NGUYN L CU TO V NGUYN L LM

NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LÒ HƠI ỐNG NƯỚC

4. 1. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN 4. 2. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC TUẦN HOÀN CƯỠNG BỨC 4. 3. MỘT SỐ THIẾT BỊ CHÍNH 4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT 4. 3. 2. BỘ H M NƯỚC 4. 3. 3. BỘ SẤY KHÔNG KHÍ 4. 3. 4. MỘT SỐ THIẾT BỊ KHÁC 4. 4. VẬN HÀNH LÒ HƠI

4. 1. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC TUẦN HOÀN TỰ NHIÊN 4. 1. 1. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC NẰM NGHIÊNG Nguyên lý cấu tạo:

4. 1. 1. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC NẰM NGHIÊNG Đặc điểm: Lò hơi gồm có các ống nước đặt nằm nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc 10 -150. Hai đầu các ống nước đước gắn vào hai ống góp, các ống góp được nối với balong trên. Nguyên lý làm việc: Nước từ bao hơi theo các ống góp nước đi xuống và phân phối vào các ống nước. Do nhận được nhiệt truyền từ lửa và khói mà nước trong các ống này nóng lên và bốc hơi. Nhờ các tấm chắn định hướng mà khói được kéo dài đường đi, tăng thời gian tiếp xúc với dàn ống và bộ quá nhiệt để thực hiện quá trình truyền nhiệt. Sau đó đi theo đường khói ra ngoài.

4. 1. 1. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC NẰM NGHIÊNG Ưu nhược điểm: Có sự tuần hoàn tự nhiên của nước nên năng suất tăng. Tuy nhiên, sự tuần hoàn nước còn yếu vì ống nước đặt nghiêng góc bé, thường từ ống thứ 7 trở lên tuần hoàn rất yếu. Do có các ống góp bên trong lò nên có kết cấu nặng nề, phức tạp. Với sự bố trí các ống nước này chưa tận dụng được nhiệt bức xạ từ buồng lửa vào các phía tường lò, lắp đặt tường lò phải tốn nhiều vật liệu chịu lửa.

4. 1. 2. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC ĐỨNG Để tăng cường sự tuần hoàn của nước trong lò, người ta chuyển những ống nước nghiêng thành các ống nước thẳng đứng. Những ống nước đứng được nối trực tiếp với bao hơi.

4. 1. 2. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC ĐỨNG Đặc điểm: Lò hơi gồm có 1 bao hơi và 1 bao nước được bố trí nằm ngang, thẳng góc với vòi phun đặt ở tường trước. Các ống góp của lò được chế tạo bằng ống thép có đường kính 168/160 mm và được ghép chặt vào bộ phận khung giằng. Bao hơi trên và bao nước dưới liên kết với nhau bằng chùm ống nước sôi (ống liên thông) có đường kính 76/70 mm, nhận nhiệt của dòng khói bằng phương thức đối lưu. Để tiếp và cấp nước cho dàn ống sinh hơi, ở tường trước và ở trần buồng lửa, người ta bố trí hai đường ống 108/99 mm, đặt theo các tường bên đặt phía ngoài lò.

4. 1. 2. LÒ HƠI ỐNG NƯỚC ĐỨNG Lò hơi nhiệt điện:

LÒ HƠI TRỰC LƯU Lò hơi trực lưu có môi chất chuyển động cưỡng bức. Đặc điểm làm việc của lò hơi này là môi chất làm việc theo 1 chiều, từ lúc vào ở trạng thái nước cấp tới lúc ra ở trạng thái hơi quá nhiệt.

LÒ HƠI TRỰC LƯU Ưu nhược điểm: Ưu điểm: Không có bao hơi và chỉ có ít ống góp nên tốn ít kim loại chế tạo. Khung lò và bảo ôn tường lò nhẹ nhàng và thuận lợi hơn. Khắc phục được những thiếu xót về tuần hoàn tự nhiên như tốc độ tuần hoàn bé hay không tuần hoàn. Nhược điểm: Yêu cầu nước cấp phải được xử lý thật sạch. Do trữ lượng nước trong lò ít nên lò hơi trực lưu thường được sử dụng khi phụ tải thay đổi ít.

