ĐỀ TÀI: Tính toán thiết kế lò hơi công nghiệp sinh hơi bão hòa (đốt dầu FO)

Chia sẻ: Nguyen Quang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:59

Thêm vào BST

Báo xấu

1.078
lượt xem 279
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Với thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu là 1,4% ta có thể chọn sơ bộ nhiệt độ khói thải tk = 1600C (với nhiệt độ đọng sương là tđs = 135oC). Lượng không khí vừa đủ để đốt cháy một kg nhiên liệu: 30,0899.(0,375.)0,265.0,0333.0,0899.(84,20,375.1,4)0,265.11,50,0333.1,210,6243/.olvlvlvlvkkVCSHOmtckg

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: ĐỀ TÀI: Tính toán thiết kế lò hơi công nghiệp sinh hơi bão hòa (đốt dầu FO)

Luận văn Đề tài: Tính toán thiết kế lò hơi công nghiệp sinh hơi bão hòa (đốt dầu FO)
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang Chương 1 :TÍNH TOÁN LÒ HƠI ĐỀ TÀI: Tính toán thiết kế lò hơi công nghiệp sinh hơi bão hòa (đốt dầu FO) có các thông số sau: Thông số hơi : Áp suất : P = 5 bar - Sản lượng hơi : D = 5 Tấn/giờ - Nhiên liệu dầu mazut/(FO) có các thành phần : Clv = 84,2% ; Hlv = 11,5% ; Sclv = 1,4% ; Olv = 1,2% ; A = 0,1% ; W = 1,6%. Clv Hlv Sclv Olv Nlv A W 84,2% 11,5% 1,4% 1,2% 0,1% 1,6% 0% Với nhiệt độ nước cấp là tnc = 900C; nhiệt độ nhiên liệu tnl = 900C ; nhiệt độ không khí lạnh tkkl = 300C . GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 4
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang PHẦN I: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ HIỆU SUẤT CỦA LÒ Với thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu là 1,4% ta có thể chọn sơ bộ nhiệt độ khói thải tk = 1600C (với nhiệt độ đọng sương là tđs = 135oC). I.Thể Tích Không Khí Và Sản Phẩm Cháy.  Lượng không khí vừa đủ để đốt cháy một kg nhiên liệu: Vkk  0,0899.(C lv  0,375.S lv )  0,265.H lv  0,0333.Olv  o  0,0899.(84,2  0,375.1,4)  0,265.11,5  0,0333.1,2   10,6243m3tc / kg.  Chọn hệ số không khí thừa :   1,1 với (   1,1  1,15 )  Thể tích không khí thực tế đã đốt dầu FO: Vkk   .Vkk  1,1.10,6243  11,687m3tc / kg o  Thể tích sản phẩm cháy : Vk  VRO2  VN2  VH2O  (  1).Vkk o o Trong đó:  VRO2  0,01866.(C lv  0,375.S lv )   0,01866.(84,2  0,375.1,4)  1,58m3tc / kg  VN2  0,79.Vkk  0,008.N lv  o o  0,79.10,6243  0,008.0  8,39m3tc / kg.  VN2 = VN2 0 + 0,79. (  1).Vkk = 9,23 Nm3/ m3tc 0  VH2O  0,112.H lv  0,0124.Wlv  0,0161.Vkk  o o  0,112.11,5  0,0124.1,6  0,0161.10,6243  1,48m3tc / kg GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 5
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang  VH2O  0,112.H lv  0,0124.Wlv  0,0161. .Vkk  o  0,112.11,5  0,0124.1,6  0,0161.1,1.10,6243  1, 5m3tc / kg Vk  1,58  8,39  1,5  (1,1  1).10,6243  12,53m3tc / kg Suy ra V02  0,21.(  1).Vkk t 0 = 0,223 Nm3/ m3tc  Vkkhô = VRO  VN  V02  VCO t ( 22 - [3] ) 2 2 = 10,2 Nm3/ m3tc Bảng kết quả tính toán quá trình cháy VN2 0 VH 2O 0 V o kk VRO2 VN 2 VH 2O Vk Vkkhô Nm3/ m3tc Nm3/ m3tc Nm3/ m3tc Nm3/ m3tc Nm3/ m3tc Nm3/ m3tc Nm3/ m3tc Nm3/ m3tc. 10,6243 12,53 10,2 1,58 8,39 9,23 1,48 1,5 II.Entanpi Của Không Khí Và Sản Phẩ m Cháy: Entanpi của khói với 1kg nhiên liệu được xác định bởi công thức. Khi   1,1 ta có : I k  I ko  (  1).I kk ( KJ / kg ) o Trong đó : I ko : là entanpi khói lý thuyết khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu với   1 I k  VRO2 .