Thiết kế lò hơi đốt than sản lượng 220 tấn/giờ (kèm bản vẽ)

buồng lửa theo bảng 4.2 tài liệu [1] có qr = 22÷27 t/m.h 44,24 9 220 a D q r  t/m.h. - Đặt vòi phun ở hai bên tường bên đối xứng nhau nên tiết diện ngang buồng lửa có dạng hình chữ nhật. Tỉ lệ rộng và sâu a/b = 1,2. - Kiểm tra điều kiện chiều sâu tối thiểu theo bảng 4.3 tài liệu [1] có b ≥ 7m đối với lò 220 t/h. Cả ba điều kiện trên đều thỏa mãn. Vậy tiết diện ngang buồng lửa có chiều rộng và sâu là 9m × 7,5m. Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 14 4.1.4. Chọn loại, số lượng vòi phun và cách bố trí Chọn loại vòi phun tròn đốt bột than. Với sản lượng hơi 220 t/h, chọn số lượng vòi phun theo bảng 4.4 tài liệu [1] là 6 vòi phun, bố trí ở hai tường bên đối xứng nhau. Các kích thước cơ bản lắp ráp với lò phun bột than thải xỉ khô (theo bảng 4.5) - Từ trục vòi phun dưới đến mép phiễu thải tro xỉ bằng 2m. - Từ trục vòi phun đến mép tường bằng 2m. - Giữa các trục vòi phun trong dãy theo phương ngang bằng 3m. - Giữa các trục vòi phun theo phương dọc bằng 2m. 4.1.5 Các kích thước hình học của buồng lửa Để tính toán buồng lửa đơn giản người ta chia diện tích tường bên thành nhiều hình nhỏ, cụ thể chia 5 phần như hình vẽ. Khi đó: Chiều dài ngọn lửa: lnl = l1 + l2 + l3 = 3,75 + 10,25 + 2,3 = 16,3 m. Diện tích tường bên Fb Ta tính các diện tích của hình nhỏ 72,1964,4. 2 15,7 F 1    m 2 . 25,715,9.5,7F 2  m 2 . 71. 2 5,65,7 F 3    m 2 . 114. 2 15,4 F 4    m 2 . 95,4. 2 5,25,1 F 5    m 2 . Vậy 97,117911725,7172,19FF 5 1i ib   m 2 . Diện tích tường trước Ft   41,2029.32,55,1167,5a.lF ttr  m 2 . Diện tích tường sau Fs   71,1909.61,441,15,967,5a.lF ss  m 2 . Diện tích xung quanh buồng lửa 06,62971,19041,20297,117.2FFF2F strbt  m 2 . Thể tích buồng lửa V 7,10619.97,117a.FV b  m 2 . Nhận thấy thể tích buồng lửa theo hình vẽ sai số rất ít với thể tích đã tính toán nên lấy các thông số kích thước buồng lửa theo hình vẽ. Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 15 A - - A 4 6 4 1 9 5 0 0 4 5 0 0 4000 1500 53 15 5 6 6 6 1 1 5 0 0 1 0 2 5 0 2305 3750 1 0 0 0 3 5 0 0 2503 4 6 1 0 1414 4 3 2 1 1 0 0 0 7500 9000 60 65 200 A - A Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 16 4.2. Dàn ống sinh hơi Bước ống của dàn ống sinh hơi ảnh hưởng đến khả năng bảo vệ tường lò và đảm bảo quá trình cháy ổn định. Chọn bước ống s = 75mm, đường kính ống d = 60mm, khoảng cách từ tâm ống đến tường bên e = 60mm, khoảng cách từ tâm ống đến tường trước, sau là e’= 65mm. Hệ số góc của tường dàn ống: tra bảng. Với s/d = 75/60 = 1,25; e/d = 1. Ta tìm được hệ số góc bức xạ tường dàn ống là x = 0,95. Để cải thiện cháy ở 4 góc buồng lửa ta thiết kế các góc như mặt cắt A-A ở hình trên. x = 1- 0,2(s/d-1) = 1 – 0,2(1,25-1) = 0,95 Số ống ở tường trước và sau là N1= 1321 75 10000  ống. Số ống ở mỗi tường bên là N2 = 1021 75 200.28000   ống. Bảng 4.1: Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi TT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Tường trước Tường sau Tường bên Feston 1 Đường kính ngoài của ống d mm 60 60 60 60 2 Bước ống S mm 75 75 75 75 3 Bước ống tương đối S/d 1,25 1,25 1,25 1,25 4 Khoảng cách từ tâm ống đến tường e mm 60 65 65 65 5 Diện tích bề mặt bức xạ Hbx m 2 202,4 190,7 236 6 Hệ số bức xạ hữu hiệu xi 0,95 0,95 0,95 1 7 Số ống n 132 132 102 157 8 Tổng diện tích bề mặt bức xạ hữu hiệu  bxH m 2 629 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 17 Bảng 4.2: Tính nhiệt buồng lửa TT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Công thức tính hay cơ sở chọn Kết quả 1 Thể tích buồng lửa Vbl m 3 Đã tính trước 1061,7 2 Diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt bức xạ Hbx m 2 Bảng 4.1 629 3 Độ đặt ống  - bl bx F H 0,676 4 Hệ số bảo ôn  - 0,995 5 Hệ số không khí thừa sau dãy pheston bl ” - Bảng 2.3 1,2 6 Hệ số không khí lọt của buồng lửa bl - Chọn 0 7 Hệ số không khí lọt vào hệ thống nghiền than n - Nghiền bi bl 0,1 8 Nhiệt độ không khí nóng tnkk ºC Yêu cầu thiết kế 300 9 Entanpi của không khí nóng Inkk kJ/kg Bảng 2.4 2778,05 10 Nhiệt độ không khí lạnh tlkk ºC Nhiệt độ môi trường 30 11 Entanpi của không khí lạnh Ilkk kJ/kg Bảng 2.4 489,26 12 Hệ số không khí thừa của bộ sấy không khí ”s - 2.2.4 1,1 13 Nhiệt lượng không khí nóng mang vào buồng lửa Q n kk kJ/kg  ” sI n kk + (bl + n)I l kk 3104,78 14 Hệ số góc của dàn ống  - Toán đồ 5 0,99 15 Hệ số bám bẩn bề mặt ống  - Bảng 4.9 TNTBLH 0,45 16 Hệ số sử dụng nhiệt hữu hiệu trung bình tb -  . 0,446 17 Hệ số làm yếu b.xạ của khí ba nguyên tử kk cm 2 /mkG                   1000 T 38,011,0 SP r6,178,0 bl k OH2 0,341 18 Phân thể tích khí 3 n.tử rn - Bảng 2.3 0,215 19 Đường kính t.bình các hạt tro dtr  Chọn theo bảng 4.8 13 20 Hệ số làm yếu b.xạ bởi hạt tro ktr cm 2 /mkG 2 tr 2 bl k d.T .430   0,0325 21 Nồng độ tro bay trong khói tr g/m 3 tc Bảng 2.3 13,147 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 18 22 Hệ số làm yếu b.xạ các hạt cốc kc cm 2 /mkG Chọn thông thường 1 23 Hệ số kể đến ả.hưởng của n.