Đồ án môn học lò hơi. PHẦN VI

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

0
373
lượt xem
201
download

Đồ án môn học lò hơi. PHẦN VI

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi thiết bộ quá nhiệt, trước hết ta xác định bộ quá nhiệt cấp II, sau đó tính toán nhiệt để xác định lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp II, từ đó tìm được lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp I. Phương án bố trí bộ quá nhiệt. Đặc tính bộ quá nhiệt : Bộ quá nhiệt đối lưu thông thường sử dụng cách bố trí ống song song để dễ treo đỡ. Song vì trước bộ quá nhiệt không có cụm đối lưu nào cả nên bộ quá nhiệt II nằm trong phạm...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án môn học lò hơi. PHẦN VI

  1. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI PHẦN VI THIẾT KẾ BỘ QUÁ NHIỆT Khi thiết bộ quá nhiệt, trước hết ta xác định bộ quá nhiệt cấp II, sau đó tính toán nhiệt để xác định lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp II, từ đó tìm được lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp I. Phương án bố trí bộ quá nhiệt ( xem hình 2) A. TÍNH TOÁN BỘ QUÁ NHIỆT CẤP II 1. Đặc tính bộ quá nhiệt : Bộ quá nhiệt đối lưu thông thường sử dụng cách bố trí ống song song để dễ treo đỡ. Song vì trước bộ quá nhiệt không có cụm đối lưu nào cả nên bộ quá nhiệt II nằm trong phạm vi nhiệt độ cao. Vì vậy để tránh hiện tượng đóng xỉ trên bề mặt ống thì ta bố trí 4 dãy ống phía trước bộ quá nhiệt cấp II theo kiểu so le còn 6 dãy ống sau thì ta bố trí song song tức là: nsl =4, nss =6 Tổng sô dãy ống n = nsl + nss = 4 + 6 = 10 Dựa theo tiêu chuẩn thiết kế, ta chon bước ống như sau: Đoạn so le: Bước ống ngang tương đối S1/d  4,5 Bước ống dọc tương đối S2/d  3,5 Đoạn ống song song: Bước ống ngang tương đối S1/d = 2 3 Bước ống dọc phải đảm bảo sao cho bán kính uốn lớn hơn 2 lần đường kính d của ống. Trong thiết kế này, chọn vật liệu chế tạo là thép cácbon, chọ đường kính ống của bộ quá nhiệt cấp I và II là 42x5 . Bán kính uốn nhỏ nhất là 84 mm. Việc chọn tốc độ hơi đi trong ống sẽ có sự ảnh hưởng đến sự làm việc của bộ quá nhiệt. Đối với lò hơi trung áp ( Pqn = 3,9 4,4 MN/m2 ) thì kiến nghị tốc độ hơi đi trong ống khoảng ( 1520) m/s (tương ứng với  = 250 235 kg/m2s ). Khi chiều dài mỗi ống tương đối ngắn thì chọn giới hạn trên, khi ống xoắn tương đối nhiều và dài thì chọn giới hạn dưới. Để đảm bảo tốc độ hơi đi trong ống hợp lý, ta làm thành ống xoắn kép. Mỗi hàng ngang gồm 64 ống, vậy tổng số ống là 128 ống.
