CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI

Chia sẻ: Phan Long Bien | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:34

Thêm vào BST

Báo xấu

122
lượt xem 28
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước ta là một nước đang phát triển cũng như đang trong thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa, chính vì vậy mà nhu cầu về năng lượng không ngừng gia tăng đòi hỏi phải ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu cả về số lượng và chất lượng. Bên cạnh đó, việc sử dụng hợp lý và kinh tế các nguồn năng lượng đó phải được đặc biệt quan tâm Trong quá trình tìm hiểu về chuyên đề Vận hành kinh tế lò hơi kết hợp với các kiến thức đã được tìm hiểu thực tế...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHUYÊN ĐỀ: VẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI

CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ ̣ ̣ MUC LUC ̣ ̣ MUC LUC........................................................................................................................................ 1 LỜI NOI ĐÂU................................................................................................................................. 2 ́ ̀ PHÂN I. LÝ THUYÊT CHUNG......................................................................................................3 ̀ ́ 4.2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu.........................................................................20 PHẦN 2: CHUYÊN ĐỀ................................................................................................................. 23 ́ ̣ KÊT LUÂN.................................................................................................................................... 33 NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ LỜI NOI ĐÂU ́ ̀ Nước ta là một nước đang phát triển cũng như đang trong th ời kì công nghi ệp hóa hiện đại hóa, chính vì vậy mà nhu cầu v ề năng lượng không ng ừng gia tăng đòi hỏi phải ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu cả về số lượng và ch ất lượng. Bên cạnh đó, viêc sử dung hợp lý và kinh tế cac nguôn năng lượng đó phai ̣ ̣ ́ ̀ ̉ được đăc biêt quan tâm ̣ ̣ Trong quá trinh tim hiêu về chuyên đề Vân hanh kinh tế lo ̀ h ơi kêt h ợp với cac ̀ ̀ ̉ ̣ ̀ ́ ́ kiên thức đã được tim hiêu thực tế tai nhà may nhiêt điên Phả Lai đã mang lai cho ́ ̀ ̉ ̣ ́ ̣ ̣ ̣ ̣ chung em nhiêu kiên thức mới ́ ̀ ́ - Thứ nhât la, hinh dung lai kiên thức về lò hơi và quy trinh vân hanh đã được ́ ̀ ̀ ̣ ́ ̀ ̣ ̀ ́ quan sat. - Thứ hai là năm được nguyên tăc tiêt kiêm năng lượng trong vân hanh lò ́ ́ ́ ̣ ̣ ̀ hơi. Trong quá trình tim hiêu, nhom chung em nhân được sự giúp đỡ nhiêt tinh cua ̀ ̉ ́ ́ ̣ ̣ ̀ ̉ thây Ngô Tuân Kiêt, nhom đã lam viêc tich cực để hoàn thành chuyên đề nhưng ̀ ́ ̣ ́ ̀ ̣ ́ không thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Em mong nhận được sự ch ỉ dẫn và giúp đỡ của thầy để nhom em có thể hoàn thiện hơn kiến thức của mình. ́ Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nôi ngay 13 thang 03 năm 2013 ̣ ̀ ́ Sinh Viên ́ Nhom 2 – Đ4QLNL NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ PHÂN I. LÝ THUYÊT CHUNG ̀ ́ I. CAC KIÊN THỨC CHUNG VỀ LÒ HƠI ́ ́ 1. Khai niêm lò hơi ́ ̣ - Là thiêt bị sử dung nhiêt năng cua viêt đôt nhiên liêu biên nước thanh hơi có ́ ̣ ̣ ̉ ̣ ́ ̣ ́ ̀ t ,P cao để sử dung cho cac phụ tai nhiêt hay lam quay tua-bin cua may phat 0 ̣ ́ ̉ ̣ ̀ ̉ ́ ́ ̣ điên. ̣ 2. Phân loai Lò hơi được phân loại theo các tiêu chuẩn sau: a. Dựa vao san lượng hơi ̀ ̉ - Lò hơi công suât nhỏ (< 20T/h) ́ - Lò hơi công suât trung binh (từ 20 đên 75 T/h) ́ ̀ ́ - Lò hơi công suât lớn (> 75T/h) ́ b. Dựa vao thông số hơi ̀ Tuy theo cac mức to và p mà người ta chia thanh lò hơi thông số thâp, trung binh, ̀ ́ ̀ ́ ̀ cao và siêu cao c. Dựa theo chế độ chuyên đông cua nước trong lò ̉ ̣ ̉ - Lò hơi đôi lưu tự nhiên ́ - Lò hơi tuân hoan tự nhiên ̀ ̀ - Lò hơi tuân hoan cưỡng bức ̀ ̀ - Lò hơi đôi lưu cưỡng bức ́ d. Dựa theo cach đôt nhiên liên ́ ́ - Lò hơi đôt theo lớp: nhiên liêu răn (than,cui,bã mia…) được xêp trên ghi để ́ ̣ ́ ̉ ́ ́ ́ đôt NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ - Lò hơi đôt phun ́ - Lò hơi đôt đăc biêt: thường găp 2 loai là buông lửa xoay và buông lửa tâng ́ ̣ ̣ ̣ ̣ ̀ ́ ̀ ̀ sôi e. Dựa theo lich sử phat triên cua lò hơi ̣ ́ ̉ ̉ - Lò hơi ông lửa ́ Hinh 1: Lò hơi ông lửa ̀ ́ - Lò hơi ông nước ́ Hinh 2: Lò hơi ông nước ̀ ́ - Lò hơi thăng đứng ̉ NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Hinh 3: Lò hơi thăng đứng ̀ ̉ - Lò hơi năm ngang ̀ 3. Nguyên lý câu tao và lam viêc cua cac dang lò hơi ́ ̣ ̀ ̣ ̉ ́ ̣ 3.1. Lò ghi xich ́ Quy mô nhỏ và trung bình sử dụng trong các lò hơi công nghiệp NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Hinh 4: Lò hơi ghi xich ̀ ́ a. Cấu tạo gồm: trống - 1, van hơi chính - 2, đường cấp nước - 3, ghi lò d ạng xích - - 4, bu ồng lửa - 5, hộp tro xỉ - 6, hộp gió cấp 7: gió cấp 1 qua ghi cho l ớp nhiên li ệu trên ghi, phễu than - 8, ống khói - 9, bộ sấy không khí - 10, qu ạt - 11, qu ạt khói - 12, bộ hâm nước - 13, dàn ống nước xuống - 14, ống góp dưới - 15, dàn ống nước lên - 16, dãy phestôn - 17 và bộ quá nhiệt - 18. b. Nguyên lý làm việc của lò hơi ghi xích: Than từ phễu cấp than được rót lên ghi với một chiều dày được điều chỉnh sẵn và chuyển động cùng ghi vào buồng lửa. Tại đây nhiên liệu nhận được nhiệt bức xạ từ ngọn lửa, vách tường, cuốn lò. Nhiên liệu được sấy nóng, khô d ần và chất bốc thoát. Chất bốc và cốc cháy tạo thành tro xỉ và được g ạt x ỉ th ải ra ngoài. Chiều dày lớp nhiên liệu trên mặt ghi cũng được lựa ch ọn h ợp lý cho m ỗi loại nhiên liệu. Ví dụ: Than cám antraxit, than đá: 150-200 mm; than nâu 200-300 mm; than bùn 700-1000 mm; củi gỗ 400-600 mm; Không khí cấp vào buồng lửa thường chia thành gió cấp 1 c ấp t ừ d ưới ghi lên và gió cấp 2 cấp phía trên lớp nhiên liệu. Tỷ lệ giữa gió cấp 1 và c ấp 2 cũng được tính toán lựa chọn phù hợp. Thông thường gió cấp 2 chi ểm kho ảng 8-15%; Tốc độ gió cấp 2 ra khỏi vòi phun thường khá cao từ 50-80 m/s. 3.2. Lò hơi đốt than phun có bao hơi NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Hình 5: Sơ đồ nguyên lý làm việc của lò đốt than phun có bao hơi ́ ̣ a. Câu tao: 1-bao hơi; 2-phần chứa nước của bao hơi; 3-phần chứa hơi của bao hơi; 4- buồng lửa; 5- vòi phun; 6-đường nhiên liệu tới; 7-các ống dàn đặt xung quanh buồng lửa để sinh hơi; 8-ống phestôn; 9-ống xuống; 10-ống góp dưới củadàn ống; 11-cấp một của bộ hâm nước; 12-cấp hai của bộ hâm nước; 13-ống dẫn để đưa nước từ bộ hâm nước vào bao hơi; 14-ống dẫn hơi bão hoà từ bao hơi tới bộ quá nhiệt; 15-cấp một của bộ quá nhiệt; 16-bộ giảm ôn đ ể đi ều ch ỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt; 17-cấp hai của bộ quá nhiệt; 18-cấp m ột c ủa b ộ s ấy không khí; 19-cấp hai của bộ sấy không khí; 20-đường dẫn không khí vào buồng lửa; 21-đường dẫn không khí nóng tới máy nghiền; 22-tường bảo ôn của lò; 23-buồng quặt để đổi chiều dòng khói; 24-phần đường khói đặt các bề mặt đốt đối lưu; 25-giếng thải xỉ; 27-hút không khí nóng t ừ đỉnh lò; 28- quạt gió; 29-khử bụi; 30-quạt khói; 31-ống khói. b. Nguyên lý lam viêc: ̀ ̣ Không khí nóng cùng bột than phun vào buồng lửa qua vòi phun 5 và cháy, truyền nhiệt lượng cho các dàn ống bố trí xung quanh buồng lửa. Nước trong ống được đốt nóng, sôi và sinh hơi. Hỗn hợp h ơi nước sinh ra đ ược đ ưa lên bao NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ hơi. Bao hơi dùng để tách hơi ra khỏi nước. Phần nước chưa bốc h ơi có trong bao hơi được đưa trở lại dàn ống, qua các ống xuống bố trí ngoài tường lò, có trọng lượng riêng lớn hơn hỗn hợp hơi nước ở trong các dàn (vì không được hấp thu nhiệt) tạo nên độ chênh trọng lượng cột nước. Do đó môi ch ất chuy ển đ ộng tuần hoàn tự nhiên trong một chu trình kín. Hơi ra khỏi bao h ơi đ ược chuy ển t ới bộ phận quá nhiệt để tạo thành hơi quá nhiệt, có nhiệt độ cao. Khói thoát khỏi bộ phận quá nhiệt, nhiệt độ còn cao, do đó bố trí bộ phận hâm nước và bộ phận sấy không khí để tận dụng nhiệt th ừa của khói. Nhi ệt độ khói thải ra khỏi lò chỉ còn 120 – 1800 C. Quạt khói để hút khói xả ra ngoài ống khói. Để tránh bụi cho môi trường xung quanh, khói trước khi thải ra đ ược qua b ộ phận tách bụi. 3.3. Lò hơi đôt than phun trực lưu ́ • Cấu tạo: Hình 6: Cấu tạo lò hơi đốt than phun trực lưu 1.Bộ hâm nước; 2.Bề mặt đốt bức xạ; 3.Bề mặt đốt đối lưu; 4.Bộ quá nhiệt bức xạ; 5.Bộ quá nhiệt đối lưu; 6.Bộ sấy không khí cấp 1; 7.Bộ sấy không khí cấp 2; 8.Vòi phun; 9.Buồng lửa. NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ • Nguyên lý làm việc: Nước được cấp từ bể chứa nước đã qua xử lý đưa vào ống góp nước cấp. Nước cấp được đi qua bộ hâm nước làm nhiệt độ nước tăng lên một ít. Từ đó nước được đưa xuống ống góp trước khi cho vào các đường ống sinh h ơi rồi nước được đưa vào buồng đốt. Tại buồng đốt, nước được đun nóng sôi và chuyển thành hơi bão hòa.Với sự chuyển động tự nhiên cộng v ới sự c ưỡng bức của áp suất bơm cấp, hơi nước được đi lên phía đỉnh lò và ti ếp t ục đ ược đ ưa v ề bộ ống góp trước quá nhiệt. Từ ống góp đó hơi đi qua b ộ quá nhi ệt đ ể tăng nhiệt năng của hơi. Tại đây, nhiệt độ của hơi được tăng lên và chuy ển thành h ơi quá nhiệt. Hơi đã đi qua bộ quá nhiệt cho vào một bộ góp hơi sau quá nhiệt để trung hòa hơi, sau đó được đưa sang tuabin. Trong tuabin, h ơi chuy ển t ừ nhi ệt năng sang động năng làm quay tuabin và liên động làm quay máy phát đ ể phát điện. Cuối cùng, hơi được ngưng tụ và quay về cho một chu trình m ới. Khói sau khi ra khỏi buồng lửa có nhiệt độ cao đi qua bộ hâm nước để gia nhi ệt cho nước cấp. 3.4. Lò hơi tâng sôi ̀ Hinh 7: Lò hơi tâng sôi ̀ ̀ • Câu tao và nguyên lý ́ ̣ NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Lò hơi tầng sôi tuần hoàn có cấu tạo bản thể gồm 03 ph ần chính: Bu ồng đ ốt, Cyclon và phần đuôi lò. + Buồng đốt: Buồng đốt của lò tầng sôi tuần hoàn (TSTH) có hình dáng tương tự như lò than phun, tuy vậy do khác nhau về phương pháp đốt nên có m ột s ố điểm khác biệt lớn về chi tiết. Nguyên lý cháy của lò TSTH là đốt than theo kiểu trọng lực. Không khí nóng sau khi qua bộ sấy