độ các hạt cốc trong n.lửa x1/x2 Theo tài liệu 1/0,5 24 Hệ số làm yếu bức xạ buồng lửa k cm 2 /mkG 21ctrtrkk x.x.kkr.k  1,001 25 Áp suất trong buồng lửa p MPa Chọn 0,1 26 Chiều dày hữu hiệu lớp bức xạ của khói s m bl bl F V 6,3 6,077 27 Độ đen ngọn lửa anl - 1- e -kps 0,456 28 Độ đen buồng lửa abl -  ).a1(a a nlnl nl 0,653 29 Vị trí tương đối trung tâm ngọn lửa (vòi phun nghiêng xuống góc 20º) xbl - bl bl vp x H h  0,22 30 Hệ số phân bố nhiệt không đều theo chiều cao buồng lửa M - 0,54 – 0,5xbl 0,45 31 Nhiệt độ cháy lý thuyết ta ºC Chọn giả thiết 1450 32 Entanpi ở nhiệt độ cháy lý thuyết Ia kJ/kg Bảng 3 14858 33 Entanpi của khói ở đầu ra buồng lửa I”bl kJ/kg Bảng 3(tra ở ”bl = 1050 ºC) 12290,6 34 Nhiệt dung t.bình của khói VkCtb kJ/ºC bla bla bla blbl tt II tt IQ      6,42 35 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa ”bl ºC 273 1 CVB10 TaF762,5 M T 6,0 kt 8 3 ablt a          1098 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa chỉ chênh lệch 48 ºC nên không cần tính lại. Vậy nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa là ”bl = 1098 ºC, khi đó entanpi của khói ở nhiệt độ này là I”bl = 12837,4 kJ/kg. Nhiệt lượng truyền trong buồng lửa:     1,157884,128378,28704995,0IQQ blktbl  kJ. Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 19 Chương 5 THIẾT KẾ DÃY PHESTON 5.1. Đặc tính cấu tạo Dãy ống pheston do dàn ống sinh hơi ở tường sau buồng lửa làm nên. Nó nằm ở đầu ra buồng lửa có nhiệt độ rất cao nên ta bố trí các ống thưa ra để tránh hiện tượng đóng xỉ. Bước ống chọn theo tiêu chuẩn, ở đây bố trí so le nhằm giảm độ bám bẩn. Bước ống ngang S1 = 4.S = 75.4 = 300 mm Bước ống dọc S2 = 250mm Cách bố trí dãy pheston 5.2. Tính nhiệt dãy pheston Tường bên Tường bên T ư ờ n g s au Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 20 B ả n g 5 .1 : Đ ặ c tí n h c ấ u t ạ o c ủ a d ã y p h es to n D ãy s ố 4 6 0 2 9 5 7 0 0 3 0 0 2 5 0 5 4 ,1 7 3 1 ,5 1 2 5 ,8 0 ,2 9 0 ,7 4 6 5 0 ,6 7 5 ,2 5 ,9 5 ,6 9 5 1 ,4 4 8 ,7 5 0 .3 3 6 0 2 8 5 8 0 0 3 0 0 2 5 0 5 4 ,1 7 3 0 ,6 2 6 0 2 9 5 9 0 0 3 0 0 2 5 0 5 4 ,1 7 3 2 ,3 1 6 0 2 8 6 0 0 0 3 0 0 2 5 0 5 4 ,1 7 3 1 ,7 Đ ơ n v ị m m ố n g m m m m m m m 2 m 2 m m 2 m 2 m m m m 2 m 2 m 2 K ý h iệ u d z l S 1 S 2  1  2 H h t H p  x p H b x p H d l p l’ l’ ’ a p F ’ p F ” p F p T ên đ ại l ư ợ n g Đ ư ờ n g k ín h n g o ài c ủ a ố n g S ố ố n g t ro n g m ỗ i d ãy C h iề u d àI m ỗ i ố n g B ư ớ c ố n g n g an g B ư ớ c ố n g d ọ c B ư ớ c ố n g t ư ơ n g đ ố i n g an g S 1 /d 1 B ư ớ c ố n g t ư ơ n g đ ố i d ọ c S 2 /d 2 B ề m ặt h ấp t h ụ c ủ a m ỗ i d ãy H h t =  d lz T ổ n g d iệ n t íc h b ề m ặt p h es to n H p =  H i H ệ số