129
Ch−¬ng 11. VËn hµnh lß h¬i
11.1. C¸c chÕ ®é vËn hµnh lß h¬i
NhiÖm vô chñ yÕu khi vËn hµnh lß h¬i lµ ®¶m b¶o sù lµm
viÖc tin cËy, an toµn cña lß h¬i trong mét thêi gian dµi víi viÖc ®¹t
®−îc ®é kinh tÕ cao nhÊt khi s¶n xuÊt ®ñ l−îng h¬i yªu cÇu vµ tu©n
thñ ®å thÞ phô t¶i.
ViÖc vËn hµnh lß h¬i ph¶i thùc hiÖn ®óng quy tr×nh vËn
hµnh. Trong quy tr×nh vËn hµnh cho biÕt c¸c th«ng sè cña h¬i, n−íc,
khãi vµ kh«ng khÝ ë c«ng suÊt ®Þnh møc, c«ng suÊt tèi thiÓu, tèi ®a,
trung gian vµ ®é chªnh lÖch cho phÐp cña c¸c th«ng sè Êy.
Phô t¶i ®Þnh møc lµ phô t¶i tÝnh to¸n dïng ®Ó x¸c ®Þnh kÝch
th−íc cña c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt trong lß h¬i øng víi c¸c th«ng sè
cña h¬i vµ hiÖu suÊt cña lß ®· cho tr−íc.
Phô t¶i tèi thiÓu cña lß h¬i phô thuéc kiÓu lß h¬i, d¹ng nhiªn
liÖu vµ biÖn ph¸p ®èt. ë lß h¬i cã bao h¬i, tuÇn hoµn tù nhiªn phô t¶i
tèi thiÓu b»ng 30 ÷40% phô t¶i ®Þnh møc do ph¶i ®¶m b¶o sù tuÇn
hoµn tin cËy cña m«i chÊt (n−íc vµ hçn hîp h¬i n−íc) vµ sù ch¸y æn
®Þnh cña nhiªn liÖu. ë lß h¬i trùc l−u phô t¶i tèi thiÓu ®−îc chän
theo ®iÒu kiÖn lµm viÖc tin cËy cña c¸c dµn èng sinh h¬i vµ th−êng
b»ng 25 ÷30% phô t¶i ®Þnh møc.
ChÕ ®é lµm viÖc cña lß h¬i ®−îc ®Æc tr−ng bëi gi¸ trÞ cña phô
t¶i vµ tæ hîp c¸c th«ng sè x¸c ®Þnh møc ®é kinh tÕ cña qu¸ tr×nh s¶n
xuÊt h¬i.
ChÕ ®é lµm viÖc æn ®Þnh lµ chÕ ®é mµ gi¸ trÞ cña mäi th«ng
sè x¸c ®Þnh sù lµm viÖc cña lß h¬i kh«ng thay ®æi trong mét thêi
gian dµi. Tuy nhiªn trong chÕ ®é lµm viÖc æn ®Þnh vÉn cho phÐp c¸c
th«ng sè cã sù chªnh lÖch Ýt nhiÒu so víi gi¸ trÞ trung b×nh v× cã sù
thay ®æi nhiÖt l−îng sinh ra trong buång löa, l−îng kh«ng khÝ cÊp
vµo lß.
NÕu sù chªnh lÖch cña c¸c th«ng sè nãi trªn kh«ng nhiÒu so
víi chÕ ®é æn ®Þnh th× ta cã chÕ ®é kh«ng ®æi. V× thÕ chÕ ®é kh«ng
®æi ®−îc coi lµ gÇn víi chÕ ®é æn ®Þnh.
Trong chÕ ®é lµm viÖc æn ®Þnh cña lß h¬i, quan hÖ gi÷a c¸c
th«ng sè ra vµ vµo ®−îc thÓ hiÖn qua c¸c ®Æc tÝnh tÜnh. VÝ dô mét
trong c¸c ®Æc tÝnh tÜnh lµ quan hÖ gi÷a c¸c tæn thÊt nhiÖt vµ hÖ sè
kh«ng khÝ thõa (h×nh vÏ 11.1).
130
HiÓu biÕt ®Çy ®ñ c¸c quy luËt x¶y ra trong qu¸ tr×nh qu¸ ®é
lµ cÇn thiÕt ®Ó ®−a ra ®−îc c¸c hÖ thèng ®iÒu chØnh tù ®éng vµ ®¸nh
gi¸ møc ®é lµm viÖc tin cËy cña c¸c phÇn tö lß h¬i.