(C p .tk ) RO2  VN2 .(C p .tk ) N2  VH2O .(C p .tk ) H 2O ( KJ / kg ) o o o  1,58.282,488  8,39.207,784  1,48.243,084  2549,4kJ / kg Với: Nhiệt độ tk (C.t)kk (C.t)RO2 (C.t)N2 (C.t)H2O (C.t)tro (oC) kJ/m3tc kJ/m3tc kJ/m3tc kJ/m3tc kJ/kg 160 208,724 282,488 207,784 243,084 134,28 I kk là entanpi không khí lý thuyết khi   1 o I kk  Vkk .(C p .t )kk  10,6243.1,3.30  414,35kJ / kg o o I k  2549,4  (1,1  1).414,35  2590,83kJ / kg Suy ra : GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 6
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang Tương tự ta tính toán ở các nhiệt độ khác nhau ta được bảng entanpi cho khói như bảng sau: (Bảng 1). Bảng 1 (Ct)kk (Ct)tro o (Ct ) RO (Ct ) N (Ct ) H O toC 2 2 2 o I k (kJ / kg ) I k (kJ / kg ) I kk (kJ / kg ) 3 3 3 3 (kJ/m tc) (kJ/m tc) (kJ/m tc) (kJ/m tc) (kJ/kg) 100 129,95 170,03 129,58 151,02 81 1582,3536 1381,159 1720,4695 200 261,24 357,46 259,92 304,46 169,8 3202,2056 2762,318 3478,4374 300 394,89 558,81 392,01 462,72 264 4865,9637 4143,477 5280,3114 400 531,2 771,88 526,52 626,16 360 6576,3132 5524,636 7128,7768 500 670,9 994,35 683,8 794,85 458 8500,43 6905,795 9191,0095 600 813,36 1224,66 804,12 968,88 560 10134,85 8286,954 10963,545 700 958,86 1431,07 947,52 1144,84 662,5 11928,043 9668,113 12894,8547 800 1090,56 1704,88 1093,6 1334,4 768 13870,614 11049,272 14975,5416 900 1256,94 1952,28 1239,84 1526,13 825 15776,055 12430,431 17019,0981 1000 1408,7 2203,5 1391,7 1722,9 985 17742,243 13811,59 19123,402 GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 7
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang Bảng 1 (tiếp theo) 1100 1562,55 2458,39 1543,74 1925,11 1092 19723,9 15192,749 21243,1747 1200 1718,16 2716,56 1697,16 2132,28 1212 21729,757 16573,908 23387,148 1300 1874,86 2976,74 1852,76 2343,64 1360 23763,366 17955,067 25558,8723 1400 2032,52 3239,04 2028,72 2559,2 1585 25977,444 19336,226 27911,0666 1500 2191,5 3503,1 2166 2779,05 1758 27876,213 20717,385 29947,9515 1600 2351,68 3768,8 2324,48 3001,76 1880 29959,731 22098,544 32169,5856 1700 2512,26 4035,31 2484,04 3229,32 2065 32060,865 23479,703 34408,8357 1800 2674,26 4304,7 2643,66 3458,34 2185 34169,243 24860,862 36655,3296 1900 2836,32 4573,98 2804,02 3690,57 2385 36288,471 26242,021 38912,6733 2000 3000 4844,2 2965 3925,6 2514 38418,586 27623,18 41180,904 2100 3163,02 5115,39 3127,32 4163,04 2640 40565,091 29004,339 43465,5249 2200 3327,5 5386,48 3289,22 4401,98 2762 42710,164 30385,498 45748,714 GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 8
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang III.Cân Bằng Nhiệt Lò Hơi Qdv  Q1  Q2  Q3  Q4  Q5  Q6 (kJ / kg ). Ta có :  i '  640,1(kJ / kg ) P  5bar   i ''  2749(kJ / kg ).  P  5bar  inc  377,12(kJ / kg )  tnc  90 C o Ta tính được nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu : Qth  339.C lv  1030.H lv  109(Olv  S lv )  25W lv  lv  339.84,2  1030.11,5  109(1,2  1,4)  25.1,6   40370,6(kJ / kg ) Nhiệt trị nhiên liệu được hâm nóng lên 90oC Qnl = Cnl.tnl = 1,965.90 = 176,85 kJ/kg Với Cnl = 1,74+0,0025tnl = 1,74+0,0025.90 = 1,965 kJ/kg.