g ó c m ỗ i d ãy ố n g c h ọ n t h eo b ản g T o án đ ồ 5 H ệ số g ó c củ a cụ m p h es to n 1 -( 1 - )n B ề m ặt c h ịu n h iệ t b ứ c x ạ H b x p = F p .x p D iệ n t íc h b ề m ặt c h ịu đ ố i lư u H d l p = H p -H b x p C h iề u d ài t iế t d iệ n n g an g đ ư ờ n g k h ó i :+ đ ầu v ào + đ ầu r a C h iề u r ộ n g đ ư ờ n g k h ó i T iế t d iệ n đ ư ờ n g k h ó i đ i : + đ ầu v ào l ’ ( a p - d .z ) + đ ầu r a l ” ( a p - d .z ) T iế t d iệ n t ru n g b ìn h k h ò i đ i q u a p h es to n F p = ( F ’ p + F ” p )/ 2 T T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 21 B ả n g 5 .2 : T ín h t ru yề n n h iệ t d ã y p h es to n K ết q u ả 2 1 0 9 8 1 0 5 8 1 0 7 8 1 3 5 3 8 ,4 1 3 0 1 4 ,3 5 2 4 ,1 5 2 1 ,5 3 0 3 ,3 2 1 ,0 5 3 7 7 4 ,6 8 5 ,2 5 7 0 ,0 7 4 0 ,2 1 5 1 1 0 9 8 1 0 3 8 1 0 6 8 1 3 5 3 8 ,4 1 2 7 5 2 ,3 7 8 6 ,1 7 8 2 ,2 3 0 3 ,3 2 1 ,0 8 2 7 6 4 ,6 8 5 ,2 1 8 0 ,0 7 4 0 ,2 1 5 C ô n g t h ứ c v à cơ s ở t ín h T ra b ản g 4 .2 G iả t h iế t k iể m t ra ( ” p h +  ” b l) /2 T ra b ản g 2 .4  b l = 1 .2  I p h = I ’’ b l- I ’’ p h  I p h . T ra b ản g n ư ớ c v à h ơ i b ão h ò a v ớ i P = 9 0 b ar  p tb -t b h T ừ b ản g 2 .3 B ản g 2 .3 Đ ơ n v ị ºC ºC ºC k J/ k g k J/ k g k J/ k g k J/ k g ºC ºC ºC m /s K ý h iệ u  ” b l  ” p h  tb I’ ’ b l I’ ’ p h  I p h Q k t b h   t t b  k r H 2 0 r R 0 2 T ên đ ại l ư ợ n g C Â N B Ằ N G N H IỆ T N h iệ t đ ộ k h ó i sa u b u ồ n g l ử a N h iệ t đ ộ k h ó i sa u p h es to n N h iệ t đ ộ k h ó i tr u n g b ìn h E n ta n p i k h ó i sa u b u ồ n g l ử a E n ta n p i k h ó i sa u p h es to n Đ ộ g iá n g e n ta n p i tr ư ớ c v à sa u p h es to n L ư ợ n g n h iệ t k h ó i tr u y ền đ i ứ n g v ớ i 1 k g n h iê n l iệ u T ÍN H T R U Y Ề N N H IỆ T N h iệ t đ ộ h ơ i b ảo h o à ở p h es to n T ỉ số c h ên h l ệc h n h iệ t đ ộ t ru n g b ìn h Đ ộ c h ên h n h iệ t đ ộ t ru n g b ìn h T ố c đ ộ t ru n g b ìn h c ủ a k h ó i q u a p h es to n T h àn h p h ần t h ể tí ch h ơ i n ư ớ c tr o n g k h ó i T h àn h p h ần t h ể tí ch k h í 3 n g u y ên t ử T T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 22 K ết q u ả 2 1 3 ,1 4 7 4 1 ,3 0 ,1 9 7 3 ,3 0 ,0 1 3 9 3 8 3 2 1 0 ,7 5 5 ,9 1 3 6 7 ,5 1 1 1 3 ,1 4 7 4 1 ,0 3 0 ,1 9 7 3 ,2 0 ,0 1 4 1 3 8 3 2 0 5 ,8 5 5 ,0 5 3 5 7 ,1 9 C ô n g t h ứ c v à cơ s ở t ín h B ản g 2 .3 1 ,1 6 3 .C z. C S .C V L . H , th eo t o án đ ồ 1 0 r R O 2 .s T o án đ ồ 3  = C d .C  p . +   t t b +  t  b x = 1 ,1 6 3 .a k s.  b x t , ch ọ n t h eo t o án đ ồ 1 1 Đ ơ n v ị g /m 3 tc w /m 3 tc m .M