Giáo trình Kỹ thuật Lò hơi

Nội dung text: Giáo trình Kỹ thuật Lò hơi

1. bộgiáodụcvđotạo tr−ờngđạihọcnôngnghiệpihnội GS.TS.Phạmxuânv−ợng(Chủbiên) PGS.TS.Nguyễnvănmuốn Giáotrình Kỹthuậtlòhơi Hnội–2006 Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 1
2. Lờinóiđầu Việcsảnxuấtvsửdụnghơiđcótừrấtlâu.Nhiềukiểulòhơiđrađờinhằm phụcvụchocácngnhcôngnghiệpchếbiến,cácngnhcôngnghiệpkhácnh−:công nghiệpbôngvảisợi,côngnghiệpgiấy.Ngoiralòhơicòndùngkháphổbiếnđểtạora n−ớcnóngtrongcáchệthốngs−ởichocácthnhphốchâuÂu,châuMỹvomùađông v.v Trongthựctếcónhữnglòhơinhỏ,mỗigiờchỉsảnxuấtđ−ợcvichụcđếnvi trămlítn−ớcnónghoặchơibohoởápsuấtbìnhth−ờng,đồngthờicũngcónhữnglò hơirấtlớn,mỗigiờcóthểsảnxuấthngngntấnhơin−ớc,ápsuấthngtrămbar,nhiệt độhngtrămđộ,dùngchocáctrạmphátđiện1000–1200MW. Sửdụnghơin−ớcbohovhơiquánhiệtđgópphầnvođẩynhanhsựnghiệp côngnghiệphoávhiệnđạihoátrongcôngnghiệpvnôngnghiệp.Theothốngkêhiện nayởViệtNamchỉriêngngnhnôngnghiệpđcóhngnghìncáccơsởchểbiếncósử dụngtớinồihơi.Mặtkhácsửdụngnồihơitrongsảnxuấtcũngcầnphảiđ−ợcđặcbiệt l−uývkiểmtrath−ờngxuyênvềcháynổ. Cuốnsách“Giáotrìnhkỹthuậtlòhơi”giớithiệunhữngnộidungcơbảnvềquá trìnhvthiếtbịsảnxuấtvvậnchuyểnhơin−ớcnóngchủyếutừnhiênliệuhữucơ. Giáotrìnhchủyếunhằmphụcvụchoviệchọctậpcủasinhviênngnhcơkhí bảoquản,chếbiếnnôngsản;cácngnhcơkhínôngnghiệpvmộtsốngnhcóliên quan.Tiliệucũngcóthểdùngthamkhảochocáckỹs−lmviệctrongnôngnghiệp. Dothờigianvtrìnhđộcóhạn,khôngtránhđ−ợckhỏisaisót.Rấtmongđ−ợc bạnđọcquantâmvđónggópýkiến.Xinchânthnhcảmơn. Cáctácgiả Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 2
3. Ch−ơngI KháiniệmvềlòhơI 1.Nhiệmvụ,yêucầukĩthụât,phânloại 1.1.Nhiệmvụ: Nhiệmvụcủalòhơilchuyểnhoánăngl−ợngtừcácdạngkhácnhaukhibịđốt cháythnhdạngnăngl−ợngkhác:n−ớcnóng,n−ớcbohohoặchơiquánhiệt.Hơiquá nhiệtlhơiởnhiệtđộvápsuấtcao. 1.2.Yêucầukĩthuật. Thiếtbịsinhhơiphảicónăngsuấthơicao(Tấn/giờ),hiệusuấtsinhhơilớn. Chấtl−ợngsảnphẩmphảiđápứngyêucầusảnxuất:chấtl−ợngn−ớcnóng,hơi bohohoặchơiquánhiệt. Cấutạocủathiếtbịkhôngquáphứctạp,sửdụng,bảod−ỡngvsửachữadễ dng. Chiphínhiênliệuriêngthấp,hiệusuấtlòđốtcao. 1.3.Phânloạilòhơi. Căncứvomụcđíchsửdụng,lòhơicócấutạokhácnhau.Ng−ờitaphânloạicác loạilòhơinh−sau: Theochếđộtuầnhoncủan−ớc:tuầnhontựnhiên,tuầnhonc−ỡngbứccóbội sốtuầnhonlớnhoặclòtrựcl−u. - Theothôngsố(hoặccôngsuấtcủalò):lòhơicôngsuấtthấp,trungbìnhvcao. - Theochếđộđốtnhiênliệutrongbuồngđốt:lòghithủcông,lòghinửacơkhív lòghicơkhí,lòđốtnhiênliệurắn,lỏnghaykhí,thảixỉlỏnghaythảixỉkhô - Theosựpháttriểncủalòhơi:kiểubình,kiểuốnglò,ốnglửa,ốngn−ớc. - Theocôngdụngcólòhơitĩnhtại,nửadiđộngvđiđộng,lòhơicôngnghiệp a/Lòhơiốnglò. Đâylloạilòhơiđơngiảnnhất,dạngtrụ,đốtnóngmặtngoi.Ng−ờitacóthể tăngbềmặttruyềnnhiệtcủalòbằngcáchbốtrítrongbìnhlớntừ1 ữ3ốngđ−ờngkínhtừ 500 ữ800mm.Khóichuyểnđộngtrongốnglòvthoátralạitiếptụcđốtnóngmặtngoi bình.Loạilòhơiốnglửath−ờngcónăngsuấtnhỏtừ2 ữ2,5t/h. ốnglòđặtlệchtâmso vớibìnhđểđảmbảon−ớctuầnhontrongbình. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 3
4. Hình1.1 .Cấutạotonthểlòbình 1baohơi(bìnhlò);2đáybaohơi;3đômhơi;4ốngdẫnhơira;5đầunốiống n−ớccấp;6tấmđỡ;7nắpđậy;8ápkế;9ốngthuỷ;10vananton;11vanhơi chính;12vanđ−ờngn−ớccấp;13vanmộtchiều;14vanxả;15ghilò;16không gianbuồnglủa;17chỗchứatro;18cửabuồngđốt;19cửathổigió;20đ−ờngkhói thải;21lớplótt−ờngbảoôn;22lớpcáchnhiệt;23móng;24đ−ờngkhóithảiđi ngầm;25ốngkhói;26lchắnđiềuchỉnhkhói. Hình1.2. Lòhơiốnglò aLòhơimộtốnglò 1ốnglòhìnhsang;2buồngđốt;3đ−ờngkhóithứhai; 4đ−ờngkhóithứ3;5bệđỡ;6đômhơi;7ốngxả. Sơđồtuầnhoncủan−ớctronglòhơiđốtốnglòbLòhơihaiốnglò1baohơi;2ốnglòhìnhsóng Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 4
5. b/Lòhơiốnglửa. Loạilòhơinyốnglòthaybằngốnglửavớikíchth−ớcnhỏhơn(50 ữ150mm). Khói saukhiqua ốnglửa quay về đốt nóng bên ngoilò. Loạilò hơi nycó bề mặt truyềnnhiệtlớnhơn,nh−ngvềmặtcôngsuấtvchấtl−ợnghơicònbịhạnchế. Hình1.3. Lòhơiốnglửa 1baohơi;2ốnglò;3đômhơi;4buồngđốt; I,II,IIIthứtựcácđ−ờngkhói c/Lòhơiốngn−ớctuầnhon. Đối với loại lò hơi ống n−ớc nằm ngang, các ống n−ớc nghiêng nối với nhau bằnghaihộpgóp.Haihộpgópnyđ−ợcnốivớibaohơiđặtdọc(Hình1.1). Lòhơiốngn−ớcđứng. Đểtăngc−ờngđộtuầnhonn−ớctronglò,cácốngn−ớcnghiêngchuyểnthnh cácốngn−ớcthẳngđứng.Hình1.4trìnhbycấutạolòhơiốngn−ớcđặtthẳngđứngcó 4baohơi(LòGacbe).Đểcânbằngápsuấtvmứcn−ớc,giữacácbaohơicóốngliên thông.N−ớcđ−ợcđ−avobaohơi1,theocụmốngsauđểxuốngbaohơi2,sangbaohơi 3,rồitheocụmốngtr−ớclênbaohơi4. d/Lòhơituầnhonc−ỡngbứcvớibộisốlớn. Ng−ờitadùngbơmđểtăngkhảnăngtuầnhon,khiđólòsẽlmviệctheochế độtuầnhonc−ỡngbứcvớibộisốtuầnhonlớn(Hình1.4). Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 5
6. Hình1.4. Lòốngn−ớcthẳngđặtđứng4baohơi. e/Lòhơitrựcl−u. Đặcđiểmcủaloạinylmôichấtlmviệcmộtchiều,từlúcvoởtrạngtháicấp n−ớctớikhiraởtrạngtháihơiquánhiệtcóthôngsốquyđịnh.Ưuđiểmcủalònyl giảmđ−ợcđiệnnăngtựdùngchobơmn−ớccấpvìlợidụngthêmtuầnhontựnhiêncủa lò(Hình1.5). Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 6
7. Hình1.5 .Sơđồcấutạocủa Hình1.6 .Sơđồlòhơitrựcl−u lòhơituầnhonc−ỡngbức1phầnhấpthụnhiệtbứcxạ;2bộ bộisốlớnLamônquánhiệt;3bộhâmn−ớc;4bộ 1đ−ờngđ−an−ớccấp;2bộhâmn−ớc;sấy;5bộlấyhơira;6khỏithải. 3bềmặtđốtsinhhơi;4haohơi;5bơm tuầnhon;6phầnbềmặtđốtsinhhơihấp thụnhiệtbứcxạ;7ốnggópvo;8bộquá nhiệt;9đ−ờnghơira;10buồngđốt. Tronglòhơicóchutrìnhtựnhiên,n−ớcđ−ợccungcấpbởibơm1,quabộhâm nóngn−ớc2votrốngtrên3,n−ớcđ−ợcbốchơitrongchutrình4,5(Hình1.3a).Hơi tạoraởtrống3đivobộqúanhiệt6,vtớinơitiêuthụ. Tiêuthụ N−ớc cungcấp a)b)c) Hình1.7. Sơđồchuyểnđộngcủan−ớc,hỗnhợphơivhơicủaliênhợplòhơi. aChutrìnhtuầnhontựnhiênbChutrìnhtuầnhonc−ỡngbứcbộisốlớncKiểuthẳng Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 7
8. 2.Cấutạochungvnguyêntắclmviệccủalòhơi. 2.1.Cấutạolòhơi. ởđâygiớithiệubaloạithiếtbịsinhhơi(lòhơi):lòđốtthủcông,lòhơighixích vlòhơiđốtphun. a/Lòhơiđốtthủcôngghicốđịnh. Đâylloạilòhơiđơngiảngồmcácbộphậnchính:Trống(baohơi)1chứan−ớc hơivcũnglbềmặttruyềnnhiệt;vanhơichính2đểđiềuchỉnhl−ợnghơicungcấp. Vancấpn−ớc3đểcấpn−ớcvonồihơi;ghilò4cốđịnh,đỡnhiênliệucháy,đồngthời cókhehởđểkhôngkhícấpvođốtcháynhiênliệuvthảitro,xỉ;cửagió7vcửacấp nhiênliệu8;ốngkhói9(Hình1.8). Hình1.8. Sơđồlòđốtthủcông. b/Lòhơiđốtkiểuphun. Đâylloạinồihơicóthểdùngnhiênliệulỏng(mazút),nhiênliệukhí(khíthiên nhiên,khílòcốc, )nhiênliệurắnđnghiềnthnhbột. Lòhơiđốtphungồmcácbộphận:trống1,vanhơichính2,đ−ờngn−ớccấp3, vòiphun4,buồngđốt5,phễutrolạnh6dùnglmnguộicáchạttroxỉkhithảirangoi tr−ờnghợpthảixỉkhô,giếngxỉ7,bơmn−ớccấp8,ốngkhói9,bộsấykhôngkhí10, quạtgió11,bộhâmn−ớc13,dnốngn−ớcxuống14,dnốngn−ớclên15,dyphestôn 17,bộquánhiệt18(Hình1.9a) c/Lòhơighixích(Hình1.9b). Thuộcloạilòhơicôngsuấtnhỏhoặctrungbình.Cấutạogồm:trống1,vanhơi chính2,đ−ờngcấpn−ớc3,ghilòdạngxích4,buồngđốt5,hộptroxỉ6,hộpgió7cấp giócấp1quaghicholớpnhiênliệutrênghi,phễuthan8,ốngkhói9,bộsấykhôngkhí 10,quạt11,quạtkhói12,bộhâmn−ớc13,dnốngn−ớcxuống14,ốnggópd−ới15, dnốngn−ớclên16,dyphestôn17vbộquánhiệt18. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 8
9. a) b) Hình1.9. Sơđồlòhơi. a/Loạiđốtthanphun.b/Lòhơighixích. Bảng1.1.Cácđặctínhcủalòhơi Sảnl−ợnghơi ápsuấthơi Nhiệtđộhơi Nhiệtđộhơiquá Nhiệtđộ địnhmức,t/h rakhỏilò quánhiệt nhiệttrunggian n−ớccấp 0 MN/m 2 0C 0C C 10 1,4 250 _ _ 20 2,4 425 _ _ 6,5;10;15;20;25;35;50;75 4 440 _ 150 60;90;120;160;220 10 510–540 _ 215 160;210;320;420;480 14 545–570 _ 230 320;500;640 14 545–570 545–570 230 950 25,5 545585 570 260 Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 9
10. 2.2.Nguyêntắclmviệccủalòhơi. Không khí nóng cùng bột than phun vo buồng đốt qua vòi phun 5 v cháy, truyềnnhiệtchocácdnốngbốtríxungquanhbuồngđốt.N−ớctrongốngđ−ợcđốt nóng,sôivsinhhơi.Hỗnhợphơin−ớcsinhrađ−ợcđ−alênbaohơi.Baohơidùngđể táchhơirakhỏin−ớc.Phầnn−ớcch−abốchơicótrongbaohơiđ−ợcđ−atrởlạidnống, quacácốngxuốngbốtríngoit−ờnglò,cótrọngl−ợngriênglớnhơnhỗnhợphơin−ớc ởtrongcácốngcủadnống(vìkhôngđ−ợchấpthunhiệt)tạonênđộchênhtrọngl−ợng cộtn−ớc.Dođómôichấtchuyểnđộngtuầnhontựnhiêntrongmộtchutrìnhkín.Hơi rakhỏibaohơiđ−ợcchuyểntớibộphậnquánhiệtđểtạothnhhơiquánhiệt,cónhiệt độcao. Khóithoátkhỏibộphậnquánhiệt,nhiệtđộcòncao,dođóbốtríbộphậnhâm n−ớcvbộphậnsấykhôngkhíđểtậndụngnhiệtthừacủakhói.Nhiệtđộkhóithảira khỏilòchỉcòn120 ữ180 0C.Quạtkhóiđểhútkhóixảrangoiốngkhói.Đểtránhbụi chomôitr−ờngxungquanh,khóitr−ớckhithảirađ−ợcquabộphậntáchbụi. Hình1.10. Sơđồnguyênlýlmviệcvcấutạocủalòhơi. 1baohơi;2phầnchứan−ớccủabaohơi;3phầnchứahơicủabaohơi;4buồngđốt; 5vòi phun; 6đ−ờng nhiên liệu tới; 7các dn ống sinh hơi; 8ống phestôn; 9ống xuống;10ốnggópd−ớicủadnống;11bộhâmnóngn−ớccấp1;12bộhâmnóng n−ớccấphai;13ốngdẫnđểđ−an−ớctừbộhâmn−ớcvobaohơi;14ốngdẫnhơibo hotừbaohơitớibộquánhiệt;15bộquánhiệtcấpmột;16bộgiảmônđểđiềuchỉnh nhiệtđộhơiquánhiệt;17bộquánhiệtcấphai;18cấpmộtcủabộsấykhôngkhí;19 cấphaicủabộsấykhôngkhí;20đ−ờngdẫnkhôngkhívobuồngđốt;21đ−ờngdẫn khôngkhínóngtớimáynghiền;22t−ờngbảoôncủalò;23buồngquặtđểđổichiều dòng khói; 24phần đ−ờng khói đặt các bề mặt đốt đối l−u; 25giếng thải xỉ; 27hút khôngkhínóngtừđỉnhlò;28quạtgió;29khửbụi;30quạtkhói;31ốngkhói. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 10
