TỔNG QUAN
Giới thiệu về đề tài
1.1.1 Lý do chọn đề tài
Việt Nam là một quốc gia đang phát triển, với công nghiệp và năng lượng là hai lĩnh vực ưu tiên hàng đầu, đang tăng trưởng nhanh chóng Do đó, công nghệ chế tạo và lắp ráp lò hơi cho ngành công nghiệp và các nhà máy nhiệt điện cần được chú trọng và đầu tư đúng mức.
Lò hơi hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như nhà hàng, khách sạn, bệnh viện để phục vụ cho các hoạt động giặt là, sấy và tắm hơi Trong ngành công nghiệp thực phẩm và các ngành công nghiệp nhẹ như sản xuất giấy, cao su, dệt, hơi nước đóng vai trò quan trọng trong các quá trình như đun sôi, chưng cất và cô đặc Ngoài ra, trong các nhà máy nhiệt điện, hơi nước được sản xuất để cung cấp cho tuốc bin hơi, từ đó tạo ra điện năng thông qua máy phát điện.
Công việc lắp đặt và vận hành lò hơi yêu cầu sự khắt khe, tính khoa học và kỹ thuật cao để đảm bảo an toàn, vì đây là thiết bị áp lực có thể gây nguy hiểm Đối với sinh viên ngành Nhiệt, ngoài kiến thức về kỹ thuật lạnh, sấy và điều hòa không khí, việc hiểu biết về lò hơi cũng rất quan trọng Chính vì vậy, nhóm đã chọn đề tài “Tính toán thiết kế lò hơi đốt dầu FO công suất 1 tấn/h áp suất 14,7 bar”.
1.1.2 Yêu cầu của đề tài
Tính toán thiết kế lò hơi 3 pass
- Áp suất làm việc: 15 at = 14,7 bar
- Nhiệt độ: Hơi bão hoà
Bảng 1.1 Các thành phần nhiên liệu của dầu FO
C lv H lv S lv O lv A W N lv 85,3% 10,2% 0,5% 0,7% 0,3% 3% 0,7%
• Nhiệt dung riêng của dầu FO là
𝐶 𝐹𝑂 = 0,415 + 0,0006 𝜃(kcal/kg ∘ C) Với: 𝜃 là nhiệt độ của dầu FO Chọn 𝜃 = 90 ∘ C
• Nhiệt độ nước cấp là 30 ∘ C, nhiệt độ không khí lạnh là 30 ∘ C
• Nhiệt dung riêng của không khí là
Hình 1.1 Sơ đồ bố trí các thiết bị của lò hơi
1- Tủ điện điều khiển 2- Bộ đốt 3- Cụm ống thuỷ 4- Bộ điều khiển mức nước tự động 5- Hệ thống mức nước cấp 6- Chân lò hơi 7- Bơm nước cấp 8- Thân lò hơi 9- Ống khói
10- Van an toàn 11- Rơle áp suất 12- Đồng hồ đo nhiệt độ
Tổng quan về lò hơi
1.2.1 Vai trò của lò hơi và phân loại
Lò hơi là thiết bị quan trọng trong quá trình chuyển đổi năng lượng, nơi diễn ra việc đốt cháy nhiên liệu Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình này sẽ được truyền cho nước trong lò, giúp biến nước thành hơi.
Lò hơi là thiết bị quan trọng trong các nhà máy và xí nghiệp, đặc biệt trong ngành công nghiệp hóa chất, sản xuất đường, rượu, bia, nước giải khát và thuốc lá Chúng cung cấp hơi nước cho các quy trình công nghệ như đun nấu, chưng cất, cô đặc và sấy sản phẩm Hơi nước thường là hơi bão hòa với áp suất tương ứng với nhiệt độ bão hòa cần thiết, và loại lò này được gọi là lò hơi công nghiệp, thường có áp suất thấp và sản lượng nhỏ Ngược lại, trong các nhà máy nhiệt điện, lò hơi sản xuất hơi quá nhiệt với áp suất và nhiệt độ cao để quay tuốc bin, phục vụ cho việc sản xuất điện năng, được gọi là lò hơi năng lượng.
Nhiên liệu sử dụng trong lò hơi có thể bao gồm nhiên liệu rắn như than gỗ và bã mía, hoặc nhiên liệu lỏng như dầu FO và DO, cũng như nhiên liệu khí.
Theo nhiệm vú của lò hori
Lò hơi năng lượng là thiết bị có công suất lớn, chủ yếu được sử dụng trong các nhà máy năng lượng để quay tua bin hơi phát điện tại các nhà máy nhiệt điện Ngoài ra, lò hơi này còn được sử dụng làm sức kéo cho tàu hỏa và tàu thủy, với công suất thường trên mức cao.
50 t/h, áp suất thường lớn hơn 20 Mpa và nhiệt độ hơi trên 305 ∘ C
Lò hơi công nghiệp là thiết bị có công suất vừa và nhỏ, thường được sử dụng để cung cấp hơi cho các quy trình công nghệ trong các ngành như dệt, giấy và chế biến thực phẩm Hơi được sản xuất chủ yếu là hơi bão hòa, với áp suất không vượt quá 2,0 Mpa và nhiệt độ khoảng 250 °C.
Lò hơi dân dụng là thiết bị có công suất nhỏ, thường được sử dụng trong các nhà hàng, khách sạn và bệnh viện Chúng sản xuất hơi phục vụ cho các nhu cầu như giặt là, sấy và tắm hơi Áp suất hơi của lò không vượt quá 0,5 Mpa và nhiệt độ hơi tối đa là 150 độ C, phù hợp với yêu cầu công suất hơi.
• Lò hơi trung bình: 12 tấn/h < D ≤ 110 tấn/h
• Lò hơi cực lớn: D > 600 tấn/h
• Lò hơi hạ áp: P \leq 10 bar
• Lò hơi trung áp 10 bar: < P ≤ 40bar
• Lò hơi cao áp: 40 bar < P ≤ 100 bar
• Lò hơi siêu cao áp: P > 100 bar
• Lò hơi không có bộ quá nhiệt (hơi bão hoà)
• Lò hơi có bộ quá nhiệt (hơi quá nhiệt)
• Lò hơi có bộ quá nhiệt trung gian
Theo sơ đồ chuyển động của nước và hoi
• Lò hơi tuần hoàn tự nhiên (có bao hơi)
• Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức (có bao hơi và bơm tuần hoàn hồn hợp nước và hơi)
• Lò hơi trực lưu (không có bao hơi)
Lò hơi có thể được phân loại theo phụ tại nhiệt 𝑄 1 (kcal/h), một đại lượng quan trọng để đánh giá công suất của lò một cách chính xác và toàn diện Công suất này phụ thuộc vào công suất hơi và các thông số liên quan đến hơi.
1.2.3 Quá trình phát triển lò hơi
Quá trình phát triển của lò hơi, như hình 1.2 minh họa, được thúc đẩy bởi nhu cầu ngày càng cao về công suất và thông số hơi, đồng thời nhằm giảm thiểu chi phí tiêu hao.
Việc chuyển đổi từ lò hơi hình trụ và lò hơi ống lửa sang lò hơi ống nước đã diễn ra hàng trăm năm, giúp tăng diện tích bề mặt đốt và giảm lượng kim loại mà vẫn tăng công suất Trong lò hơi ống nước nằm ngang, các ống sinh hơi được kết nối thành chùm qua các buồng nước hình hộp, nhưng điều này giới hạn áp suất hơi ở mức 12 ÷ 15 bar và không thể tiêu chuẩn hóa các bộ phận Để khắc phục, việc nối các chùm ống thẳng với đầu góp hình trụ và sử dụng bao hơi giúp tăng áp suất và công suất lò hơi nhờ vào số lượng và chiều dài ống Các bao hơi được đặt ngang để tối ưu hóa bề mặt đốt Để ngăn ngừa sự đóng xỉ, các hàng ống cần được thiết kế dạng feston Việc áp dụng bộ hâm nước và bộ sấy không khí có thể nâng cao hiệu suất và công suất, nhưng sự tiêu hao kim loại lớn từ nhiều bao hơi và bố trí dày đặc các chùm ống đã làm giảm khả năng phát triển của các loại lò này.
Ngày nay, lò hơi ống nước đứng đã hoàn toàn thay thế các loại lò hơi cũ, với các ống sinh hơi được kết nối trực tiếp đến bao hơi Ban đầu, có từ 3 đến 5 bao hơi và các ống thẳng, nhưng sau này chỉ còn 1 bao hơi với các chùm ống được uốn cong ở hai đầu, cải thiện điều kiện liên kết và tăng diện tích bề mặt đốt bức xạ trong buồng lửa Gần đây, lò hơi đã được hoàn thiện với cả loại có một bao hơi và loại không có bao hơi, được gọi là lò trực lưu.
Hình 1.2 Sự phát triển về mặt cấu tạo của các loại lò hơi chủ yếu tuần hoàn tự nhiên
Lò hơi có nhiều loại hình dạng khác nhau, bao gồm lò hơi hình trụ (𝑎), lò hơi nhiều hình trụ (b), và lò hơi ống lửa lô-cô (c) Ngoài ra, còn có lò ống nước nằm ngang với các buồng nước (e,g) và lò ống nước nằm ngang không có buồng nước (ℎ) Các loại lò hơi khác cũng bao gồm lò với các ống thẳng (i) và lò với các ống uốn cong (𝑘, 𝑙).