độ Nhiệt lượng đưa vào ứng với 1kg nhiên liệu Qdv  Qth  Qnl  40370,6  176,85  40547,45(kJ / kg ). lv IV. Các Tổn Thất  Tổn thất do khói thải mang đi Q2 q4 Q2  ( I k  I kkl )(1  )  I k  I kkl  100  2590,83  455,78  2135(kJ / kg ). I kkl   .Vkk .(ct )kkl  1,1.10, 6243.1,3.30  455, 78 kJ/kg o Q2 2135 Suy ra tổn thất q2  .100  .100  5, 27% Qdv 40547, 45 Với tổn thất về hóa học q3 = 1,5% ; tổn thất nhiệt do cơ học q4 = 0% ; tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh q5 = 1,8% cho nồi không có bề mặt đốt phần đuôi ; tổn thất nhiệt do tro, xỉ q6 = 0%. V.Hiệu suất của lò hơi: Hiệu suất toàn phần của lò hơi (Hiệu suất của lò hơi) - GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 9
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang   100  (q2  q3  q4  q5  q6 )   100  (5,27  1,5  0  1,8  0)  91,4% Hiệu suất buồng lửa ( Xét cho lượng nhiệt chứa trong dòng sản phẩm cháy từ - buồng lửa). bl    q2  90,4  5,27  96,7% Hiệu suất quá trình cháy (xét cho quá trình biến đổi hóa năng thành nhiệt - ch  bl  q5  96,7  1,8  98,5% VI.Tiêu hao nhiên liệu Nhiệt cấp có ích cho lò - 91,4.40547,45 Q1  .Qdv   37060(kJ / kg ). 100 Chọn hệ số xả lò p = 3% . Suy ra suất tiêu hao nhiên liệu B được tính : đối với dầu - D.(i '' inc ) Dx .(i ' inc ) B  Bt    Q1 Q1 5.103 (2749  377,12)  150(640,1  377,12)   321(kg / h) 37060 Các tổn thất ; % lv Qth Bt η(%) (kg/h) q2 q3 q4 q5 q6 kJ/kg 40370,6 5,27 1,5 0 1,8 0 91,4 321 Lượng tiêu hao nhiên liệu tính cho 1 tấn nhiên liệu : - Bt 321 Bt1    64,2kg / h 5 5 GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 10
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang PHẦN II: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC LÒ HƠI  Diện tích sơ bộ Với năng suất bóc hơi riêng phần D1= 45 ÷ 50 kg/m2.h,và năng suất bốc hơi toàn phần D=5T/h ta tìm ra diện tích cần sinh hơi F=D/D1. Chọn D1 = 50kg/m2.h Suy ra Tổng diện tích cần để sinh hơi: D 5000 2 F   100 m . D1 50 Vậy diện tích thiết kế sơ bộ là 100 m2 Nhiệt thế thể tích buồng lửa ta chọn theo kinh nghiệm trong khoảng 1800÷2300kW/m3 Để tiết kiệm không gian buồng lửa cũng như giảm giá thành vật tư chế tạo ta chọn giá trị nhiệt thế có giá trị 1900kW/m3 . Ta có Bt .Qthlv qv  =1900kW/m3. V Suy ra thể tích buồng lửa tính sơ bộ là : Bt .Qthlv 321.40370,6 V   1,89 m3. qv 1900.3600  Chiều dài ngọn lửa : Dựa vào đồ thị dưới đây ta chọn chiều dài ngọn lửa sơ bộ khoảng 3m Chiều dài ngọn lửa sẽ chiếm từ 75-80 % chiều dài cả ống lò ,vì vậy chiều dài ống lò trong trường hợp này chọn là 4 m. Ta tính được đường kính ống lò theo công thức sau : GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 11
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang d2 V  S .l  ( . ).l 4 4.V d   0, 78m  .l Thông số của ống lò : Chiều dài l (m) Đường kính d (m) 4 0,78  Xác định kích thước sơ bộ của lò :  Diện tích bức xạ trong buồng đốt : Fbx   .d .l  9,76 m2 Diện tích bức xạ này chiếm gần 10% tổng diện tích sinh hơi.  Diện tích dàn đối lưu :  Fdl   F  Fbx  90,24m2 Ta chọn loại ống có đường kính φ = 51mm theo tiêu chuẩn. Với lò hơi loại đốt dầu ta chọn loại có 2 pass khói và chiều dài mỗi pass ống bằng chiều dài ống lò là l = 4 m Tổng số mét chiều dài ống là : Fdl ldl   563, 22m  .d dl Tổng số ống sinh hơi đối lưu sơ bộ là : ldl n  140,8 ống. 4 Vậy số ống của mỗi pass trung bình sẽ là 70 ống. GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 12
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang Bảng kết quả tính toán kích thước cơ bản của lò THÔNG SỐ TÍNH TOÁN ĐƠN VỊ KẾT QUẢ STT Chiều dài buồng đốt . 01 mm 4000 Đường kính buồng đốt. 02 mm 780 m2 Diện tích bức xạ bề mặt trong 03 9,76 m2 Diện tích dàn đối lưu 04 90,24 Số ống sinh hơi đối lưu . Số ống 05 140 Số ống trên một pass . Số ống 06 70 Từ đây ta có thể phác thảo kích thước sơ bộ của lò với đầy đủ kích thước để kiểm tra GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 13
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang PHẦN III: TÍNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA Với chiều dài của buồng lửa Lbl = 4 m Đường kính của buồng lửa Dbl = 0,78m Diện tích toàn bộ buồng lửa :  . Dbl.Lbl =  . 0,78. 4 = 9,8 m2 Fv = Thể tích buồng lửa V0 chính bằng thể tích bên trong của hình trụ. Ta chọn : Thể tích buồng lửa : V0 = 1,89m3 Ta chọn bề mặt trong của ống lửa là loại lượn sóng có đường kính lượn dl = 150mm Vì vậy khi tính thể tích ống lửa ta tính theo đường kính trung bình chính là đường kính của ống lửa đã tính chọn ban đầu.Diện tích ta tính gần đúng theo đường kính buồng lửa đã tính chọn ban đầu. Chọn sơ bộ nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa là tbl  1200o C  Nhiệt lượng hữu ích tỏa ra trong buồng lửa 100  q3  q6 Q0  Qdv  Qk'  Qk [1] 100 Qk – nhiệt lượng do không khí mang vào lò khi có sấy sơ bộ bên ngoài, vì lò không có sấy không khí nên Qk = 0 Qk' - nhiệt lượng do không khí mang vào buồng lửa Qk   0   0   n  I 0 ''    0   n  I kkl ' [1]    0   n  I kkl  0, 05.455, 78  22, 79kJ / kg 100  1,5  Q0  40547, 45.  22,79  39962kJ / kg 100  Nhiệt lượng truyền lại cho buồng lửa với 1kg nhiên liệu Qbl    Q0  I bl   0,982  39962  23387,148  16277kJ / kg ''  Tổng nhiệt dung trung bình sản phẩm cháy của 1kg nhiên liệu GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 14
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang Q0  I bl''  VCm [1] ta  tbl '' Từ Q0 = Ia = 39962 kJ/kg = 9544,3 kcal/kg Tra bảng 1 ,suy ra : ta = 19460 C. Vậ y : 9544, 3  5586 VCm   5, 3kcal / kg.0 C 1946  1200  Hệ số bám bẩn bề mặt hấp thụ bức xạ quy ước, tính đến sự giảm hấp thụ nhiệt do làm bẩn bề mặt, được chọn theo bảng trang 46 ta được   0,9  Độ đen của buồng lửa 0,82.a ' a0  a '  1  a '  [1] Trong đó:  - độ dày đặc của dàn ống trong buồng lửa Hb  Fv Fv = 9,8 m2 – diện tích toàn bộ buồng lửa Hb – diện tích vách do dàn ống choáng chỗ Hb = Fv = 9,8 m2 a ' - độ đen hiệu dụng của ngọn lửa a'   .a  - hệ số phụ thuộc vào sắc thái của ngọn lửa, tra bảng trang 50 [1] ta được :  = 0,75 a - độ đen của môi trường buồng lửa a  1  e kps [1] p – áp suất của buồng lửa, chọn p = 1ata k – hệ số làm yếu tia bức xạ trong môi trường buồng lửa GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 15
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang 1200  273 " Tbl k  1,6  0,5  1,6  0,5  1,86 [1] 1000 1000 s – bề dày hiệu dụng của lớp bức xạ V0 1,89 s  3, 6  3, 6  0, 69m [1] Fv 9,8 kps = 1,86.1.0,69 = 1,29  a  1  e1,29  0,73 Vậy : a   .a  0,75.0,73  0,54 ' 0,82.0,54  a0   0, 47 0,54  1  0,54  .1.0,9  Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa [1] Ta tbl   273  " 0,6  1, 27.10 . .H b .ao .T  8 3  1 a   .Bt .VCm   1946  273   273  0,6  1, 27.10 .0,9.9,8.0, 47.(1946  273)  8 3 1     0,982.321.5,3  1182o C Như vậy, ta có: tk  tbl  tbl  1182  1200  18o C  50o C ' '' Do đó nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa sẽ là : tbl  1182o C " Tổng nhiệt lượng bức xạ trong buồng lửa : - Qb  Qo  I bl  39962  23001  16961kJ / kg " GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 16
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang IV.TÍNH TOÁN CÁC BỀ MẶT ĐỐI LƯU  TÍNH TOÁN SƠ BỘ DIỆN TÍCH TRUYỀN NHIỆT VÀ HỆ SỐ TRAO ĐỔI NHIỆT CHO DÀN ĐỐI LƯU -Nhiệt lượng mà nước nhận được từ dòng khói: Q1    I bl  I k   .I kkl  "  0, 982  23001  2590,83  (1,1  0, 05).455, 78    20557, 5kJ / kg -Nhiệt lượng do bề mặt đốt hấp thụ bằng bức xạ và đối lưu: k .F .t 1 Q  Q1  Q2  B Trong đó: B - lượng tiêu hao nhiên liệu, B = 321 kg/h F - diện tích trao đổi nhiệt trong buồng sinh hơi, m2 k – hệ số truyền nhiệt, kcal/m2h0C t - độ chênh nhiệt độ, 0C  Tính độ chênh nhiệt độ: Vì nước và khói trong lò hơi chuyển động vuông góc với nhau nên độ chênh nhiệt độ được xác định theo công thức sau: t   t .tnc 1 Trong đó: tnc - độ chênh nhiệt độ của sơ đồ chuyển động ngược chiều  t - hệ số chuyển đổi từ sơ đồ ngược chiều sang sơ đồ phức tạp hơn. tmax  tmin tnc  1 t ln max tmin tmax - hiệu số nhiệt độ lớn hơn của các môi chất trao đổi nhiệt tmax = 1182– 152 = 1030 0C GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 17
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang - hiệu số nhiệt độ nhỏ hơn của các môi chất trao đổi nhiệt tmin 160 – 90 = 70 0C tmin = 1030  70  tnc   3570 C 1030 ln 70 Để tìm  t ta phải tìm 2 tham số P và R: t2'  t2 152  90 ' ' +) P  '   0, 057 t1  t2 1182  90 ' t1'  t1'' 1182  160 +) R  ''   16,5 152  90 t2  t2 ' Dựa vào hình 6.18 1 , ta được:  t = 1 Vậy: t  1.357  3570 C  Hệ số truyền nhiệt k: 1 k 1   1 1  t v c 1 t v c  2 Trong đó: 1 và  2 - hệ số tỏa nhiệt từ khói cho vách ống và từ vách ống đến nước.  và  - bề dày và hệ số dẫn nhiệt của ống  t và t - lớp tro xỉ và muội trên bề mặt của ống  v và v - vách ống  c và c - lớp cáu trên bề mặt của ống Nhiệt trở của lớp tro xỉ  t / t gọi là hệ số làm bẩn  , tra bảng ta được:  = 0,015 Vì đốt dầu nên ta có thể bỏ qua nhiệt trở của lớp cáu trên bề mặt ống GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 18
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang Bề dày vách ống:  v = 3,2 mm Hệ số dẫn nhiệt của ống, ta chọn ống làm bằng thép 20K v = 38 kcal/m2h0C=159kJ/m2h0C  Tính 1 : Nhiệt độ trung bình của khói: tbl  tk 1182  160 " t1    6710 C 2 2 Nhiệt độ vách tính toán: tv = tb + 4.δong + 60 = 160 + 4.3,2 + 60 = 232,8 0C Tra phụ lục 5  4 “ Thông số vật lý của khói” ở nhiệt độ t1 = 6710C và tv = 232,80C, ta được: 1  0,373kg / m3 1  8,0745.102 W / m.K v1  107,85.106 m2 / s Pr1  0,612 , Prv  0,66 Chế độ chảy của khói trong lò hơi: 1.d  4 Re1  v1 Trong đó: 1 - vận tốc trung bình của dòng khói trong ống, chọn: 1 = 14 m/s d – đường kính trong của ống, d = 51 mm 14.0, 051  Re1   6620 107,85.106 2200 < Re1 < 104  Khói chuyển động trong ống ở trạng thái quá độ. Ta thấy: 0,25  Pr  . l  Nu1  K0 .Pr10,43 .  1   4  Prv  Tra bảng 8.3  4 với Re1 = 6620, ta được: K0 = 19 GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 19