11. 2.3.Bộquánhiệt Bộquánhiệtlthiếtbịdùngđểgianhiệthơi,từtrạngtháibohoởápsuất trongbaohơitớitrạngtháiquánhiệtquyđịnh. Trêncáclòhơikiểucũ,bộquánhiệtth−ờngđặtsaudnốngsinhhơi.Nhiệtđộ khóitr−ớcbộquánhiệtth−ờngkhôngquá700 0C,nhiệtđộhơikhôngtới400 0C. ởnhững lòhơihiệnđại,bộquánhiệtth−ờngđặtởvùngkhóicónhiệtđộcao(trên1000 0C)để nhiệtđộhơiđạtyêucầu.Tuynhiên,bộquánhiệtvẫnđặtsaucụmốngpheston(gọil bộquánhiệtđốil−u). a/Sơđồcấutạobộquánhiệt. Bộquánhiệtđốil−ugồmnhữngốngxoắncóđ−ờngkínhkhoảng2842mm,dầy 3 ữ7mm.Nhữngốngxoắnnycóthểđặtnằmhayđứngphụthuộcvodòngkhíchuyển động.Bộquánhiệtcóốngxoắnnằmngangth−ờngdùngcholòhơinhỏ,ốngn−ớcsinh hơinằmnghiêng. Bộquánhiệtđặtđứng,bảođảmđ−ờnghơicắtđ−ờngkhóinhiềulần. Hình1.11 Bộquánhiệtnằmngang Hình1.12 .Bộquánhiệtđặtđứng 1dnốngsinhhơInằmnghiêng;2ống1bộgiảmôn;2bộquánhiệtcấpmột; góp;3ốngdẫnhỗnhợp;4baohơi;3ốnggóptrunggian;4bộquánhiệt 5ốngxoắnbộquánhiệt;6ốnggóp5ốnggópracủabộquánhiệt bộquánhiệtcấphai Cácốngxoắndonằmtrongmặtphẳngtrùngvớiph−ơngchuyểnđộngcủadòng khóinênđ−ợcđốtnóngđều,dùchotr−ờngnhiệtđộkhóigiảmdầntheochiềuchuyển độngcủadòngkhói. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 11
12. b/Bộquánhiệtbứcxạvnửabứcxạ. BộquánhiệtnửabứcxạgồmcácchùmốngxoắnchữUđặtdọcphíatrênbuồng đốt.Khoảngcáchgiữacácdnống7001000mm,nhằmtránhtạonêncáccầuxỉgiữa cácdnốngquánhiệt.Bộquánhiệtnửabứcxạdùngchocáclòhơicónhiệtđộkhoảng 530540 0Ctrởlên. Hình1.13 Bộquánhiệtnửabứcxạ Hình1.14 .Sơđồđặtcáctấmchắncủa 1dnốngdạngtấm;2ốnggiữkhoảngbộquánhiệtnửabứcxạtronglò. cáchhaigina,b,c)tấmchắnđặtđứngkhôngcóxả n−ớcđọngtrongốngxoắn;d,e)tấm chắnđặtđứngcóxản−ớcđọng;g)tấm chắnđặtngangcóxản−ớcđọng. Bộquánhệtbứcxạth−ờnglcácdnốngđặttrênt−ờnghaytrêntrầnbuồngđốt. Phụtảinhiệtcủabộquánhiệtbứcxạth−ờngcaohơnbộquánhiệtđốil−utừ3 ữ5lần. Dođónócóyêucầucaovềchấtl−ợngkimloại. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 12
13. Hình1.15 Sơđồbộquánhiệtbứcxạđặtxenkẽvớidnống. 1baohơi;2dnốngcủabộquánhiệtbứcxạ;3ốnggópvo;4ốnggóptrunggian; 5ốnggópracủabộquánhiệtbứcxạ;6ốngdncủadnốngsinhhơi;7t−ờngbảoôn c/Bộquánhiệttổhợp. Bộquánhịêttổhợpcóthểbaogồm:nửabứcxạvđốil−u,hoặcgiữacảbaphần: đốil−u,bứcxạ,nửabứcxạ. Trongcáclòhơihiệnđại,l−ợngnhiệthấpthụđ−ợcởphầnbứcxạvnửabứcxạ cóthểđạttới50%hoặchơnsovớitổngl−ợngnhiệthấpthụcủabộquánhiệt. Hình1.16 .Dạngsơđồnốibộquánhiệttổhợp. a) bộquánhiệtđốil−ubứcxạ;b)bứcxạđốil−u;c)đốil−ubứcxạđốil−u; d)bứcxạđốil−ubứcxạ. Dạngbốtríđốil−ubứcxạ,dònghơiđ−ợcgianhiệtởphầnđốil−utr−ớc,gia nhiệtcuốicùngởphầnbứcxạ.Nhiệtđộhơithấpnằmtrongvùngkhóicónhiệtđộthấp, nênkhôngcầnkimloạichếtạocóchấtl−ợngcao.Tuynhiênphầnbứcxạlmviệctrong điềukiệnnặngnề,dođósơđồnyítđ−ợcdùng. Dạngbốtríbứcxạđốil−u,độchênhnhiệtđộtrongvùngđốil−ubịgiảm,cần tăngbềmặttruyềnnhiệt. Dạngđốil−ubứcxạđốil−u,cóbềmặttruyềnnhiệtlớnhơnởsơđồavnhỏ hơnởsơđồb. Dạngbứcxạđốil−ubứcxạ,phầnđiracủabộquánhiệtlmviệcnặngnề,do đóítđ−ợcsửdụng. d/Điềuchỉnhnhiệtđộhơiquánhiệtbằngn−ớcng−nghơiboho(Hình1.17) Hơibohođ−ợcng−nglạitrongbìnhng−ngnhờsựlmlạnhcủanguồnn−ớc cấplấytừsaubộhâmn−ớc.N−ớcng−ngtrongbìnhng−ngđ−ợcphunvobộgiảmôn hỗnhợpnhờchênhlệchápsuất.Sơđồnyđơngiản,khôngcầnthêmbơmvđ−ờng n−ớcriêngdẫntớichỗphun. Ng−ờitacũngcóthểđiềuchỉnhnhiệtđộhơibằngcáchthayđổinhiệtđộkhói tr−ớcbộquánhiệtnhờthayđổivịtrítrungtâmngọnlửatheochiềucaobuồngđốt. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 13
14. 2.4.Bộphậnhâmnóngn−ớc Bộhâmn−ớclnhữngbềmặttruyềnnhiệtđặtphíasaulòđểtậndụngnhiệtcủa khóisaukhirakhỏibộquánhiệt,lmtănghiệusuấtlòhơi. Hình1.17. Sơđồđiềuchỉnhnhiệtđộhơiquánhiệt Hình1.18. Sơđồđiềuchỉnh nhiệtbằngn−ớcng−ngcủahơiboho.độhơiquánhiệtbằngtáituần 1baohơi;2bộquánhiệtcấpmột;3bộgiảmôn;honkhói 4bộquánhiệtcấphai;5bìnhng−ng;6bầuchứa1vòiphun;2bộquánhiệt; n−ớcng−ng;7vanđiềuchỉnh;8bộhâmn−ớc;93bộhâmn−ớc;4bộsấy lấyxungl−ợngvềnhiệtđộhơi;10đ−ờngn−ớcng−ngkhôngkhí;5quạtkhóitải trảvề;11đ−ờngđ−ahơivobìnhng−ng;12đ−ờngtuầnhon;6dòngkhói. n−ớccấpvobaohơi. Vềcấutạo,bộhâmn−ớccóthểlmviệcởtrạngtháin−ớcsôihoặckhôngsôi. Nóibộhâmn−ớcđ−ợcchiarabaloại:loạiốngthéptrơn,ốngthépcócánhvloạibằng gang. Bộhâmn−ớcốngthéptrơnđ−ợcdùngtrongcáclòhơihiệnđại.Cácốngxoắncó đ−ờngkínhngoi28,32,38mm.Đểhạnchếkíchth−ớccủalò,cácốngxoắnđ−ợcbố trísole.Trongcáclòhơihiệnnay,ốngxoắnđ−ợcbốtrínằmtrongmặtphẳngsongsong vớingựclò(Hình1.19). Hình1.19. ốngxoắncủabộhâmn−ớc Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 14
15. 1 ốngxoắn;2đaiđỡ;3chỗhn. Hình1.20. Sơđồsắpxếpốngxoắnbộhâmn−ớctrongđ−ờngkhói a)cácốngxoắnnằmtrongmặtphẳngvuônggócvớingựclò;b,c)songsongvới ngựclò;b)cóhaidòngn−ớc;c)cómộtdòngn−ớc. Bộ hâm n−ớc bằng gang bao gồm các ống gang đúc, đ−ờng kính trong từ 76 ữ20mm,di1,5 ữ2m.Cácốngnốitiếpvớinhaubằngcútnối.Vềnguyêntắcbộhâm n−ớcbằnggangcũngchỉgồmmộtốngxoắntheodạngkhônggian. Hình1.21 .Bộhâmn−ớcbằnggang. a) dạngkhônggiancủabộhâmn−ớcbằnggang;b)ốngbằnggangcócánh. 1.ốnggangcócánh;2cútnối. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 15
16. Theoquyphạmcấutạovvậnhnhantonlòhơi,n−ớcrakhỏibộhâmn−ớc bằnggangcónhiệtđộnhỏhơn40 0C. 2.5.Bộsấykhôngkhí Theonguyêntắctruyềnnhiệt,bộsấykhôngkhíchiara:loạithunhiệtvloạihồi nhiệt.Loạithunhiệt,nhiệttruyềntrựctiếptừkhóinóngvokhôngkhíquaváchkim loại.Loạihồinhiệt,đầutiênkhóiđốtnóngkimloại,tíchtụnhiệttạiđây,sauđótruyền nhiệtchokhôngkhí. Bộsấykhôngkhíkiểuống(thunhiêt)đ−ợcdùngphổbiến.Nóbaogồmhệthống ốngđứngsolevgiữvớinhaunhờ2mặtsng,khóiđitrongống,khôngkhíđingoi ống. Hình1.22. Dạngkhônggiancủabộsấykhôngkhí. 3.Nhiênliệuvsảnphẩmcháycủanhiênliệu Nhiênliệusửdụngphổbiếnhiệnnaygồm: Nhiênliệurắn:thanđá,thannâu,thanbùn,gỗ, Nhiênliệulỏng:dầuthô,mazút,xăng, Nhiênliệukhí:khílòcao,khílòcốc,khíga,khítựnhiên, Thanđá(thanmỡ,thangầy,thanăngtraxít)chấtbốcthayđổitừ2 ữ55%. Than bùn l dạng ban đầu của thực vật chuyển hoá thnh than đá, độ ẩm 30 ữ90%,độtro7 ữ15%,chấtbốc70%.Năngsuấttoảnhiệt8500 ữ12000KJ/Kg. Thannâuldạngtiếptheocủathanbùn,độẩm18ữ60%,độtro10 ữ50%,chất bốc30 ữ55%,năngsuấttoảnhiệt12000 ữ16000KJ/Kg. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 16
17. Gỗ l nhiên liệu hữu cơ trẻ nhất, thnh phần gồm cácbon chiếm 50%, Hyđrô khoảng6%,ôxykhoảng43%,Nitơkhoảng0,5 ữ1%,độtro0,5 ữ2%,chấtbốc85%,độ ẩmthayđổitrongphạmvirộng. Dầumazútcóthnhphầncácbon80 ữ85%,hyđrôtừ8 ữ10%,nhiệttrịkhoảng 39000 ữ40000KJ/Kg.Dầulnhiênliệudễbắtlửa,dễcháy,nhiệttrịcao,íttro(0,1%). Khíđốtgồmkhíthiênnhiênvkhíga(nhântạo).Khíthiênnhiênchủyếulkhí 3 mêtan(CH 4),nhiệttrịkhoảng35000KJ/m tiêuchuẩn.Khígagồmkhílòcốc,khílò cao,khílòga.Sauđâylbảngthnhphầncủanhiênliệukhívnhiệttrịchấtthảisinh hoạt(bảng1.2,1.3). 3.1.Thnhphầncủanhiênliệu Trongnhiênliệunóichungbaogồmcácchất:cácbon,Hyđrô,l−uhuỳnh,ôxy, trovẩm. Các bon l thnh phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu. Nhiệt trị của các bon khoảng34150KJ/Kg.L−ợngcácbontrongnhiênliệucngcaothìnhiệttrịcủanócng cao. Hyđrôlthnhphầncháyquantrọngcủanhiênliệu.Nhiệttrịkhoảng144500 KJ/Kg.L−ợnghyđrôtrongnhiênliệurấtít. L−u huỳnh l thnh phần cháy trong nhiênliệu. Trong thanl−u huỳnhtồntại d−ớibadạng:Dạngliênkếthữucơ,khoángchấtvdạngliênkếtsunfat.Haidạngđầu có thểtham giaquátrình cháy. Dạngthứba(l−u huỳnhsunfat)không tham gia quá trìnhcháymchuyểnthnhtrocủanhiênliệu.Nhiệttrịcủal−uhuỳnhkhoảng1/3nhiệt trịcủacácbon.Khicháy,l−uhuỳnhtạothnhkhíSO 2hoặcSO 3.KhíSO 3gặphơin−ớc tạothnhaxítH 2SO 4.KhíSO 2thảirangoilkhíđộc,dođól−uhuỳnhlthnhphầncó hạicủanhiênliệu.Bảng1.4lbảngthnhphầncủamộtsốloạinhiênliệurắn. Bảng1.2: Thnhphầncácloạikhíthiênnhiênvnhântạoởtrạngtháikhô(%theothểtích). 3 Nhiênliệu CH 4 CmHn CO 2 H2S N2 H2 CO QcKJ/m Khíthiênnhiên 97,8 0,85 0,05 _ 1,3 _ _ 36.000 nt 77,8 7,1 0,2 1,0 13,5 _ _ 34.000 Khílòcốc 25,3 2,6 2,8 _ 8,4 54,5 5,7 17.000 Khílòsinhthái 0,8 _ 5,9 _ 3,2 53,5 36,4 10.700 3.2.Sựcháycủanhiênliệu Cháylphảnứnghoáhọcgiữacácthnhphầncháyđ−ợccótrongnhiênliệuvới ôxychứatrongkhôngkhí.Tr−ớckhibắtđầucháy,nhiênliệuphảiđạttớinhiệtđộbắt lửa:thanđál400 ữ500 0C,thannâul250 ữ450 0C,gỗ300 0C,thanbùn225 0C,than Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 17
