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: n sl =4, n ss =6 Tổng sô dãy ống n = n sl + n ss = 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 ( P qn = 3,9 4,4 MN/m 2 ) thì kiến nghị tốc độ hơi đi trong ống khoảng ( 1520) m/s (tương ứng với  = 250 235 kg/m 2 s ). 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. 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: f = 18,0 500.3600 10.320 .3600 3   D Số ống z = 130 )042,0( 4 14,3 18,0 4 22   d f ống. 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 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 7 5 2 64 1 3 8 9 3 2 1 1000 1920 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 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Màût càõt A - A A A THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 9 - Đặc tính bộ quá nhiệt cấp II STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Công thức hoặc cơ sở chọn So le Song song Ghi chú 1 Đường kính ngoài ống d mm Chọn 42x5 42x5 2 Số dãy ống dọc n d dãy Thiết kế 4 6 3 Số ống trong mỗi dãy ngang Z ống Chọn 64x2 64x2 4 Bước ống ngang S 1 mm Chọn 400 200 5 Bước ống dọc S 2 mm Song song: 6/)31100( 22 slss S  200 83,3 Sole= chọn 6 Bước ống ngang tương đối  1 mm S 1 /d 9,52 4,17 7 Bước ống dọc tương đối  2 mm S 2 /d 4,76 1,98 8 Khoảng cách từ tâm ống ngoài cùng đến vách S’ mm 0,5[ a- ( 1 2  z )]S 1 sl 100 100 9 Số ống trên đỉnh lò Chiều dài mỗi ống trên đỉnh Diện tích mỗi ống Hệ số tính đổi Diện tích toàn bộ bề mặt đốt trên đỉnh z L d H d A H đ ống m m 2 m 2 m 2 Chọn Do từ hình vẽ ð. d. l d chọn z. a. H d 2x64 2,2 0,29 0,75 21,1 2x64 1,1 0,145 0,75 13,9 10 Chiều dài mỗi ống chịu nhiệt khác Tổng diện tích bề mặt chịu nhiệt khác trên l k H k m 2 m 2 Đo từ hình vẽ z. ð. d. l k 4,582 77,3 12,1 204,3 11 Bề mặt chịu nhiệt của bộ quá H i qnII m 2 H. ð. d. l k 98.4 218,2 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI nhiệt cấp II 12 Toàn bộ diện tích bộ quá nhiệt cấp II H qnII m 2 ss qnII sl qnII HH  316,6 Bảng 9 - Đặc tính bộ quá nhiệt cấp II ( tiếp theo) STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Công thức Kết quả Ghi chú 13 Bước ống trung bình - Ngang S 1 tb Mm ss qnII sl qnII ss qnII sssl qnII sl HH HSHS   11 262 14 - Dọc S 2 ss Mm ss qnII sl qnII ss qnII sssl qnII sl HH HSHS   22 120 15 Tiết diện lưu thông của hơi f m 2 0,785. 2 tr d .z = 0,785.(0,032) 2 .128 0,103 16 Chiều dày hữu hiệu của lớp bức xạ s M (1,87. d d SS tbtb /)1,4 21   0,542 17 Chiều sâu của cụm ống L C M Chọn từ hình vẽ 8 1,1 18 Chiều sâu thể tích khói L K M Hình 8 1 19 Chiều dày hữu hiệu của lớp bức xạ của khói S’ M (L c + A.L k )/L c 1,45 A= 0,5 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Tiết diện đầu vào của đường khói ở cụm ống sole F’ sl m 2 5,2.12,6 - 0,042.3,6.32 60,7 Tiết diện đầu ra của đường khói ở cụm ống sole F’’ sl m 2 4,85. 12,6 - 0,042. 4. 32 55,7 Tiết diện trung bình của đường khói phần sole F sl m 2 ''' ''' 2 slsl slsl FF FF  58,1 20 Tiết diện đầu vào của đường khói ở cụm ống song song F’ ss m 2 4,6. 12,6- 0,042. 4,2. 64 46,7 Tiết diện đầu ra của đường khói ở cụm ống song song F’’ ss m 2 4,2. 12,6- 0,042. 4,2. 