- Lò có một bao hơi có thông số hơi cao hình chũ 𝑛: 𝑛 − Lò hơ lơn và hiện đại hình chữ T
Lò hơi hiện đại bao gồm lò hơi chính và các thiết bị phụ trợ như hệ thống dập than thanh bột, thiết bị vận chuyển và cung cấp nhiên liệu và nước, quạt cung cấp gió và hút khói, cùng với các dụng cụ đo lường và kiểm soát, cũng như các thiết bị tự động điều chỉnh.
Lò hơi hiện đại thường bao gồm các bộ phận chính như buồng lửa, dàn ống sinh hơi, bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấy không khí Ngoài ra, lò còn cần trang bị đầy đủ van, dụng cụ đo và kiểm soát, cũng như các thiết bị tự động điều chỉnh Buồng lửa và đường khói được xây dựng bằng gạch chịu lửa hoặc cám tấm keramit, đóng vai trò là lớp bảo ôn cho lò.
Hình 1.3 Sơ đồ thiết bị lò hơi hiện đại đốt than
1 - Băng tải than; 2 - Phễu than thô; 3 - Máy cấp than thô; 4 - Máy nghiền than; 5
- Máy phân ly; 6 - Xiclôn; 7 - Guồng xoắn tải bột than; 8 - Phễu bột than; 9 - Máy cấp bột than; 10 - Quat tải bột than; 11 - Vòi phun; 12 - Bao hơ; 13 - Buồng lủa;
Phễu lạnh, hộc xỉ, và dàn ống trong buồng lửa là những thành phần quan trọng trong hệ thống xử lý khí thải Ông góp dàn ống cùng với các ống nước đi xuống đảm bảo quá trình vận chuyển hiệu quả Festôn, bộ quá nhiệt, và bộ hâm nước (hai cấp) đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì nhiệt độ ổn định Bộ sấy không khí (hai cấp) và quạt gió hỗ trợ trong việc cung cấp không khí sạch Hộp khói, thiết bị khử bụi, và quạt khói giúp kiểm soát ô nhiễm, trong khi ống khói và kênh thải tro xỉ đảm bảo việc xử lý chất thải an toàn và hiệu quả.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Nhiên liệu
Nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong hoạt động của lò hơi, vì vậy việc hiểu rõ về đặc tính của nhiên liệu, bao gồm quá trình cháy, tính vận chuyển và chất thải, là cần thiết cho thiết kế, lựa chọn, vận hành và bảo trì lò hơi Hiện nay, có hai loại nhiên liệu chính được sử dụng trong lò hơi: nhiên liệu hữu cơ và nhiên liệu hạt nhân Trong đó, nhiên liệu dầu FO là một loại nhiên liệu hữu cơ với thành phần hóa học đặc trưng.
Cacbon (C) là thành phần cháy chủ yếu trong nhiên liệu do chiếm tỉ lệ lớn nhất Với nhiệt trị lên đến 34MJ/kg, cacbon đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra năng lượng từ nhiên liệu.
Hydro (H) : Có nhiệt trị cao nhất trong nhiên liệu là 144MJ/kg, tỉ lệ của nó trong nhiên liệu không lớn lắm
Lưu huỳnh (S) có nhiệt trị khoảng 9MJ/kg và tỉ lệ thấp trong nhiên liệu Thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu lỏng cao hơn so với nhiên liệu rắn Sản phẩm cháy của lưu huỳnh, bao gồm SO2, làm tăng khả năng ăn mòn bề mặt truyền nhiệt, do đó lưu huỳnh được xem là nguyên tố có hại.
Lò hơi sử dụng nhiên liệu dầu FO (Madút), còn được biết đến với tên gọi dầu đen Trên thị trường hiện nay, có nhiều loại dầu FO khác nhau.
• Có độ lưu huỳnh thấp: %S < 0,5%
• Có độ lưu huỳnh trung bình: %S = 0,5 \div 2%
• Có độ lưu huỳnh cao: %S > 2%
Trong ngành công nghiệp, lò hơi chủ yếu sử dụng dầu hoặc dầu FO làm nhiên liệu Lưu huỳnh trong nhiên liệu có ba dạng chính: hữu cơ, khoáng chất và sunfat.
• Dạng hữu cơ có khả năng cháy, gọi S hc
• Dạng khoáng chất có khả năng cháy, gọi S kc
• Dạng sunfat không có khả năng cháy như CaSO 4 , MgSO 4 , … gọi S sf Ta có:
S = S hc + S kc + S sf Khi đốt lưu huỳnh ở dạng sunfat, nó không cháy mà chuyển sang dạng tự do khói
2.1.2 Các thành phần không cháy: 𝟎, 𝐍
Oxy và Nitơ là những thành phần không mong muốn trong nhiên liệu, làm giảm nhiệt trị của nó Càng nhiều oxy trong nhiên liệu căng non, hiệu suất càng thấp Đối với Nitơ, khí này không cháy và tồn tại tự do trong khói dưới dạng NO, NO2 và N2, gây ra những tác hại cho môi trường.
Là thành phần nước chứa trong nhiên liệu
• Độ ẩm trong: Là các phân tử H 2 O nằm sâu bên trong Để khử độ ẩm này phải sấy trên 80 ∘ C
Độ ẩm ngoài là nước tự do kết hợp với nhiên liệu trên bề mặt Để loại bỏ độ ẩm này ở điều kiện P kq, chỉ cần tiến hành sấy ở nhiệt độ 80 °C.
• Độ ẩm toàn phần: Bao gồm độ ẩm trong và độ ẩm ngoài Để khử độ ẩm toàn phần, người ta thường sấy ở nhiệt độ 10 ∘ C
Nhiên liệu có thành phần khoáng bao gồm các tạp chất như oxít nhôm, hợp chất Fe, Ca và Mg, không tham gia vào phản ứng cháy Nếu nhiên liệu chứa quá nhiều độ tro, điều này sẽ gây khó khăn trong việc sử dụng lò hơi, vì tro khi cháy sẽ tạo thành thanh xỉ bám trên bề mặt truyền nhiệt trong buồng cháy.
Là nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng hay 1 m 3 tiêu chuẩn nhiên liệu khí
Có hai loại gồm: nhiệt trị thấp và nhiệt trị cao
Nhiệt lượng được sinh ra khi nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn trong điều kiện mà hơi nước từ sản phẩm cháy được ngưng tụ và các sản phẩm cháy khác được làm sạch đến nhiệt độ 0 ∘ C.
Là nhiệt lượng sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu trong điều kiện làm việc thực tế
Tính toán hiệu suất của lò hơi
Nhiệt lượng cung cấp cho lò hơi, bao gồm nhiệt lượng sinh ra trong buồng lửa, được xác định bằng tổng nhiệt lượng của hơi nước và các thông số đã cho, cùng với nhiệt hữu ích và các nhiệt lượng tổn thất.
Nếu xét 1 kg chất rắn, chất lỏng hay 1 m 3 chất khí, chúng ta có phương trinh cân bằng nhiệt tổng quát như sau:
• Q 1 0 : Nhiệt lượng dẫn vào lò hay tổng nhiệt (kJ/kg)
• 𝑄 1 : Nhiệt lượng sử dụng hữu ích để sinh ra hơi (kJ/kg)
• Q 2 : Lượng tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi (kJ/kg)
• Q 3 : Lượng tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học (kJ/kg)
• Q 4 : Lượng tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (kJ/kg)
• Q 5 : Lượng tổn thất nhiệt do toả nhiệt tù̀ mặt ngoài tường lò ra không khí xum quanh (kJ/kg)
• Q 6 : Lượng tổn thất nhiệt do xỉ nóng mang ra ngoài (kJ/kg)
Nếu thể hiện dưới dạng %, ta có:
Tính toán nhiệt độ ra của từng Pass
Hình 2.1 Mặt cắt lò hơi 3 pass
Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa được xác định theo công thức:
• 𝐵 𝑡 : Tiêu hao nhiên liệu tính toán
• : Hệ số bảo toàn nhiệt năng
• 𝜃 a : Nhiệt độ cháy lý thuyết - H b : Bề mặt hấp thụ bức xạ
• 𝑉𝐶 𝑚 : Tổng nhiệt dung trung bình sản phẩm cháy của 1 kg nhiên liệu
Tính toán nhiệt độ trung bình của pass 2 và pass 3 được tính bằng cách lấy trung bình nhiệt độ vào và ra của khói trong mỗi pass
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
Nhiên liệu và cân bằng nhiệt trong lò hơi
3.1.1 Thể tích của không khí và sản phẩm cháy
Tất cả các thể tích và entanpi của không khí và sản phẩm cháy (khói) đều tiến hành với 1 kg nhiên ở điều kiện tiêu chuẩn
Thể tích không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu được xác định theo công thức:
Thể tích không khí lý thực tế đã đốt dầu FO:
Hệ số không khí thừa lấy giới hạn từ 1,08 - 1,15 Chọn 𝛼 = 1.1
Thể tích khí 3 nguyên tử:
100 = 1,595Nm 3 /kg Thể tích khí Nitơ:
Thể tích lý thuyết của hơi nước:
Thể tích của hơi nước:
Tổng thể tích sản phẩm cháy là:
Tỷ lệ thể tích của khí ba nguyên tử bằng áp suất riêng phân của khí ở áp suất chung là 1 bar
Tỷ lệ khí 3 nguyên tử với khói thải r RO
Tỷ lệ hơi nước với khói thải
Bảng 3.1 Kết quả tính toán thể tích không khí và sản phẩm cháy
3.1.2 Entanpi của không khí và sản phẩm cháy
Entanpi của khói đối với 1 kg nhiên liệu được xác định bởi công thức:
• I k 0 : Entanpi của khỏi lý thuyết khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg nhiên liệu với
• c: Nhiệt dung của các loại khí (kcal/kg)
• 𝜃 : Nhiệt độ của các loại khí ∘ C
• c𝜃 : Entanpi theo thể tích của từng loại khí ở nhiệt độ 𝜃
Sử dụng các thông số ở bảng Entanpi của sản phẩm cháy và không khí của nhiên liệu để tính I k ta có bảng kết quả theo nhiệt độ:
Bảng 3.2 Kết quả tính toán Entanpi theo nhiệt độ
3.1.3 Cân bằng nhiệt lò hơi
Hình 3.1 Đồ thị nhiệt đọng sương của khói phụ thuộc vào nồng độ lưu huỳnh
Với thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu là 0,5% ta có thể chọn sơ bộ nhiệt khói thải 𝜃 k = 200 ∘ C với nhiệt độ đọng sương là 130 ∘ C
Cân bằng nhiệt được thiết lập đối với chế độ nhiệt ổn định của lò hơi cho 1 kg nhiên liệu
Phương trình cân bằng nhiệt:
• 𝑄 0 1 : Nhiệt lượng dẫn vào lò hay tổng nhiệt (kJ/kg)
• 𝑄 1 : Nhiệt lượng sử dụng hữu ích để sinh ra hơi (kJ/kg)
• Q 2 : Lượng tổn thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi (kJ/kg)
• Q 3 : Lượng tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học (kJ/kg)
Q 4 : Lượng tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học (kJ/kg)
• Q 5 : Lượng tổn thất nhiệt do toả nhiệt tù̀ mặt ngoài tường lò ra không khí xum quanh (kJ/kg)
• Q 6 : Lượng tổn thất nhiệt do xỉ nóng mang ra ngoài (kJ/kg)
3.1.4 Nhiệt lượng dẫn vào lò
Nhiệt lượng dẫn vào lò được xác định theo công thức
𝑄 0 1 = 𝑄 th 1 + 𝑄 k + 𝑖 n + 𝑄 f (kJ/kg) Trong đó:
• 𝑄 th 1 : Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu
V ới nhiên liệu là dầu FO ta có:
𝑄 th 1 = 339 ⋅ 𝐶 lv + 1030 ⋅ 𝐻 lv − 109 ⋅ (0 lv − S lv ) − 25 W lv
• Q k : Nhiệt lượng do không khí sấy nóng từ bên ngoài mang vào lò hơi
Lò hơi không sử dụng bộ sấy không khí nên 𝑄 𝑘 = 0
• 𝑖 𝑛 : Nhiệt lượng vật lý của nhiên liệu i n = c n 𝜃 n = 0,469.90 = 42,21kcal/kg = 176,60 kJ/kg
• Q f : Nhiệt lượng do hơi phun sương dầu FO mang vào lò hơi
Lựa chọn phương pháp tán sương kiểu áp lực 𝑄 𝑓 = 0
Nhiệt lượng dẫn vào lò 𝑄 0 1 = 39325,9 + 0 + 176,606 + 0 = 39502,51 kJ/kg
3.1.5 Các tổn thất nhiệt trong lò hơi
Các tổn thất nhiệt trong lò hơi được biểu thị bằng giá trị tương đối
Lượng tổ thất nhiệt do khói thải mang ra ngoài lò hơi q2 q 2 = Q 2
• 𝐼 𝑘 : Entanpi của khói với không khí thừa 𝛼 𝑘 và nhiệt độ 𝜃 𝑘 ( kJ/kg)
Với 𝜃 k = 200 ∘ C tra bảng 3.2 Kết quả tính toán Entanpi theo nhiệt độ ta có:
• 𝛼 k : Hệ số không khí thừa 𝛼 k = 1,1
• I 1 0 :Entanpi của không khí lạnh lý thuyết
I 1 0 = V 0 (C t kkl ) = 10,365 (0,316.30) = 98,26kcal/kg = 411,121 kJ/kg
• q 4 : Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học
Nhiên liệu sử dụng là dầu FO nên q 4 = 0
Lương tổn thát nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học q3
Nhiên liệu đốt là dầu FO: 𝑞 3 = (1 ÷ 1,5)% Chọn 𝑞 3 = 1%
Lương tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt cơ học qu q 4 = Q 4
Nhiên liệu đốt là dầu FO
𝑞 4 = 0 Lương tổn thát nhiệt do toả nhiệt tì mạt ngoài tưòng lò ra không khí xung quanh q5
Theo kinh nghiệm thực tiến chọn sơ bộ:
• Nhiệt độ bề mặt lò hơi: 𝜃 = 70 ∘ C = 343 ∘ K
• Chọn lượng nhiên liệu tiêu hao B = 75 kg/h
Chọn sơ bộ kích thước lò hơi theo kinh nghiệm thực tế là
4 = 16,132 m 2 Lượng tổn thất nhiệt do toả nhiệt từ mặt ngoài tường lò ra không khí xung quanh
• Hệ số bảo toàn nhiệt năng:
100 = 0,98 Lương tổn thát nhiệt do xỉ nóng mang ra ngoài q 6
Nhiên liệu sử dụng là dầu FO nên 𝑞 6 = 0
Tổng các tổn thát nhiệt trong lò hơi:
3.1.6 Hiệu suất và nhiên liệu tiêu hao của lò hơi
• Tiêu hao nhiên liệu cho lò hơi
𝑄 𝑡 𝑙𝑣 ⋅ 𝜂 Với p = 14.7 (bar) Tra bảng nước và hơi bão hoà, nội suy ta có :
Ta có: i ′ = 840.22 kJ/kg i'''91.4 kJ/kg
Với p = 14,7 (bar) và t nc = 30 ∘ C Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt [TL3-
T520] và nội suy Ta có: i nc = 126,98 kJ/kg
• Tiêu hao nhiên liệu tính toán
100) = 75,26 kg/h Bảng 3.3 Kết quả tính toán tổn thất nhiệt
Các tổn thất nhiệt (%) η (%) Bt (Kg/h) q2 q3 q4 q5 q6
Xác định sơ bộ kích thước của lò hơi
3.2.1 Diện tích bề mặt truyền nhiệt của lò hơi
• Lò hơi sử dụng là lò hơi phối hợp ống lò ống lửa có suất sinh hơi
• Diện tích sơ bộ của lò hơi
• Nhiệt thể tích tiết diện ngang q F = B ⋅ Q lv t
F bl Với q F = 3500 ÷ 6000 kW/m 2 Chọn q F = 3500 kW/m 2
• Diện tích tiết diện ngang buồng lửa
• Đường kính buồng lửa là
3.2.2 Xác định kích thước ống lò
Ông lò được chế tạo từ thép cacbon chuyên dụng có mã hiệu 20 K, vì đây là vật liệu tiếp xúc trực tiếp với lửa ở nhiệt độ cao Thép này được cuốn thành hình trụ và hàn dọc để tạo thành đường liền suốt, đảm bảo độ bền và khả năng chịu nhiệt tốt.
Để xác định kích thước ống lò, dựa vào đồ thị, chiều dài ngọn lửa sơ bộ được chọn là khoảng 2 m, chiếm từ 75-80% chiều dài tổng thể của ống lò Do đó, chiều dài ống lò trong trường hợp này sẽ được xác định là 2,5 m.
Hình 3.2 Đồ thị xác định chiều dài ngọn lửa
• Đường kính ống lò d ol = √4 V
• Diện tích bức xạ trong lò
3.2.3 Xác định kích thước ống lửa
Vật liệu chế tạo: Ông lửa là bộ phần tiếp xúc với khói nóng nên dùng thép cacbon chất lượng cao, sử dụng thép mã hiệu C20 dày 2,5mm
• Đường kính ngoài d ng = 51 mm
• Chiều dày vật liệu 2,5mm
• Đường kính trong d tr = 46 mm
• Chiều dài ống lửa ở pass 2: 2,5 m
• Chiều dài ống lửa ở pass 3: 2,8 m
• Tổng số mét chiều dài ống l dl = F dl
• Tổng số ống lửa tối thiểu là n = l dl 2,8= 143,24
2,8 = 51.16 Chọn tổng số ống lửa là 52 ống
2.d = 1,4 ⇒ t = 1,4.2.0,051 = 0,15 m Trong đó : d ng = 0,051( m) đường kính ngoài của ống lò
• Để tiện cho việc lắp ráp và chế tạo ta chọn số ống pass 3 nhiều hơn pass 2
Số ống lửa trên pass 2 là: 22 ống Số ống lửa trên pass 3 là 30 ống
Hình 3.3 Bước ống ngang và bước ống dọc của ống lửa
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí mặt sàn ống lửa
Hình 3.5 Mặt cắt lò hơi
Tính toán trao nhiệt trong buồng lửa
3.3.1 Nhiệt hữu ích toả ra trong buồng lửa
• 𝑄 0 1 : Nhiệt trị làm việc thấp của nhiên liệu 𝑄 0 1 = 39502,51( kJ/kg)
• q 3 :Lượng tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về mặt hoá học q 3 = 1%
• 𝑞 6 : Lượng tổn thất nhiệt do xỉ nóng mang ra ngoài 𝑞 6 = 0
• 𝑄 k : Nhiệt lượng do không khí mang vào lò khi có sấy sơ bộ từ bên ngoài
Vì không sử dụng bộ sấy không khí nên 𝑄 𝑘 = 0
• 𝑄 k ′ : Nhiệt lượng do không khí mang vào buồng lửa
𝑄 k ′ = (𝛼 0 − Δ𝛼 0 − Δ𝛼 n ) ⋅ 𝐼 0 ′′ + (Δ𝛼 0 − Δ𝛼 n ) ⋅ 𝐼 kkl Vói: 𝛼 0 : Hệ số không khí thừa trong buồng lửa Chọn 𝛼 0 = 1,1 Δ𝛼 0 : Lượng không khí lọt vào buồng lửa Δ𝛼 0 = 0,05 Δ𝛼 n : Lượng không khí lọt vào hệ thống Δ𝛼 n = 0
I" : Entanpi của không khí lý thuyết ở nhiệt độ ra khỏi bộ sấy không khí 𝐼 0 ′′ = 0
I kkl : Entanpi của không khí lạnh
𝑄 𝑘 ′ = (Δ𝛼 0 − Δ𝛼 𝑛 ) ⋅ 𝐼 𝑘𝑘𝑙 = 0,05.423,71 = 20,69 kJ/kg Vậy: Nhiệt hữu ích trong buồng lửa
3.3.2 Nhiệt lượng truyền lại cho buồng lửa với 1 kg nhiên liệu
Q b = (Q 0 − I bl 0 )kJ/kg Chọn nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa sơ bộ là 𝜃 bl = 1050 ∘ C
Ta có I bl 0 = 4693,15kcal/kg = 19636,14 kJ/kg
3.3.3 Tổng nhiệt dung trung bình của sản phẩm cháy của 𝟏 𝐤𝐠 nhiên liệu
Ta có: Q 0 = I a = 38953,33 kJ/kg = 9310,07kcal/kg nên nhiệt độ cháy lý thuyết
3.3.4 Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa
• 𝜑 : Hệ số bảo toàn nhiệt năng 𝜑 = 0,98
• B t : Tiêu hao nhiên liệu tính toán B t = 75,26 kg/h
• H b : Bề mặt hấp thụ bức xạ H b = F v = 4,3 m 2
Nhiên liệu sử dụng là dầu FO nên 𝜉 = 0,9
𝑎 ′ + (1 − 𝑎 ′ ) ⋅ 𝜓 ′ ⋅ 𝜌 Trong đó: a' : Độ đen hiệu dụng của ngọn lửa
𝛽 : Hệ số phụ thuộc vào sắc thái ngọn lựa 𝛽 = 0,75 a: Độ đen của môi trường trong buồng lửa
𝑎 = 1 − 𝑒 −𝑘𝑝𝑠 e: Cơ số logarit tự nhiên k: Hệ số làm yếu tia bức xạ bởi môi trường trong buồng lửa k = 1,6 ⋅ 𝜃 0
1000− 0,5 = 1,62 p : Áp suất trong buồng lửa Lò hơi dòng khí tự nhiên p = p a = 1 bar s: Bề dày hữu dụng của lớp bức xạ ngọn lửa
4,3 = 0,5 m a = 1 − e −kps = 1 − e−1,62⋅1⋅0,49 = 0,55 Độ đen hiệu dụng của ngọn lửa
𝜓 ′ : Độ dày đặc của dàn ống
F v = 1 Độ đen của buồng lửa
𝑎 0 = 0,82 ⋅ 0,41 0,41 + (1 − 0,41) ⋅ 1 ⋅ 0,9= 0,36 Vậy: Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa là
Ta có 𝜃 0 ′′ − 𝜃 bl = 8 < 50 Vậy Nhiệt độ khói ra buồng lửa là 1058 ∘ C
Tính toán nhiệt pass 2
Các kính thước sơ bộ
• Nhiệt độ khói vào pass 2: 𝜃 2𝑣 = 1058 ∘ C
• Chọn sơ bộ nhiệt độ khói ra pass 2: 𝜃 2r = 690 ∘ C
• Chiều dài ống lửa ở pass 2: 2,5 m
• Đường kính trong của ống lửa: d tr = 0,046 m
• Đường kính ngoài của ống lửa: d ng = 0,051 m
3.4.1 Phương trình cân bằng nhiệt giữa nhiệt lượng do khói truyền lại và nhiệt lượng do nước hấp thụ
• 𝜑 : Hệ số bảo toàn nhiệt năng
• 𝐼 2𝑣 : Entanpi khói vào bề mặt đốt
• 𝐼 2𝑟 : Entanpi của khói ra khỏi bề mặt đốt
• Δ𝛼 : Lượng không khí lọt vào Δ𝛼 = 𝛼 0 + Δ𝛼 0 Với: 𝛼 0 = 1 : Hệ số không khí thừa trong buồng lửa Δ𝛼 0 = 0,05 : Lượng không khí lọt vào buồng lửa Δ𝛼 = 𝛼 0 + Δ𝛼 0 = 1,1 + 0,05 = 1,15
• 𝐼 kkl : Entanpi của không khí lạnh
• 𝜃 kkl = 30 ∘ C ⇒ 𝐼 kkl = 98,88kcal kg = 413,71 kJ kg
• 𝛼 1 , 𝛼 2 : Hệ số toả nhiệt từ khói cho vách ống và từ vách ống cho nước
Do 𝛼 1 ≫ 𝛼 2 :Cho nên nhiệt trở mặt trong ống có thể bỏ qua
• 𝛿 b , 𝜆 b :Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp tro xỉ và muội trên bề mặt ống
• 𝛿 𝑣 , 𝜆 𝑣 : Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của vách ống
Do chiều dày của lớp kim loại bé, hệ số dẫn nhiệt của kim loại lớn cho nên có thể bỏ qua giá trị nhiệt trở của kim loại
• 𝛿 𝑐 , 𝜆 𝑐 : Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp cáu trên bề mặt trong của ống
Vì lò hơi yêu cầu nước phải thật sạch nên chiều dày của lớp cáu gần như không có
𝜆 𝑐 = 0 Vậy có thể tính hệ số truyền nhiệt theo công thức: k = 1 1
Xác định hệ số toả nhiệt tù môi chát nóng cho vách 𝛼 1
• 𝜔: Hệ số bao phủ tính đến giảm hấp thụ nhiệt của bề mặt đốt do không được khói bao phủ toàn bộ Với chùm ống ngang w = 1
• 𝛼 k : Hệ số toả nhiệt bằng đối lưu (kJ/m 2 h ∘ C)
• 𝛼 b : Hệ số toản nhiệt bằng bức xạ (kJ/m 2 h ∘ C)
Hệ số toả nhiệt đối lưu pass 2 𝛼 𝑘
Chọn tốc độ khói trong pass 2: w = 8 m/s Đường kính trong của ống lửa: 𝑑 tr = 0,046 m
Tra đồ thị 6.7 ta có 𝛼 h = 23kcal/m 2 h ∘ C = 96,23 kJ/m 2 h ∘ C
Nhiệt độ trung bình của khói ở pass 2
Ty lệ hơi nước với khói thải r H
Tra đồ thị 6.7 ta có 𝐶 𝑣𝑙 = 0,7
Tỷ số chiều dài và đường kính ống lửa ở pass 2 là l d tr = 2,5 0,046= 54,35 Tra đồ thị 6.7 ta có 𝐶 1 = 1
Hệ số toả nhiệt đối lưu pass 2
Hệ số toả nhiệt bức xạ pass 2𝛼 𝑏
Chọn nhiệt độ vách thấp nhất là 𝜃 𝑣 = 250 ∘ C
Nhiệt độ trung bình của khói ở pass 2: 𝜃 tb2 = 874 ∘ C
Tra đồ thị 6.12 ta có 𝛼 h = 118kcal/m 2 h ∘ C = 413,71 kJ/m 2 h ∘ C và C k = 0,98 [TL1-T86]
Xác định a a = 1 − 𝑒 −𝑘𝑝.𝑠 p: Áp suất trong buồng lửa Lò hơi dòng khí tự nhiên 𝑝 = 𝑝 𝑎 = 1 at s: Bề dày hữu dụng của lớp bức xạ s = 3,6 ⋅ V 2
F v2 Thể tích lớp bức xạ V 2
4 ⋅ 2,5 ⋅ 22 = 0,1 m 3 Diện tích các bề mặt bao bọc F v2
7,95= 0,045 m k: Hệ số làm yếu tia bức xạ k = (0,78 + 1,6 ⋅ r H
Hệ số toả nhiệt bức xạ pass 2𝛼 𝑏
Hệ số toả nhiệt từ môi chất nóng cho vách 𝛼 1
Vậy: Hệ số truyền nhiệt k = 1
Nhiệt lương do bề bặt đốt hấp thụ bằng đối lưu và bức đối với 1 kg nhiên liệu
• F v2 : Diện tích bề mặt bao bọc của pass 2 F v2 = 7,95 m 2
• 𝐵 𝑡 : Tiêu hao nhiên liệu tính toán kg/h
• k: Hệ sô truyền nhiệt của bề mặt đốt tính toán kcal/m 2 h ∘ C
• Δ𝜃 : Độ chênh lệnh nhiệt độ ∘ C Δ𝜃 max = 𝜃 2v + 𝜃 bh = 1058 − 170 = 888 ∘ C Δ𝜃 min = 𝜃 2r + 𝜃 bh = 690 − 170 = 520 ∘ C Δ𝜃 = Δ𝜃 max − Δ𝜃 min ln (Δ𝜃 max Δ𝜃 min )
75,26 = 1826,2kcal/kg = 7645,93 kJ/kg Xác định ΔQ% giữa Q tr2 và Q cb2 ΔQ = Q cb2 − Q tr2
= 7753,33 − 7645,93 (7753,33 + 7645,93) ⋅ 0,5 ⋅ 100 = 1,39% ΔQ < 2% : Nhiệt độ khói ra tại pass 2 là 𝜃 2r = 690 ∘ C
Tính toán nhiệt pass 3
Các kính thước sơ bộ
• Nhiệt độ khói vào pass 3: 𝜃 3r = 690 ∘ C
• Chọn nhiệt độ khói ra pass 3: 𝜃 3r = 410 ∘ C
• Chiều dài ống lửa ở pass 3: 2,8 m
• Đường kính trong của ống lửa: d tr = 0,046 m
• Đường kính ngoài của ống lửa: d ng = 0,051 m
3.5.1 Phương trình cân bằng nhiệt giữa nhiệt lượng do khói truyền lại và nhiệt lượng do nước hấp thụ
• 𝜑 : Hệ số bảo toàn nhiệt năng
• 𝐼 3𝑣 : Entanpi khói vào bề mặt đốt
• 𝐼 3𝑟 : Entanpi của khói ra khỏi bề mặt đốt
• Δ𝛼 : Lượng không khí lọt vào Δ𝛼 = 𝛼 0 + Δ𝛼 0 Với: 𝛼 0 = 1 : Hệ số không khí thừa trong buồng lửa Δ𝛼 0 = 0,05 : Lượng không khí lọt vào buồng lửa Δ𝛼 = 𝛼 0 + Δ𝛼 0 = 1,1 + 0,05 = 1,15
• 𝐼 kkl : Entanpi của không khí lạnh
𝜃 kkl = 30 ∘ C ⇒ I kkl = 98,88kcal/kg = 413,71 kJ/kg
• 𝛼 1 , 𝛼 2 : Hệ số toả nhiệt từ khói cho vách ống và từ vách ống cho nước
Do 𝛼 1 ≫ 𝛼 2 :Cho nên nhiệt trở mặt trong ống có thể bỏ qua
• 𝛿 b , 𝜆 b :Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp tro xỉ và muội trên bề mặt ống
• 𝛿 𝑣 , 𝜆 𝑣 : Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của vách ống
Do chiều dày của lớp kim loại bé, hệ số dẫn nhiệt của kim loại lớn cho nên có thể bỏ qua giá trị nhiệt trở của kim loại
• 𝛿 𝑐 , 𝜆 𝑐 : Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp cáu trên bề mặt trong của ống
Vì lò hơi yêu cầu nước phải thật sạch nên chiều dày của lớp cáu gần như không có
𝜆 𝑐 = 0 Vậy có thể tính hệ số truyền nhiệt theo công thức: k = 1 1
Xác định hệ số toả nhiệt tù môi chất nóng cho vách 𝛼 1
• W : Hệ số bao phủ tính đến giảm hấp thụ nhiệt của bề mặt đốt do không được khói bao
• phủ toàn bộ Với chùm ống ngang w = 1
• 𝛼 k : Hệ số toả nhiệt bằng đối lưu (kJ/m 2 h ∘ C)
• 𝛼 b : Hệ số toản nhiệt bằng bức xạ (kJ/m 2 h ∘ C)
Hệ số toả nhiệt đối lưu pass 3𝛼 𝑘
Chọn tốc độ khói trong pass 3: w = 7 m/s Đường kính trong của ống lửa: d tr = 0,046 m
Tra đồ thị 6.7 ta có 𝛼 h = 20,8kcal/m 2 h ∘ C = 87,03 kJ/m 2 h ∘ C
Nhiệt độ trung bình của khói ở pass 3
Tỷ lệ hơi nước với khói thải r H
Tra đồ thị 6.7 ta có 𝐶 𝑣l = 0,8
• Xác định 𝐶 1 Tỷ số chiều dài và đường kính ống lửa ở pass 3 là l d tr = 2,8 0,046= 60,87 Tra đồ thị 6.7 ta có 𝐶 1 = 1
Hệ số toả nhiệt đối lưu pass 3
Hệ số toả nhiệt bức xạ pass 3𝛼 𝑏
𝜃 v = 𝜃 bh + 4 S + 60 = 170 + 4.2,5 + 60 = 240 ∘ C Chọn nhiệt độ vách thấp nhất là 𝜃 𝑣 = 250 ∘ C
Nhiệt độ trung bình của khói ở pass 3: 𝜃 tb3 = 550 ∘ C
Tra đồ thị 6.12 ta có 𝛼 ℎ = 54kcal/m 2 h ∘ C = 225,94 kJ/m 2 h ∘ C và C k = 0,95 [TL1-T86] Xác định a
𝑎 = 1 − 𝑒 −𝑘 𝑝.𝑠 p: Áp suất trong buồng lửa Lò hơi dòng khí tự nhiên 𝑝 = 𝑝 𝑎 = 1 bar s: Bề dày hữu dụng của lớp bức xạ s = 3,6 ⋅ V 3
F v3 Thể tích lớp bức xạ V 3
4 ⋅ 2,8 ⋅ 30 = 0,14 m 3 Diện tích các bề mặt bao bọc F v3
12,14= 0,042 m k: Hệ số làm yếu tia bức xạ k = (0,78 + 1,6 ⋅ r H
Hệ số toả nhiệt bức xạ pass 3𝛼 𝑏
Hệ số toả nhiệt từ môi chất nóng cho vách 𝛼 1
Vậy: Hệ số truyền nhiệt
Nhiệt lương do bề bặt đốt hấp thụ bằng đối lưu và bức đối với 1 kg nhiên liệu
• F v3 : Bề mặt bao bọc tại pass 3 F v3 = 12,14 m 2 - 𝐵 𝑡 :Tiêu hao nhiên liệu tính toán kg/h
• k: Hệ sô truyền nhiệt của bề mặt đốt tính toán kcal/m 2 h ∘ C
• Độ chênh lệnh nhiệt độ Δ𝜃 ∘ C Δ𝜃 max = 𝜃 3v + 𝜃 bh = 690 − 170 = 520 ∘ C Δ𝜃 min = 𝜃 3r + 𝜃 bh = 410 − 170 = 240 ∘ C Δ𝜃 = Δ𝜃 max − Δ𝜃 min ln (Δ𝜃 max Δ𝜃 min )
75,26 = 1244,95kcal/kg = 5212,36 kJ/kg Xác định ΔQ% giữa Qtr3 và Qcb3 ΔQ = Q cb3 − Q tr3
(5648,86 + 5212,36).0,5 ⋅ 100 = 8,04% ΔQ > 2% ΔQ > 2% : Nhiệt độ khói ra tại pass 3 là 𝜃 3r = 410 ∘ C
Tính toán khí động lò hơi
Mục đích của tính toán khí động là lựa chọn quạt gió và quạt khói cho lò hơi dựa trên việc xác định lượng gió, khói và toàn bộ trở lực của hệ thống Quá trình này cũng cho phép tối ưu hóa các bộ phận và đoạn đường khói, không khí, nhằm giảm thiểu chi phí và cung cấp dữ liệu cần thiết cho thiết kế hệ thống đường khói và đường không khí hiệu quả.
3.6.2 Tính toán lực hút tự nhiên của ống khói
• H: chiều cao ống khói Đối với lò có sản lượng hơi dưới 5 Tấn/h chọn H = 30 m - g: gia tốc trọng trường 9.81 m/s 2
• 𝜃 k : Nhiệt độ trung bình của đường khói
• 𝜃 kv : nhiệt độ vào ống khói 410 ∘ C
Mức giảm nhiệt độ của khói qua 1 m chiều cao ống được xác định Δ𝜃 = C
• D: Sản lượng hơi 1 Tấn/h = 0.278 (kg/s) Δ𝜃 = 1,05
• 𝜌 a : Khối lượng riêng của khống khí xung quanh
• 𝜌 0 : Khối lượng riêng của khói ở 0 ∘ C và 760mmHg
Trở lực ma sát: Δh m = 𝜆 ⋅ l d ol ⋅w 2
𝜆 : Hệ số ma sát 𝜆 = 0,02 l: Chiều dài ống lò l = 2,5 m d ol : Đường kính ống lò d ol = 0,548 m
W: Tốc độ khói trong pass 1 w = 14 m/s
𝜌: Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh m1 = 0,02 ⋅ 2,5
1: Chiều dài ống lửa pass 2.1 = 2,5 m d tr : Đường kính ống lò d tr = 0,046 m
W: Tốc độ khói trong pass 2 w = 8 m/s
𝜌 : Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh m2 = 002 ⋅ 2,5
𝜆 : Hệ số ma sát 𝜆 = 0,02 l: Chiều dài ống lửa pass 3.1 = 2,8 m d tr : Đường kính ống lò d tr = 0,046 m
W: Tốc độ khói trong pass 3 w = 7 m/s
𝜌 : Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh m3 = 002 ⋅ 2,8
Trở lực cục bộ Δh cb = 𝜉 ⋅w 2
• Tại đầu ra của Pass 1:
𝜉 : Hệ số trợ lực cục bộ 𝜉 = 1,1
W: Tốc độ khói trong pass 1 w = 14 m/s
𝜌 : Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh cb1 = 1,1 ⋅14 2
𝜉 : Hệ số trợ lực cục bộ 𝜉 = 2 w: Tốc độ khói vào pass 2 w = 6 m/s
𝜌: Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh cb2 = 2 ⋅ 6 2
𝜉 : Hệ số trợ lực cục bộ 𝜉 = 0,5 w: Tốc độ khói ra pass 2 Chọn w = 8 m/s
𝜌: Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh cb3 = 0,5 ⋅8 2
𝜉 : Hệ số trợ lực cục bộ 𝜉 = 2
W: Tốc độ khói vào pass 3 Chọn w = 5 m/s
𝜌: Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh cb4 = 2 ⋅ 5 2
𝜉 : Hệ số trợ lực cục bộ 𝜉 = 0,5 w: Tốc độ khói ra pass 3 w = 7 m/s
𝜌 : Khối lượng riêng của khói 𝜌 = 0,116kgs 2 /m 4 Δh cb5 = 0,5 ⋅7 2
∑ Δh cb = Δh cb1 + Δh cb2 + Δh cb3 + Δh cb4 + Δh cb5
3.6.4 Kiểm tra điều kiện hút tự nhiên của ống khói: Để đảm bảo điều kiện hút tự nhiên thì: ℎ 𝑐 ≥ 1,2Δ𝐻 ΔH = ∑ Δh ⋅ 𝜌 0
• ∑Δh : Tổng các trở lực trên đường khói
• 𝜌 0 :Khối lượng riêng của khói ở 0 ∘ C và 760mmHg 𝜌 0 = 0,12kgs 2 /m 4
• h b : Áp suất khí quyển h b = 760mmHg ΔH = ∑ Δh ⋅ 0,12
• h c : Lực hút tự nhiên của ống khói h c = 24,08mmH 2 O
24,08 ≥ 1,2.2,285 = 2,742 (Thỏa điều kiện hút tự nhiên)
Vậy lò hơi này không cần dùng quạt.
Tính toán sức bền lò hơi
3.7.1 Tính sức bền cho thân lò
• Vật liệu chế tạo: Thép CT3
• Đường kính trong thân lò d t1 = 1700 mm
• Áp suất tính toán: 15 bar
Nhiệt độ tính toán của vách thân lò
Thân lò hơi được thiết kế để không tiếp xúc trực tiếp với nhiệt, nằm ngoài đường khói Nhiệt độ tính toán của vách thân lò hơi tương ứng với nhiệt độ hơi nước bão hòa tại áp suất thiết kế.
Trong tất cả các trường hợp đối với lò hơi nhiệt độ vách không nên chọn nhỏ hơn
250 ∘ C Vậy lấy 𝑡 𝑣 = 250 ∘ C Úng suất cho phép của kim loại chế tạo thân lò Úng suất cho phép của kim loại được tính toán như sau
• 𝜂 : Hệ số đặc trưng về cấu tạo và những đặc biệt trong vận hành của các bộ phận lò hơi
Do thân lò nằm ngoài đường ống và được bọc cách nhiệt 𝜂 = 1 - 𝜎 𝑐𝑝 ∗ : Ú'ng suất cho phép của thép CT3 (kg/mm 2 )
Với t v = 250 ∘ C Tra bảng 9.2 [TL1-T78] ta có 𝜎 cp ∗ = 12 kg/mm 2
Tính chiều dày thân lò
Thân lò có dạng hình trụ, chịu tác động từ bên trong
• p : Áp suất tính toán p = 15 bar
• d tr : Đường kính trong thân lò d tr = 1700 mm
Sử dụng phương pháp hàn điện và hàn hơi bằng tay 𝜑 = 0,7
𝜎 cp :Úng suất cho phép của kim loại 𝜎 cp = 12 kg/mm 2
Hay s = 15,32 + 1 = 16,32 mm Chọn chiều dày thực tế là 18 mm để đảm bảo bền
3.7.2 Tính sức bền cho ống lò
• Vật liệu chế tạo: Thép 20 K
• Đường kính trong ống lò d tr = 0,548 m = 548 mm
• Áp suất tính toán 15 bar
Nhiệt độ tính toán của vách ống lò Nhiệt độ tính toán của vách ống lò
Trong tất cả các trường hợp đối với lò hơi nhiệt độ vách không nên chọn nhỏ hơn
250 ∘ C Vậy lấy 𝑡 𝑣 = 250 ∘ C Úng suất cho phép của kim loại chế tạo ống lò Úng suất cho phép của kim loại được tính toán như sau
• 𝜂 : Hệ số đặc trưng về cấu tạo và những đặc biệt trong vận hành của các bộ phận lò hơi Ông lò bị đốt nóng 𝜂 = 0,5
• 𝜎 𝑐𝑝 ∗ : Ú'ng suất cho phép của thép 20 K( kg/mm 2 )
Với 𝑡 𝑣 = 250 ∘ C Trabảng 9.2 ta có 𝜎 𝑐𝑝 ∗ = 13,2 kg/mm 2
Tính chiều dày ống lò
Thân lò có dạng hình trụ, chịu tác động từ bên trong
• p : Áp suất tính toán p = 15 bar
• d tr : Đường kính trong ống lò lò d tr = 548 mm
𝜎 cp : Úng suất cho phép của kim loại 𝜎 cp = 6,6 kg/mm 2
• 1: Chiều dài của ống lò 𝑙 = 2,5
Chọn chiều dày ống lò là 18 mm để đảm bảo bền
3.7.3 Tính sức bền cho ống lửa
• Vật liệu chế tạo: Thép C20
• Đường kính ngoài ống lửa d ng = 51 mm
• Áp suất tính toán 15 bar
Nhiệt độ tính toán của vách ống lủa
Nhiệt độ tính toán của vách ống lửa
𝑡 𝑣 = 𝑡 𝑏ℎ + 4 𝑆 + 60 = 170 + 4.0,025 + 30 = 200 ∘ C Trong tất cả các trường hợp đối với lò hơi nhiệt độ vách không nên chọn nhỏ hơn
250 ∘ C Vậy lấy 𝑡 𝑣 = 250 ∘ C Ứng suát cho phép của kim loại chế tạo ống lủa Ứng suất cho phép của kim loại được tính toán như sau
• 𝜂 : Hệ số đặc trưng về cấu tạo và những đặc biệt trong vận hành của các bộ phận lò hơi Ông lửa 𝜂 = 0,7
• 𝜎 cp ∗ : Úng suất cho phép của thép C20 (kg/mm 2 )
Với 𝑡 𝑣 = 250 ∘ C Tra bảng 9.2 ta có 𝜎 𝑐𝑝 ∗ = 13,2 kg/mm 2 Vậy: 𝜎 𝑐𝑝 = 𝜂 ⋅ 𝜎 𝑐𝑝 ∗ 0,7 ⋅ 13,2 = 9,24 kg/mm 2
Tính chiều dày ống lửa
Chiều dày tối thiểu của ống lửa chịu áp suất ngoài được xác định bằng công thức: s = p ⋅ d ng
• p: Áp suất tính toán p bar
• d ng : Đường kính trong thân lò d ng = 51 mm
Sử dụng phương pháp hàn điện và hàn hơi bằng tay 𝜑 = 0,7
𝜎 𝑐𝑝 : Úng suất cho phép của kim loại 𝜎 𝑐𝑝 = 9,24 kg/mm 2
Vì S 0,5 Đường kính lớn nhất của lỗ không gia cường được xác định theo công thức:
Mà kích thước lỗ người chui là 300 × 400 mm nên lỗ người chui này phải được gia cường
Kích thước các chi tiết gia cuòng
Kích thước của các chi tiết gia cường phải thoả mãn các điều kiện:
• 𝑓 𝑛 : diện tích gia cường bởi ống hàn nối vào thân mm 2 f n = 2 ⋅ ℎ n ⋅ s n
Bề dày của ống nối s n = s = 8 mm
Chiều cao của ống nối
• f op : Diện tích gia cường bởi miếng ốp
Bề dày của miếng ốp 6 mm
Chiều rộng của miếng ốp
• f ha : Diện tích gia cường bởi mối hàn, có thể bỏ qua f ha = 0
• d : Đường kính lỗ khoét thực tế d = 300 mm
• d m Đường kính lỗ khoét lớn nhát không cần gia cường d m = 171,28 mm
• S 0 : Chiều dày nhỏ nhất của thân
Các chi tiết gia cương thoả mãn yêu cầu bài toán đưa ra
3.7.5 Tính bền cho mặt sàn
• Vật liệu chế tạo: Thép 20 K
• Chiều dày mặt sàn sơ bộ 16 mm
Phần mặt sàn có các ống lửa Để đảm bảo tính chắc chắn của mối nong chiều dày tối thiểu được xác định theo công thức sau s = 5 +d ng
8 = 11,38 mm < 16 mm Vậy chiều dày mặt sàn là 16 mm
Phần măt sàn không có ống lủa s = 0,5 ⋅ d 0 ⋅ √ p
• d : Đường kính của vòng tròn lớn nhất có thể vẽ lên vách phẳng đi qua tâm của cac thanh già̀ng d = 300 mm
Với t v = 250 ∘ C Trabảng 9.2 ta có 𝜎 𝑐𝑝 ∗ = 12 kg/mm 2
Vậy chiều dày mặt sàn là 20 mm
3.7.6 Tính toán lóp bảo ôn cho Lò hơi Đối với vật liệu bảo ôn sửa dụng cho trong chế tạo lò hơi những tính chất sau đây có ý nghĩa đặc biệt quan trọng: độ kín, tính xốp, tính đàn hồi, tính chịu nhiệt, nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt, tính bền chịu nhiệt độ, tính chịu lửa, đồ bền nhiệt, độ bền chịu xỉ đóng, tính thẩm khí Sử dụng vật liệu bảo ôn cho lò hơi là bông thuỷ tinh (bông khoáng): gồm những sợ thuỷ tinh do nấu chảy đá khoáng, xỉ hay thuỷ tinh Mật độ dòng nhiệt là:
• 𝜃 𝑣 : Nhiệt độ vách thân lò 𝜃 𝑣 = 250 ∘ C
• 𝜃 kkl : Nhiệt độ môi trường 𝜃 kkl = 30 ∘ C
• 𝛿 kl : Bề dày lớp kim loại thân lò 𝛿 kl = 10 mm
• 𝜆 kl : Hệ dố dẫn nhiệt của thép CT3 ở 250 ∘ C 𝜆 kl = 46,5 W/m.độ
0 : Bề dày của lớp bảo ôn
0 : Hệ số dẫn nhiệt của lớp bảo ôn
Lớp bảo ôn sử dụng là bông thuỷ tinh có 𝜆 = 0,049 W/m độ
• Q: Nhiệt lượng tổn thất qua vách Q = Q 5 = 821,587 W/m 2
• F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt
Lò hơi có đường kính d = 1700 mm, chiều dày thân lò 10 mm chiều dài lò hơi
3600 mm Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt tại vách là
0 = 0,032 m Vậy chiều dày của lớp bảo ôn là 32 mm
Bảng 3.5 Kết quả tính toán các kích thước của lò hơi
Thông số tính toán Giá trị Đơn vị Vật liệu chế tạo
Chiều dài thân lò hơi 3600 mm Thép CT3 Đường kính trong thân lò hơi 1700 mm
Chiều dày thân lò 18 mm
Chiều dài ống lò 2500 mm Thép 20K Đường kính ngoài ống lò 548 mm
Chiều dày ống lò 18 mm Đường kính ngoài ống lửa 51 mm
Chiều dày ống lửa 2,5 mm Thép C20
Số ống lửa pass 2 22 ống
Chiều dài ống lửa pass 2 2500 mm Thép C20
Số ống lửa pass 3 30 ống
Chiều dài ống lửa pass 3 2800 mm Thép C20
Chiều dày lớp bảo ôn 32 mm Bông thuỷ tinh
Chiều dày mặt sàn 20 mm Thép 20K
Lỗ khoét thân nồi 300*400 mm
TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ VÀ XỬ LÝ NƯỚC TRONG LÒ HƠI
Tính chọn các thiết bị phụ trong lò hơi
Lò hơi hoạt động ở nhiệt độ cao, dễ gây hư hỏng thiết bị và ảnh hưởng đến an toàn của người vận hành Van an toàn đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát áp suất, đảm bảo không vượt quá mức cho phép, nhằm bảo vệ thiết bị và duy trì hoạt động an toàn, bền bỉ.
Khi lò hơi hoạt động bình thường, van an toàn giữ trạng thái đóng Tuy nhiên, khi áp suất vượt quá mức cho phép, van an toàn sẽ tự động mở để xả bớt hơi, giúp giảm áp suất về mức an toàn Sau khi áp suất được điều chỉnh, van an toàn sẽ tự động đóng lại.
Vị trí đặt van an toàn: Trong lò hơi van an toàn được đặt ở vị trí cao nhất khoang hơi của bao hơi
Lò hơi có áp suất 15 at nên chọn 2 van lò xo, 1 van làm việc còn 1 van kiểm tra Xác định kích thước van n d h = A D p Trong đó:
• n: Số lượng van an toàn 𝑛 = 2
• d : Đường kính trong của lỗ van (cm)
• h: Chiều cao nâng lên của van
V an nâng lên không hoàn toàn nên d = 20 h
Van nâng lên không hoàn toàn 𝐴 = 0,0075
• p: Áp suất tuyệt đối của hơi p = 15 at = 15,5 kg/cm 2 Vậy đường kính của van là d = √20 D ⋅ A n ⋅ p = √20.1000.0,0075
2.15,5 = 2,2 cm = 22 mm Chọn van an toàn có đường kính 22 mm
Ông thuỷ là thiết bị quan trọng trong lò hơi, giúp theo dõi mức nước bằng cách kết nối với lò hơi theo nguyên tắc bình thông nhau Một đầu ống thuỷ nối với khoang hơi, đầu còn lại nối với khoang nước, đảm bảo mức nước trong lò nằm giữa ống Ông thuỷ sáng cho phép quan sát mức nước qua ống thuỷ tinh hoặc tấm thuỷ tinh và phải chịu nhiệt Theo quy định an toàn, mỗi lò hơi cần ít nhất hai ống thuỷ độc lập Đối với lò hơi nhỏ có diện tích bề mặt đốt dưới 100 m², có thể thay thế một ống thuỷ sáng bằng ống thuỷ tối, thường bao gồm ba van để điều chỉnh mức nước cao nhất, trung bình và thấp nhất.
Có hai loại ống thủy : ống thủy tròn và ống thủy dẹp
• Ông thủy tròn có cấu tạo đơn giản nhưng rất dễ võ
Ông thủy dẹp có cấu tạo phức tạp và được thiết kế để đảm bảo tính tiện lợi và an toàn trong quá trình công tác, nhờ vào khung bảo vệ bằng kim loại.
Ta chọn ống thuỷ dẹp có chiều dài 220 mm
Áp kế là thiết bị đo áp suất của hơi và nước trong lò hơi, được lắp đặt ở vị trí cao nhất trên thiết bị Để đảm bảo an toàn và độ chính xác, van ba ngã với ống xi phông cần được lắp đặt trên đường nối từ bao hơi đến áp kế Ống xi phông chứa nước hoặc không khí nhằm bảo vệ đồng hồ khỏi hư hại do môi chất Ngoài ra, ngã thứ ba của van sẽ được kết nối với đồng hồ mẫu để kiểm tra độ chính xác và hoạt động của áp kế hiện tại.
Áp kế có thang chia độ được chọn theo áp suất làm việc của lò, thường là 1,5 lần áp suất tối đa của lò, với đường kính mặt áp kế không nhỏ hơn 150 mm Để đảm bảo độ chính xác, áp kế của nồi hơi cần được kiểm định và niêm chì hàng năm hoặc sau mỗi lần sửa chữa.
Ta chọn áp kế có thang đó là 22,5 at đường kính 150 mm
Bơm nước cấp đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho lò hơi trong suốt quá trình hoạt động Mỗi lò hơi thường cần tối thiểu hai bơm để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy trong việc cung cấp nước.
Cấu tạo của bơm nước cấp: Có hai loại bơm cấp, bơm piston và bơm ly tâm
Bơm piston là loại bơm có khả năng tạo ra áp suất cao, nhưng sản lượng hơi lại không lớn, nên thường được sử dụng cho các lò hơi có áp suất nhỏ Trong các nhà máy công nghiệp, bơm piston chạy bằng hơi thường được dùng làm bơm dự trữ cho các lò hơi nhỏ, đặc biệt khi xảy ra mất điện.
Bơm ly tâm: Các lò hơi của nhà máy nhiệt điện thường làm việc ở áp suất cao nên phải dung bơm ly tâm nhiều cấp
Nhiệt độ nước cấp là 30 ∘ C Tra bảng thông số vật lý của nước [TL4-T520]
Vậy lưu lượng của bơm là 𝑄 𝑏 = 1,15 𝑄 lh = 1,15.1,04 = 1,2 m 3 /h
Tổng cột áp của bơm h b = 1,1 h lh mH 2 O
Vậy tổng cột áp của bơm là h b = 1,1 h lh = 1,1.153,57 = 168,93mH 2 O
Tra catalog bơm Ebara ta chọn bơm Ebara EVM 45 7 − OF5 /30 thông số kỹ thuật được thể hiện trong bảng 4.1
Bảng 4.1 Thông số kỹ thuật của bơm nước
Công suất kW 30 Đường kính ống hút mm 90 Đường kính ống xả mm 90
4.1.5 Điều khiển mức nước Lò hơi
Mực nước là thông số quan trọng cần được theo dõi và kiểm soát để đảm bảo lò hơi hoạt động an toàn và hiệu quả Việc duy trì mực nước ổn định trong lò là điều cần thiết.
Mực nước thấp trong ống lò hơi có thể dẫn đến quá nhiệt, gây ra hư hỏng cơ học như nóng chảy hoặc sập lò Việc cấp nước khi các đường ống vẫn đang khô có thể làm tăng nguy cơ nổ lò.
Mức nước trong thùng phuy cần được kiểm soát chặt chẽ, vì nếu quá cao sẽ gây hỏng thiết bị hạ lưu, dẫn đến vận chuyển nước không đúng cách và khó kiểm soát nhiệt độ, gây ra hiện tượng búa nước Việc cân bằng lượng nước vào lò hơi với lượng hơi thoát ra là rất quan trọng để duy trì mực nước ổn định Do đó, hiểu rõ nguyên tắc hoạt động, yêu cầu lắp ráp, cũng như điểm mạnh và yếu của hệ thống kiểm soát mực nước là cần thiết Bỏ qua những yếu tố này có thể dẫn đến ứng dụng không hiệu quả, tốn kém trong bảo trì, hoạt động không an toàn và hiệu suất hệ thống kém.
Hình 4.1 Vị trí bộ điều khiển mức nước cho lò hơi Ở đây Lò hơi được sử dụng bộ điều khiển cảnh báo dạng điện cực
Quá trình kiểm soát nước cấp được thực hiện thông qua việc điều khiển Bật-Tắt nước cấp, trong đó máy bơm nước cấp hoạt động dựa trên các lệnh nhận được từ đầu dò mức Khi mực nước giảm xuống mức nước thấp quy định, máy bơm sẽ tự khởi động để bổ sung nước Ngược lại, khi mực nước đạt đến mức nước cao đã xác định, máy bơm sẽ dừng hoạt động để tránh lãng phí nước.
Hình 4.2 Cảm biến đo mức nước
Xử lý nước cho lò hơi
4.2.1 Mục đích của việc xử lý lước cấp cho lò hơi
Sự làm việc chắc chắn, ổn định của lò hơi phụ thuộc vào chất lượng nước cấp vào cho lò để sinh hơi
Nguồn nước cung cấp cho lò hơi thường được lấy từ thiên nhiên, nhưng không thể sử dụng trực tiếp do chứa nhiều tạp chất Các tạp chất này chủ yếu ở dạng rắn.
Ca 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , HCO 3 ∘ , SO 4 ∘ , … các tạp chất ở thể lỏng và khí bao gồm
Trong quá trình vận hành của lò hơi, khi nước sôi và bốc hơi, các muối như O2, CO2, H2S sẽ tách ra và hình thành bùn hoặc cáu tinh thể bám vào vách ống Những cáu bẩn này có hệ số dẫn nhiệt thấp hơn hàng trăm lần so với kim loại, dẫn đến giảm khả năng truyền nhiệt từ khói đến môi chất trong ống Kết quả là, môi chất nhận nhiệt ít hơn, làm tăng tổn thất nhiệt qua khói thải, giảm hiệu suất của lò và tăng lượng tiêu hao nhiên liệu.
Cáu bám trên vách ống sẻ làm tăng tốc độ ăn mòn kim loại, dẫn đến hiện tượng ăn mòn cục bộ Khi cáu bám xuất hiện trên các ống sinh hơi và ống của bộ quá nhiệt, nhiệt độ của vách ống sẽ tăng lên, làm giảm tuổi thọ của ống Trong một số trường hợp, nhiệt độ vách ống có thể vượt quá mức cho phép, gây ra nguy cơ nổ ống.
Ngoài những chất sinh cáu, trong nước còn có những chất khí hòa tan như O 2 và
CO 2 , các loại khí này gây ăn mòn mạnh các bề mặt ống kim loại của lò
Do đó, việc xử lý nước trước khi cấp vào lò hơi là vô cùng quan trọng, giúp bảo vệ lò hơi và đảm bảo cho thiết bị này hoạt động an toàn và hiệu quả.
• Ngăn ngừa việc bám cáu ở trên tất cả các bề mặt đốt và thiết bị trao đổi nhiệt
• Duy trì độ sạch của hơi ở mức cần thiết
• Ngăn ngừa quá trình ăn mòn kim loại ở bên trong nồi hơi, thiết bị sử dụng hơi và đường ống dẫn hơi
4.2.2 Tiêu chuẩn về chất lượng nước cấp Để tránh tác hại của các tạp chất trong nước gây nên đối với nồi hơi, người ta thường quy đinh chất lượng nước hoặc độ dày lớp cáu cặn cho phép Đối với nồi hơi nhỏ khoảng 2 T/h áp suất dưới 16 bar, chiều dày lớp cáu cặn không quá 1 mm, áp suất từ 16 − 22 bar không được quá 0,5 mm Đối với nồi hơi lớn hơn, nước cấp phải đạt tiêu chuẩn sau: Độ cứng của nước thể hiện là nồng độ các ion Ca 2+ , Mg 2+ có trong nước, được kí hiệu là H 0 Độ cứng cho phép của nước trong lò hơi phụ thuộc vào thông số hơi của lò, lò hơi có thông số càng cao thì yêu cầu chất lượng nước cấp càng cao, nghĩa là nồng độ các tạp chất trong nước cấp phải thấp
Với lò hơi ống lò ống lửa: H 0 ≥ 0,5mgdl/l
V ới nồi hơi ống nước p < 16 bar 0,3 < H 0 < 0,5mgdl/l p = 16 ÷ 32 bar: H 0 ≤ 0,3mgdl/l Lượng oxy trong nước không vượt quá 0,03mg/l khi p < 32 bar
Các tạp chất khác cũng nằm trong phạm vi quy định
Bảng 4.2 Chất lượng nước cấp cho lò hơi TCVN 7704-2007
Các chỉ tiêu Nhiên liệu sử dụng
(Lỏng) Độ trong suốt không nhỏ hơn (cm) 40 Độ cứng toàn phần 𝜇gdl/kg 30
Hàm lượng oxy hoà tan (đối với nồi có công suất từ
4.2.3 Phương pháp xử lý nước cấp cho lò hơi
Xử lý cơ học là phương pháp sử dụng bình lọc cơ khí để loại bỏ các tạp chất lơ lửng trong nước Tuy nhiên, phương pháp này chỉ có khả năng tách biệt các tạp chất cơ khí mà không xử lý được các chất hòa tan khác trong nước.
Xử lý độ cứng nước là quá trình giảm thiểu nồng độ các tạp chất có khả năng tạo thành cáu cặn, giúp hòa tan chúng vào nước Phương pháp xử lý hiệu quả được áp dụng là trao đổi ion, cụ thể là sử dụng NaR.
Hình 4.3 Xử lý nước cấp cho lò hơi
1- Bộ lọc cơ khí 2- Bộ làm mềm nuớc
Hình 4.4 Cấu tạo bộ lọc nước
1-Van ba của 2- Than hoat tính 3- Mangan 4- Nâng PH 5- Cát thanh anh 6- Sỏi thanh anh
Mục đích: Lọc cẩn bẩn trong nước để đạt tiêu chuẩn nước sinh hoạt
Làm mềm nước bằng phương pháp trao đổi cation
Hình 4.5 Cấu tạo bộ làm mềm nước
1- Lóp sỏi lọc 2- Bộ khuếch tán 3- Ông dân 4-Óng xả 5-Vỏ cột lọc 6-Đuờng nước vào
7-Valve tư động 8- Đưòng nuớc ra 9-Ống hút muối 10-Thùng muối 11- Muối
Quá trình trao đổi ion trong cột lọc giúp loại bỏ độ cứng của nước nhờ vào vật liệu lọc chứa các hạt trao đổi ion Sau khi hoàn thành, nước sẽ được làm mềm và sẵn sàng cho sử dụng, với cation NaR được sử dụng trong quá trình này.
Các phương trình phản ứng xảy ra
− 2NaR + Ca(HCO 3 ) 2 → CaR 2 + 2NaHCO 3
− 2NaR + CaSO 4 → CaR 2 + Na 2 SO 4
− 2NaR + Mg(HCO 3 ) 2 → MgR 2 + 2NaHCO 3
− 2NaR + MgSO 4 → MgR 2 + Na 2 SO 4
Do quá trình trao đổi cation mà độ cứng còn lại của nước giảm đến 10𝜇gdl/kg và thấp hơn
• Quá trình tái sinh (rửa ngược)
Rửa ngược vật liệu lọc là quá trình cần thiết để làm sạch và loại bỏ cặn bẩn, mảng bám trên các hạt trao đổi ion và thành cột lọc Sau khi hoàn tất quá trình rửa ngược, nước sẽ được xả ra ngoài, giúp duy trì hiệu quả hoạt động của hệ thống lọc.
Quá trình tái sinh (hút muối) là một phương pháp rửa xuôi, trong đó muối từ các bồn chứa được bơm vào cột lọc để tái sinh vật liệu lọc Sau khi hoàn tất quá trình này, nước sẽ được xả bỏ.
• Quá trình tái sinh (Rửa muối)
Nước được hút vào bể lọc và tiến hành quá trình rửa muối Nước sau quá trình được thải ra ngoài
• Quá trình tái sinh (trả nước về bồn muối)
Nước được bơm vào cột lọc sau đó trở về thùng chứa muối tái sinh Để hoàn nguyên NaR ta dung NaCl có nồng độ 6 ÷ 8%
Các phương trình phản ứng xảy ra