n /m 2 ºC w /m 2 K w /m 2 K k J/ k g K ý h iệ u   d l 1 0 .p n s K k  t v  b x k Q T T ên đ ại l ư ợ n g N ồ n g đ ộ t ro b ay t ro n g k h ó i H ệ số t ản n h iệ t từ k h ó i đ ến v ác h ố n g L ự c h ấp t h ụ k h í 3 n g u y ên t ử H ệ số l àm y ếu b ứ c x ạ d o k h í 3 n g u y ên tử H ệ số b ám b ản b ề m ặt ố n g N h iệ t đ ộ v ác h ố n g c ó b ám b ẩn H ệ số t ản n h iệ t H ệ số t ru y ền n h iệ t L ư ợ n g n h iệ t t ru y ền t ín h t o án ứ n g v ớ i 1 k g n h iê n l iệ u T T 1 4 1 5 1 6 1 7 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 23 Áp dụng quy tắc 3 điểm tìm nhiệt độ ra của pheston ”ph Thông qua cách giải ba điểm bằng đồ thị trên ta tìm được ”ph = 1069,4 oC tương ứng với I”ph = 13163,7 kJ/kg. Nhiệt lượng hấp thụ đối lưu của bộ pheston dl ph Q là     83,3727,131634,13538.995,0IIQ phbl dl ph  kJ/kg. 0 357,19 367,51 521,5 782,2 373,37 1038 1058 1069,4 ºC kJ/kg Qk Qt Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 24 Chương 6 PHÂN PHỐI NHIỆT LƢỢNG CHO CÁC BỀ MẶT ĐỐT 6.1. Tổng lƣợng nhiệt hấp thụ hữu ích của lò 547756000Q hi  kJ/h theo mục 3.3. 6.2 Tổng lƣợng nhiệt hấp thụ bức xạ của dãy pheston ttbx bl bx phbx bl bx ph B. H H .Q.yQ  Trong đó: y = 0,75 hệ số phân phối nhiệt không đồng đều.     6,150904,135388,28704.995,0IQQ blt bx l  kJ/kg. 195275231,21468. 6,629 6,50 .6,15090.75,0Qbx ph  kJ/h = 5424,3 kW. 6.3. Lƣợng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ từ buồng lửa của bộ quá nhiệt II     4959991746,01.19527523x1.QQ p bx ph bx 2qn  kJ/h = 1377,8 kW. 6.4. Lƣợng nhiệt hấp thụ bằng bức xạ của dàn ống sinh hơi    4959991195275231,21468.6,15090QQB.QQ bx 2qn bx phtt bx l bx sh  = 299478996 kJ/h = 83188,6 kW. 6.5. Tổng lƣợng nhiệt hấp thụ của dãy pheston 275314751,21468.83,37219527523QQQ dl ph bx phph  kJ/h = 7647,7 kW. 6.6. Lƣợng nhiệt hấp thụ bằng đối lƣu của bộ quá nhiệt Khi sử dụng bộ giảm ôn kiểu bề mặt gô bx qnqn dl qngô bx qn dl qnqn iGQQQiGQQQ  Ở phụ tải định mức igô = 0. Qqn = D(iqn -ibh) = 220.10 3 .(3410,5 - 2743) = 146850000 kJ/h = 40791,7 kW 1418900094959991146850000Qdl qn  kJ/h = 39413,9 kW. 6.7. Tổng lƣợng nhiệt hấp thụ của bộ hâm nƣớc   qnph bx shhihn QQQQQ  = 547756000 – (299479996 + 27531475 + 146850000) = 73894529 kJ/h = 20526,2 kW. 6.8. Độ sôi bộ hâm nƣớc Entanpi của nước cấp khi đi vào bộ hâm nước Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 25 7,920iiii ncgônchn  kJ/kg. Lượng nhiệt hấp thụ của nước trong bộ hâm nước khi đun sôi     4009060007,920274310.220iiDQ 3 ncbhht  kJ/h = 111362,8 kW. Như vậy lượng nhiệt cần cấp cho nước bốc hơi khi sôi Qht lớn hơn nhiều so với Qhn nên trong bộ hâm nước, nước chưa đạt trạng thái sôi. 6.9. Tổng lƣợng nhiệt hấp thụ của bộ sấy không khí      l kk n kkttsIIs l kk n kktt tb ss II.B.2/II.B.Q  = (1,27 + 0,05/2).21468,1.