C¸c c«ng viÖc khi vËn hµnh lß h¬i bao gåm: chuÈn bÞ vµ khëi
®éng lß h¬i vµo lµm viÖc; tr«ng coi, ®iÒu khiÓn vµ ®iÒu chØnh sù lµm
viÖc cña lß h¬i khi vËn hµnh b×nh th−êng; ngõng lß, b¶o qu¶n vµ b¶o
d−ìng lß h¬i trong thêi gian lß ngõng lµm viÖc.
11.2. C¸c qu¸ tr×nh kh«ng æn ®Þnh trong lß h¬i cã bao h¬i
ChÕ ®é lµm viÖc kh«ng æn ®Þnh cña lß h¬i x¶y ra khi mÊt c©n
b»ng vËt chÊt vµ c©n b»ng n¨ng l−îng do thay ®æi l−îng nhiÖt sinh
ra trong buång löa, thay ®æi nhiÖt ®é, l−u l−îng n−íc cÊp, thay ®æi
chÕ ®é kh«ng khÝ cña lß h¬i, khi mÊt c©n b»ng gi÷a l−îng h¬i do lß
h¬i s¶n ra vµ l−îng h¬i tiªu thô t¹i hé tiªu thô.
ë lß h¬i cã bao h¬i ®−êng h¬i n−íc ®−îc ph©n thµnh ba
phÇn: phÇn h©m n−íc (x¶y ra trong bé h©m n−íc), phÇn sinh h¬i
(x¶y ra trong c¸c dµn èng sinh h¬i), phÇn qu¸ nhiÖt (x¶y ra trong bé
qu¸ nhiÖt). Bao h¬i lµ kh©u liªn hÖ vÒ thñy lùc gi÷a ba phÇn nãi trªn.
11.2.1. Sù thay ®æi phô t¶i nhiÖt hay l−îng nhiÖt sinh ra trong
buång löa
11.2.2. Sù thay ®æi l−u l−îng n−íc cÊp
Khi lß h¬i lµm viÖc b×nh th−êng th× møc n−íc trong bao h¬i
dao ®éng trong ph¹m vi rÊt nhá xung quanh møc n−íc trung b×nh.
Møc n−íc trong bao h¬i ®−îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch thay ®æi l−u
l−îng n−íc cÊp. V× thÓ tÝch n−íc ®−îc ®iÒu chØnh trong bao h¬i cña
c¸c lß h¬i c«ng suÊt trung b×nh vµ lín lµ rÊt nhá nªn kh«ng cho phÐp
l−u l−îng n−íc cÊp chªnh lÖch nhiÒu so víi l−u l−îng trung b×nh.
Khi l−u l−îng n−íc cÊp thay ®æi Ýt th× l−îng nhiÖt hÊp thu cña bé
h©m n−íc thay ®æi trong ph¹m vi nhá vµ cã thÓ coi nh− kh«ng ®æi v×
hÖ sè truyÒn nhiÖt k thùc tÕ chØ phô thuéc vµo hÖ sè táa nhiÖt 1
α
.
Sù thay ®æi l−u l−îng n−íc cÊp còng Ýt ¶nh h−ëng ®Õn ®é
chªnh nhiÖt ®é trung b×nh t
∆
, v× t
∆
®−îc x¸c ®Þnh chñ yÕu bëi ®é
chªnh nhiÖt ®é ë chç vµo bé h©m n−íc hn
v
t
∆
nh−ng hn
v
t
∆
thùc tÕ lµ
131
kh«ng thay ®æi. Bëi vËy l−îng nhiÖt do n−íc cÊp mang vµo bao h¬i
kh«ng phô thuéc vµo sù dao ®éng cña l−u l−îng n−íc cÊp.
L−îng h¬i do bÒ mÆt sinh h¬i s¶n ra phô thuéc vµo phô t¶i
nhiÖt cña bÒ mÆt ®ã vµ vµo møc ®é ®èt nãng n−íc ch−a ®Õn s«i cs
i∆.
Nh−ng cs
i∆thay ®æi rÊt nhá nªn toµn bé c«ng suÊt h¬i ®−îc x¸c ®Þnh
bëi phô t¶i nhiÖt cña c¸c dµn èng sinh h¬i chø kh«ng phô thuéc vµo
l−u l−îng n−íc cÊp.
Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn ®©y ta thÊy khi thay ®æi l−u l−îng
n−íc cÊp ë lß h¬i cã bao h¬i th× chØ cã møc n−íc trong bao h¬i bÞ
thay ®æi cßn c¸c th«ng sè kh¸c nh− c«ng suÊt h¬i, nhiÖt ®é cña h¬i
thùc tÕ kh«ng thay ®æi.
NÕu kh«ng kh«i phôc l−u l−îng n−íc cÊp phï hîp víi
ph−¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt th× møc n−íc cã thÓ kh«ng n»m
trong giíi h¹n cho phÐp, ®ång thêi c¸c th«ng sè cßn l¹i nh−: c«ng
suÊt h¬i, nhiÖt ®é h¬i qu¸ nhiÖt ®−îc gi÷ kh«ng ®æi cho ®Õn khi b¾t
®Çu x¶y ra sù cè.
11.2.3. Sù thay ®æi nhiÖt ®é n−íc cÊp
Khi thay ®æi nhiÖt ®é n−íc cÊp tøc lµ thay ®æi nhiÖt l−îng do
n−íc mang vµo lß th× c«ng suÊt h¬i cña lß gi¶m xuèng, nhiÖt ®é h¬i
qu¸ nhiÖt t¨ng lªn, møc n−íc trong bao h¬i gi¶m xuèng ( 0V
∆
<).
Trong thùc tÕ sù dao ®éng nhá cña nhiÖt ®é n−íc cÊp kh«ng ¶nh
h−ëng ®Õn c¸c th«ng sè cña lß h¬i.
11.2.4. Sù thay ®æi ®é Èm cña nhiªn liÖu
§é Èm cña nhiªn liÖu thay ®æi sÏ lµm ¶nh h−ëng nhiÒu ®Õn
®Æc tÝnh lµm viÖc
cña lß h¬i (h×nh vÏ
11.3).
11.3. Khëi ®éng lß h¬i cã bao h¬i
Khëi ®éng vµ ngõng lß h¬i kÌm theo sù thay ®æi ®¸ng kÓ cña
c¸c øng suÊt trong c¸c phÇn tö cña lß d−íi t¸c dông cña biÕn d¹ng
132
nhiÖt vµ sù thay ®æi cña c¸c lùc c¬ häc. Nh÷ng øng suÊt phô sinh ra
cã thÓ ®¹t ®Õn giíi h¹n nguy hiÓm. V× vËy khëi ®éng vµ ngõng lß
h¬i lµ nh÷ng thêi kú quan träng nhÊt trong vËn hµnh lß, nguêi vËn
hµnh ph¶i biÕt thao t¸c chÝnh x¸c ®¶m b¶o ®é tin cËy vµ an toµn cao
cho lß h¬i, ®ång thêi ph¶i ®¶m b¶o ®é kinh tÕ cña lß h¬i nhÊt lµ c¸c
lß h¬i c«ng suÊt lín vµ viÖc khëi ®éng vµ ngõng lß h¬i ®−îc lÆp l¹i
nhiÒu lÇn.
Khi khëi ®éng lß h¬i tõ tr¹ng th¸i l¹nh (lß ®· ngõng ho¹t
®éng l©u ngµy) ph¶i tiÕn hµnh kiÓm tra vµ xem xÐt kü mäi thiÕt bÞ
chÝnh vµ phô cña lß h¬i, nÕu khëi ®éng sau khi söa ch÷a th× cßn ph¶i
tiÕn hµnh nh÷ng c«ng viÖc kh¸c n÷a nh− kiÒm lß.
TiÕn hµnh kiÓm tra buång löa vµ ®−êng khãi sau buång löa
®Ó biÕt t×nh tr¹ng cña lß h¬i ®· s½n sµng lµm viÖc hay ch−a. C«ng
nh©n vËn hµnh lß h¬i ph¶i kiÓm tra c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña lß
h¬i, t−êng lß, c¸c cöa ng−êi chui, cöa th¨m löa, van phßng næ, c¸c
vßi phun nhiªn liÖu, m¸y cÊp bét than, qu¹t giã, qu¹t khãi, c¸c trang
bÞ kh¸c cña hÖ thèng nghiÒn than, van an toµn, èng thñy, ¸p kÕ vµ
c¸c bé ®iÒu chØnh tù ®éng sù lµm viÖc cña lß h¬i, c¸c dông cô kiÓm
tra ®o l−êng. Tr−íc khi ®èt lß ph¶i më c¸c van x¶ khÝ, ph¶i ®ãng c¸c
van x¶ ®¸y, ph¶i më van x¶ bé qu¸ nhiÖt vµ van trªn ®−êng t¸i tuÇn
hoµn gi÷a bao h¬i vµ bé h©m n−íc.