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang l  78, 4  50 nên  l = 1 Vì tỉ số d 0 ,25  0, 612  Nu1  19.0, 612 .1  15,1 0,43 .   0, 66  Vậy: Nu1 .1 15,1.8,075.102  d1    23,9W / m2 K d 0,051 Vì nhiệt độ khói vào buồng sinh hơi cao nên ta phải xét đến bức xạ. Tổng hệ số tỏa nhiệt với bề mặt ngoài của ống: 1   d1  b1 Tính hệ số bức xạ  b1 Chiều dày hiệu dụng của lớp bức xạ: s1 s  2  2,96  1,85  4,81  7 Ta có: d ng d ng Vậy chiều dày hiệu dụng của lớp bức xạ được xác định theo công thức:   s s s  1,87. 1 2  4,1 .d ng  1,87.4,81  4,1 .0, 0542  0, 2653   d ng    4  P 2  rCO2 .P  0,125.1  0,125at CO  4 P 2O  rH2O .P  0,106.1  0,106at H P 2 .s  0,125.0, 2653  0, 03at.m CO PH2O .s  0,106.0, 2653  0, 028at.m Từ t1 = 6710C và tích P.s của CO2 , H2O, tra hình 11.9, 11.10 và 11.11  4 , ta được:   0,9  CO  0,08  H O  0,068 ; ; 2 2 Độ đen của khói được xác định:  k   CO   . H  0,08  0,9.0,068  0,1412 2O 2 Nhiệt lượng bức xạ trên một đơn vị diện tích: GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 20
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang  T1 4  Tv 4  v  1 qbx   k .   .5, 67    100   100   2   Độ đen bề mặt ống thép thông thường khoảng  v  0,8  0,85 , chọn bằng 0,85  671  273 4  232,8  273 4  0,85  1 qbx  0,1412.      5396, 25W / m .5, 67  2  100    2 100   qbx 5396, 25 b1    12,3W / m2 K t1  tv 671  232,8 Vậy: 1  23,9  12,3  36, 2W / m2 K 2  Tính Vì lượng nước được bơm vào rất nhỏ so với lượng nước trong lò hơi nên ta có thể lấy nhiệt độ trung bình của nước gần bằng với nhiệt độ nước trong lò. t2 = 1520C Tra phụ lục 7  4 ở nhiệt độ t2 = 1520C, ta được: 2  915kg / m3 2  68, 4.102 W / m.K v2  0,214.106 m2 / s Pr2  1,16 Chế độ nước chảy trong lò hơi: 2 .d Re2  v2 Trong đó: 2 - vận tốc trung bình của nước trong lò hơi, chọn: 1 = 1 m/s d – đường kính ngoài của ống, d = 54,2 mm 1.0, 0542  Re2   2,5.105 > 103 , nước chảy rối trong lò hơi 6 0, 214.10 GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 21
Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang Chùm ống bố trí so le ta có: 0 ,25  Pr  . . i Nu2  0, 40.Re .Pr 0,6 0,36 . 1   Prv  Vì góc va bằng 900 nên  = 1 Và  2 >> 1 ( vì một bên là khí, một bên là nước) nên nhiệt trở tỏa nhiệt về phía 0 ,25  Pr1  1 nước gần như không đáng kể, do vậy có thể xem    Prv  Nu2  0, 40.  2,5.105  0,6  699 ' Nu2 .2 699.68, 4.102 ' 2    8816.W / m2 K ' d ng 0, 0542 Chùm ống có 10 dãy ống, hệ số tỏa nhiệt trung bình của chùm ống được tính: 0, 6. 2  0, 7. 2  10  2   2 ' ' ' 2   8199W / m2 .K 10 Thay vào ta tính được: 1 k  23,35W / m2 .0 C  21,93kcal / m 1 0, 0032 1   0, 015  36, 2 38 8199 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của buồng hơi : Q.B 4909,84.321 F   201,3m2 k .t 21,93.357 lưu lượng khói G. G  Vk .Bt  12,53.321  4022m3 / h  1,12m3 / s GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 22