không khí 1 cấp sẽ được cấp từ phía dưới lò có áp lực đủ lớn để duy trì các hạt than có kích thước 5 mm cháy lơ lửng trong thể tích buồng đốt. Nhiệt độ trong buồng lửa được¸từ 3 duy trì ở nhiệt độ khoảng 850oC, th ấp h ơn rất nhiều so với lò than phun. Hiệu suất của buồng lửa khá cao do th ời gian l ưu lại của hạt than lớn, than cháy kiệt hơn so với lò than phun. Do lò TSTH có quán tính nhiệt lớn nên có thể dùng nhiên liệu có nhiệt trị thấp (đến 2000 kcal/kg). Ngoài ra, lò hơi TSTH có sự khác biệt l ớn so v ới lò than phun là trong quá trình cháy được đốt kèm với đá vôi để khử SO2 sinh ra trong quá trình đốt than. Trong quá trình đốt, người ta đưa vào một lượng đá vôi kèm theo than v ừa đ ủ đ ể khử lưu huỳnh giải phóng trong quá trình đốt cháy than. Quá trình cháy và kh ử lưu huỳnh xảy ra ở nhiệt độ khoảng 850 0C. Các hạt than cháy ở trạng thái lơ lửng (sôi) nhờ không khí áp lực đẩy từ dưới lên trên. Các h ạt than tràn ng ập th ể tích buồng đốt. Độ đậm đặc (nồng độ) của nó giảm d ần theo chi ều cao c ủa buồng đốt. + Phần Cyclon: Cyclon là một bộ phận dùng để thu các hạt than chưa cháy hết trở lại buồng đốt tạo thành một vòng tuần hoàn. Cyclon ở lò TSTH khác với lò tầng sôi thông thường, khói thải sau khi ra kh ỏi bu ồng lửa còn l ẫn các h ạt ch ưa cháy hết sẽ được phân ly qua bộ Cyclon và được đưa trở lại buồng đ ốt thành 1 vòng tuần hoàn để cháy kiệt. Phần khói nóng sẽ tiếp tục đưa qua các b ộ trao đ ổi nhiệt phần đuôi lò, qua hệ thống lọc bụi và được thải ra ngoài qua ống khói. • Các ưu điểm của lò CFB: - Lò CFB cho phép đốt được các loại nhiên liệu khó cháy, thành ph ần nhiên liệu có thể thay đổi trong dải rất rộng, hàm lượng lưu huỳnh trong than cao mà vẫn đảm bảo được các Tiêu chuẩn về môi trường. - Than không cần có độ mịn cao như lò than phun. NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ - Công nghệ đốt phù hợp với cả loại than xấu có nhiệt trị thấp, hàm l ượng chất bốc thấp, phù hợp với đặc tính của than antraxit. - Do than cháy ở nhiệt độ không cao (khoảng 850oC) nên lượng NOx tạo thành trong buồng lửa ở mức rất thấp so với công nghệ lò than phun truy ền thống. Vì vậy, với các tiêu chuẩn môi trường hiện hành, không c ần ph ải l ắp đ ặt bộ khử NOx đắt tiền trên đường khói thải của lò hơi. - Khử SO2 trực tiếp ngay trong buồng đốt và hiệu quả khử đạt rất cao nh ờ s ử dụng đá vôi làm phụ gia trong quá trình đốt, vì v ậy cũng không c ần ph ải l ắp b ộ khử SO2 đắt tiền trên đường khói thải của lò hơi. - Nhiệt độ trong buồng đốt thấp và được kiểm tra chặt ch ẽ nên ngăn cản được quá trình tạo xỉ và liên kết tro. - Lò có dải điều chỉnh phụ tải rộng từ 50 đến 100‰ mà không cần ph ải sử dụng dầu đốt kèm. - Lò tầng sôi tuần hoàn than cháy kiệt hơn nên hàm lượng các bon trong tro thấp hơn lò than phun thích hợp h ơn cho ng ười s ử dụng trong công nghi ệp nh ất là vật liệu xây dựng. Trước đây, do lò tầng sôi tuần hoàn là loại mới có công suất còn hạn chế và giá thành thường cao hơn so với lò than phun có công su ất t ương đ ương nên không phổ biến áp dụng. Tuy nhiên, với các yêu cầu khắt khe v ề môi tr ường hiện nay và với sự phát triển của công ngh ệ CFB thì lò t ầng sôi tu ần hoàn ngày càng được áp dụng rộng rãi hơn và có chi phí thấp hơn lò than phun khi lò than phun phải lắp các bộ khử NOx và SOx trên đường khói. 3.5. Lò hơi đôt dâu, khí ́ ̀ NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Hinh 