  2. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Tốc độ khói đi trong bộ quá nhiệt không được lớn hơn ( 1012) m/s Vì chiều rộng lò hơi đã cố định nên tốc độ khói quyết định bởi việc chọn chiều cao đường khói ( khoảng 2,55) m. Trong thiết kế này chiều cao trung bình đường khói là 4,5m. Tiết diện hơi đi: D 320.10 3 f=   0,18 3600. 3600.500 Số ống z= f  0,18  130 ống.  2 3,14 2 d (0,042) 4 4 Ở đây ta chọn z = 128 ống.  Đặc tính cấu tạo bộ quá nhiệt cấp II : bảng 9  Cấu tạo bộ quá nhiệt cấp II : xem hình 5  Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II : bảng 10
  3. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
  4. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 2 3 1000 1920 1 9 4 6 5 2 1 8 7 3 Hình 5 - Sơ đồ bộ quá nhiệt. 1 : Bộ quá nhiệt cấp II 2 : Cụm ống hai bên của bộ quá nhiệt cấp I 3 : Cụm ống giữa của bộ quá nhiệt cấp I 4,5 : Ông góp vào của bộ quá nhiệt cấp I và II 6 : Bộ giảm ôn 7 : Ống góp vào bộ quá nhiệt cấp I 8 : Ống dẫn hơi 9 : Ống góp ra BQN
  5. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI A A M àûcàõA - A t t
  6. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 9 - Đặc tính bộ quá nhiệt cấp II Kí Đơn Song Ghi STT Tên đại lượng Công thức hoặc cơ sở chọn So le hiệu vị song chú 1 Đường kính ngoài ống d mm Chọn 42x5 42x5 2 Số dãy ống dọc nd dãy Thiết kế 4 6 3 Số ống trong mỗi dãy ngang Z ống Chọn 64x2 64x2 4 Bước ống ngang S1 mm Chọn 400 200 Bước ống dọc Song song: S 2ss  (1100  32 ) / 6 sl Sole= 5 S2 mm 200 83,3 chọn 6 Bước ống ngang tương đối 1 mm S1/d 9,52 4,17 7 Bước ống dọc tương đối 2 mm S2/d 4,76 1,98 Khoảng cách từ tâm ống ngoài 0,5[ a- ( z  1 )]S1sl 8 S’ mm 2 100 100 cùng đến vách 9 Số ống trên đỉnh lò Chọn z ống 2x64 2x64 Chiều dài mỗi ống trên đỉnh Do từ hình vẽ Ld m 2,2 1,1 Diện tích mỗi ống ð. d. ld Hd m2 0,29 0,145 Hệ số tính đổi chọn A m2 0,75 0,75 Diện tích toàn bộ bề mặt đốt trên z. a. Hd Hđ m2 21,1 13,9 đỉnh 10 Chiều dài mỗi ống chịu nhiệt Đo từ hình vẽ 2 khác lk m z. ð. d. lk 4,582 12,1 Tổng diện tích bề mặt chịu nhiệt Hk m2 77,3 204,3 khác trên 11 Bề mặt chịu nhiệt của bộ quá HiqnII m2 H. ð. d. lk 98.4 218,2
  7. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI nhiệt cấp II Toàn bộ diện tích bộ quá nhiệt 2 H qnII  H qnII sl ss 12 HqnII m 316,6 cấp II Bảng 9 - Đặc tính bộ quá nhiệt cấp II ( tiếp theo) STT Tên đại lượng Kí Đơn Công thức Kết Ghi hiệu vị quả chú 13 Bước ống trung bình - Ngang S1tb Mm S1sl .H qnII  S1ss .H qnII sl ss 262 H qnII  H qnII sl ss 14 - Dọc S2ss Mm S 2sl .H qnII  S 2ss .H qnII sl ss 120 H sl qnII H ss qnII 2 15 Tiết diện lưu thông của hơi f m 0,785. d tr .z = 2 0,103 0,785.(0,032)2.128 16 Chiều dày hữu hiệu của lớp bức xạ s M (1,87. S1tb  S 2 tb  4,1) / d 0,542 d 17 Chiều sâu của cụm ống LC M Chọn từ hình vẽ 8 1,1 18 Chiều sâu thể tích khói LK M Hình 8 1 19 Chiều dày hữu hiệu của lớp bức xạ của khói S’ M (Lc+ A.Lk)/Lc 1,45 A= 0,5
