cửa vào và ra của khói tại buồng lửa,

g = 9,81 m/s2; ρ = 0,31 kg/m3 [ 12], ứng với tbl = 8700C

Tại ống khói: ∆htt2 = (1,5 – 20).9,81.(1,2 – 0,779) = - 76,4Pa

Với: h1 = 1,5 m; h2 = 20 m là chiều cao cửa vào và ra của khói tại ống khói,

ρ = 0,779 kg/m3 [12], ứng với tbl = 1800C]

∆htt = ∆htt1 + ∆htt2 = - 13– 76,4 = -89,4 Pa

⇒ Hk = 1,2.( 3600 – 20 + 89,4 ) = 4403,3 Pa



Vậy:



Nk = k.



Qk .H k

, [W]

3600.η k



Qk là lưu lượng khói qua quạt hút:

Qk = β1 .Btt .(Vth + ∆α do .V0 ).



273 + t th

, [5]

273



Trong đó:

* β1 hệ số dự phòng, thường lấy β1 =1,1.

* Vth = 4,265 m3/kgnl: thể tích khói thải.



* ∆α do : hệ số không khí lọt vào đường ống dẫn khói, ta có ∆α do = 0,13.

* tth = 160 0C: Nhiệt độ khói thoát khỏi lò.

* Btt = 1366 kg/s: Tiêu hao nhiên liệu tiêu chuẩn.

Suy ra: Qk = 1,1.1, 088.(4, 265 + 0,14.3, 65).



273 + 180

= 9, 48m3 / s.

273



Như vậy:

Nk = 1,1.



9, 48.4403,3

= 55657 W =55,657kW

0, 75



Công suất của động cơ:

Nđc = k2.



Với:



Nk

55657

= 1,1.

= 71605 W = 71,605kW

η đ .η tđ

0,95.0,9



k2 – hệ số dự phòng lấy bằng 1,1

ηđ – hiệu suất động cơ điện và thường lấy 0,95



ηtđ – Hiệu suất bộ truyền đai, thường chọn ηtđ = 0,9



CHƯƠNG 12. TÍNH SỨC BỀN CÁC CHI TIẾT CỦA LÒ HƠI

12.1. Đặc điểm làm việc của kim loại trong lò hơi.

Điều kiện làm việc của kim loại các phần tử và chi tiết khác nhau của lò rất

khác nhau. Nhiệt độ vách và áp suất bên trong là các thông số được dùng để việc chọn

mác thép.

Nhiệt độ kim loại tăng lên thì khả năng làm việc của kim loại sẽ giảm, không

những giảm độ bền mà còn do các quá trình ăn mòn xảy ra mạnh hơn. Do có ăn mòn

mà việc sử dụng kim loại bị hạn chế.

Khi phân bố nhiệt không điều trong vách kim loại có những lớp giãn nở nhiều

hơn và có những lớp giản nở ít hơn. Những lớp được đốt nóng ít sẽ ngăn cản sự giản

nở của những lớp được đốt nóng nhiều hơn, kết quả là những lớp được đôt nóng nhiều

hơn sẽ xuất hiện ứng suất nén và trong những lớp được đốt nóng ít hơn sẽ sinh ra ứng

suất kéo. Những ứng suất này sẽ tăng lên khi tăng độ chênh nhiệt độ vách ống.

Khi dao độn nhiệt dộ có thể sinh ra hư hỏng các chi tiết dưới dạng những vết

rạn nếu biên độ dao động của ứng suất và số chu kỳ đủ lớn. Hiện tượng phá hủy kim

loại do đốt nóng và làm lạnh lặp đi lặp lại được gọi là độ mõi nhiệt.

Trong thời kỳ đốt lò có thể có số chu kỳdao động với biên độ lớn. Do vậy chế

độ đốt của lò phải được chọn sao cho khi đó các ứng suất sinh ra do nhiệt dọ không

vượt qua giới hạ cho phép.

Ở nhiệt độ bình thường trong phòng, độ bền của kim loại được đánh giá bằng

hai tiêu chuẩn, đó là giới hạn chảy và giới hạn bền.

12.2. Các loại thép dùng trong chế tạo lò hơi.

12.2.1. Những yêu cầu chung đối với thép để chế tạo lò hơi.

Thép dùng để chế tạo lò hơi cần phải đáp ứng được những yêu cầu chung :

-



Có độ bền và độ dẻo cao.



-



Cố độ ổn địn cấu trúc cao



-



Có độ bền nhiệt cao.



-



Có độ ổn định hóa học cao.



-



Có hàm lượng các tạp chất có hại ở mức tối thiểu.



-



Có tình hàn tốt, không yêu cầu dùng các phương pháp hàn và nhiệt luyện



phức tạp và đắt tiền.

Trong thực tế, thép cacbon, thép hợp kim thấp và thép hợp kim cao được sử

dụng rộng rãi để chế tạo các bộ phận của lò hơi.

12.2.2 Các loại thép dùng trong chế tạo lò hơi.

Để chế tạo các bộ phận lò hơi không tiếp xúc với lửa, người ta thường dùng sử

dụng các loại thép có mã hiệu:CT2KЛ, BMCT.3KЛ, ...

Các bộ phận lò hơi tiếp xúc với lửa, làm việc ở nhiệt độ vách ≤ 450 0C và ở áp

suất không giới hạn người ta dùng các loại théo có mã hiệu: 15K, 20K, SB410, ...

Kim loai sử dụng làm các ống lò thường dùng có các mã hiệu: 10, 20, 15TC,

làm việc ở nhiệt độ ≤5000C.

Dưới đây là thành phần hóa học của một số thép thông dụng trong ngành chế

tạo lò hơi:

Bảng 12.1. Thành phần hóa học của một số thép thông dụng.

Hàm lượng các nguyên tố, %



Mã hiệu



S



P



thép



C



Mn



Si



Cr



10



0.07-0.14



0.35-0.65



0.17-0.37



≤ 0.15



20



0.17-0.25



0.65-0.65



0.17-0.37



0.3



0.045



0.040



12MX



0.09-0.16



0.40-0.70



0.15-0.30



0.40-0.60



0.040



0.040



15TC



0.12-0.18



0.80-1.30



0.70-1.00



≤ 0.30



0.025



0.035



15XM



0.11-0.16



0.40-0.70



0.17-0.37



0.08-1.00



0.025



0.035



12X1M



0.08-0.15



0.40-0.70



0.17-0.37



0.90-1.20



0.025



0.025



Không >



12.3. Tính sức bền các chi tiêt chính của lò hơi

Chiều dày vách của chi tiết hình trụ chịu áp suất bên trong (bao hơi, ống góp)

được xác định theo các công thức :

-



Khi tính theo đường kính trong:



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Lưu lượng quạt khói coi như đúng với lưu lượng khói vào xyclon đã tính ở chương trước.

Tải bản đầy đủ ngay(45 tr)

×