TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN Lực Đàm Xuân Hiệp Bàng Bích Đỗ Văn Thắng Trương Ngọc Tuấn Trương Huy Hoàng 10000 17547 NHÀ XUẨT BÁN KHOA HOC VÀ KỸ THUÂT TRƯỜNG ĐỌI HỌC ĐlệN Lực • • • • ĐÀM XUÂN HIỆP, BÀNG BÍCH ĐỖ VĂN THẮNG, TRƯƠNG NGỌC TUÂN TRƯƠNG HUY HỒNG LỊ HƠI CƠNG NGHIỆP NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NƠI LỊI NĨI ĐẨU Tài liệu biên soạn nhóm tác giả thuộc Khoa Ọuàn lý Năn” lượng Trường Đại học Điện lực nhằm mục đích phục vụ giảng dạy tham khảo cho sinh viên trường kỹ sư công tác ngành điện Nội dung sách đề cập chất vật lý q trình xảy thiết bị thiết bị phụ trợ cùa lò làm việc Trong sách đưa số kết cấu lị cơng nghiệp, đồng thời làm sáng tỏ vấn đề tính tốn nhiệt tính tốn khí động học Đặc biệt chúng tơi đưa ví dụ tính tốn hướng dẫn thực đồ án mơn học Lị Chúng tơi hy vọng sách giúp ích nhiều cho cơng tác thiết kế, chế tạo, vận hành bào dưỡng lò cơng nghiệp nước ta Vì tài liệu biên soạn lần đầu nên không tránh khỏi thiếu sót, mong lượng thứ bạn đọc chúng tơi ln mong chị' ý kiến đóng góp bạn đọc để lần tái sau đầy đủ chất lượng Mọi ý kiến đóng góp xin gửi theo địa chỉ: Khoa Quản lý Năng lượng, Trường Đại học Điện lực, 235 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội Chúng tơi tỏ lịng biết ơn đến tác giả cùa sách tài liệu tham khảo để biên soạn tài liệu Chúng xin cảm ơn Nhà xuất Khoa học Kỳ thuật tất cộng tác viên đă giúp đỡ để sách đến tay bạn đọc Phụ trách nhóm biên soạn PGS TS Đàm Xuân Hiệp Chương CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VÈ LÒ HƠI 1.1 Chức phân loại lò Nguồn sản xuất lượng điện lượng nhiệt chù yếu nhà máy nhiệt điện sử dụng lượng hoá học nhiên liệu để tạo năng, điện nhiệt Phương pháp kinh tế để thu lượng nhiệt kết hợp việc sản xuất điện nhiệt nhà máy điện đồng phát Tuy nhiên khơng phải lúc có đầy dù điều kiện cần thiết, phải sản xuất điện nhiệt riêng biệt Trong nhà máy điện đồng phát nhà máy nhiệt điện riêng biệt chất tài nhiệt thường dùng nước Thiết bị để tạo nước gọi thiết hị sinh hưi hay gọi lò Ngoài nước dùng làm chất tải nhiệt, cịn dùng nước nóng Các thiết bị dùng để tạo nước nóng gọi thiết hị đun nước Như vậy, thiết bị để tạo nước nóng gọi lị thiết bị đun nước Các thiết bị tạo nước nóng có cấu trúc cấu phức tạp, phụ thuộc vào chức phân loại thành điện năng, công nghiệp, nhiệt cơng nghiệp nhiệt Các lị điện có cơng suất lớn (đến 1000 MW) lắp đặt nhà máy điện để sản xuất nhiệt siêu áp có nhiệt độ đến 600°c Các lị cơng nghiệp lị nhiệt cơng nghiệp để tạo hoi bão hoà hay nhiệt yếu (đến MPa 450°C), thường dùng q trình cơng nghệ cùa ngành khác (sấy, nấu, chưng cất ) sản xuất nhiệt sưỏi ấm nước nóng Các thiết bị đun nước tạo nước nóng có nhiệt độ đến 200°c cho hệ thống sưởi ấm nước nóng Phụ thuộc vào vị trí lắp đặt để phân loại thành riêng biệt hay chung vói thiết bị khác Phụ thuộc vào độ ổn định cung cấp nhiệt cho hộ tiêu thụ để phân thành hai loại Loại thứ nhất: lò nguồn cung cấp nhiệt cho hệ thống tiêu thụ nhiệt, khơng có nguồn nhiệt dự phòng Loại thứ hai tất các lò lại Các hộ tiêu thụ loại thứ có thiệt hại kinh tế nguồn nhiệt Tất nhà máy điện chia thành: tập trung phân tán Các nhà máy điện tập trung nhà máy điện đồng phát lò thuộc khu vực Bộ Năng lượng lị có cơng suất 23 MW lớn Các lò lại loại phân tán Khoản" năm 1950 tỷ lệ lò tập trung hệ thống tăng % đến năm 1980 đạt tỷ lệ 78,8% Các lị cơng nghiệp có cơng suất nhỏ, đạt tói 200 MW Đặc trưng lị suất thông số (áp suất nhiệt độ) Nănu; suất khối lượng lị sản sinh tính theo đơn vị thời gian Năng suất hoi thể đơn vị: T/h, kg/h hay kg/s Tẩt lò chể tạo có suất định mức Năng suất hoi định mức suất lớn mà lị cần đảm bảo q trình vận hành lâu dài vói thơng so nước cấp định mức Theo tiêu chuẩn CHLB Nga, áp suất hoi thể áp suất tuyệt đối Trong hệ thống đơn vị quốc tế áp suất đo Pascal (Pa) MPa (1 MPa = 106 Pa) Nhiệt độ có đơn vị °c theo hệ đơn vị quốc tế K Các lị cơng nghiệp sản suất bão hồ q nhiệt có nhiệt độ đến 450°c Đặc trưng thiết bị đun nước suất nhiệt, áp suất, nhiệt độ nước cấp nước nóng khỏi lị Năng suất nhiệt lò lượng nhiệt sản sinh đơn vị thời gian Năng lượng nhiệt cùa thiết bị đun nước thể MJ/h Đặc trưng lị thiết bị đun nước cơng suất thể kw MW Theo tiêu chuẩn CHLB Nga lò phân loại theo chuyển động nước Vì dấu hiệu để phân loại là: lị tuần hồn tự nhiên (ký hiệu bàng chữ E) sản xuất bão hoà q nhiệt; lị tuần hồn tự nhiên sản xuất nhiệt có nhiệt trung gian (ký hiệu En); lò trực lưu sản xuất nhiệt có nhiệt trung gian (rin) Theo tiêu chuẩn CHLB Nga, ký hiệu lò chữ đặc trưng cho chuyển động nước, số sau chữ suất hơi, số thứ hai thứ ba áp suất nhiệt độ Tuy nhiên nhà máy chế tạo lị khơng giữ ngun theo tiêu chuẩn nêu đặt vào ký hiệu chữ để thể đặc tính cấu trúc lị hoi Các lị CHLB Nga chế tạo phân loại thành lị hình trụ đứng lò ống nước đứng Các lò ống nước đứng loại đặt đứng nằm ngang 1.2 Sơ đồ cơng nghệ lị cơng nghiệp Các lị cơng nghiệp gồm thiết bị thiết bị phụ trợ Lựa chọn sơ đồ công nghệ lắp đặt thiết bị phụ thuộc vào chức thiết bị, loại nhiên liệu đốt, cơng suất, loại lị nhiều yếu tố khác Một lị đơt than bât kỳ đêu gơm lò để sinh thiết bị phụ trợ thiết bị hệ thống cung cấp than gồm: tiếp nhận, lưu giữ, chế biến, tải cấp than, hệ thống chuẩn bị cung cấp nước cấp, hệ thống thải tro xỉ, cấp khơng khí cần thiết cho trình cháy, hệ thống thải làm sản phẩm cháy Một phần thiết bị kể đưọc đặt nhà chuyên dụng, cịn phần khác đặt ngồi trời gần phàn xưởng sản xuất đường ống Hình 1.1 Sơ đồ cơng nghệ thiết bị lị I- buồng đốt; 2- thiết bị sinh hơi; 3- phân ly; 4- nhiệt; 5- điều chỉnh nhiệt độ nhiệt; - hâm; 7- sấy khơng khí; - quạt gió; 9- thu tro; 10- quạt khói; II- ống khói; 12- gom nước xả; 13- thiết bị gia nhiệt nước cấp; 14- bơm