(2778,05 - 429,26) = 65299155 kJ/h = 18138,7 kW 6.10. Xác định lƣợng nhiệt hấp thụ bộ hâm nƣớc cấp I và cấp II 6.10.1. Nhiệt độ không khí đầu ra của bộ sấy không khí cấp I t ” sI = tnc + (10  15), ºC. 6.10.2. Nhiệt độ nước đầu vào của bộ hâm nước cấp II Thấp hơn nhiệt độ sôi khoảng 40 ºC. 6.10.3. Nhiệt độ khói trước bộ sấy không khí cấp II không quá 530 550 ºC. Theo thiết kế này ta chọn như sau: t ” sI = tnc +12 = 227 ºC. tbh – t ’ hnI = 303 - t ’ hnI  40 o C  t’hnI  263 ºC. Chọn t’hnI = 250 ºC. Nhiệt độ nước ra sau bộ hâm nước cấp I là: t’’hnI = t ’ hnII = 250 ºC, tương ứng với I ” hnI = 1085,7 kJ/kg. Nhiệt lượng hấp thụ của bộ hâm nước I     363000007,9207,108510.220iiDQ 3 nchnIIhnI  kJ/h = 10083,3 kW. Nhiệt lượng hấp thụ của bộ hâm nước II QhnII = Qhn - QhnI = 73894529 – 47168000 = 37594529 kJ/h = 10422,9 kW. 6.11. Nhiệt lƣợng hấp thụ của bộ sấy không khí cấp I      l kk n kkttsIIs l kk n kktt tb ssI II.B.2/II.B.Q  = (1,34 + 0,03/2).21468,1.(1860,6 - 429,26) = 41636644 kJ/h = 11565,7 kW 6.12. Nhiệt lƣợng hấp thụ của bộ sấy không khí cấp II QsII = Qs – QsI = 65299155 – 41636644 = 23662511 kJ/h = 6572,9 kW. 6.13. Nhiệt độ khói sau các bề mặt đốt 6.13.1. Nhiệt độ khói sau bộ quá nhiệt tt qnl kkqnpqn B. Q III   Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 26 9,7931 1,21468.995,0 141890009 26,429.025,07,14563I qn  kJ/kg. Tra bảng 2.4 được ”qn = 640,7 ºC. 6.13.2. Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước cấp II tt hnIIl kkhnIIqnhnII B. Q III   5,6180 1,21468.995,0 37594529 26,429.02,09,7931I hnII  kJ/kg. Tra bảng 2.4 được ”hnII = 495,9 ºC. 6.13.3. Nhiệt độ khói sau bộ sấy không khí cấp II tt sIIl kksIIhnIIsII B. Q iII   2,5094 1,21468.995,0 23662511 26,429.05,05,6180I sII  kJ/kg. Tra bảng 2.4 được ”sII = 397,9 ºC. 6.13.4. Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước cấp I tt hnIl kkhnIsIIhnI B. Q III   4,3403 1,21468.995,0 36300000 26,429.02,02,5094I hnI  kJ/kg. Tra bảng 2.4 được ”hnI = 279,9 ºC. 6.13.5. Nhiệt độ khói sau bộ sấy không khí cấp I tt sIl kksIhnIsI B. Q iII   65,1475 1,21468.995,0 41636644 26,429.05,04,3403I sI  kJ/kg. Tra bảng 2.4 được ”sII = 115,2 ºC. Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 27 Chương 7 THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT Bộ quá nhiệt chia thành hai cấp, bộ quá nhiệt cấp II đặt sau bộ pheston để dòng hơi đi cùng chiều dòng khói nhằm làm cho nhiệt độ cuối bộ quá nhiệt cấp II không quá lớn ảnh hưởng đến kim loại chịu nhiệt. Bộ quá nhiệt cấp I đặt sau bộ quá nhiệt cấp II và dòng hơi đi ngược chiều dòng khói nhằm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt. Ghi chú 1. Bộ quá nhiệt cấp I 4. Ống góp ra bộ quá nhiệt cấp II 2. Bộ quá nhiệt cấp II 5. Bao hơi 3. Ống góp ra bộ quá nhiệt cấp I 6. Bảo ôn Sơ đồ bố trí bộ quá nhiệt 5 6 4 3 1 2 6 2 1 3 4 5 4 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 28 7.1. Thiết kế bộ quá nhiệt cấp II 7.1.1. Đặc tính cấu tạo Vì bộ quá nhiệt cấp II (BQN II) làm việc ở nhiệt độ cao nên để tránh hiện tượng đóng xỉ bám lên bề mặt ống ta lắp các ống trước BQN II là song song Chọn bước ống ngang đoạn so le S1/d  4,5 Bước ống dọc S2/d  3,5 Bước ống ngang song song S1/d = 2 3 Bước ống dọc S2 > 2d Vật liệu chế tạo thép Cacbon, chọn 383,5 bán kính uốn nhỏ nhất là 75mm. Với lò này P = 90bar nên chọn tốc độ hơi trong bộ quá nhiệt cấp II  = 350  1000(kg/m2s), ta chọn  = 500(kg/m2s) Vậy tiết diện hơi đi là : 2 3 m122,0 500.3600 10.220 3600 D f    Số ống là 108 )038,0.( 4 122,0 d 4 f Z 22      ống Tốc độ khói đi trong bộ quá nhiệt không được quá 10  12 m/s. Vì chiều rộng lò hơi cố định nên tốc độ khói chuyển động quyết định việc chọn chiều cao đường khói khoảng 2,5  5 m. Trong thiết kế này chọn chiều cao trung bình là: 4,5m 5 0 0 0 5 5 0 0 4 5 0 0 9 0 0 0 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 29 Bảng 7.1. Đặc tính cấu tạo của bộ quá nhiệt cấp II TT Tên đại lượng K.hiệu Đ.vị Cơ sở hay công thức Kết quả 1 Đường kính ngoài ống d mm Chọn 383,5 2 Số dãy ống dọc nd ống Thiết kế 8 3 Số ống trong mỗi dãy Z ống Tính 652 4 Bước ống ngang S1 mm Chọn 135 5 Bước ống dọc S2 mm Chọn 120 6 Bước ống ngang tương đối 1 1 = S1/d 3,55 7 Bước ống dọc tương đối 2 2 = S2/d 3,16 8 Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách Sv mm 0,5(a – (z –1).S1) 180 9 Chiều dài mỗi ống chịu nhiệt lH m Thiết kế 4,6 10 Chiều dài ống dưới đáy lđ m Thiết kế 1,28 11 Diện tích chịu nhiệt từng phần Diện tích chịu nhiệt các ống đứng Diện tích chịu nhiệt các ống ngang Hk Hđ m 2 m 2 nd. lH.Z .d.nd. lH.Z d.lđ.Z 571,1 19,9 12 Toàn bộ diện tích BQN HqnII m 2 Hk+ Hđ 590 13 Tiết diện lưu thông của hơi f m2 .(dtr 2 /4).Z 0,122 14 Chiều dày lớp bức xạ hữu hiệu S m 0,325 15 Chiều sâu cụm ống lc mm Hình vẽ 800 16 Chiều rộng không gian trước BQN2 lk m Hình vẽ 1000 17 Tiết diện đầu vào cụm ống của đường khói F ’ m 2 5,6.12-0,038.4,3.57- (0,038/2)2.157 40 18 Tiết diện đầu ra cụm ống của đường khói F ’’ m 2 5,6.12 –0,038.4,3.57- (0,038/2)2. 