8: Lò hơi đôt dâu ̀ ́ ̀ ́ ̣ a. Câu tao: Thân nồi hơi được bảo ôn cách nhiệt kèm cầu thang, sàn thao tác, ống khói. Thiết kế và chế tạo theo TCVN 6413(1998) và ISO5730(1992) Vật liệu: Thép tiêu chuẩn Mỹ-ASTM-A515GR60, ống sinh hơi là loại ống thép không hàn chịu áp lực C20, thân lò hơi được gia công cu ốn, ép, mi ết trên dây truyền hiện đại của Bordini(Italia) và được hàn tự động trên máy hàn tự đ ộng LINCOLN- Mỹ. 100% các mối hàn trên thân nồi hơi đều được ch ụp siêu âm, lò hơi được bọc bảo ôn bằng bông thuỷ tinh, ngoài bọc Inox hoặc nhôm dày. Có nhiều dạng buồng đốt với nhiều loại vùi phun khác nhau, tùy thu ộc vào lo ại dầu, vào hình dạng, kích thước buồng lửa và bề mặt truyền nhiệt cũng như phương pháp vận hành.Khi thiết kế buống lửa phun dầu cần chú ý những yêu cầu sau: Có thể phun dầu bằng các hạt rất mịn với lượng gió ít nhất, áp suất thấp nhất. Dễ dàng hỗn hợp bụi dầu với không khí nhanh nh ất, tri ệt đ ể v ới không khí th ừa nhỏ nhất. Đảm bảo nhiệt độ buồng lửa đủ cao ít nhất cũng ph ải lớn h ơn nhi ệt độ b ắt l ửa của dầu, khoảng trên 580 độ C NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Cấu tạo đơn giản, dễ dàng chế tạo, sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa, dễ dàng điều chỉnh và điều chỉnh được trong phạm vi công suất lớn. b. Nguyên lý lam viêc: ̀ ̣ Dầu được phun vào buồng lửa thành những hạt bụi nh ỏ bằng kho ảng 10 đ ến 200μm, đường kính hạt dưới 50μm chiếm trên 80%, dưới 20μm chiếm khoảng 5% thì quá trình cháy tốt.Cơ chế quá trình cháy dầu khá ph ức tạp, cách lý gi ải chưa thống nhất có thuyết "ô xy hóa" và thuy ết "phân h ủy nhi ệt" nh ưng k ết qu ả cuối cùng thì như nhau, đều là tạo thành khí CO2 và H20 và cũng đều cho rằng hiệu quả quá trình cháy phụ thuộc thuộc rất nhiều vào đ ộ min c ủa h ạt d ầu, h ạt càng mịn thì bắt cháy càng nhanh và cháy càng ki ệt.Do v ậy vi ệc phun d ầu thành bụi là 1 quá trình hết sức quan trọng.Có th ể phun dầu b ằng b ơm c ơ khí, cũng có thể phun bằng không khí ném hoặc hơi nước.Tuy cách phun khác nhau,nh ưng quá trình cháy cơ bản giống nhau. Khi hạt dầu được phun vào buống lửa đang vận hành ở nhiệt độ cao, sẽ nh ận nhiệt sấy nóng rồi bốc hơi.Hơi dầu khuếch tán từ trong hạt dầu ra ngoài,trong khi đó thì ô xy khuếch tán theo chiều ngược lại,từ ngoài cho đ ến m ặt h ạt dầu.Khi chúng gặp nhau đến nhiệt độ đủ cao sẽ cháy và tạo thành m ặt ng ọn lửa. Với những hạt dầu lớn,do có tốc độ tương đối giữa h ạt nguyên li ệu và không khí nên mặt ngọn lửa có hình dạng ngòi bút lông.V ới những h ạt d ầu m ịn, không có tốc độ tương đối giữa hạt dầu và không khí nên mặt ngọn lửa h ầu nh ư có hình cầu đồng tâm với hạt dầu.Nếu phun dầu bằng h ơi nước, vì hơi nước truyền nhiệt nhanh nên hạt dầu bốc hơi nhanh, dễ hỗn h ợp với không khí nên quá trình cháy nhanh,tương tự như quá trình đốt nhiên liệu khí. II. VÂN HANH LÒ HƠI ̣ ̀ 1. Khai niêm chung về vân hanh lò hơi ́ ̣ ̣ ̀ Vận hành lò hơi là công việc thao tác, điều khiển ph ức tạp theo đúng quy trình. Quy trình vận hành ghi rõ các thông số của lò hơi, nước, khói, không khí theo công suất định mức, công suất tối đa, tối thiểu, trung gian và độc lệch cho phép của các thông số đó. Nhiệm vụ của công tác vận hành lò hơi là đảm bảo sao cho lò h ơi làm vi ệc ở NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ trạng thái kinh tế, an toàn nhất trong một th ời gian lâu dài. C ụ th ể không nh ững trong quá trình vận hành lò hơi phải không để xảy ra sự cố, mà còn ph ải đảm bảo lò hơi làm việc có hiệu suất cao nhất và tương ứng lượng than tiêu hao để sản xuất ra 1kg hơi nhỏ nhất. Các thông số hơi của lò nh ư : áp suất, nhi ệt độ hơi quá nhiệt phải giữ cố định và chỉ thay đổi trong một phạm vi giới hạn tương đối nghiêm khắc. 2. Cac chế độ vân hanh lò hơi ́ ̣ ̀  Chế độ định mức: lâu dài, theo thiết kế.  