nước cấp (bom điện); 15- bơm nước cấp (bơm tuabin); 16- bơm chuyển nước ngưng vào khử khí; 17- bế chứa nước ngưng; 18- thiết bị xử lý nước hoá học; 19- lọc khí; 20- bơm nước thơ; 21- bể nước thơ; 22- thiết bị khử khí; 23- xử lý nước xả liên tục Trong sơ đồ công nghệ lò gồm đường ống thiết bị dòng nhiên liệu, sản phẩm cháy, khơng khí, hơi, nước, xỉ tro (chỉ có đốt nhiên liệu rắn) Chúng ta nghiên cứu tất thiết bị hình 1.1 theo thứ tự chuyển động dòng kể Vận chuyển nhiên liệu rắn đến nhà rháy đường sắt đường Sau nhiên liệu đưa vào kho lưu giũ’ đưa vào nghiền sơ đưa vào hệ thống cung cấp than lị Tồn hệ thống thiết bị từ tiếp nhận, tải, trộn, lưu giữ chế biến sơ nhiên liệu gọi hệ thống cung cấp nhiên liệu Sơ đồ hệ thống cung cấp nhiên liệu thiết bị cần thiết phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt Thiết bị tiếp nhận nhiên liệu để cấp cho lò bunke Các bunke đặt gian bunke Từ bunke, nhiên liệu đưa vào máy nghiền than cấu đặc biệt gọi máy cấp than Trong máy nghiền, than sấy khô nghiền thành bột Tù' máy nghiền, than bột qua phân ly đế tách hạt than to, sau than bột đưa vào vòi đốt Tại vòi đốt xảy trộn lẫn bột than với khơng khí hồn hợp đưa vào lò để đổt Đoạn từ bunke đến máy nghiền gọi đường nhiên liệu, từ máy nghiền đến vòi đốt gọi đường than bột Thiết bị sinh thiết bị quan trọng nhất, gồm thành phần sau: buồng đổt vòi đốt, mặt nung đối lưu mặt nung vách, nhiệt, hâm sấy khơng khí Buồng đốt có chức thực hồn thiện việc đốt nhiên liệu, đồng thòi truyền nhiệt cho mặt nung lò Phu thuộc vào phương pháp truyền nhiệt, mặt nung chia thành loại nhận tia đối lưu Mặt nung nhận tia đặt trực tiếp buồng đốt gọi mặt vách Mặt nung mà nhiệt từ sản phẩm cháy truyền đến tiếp xúc gọi mặt đối licu Các nhiệt dùng để chuyển hoá bão hồ khơ thành q nhiệt Hơi q nhiệt có nhiệt độ entanpi lớn so với bão hồ có áp suất Các hâm có chức làm nóng nước cấp, việc thực sản phẩm cháy trước khỏi lị Trong sấy khơng khí, nhiệt sản phẩm cháy làm nóng khơng khí tạo thành gió nóng dùng cho q trình đốt nhiên liệu Bộ sấy khơng khí hâm gọi mặt đốt phần lị Phần ngăn buồng đốt đường khói lị vởì mơi trường xung quanh gọi tường lò Các sản phẩm cháy trộn lẫn đường khói, buồng đốt kết thúc ỏ' khói Bộ khử tro dùng để làm khói thải khỏi hạt tro bay theo khói thải khỏi buồng đốt Quạt khói dùng để đẩy khói thải từ lị vào ống khói mơi trường Phần gió lị gồm quạt, sấy khơng khí hệ thống ống Chức quạt để cấp cho buồng đốt lượng gió cần thiết cho q trình cháy Hệ thống đường ống để dẫn khơng khí gọi đường gió Phần lò gồm bao hoi thiết bị phân ly, thiết bị sinh hơi, điều chỉnh nhiệt độ nhiệt hệ thống đường ống dùng để cấp cho hộ tiêu thụ Trong bao lò hơi, hoi tạo từ mặt hấp thụ xạ vách mặt hấp thụ đối lưu gom lại Trong phân ly xảy trình phân ly hạt nước khỏi trước vào thiết bị sinh Hình 1.2 Sơ đồ cơng nghệ lị nhiệt cơng nghiệp