18. cốc700 0C,khíga700 ữ800 0C,khílòcao700 ữ800 0C,dầumỏ580 0C,hyđrôkhoảng 600 0C. Bảng1.3 .Nhiệttrịcủachấtthảisinhkhối. TT Chấtthảisinhkhối Độẩm,% GiátrịsinhnhiệtMJ/kg ĐổiraKcal/kg 1 Gỗ(−ớt,cắtcnh) 40 10,9 2604 2 Gỗ(khô,đểnơiẩmthấp) 20 15,5 3703 3 Gỗkhô 15 16,6 3965 4 Gỗthậtkhô 0 20 4778 5 Thancủi 5 29 6928 6 Bmía(vớiđộẩmcao) 50 8,2 1960 7 Bmía(khô) 13 16,2 3870 8 Vỏcphê(khô) 12 16,0 3823 9 Vỏtrấu(khô) 9 14,4 2440 10 Vỏlúamì 12 15,2 3631 11 Thâncâyngô 12 14,7 3512 12 Lõingô 11 15,4 3679 13 Hạtbông 24 11,9 2843 14 Thâncâybôngngô 12 16,4 3918 15 Vỏdừa 40 9,8 2341 16 Sọdừa 13 17,9 4276 17 Phânsúcvậtđóngthnhbánh 12 12 2837 18 Rơmrạ 12 ữ20 14,15 ữ15 3488 ữ3583 19 Mùnc−a(gỗ) 12 ữ20 18,5 ữ19 4420 ữ4778 20 Vỏhạtđiều 11 ữ12 24,0 ữ25,0 5056 21 Vỏquảdứa 16 ữ18 _ _ Nguồn: Biomassfuelsvariousmodernon–traclitionafulesFEA,1977. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 18
19. Khinhiênliệucháyhonton,hyđrôtựdokếthợptrựctiếpvớicácbonchota hyđrôcácbuanhẹ(CH 2)hoặcnặng(C 2H4).Haikhínydễdngbắtlửavcháyvớiôxy củakhícháychotakhíCO 2vhơin−ớc. Khi nhiên liệu cháy không hon ton, khích−acháyv khói thảitừ lòhơi l ôxítcácbon(CO)vhyđrôcácbua.Nghiêncứukhíxảchophépđánhgiáchấtl−ợngcủa sựcháy.Muốncháyhonton,cầnphảicungcấpmộtl−ợngkhôngkhílớn,cónghĩal l−ợngôxylớn.Hỗnhợpgiữakhôngkhívnhiênliệurấtkhóhonhảo,vìthếcầnphải cấpthừamộtl−ợngkhôngkhícaohơnlýthuyết.Ng−ờitagọilđộthừakhôngkhí. Mộtđộthừakhôngkhíquálớn,lạilđiềubấtlợi,vìnólmgiảmnhiệtđộcủalò. Khitínhnhiệtcầnphảixácđịnhthểtíchl−ợngkhôngkhílýthuyếtcầnchoqúa trìnhcháy,thnhphầnvsốl−ợngsảnphẩmcháy.Nhữngsốliệunycóthểxácđịnh nhờcácph−ơngtrìnhphảnứnghoáhọc(ứngvới1kgnhiênliệurắn,lỏnghoặc1m 3 nhiênliệuchỉởđiềukiệntiêuchuẩn(1m 3tc)). Ph−ơngtrìnhcháyhontonC: C+O 2 =CO 2(1.1) 1molC+1molO 2 =1molCO 2 12kgC+32kgO 2=44kgCO 2(1) 1kgC+2,67kgO 2=3,67kgCO 2 Nh−thế,đểđốtcháyhonton1kgCcần2,67kgO 2vtạothnh3,67kgCO 2. 3 Tabiếtkhốil−ợngriêngcủaôxy ρo2=1,428kg/m tc,củakhícácbônicl ρ= 1,964kg/m 3tc.Thayvoph−ơngtrìnhtrên(1)tacó: 3 3 1kgC+1,866m tcO 2=1,866m tcCO 2 Ph−ơngtrìnhcháycácbonkhônghonton: 1 C+ O =CO(1.2) 2 2 3 3 T−ơngtựtrêntacó1kgC+0,933m tcO 2=1,86m tcCO PhảnứngcháycủaSvH 2nh−sau: 1 H + O =H O(1.3) 2 2 2 2 3 3 1kgH 2+5,6m tcO 2=11,m tcH 2O(2) S+O 2=SO 2 3 3 1kgS+0,7m tcO 2=0,7m tc SO 2 Đốivớinhiênliệukhíđơnvịđol−ờnglm 3tc. 1 H + O =H O(1.4) 2 2 2 2 3 3 3 22,4m tc H2+11,2m tcO 2 =22,4m tc H2O 3 3 3 1m tcH 2+0,5m tcO 2=1m tcH 2O Đốivớinhiênliệukhíđơnvịđol−ờnglm 3tc. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 19
20. 1 H + O =H O(1.4) 2 2 2 2 3 3 3 22,4m tc H2+11,2m tcO 2 =22,4m tc H2O 3 3 3 1m tcH 2+0,5m tcO 2=1m tcH 2O Bảng1.2. Thnhphầnnhiênliệurắn. Nhiênliệu C H2 O2+ S H2O S Nhiệttrị A1 G1 G2 G3=G 1 K N2(1) thấp (2) (2) (2) +G 2(2) Kcal/Kg (2) Than 79 4,5 7 1 2,5 6 7500 8,13 7,93 0,54 8,47 18,6 ThanSarre 74 4,5 10 1 3,5 7 700 7,58 7,4 0,55 7,95 18,65 ThanAnh 75 4,5 8 1 5,5 6 7100 7,73 7,54 0,57 8,11 18,5 Bánhthan 8,2 4,2 3,7 1,2 1,7 7,2 7750 8,44 8,23 0,49 8,72 18,6 Thancốc 84 0,8 3,4 1 1,8 9 7000 7,72 7,7 0,11 7,81 20,35 Thannâuthô 23,06 1,87 12,07 1 59,28 2,72 1940 2,24 2,16 0,45 3,11 20,00 Thannâuthô 37,05 2,88 4,86 1 42,31 6,9 3275 3,83 3,74 0,85 4,59 18,5 Thanbùnnén 44 4,5 25 0,5 20 6 3800 4,38 4,3 0,75 5,05 19,7 Gỗkhô 40 4,5 37 0,5 16 1,5 3500 3,6 3,61 0,7 4,31 20,7 Dầu ρ=0,87 83,5 14 2,5 0,5 16 1,5 10000 11,1 10,41 1,57 11,98 15,00 7 Hắcín ρ= 89 7 2,8 0,2 0,2 0,1 8875 9,8 9,46 0,79 10,25 17,50 1,05 Nhậnxét :Thnhphầncácchấtnyrấtbiếnđộng,đặcbiệtkhílòcaovkhíga.Khítự nhiênthnhphầnchínhlmêtan(CH 4). ĐốivớiCOtacó: 1 CO+ O =CO (1.5) 2 2 2 3 3 3 1m tcCO+0,5m tc O2=1m tc CO 2 Vớil−uhuỳnh S+O 2=SO 2(1.6) 3 3 3 1m tc S+1m tc O2=1m tc SO 2 Vớimêtan(CH 4) CH 4+2O 2=CO 2+2H 2O(1.7) 3 3 3 3 1m tc CH 4+2m tcO 2=1m tc CO 2+2m tc H2O Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 20
21. Vớicácbuahyđrô  n  n C H + m + O =mCO + H O(1.8) m n  4  2 2 2 2  n  n 1m 3tcC H + m +  m3tcO =mm 3tcO + m3tcH O m n  4  2 2 2 2 Vớihyđrôsunfua 3 H S+ O =SO +H O(1.9) 2 2 2 2 2 3 1m3tcH S+ m3tcO =1m 3tcSO +1m 3tcH O 2 2 2 2 2 3.3.Thểtíchkhôngkhílýthuyếtcầnchoquátrìnhcháy Căncứvocácph−ơngtrìnhcháyởtrên,tacóthểxácđịnhđ−ợcl−ợngôxycần thiếtchoquátrìnhcháy:  C lv S lv H lv Olv  V = 0,93⋅ + 7,0 ⋅ + 6,5 ⋅ −  m 3tc/Kg(1.10) O2    100 100 100 100 ì ,1 428  Trongkhôngkhí,ôxychiếm21%,Nitơchiếm79%.Dođóthểtíchkhôngkhícầnthiết đểđốtcháy1Kgnhiênliệu(rắn,lỏng)l: 1 1  Clv S lv H lv O lv  Vkk=⋅= V O  0,933. +⋅+⋅− 0,7 5,6  (1.11) 212 0,21 100 100 100 1001,428ì  Hoặc lv lv lv lv 3 Vkk = [ ,0 0889 (C + ,0 375 ⋅ S )+ ,0 265 ⋅ H − ,0 0333 ⋅ O ]m tc/Kg. Đốivớinhiênliệukhí:   n   3 Vkk = ,0 0476  5,0 CO + 5,0 H 2 + 2CH 4 + 5,1 H 2 S + ∑m + Cm H n − O2  m tc/Kg(1.12)   4   Thểtíchsảnphẩmcháy: Trongkhóicủaquátrìnhcháynhiênliệuhầunh−luôncósảnphẩmcháyhon tonvsảnphẩmcháykhônghonton.Đểgiảmbớtảnhh−ởngcủacháykhônghon ton,th−ờngkhôngkhíđ−ợccungcấpvớiđộthừanhấtđịnh.Ng−ờitagọi αlhệsố khôngkhíthừa: nhiênliệukhí: Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 21
22. 1 α = (1.13) 79 O−()0,5 CO + 0,5 H + 2 CH 1− ⋅ 2 2 4 21 100 −RO22 −− O H 2 − CH 4 V t Nhiênliệurắn: α =kk > 1 Vkk 0,79V t 1 α= ⋅kk = (1.14) 0,79 V 79 O− 0,5 CO kk 1− ⋅ 2 21 100 −RO2 − O 2 − CO t 3 Trongđó:V kk –lthểtíchkhôngkhíthựctế(m tc/Kg)đểđốtcháy1Kgnhiênliệu. Trongcháylýthuyết( α=1)trongsảnphẩmcháytồntạiCO 2,SO 2,N 2vhơi n−ớc.Đốivớikhóikhôtacó: 3 VKKhô =(V co 2+ Vso 2+ V N2)m tc/Kg. KhiphântíchkhóiCO 2vSO 2th−ờngđ−ợcxácđịnhchung,nênkýhiệuchúngbằng RO 2. VRO 2=V co 2+ Vso 2 lv lv 0,375 ⋅ S VRO =1,866 ⋅ C + (1.14) 2 100 Nitơkhôngthamgiaquátrìnhcháy,vìthếtrongkhóiNitơluôntồntại.Tacầnbiếtrằng nitơtrongnhiênliệukhicháyđchuyểnvokhóid−ớidạngtựdo,mặtkhácnitơlạicó mặttrongkhôngkhíđivolòhơi.Thểtíchnitơứngvớil−ợngkhôngkhílýthuyếtđ−a N lv 1 vo bằng 0,79V v theo nhiên liệu l ⋅ , ( ρN2l khối l−ợng riêng của nitơ = kk 100 ρ N2 1,251Kg/m 3tc) Thểtíchlýthuyếtcủanitơtrongkhóil: lv N 1  3 VN= ⋅ + 0,79 V kk  m tc/kg(1.15) 2 100 1,251  V=0,008 Nlv + 0,79 V N2 kk Hml−ợngnitơtrongnhiênliệurấtnhỏ,cóthểbỏqua:vìvậythểtíchlýthuyết củanitơtrongkhóibằng V= 0,79 V .Thểtíchkhóikhôlýthuyết: N2 kk lv lv VKKhô =0,01866( CSV + 0,375) + 0,79 kk (1.16) Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 22
23. L−ợnghơin−ớccótrongkhóigồm:doôxyhoáhyđrô,dođộẩmcủanhiênliệu, độ ẩm không khí,do hơi n−ớc dùng để phun dầu mazút khi đốt nó. Vậy thể tích lý thuyếtcủahơin−ớcl: V=0,112 Hlv + 0,124 W lv + 0,0161 VG + 1,24 (m 3tc)/kg;(1.17) HO2 KK TrongđóGll−ul−ợngn−ớcđểphunmazútthnhbụi(0,3 ữ0,35kghơin−ớc/kg mazút). Đốivớinhiênliệukhí,thểtíchlýthuyếtcácsảnphẩmcháy: VRO =0,01 COCOCH2 ++++ 4 HS 2 ∑( CHm n ) (1.18) 2 ( ) V=0,79 V + 0,01 N (1.19) N2 kk 2 n  VH 0=0,01 HCH 2 + 2 4 + ∑ CHm n  +0,124d+0,0161 Vkk (1.20) 2 2  TrongđóCO 2,CO,CH 4,H 2S,C mHn ,H 2,N 2tínhtheophầntrămsovớithểtíchcáckhí trongnhiênliệu; dđộẩmcủanhiênliệukhí(g/m 3tc). Thểtíchhơin−ớcthựctế Vt = V +0,79α −⋅ 1 V (1.21) H2 O H 2 O( ) kk Vt=0,112 H lv + 0,0124 WG lv ++ 1,24 0,0161 α V HO2 kk Thểtíchkhóithựctế: Vt= V + V t (1.22) k KKhô H2 O Entalpicủakhôngkhívsảnphẩmcháy. Entalpicủakhóithựctếứngvớimột1kghoặc1m 3tcnhiênliệu: IIt =+−(α 1) II +α + I (KJ/KghayKJ/m 3tc)(1.23) k k kk H2 O tro ởđây: Ikk entalpikhôngkhílýthuyết I kk =V kk .C kk .t I α entalpicủaphầnhơiẩmdokhôngkhíđ−avo H2 O Iα =0,0161α −⋅⋅ 1 VCt (1.24) H2 O( ) kk H2 O Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 23
24. I tro –Entalpicủatro: Alv I=⋅ a ⋅ Ct ⋅ (1.25) tro b100 tro ở đây:AĐộtrocủanhiênliệu a bTỉlệđộtrocủanhiênliệuphânphốitheokhói. C troTỉnhiệtcủatroởnhiệtđột.(Bảng1.4) Bảng1.5. entalpicủam3tccáckhívcủa1kgtro . N H 0 r Nhiệtđộ, (C.t) kk , (C.t) co 2, (C.t) 2, (C.t) 2 , (C.t) , 0 3 3 3 C kJ/m 3tc kJ/m tc kJ/m tc kJ/m tc kJ/kg 100 129,95 170,03 129,58 151,02 81,0 200 261,24 357,46 259,92 304,46 169,8 300 394,89 558,81 392,01 462,72 264 400 531,20 771,88 526,52 626,16 360 500 670,90 994,35 683,80 794,85 458 600 813,36 1224,66 804,12 968,88 560 700 958,86 1431,07 947,52 1148,84 662,5 800 1090,56 1704,88 1093,60 1334,40 768 900 1256,94 1952,28 1239,84 1526,13 825 1000 1408,70 2203,50 1391,70 1722,90 985 1100 1562,55 2458,39 1543,74 1925,11 1092 1200 1718,16 2716,56 1697,16 2132,28 1212 1300 1874,86 2976,74 1852,76 2343,64 1360 1400 2032,52 3239,04 2028,72 2559,20 1585 1500 2191,50 3503,10 2166,00 2779,05 1758 1600 2351,68 3768,80 2324,48 3001,76 1880 1700 2512,26 4035,31 2484,04 3229,32 2065 1800 2674,26 4304,70 2643,66 3458,34 2185 1900 2836,32 4573,98 2804,02 3690,57 2385 2000 3000,00 4844,20 2965,00 3925,60 2514 2100 3163,02 5115,39 3127,32 4163,04 2640 2200 3327,50 5386,48 3289,22 4401,98 2762 2300 3492,32 5658,46 3452,30 4643,47  2400 3658,08 5930,40 3615,36 4887,60  2500 3823,00 6202,75 3778,50 5132,00  Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 24
25. 4.Ph−ơngtrìnhcânbằngnhiệtvhiệusuấtthiếtbị 4.1.Ph−ơngtrìnhcânbằngnhiệt Quanhệgiữal−ợngnhiệtthuvovl−ợngnhiệtchiphígọilsựcânbăngnhiệt. Trongtínhtoánnhiệt,sựcânbằngnhiệtsửdụngcácsốliệuđịnhmứcđểxácđịnhchi phígiờtínhtoáncủanhiênliệuđốivớiliênhợplòhơithiếtkế. L−ợngnhiệtsinhrakhiđốtcháynhiênliệugồmhaiphần:Phầnhữuíchvphần tổn thất. Phần hữu ích sử dụngđểđốtnóng n−ớcsinhthnhhơivới cácthông số đ cho.Phầntổnthấtlphầnmấtđitrongquátrìnhlmviệccủalò. ứngvới1kgnhiênliệu rắn,lỏnghoặc1Nm 3nhiênliệukhícháytronglòởđiềukiệnổnđịnh,tacóph−ơngtrình cânbằngnhiệttổngquát: Q cc =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4+Q 5+Q 6 (kJ/kg)(1.26) ởđây: Q cc l−ợngnhiệtcungcấp(kJ/kg); Q 1 l−ợngnhiệthữuích(kJ/kg); Q 2tổnthấtnhiệtdokhóithảirangoi(kJ/kg); Q 3 tổnthấtnhiệtdocháykhônghontonvềhoáhọc(kJ/kg); Q 4tổnthấtnhiệtdocháykhônghontonvềcơhọc(kJ/kg); Q 5tổnthấtnhiệtramôitr−ờngdotoảnhiệt(kJ/kg); Q 6 tổnthấtnhiệtdoxỉmangrangoi(kJ/kg)v. Theophầntrămtacó: Q Q Q Q Q Q 1 ⋅100 + 2 ⋅100 + 3 ⋅100 + 4 ⋅100 + 5 ⋅100 + 6 ⋅100 = 100 %(1.27) Qcc Qcc Qcc Qcc Qcc Qcc +L−ợngnhiệtcungcấp: lv n 3 Q cc =Q t +Q nl +Q kk +Q P(kJ/kg),(kJ/m tc)(1.28) ở đây: lv Q t –nhiệttrịthấpcủanhiênliệu(kJ/kg) Q nl nhiệtvậtlýcủanhiênliệu(kJ/kg) 0 Q nl =C nl .t nl C nl –nhiệtdungriêngcủanhiênliệu(kJ/kg C)(1.29) 100 −Wlv W lv C = C k ⋅ +4,184 ⋅ (kJ/kg 0C) nl nl 100 100 Trongđó: Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 25
26. k C nl nhiệtdungriêngcủanhiênliệukhô. W hđộẩmlmviệccủanhiênliệu Nhiệtl−ợngdokhôngkhíđ−ợcsấynóngnhờnguồnnhiệtngoi: Qn =⋅α ' VCT ⋅−⋅ CT  (1.30) kk kk kk( kk kk)n( kk kk ) l  Trongđó: ’ α kk Hệsốkhôngkhíthừađầuvobộsấykhôngkhí (Ckk⋅ T kk ) n v(C kk .T kk )lnhiệtđộvnhiệtdungriêngcủakhôngkhíởđầurav đầuvocủabộsấykhôngkhí. L−ợngnhiệtdohơiphunvolòhơi: Q p = G p (i p − 2500 )(1.31) ở đâyG P–l−ợnghơitiêuhaoứngvới1kgnhiênliệu i Pentalpicủahơi. 2500–entalpicủahơitrongkhói. + L−ợng nhiệt hữu ích khi không dùng hơi bo ho, không có bộ quá nhiệt trunggian D Q = (i − i )(1.32) 1 B qn nc ởđây: D–sảnl−ợnghơicủalò(Kg/h) Bl−ợngnhiênliệutiêuhao(Kg/h) i qn ,i qc entalpicủahơiquánhiệtvcủan−ớccấp. +Tổnthấtnhiệtdokhóimangđi: q  Q=() I − I 1 − 4  (1.33) 2 th kkl 100  ở đây: I th –entalpicủakhóithải.I th =V th .C th .t rh I kkl –entalpicủakhôngkhílạnhđ−avolò.I kkl = αth .V KK .C KK .t kkl q 4–tổn thấtnhiệtdocháykhônghontonvềcơhọc(%) +Tổnthấtnhiệtdocháykhônghontonvềhoáhọc. Côngthứcgầnđúng Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 26
27. Q 3=3,2. αCO(1.34) ở đây: αhệsốkhôngkhíthừatạiđiểmxácđịnhCO. +Tổnthấtnhiệtdocháykhônghonthonvềcơhọc. Alv  k k   x b  Q4 = 32600 ⋅ ⋅ax ⋅ + ab ⋅  (1.35) 100  100 − k x 100 − kb  ở đây:k x,k btỉlệphầntrămthnhphầnchấtcháytrongxỉ,trongtrobay a x,a b–tỉlệđộtrocủanhiênliệuphânphốitheođ−ờngxỉvtheokhói. +Tổnthấtnhiệtdotoảnhiệtramôitr−ờngxungquanh. Mặtngoilònhiệtđộcaohơnnhiệtđộmôitr−ờng,dođól−ợngnhiệttoảrabằng đốil−uQ 5.Xácđịnhtheohệsốtoảnhiệtđốil−uvdiệntíchmặtngoilò,độchênh nhiệtđộ. +Tổnthấtnhiệtdoxỉmangra. Xỉthảirath−ờngcónhiệtđộcònkhácaodođógâytổnthấtnhiệtdoxỉmangra. Alv Qa=⋅ ⋅ Ct ⋅ 6 x100 X X (1.36) 0 vớilòghi t x≈600 C 4.2.Hiệusuấtthiếtbị Q 1 0 η = ⋅100 0 .(a) Qcc Q Q 1 0 2 0 Đặt q1 = ⋅100 0 , q2 = ⋅100 0 Λ Qcc Qcc Tacó: 0 η = q1 ≈ 100 − (q2 + q3 + q4 + q5 + q6 )⋅ 0 (b) (1.37) Xácđịnh ηtheoph−ơngtrình(a )gọilph−ơngphápcânbằngthuận.Ph−ơng phápxácđịnh ηtheoph−ơngtrình(b)lph−ơngphápnghịch. Xácđịnhlòhơitheoph−ơngphápthuậnkhókhănvìkhóxácđịnhchínhxác l−ợngnhiệnliệutiêuhaocủalò.Cáclòhơilớnth−ờngdùngph−ơngphápnghịchđểxác địnhhiệusuấtlò.Khiđxácđịnhđ−ợc η,tacóthểxácđịnhđ−ợcl−ợngnhiênliệutiêu hao: Q B =1 ⋅ 100 (Kg/h) (1.38) Qcc ⋅η Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 27
28. Ch−ơngII Qúatrìnhcháyvcấutạobuồngđốt 1.Quátrìnhcháy Cháylmộtquátrìnhôxyhoáhontonvnhanhchóngchấtđốt,diễnraởnhiệt độcaođồngthờisinhnhiệt. Đặctínhcháycủanhiênliệutrongtừngtr−ờnghợpphụthuộcnhiềuyếutố:Loại nhiênliệuđốt,ph−ơngphápđốt,đặctínhkhíđộngcủaquátrình, vv 1.1.Cácgiaiđoạncủaquátrìnhđốtcháynhiênliệutrongbuồngđốt Quátrìnhcháycủanhiênliệutrongbuồngđốtxảyrarấtphứctạp,đơngiảnhoá chúngtacóthểchiaralm4giaiđoạn: Đốivớinhiênliệurắn: Giaiđoạnsấykhôvlmnóngnhiênliệu Giaiđoạnthoátchấtvtạocốc Giaiđoạncháychấtbốcvcốc Giaiđoạntạoxỉ,tro Đốivớinhiênliệulỏngkhôngcógiaiđoạntạocốcvtạoxỉ.Đốivớinhiênliệu khíchỉcógiaiđoạnsấynóngvcháy.Tanghiêncứud−ớiđâytừnggiaiđoạncủaquá trìnhcháy. 1.2.Giaiđoạnsấykhôvlmnóngnhiênliệu Trongkhivậnhnh,nhiênliệuđ−ợccungcấpliêntụcvobuồngđốt,xảyraquá trìnhtraođổinhiệtgiữanhiênliệuvớingọnlửa;vớikhínóngtừsảnphẩmcháy,vớivách lònóngbằngđốil−uvbứcxạnhiệt. Nhiênliệuđ−ợchâmnóng,độẩmgiảmdần,nhiệtđộtăngdầntới100 0Cthìẩm thoáthếtkhỏinhiênliệu,nhiênliệukhôhonton.Nhiệtđộtiếptụctăngvtớigiai đoạnthoátchấtbốc.Thờigiansấyphụthuộcnhiệtđộvđộẩmbanđầucủanhiênliệu. Cầnhiểurằngkhôngkhíởgiaiđoạnnychỉltácnhânsấychứkhôngphảilcấpôxy choquátrìnhcháy. +Giaiđoạnthoátchấtbốcvtạocốc. Mỗiloạinhiênliệuthoátchấtbốcởnhữngnhiệtđộkhácnhau:thanăngtraxítở 380 oữ400 0Choặccaohơn,thannâuở130 oữ170 oC. Quátrìnhđốtnóng,cácbuahyđrôphânhuỷthnhcácnguyêntốđơngiảnCv o H2. Mêtan (CH 4) khó nhiệt phân, phải trên 600 C mới phân huỷ, nh−ng lại tạo thnh nhữngcácbonởthểrắnrấtkhócháy(muộithanhoặcmồhóng). Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 28
29. 1.3.Giaiđoạncháy Cháylquátrìnhphảnứnghoáhọcgiữaôxyvcácchấtcháyđ−ợccủanhiên liệu,toảnhiệtvphátsáng.Tốcđộcháyphụthuộcvonhiệtđộvnồngđộchấtcháy đ−ợc.Nồngđộthấp,tốcđộcháychậm,kéodi. ảnhh−ởngcủanhiệtđộtớitốcđộcháy mạnhhơnnhiềusovớinồngđộ. Nhiệtđộbắtlửacủacácloạinhiênliệukhácnhauthìcũngkhácnhau. Saukhibắtlửa,tốcđộcháytăngmạnhmặcdầunồngđộcháyđ−ợcgiảmdần.Khicháy hếtkhoảng80 ữ90%chấtcháyđ−ợcthìtốcđộcuốigiảm.Sauđâytakhảosátchitiết hơngiaiđoạncháycácchấtbốc,tứccácchấtkhícháyđ−ợcnh−hyđrô,ôxítcácbon vgiaiđoạncháycốc. Cháyphầntửnhiênliệurắn,cácchấtbốclantoảtrênbềmặtphầntử. ôxycần chosựcháyxâmnhậpvobềmặtphầntửbằngkhuếchtánphântửqualớpkhígiớihạn baoquanhnó.Sảnphẩmcháythoátkhỏibềmặtphântửvomôitr−ờngxungquanh cũngbằngkhuếchtánqualớpgiớihạnny. a)b) Hình2.1. Sơđồcháyphầntửnhiênliệurắnvgiọtnhiênliệulỏng. a–phântửnhiênliệurắnb–giọtnhiêuliệulỏng 1–bềmặtphântửnónghoặcgiọtnhiênliệulỏng2.lớpkhígiớihạnbaoquanh 3mặtngoilớpgiớihạn4.vùngtạothnhhỗnhợpđốtkhicháygiọtnhiênliệu 5–vùngcháycủahỗnhợpđốt,O 2dòngkhuếchtáncủaôxy,CO 2dòngkhuếchtán củaaxítcácboníc.Kýhiệu ′trênmặtphầntửhoặcgiọt, ″môitr−ờngbênngoi. Nhiệt độ trên bềmặt phân tử cao hơn nhiệt độ môi tr−ờng, tạo thnh građien nhiệtđộ.Kếtquảtruyềnbằngdẫnnhiệtvbứcxạvomôitr−ờng.Quátrìnhcháycng nhanhkhikíchth−ớcphântửcngnhỏvnhiệtđộmôitr−ờng,mậtđộôxycngcao. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 29
30. Thờigiancháyhontonphầntửnhiênliệurắn,đ−ợctínhgầnđúngtheocôngthức: β⋅ δ 2 t = 0 T⋅ O 2 ở đây: βhằngsốvậtlý,tuỳthuộcloạinhiênliệu δ 0 kíchth−ớcbanđầucủahạtnhiênliệu TvO 2nhiệtđộtuyệtđốicủamôitr−ờngvnồngđộôxytrongmôitr−ờng. Cơchếcháyđốivớigiọtnhiênliệulỏngkhácvớiphầntửnhiênliệurắn.Quá trìnhcháykhôngxảyratrênbềmặtcủanó,mxảyratrongkhônggianbaoquanhlớp khígiớihạn.Nhiệtđộtrênbềmặtgiọtnhiênliệulỏngbằngnhiệtđộsôicủachínhphần nhiênliệuny.Tronglớpgiớihạncógrađiennhiệtđộ,xuấthiệndòngnhiệttruyềntới bềmặtphầntử,nhờvậyxảyrabốchơi.Dònghơinhiênliệutruyềnqualớpgiớihạn bằngkhuếchtánphântửvomôitr−ờngxungquanh.Hơinytrộnvớiôxyvớitỷlệ thíchhợpbaoquanhgiọtnhiênliệubốccháy. 1.4.Phảnứngcháy Tronglòđốtcủaliênhợplòhơixảyraphảnứngcháynhiềuphacácbonvl−u huỳnh,phảnứngcháyđồngnhấtcủahiđrô,ôxítcácbon,vcáchyđrôcácbuakhác. Phảnứngcháycủacácbonlphảnứnghoáhọct−ơngđốiphứctạp.Quátrình cháycủacácbonđồngthờitạothnhaxítcácbonícvôxítcácbon: xC+yO 2=mCO 2+nCO. (2.1) ở đây:x,ylsốphântửCvO 2thamgiaphảnứng m,n–lsốphântửôxíttạothnh Trongtr−ờnghợpcóđủl−ợngôxycầnthiết,phảnứngthứhaigiữaôxítcácbon với ôxy tạo thnh axít cácboníc, diễn ra nhanh hơn nhiều lần so với phản ứng đầu. Trongthựctếkhicấpđủl−ợngôxy,tacóphảnứngcháyhonton: C+O 2=CO 2 (2.2) 1mol+1mol= 1mol 12phântửl−ợng+32phântửl−ợng=44phântửl−ợng PhảnứngcháycủaSđểtạothnhanhyđrítsunfua: S+O 2=SO 2 (2.3) 1mol+1mol= 1mol 32phântửl−ợng+32phântửl−ợng=64phântửl−ợng Phảnứngcủahyđrô,ôxítcácbonvhyđrôcácbuacũnglphảnứngphứctạpvì nólphảnứngdâychuyền.Khinhiệtđộtăngcao,phảnứngcháytănglênrấtnhiều,gấp hngtrămlầnsovớiphảnứnghoáthôngth−ờng.Đókhôngphảichỉdonhiệtđộcaom Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 30