Chế độ thay đổi: do điều kiện vận hành thay đổi => c ần hi ệu ch ỉnh cho phù hợp.  Chế độ ổn định: điều kiện vận hành ổn định, dao động nhỏ (có th ể khác/hoặc giống thiết kế)  Chế độ quá độ: một hoặc một số thông số vận hành bị biến đổi. Cần biết cách điều chỉnh các thông số khác tương ứng, hợp lí.  Chế độ dừng lò và chế độ khởi động lò là 2 trường h ợp đặc biệt của chế độ quá độ, sẽ nghiên cứu riêng. 2.1 Thay đổi chế độ cung cấp không khí Hệ số không khí thừa tối ưu: αont = f(D…) , xác định nhờ các thí nghiệm hiệu chỉnh. Thực tế vận hành: α’’ = αont (do nhiều nguyên nhân: không theo dõi, do lọt ngoài dự kiến, do không có lực lượng hiệu chỉnh kịp thời..) Sự thay đổi không khí vào buồng lửa sẽ làm thay đổi đ ặc tính c ủa lò hơi. Ban đầu, nếu α tăng, nhận thấy: o Thể tích khói tăng, nhiệt độ cháy lí thuyết giảm, nhiệt độ khói cửa buồng lửa giảm, nhưng nhiệt độ khói trong các bộ trao đổi nhi ệt phần đuôi (quá nhiệt đối lưu, hâm, sấy) đều tăng => tổn hao theo khói q 2 tăng NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ o Thể tích khói tăng, tốc độ tăng, thời gian lưu tại buồng l ửa giảm => tổn hao q4 tăng => hiệu suất lò hơi η giảm o Thể tích khói tăng, tốc độ tăng, hệ số trao đổi nhiệt đối lưu tăng => đẩy mạnh quá trình trao đổi nhiệt => nhiệt độ h ơi quá nhi ệt & nhi ệt độ không khí nóng tăng Tiếp tục tăng α lên cao hơn nữa, nhận thấy: o Nếu quá nhiều không khí, nhiệt độ khói giảm và do đó nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm. Nếu α giảm (nhỏ hơn hệ số không khí thừa tối ưu), nhận thấy: o Thể tích khói giảm => tổn hao theo khói q2 giảm o Tuy nhiên, sự giảm q2 không bù đắp được sự tăng cháy không hoàn toàn về hóa và cơ (q3 + q4) => Hiệu suất giảm o Nhiệt độ cháy lí thuyết tăng, gây đóng xỉ  không cho phép vận hành thiếu không khí vì rất nguy hại. Ngoài vấn đề trên, còn cần lưu ý đến quá trình tái tu ần hoàn khói (đi ều chỉnh nhiệt độ hơi, nhiệt độ lò, chống đóng xỉ) , độ lọt không khí lạnh vào đường khói, sự cấp không khí vào lò, chế độ phân phối khí và t ổ chức khí động trong buồng lửa. 2.2 Thay đổi nhiệt độ nước cấp Nhiệt độ nước phụ thuộc vào các bình gia nhiệt, khử khí, lưu lượng hơi trích (từ tuabin), độ bám bẩn và lưu lượng nước cấp. Ở cùng công suất tuabin, nước cấp tăng thì nhiệt độ nước cấp giảm Ở tổ lò máy vận hành theo khối: công suất tổ máy tăng thì nhi ệt độ nước cấp tăng. Trường hợp B = const, tnc = var: o Nhiệt độ nước cấp giảm => nhiệt độ khói thải giảm => tổn hao theo khói q2 giảm, hiệu suất lò hơi tăng o Nhiệt độ khói giảm => nhiệt độ không khí nóng giảm => nhiệt độ cháy lí thuyết giảm => nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa giảm & NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ bức xạ trong buồng lửa giảm. Phần nhiệt dùng cho sinh hơi gi ảm trong khi lượng nhiệt cần cho quá trình hóa hơi lại tăng lên. o Tuy nhiên, vì hiệu suất chung của lò tăng, ch ứng tỏ: nhiệt h ấp thu ở bề mặt đốt