  8. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Tiết diện đầu vào của đường khói ở cụm ống F’sl m2 5,2.12,6 - 0,042.3,6.32 60,7 sole Tiết diện đầu ra của đường khói ở cụm ống F’’sl m2 4,85. 12,6 - 0,042. 4. 32 55,7 sole Tiết diện trung bình của đường khói phần Fsl m2 2.Fsl' .Fsl'' 58,1 sole Fsl'  Fsl'' 20 Tiết diện đầu vào của đường khói ở cụm ống F’ss m2 4,6. 12,6- 0,042. 4,2. 64 46,7 song song Tiết diện đầu ra của đường khói ở cụm ống F’’ss m2 4,2. 12,6- 0,042. 4,2. 64 41,6 song song Tiết diện trung bình của đường khói ở phần Fss m2 2.Fss .Fss' ' ' 44 song song Fss  Fss' ' ' 21 Tiết diện trung bình của đường khói đi ở bộ F m2 Fsl .H qnII  Fss H qnII sl ss 48,4 quá nhiệt H sl qnII H ss qnII Bảng 10 - Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II Kí Đơn Công thức tính hoặc cơ Ghi STT Tên đại lượng Kết quả hiệu vị sở chọn chú CÂN BẰNG NHIỆT 1 2 3 Nhiệt độ khói trước bộ o  ' = '' 1090 1090 1090 qnII 1,2 ' 1 ' I qnII C qnII p quá nhiệt cấp II 2 Entanpi của khói trước ' I qnII KJ/kg Bảng 3 15199,7 15199,7 15199,7
  9. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI bộ quá nhiệt cấp II Nhiệt độ khói ra sau bộ  qnII o Giả thuyết 800 850 900 3 '' C quá nhiệt cấp II Entanpi khói ra sau bộ Bảng 3 13879 14181 14487 4 '' I qnII KJ/kg quá nhiệt cấp II Lượng nhiệt hấp thu Từ bảng phân phối nhiệt 2,74.106 2,74.106 2,74.106 5 Q bx qnII W bằng bxạ bộ quá nhiệt II Lượng nhiệt do khói Btt ( I qnII  I qnII   qnII .I KK ) ' '' l 11,7.106 9,06.106 6,36.106 6 truyền cho bộ quá nhiệt dl QqnII W bằng đối lưu Lượng nhiệt truyền tổng QqnII + QqnII bx dl 14,4.106 11,8.106 9,1.106 7 c QqnII W cộng TÍNH TRUYỀN NHIỆT Nhiệt độ hơi đầu vào bộ o t qnII = t bh ' 361 361 361 P=187 8 ' t qnII C quá nhiệt cấp II bar Entanpi hơi đầu vào bộ Bảng hơi nước 2481 2481 2481 9 ' iqnII KJ/kg quá nhiệt cấp II Entanpi hơi đầu ra bộ c QqnII 2940 2867 2793 10 '' iqnII KJ/kg i ' + quá nhiệt cấp II qnII D Nhiệt độ hơi đầu ra bộ o Tra bảng hơi quá nhiệt ở 492 468 443 11 '' t qnII C quá nhiệt cấp II p=170 bar Tỷ số chênh lệch nhiệt t ' t qnII  t qnII ' '' 1090  468 682 695 704 12 -  439 489 539 độ t b  qnII  t qnII '' ' 850  361
  10. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 10: Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II (tiếp theo) Tên đại Kí Ghi STT Đơn vị Công thức tính hoặc cơ sở chọn Kết quả lượng hiệu chú Độ ( t '  t b ) / ln(t ' / t b ) 552 586 618 chênh o 13 nhiệt độ t C trung bình Nhiệt độ 1 ' ( qnII   qnII '' 945 970 995 trung 2  qnII o 14 tb C bình của khói Nhiệt độ 1 ' (t qnII  t qnII ) '' 384,5 378 370,7 trung 2 o 15 tb t qnII C bình của hơi Thể tích Bảng hơi nước 0,0138 0,0129 0,0118 riêng 16 vtb M3/kg của hơi nước Tốc độ D.vtb .10 3 11,9 11,1 10,2 17 trung  tbh m/s f .3600 bình của