31. chủyếulphảnứngdâychuyềnnhờcótrunggiangốchyđrôxítvalđêhítRCHO. ở đâygốcRcóthểlH,CH 3 ,CH 3CH 2, ,CH 3CH 2CH 2, Phảnứngcháydâytruyềncủahyđrô,ôxítcácbonvhyđrôcácbondẫntớihonthnh tứcthờichophépsửdụngtínhtoánthựctếph−ơngtrìnhcủacácphảnứngny. Ph−ơngtrìnhcháyhyđrô. 2H 2 +O 2= 2H 2O 2mol+1mol=2mol 4phântửl−ợng+32phântửl−ợng=36phântửl−ợng 2CO+O 2=2CO 2 (2.4) 2mol+1mol=2mol 56phântửl−ợng+32phântửl−ợng=88phântửl−ợng Ph−ơngtrìnhcháyhyđrôcácbon n  n C mHn+ m +  O2=CO 2 + H2O (2.5) 4  2 n  n 1mol+ m +  mol=mmol+ mol 4  2 n  (12 m+ n )phântử+32 m +  phântử=44mphântử+9nphântử 4  l−ợngl−ợngl−ợngl−ợng Tốcđộphảnứngcháyphụthuộcvonhiệtđộ,mậtđộoxytrongkhôngkhídùng choquátrìnhcháy,mậtđộkhícháytronghỗnhợp. 1.5.Giaiđoạntạoxỉ Sau quá trình cháy những chất rắn không cháy đ−ợc tạo thnh tro xỉ. Tro l nhữngchấtrắnkhôngcháyđ−ợcvbịcuốntheodòngkhói.Xỉltronóngchảytạo thnh. Trongquátrìnhcháy,d−ớitácđộngcủanhiệt,thnhphầnnhiênliệusẽcóthay đổitínhchấtlýhoá.Cáctinhthểngậmn−ớcnh−(CaSO 4.2H 2O);Al 2O3.2SiO 2.2H 2Osẽ bốchơin−ớcởnhiệtđộ500 0C . ởnhiệtđộcao,sẽcóphảnứngphânhuỷ: FeCO 3→FeO+CO 2↑ (2.7) CaCO 3 →CaO+CO 2↑ (2.8) MgCO 3→MgO+CO 2↑ (2.9) Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 31
32. Tiếptụctăngnhiệtđộ,cácthnhphầntronóngchảy.Kimloạikiềmvhợpchấtcủa 0 0 0 chúng (K 2O, Na 2O nóng chảy ở 800 ữ1000 C. FeS 2 nóng chảy ở 800 C ữ1070 C. Nhữngtrungtâmhoạttínhnh−cácnguyêntửtựdohyđrô,ôxyhoặcgốcOH Trong quátrìnhcháydâytruyềnlạicóthểtạoranhiềutrungtâmhoạttínhmớinữa. Nghiêncứusựcháycủahyđrôgồmnhiềuphảnứngđồngthời,phứctạp.Phântửhyđrô vachạmvớiphântửMbấtkỳvớitốcđộv−ợtquágiớihạnđbiết,táchthnhhai nguyêntửhyđrôtheoph−ơngtrình. H 2+M →H+H+M(a) NguyêntửHphảnứngvớiphântửôxy(O 2)theoph−ơngtrình H+O 2→OH+O(b) KếtquảlsinhrahaigốcphântửOHvhainguyêntửôxy(O) Hình2.2. Sơđồphảnứng dâychuyềncháycủaHyđrô PhầntửOHtácdụngvớihyđrôtheoph−ơngtrình. OH+H 2→H 2O+H(c) Xuấthiệnhaisảnphẩmcuốicùng:hơin−ớcvnguyêntửhyđrô.Nguyêntửhyđrôđ−a vo phản ứng (a), bắt đầu hai chu kỳ song song mới. Nguyên tử ôxy phản ứng với nguyêntửhyđrôtheoph−ơngtrình: O+H 2→OH+H (d) Haiphântửtạothnhđ−avophảnứng(c),sẽcóhainguyêntửHtạothnhđ−avo phảnứng(b),bắtđầubốnchukỳmới.(Hình2.2). Phản ứng cháy dây truyền của ôxítcácbon chỉ xảy ra khi trong hỗn hợp ôxítcácbonvớikhôngkhíchứamộtsốl−ợngnođóH2vH 2O.Nguyêntửhyđrômới trongphảnứng(a)đ−avophảnứng(b).KếtquảltạothnhphântửOHvnguyêntử ôxy.Cuốicùngcóphảnứng: H2O+O →2OH Tạothnhhaiphântửhyđrôxít.Phântửhyđrôxítthamgiavophảnứng: OH+CO →CO 2+H Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 32
33. TạoraphântửcuốicùngCO 2vnguyêntửhyđrô,thamgiaphảnứngdâytruyềnmới. Ngoira,nguyêntửôxytạonêntừphảnứng(b)cóthểđ−avophảnứngvớiCOtạo, thnhCO 2. Rõrngthấyrằng,tốcđộchungcủaphảnứngcháyCOtăngkhihml−ợnghơi n−ớctronghỗnhợpcháytăng. Phảnứngdâychuyềncủahyđrôcácbonphứctạphơnsovớiphảnứngdâychuyền củahyđrôvôxítcácbon.Chúngdẫntớiviệctạothnhcácsảnphẩm.Thnhphầnnóng chảyởthểlỏng,hotanmộtsốthnhphầnkhácvốnkhóchảy,tạothnhcácchấtcó nhiệtđộchảythấp.TrocónhiềuSiO 2thìdễnóngchảy. Căncứvotínhchấtvnhiệtđộnóngchảycủatro,tacóthểlựachọnph−ơng phápthảitrothíchhợp,thảiở850 0C,thảixỉkhôởnhiêtđộcao 2.Phânloạivcấutạobuồngđốt 2.1. yêucầukỹthuậtđốivớibuồngđốt. Buồngđốtlhệthốngthiếtbịvkhônggianđểtiếnhnhđốtcháynhiênliệu. Đểđảmbảohiệusuấtlmviệctốt,cầnphảiđápứngcácyêucầukỹthuậtsau: Cókhảnăngđốtcháycácloạinhiênliệukhácnhauvớihệsốthừakhông khíthấp;tổnthấtnhiệtítnhấtkhiphụtảithayđổilớn. Kíchth−ớcnhỏ,tiếtkiệmnhiênliệu.Nângcaoc−ờngđộcháyvc−ờngđộ truyềnnhiệt.Tăngc−ờngđộcháy,phảitạohỗnhợpnhiênliệuvôxyhợplý.Muốntăng khảnăngtruyềnnhiệt,phảităngdiệntíchbềmặttruyềnnhiệtbứcxạ;lựachọnph−ơng phápchuyểnđộngcủamôichấtthíchhợp. Cấutạođơngiản,chắcchắn,tiếtkiệm. Vậnhnhvbảod−ỡngdễdng. 2.2.Phânloạibuồngđốt(lòđốt) Phân loại buồng đốt theo dạng nguyên liệu có: buồng đốt nhiên liệu rắn, buồngđốtnhiênliệulỏngvbuồngđốtnhiênliệukhí. Buồngđốtcháynhiênliệutheolớphiệnnaylphổbiếnnhất.Loạibuồng đốtnychialmbaloại: Buồngđốtcóghicốđịnh,lớpnhiênliệunằmtrênnócốđịnh. Buồngđốtcóghicốđịnh,lớpnhiênliệunằmtrênnódiđộng(ghilật). Buồngđốtcóghichuyểnđộng,lớpnhiênliệunằmtrênnóchuyểnđộngtheoghi. Đơngiảnnhấtlloạibuồngđốtcóghinằmngangthaotácthủcông(Hình2.3a).Buồng đốtloạinydùngcholòhơicónăngsuấthơirấtnhỏ(1 ữ2Tấn/h).Cấutạobuồngđốt gồm:ghi,buồngcháyvbuồngdẫnkhôngkhí. Nhiênliệuđ−avoquacửalò1.Cửalòbìnhth−òngđóngkínđểhạnchếthất thoátnhiệtvngănngừakhôngkhílạnhvolò.Giócungcấptừgầmghixuyênqualớp Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 33
34. nhiênliệucóthểđiềuchỉnhđ−ợc.Trangbịquantrọng,ảnhh−ởngtớiquátrìnhlmviệc vhiệuxuấtcủabuồngđốtlghilò.Ghichếtạobằnggangvnằmcốđịnh(Hình2.3b) th−ờngcóhailoại:ghithanhvghitấm.Cácthanhghisaukhighépcónhiềukẽhởcho gióđiqua. +Quátrìnhcháycủanhiênliệutrênghicốđịnh Quátrìnhcháynhiênliệurắngồmcácphasau:sấykhônhiênliệu,táchvlm cháycácchấtbốc,bắtlửavđốtcháycốccủanhiênliệuvphacuốiltro,xỉ. Quátrìnhcháybaogiờcũnggồmhaiphần:cháychấtbốcởlớptrênnhiênliệu vcháycốcởphầnchínhcủanhiênliệu.Đốivớilớpnhiênliệucóđộdylớnnằmtrên ghicốđịnh,sẽtạonênnhiềulớpvvùngngang.(Hình2.4) Tronglớp,nhiênliệucháyth−ờngtáchra:phầntrênvùngnhiênliệumới,đ−ợc sấy,khíhoávbắtlửa.Phầngiữagồmbavùngcháycốc.Phầnd−ớivùngtroxỉ.Nh− vậy,cácgiaiđoạncủaquátrìnhcháytừsấy,sinhchấtbốc,chấtbốccháyđxảyraở vùngtừtrênxuống.Kíchth−ớcmỗivùngphụthuộcvochiềucaolớpnhiênliệu.Nhiên liệu cng có nhiều chất bốc thì nhiệt l−ợng sinh ra trong buồng đốt cng lớn, nhiệt l−ợngsinhratrênghicngbé,dochấtbốcsaukhithoátrasẽcháytrongkhônggian buồngđốt.Đốivớithanăngtraxítítchấtbốc,nênnhiệtl−ợngsinhrasẽthựchiệntrong lớpnhiênliệunằmtrênmặtghi.L−ợngôxycungcấptừd−ớilênlmchocốctrongxỉ ch−acháyhếtsẽtiếptụccháy.Khôngkhíđnóngsẽcungcấpcholớpđangcháyv l−ợngôxygiảmdầnchotớihết.Vùngôxyhoálvùngôxydùngđểôxyhoácácbon. Trênmặtgiớihạnlớpoxyhoá,trịsốCO 2đạtgiátrịcựcđại,nhiệtđộcaonhất,nồngđộ ôxygiảmcòntừ1 ữ2%.Tiếptụcđilênllớphonnguyên,thiếuôxynêncácbonhon nguyênthnhCOd−ớinhiệtđộcao.Điềunycónghĩall−ợngCO 2giảmdần,l−ợng COtăngdần.Tabiếtrằngphảnứnghonnguyênthunhiệt,dođónhiệtđộgiảmdần theochiềucao. Kích th−ớc vùng ôxy hoá v vùng hon nguyên phụ thuộc vo đặc điểm của nhiênliệu(chấtbốc,cỡhạt,độtro )vochiềudylớpthanvnhiệtđộbuồngđốt.Để đạthiệusuấtnhiệtcao,cầngiảmtớimứctốithiểuthnhphầnCOtrongsảnphẩmcháy (tứcgiảmchiềudylớphonnguyên). Lớpnhiênliệucngdythìlớphonnguyêncnglớn,tổnthấtnhiệtcngnhiều. Lớpnhiênliệuquámỏng,điềukiệnbốccháycủanhiênliệuxấuđi.Chiềudycủalớp nhiênliệuphụthuộcvochiềudycủalớpôxyhoá.Chiềudycủalớpôxyhoáphụ thuộcvokíchth−ớchạtthan,hml−ợngchấtbốc,độtro Vìthếvớimỗiloạinhiên liệucómộtchiềudythíchhợp. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 34
35. Bảng2.1. Chiềudyhợplýcủalớpnhiênliệutrênghilò Nhiênliệu Chiềudylớpnhiênliệu(mm) Buồngđốtghithủcông Buồngđốtghixích ăngtraxítcócỡhạt2 ữ5mm 60 ữ80 200 ăngtraxítcócỡhạt2 ữ3mm 100 ữ120 200 ăngtraxítcỡhạtlớn 200 200 Thanbùncục 300 ữ900 700 ữ900 Thanbùnhạtnhỏ 400 700 ữ900 Thanđá 200 8 ữ120 Gỗ 600 ữ1500 8 ữ120 a)c) b) d) e)h) nhiênliệu khôngkhí xỉ khíkhói Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 35
36. g) Hình2.3. Lòđốtnhiênliệurắntheolớp a–Ghingangthủcông;b–Lòcólớpnhiênliệudiđộngkiểuhất;c–Lòghixích; d–Lòghixíchchuyểnđộngng−ợccócơcấuhấtnhiênliệu;e–Lòcóthanhcờilửa; g–Lòghinghiêng;h–Lòtựchảy Khínhẹ nhiênliệut−ơ i Vùnghon nguyênCO Chiềudilớpnhiênliệu VùngcốccháyKhícháy Nhiênliệut−ơi CháycốcLớpnhiênliệu TroxỉTroxỉ ghilòghilò a) KhôngkhíNồngđộNhiệtđộ 0CKhôngkhí b) Hình2.4. Sơđồquátrìnhcháynhiênliệurắntronglớpcốđịnh a–Quátrìnhsinhkhíb–Quátrìnhtronglò + Loại lò có ghichuyển động: Nhiên liệucũngchuyển độngtrên nó,có nhiều kiểu khácnhau.Nhiênliệuđ−ợccấpliêntụctừbộphậncấpliệu1vobăngghixíchchuyển độngrấtchậm(thayđổitốcđộtừ2 ữ30m/h).Đểbảođảmchođộngcơđiệnkhỏibịảnh h−ởngtrựctiếpởvùngnhiệtđộcao,ng−ờitabốtríđộngcơvbộgiảmtốcởphíatr−ớc buồngđốt.L−ợngcungcấpnhiênliệuthayđổibằngđiềuchỉnhkhehởcửara.Không khícungcấpchoquátrìnhcháyđ−ợcquạtthổitừd−ớilênthôngquacáchộcgiócóthể điềuchỉnhđ−ợc. Haiphíabênbuồngđốtdotiếpxúctrựctiếpvớinhiênliệucháynênrấtnóng.Ng−ời tabốtríhộplmmátghibốtríởhait−ờngbênbuồngđốt.Môichấtlmmátln−ớc.Để Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 36
37. sửdụngn−ớclmmátđhấpthụnhiệt,cáchộplmmátghiđ−ợcnốivớivòngtuầncủa lò.Hộplmmátghitrởthnhnhữngốnggópt−ờngbên. Chiềurộngcủaghi1,4 ữ4,5m.Buồngđốtrộnghơn2mphảilmcửatrangthan ởhaibênt−ờnglò.Chiềudilmviệccủaghitừ5,5 ữ8m.Dođódiệntíchlớnnhấtcủa mặtghicũngchỉl36m 2,chínhvìthếcôngsuấtbuồngđốtghixíchbịhạnchế. a) b) Hình2.5. Buồngđốtghixích. a–Buồngđốtb–Cáckiểughixích +Quátrìnhcháytrongbuồngđốtghixích Trongquátrìnhlmviệc,lớpnhiênliệuchuyểnđộngđồngthờivớighi;quá trìnhxảyratheochiềudighiởcácgiaiđoạntừsấynhiênliệutớitạoxỉ,nghĩalquá trìnhxảyrađồngthờivliêntụctrênghi.Vịtrícácgiaiđoạnnygiữcốđịnhtrênghi, khitốcđộghikhôngthayđổi. NgọnlửacháyVùngcháykiệt Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 37
38. NhiênliệumớiVùngchuẩnbịVùngôxyhoáVùngcháy Khôngkhí Hình2.6. Sơđồpháttriểncácgiaiđoạncháynhiênliệutrênghixích. ởvùngsấynhiênliệu,chấtbốcsinhravbốccháy.Nguồngianhiệtlbứcxạ củabuồngđốt,ngoiracòndẫnnhiệttừvùngcháycốcbênvgiónóngthổitừd−ớilên. Quá trình sấy v cháy nhiên liệu xảy ra từ trên xuống. Mặt khác do lớp nhiên liệu chuyểnđộngtừtr−ớcrasaulmquátrìnhcháyxảyratheochiềuxiêntrênghi. Độnghiêngđ−ờngxiênphụthuộctốcđộghi.Tốcđộchuyểnđộngcủaghicng lớn,thìcácvùngcháycngkéodi(gócnghiêngcngnhỏ). Phânbốcácvùngtrênghichỉtrênhìnhvẽ.(Hình2.6) Đặcđiểmcủavùngcháycốclphảnứngxảyracảtừtrênxuốngvtừd−ớilên;dođó đ−ờngranhgiớigiữavùngcháycốcvcháyxỉcóđộnghiêngtừd−ớilên.Trongvùng cháycốc,cốctựcháykhitiếpxúcvớikhôngkhíthổitừd−ớilên,đạtđ−ợcnhiệtđộkhá cao.L−ợngtiêuthụôxytăngdầnlênquacácvùngvcựcđạitrongvùngcháycốc.Hm l−ợng CO 2 đạt tới cực đại, hml−ợngôxycungcấpcnglêncao cng ít,gây ra hiện t−ợngthiếuôxy.CáchạtcốcởtrênđhonnguyênCO 2sinhratừlớpd−ớiởnhiệtđộ khácao.L−ợngCOcngđạtcựcđạitạivùngcháycốcdođól−ợngCO 2sinhracógiảm điởvùngcháycốc(ứngvớivùnghonnguyên). Tạivùngcháykiệtxỉ,thnhphầncáckhícháygiảmxuốngbằngkhông;tỉlệôxy tăngdầnbằngtỷlệôxytrongkhôngkhí(21%)ởcuốighi. Bảng2.2. Cácđặctínhtínhtoánbuồngđốtghixích Đơnvị Thanđá ăngtraxít Cácđặctính Không Thiêukết Don Cám thiêukết Nhiệtthếđiệndiện w/m 2 1160 1000 1160 800 ữ900 tíchtrênghi Nhiệtthếthểtích W/m 3 220 ữ280 220 ữ280 280 ữ330 220 ữ280 buồngđốt Tổnthấtdocháy % 1 1 0 0 khônghontonvề hoáhọc Tổnthấtdocháy % 6 5 7 14 khônghontonvề cơhọc Tỉlệchấtcháy % 12 20 20 25 trongxỉvlọt Tỉlệtrotrongxỉv % 0,8 0,8 0,75 0,7 lọt Tỉlệchấtcháy % 30 35 50 55 trongtrobay Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 38
39. Tỉlệtrobay % 0,2 0,2 0,25 0,3 ápsuấtkhôngkhí N/m 2 800 800 1000 1000 d−ớighi Nhiệtđộkhôngkhí 0 C 25 ữ200 25 ữ200 25 ữ150 25 ữ150 Từnhậnxéttrêntathấyởvùngđầuvcuốighiquátrìnhcháyxảyrahonton; phầngiữaghicòncháych−ahonton.Nhiệtl−ợngcungcấpdonhiênliệucháytrên ghichiếm50 ữ60%;sốcònlạidocháynốtcácsảnphẩmcháykhônghontontrong buồngđốt.Đểquátrìnhcháynốtthựchiệntốtcầncóhệthốngcungcấpgiócấp2ởphía trênbuồngđốt. Bốtrísốhộcgiócnglớnthìl−ợngkhôngkhíđ−avosẽgầnvớil−ợngkhông khícungcấplýthuyết.Th−ờngdùngbuồngđốtcó4hộcgió.Khôngkhícungcấpcholò cóápsuấtkhoảng600 ữ1000N/m 2,tốcđộkhoảng5 ữ7m/s. + −uđiểmcủabuồngđốtghixích: Cóthểcơgiớihoátonbộcáckhâu. Cóthểphânvùngcấpkhôngkhíphùhợpvớiyêucầucủacácgiaiđoạnquá trìnhcháy,cháytốtmhệsốthừakhôngkhíkhôngquálớn. Lmviệcổnđịnh,khóbịtắtlò. Tuổithọlághicao. +Nh−ợcđiểm: Côngsuấtbịhạnchế(65 ữ100T/h)dokíchth−ớcghi,chiềudylớpnhiên liệu,tốcđộghihạnchế. Yêucầuvềnhiênliệucao. +Buồngđốtcóghicốđịnh,lớpnhiênliệudịchchuyểntrênghi. Buồngđốtghinghiêng. Trongbuồngđốtghinghiêng,ghilòđ−ợcbốtrínghiêng,nhờtrọngl−ợngnhiên liệuđ−ợcchuyểndầnxuốngcuốighitrongquátrìnhcháy.Nhiênliệutựchảytừphễu thanvobuồngđốt.Cấutạobuồngđốtghinghiêngchỉtrên(Hình2.7)gồmbabộphận chính: Bộ phận chứa nhiên liệu, ghi đặt nghiêng để giữ lớp nhiên liệu cháy, ghi đặt ngangđểcháykiệtsỉ. Buồngđốtbậcthangdùngđốtnhiênliệucónhiềuchấtbốc,cỡhạtnhỏ,hoặcdùngđốt thanbùn.Nhiênliệutrongquátrìnhcháychảytừtrênxuốngd−ới,nênquátrìnhcháy cũngxảyradầndầntừtrênxuống.Tốcđộdichuyểncủalớpnhiênliệutrênghikhoảng (1 ữ2m/h);tốcđộphânbốngọnlửađốivớicácloạithandễcháycũngchỉtới0,2m/h. Dođóthanăngtraxítrấtkhócháy. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 39
40. Quátrìnhcháyxảyratheotừngvùng.Việccungcấpkhôngkhícầnđiềuchỉnh đểcóthểthoảmncácgiaiđoạncháy.Vùngđầuthừakhôngkhí,vùngcuốithiếukhông khí. b) a) c) Hình2.7. Cấutạobuồngđốtghinghiêng a/Kiểugiếngb/Kiểubậcthangc/Quátrìnhcháytrongbuồngđốt Buồngđốtbậcthangdùngđốtnhiênliệucónhiềuchấtbốc,cỡhạtnhỏ,hoặcdùngđốt thanbùn.Nhiênliệutrongquátrìnhcháychảytừtrênxuốngd−ới,nênquátrìnhcháy cũngxảyradầndầntừtrênxuống.Tốcđộdichuyểncủalớpnhiênliệutrênghikhoảng (1 ữ2m/h);tốcđộphânbốngọnlửađốivớicácloạithandễcháycũngchỉtới0,2m/h. Dođóthanăngtraxítrấtkhócháy. Quátrìnhcháyxảyratheotừngvùng.Việccungcấpkhôngkhícầnđiềuchỉnh đểcóthểthoảmncácgiaiđoạncháy.Vùngđầuthừakhôngkhí,vùngcuốithiếukhông khí. Buồngđốtcótấmcờilửa. Buồngđốtloạinycũngthuộcbuồngđốtcólớpnhiênliệudichuyển.Cấutạo buồngđốtcótấmcờilửa(Hình2.8a).Baogồm:ghicốđịnh,giữacórnhrộngkhoảng Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 40
41. 20mmđểđặtxíchvậnchuyểntấmcờilửa.Tấmcờilửacóchiềurộngbằngchiềurộng buồngđốt.(Hình2.8b) Khichuyểnđộng,tấmcờilửatảithantừphễuthantớicuốighi;kếthợpcờilớp nhiênliệuđangcháy,phânbốđềulớpnhiênliệutrênmặtghi.Cuốighi,tấmcờigạtxỉ xuốngphễu.Khichuyểnđộngtừsauratr−ớc,nóchỉcónhiệmvụcờilửa.Tấmcờilửa lmviệctheochukỳvớitốcđộ15m/ph(chiếmkhoảng15%thờigianlmviệccủa buồngđốt).Khingừnglmviệc,tấmcờilửađ−avềphíad−ớiphễuthanvđ−ợclm nguội.Dotấmcờilửalmviệctheochukỳ,nênviệccấpnhiênliệucũngtheochukỳv dođól−ợngnhiệtsinhratrongbuồngđốtcũngtheochukỳ.Đâylnh−ợcđiểmcủa ph−ơng pháp ny. Loại cấu trúc ny dùng cho các lò hơi có công suất nhỏ (2 ữ 12 Tấn/h). Mặttr−ớclò a) ChạyvềsauTiếnvềtr−ớc b) Hình2.8. Buồngđốtcótấmcờilửa. +Đặctínhkỹthuậtcủabuồngđốtnhiênliệutheolớp. Yếutốchínhquyếtđịnhhiệuquảlmviệccủalòđốtnhiênliệutheolớplnhiệt thếdiệntíchtrênghi. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 41
42. Q B⋅ Q lv = t R R Trongđó: B–L−ợngnhiênliệuđốtcháytronglò1giờ(Kg/h) R–Diệntíchghilò HệđơnvịdùngđốivớinhiệtthếdiệntíchghitronghệcũlKcal/m 2.h;tronghệSIl KW/m 2(1Kcal/m 2.h=1,163W/m 2).Giátrịtối−ucủanhiệtthếl(700 ữ1400).10 3 Kcal/m 2.hphụthuộckiểulòvđặctínhnhiênliệu. Đểđảmbảohiệuquảcháychấtbốctríchratừnhiênliệu,cầnthiếtphảicóthể tíchkhônggianlòvchiềucaolòđầyđủ.Độlớnthểtíchlòcầnthiếtđểcháychấtbốc cóhiệuquảxácđịnhbởinhiệtthếthểtíchbuồngđốt. Q B⋅ Q lv = t v Vbl ởđây:V bl –Thểtíchkhônggianbuồngđốt. Giátrịtối−ucủanhiệtthếthểtíchbuồngđốtphụthuộcloạinhiênliệu,kiểulò (200 ữ300).10 3Kcal/m 3.h.Chiềucaokhônggianlòđốivớilòhơinăngsuất4 ữ10T/h l2,5 ữ4m.Đốivớilòhơinăngsuất20T/hhoặccaohơn,thìkhôngnhỏhơn4m Bảng2.3. Đặctínhbuồngđốtnhiênliệutheolớp . Tổnthất nhiệt % .h .h C 3 3 0 Kiểulò Tênnhiênliệu Kcal/m Kcal/m tronglò 3 3 cấpvolò 10 10 plựckhíd−ớighi Nhiệtthếthểtích Nhiệtthếdiệntích á Hệsốkhôngkhíthừa tonvềcơhọc tonvềhoáhọc Nhiệtđộkhôngkhícung Cháykhônghon Cháykhônghon Cơkhí Thanđáxấu 1,4 900 0,5 7 30200 100 hoá cung cấp Thanđá 1,4 900 250 0,5 8 30 60 2 nhiên (V ≥25%) liệu thnh ăngtraxít 1,6 1100 300 0,5 14 30 60 lớpcố định Ghi xích ăngtraxít 1,6 1000 250300 0,5 10 30150 100 dạng Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 42
43. thẳng Bncờ Thanbùncục 1,4 1100 200250 2 2 30200 40 Wp=4050% Xích– Thanbùncục 1,3 1500 200250 1 2 30250 40 bncờ Wp=4050% +Buồngđốtnhiênliệudạngbột. Buồngđốtphunlloạibuồngđốthonthiệnnhất.Buồngđốtloạinycóthểđốt bấtkỳloạinhiênliệuno(rắn,lỏng,khí).Sựkhácbiệtgiữabuồngđốtphunvbuồng đốtghilnókhôngcóghilò.Đốivớibuồngđốtphun,thancầnphảiđ−ợcchuẩnbị tr−ớc(nghiềnthnhbột,hoặcchếbiếnthnhdạngnhũt−ơng).Nhiênliệuhỗnhợpvới khôngkhí,tiếnhnhcácgiaiđoạncủaquátrìnhcháyngaytrongbuồngđốt,rồithảira ngoid−ớidạngtroxỉ.Dotrongbuồngđốtphunquátrìnhcháyxảyratheodạngngọn lửa,nênnhiênliệukhívlỏngchỉcóthểđốttrongbuồngđốtphun.Buồngđốtphun dùngcholòhơicócôngsuấttừ20T/htrởlên(nhiênliệurắn).Đốivớinhiênliệulỏng vkhíthìkhôngcógiớihạn.Trosinhratrongbuồngđốtphảithảinhanhrakhỏibuồng đốtvkhôngbámlênmặtđốtbứcxạ. Cấutrúcphổbiếnnhấthiệnnaylkiểulòđốtphunnhiênliệubột,dạnghìnhhộp chữnhật,chiềudiđặtthẳngđứng.Phầntrênbốtríhệthốngốngn−ớcsôi6;khíthoát khỏihệthốngquánhiệt5.Thnhthẳngđứngđặtvòiphun12.Bêntrongthnhlò9,lắp hệthốngống10,11đ−ờngkính51 ữ76mm;tạothnhtậphợpmnchắngồmvòng tuầnhon2–7–(8)–14–10–2(mntr−ớcvsau)v2–3–13–11–4–1–2 (mnbên).Bộtthanđ−ợchâmnóngdophầnnhiệtcháy,phunquavòiphunvolòphối hợpvớikhôngkhínóng,bốccháy.Khôngkhínóngvsảnphẩmcháydichuyểntừcửa vobuồngđốttớikhithoátkhỏibuồngđốtvopheston.(Hình2.10) Hỗnhợpkhícháy,khôngkhítạothnhngọnlửa,nhiệtđộcóthểđạttới1300 ữ 1500 0C.Khirakhỏibuồngđốtcòn900 ữ1100 0C.Cácmnchắncủabuồngđốtsẽtiếp nhậnnăngl−ợngbứcxạnyvtruyềnchomôichất(Hình2.9). Quátrìnhcháytrongbuồngđốtthanbột. Quátrìnhcháycủabộtthan(đ−ờngkínhtrungbìnhhạtbộtthan40 àm,đ−ờng kínhd−ới90 àmchiếmkhoảng80 ữ90%)theocácgiaiđoạn:sấy,sinhvcháychất bốc,cháycốcvtạoxỉ.Hạtthancókíchth−ớcquánhỏnênquátrìnhcháydiễnrarất nhanh(1 ữ2giây).Bộtthankếthợpvớikhôngkhícháythnhngọnlửa.Vùngtrungtâm cháycónhiệtđộcaonhất(ngangmứcđặtvòiphun).Xavùngtrungtâmcháynhiệtđộ giảm.Nguồnnhiệtđểsấynhiênliệudobứcxạngọnlửavdotiếpxúcvớinhữnghạt nónghơn.Giócấp1chiếmkhoảng11 ữ45%cóthểsấynóngtr−ớctới100 ữ400 0C, thổibộtthanvovớitốcđộ12 ữ26m/s.Giócấp2thổivovớitốcđộ18 ữ32m/s. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 43
44. Nhiệtđộgiócấp1ảnhh−ởnglớntớiquátrìnhcháy.Nếusấytới900 0C,khitiếpxúcvới thanbộtcháytứckhắc. ở 100 0Cphảisau1,6giâymớicháy.Trungtâmngọnlửa,nhiệt độđạttới1500 ữ1600 0C,cnggầndnống,nhiệtđộcnggiảm.Kinhnghiệmcho thấy,tốcđộpháttriểncủangọnlửaphụthuộcvonồngđộbộtthantronghỗnhợpbột than–khôngkhí.Nhiệtđộcủahỗnhợpnhiênliệuảnhh−ởnglớntớiquátrìnhcháy. Nhiệtđộcao,bắtlửasớm,cháynhanh,cháykiệt.Nóichungnhiệtđộkhôngnênquá 400 0C. Miệngphunbộtthan. Cấutạomiệngphunvbốtrítrongbuồngđốtphảiđạtbayêucầu: +Cókhảnănglmdònghỗnhợpbốccháynhanh. +Hiệusuấtquátrìnhcháycao. +Buồngđốtvậnhnhổnđịnh. Khenhiệt a) Mốihn Nốiống Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 44
45. b) Hình2.9. Cáckiểumnchắn a–Dạngngõngb–Dạngtấm Đểlmchohỗnhợpbốccháynhanhphảitạovùngxoáymạnhtr−ớcmiệng phun,h−ớngvotâmngọnlửa,khuếchtándòngbộtthanđểtăngc−ờngtruyềnnhiệt giữacáclớpcủangọnlửa. Hơitừtrốngvobộ quánhiệtboho Khíkhóiv vùngkhí nhẹ khôngkhí thứcấp N−ớctừ Hỗnhợptrốnglò bụihơi xỉ Hình2.10. Sơđồlòđốtnhiênliệudạngbột Đểtănghiệusuấtquátrìnhcháyphảiphânbốngọnlửađồngđềutrongbuồng đốtcháykiệtvkhôngtổnthất. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 45
46. Bộphậnquantrọngnhấtcủabuồngđốtphunlvòiphun .Vòiphunhiệnnay chialmhailoại:vòiphuntrònvvòiphundẹt.Vòiphuntrònlạichialmhailoại:loại đithẳngvloạixoáy(Hình2.11a,bđithẳngvcxoáy). Loạiđithẳngcóloạigiócấp1đitronghoặcđingoi.Hailoạinycháykhông nhanh,nồngđộnhiênliệuphânbốkhôngđều. Loạivòitròncómiệngloe,chínhgiữacóchụphìnhnón(Hình2.11c),hỗnhợp cónồngđộđềuhơn,tạovùngxoáyởchínhgiữa,vòiphundẹt(H2.11d)tiếtdiệnchữ nhật,giócấp1cóthểbêntronghoặcngoi;quaylênxuốngkhoảng15 0sovớiph−ơng ngang. b)c) a) d) Hình2.11. Cấutạocácloạivòiphun Tỉlệgiócấp1,cấp2tuỳthuộcloạinhiênliệu.ThanĂngtraxítgiócấp1chiếm 11% ữ20%,thangầy15 ữ20%,thanđá20 ữ45%.Tốcđộgióphụthuộcloạinhiênliệu vvòiphun.Vòiphuntròn,tốcđộgiócấp1khoảng12 ữ16m/s.Sốliệutrênứngvớilò cóphụtảiđịnhmức.Khiphụtảithayđổi,tốcđộgiócấp1khôngđổi,tốcđộgiócấp2 điềuchỉnhchophùhợp. Vòiphundẹtgiócấp1vcấp2chuyểnđộngquacácrnhhẹp. +Cáchđặtvòiphuntrênbuồngđốt. Tuỳthuộcnhiềuyếutố:loạinhiênliệu,côngsuấtlòhơi,vòiphunvbuồngđốt cóthểđặtvòiphuntrênt−ờngbuồngđốtởvịtríkhácnhau.Hiệnnaycó4loạibốtrính− Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 46
47. sau:đặtởt−ờngtr−ớc,đặtởt−ờngbên,đặtởgócvđặtởtrênđỉnhlò.Mỗicáchvòi phuncòncóthểbốtrínhiềutầng(H2.12) Đặt ở đỉnh lò, dòng bộtthan ra khỏi vòiđồngđều. Trong buồng đốt không có dòngxoáyvdòngng−ợc.Tr−ờngnhiệtđộđồngđều,dòngkhóinhẹkìmhmchuyển độngđixuống,nêncóthờigianlmlạnhdòngny.Hiệnt−ợngđóngxỉlênt−ờngít.Cuối dòngởvũngthảixỉcónhiệtđộthấp,dođóbuồng đốt lmviệctốtkhithảixỉkhô.Dạng vòiphunthíchhợplvòiphundẹt.Nhiệtthếthểtíchcủabuồng đốt (100 ữ120).10 3W/m 3 NgọnlửachữU,vòiphunchúcxuốngđáylò,sauđódòngcháyđiquặtlêntrên, kéodiđ−ờngbộtthancháy,cháykiệtthan;lmviệctốtvớithảixỉlỏng. Ngọnlửa hình chữ L,ngọn lửaphân bốđều; chiềusâu buồng phải đủ lớn để ngọnlửatớiđ−ợct−ờngđốidiện. NgọnlửahìnhchữLcónhiệtthểtíchvớinhiênliệuítchấtbốc150.10 3w/m 3,khi nhiênliệunhiềuchấtbốc(200220).10 3W/m 3. a)b)c)d) g)h)i) e) Hình2.12. Sơđồđạtvòiphuntrênt−ờngbuồngđốt. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 47
48. a/đặtởđỉnhlò;b/đặtởt−ờngtr−ớcngọnlửachữU;c/đặtởt−ờngtr−ớc1tầng ngọnlửahìnhchỡL.d/đặtởt−ờngtr−ớc2tầngngọnlửahìnhchữL,e/đặtởt−ờngbên ,g/đặtởgócphuntiếptuyến,h/gócphunchéo,i/đặtởgóctheotừngkhối. Vòiphunđặthaiphíat−ờnglò,cóngọnlửachoánnhiềuhơn +Buồngđốtnhiênliệulỏngvkhí Buồngđốtnhiênliệukhí. Nhiênliệukhídùngcholòhơichialmhailoại:khíthiênnhiênvkhínhân tạo(khíga).Khíthiênnhiênchứaítchấtkhoángnênkhôngcótro,buồngđốtđơn giản.Khínhântạochứa1ítkhoángchất,sẽđ−ợctáchrakhilọcbụi. Nhiênliệukhícháyqua3giaiđoạn:giaiđoạntạohỗnhợpgiữanhiênliệuv khôngkhítạonênhỗnhợpcháy.Giaiđoạnđốtnóngnhiênliệuvgiaiđoạncháy. Loạivòiphunhỗnhợptr−ớcthìkhôngkhívnhiênliệutrộnvớinhauvớihệsốkhông khíthừanhỏ( α=1,05 ữ1,1)tr−ớckhivovòiphun. Khí Khôngkhí Hình2.13. Vòiphunrnh Vòiphunrnhlvòiphunhỗnhợptr−ớc.Nógồmmộthệcácrnhhẹplótvật liệuchịulửa.Trongquátrìnhlmviệct−ờngrnhbịđốtnónglmnhiênliệubốccháy. Nhiệt thế thể tích khá cao 60.10 6W/m 3. Loại vòi phun ny gọi l vòi phun không có ngọnlửa.Quátrìnhcháychủyếutrongvòiphun,nênkhôngđòihỏibuồngđốtcóthể tíchlớn.Vòiphunloạinychủyếudùngchocácloạikhínhântạo.Việchỗnhợpnhiên liệukhívkhôngkhíxảyraởphầncuốivòiphunvmộtphầnbuồngđốtgầnvòiphun. Nhữnglòhơilớn hiện nay th−ờng phốihợp giữa nhiên liệu khí,lỏng(mazút) hay bột than. ởViệtNamth−ờngsửdụngnhiênliệukhícónhiệttrịthấplạiphốihợpvớibột thankhócháy(ăngtraxít),dođónhiênliệukhíhỗtrợkém,nênth−ờngsửdụngthêm mazút. +Buồngđốtnhiênliệulỏng. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 48
49. Nhiênliệukhíquaốngvobuồng.Từbuồngqualỗvovùngđiềutiết,cáccánh bốtrínghiêng45 0sovớitrụcvòiphun.Tạiđâykhítrộnvớikhôngkhíthứcấpvovòi phunquaống,tạothnhchuyểnđộngxoáylốctrongbuồngđốt.Vòiphunnhiênliệu mazútthnhdạngs−ơng;chảyquaốnglọcvòiphunvobuồngxoáy,gặpdòngkhông khíthứcấp,đ−avobuồngđốtvcháymạnhtạiđây.Khôngkhíthứcấptrongvòiphun cấptừquạtthổicóáplực100 ữ150KG/m 2.Khôngkhílmnhiênliệumazúttannhỏ thnhbụis−ơngcungcấpbởiquạtcóáplựcgần400KG/m 2.Vòiphunđ−ợcsảnxuất với4loạikíchth−ớc,năngsuấtnhiệttừ1.10 6ữ5,5.10 6KCal/h,ápsuấtkhôngquá 250 ữ300KG/m 2. +Vấnđềkhởiđộngbuồngđốtbộtthan. Đểkhởiđộngbuồngđốtbộtthancóthểdùngvòiphunkhí,dầuhaybuồngđốt phụ.Cácloạithiếtbịnyduytrìlmviệctớikhibuồngđốtđủduytrìsựcháycủabột than.Tath−ờngdùngbuồngđốtphụ.Buồngđốtphụthựcchấtlbuồngghithunhỏlại. Nhiênliệuth−ờnglcủi.Ngọnlửavkhóitừbuồngđốtphụđ−ợcđ−avobuồngđốt chínhđểđốtcháybộtthan.Buồngđốtphụđặtbêncạnhbuồngđốtchính. Hình2.14. Vòiphunmazútthổibằnghơicórnhtròn. 1–Vỏ;2–ốngphun;3Đầunối;4–ốngnốimiệngphun;5–ốngngoi;6–Loe khuếchtán;7–ốngtrong Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 49
50. Hình2.15. Cấutạobuồngđốtphụkhởiđộngbuồngđốtbộtthan. Côngsuấtbuồngđốtphụnhỏnênchỉthíchhợpvớinhiênliệudễcháy. Ch−ơngIII Quátrìnhsinhhơi,cácbềmặttruyềnnhiệt 1.Bềmặtsinhhơivcáchbốtrí Córấtnhiềubềmặtsinhhơi,thựctếcóthểcăncứvsựtiếpxúcgiữamặttruyền nhiệtvớin−ớcvsảnphẩmcháytachiara:loạiốngn−ớc(khóingoin−ớcởbêntrong), lòhơiốnglửa(khóiởtrongn−ớcởngoi).Theosựchuyểnđộngcủan−ớctrongmặt sinhhơi,cóloạiđốil−utựnhiên(a),tuầnhontựnhiên(b),tuầnhonc−ỡngbức(c). Hình3.1. Sơđồchuyểnđộngcủamôichấtquacácbềmặttruyềnnhiệt: 1.Baohơi;2.Bơmn−ớc;3.Hâmn−ớc;4.Dnốnglên;5. ốngxuống;6. ốnggóp; 7.Bộquánhiệt;8.Vanhồi;9.BaohơIhỗnhợp Sauđâygiớithiệumộtsốloạibềmặtsinhhơith−ờnggặp. +Bềmặtsinhhơiloạiốngn−ớcthẳngđứng(Hình3.2) Gồmchùmống2,baohơitrên1vbaohơid−ới3,váchlòhơi6.N−ớccungcấptừ trốnglòhơiquaốngxuống7vốngnốicủabộgóp5.Cácốngn−ớcthẳngđứngchếtạo bằngthéptấmhnlại,đ−ờngkính1000 ữ1500mm;chịuáplực14 ữ40atm.Chiềudy Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 50
51. thnhốngkhônglớnlắm.Vídụốngđ−ờngkính1000mm,chịuáplực14atmcóchiều dy13mm.Khiáplực20atm,cũngđ−ờngkínhtrênnh−ngchiềudyl20mm. Bềmặtsinhhơicủalòhơikiểuvách,gồmbaohơi2;hệốngvách6v7vớiống d−ới9,10vống4,5củaváchgóp;hệốngdẫnn−ớcxuống8vốngnối3(Hình3.3) ABC ABC AA BB CC Hình3.2. Mặtsinhhơi,lòhơiốngn−ớcđứng. Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 51
52. Baohơichếtạobằngph−ơngpháphn,đáybằngph−ơngphápdập.Đ−ờngkính baohơiphụthuộcnăngsuấtsinhhơicủalòváplựchơitừ1200 ữ1800mm;dicóthể tới18m.Chiềudythnhtrống90 ữ100mmkhiáplựchơi100atm. Đểbảođảmlòhơilmviệcổnđịnhvđạtnăngsuấthơitínhtoáncầnphảil−uý tớisựchuyểnđộngcủan−ớctrongbềmặtsinhhơinóng.N−ớcchuyểnđộngtrongống n−ớcsôivốngváchởnhiệtđộcao,nh−ngkimloạilmốnglạiphảiởnhiệtđộthấp, đảmbảoantonvềđộbềncơhọccủaống. Chutrìnhtựnhiêncủan−ớctrongốngsôivốngváchsinhrad−ớitácdụngcủa lựchấpdẫn,dosaikhácmậtđộhỗnhợphơivmậtđộn−ớcđặttrongtr−ờnghấpdẫn. Đểcóthểtạonênchutrìnhtựnhiênthìcầnchutrìnhkhépkín,baogồmhaiốngđứng hoặcốngnghiêng,nốiliêntiếpvnạpđầyn−ớc.Khicóchênhnhiệtđộcủahaiống, n−ớctrongốngchuyểnđộng.N−ớcởốngnónghơndânglên,ốngcónhiệtđộthấphơn n−ớchạxuống.Nguyênnhânlthayđổimậtđộn−ớc. Hơira N−ớcvo ốnglên ốngxuống Hình3.3. Mặtsinhhơilòhơikiểuvách Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 52
53. Sựchênhlệchnhiệtđộtrongdòngmộtphadonhiệtđộtạonên.Trongdònghai pha có sự chênh lệch mật độ rất lớn giữa pha lỏng v pha hơi. áp suất cng cao thì chênhlệchmậtđộgiữahaiphagiảmdần,tớitrạngtháitớihạnthìmấthẳn.Dođóởáp suấtbằngvtrêntớihạn,khôngthểcótuầnhontựnhiên. Sốl−ợngtuầnhontựnhiênđặctr−ngbởiph−ơngtrìnhchuyểnđộngliêntụccủa chấtlỏngmộtphahoặchaipha. Ml=M x(Kg/s) (3.1) Vph−ơngtrìnhnăngl−ợng P = ∑∆P (N/m 2) (3.2) ởđây: M l,M xl−ợngchấtlỏngchuyểnđộngtrongốnglênvxuốngcủamạch; Pápsuấtchuyểnđộnghontoncủachutrình(còngọillựcchuyển động)dochênhmậtđộlênvxuốngcủachấtlỏngtrongmạch; ∑∆P tổnthấtthuỷlựchonton(tổngtrởlựctrongốnglênvốngxuống); Dạnghiệncủaph−ơngtrìnhnăngl−ợng: P = h.g(ρ x − ρ l )(N/m 2) (3.3) Trongđó:hChiềucaovòngchutrìnhtuầnhon(khoảngcáchthẳngđứngtừ trụcốnggópd−ớiđếnmứcn−ớctrungbìnhtrongbaohơihoặcđếncửavobaohơicủa ốnglên); ρ x , ρ l Khốil−ợngriêngcủan−ớctrongốngxuống,ốnglên; xl x xl l 2 hg. (ρ− ρ ) =∆ PPPPPms +∆ cb +∆ ms +∆ cb +∆ gt (N/m ) x l 2 ởđây: ∆Pms ,∆Pms Tổnthấtápsuấtđểthắnglựcmasáttrongống(N/m ); x l 2 ∆Pcb ,∆Pcb Tổnthấtápsuấtđểthắngsứccảncụcbộáplựctrongống(N/m ); 2 ∆Pg.t Tổnthấtápsuấttạonênchuyểnđộngcógiatốccủahỗnhợp(N/m ). Trongkỹthuật,th−ờngdùnghệđơnvịKG/m 2,nêntacóthểviếtph−ơngtrìnhsau: g ∆P x ∆P x ∆P l ∆P l ∆P h. ()ρ x − ρ l = ms + cb + ms + cb + g.t (KG/m 2) (3.4) 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 9,81 ởđây:9,81hệsốchuyểnđổiđơnvịápsuấttừN/m2raKG/m 2. Độlớn ρlảnhh−ởngnhiềutớitảitrọngnhiệtcủan−ớctrongốnglên,cũngnh−tốcđộ t−ơngđốicủahơiđốivớin−ớctrongốngny.Giátrịcủa ρlrấtkhótínhtoánchínhxác, vìthếtronglýthuyếttuầnhontựnhiênđ−avokháiniệmáplựcchuyểnđộngcóích, biểudiễnd−ớidạng: Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 53
54. g ∆P l ∆P P l = h. ()ρ x − ρ l − ms − g.t (KG/m 2) (3.5) 9,81 9,81 9,81 Từph−ơngtrìnhtrênrútraph−ơngtrìnhtínhtoán: ∆P x ∆P x ∆P l P l = ms + cb + cb (KG/m 2) 9,81 9,81 9,81 áplựcchuyểnđộnghữuíchlmộtphầncủaáplựcchuyểnđộnghontonP dùngđểthắnglựccảnmasáttrongốngxuốngvsứccảncụcbộtrongtonmạch. Tabiếtrằng,sứccảnmasátvsứccảncụcbộhoặccácphầntửkháccủahệthuỷ độngtỉlệvớiđộlớncủaáplựcđộngtrongphầntửny,nghĩal: u.ρ u.ρ ∆P = ξ . (N/m 2); ∆P = ξ ⋅ (N/m 2); (3.6) ms ms 2 cb M 2 Trongđó: ξ ms ,ξ cb hệsốtỉlệ,hoặchệsốcảnmasátvhệsốcảncụcbộ; uv ρ tốcđộchuyểnđộngcủamôitr−ờngvkhốil−ợngriêng; Cuốicùngtacó: 2 x 2 i x 2 j u l l l (u ) x x (u i ) x l ( j ) l P = λ ⋅ ⋅ ⋅ ρ + ∑ ξ cbi ⋅ ⋅ ρ + ∑ ξ cbj ⋅ ρ K (3.7) d 2.9,81 1 2.9,81 1 2.9,81 Trongđó:l,d, λ chiềudi,đ−ờngkínhvhệsốmasátcủaốngxuống. x x ξ cbi ;ui hệsốcảncụcbộcủa(phânnhánh,khớpchữT,cửavobộgóp, cửarakhỏibộgóp)phầnđixuốngcủamạchtuầnhonvtốcđộchuyểnđộngcủachất lỏngtrongnó; l l ξcbj ;u j t−ơngtựnh−trênnh−ngởốnglên; l ρ K mậtđộhỗnhợphơikhirakhỏivùngnóngcủaphầnđilêncủa mạchtuầnhon; +Bềmặttruyềnnhiệtphụ Trongcáclòhơicôngsuấtlớnvtrungbình ,bêncạnhbềmặtsinhhơichính, th−ờngcóthêmbềmặttruyềnnhiệtphụnh−bộhâmn−ớc,bộquánhiệtvbộsấykhông khí. 2.Tínhnhiệtthiếtbịsinhhơi Tínhnhiệtlbitoáncơbản,quantrọngnhấtkhithiếtkế,chếtạovkiểmtra cácthiếtbịsinhhơi.Tuỳtheomụcđíchtínhnhiệtcóthểltínhtoánthiếtkếhoặctính toánkiểmtrathiếtbị. 2.1.Ph−ơngtrìnhtruyềnnhiệt Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 54
55. Truyềnnhiệttrongbuồngđốtltruyềnnhiệtbứcxạ,saubuồngđốtltruyềnnhiệtđối l−u. +Ph−ơngtrìnhtruyềnnhiệtbứcxạ Năngl−ợngbứcxạriêngtổngquátđốivớivậtđentuyệtđốibiểudiễnbởiđịnh luậtStêphan–Bozman. ∞ T  4 ET=∫ Eλ, T ⋅ d λ = 4,9   (3.8) 0 100  TrongcôngthứcnyE λ,T lnăngl−ợngbứcxạriêngcủavậtđentuyệtđối,có chiềudib−ớcsóng λởT 0K.TheođịnhluậtPlanckthì: 2 π h c 2 1 E = ⋅ (3.9) λ ,T λ 2 hc e λ KT − 1 Trongđó: ctốcđộánhsángbằng2,99776.10 10 cm/s KhằngsốBozmanbằng1,38047.10 16 ; hhằngsốPlankbằng6,624.10 27 ; Cáccôngthứctrênđâyhontonlýthuyếtđốivớivậtđentuyệtđối.Thựctế khôngcóvậtđentuyệtđốimchỉcóvậtxám.Ngoirahiệnt−ợngtraođổinhiệttrong lòphứctạphơnnhiều.Nhiệtđộcácvùngkhácnhaucủangọnlửacũngkhácnhau.Tâm lònhiệtđộ1300 ữ1500 0C,cònởcửabuồngđốt900 ữ1000 0C.Điềunyảnhh−ởngtới sựphânbốtraođổinhiệtbứcxạtheochiềudingọnlửa.Tacầnl−uýlc−ờngđộbức xạtỉlệ bậc4vớinhiệtđộ.ĐểtínhtoántadùnglýthuyếtbánthựcnghiệmcủaA.M.Guốc bitơ.Ôngđbiểudiễnnhiệtđộkhóiởcửarabuồngđốtphụthuộcđộlớnbềmặtđốt nóng. " θ a + 273 0 θ T = − 273 C (3.10)  .9,4 ξ .H .a ()θ + 273 3  M  t t a  + 1  8   10 ϕ ⋅ B p ⋅Vc tb  Độlớnbềmặtđốtnóngbởibứcxạ,cầnđểnhậnđ−ợcnhiệtđộkhóicuốilòcó dạng: 2 8 10ϕ⋅B ⋅ Q 1  θ + 273  2 bx3 a   Ht = 3 2. " − 1  M  (3.11) " M θ + 273 4,9.M .ξ . a T() θ T+ 273() θ a + 273 T  Trongđó: Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 55
56. " 0 θT nhiệtđộkhóilòởcửaracủalò( C); 0 θ a nhiệtđộcháylýthuyết( C); Mhệsố,tínhtớiảnhh−ởngtớiquátrìnhbứcxạtâmcháy(vùnglòcónhiệtđộ cựcđại); ξ hệsốtínhtớiđộbẩnbềmặttiếpnhậnbứcxạ; 2 Htbềmặtnóngtiếpnhậnbứcxạ(m ); φhệsốbảotonnhiệt; Bchiphínhiênliệutínhtoán(Kg/hhoặcm 3/h); Vc tb nhiệtdungtổngtrungbìnhcủasảnphẩmcháy1đơnvịkhốil−ợngnhiên 3 liệutrongkhoảngnhiệtđộ( θaθT)(Kcal/Kgđộ)(Kcal/m .độ) Qbx nhiệtbứcxạtronglò; aTđộđenbuồngđốt. " I a − I T Trongđó Vc tb = " [Kcal/Kgđộ]; (3.12) θ a − θ T ’’ Ia,I Tentalpicháylýthuyếtventalpisảnphẩmcháy(khóilò)rakhỏilò; Ht=F t.x 2 F tdiệntíchbềmặtvácht−ờngcóđặtdnống(m ); xhệsốgóccủat−ờngcóđặtdnống; 2.2.Tínhnhiệtcácbềmặttruyềnnhiệtđốil−u Trong buồng đốt, trao đổi nhiệt bức xạ l chủ yếu. Bề mặt truyền nhiệt sau buồngđốtthìtruyềnnhiệtđốil−ulquantrọngnhất,nh−ngcầntínhtớiảnhh−ởngcủa bứcxạcủacáckhíbanguyêntử,trongkhóilò. Khithiêtkếchếtạo,tabiếtnhiệtđộcủasảnphẩmcháyvmôichất,xácđịnh đ−ợcnhiệtl−ợngtraođổi.Từsốliệunyxácđịnhđ−ợcdiệntíchbềmặttruyềnnhiệt. Tínhtoánkiểmtra,th−ờnggiảthiếtchonhiệtđộsảnphẩmrakhỏibềmặttruyền 0 nhiệt,tínhQ b.xa vQ đl rồisosánh.Nếusaikhácnhiệtđộkhóirakhỏibềmặt ≤10 Cv nhiệtđộkhôngkhínóng ≤40 0Cthìcoilchophép. L−ợngnhiệttruyềnbằngđốil−uquabềmặtđchotrongmộtđơnvịthờigian (độlớndòngnhiệt): Q=k. t.H , (W) (3.13) Trongđó: khệsốtruyềnnhiệtquabềmặtđốtnóngđcho,(W/m 20 C) tgiátrịtrungbìnhđộchênhnhiệtđộcủabềmặtđốtnóng( 0C) Hdiệntíchbềmặtđốtnóng(m 2); Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 56
57. Chúýđơnvịđo:dòngnhiệttínhbằngKcal/h,hệquốctếSI,sửdụnghệđơnvịcơbản Joul/s=1Watt=0,860Kcal/h. Q q = = K.∆t ,(W/m 2) (3.14) H Ll−ợngnhiệttruyềnqua1m 2bềmặtđốtnóngtrong1giờ,gọilmậtđộdòng nhiệt.Đólmộtchỉtiêuquantrọngđánhgiáhiệuquảlmviệccủabềmặtđốtnóng,v còncótêngọilứngsuấtnhiệtcủabềmặtđốtnóng.K=const,dođóqlhmbậcnhất của t. Trong th ựctế,nhiệtđộkhóilòcũngbiếnđộngtrongphạmvinođó;nhiệtđộ củamôitr−ờnghấpthụnhiệtcũngthayđổi.Chínhvìthếph−ơngtrìnhtínhnhiệttraođổi đốil−uphảicódạngl1ph−ơngtrìnhviphân: dQ=k( θ t)dH (3.15) ởđây: θ vtnhiệtđộkhíkhóivnhiệtđộmôitr−ờngnhậnnhiệtvềcảhai phíabềmặtđốtnóngdH Đểxácđịnhl−ợngnhiệttraođổihontontruyềnquacácmặthâmnóng,tatích phânph−ơngtrìnhtrênvkếtquảl: ∆tmax − ∆tmin Q=k.H. =k.H. ∆ttb (3.16) ∆tmax ln . ∆tmin ởđây: ∆tmax ,∆tmin hiệunhiệtđộgiữahaimôichấtởphíacóđộchênhnhiệtđộlớnnhất vbénhất( 0C) ∆t Trongtr−ờnghợpnykhi max ≤ 7,1 tacótínhtheocôngthức ∆tmin ∆t + ∆t θ ' +θ '' t ' + t '' ∆t = max min = − 2 2 2 2.3.Hệsốtruyềnnhiệt Hệsốtruyềnnhiệtcácbềmặttruyềnnhiệtđềucóthểtínhtheocôngthứcchung nh−sau: 1 k= (3.17) 1 δ δ δ 1 + t + b + c + α1 λt λb λc α 2 ởđây: α1 ,α 2 hệsốtraođổinhiệtgiữakhóivthnhống,giữathnhốngvhỗnhợp hơi,n−ớctrongống,W/m 20 C Tr ưng ủi h c Nụng nghi p 1 – Giỏo trỡnh K thu t Lũ h ơi 57