phần đuôi tăng rõ rệt. D giảm mà nhiệt lượng trao đổi ở bộ quá nhiệt ít thay đổi => nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng. Trường hợp D = const, tnc = var: o Nhiệt độ nước cấp giảm, nhiệt cần cung cấp cho quá trình hóa hơi tăng, cần tăng thêm nhiên liệu B o B tăng, phụ tải nhiệt tăng, nhiệt sinh ra trong buồng lửa tăng, trong khi D = const => nổ ống và đóng xỉ. o Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa tăng, lưu lượng khói tăng s ẽ làm nhiệt độ hơi quá nhiệt và nhiệt độ nước ra khỏi bộ hâm. o Với bộ sấy không khí: quá trình giảm nhiệt độ do nhiệt độ nước cấp thấp được bù trừ bởi quá trình tăng nhiệt độ do nhiên li ệu tăng => nhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt đ ộ khói th ải không đổi. Tổn thất theo khói không đổi. 2.3 Thay đổi phụ tải (công suất lò hơi) D thay đổi, B thay đổi, chế độ cháy, trao đổi nhiệt thay đổi, để tối ưu cần thay đổi cả α Tăng D, cần tăng B => Nhiệt độ khói, không khí nóng, hơi, nước tăng, tổn thất q2 tăng. 2.4 Thay đổi nhiên liệu: Gồm Qlvt ; Alv ; Wlv ; Vb ; cốc Thay đổi nhiệt trị Qtlv Qtlv giảm nói chung,nhiệt độ cháy, nhiệt độ ra khỏi buồng lửa, nhiệt độ hơi quá nhiệt nước, không khí nóng, khói thoát đều gi ảm, q 2 giảm nhưng vì q4 tăng nên về hiệu suất chung cũng ít thay đổi. Nếu Qtlv giảm mà B = const thì D giảm. Để duy trì ph ụ tải nhiệt, cần tăng B => tăng tro, ẩm trong khói (giảm Q tlv chủ yếu do thành phần tro, ẩm) => giảm hiệu suất lò hơi và ảnh hưởng xấu đến quá trình ho ạt động của lò hơi, hệ thống sấy- nghiền nhiên liệu. NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ 2.5 Thay đổi độ tro: Alv Alv tăng –› Q giảm –› (nhiệt độ cháy lí thuy ết, nhiệt độ khói, h ơi…) đ ều giảm. Tuy q2 giảm nhưng q4 tăng nhiều hơn nên hiệu suất là hơi giảm. Muốn đảm bảo phụ tải, phải tăng B. khi đó lượng tro trong khói tăng, tăng bức xạ cảu thành phần chất rắn trong buồng lửa, tăng đóng xỉ. Lượng tro trong khói tăng: tăng mài mòn, tăng bám bẩn, giảm h ấp thụ nhiệt –› giảm η Ngoài ra, A tăng, B tăng, chi phí nghiền, vận chuy ển than, tro, x ỉ, hao mòn thiết bị tăng, tuổi thọ giảm. 2.6 Thay đổi độ ẩm Wlv Wlv tăng –› Q ↓ , một phần Q tiêu hao cho quá trình bốc hơi: W → q4↑ và η↓ Để D = const, khi Wlv tăng, cần tăng B → T (hơi quá nhiệt, nước hâm, không khí…) ↑ 2.7 Thay đổi chất bốc: Vlv 3. Cac chỉ tiêu kinh tế kỹ thuât vân hanh lò hơi ́ ̣ ̣ ̀ 3.1. Chỉ tiêu kinh tế • Để đánh giá mức độ sử dụng công suất của lò hơi Dtb so với nhu c ầu s ử dụng đồng thời nhiệt hoặc hơi cực đại Dmax, người ta gọi là h ệ s ố t ải trọng hoặc hệ số dự trữ của lò hơi. • Để đánh giá thời gian sử dụng lò hơi trong năm, người ta dùng khái niệ m về hệ số sử dụng của thiết bị: NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Trong đó: Qnăm - lượng nhiệt hoặc hơi sản xuất trong năm; 8760 - là số giờ trong năm = 24 giờ × 365 ngày. • Hiêu suât lò hơi: ̣ ́ • Chỉ tiêu về tiêu hao nhiên liêu: ̣ (g/kWh) • Giá thanh san xuât hơi ̀ ̉ ́ ́ (VND/Tân) G = Gcđ + Gtđ Giá thành cố định gồm: lương, vốn đầu tư thiết bị, bảo dưỡng và sửa chữa… Giá thành thay đổi gồm: chi phí về nhiên liệu, nước, đi ện, nguyên v ật li ệu phụ… 3.2. Cac chỉ tiêu kỹ thuât ́ ̣ • Hệ số sử dung thời gian săn sang: ̣ ̃ ̀ Trong đó: zlv - là số giờ trong một năm = 8760 giờ; zss - tổng thời gian làm việc và thời gian dự phòng. NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ Thời gian