LÒ HƠI THU HỒI NHIỆT THẢI

LÒ HƠI THU HỒI NHIỆT THẢI Lò hơi này thường đặt trên đường khói thải của các lò đốt công nghiệp như lò luyện kim, hoá chất… Các bề mặt nhận nhiệt của lò thường gồm 3 bộ phận: bộ hâm nước, bề mặt sinh hơi, bộ quá nhiệt, có cấu tạo dưới dạng ống xoắn. Nước cấp ra khỏi bộ hâm nước và hổn hợp hơi nước ra khỏi bề mặt sinh hơi được đưa vào bao hơi. Nước từ bao hơi được bơm tuần hoàn đẩy trở lại bề mặt đốt sinh hơi. Hơi ra khỏi bao hơi được đưa vào bộ quá nhiệt, hơi được quá nhiệt và đưa đến nơi tiêu thụ.

4. 3. MỘT SỐ THIẾT BỊ CHÍNH 4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Về cấu tạo, có thể chia thành 3 loại: Bộ quá nhiệt đối lưu: dùng cho các lò hơi có nhiệt độ không vượt quá 5100 C. Bộ quá nhiệt nữa bức xạ: dùng ở những lò có nhiệt độ hơi quá nhiệt khoảng 530 -5600 C. Bộ quá nhiệt bức xạ: thông số hơi siêu cao (>5600 C)