11.3.1. CÊp n−íc vµo lß
CÊp n−íc vµo lß cã chÊt l−îng cÇn thiÕt vµ cã nhiÖt ®é b»ng
50 ÷90 0C. NÕu cÊp n−íc cã nhiÖt ®é cao h¬n hoÆc thÊp h¬n th× c¸c
chi tiÕt nh−: bao h¬i, èng sinh h¬i sÏ ®−îc ®èt nãng hay lµm l¹nh
nhanh vµ kh«ng ®Òu do ®ã cã thÓ g©y ra øng suÊt nhiÖt trong c¸c
phÇn tö ®ã. C¸c èng cña bé h©m n−íc vµ c¸c èng sinh h¬i t−¬ng ®èi
máng nªn viÖc ®èt nãng nhanh, bao h¬i cã v¸ch dµy nªn ®−îc ®èt
nãng chËm h¬n nhiÒu. C¸c líp bªn trong cña kim lo¹i v¸ch bao h¬i
®−îc ®èt nãng nhanh h¬n nh÷ng líp bªn ngoµi. HiÖu sè nhiÖt ®é
trong v¸ch bao h¬i ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:
2
2
v
tx
a
ω
∆= , 0C (12-2)
trong ®ã:
133
dt
d
ω
τ
=lµ tèc ®é n©ng nhiÖt ®é cña m«i tr−êng nãng hay nãi
c¸ch kh¸c lµ tèc ®é ®èt lß, 0C/h;
ac
λ
=lµ hÖ sè dÉn nhiÖt ®é, m2/h;
11.3.2. Sù ®èt nãng bao h¬i vµ bÒ mÆt ®èt sinh h¬i trong thêi
gian ®èt lß
ë c¸c lß h¬i lín v¸ch bao h¬i sÏ bÞ ®èt nãng kh«ng ®Òu trong
thêi kú ®Çu cña qu¸ tr×nh ®èt lß. V¸ch phÝa trªn bÞ ®èt nãng nhiÒu
h¬n v¸ch phÝa d−íi ( tr d
tt>). Do ®ã bao h¬i cã thÓ bÞ biÕn d¹ng uèn
vµ trong v¸ch cã øng suÊt nÐn vµ kÐo bæ sung. Gi¸ trÞ cña c¸c øng
suÊt nãi trªn ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
,nk Et
σ
α
=
∆, N/m2 (12-4)
trong ®ã:
α
= 11.10-6 mm/mmK lµ hÖ sè gi·n në nhiÖt cña thÐp;
E = (2,0 ÷2,1).104 N/mm2 lµ modul dµn håi cña thÐp;
2
tr d
tt
t−
∆= , 0C.
Nh÷ng biÕn d¹ng cña bao h¬i chØ sinh ra trong thêi kú cã
tr¹ng th¸i nhiÖt ch−a æn ®Þnh. Khi tr¹ng th¸i nhiÖt ®· æn ®Þnh th×
nh÷ng biÕn d¹ng Êy mÊt ®i hoÆc chØ cßn rÊt nhá.
Trong lß h¬i cã tuÇn hoµn tù nhiªn hiÖn t−îng ®èt nãng vµ
biÕn d¹ng còng x¶y ra kh«ng ®Òu trong c¸c dµn èng sinh h¬i vµ èng
gãp do nhiÖt l−îng hÊp thu cña chóng kh¸c nhau vµ do ®ã tuÇn hoµn
ë trong chóng kh¸c nhau. Sù ®èt nãng kh«ng ®ång ®Òu c¸c vßng
tuÇn hoµn lµ nguyªn nh©n h¹n chÕ tèc ®é ®èt lß ®Ó gia tèc viÖc ®èt
nãng c¸c èng ®−îc ®èt nãng yÕu ta ph¶i tiÕn hµnh x¶ c¸c èng gãp
d−íi cña chóng.
11.3.3. B¶o vÖ bé qu¸ nhiÖt trong thêi gian ®èt lß
Trong lóc ®èt lß l−îng nhiÖt ®Ó sinh h¬i t−¬ng ®èi nhá v×
ph¶i tiªu thô mét l−îng
Ng−êi ta dïng mét sè biÖn ph¸p ®Ó lµm m¸t c¸c èng bé qu¸
nhiÖt trong khi ®èt lß nh− sau: