Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 PHẦN III THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 1. Chọn kiểu vòi phun : chọn vòi phun tròn với số lượng 6 vòi và được bố trí ở hai tường bên. 2. Thể tích buồng lửa V bl : Để xác định thể tích buồng lửa thì trước hết ta cần phải xác định nhiệt thế thể tích của buồng lửa bl lv ttt v V QB q .  W/m 3  v lv ttt bl q QB V .  m 3 Trong đó : B tt : Lượng nhiên liệu tiêu hao [kg/s] Q t lv : Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu Cũng như các thiết bị buồng lửa khác, buồng lửa phun phải đảm bảo cháy hoàn toàn nhiên liệu với hệ số  nhỏ nhất. Khói sinh ra trong buồng lửa phải được làm lạnh đến nhiệt độ để khi ra khỏi buồng lửa, tro bay theo khói không còn ở trạng thái chảy lỏng để có thể bám lại trên các bề mặt truyền nhiệt, tro sinh ra trong buồng lửa phải không ngừng được thải ra khỏi buồng lửa và không bám lên bề mặt đốt bức xạ. Tất cả các yếu tố trên chịu ảnh hưởng trực tiếp ở kích thước bề mặt hấp thụ nhiệt đặt trong buồng lửa và thể tích buồng lửa, thể hiện ở nhiệt thế thể tích q v . Khi bề mặt hấp thụ nhiệt bằng bức xạ trong buồng lửa quá bé, nhiệt độ khói thải ra khỏi buồng lửa sẽ lớn. Nếu nhiệt độ này lớn hơn nhiệt độ chảy của tro thì tro sẽ bám lại trên bề mặt hấp thụ nhiệt của buồng lửa phải chọn thoả đáng. Khi kích thước của buồng lửa càng lớn thì vốn đầu tư cho buồng lửa càng tăng, do khi ấy phải tăng chi phí cho việc bảo ôn, khung lò Vì vậy, để giảm giá thành của buồng lửa thì cần phải giảm V bl tới mức tối thiểu, nghĩa là phải chọn q v tới mức lớn nhất cho phép. Nhưng nếu q v quá lớn thì q 3 và q 4 sẽ tăng lên. Do đó, việc chọn q v phải dựa trên chỉ tiêu kinh tế là chính. Theo bảng 9-5 TBLH trang 152 ta chọn q v = 185.10 3 W/m 3 Ta có : 3 3 33 1087 3600.10.185 10.27424.4,26.10 mV bl  Thể tích buồng lửa giới hạn bởi mặt trong của các tường buồng lửa. Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 3. Xác định kích thước buồng lửa : Gọi a, b là chiều rộng và chiều sâu của buồng lửa. Theo tiêu chuẩn thiết kế : khi đặt vòi phun tròn ở tường bên thì a = m√D m = 1,3 : D = (200  670) t/h  ma 3,12 3600 10.320 3,1 3  Để đảm bảo chiều sâu của ngọn lửa khi đặt ở tường bên chọn a = 12,5; b = (67) D a  d ,  d  số dãy = 7.0,95.1,2 = 8 m Chọn b = 9m Kích thước phễu tro lạnh : độ nghiêng của phễu tro lạnh chọn bằng 55 0 , kích thước nhỏnhất của phễu tro lạnh phụ thuộc vào sản lượng lò hơi, cách thải xỉ, nồng độ tro bay, ở đây  = 1000mm 4. Cách bố trí vòi phun : Các vòi phun được đặt ở 2 tường bên, mỗi bên 3 vòi phun như hình vẽ + Khoảng cách từ trục vòi phun đến chỗ bắt đầu phễu tro lạnh x = 2000mm do D > 25 t/h h vp = x + 1400 = 3400 mm + Khoảng cách từ trục vòi phun ngoài cùng đến mép tường buồng lửa z = 2m + Khoảng cách giữa 2 trục vòi phun y = 2,5m Khi bố trí vòi phun ở 2 tường bên thì vùng chính giữa là vùng có dòng chuyển động với tốc độ lớn nhất, vùng chuyển động đi xuống ở sát 2 tường bên, vùng chân không có kích thước nhỏ ở phễu tro lạnh tạo nên 2 vùng chuyển động xoáy. Bố trí : mỗi tường bên đặt 3 vòi Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 phun xếp hình tam giác và phun thẳng vào tường đối diện. 5. Xác định diện tích buồng lửa : kết cầu buồng lửa như hình 3 a) Diện tích tường bên : F b =   5 1 i = F 1 + F 2 + F 3 + F 4 + F 5 = 87,32 m 2 F 1 = 1/2(0,442 + 9).3,2 = 15,1 m 2 F 2 = 1,3.8,732 = 11,35 m 2 F 3 = 1/2(8,732 + 9).1 = m 2 F 4 = 5.9 = 45 m 2 F 5 = 1/2(5 + 9) = 7 m 2 b) Diện tích tường trước : F t = (0,22 + 2,5 + 1,709 + 5 +1 + 1,3 + 6,4).12,5 = 226,6 m 2 c) Diện