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Cách bố trí bộ quá nhiệt: Theo chiều chuyển động của khói và hơi đi trong ống, ta có 2 cách bố trí bộ quá nhiệt vào dòng khói. Bố trí thuận chiều: hơi và khói chuyển động cùng chiều với nhau. Với cách bố trí này thì hiệu số nhiệt độ trung bình giữa khói và hơi sẽ thấp hơn so với bố trí ngược chiều, do đó diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của bộ quá nhiệt sẽ tăng lên. Bởi vậy, trong thực tế không bố trí theo kiểu thuận chiều.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Bố trí theo kiểu ngược chiều: Hơi và khói chuyển động ngược chiều nhau. Với cách bố trí này, hiệu số nhiệt độ trung bình giữa khói và hơi sẽ cao hơn so với bố trí thuận chiều, do đó diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của bộ quá nhiệt sẽ giảm xuống. Nhưng khi đó phía hơi ra vừa có nhiệt độ cao vừa có nhiệt độ khói cao, kim loại sẽ làm việc trong điều kiện rất nặng nề, đòi hỏi kim loại chế tạo phải rất đắt tiền. Vì vậy, trong thực tế kiểu bố trí ngược chiều chỉ dùng cho các lò có nhiệt độ hơi quá nhiệt không vượt quá 4500 C. Để khắc phục những nhược điểm của hai sơ đồ trên, khi nhiệt độ hơi quá nhiệt cao hơn 4500 C, thì người ta bố trí theo kiểu hổn hợp.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt: Nguyên nhân gây ra sự thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt: Trong quá trình vận hành lò hơi, nhiệt độ hơi quá nhiệt có thể thay đổi do các nguyên nhân sau: Do thay đổi phụ tải lò, khi phụ tải tăng lên thì nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm xuống, khi phụ tải giảm thì nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng. Do thay đổi nhiệt độ nước cấp. Do thay đổi hệ số không khí thừa. Do thay đổi chất lượng nhiên liệu. Do bám tro bụi lên các ống của bộ quá nhiệt. Do thay đổi vị trí trung tâm ngọn lửa.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt: Yêu cầu: Khi chọn phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt cần thoả mãn các yêu cầu sau: Có quán tính điều chỉnh (thời gian chậm trễ) bé. Có phạm vi điều chỉnh lớn, đáp ứng được sự thay đổi nhiệt độ đối với nhiều chế độ thay đổi của lò hơi. Có cấu tạo chắc chắn, chi phí chế tạo thấp. Ít ảnh hưởng đến hiệu suất của chu trình nhiệt. Dễ dàng tự động hoá các quá trình điều chỉnh.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Các phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt: Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía hơi: Người ta đặt vào ống góp hơi của bộ quá nhiệt một thiết bị gọi là bộ giảm ôn. Cho nước đi qua bộ giảm ôn, vì nước có nhiệt độ thấp hơn nên sẽ nhận nhiệt của hơi làm cho nhiệt độ của hơi quá nhiệt giảm xuống. Khi thay đổi lưu lượng nước qua bộ giảm ôn thì sẽ làm thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Cách bố trí bộ giảm ôn: Có cách bố trí như sau: Bố trí đầu vào Bố trí giữa bộ quá nhiệt Bố trí đầu ra Nếu bố trí đầu vào thì sẽ điều chỉnh được nhiệt độ hơi trong toàn bộ quá nhiệt, nhưng có nhược điểm là quán tính nhiệt lớn (thời gian trễ dài), tác động chậm do đó bộ quá nhiệt dễ bị đốt nóng quá mức trong khoảng thời gian chưa kịp tác động. Nếu bố trí ở đầu ra thì quán tính điều chỉnh nhiệt bé, nhưng có nhược điểm là toàn bộ bộ quá nhiệt không được bảo vệ dễ bị đốt nóng quá mức, tuổi thọ thiết bị giảm, có thể gây nổ ống. Để khắc phục nhược điểm trên, thường người ta bố trí bộ giảm ôn nằm giữa bộ quá nhiệt.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Hiện nay, thường dùng hai loại giảm ôn: Bộ giảm ôn kiểu bề mặt: Nước đi bên trong các ống chữ U của bộ giảm ôn sẽ nhận nhiệt của hơi qua bề mặt các ống làm nhiệt độ của hơi giảm xuống. Bộ giảm ôn kiểu phun: Nước được phun vào bộ giảm ôn, sẽ pha trộn với hơi quá nhiệt và lấy nhiệt của hơi để bốc hơi, do đó làm nhiệt độ của hơi quá nhiêt giảm xuống. Ơ bộ giảm ôn này, yêu cầu chất lượng nước phun vào giảm ôn rất cao, thường dùng nước ngưng của hơi bão hoà.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt về phía khói: Có thể thực hiện bằng các biện pháp sau: Thay đổi lưu lượng khói đi qua bộ quá nhiệt. Thay đổi nhiệt độ khói khi vào bộ quá nhiệt. Thay đổi đồng thời lưu lượng và nhiệt độ khói.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Điều chỉnh lưu lượng khói đi qua bộ quá nhiệt: Là làm giảm hoặc tăng lượng khói đi qua bộ quá nhiệt bằng cách cho một phần khói đi tắt qua đường khói không đặt bộ quá nhiệt, nhằm giảm lượng nhiệt mà bộ quá nhiệt nhận được. Do đó, làm giảm nhiệt độ hơi quá nhiệt.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Điều chỉnh nhiệt độ khói: Bằng cách thay đổi góc quay của vòi phun, cho vòi phun hướng lên trên hoặc xuống dưới sẽ làm thay đổi nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa, tức làm thay đổi nhiệt độ khói đi qua bộ quá nhiệt, làm thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt.

4. 3. 1. BỘ QUÁ NHIỆT Kết hợp vừa điều chỉnh nhiệt độ khói vừa điều chỉnh lưu lượng khói: Bằng cách trích mọt phần khói ở phía sau bộ hâm nước đưa vào buồng lửa (tái tuần hoàn khói). Khi trích một phần khói ở phía sau bộ hâm nước đưa vào buồng lửa, nhiệt độ trung bình trong buồng lửa sẽ giảm xuống, làm cho nhiệt lượng hấp thụ bằng bức xạ của các dàn ống sinh hơi giảm xuống, nghĩa là nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa tăng lên. Trong khi đó lưu lượng khói đi qua bộ quá nhiệt tăng lên làm cho lượng nhiệt hấp thu của bộ quá nhiệt tăng lên, làm cho nhiệt độ hơi quá nhiệt cũng tăng lên.

4. 3. 2. BỘ H M NƯỚC Vai trò: Nhiệt độ của nước cung cấp cho lò hơi lúc đầu thường chỉ khoảng 20 -250 C, do đó phải tốn nhiều năng lượng để hâm nóng nước đến nhiệt độ sôi và khi nước này đưa vào bao hơi (đang chứa hơi và nước nóng) dễ gây ứng suất nhiệt làm giảm tuổi thọ, độ bền của thiết bị. Để hâm nóng nước trước khi đưa vào bao hơi của lò hơi, người ta sử dụng nhiệt lượng còn lại trong khói thoát ra. Ý nghĩa của việc lắp đặt bộ hâm nước là tiết kiệm được một nhiệt lượng khá lớn và tăng độ bền của thiết bị.

4. 3. 2. BỘ H M NƯỚC + Dựa vào mức độ gia nhiệt nước: - Bộ hâm nước kiểu sôi: nước ra khỏi bộ hâm đạt đến trạng thái sôi, độ sôi có thể đạt 30%. Bộ hâm nước kiểu sôi thường được chế tạo bằng thép. - Bộ hâm nước kiểu chưa sôi: nước ra khỏi bộ hâm chưa đạt đến trạng thái sôi. Bộ hâm nước kiểu này có thể được chế tạo bằng thép hoặc gang, tuỳ thuộc vào điều kiện làm việc của từng lò và nhiên liệu sử dụng.

4. 3. 2. BỘ H M NƯỚC + Dựa theo kim loại chế tạo: - Bộ hâm nước bằng thép: Gồm các ống thép có đường kính từ 28 -28 mm được uốn cong theo dạng xoắn nhiều lần, hai đầu được nối vào hai ống góp. Thường các ống xoắn của bộ hâm được bố trí sole, tạo hướng dòng khói xoáy nhiều lần, tăng cường quá trình truyền nhiệt.

4. 3. 2. BỘ H M NƯỚC Bộ hâm nước bằng gang: Ưu điểm: Gang chịu được sự ăn mòn của axit và mài mòn của tro. Do vậy, ở những lò hơi đốt nhiên liệu có nhiều lưu huỳnh, người ta thường dùng bộ hâm nước bằng gang. Nhược điểm: Chịu lực va đập kém, do đó để tránh hiện tượng thuỷ kính gây lực va đập trong các ống bộ hâm, nước trong bộ hâm phải không được sôi. Nên bộ hâm nước bằng gang chỉ trang bị cho những lò cần bộ hâm nước kiểu chưa sôi.

. 3. 3. BỘ SẤY KHÔNG KHÍ Vai trò: Để tăng cường hiệu quả quá trình cháy, đảm bảo quá trình cháy nhanh và cháy ổn định, không khí cấp vào lò cần được sấy nóng đến một nhiệt dộ nhất định. Tác dụng của bộ sấy không khí là sấy nóng không khí trước khi đưa vào buồng lửa của lò hơi. Nhiệt độ không khí ngoaif trời vào mùa hè khoảng 25 -350 C, mùa đông 8 -150 C. Nếu đưa không khí có nhiệt độ như trên vào buồng đốt thì phải tốn một nhiệt lượng để sấy nóng không khí để tham gia vào quá trình cháy. Nếu nhiệt độ không khí thấp có thể gây tắt lửa, quá trình cháy xảy ra yếu. Mặt khác, đưa gió lạnh vào có thể làm cho kim loại bị làm lạnh đột ngột, gây ứng suất nhiệt làm giảm độ bền thiết bị. Vì vậy, việc sấy nóng không khí trước khi đưa vào buồng lửa có ý nghĩa rất lớn: Tăng hiệu suất nhiệt của lò, giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ. Tăng nhiệt độ không khí đưa vào buồng lửa giúp nhiên liệu dễ cháy hơn.

4. 3. 3. BỘ SẤY KHÔNG KHÍ Cấu tạo: + Dựa theo kim loại chế tạo: - Bộ sấy không khí bằng gang. - Bộ sấy không khí bằng thép. + Dựa theo nguyên lý làm việc: - Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt: Nhiệt trong khói được truyền sang cho không khí qua các vách các đường ống dẫn của bộ sấy không khí. Loại này có 2 dạng: Dạng tấm. Dạng ống. - Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt (dạng thùng quay).

Câu hỏi ôn tập 1. Trình bày nguyên lý làm việc của lò hơi ống nước 2. Gọi tên các dạng lò hơi ống nước, so sánh tính ưu việt của các dạng này 3. Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc, vị trí lắp đặt, ứng dụng của : Bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí trong lò hơi