64 41,6 Tiết diện trung bình của đường khói ở phần song song F ss m 2 ''' ''' 2 ssss ssss FF FF  44 21 Tiết diện trung bình của đường khói đi ở bộ quá nhiệt F m 2 ss qnII sl qnII ss qnIIss sl qnIIsl HH HFHF   . 48,4 Bảng 10 - Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Công thức tính hoặc cơ sở chọn Kết quả Ghi chú CÂN BẰNG NHIỆT 1 2 3 1 Nhiệt độ khói trước bộ quá nhiệt cấp II ' qnII I o C ' qnII  = '' p  1090 1090 1090 2 ,1 '  qnII  2 Entanpi của khói trước ' qnII I KJ/kg Bảng 3 15199,7 15199,7 15199,7 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI bộ quá nhiệt cấp II 3 Nhiệt độ khói ra sau bộ quá nhiệt cấp II '' qnII  o C Giả thuyết 800 850 900 4 Entanpi khói ra sau bộ quá nhiệt cấp II '' qnII I KJ/kg Bảng 3 13879 14181 14487 5 Lượng nhiệt hấp thu bằng bxạ bộ quá nhiệt II bx qnII Q W Từ bảng phân phối nhiệt 2,74.10 6 2,74.10 6 2,74.10 6 6 Lượng nhiệt do khói truyền cho bộ quá nhiệt bằng đối lưu dl qnII Q W ).( ''' l KKqnIIqnIIqnIItt IIIB   11,7.10 6 9,06.10 6 6,36.10 6 7 Lượng nhiệt truyền tổng cộng c qnII Q W bx qnII Q + dl qnII Q 14,4.10 6 11,8.10 6 9,1.10 6 TÍNH TRUYỀN NHIỆT 8 Nhiệt độ hơi đầu vào bộ quá nhiệt cấp II ' qnII t o C ' qnII t = bh t 361 361 361 P=187 bar 9 Entanpi hơi đầu vào bộ quá nhiệt cấp II ' qnII i KJ/kg Bảng hơi nước 2481 2481 2481 10 Entanpi hơi đầu ra bộ quá nhiệt cấp II '' qnII i KJ/kg ' qnII i + D Q c qnII 2940 2867 2793 11 Nhiệt độ hơi đầu ra bộ quá nhiệt cấp II '' qnII t o C Tra bảng hơi quá nhiệt ở p=170 bar 492 468 443 12 Tỷ số chênh lệch nhiệt độ b t t   ' - 361850 4681090 ''' '''      qnIIqnII qnIIqnII t tt  439 682 489 695 539 704 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 10: Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II (tiếp theo) STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Công thức tính hoặc cơ sở chọn Kết quả Ghi chú 13 Độ chênh nhiệt độ trung bình t  o C )/ln(/)( '' bb tttt  552 586 618 14 Nhiệt độ trung bình của khói tb qnII  o C ''' ( 2 1 qnIIqnII   945 970 995 15 Nhiệt độ trung bình của hơi tb qnII t o C )( 2 1 ''' qnIIqnII tt  384,5 378 370,7 16 Thể tích riêng của hơi nước tb v M 3 /kg Bảng hơi nước 0,0138 0,0129 0,0118 17 Tốc độ trung bình của h tb  m/s 3600. 10 3 f vD tb 11,9 11,1 10,2 [...]... 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 ) THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 11 - Đặc tính cấu tạo của bộ quá nhiệt cấp I THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Tên đại lượng Đường kính ống Bước ống... 0,114 0,114 Toán đồ 0,114 Mn.n/m2 Bảng 10 - Tính truyền nhiệt bộ quá nhiệt cấp II(tiếp theo) STT 26 Tên đại lượng Lực hút khí 3 nguyên tử Kí hiệu Đơn vị KK Mn.n/m2 Công thức tính hoặc cơ sở chọn Toán đồ Ghi chú Kết quả 1,5 1,46 1,4 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 27 28 29 30 31 32 33 34 Hệ số làm yếu bức xạ khí 3 nguyên tử Hệ số làm yếu bức xạ bởi tro Lực hút của khói có chứa tro Hệ số bám bẩn phần so le Hệ... Bảng 2 0,064 0,064 0,064 Bảng 2 0,211 0,211 0,211 Bảng 2 2 3850 15,85 15,85 15,85 W/m2oC tb k  tb rH 2O rn   sl k m/s Toán đồ m/s g/m3tc W/m2oC 2o W/m C 1,163.Cz.Cs.Cvl.Xtc=1,163.0,88.1,18.0,98.52,5 62 62,7 63,9 Toán đồ THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI từ khói đến vách trong từng phần - So le 24 25 - Song song Hệ số trao đổi nhiệt trung bình Lực hút khí 3 nguyên tử W/m2oC 1,163.Cz.Cvl.Xtc=1,163.0,96.0,97.45,3... THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 2 3 4 5 6 hấp thụ của bộ quá nhiệt cấp I Nhiệt độ đầu vào của khói Enta npi đầu vào của khói Nhiệt độ đầu ra của khói Nhiệt độ khói trung bình Nhiệt độ đầu vào của ' ''  qnI =  qnII ' '' I qnI = I qnII '  qnI ' I qnI o 870 14303 C KJ/k g Bảng phân phối nhiệt ' '' 1/2(  qnI + qnII ) tb  qnI ' t qnI o o o 780 ' '' t qnI = t qnII ''  qnI 690 470 C C C THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI... cơ sở chọn 2o w/m 1,163.Cd.tc= C 1,163.0,92.320 0 10.Pn Mnm/ S m2 1 2 342 4 rn S '  0,28.0,21 0,04 4 Kk Mnm/ m2 Toán đồ (10-7) 0,95 K tr Mnm/ m2 Toán đồ (10-8) 0,12 ( K k rn  K tr  ) S ' 0,44 10KP Mnm/ S m2 Ghi chú Trị số 3 Toá n đồ THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 21 22 23 24 khói có chứa tro Hệ số  bám bẩn t n Độ chênh nhiệt độ dòng nghịc h t t Độ chênh nhiệt độ dòng thuận Độ t chênh nhiệt độ trung...THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 18 19 20 21 22 23 hơi nước Hệ số tản nhiệt từ vách đến hơi Tốc độ trung bình khói đi Thành phần thể tích hơi nước Thành phần thể tích khí 3 nguyên tử Nồng độ tro bay trong khói Hệ số tản nhiệt 1,163.Cd.âtc (Cd= 0,94 ) 3826 3800  qnI Btt v k  (1  ) 3600.F... quá nhiệt cấp I Nhiệt độ trung 8 bình của hơi Tốc độ trung 9 bình của khói Thàn h phần thể 10 tích hơi nước trong Nhiệm vụ thiết kế ' '' 1/2( t qnI + t qnI ) '' t qnI tb t qnI o o 570 520 C C tb Btt v k  qnI (  1) 3600 F 273 k  tb m/s Bảng 2 rH 2O 6,79 m/s 0,063 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 11 12 13 14 15 khói Thàn h phần thể tích khí 3 nguy ên tử Nồng độ tro bay trong khói Hệ số trao đổi nhiệt đối... MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 12 - Tính truyền nhiệt cho bộ quá nhiệt cấp I Tên ST đại T lượng Hệ số trao đổi nhiệt 16 từ vách đến hơi Lực hút 17 khí 3 nguy ên tử Hệ số làm yếu bức 18 xạ do khí 3 nguy ên tử Hệ số làm yếu 19 bức xạ do tro Lực 20 hút của Kí hiệu 2 Công thức tính Đơn vị hoặc cơ sở chọn 2o w/m 1,163.Cd.tc= C 1,163.0,92.320 0 10.Pn Mnm/ S m2 1 2 342 4 rn S '  0,28.0,21 0,04 4 Kk Mnm/ m2 Toán đồ. .. THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Đôi với cụm ống ở giũa Tên đại Kí Đơn Công thức tính hoặc STT đường khói lượng hiệu vị cơ sở chọn 15 Số dãy ống dọc ng dãy Chọn Diện tích bề .d.zg.Chọn lzg.A= Số ống trong mỗi 16 mặt hấp thụ Hdg z1g .0,042.108.2,1.1/3 19 m2 ống dãy nhiệt ở đỉnh ng z1g= 36.3 Tổng số ống trong 17 Chiều dài zg Đo từ hình vẽ ống toàn cụm ống g 20 phần ống l m Đo từ hình vẽ Chiều dài phần z còn... + 2,74.10 = 31,12.106 ,w Entanpi hơi đầu ra của bộ quá nhiệt cấp II '' ' i qnII  i qn  6  2481  31,12.10 6.3600  3170 KJ / kg 320.10 6 (tra bảng hơi nước với p = 108 bar ) 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 . nhiệt cấp II : bảng 10 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI 7 5 2 64 1 3 8 9 3 2 1 1000 1920 Hình 5 - Sơ đồ bộ quá nhiệt. 1 : Bộ quá nhiệt. bộ quá nhiệt cấp I 8 : Ống dẫn hơi 9 : Ống góp ra BQN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Màût càõt A - A A A THUYẾT MINH ĐỒ ÁN LÒ HƠI Bảng 9 - Đặc tính bộ quá nhiệt