  11. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI hơi nước Hệ số 1,163.Cd.âtc (Cd= 0,94 ) 3850 3826 3800 Toán tản nhiệt đồ 18 2 W/m2oC từ vách đến hơi Tốc độ Btt .v k  qnI tb 7,3 7,46 7,6  (1  ) trung  tb 3600.F 273 19 k m/s bình khói đi Thành Bảng 2 0,064 0,064 0,064 phần thể 20 rH 2O m/s tích hơi nước Thành Bảng 2 0,211 0,211 0,211 phần thể tích khí 21 rn g/m3tc 3 nguyên tử Nồng độ Bảng 2 15,85 15,85 15,85 tro bay 22  W/m2oC trong khói 23 Hệ số Toán 2o tản nhiệt  sl k W/m C 1,163.Cz.Cs.Cvl.Xtc=1,163.0,88.1,18.0,98.52,5 62 62,7 63,9 đồ
  12. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI từ khói  kss W/m2oC 1,163.Cz.Cvl.Xtc=1,163.0,96.0,97.45,3 49,3 49,8 50,4 Toán đến đồ vách trong từng phần - So le - Song song Hệ số  ksl .H qnII   kss .H qnII sl ss 53,2 53,8 54,6 trao đổi H qnII 24 nhiệt  dl W/m2oC trung bình Lực hút 10.Pn .S  rn .S '  0,211.0,542 0,114 0,114 0,114 khí 3 25 10 Pn S Mn.n/m2 nguyên tử Bảng 10 - Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II(tiếp theo) Kí Công thức tính hoặc cơ sở Ghi STT Tên đại lượng Đơn vị Kết quả hiệu chọn chú Lực hút khí 3 Toán đồ 1,5 1,46 1,4 26 KK Mn.n/m2 nguyên tử
  13. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Hệ số làm yếu bức Toán đồ 0,0105 0,0103 0,010 27 KTR Mn.n/m2 xạ khí 3 nguyên tử Hệ số làm yếu bức 0,26 0,255 0,246 28 K Mn.n/m2 ( KK. rn +KTR.).S’ xạ bởi tro Lực hút của khói có (C d .C vl . 0 .   )  1.1.0,6.10 2  0,002 0,008 0,00745 0,007 29 SL m2oC/w chứa tro Hệ số bám bẩn phần C d .C vl . 0   0,0126 0,0123 0,0121 30 SS m2oC/w so le Hệ số bám bẩn phần 2o  sl .H qnII   ss .H qnII sl ss 0,0112 0,011 0,0105 31  m C/w song song H qnII Hệ số bám bẩn o 1 Q t qn  (  ). dl tb 920 780 650 32 tV C  2 H qnII trung bình Nhiệt độ vách ống 1,163.a.TC 44 46 49 33 BX w/m2oC có bám tro  dl   bx Hệ số tản nhiệt bức 2o 34 K w/m C ( dl   bx )(  1 ) 1 46 47 49 xạ 2 Hệ số truyền nhiệt qnII Qtr o C K .t.H qnII 8,04.106 8,7.106 9,6.106
  14. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Dùng phương pháp 3 điểm để tìm nhiệt độ khói sau bộ quá nhiệt cấp II Q (kJ/kg) c 16 Q qnII 14 12 tr Q 10 qnII 8 750 800 850 900 950 t (0C) Từ phương pháp trên ta tìm được:  qnII  870 , I qnII  14303 KJ / kg ' '' Từ đó ta có: - Lượng nhiệt hấp thụ bằng đối lưu của bộ quá nhiệt cấp II: Btt QqnII   ( I qnII  I qnII   qnII .I kk ). dl ' '' l 10 3 3600 6 = 0,996(15199,7- 14303+ 0,015+ 344,74) 26,4.10 10 3  28,38.10 6 w 3600  QqnII  Q dl qnII Q bx qnII = 28,38.10 + 2,74.10 = 31,12.106 ,w 6 6 Entanpi hơi đầu ra của bộ quá nhiệt cấp II QqnII 31,12.10 6.3600 i qnII  i qn  '' '  2481   3170 KJ / kg D 320.10 6  t qnII  470 oC '' (tra bảng hơi nước với p = 108 bar )