57 35,6 19 Tiết diện trung bình của đường khói đi trong BQN II F tb m 2 (F ’ + F ’’ )/2 37,8 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 30 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 31 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 32 Áp dụng quy tắc 3 điểm để xác định nhiệt độ của khói sau bộ quá nhiệt cấp II Theo đồ thị ta xác định được: ”qnII = 883,8 ºC i ” qnII = 10952,2 kJ/kg Lượng nhiệt truyền bằng đối lưu Q dl qnII = .(I ’ qnII-I ’’ qnII + qnII.I o kk)Btt = 0,995.(13476,5 – 11062,7 + 0,025.489,26).21468,1/3600 = 15050,6 kW. Tổng nhiệt hấp thụ của BQN II QqnII = Q dl qnII + Q bx qnII = 15050,6 + 1378 = 16428,6 kW. Entanpi hơi đầu vào BQN II 67,3141 10.220 3600.6,16428 5,3410 D Q ii 3 qnII qnqnII  kJ/kg. Hệ số truyền nhiệt 59 9,471.590 16428600 t.H Q k qnII qnII    W/m 2 K. 7.2. Thiết kế bộ quá nhiệt cấp I Trên cơ sở tính được lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp I, ta xác định được bề mặt chịu nhiệt của nó. Sơ bộ thiết kế bộ quá nhiệt cấp I có các ống đặt so le, dòng hơi chuyển động ngược chiều dòng khói. Sơ đồ cấu tạo bộ quá nhiệt cấp I: 0 14497 15650 16429 23657 19344 Q c Q t 800 850 883,8 ºC kJ/kg Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng SVTH: Võ Xuân Đức Lớp 06N - Nhóm 13A Trang 33 Bảng 7.3. Đặc tính cấu tạo bộ quá nhiệt cấp I STT Tên đại lượng K.hiệu Đ.vị Công thức tính Kết quả 1 Đường kính ống d mm chọn 383,5 2 Số ống trong mỗi dãy ống dọc Z ống Mục 7.1.1 652 3 Số dãy ống dọc n dãy Thiết kế 16 4 Bước ống ngang S1 mm Tính chọn 135 5 Bước ống dọc S2 mm Tính chọn 120 6 Bước ống tương đối S1/d S2/d Tính Tính 3,55 3,15 7 Khoảng cách từ tâm ống đến vách ngoài cùng tường bên S mm 0,5[a- (Z-1).S1] 180 8 Chiều cao trung bình mỗi ống l m Chọn 3,5 9 Chiều dài mỗi ống xoắn chịu nhiệt lx m n.l + (n – 1)S2 58 10 Toàn bộ diện tích bộ quá nhiệt I HqnI m 2 .d.lx.Z 896,6 11 Tiết diện lưu thông hơi f m2 .(dtr 2 /4).Z 0,122 12 Chiều cao đường khói h m Thiết kế 4,5 13 Chiều rộng đường khói a m Thiết kế 9 14 Diện tích tiết diện khói đi Fk m 2 h.a-d.l.Z 27,36 15 Chiều dày hữu hiệu lớp bức xạ của khói s d6,10 d SS 82,2 21         0,3163 16 Chiều dài toàn cụm ống của bộ quá nhiệt cấp I lc m (n.d-1).S2 1,8 17 Chiều rộng khoảng không trước BQN I lk m Chọn 0,6 18 Chiều dày hữu hiệu lớp bức xạ của khói cả phần không gian trước BQN I S ’ m S.(lc + a.lk)/lc 0,72 9 0 0 0 4 5 0 0 Đồ án Môn học: LÒ HƠI  GVHD: PGS.TS Hoàng Ngọ