làm việc của lò hơi trong một năm có thể đạt 8550 giờ, th ời gian s ẵn sàng 7700 ÷ 8300 giờ. Giá trị của Kss có thể đạt 91 ÷ 99%. • Hệ số khai thac công suât đinh mức: ́ ́ ̣ Trong đó: Dn - lượng hơi sản xuất trong một năm (T/năm) = Dtb. zlv; Dtb - sản lượng hơi trung bình sản xuất trong 1 giờ (T/h); Dđm - sản lượng hơi định mức (T/h); Zn - số giờ trong một năm = 8760 giờ. 4. Giai phap nâng cao hiêu quả kinh tế trong vân hanh lò hơi ̉ ́ ̣ ̣ ̀ 4.1. Giải pháp quản lý kỹ thuật và tổ chức vận hành Mục tiêu chủ yếu của các giải pháp quản lý kỹ thuật và tổ chức vận hành là đảm bảo cho các thiết bị công nghệ luôn ở trong trạng thái tốt nh ất v ề kỹ thu ật, đáp ứng các yêu cầu của nhà chế tạo, sẵn sang làm việc với độ ổn định và tin cậy cao. Các giải pháp chủ yếu là: - Đào tạo nâng cao trình độ của cán bộ vận hành. Người vận hành phải nắm vững cơ sở lý thuyết và thực tiễn của các quá trình công nghệ phức tạp xảy ra trong thiết bị và điều khiển thành thạo các hệ th ống thiết bị đúng quy trình vận hành; - Tổ chức kiểm tra giám sát các chỉ tiêu kỹ thuật vận hành kịp thời phát hiện những biến động và xác định nguyên nhân gây ra các biến động bất thường chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị để có giải pháp khắc phục kịp thời; - Xây dựng kế hoạch và đảm bảo thực hiện nghiêm túc quy trình duy tu bảo dưỡng thiết bị công nghệ nhằm đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất của thiết bị công nghệ. NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉
CHUYÊN ĐÊ: VÂN HANH KINH TẾ LÒ HƠI ̀ ̣ ̀ 4.2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu  Hiệu suất lò và vận hành kinh tế Theo cân bằng thuận: Tỷ lệ % giữa nhiệt hữu ích/ nhiệt đưa vào lò: ηtho = 1/B[D(iq.nh – in.c) + Dq.nh.tg(iraq.nh.tg – ivaoq.nh.tg) + Dnx(i’ – in.c)/BQttp Theo cân bằng nghịch: 1 – q2 – q3 – q4 – q5 – q6 Giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế vận hành lò hơi: - Đảm bảo vận hành buồng đốt tối ưu: - Buồng lửa cần được vận hành sao cho quá trình cháy nhiên liệu xảy ra hoàn thiện nhất. Ngọn lửa nằm đúng giữa tâm buồng đốt và ở độ cao h ợp lý nhất. - Các bề mặt truyền nhiệt sạch, hệ số trao đổi nhiệt cao; - Hệ số không khí thừa đảm bảo ở tỷ lệ tối ưu, độ lọt khí vào buồng đốt trong giới hạn cho phép; - Khống chế nhiệt độ khói thoát ra khỏi buồng đốt trong giới hạn cho phép.  Vận hành kinh tế bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí: Bộ quá nhiệt làm việc ở chế độ khắc nghiệt (nhiệt độ h ơi nước bên trong cao, nhiệt độ khói bên ngoài lớn) nên dễ xảy ra sự cố khi vận hành. C ần duy trì nhiệt độ vách ống bộ quá nhiệt không lớn hơn giới h ạn cho phép. Vi ệc ki ểm tra thường thực hiện thông qua các điểm đo nhiệt độ hơi lắp sẵn trên một s ố v ị trí của dàn ống bộ quá nhiệt. Đảm bảo hệ thống điều chỉnh nhi ệt đ ộ h ơi quá nhi ệt hoạt động ổn định, tin cậy; Bộ hâm nước và bộ sấy không khí: Các dàn ống làm việc ở điều kiện nhiệt độ thấp, cho nên nhiệt độ kim loại thấp ít nguy hiểm. Vấn đề quan trọng c ần quan tâm là sự ăn mòn bề mặt ống do bụi trong khói th ải. Ngoài ra khi đ ốt nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao sẽ gây ra hiện tượng ăn mòn kim lo ại ở nhi ệt độ thấp (đặc biệt bộ sấy không khí). Nhiệt độ khói thải luôn phải giữ cao hơn nhiệt độ đọng sương khoảng 10oC. a) Giảm tổn thất lò hơi: • Giảm tổn thất do khói thải: NHOM 2 – Đ4 QUAN LÝ NĂNG LƯỢNG ́ ̉