  15. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI B. TÍNH TOÁN BỘ QUÁ NHIỆT CẤP I Trên cơ sở tính dược lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp I ta xác định bề mặt chịu nhiệt của nó. Sơ bộ thiết kế bộ quá nhiệt cấp I đặt song song, trao đổi nhiệt đối lưu với dòng khói( xem hình). Chọn tốc độ hơi đi trong ống   135 Kg / sm 2 Đường kính ống chọn 42x5. Như vậy mỗi hàng dọc gồm 3 ống cùng xoắn, ở cụm giữa mỗi hàng có 36 ống. 1. Đặc tính cấu tạo ( xem hình 7 và bảng 11 ) Thiết kế đặc tính cấu tạo phải tiến hành đồng thời với truyền nhiệt để đảm bảo bề mặt chịu nhiệt tính ra phù hợp với thiết kế. 2. Tính truyền nhiệt ( xem bảng 12 )
  16. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI
  17. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 11 - Đặc tính cấu tạo của bộ quá nhiệt cấp I
  18. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Công thức Kí Đơn Kết Ghi STT Tên đại lượng tính hoặc cơ hiệu vị quả chú sở chọn 1 Đường kính ống d m Chọn 42x5 2 Bước ống ngang S1 mm Chọn 100 3 Bước ống dọc S2 mm Chọn 85 Bước ống tương S1/d= 106/42 2,38 đối - S /d= 85/42 2,02 1 mm 2 4 Ngang 2 mm - Dọc Khoảng cách từ Chọn 80 tâm ống ngoài 5 SV mm cùng đến tường bên Đối với cụm ống 2 bên tường lò Số dãy ống dọc Chọn 34 6 nb dãy của mỗi cụm bên Số ống xoắn trong b nb. z1b= 34.3 3 7 z1 ống mỗi dãy dọc Tổng số ống trong Hình vẽ 102 8 zb ống mỗi cụm bên Chiều dài mỗi Chọn theo 0,6 b 9 phần ống phĩa lđ m tiêu chuẩn trên thiết kế 10 Hệ số tính đổi A - 1/3 b b Diện tích bề mặt .d. lđ . z .A 2,69 11 Hđb m2 hấp thụ trên đỉnh Chiều dài phần Đo từ hình vẽ 13 12 lzb m2 ống còn lại Diện tích bề mặt .d. lzb zb 175 13 Hzb m 2 hấp thụ còn lại Tổng diện tích 2 2 Hđb+ Hzb 177,7 14 Hb m cụm ống 2 bên
  19. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Đôi với cụm ống ở giũa Tên đại Kí Đơn Công thức tính hoặc Kết Ghi STT đường khói lượng hiệu vị cơ sở chọn quả chú 15 Số dãy ống dọc ng dãy Chọn 36 Diện tích bề Số ống trong mỗi lzg.A= .d.zg.Chọn 9,97 3 16 mặt hấp thụ Hdg z1g .0,042.108.2,1.1/3 19 m2 ống dãy nhiệt ở đỉnh Tổng số ống trong ng. z1g= 36.3 108 17 Chiều dài zg Đo từ hình vẽ ống 18 toàn cụm ống g 20 phần ống l m Chiều dài phần z Đo từ hình vẽ 2,1 còn lại g 18 ống phía trên đỉnh ld 2 mm 21 mỗi ống bề Hzg m .d.zg. lzg= Diện tích 256,5 Bảng 11 - Đặc tính cấu tạo của bộ quá nhiệt cấp I (tiếp theo)
  20. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI mặt hấp thụ .0,042.108.18 còn lại Diện tích bề Hdg+ Hzg 266 mặt chịu 22 nhiệt của Hg m2 dàn ống giũa Tổng Hb+ Hg= 177,7+ 433,7 diệntích bề 266 2 23 mặt chịu HqnI m nhiệt của bộ quá nhiệt I Chiều cao Chọn theo hình vẽ 3,6 24 h m đường khói Chiều rộng Chọn theo hình vẽ 12,8 25 a m đường khói Chiều dài Chọn 3,4 ảnh hưởng 26 của mỗi ống l m theo phương đứng Số dãy ống n + 2nb= 34+ 36 70 27 n dãy g dọc Diện tích h.a- dl= 3,6.12,8- 45,6 tiết diện của 28 F m2 .0,042.3,4 đường khói đi Diện tích nb.z1b.0,785.dtr2= 0,082 tiết diện hơi 34.3.0,785(0,032)2 đi trong 2 cụm ống 29 fhb m2 bên ( Hơi đi ngược chiều dòng khói)
Đồng bộ tài khoản