tích tường sau : F S = (0,22 + 3,2 + 1,3 + 1,035 + 5 + 1,709 + 2,5).12,5 = 187 m 2 d) Diện tích tường ở dãy pheston F P =  al p . = (0,22 + 1,3 + 3,2 + 1,035).12,5 = 71,94 m 2 e) Diện tích tường toàn buồng lửa : F = 2.F b + F t + F S + F P = 2.87,32 + 226,6 + 187 + 71,94 = 666,19 m 2 6. Thể tích buồng lửa theo kết cấu đã chọn : V = F b . a + Kiểm tra thể tích buồng lửa : Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 Ta có : %100. V VV bl  = 5,1091 10875,1091  .100% = 0,41 % chấp nhận giá trị này Kiểm tra chiều dài ngọn lửa L: L = ab + bc + cd = 4,5 + 5,3 + 4,9 = 14,7 > 10 m Vậy ta không cần thiết kế lại kết cấu buồng lửa. Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 1000 3 0 ° 5 5 ° 1 0 3 5 2000 1000 3200 442 839 500014001400 62,5 75x3 60 1300 AA 5000 Hình 3 Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 7. Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi và độ đặt ống trong buồng lửa : Chọn đường kính ống : d = 76mm d S = 1,05  1,25 Trong thiết kế này chọn như sau : d S = 1,25 Khoảng cách từ tâm ống đến tường e = (0,8 1) d + Tường bên : d e = 76 61 + Tường trước và tường sau : d e = 76 5,62 Để cải thiện quá trình cháy ở 4 góc buồng lửa, ta vát 4 góc tường buồng lửa như hình 3 - Số ống ở tường trước và sau : 1291 95 12380 n ống - Số ống ở mỗi tường bên : 88 95 )3,95(28875   n ống Gọi x là hệ số góc của dàn ống hay hệ số bức xạ hữu hiệu. Tra toán đồ, ta xác định được x như bảng 5 hay x = 1 - 0,2( d S - 1) = 0,95 Bảng 5 : Đặc tính cấu tạo của dàn ống sinh hơi S T T Tên đại lượng Kí hiệ u Đơ n Vị Tườ ng trước Tườ ng sau Tườ ng bên Phest on 1 Đường kinh ngoài của ống D mm 76 76 76 76 2 Bước ống S mm 95 95 95 95 3 4 Bước ống tương đối Khoảng cách từ tâm ống đến S/d E - mm 0,8 62,5 0,8 62,5 0,8 61 0,8 5 Hệ số góc dàn ống X - 0,95 0,95 0,95 1 6 Diện tích bề mặt bức xạ hữu hiệu H b x m 2 215, 3 177, 7 83 71,94 7 Số ống N Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 8 Tổng diện tích bề mặt bức xạ hữu hiệu h bx m 2 547,9 8. Tính truyền nhiệt buồng lửa : (bảng 6). Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 Bảng 6 - Tính truyền nhiệt buồng lửa STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Công thức tính hay cơ sở chọn Kết quả Ghi chú 1 Thể tích buồng lửa V bl m 3 Đã tính trước 1087 2 Diện tích bề mặt hấp thụ nhiệt bức xạ H bx m 2 Bảng 5 547,9 3 Độ đặt ống  - 18,660 9,547   bl bx F H 0,83 4 Hệ số bảo ôn  - Bảng 4 0,996 5 Hệ số không khí thừa sau dãy pheston  bl ” - Bảng1 9,2 6 Hệ số không khí lọt của buồng lửa  bl - Chọn 0,1 7 Hệ số không khí lot của hệ thống nghiền than  ng - Chọn (máy nghiền bi) 0,08 8 Nhiệt độ không khí nóng t n KK o C Yêu cầu thiết kế 350 9 Enthalpi của không khí nóng I n kk KJ/Kg Bảng 3 (I - ) 2843,21 10 Nhiệt độ không khí lạnh t l kk o C Yêu cầu thiết kế 30 11 Enthalpi của không khí lạnh I l kk KJ/Kg Bảng 4 344,74 12 Hệ số không khí thừa của bộ sấy không khí  S ’’ -  bl -  bl -  ng = 1,2 -0,1 - 0,08 1,02 13 Nhiệt lượng không khí nóng mang vào buồng lửa Q n kk KJ/Kg  ” s I n kk + ( bl +  ng )I l kk 2962 Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 14 Nhiệt lượng thu được khi đốt 1 kg nhiên liệu Q tđ KJ/Kg 2962 100 5,0100 27424 100 100 3     n kk lv t Q q Q 30249,0 15 Nhiệt độ cháy lý thuyết  lt o C Bảng 3 với  = 1,2 2056 16 Chiều dày hữu hiệu lớp bức xạ của khói S m 18,660 1087 6,36,3  bl bl F V 5,9 17 Phân thể tích khí 3 nguyên tử r n - Bảng 2 0,212 18 Nồng độ tro bay trong khói  G/m 3 tc Bảng 2 15,95 19 Hệ số bám bẩn qui ước dàn ống  - Bảng (10-1)/TBLH 0,45 Bảng 6 - Tính truyền nhiệt buồng lửa(tiếp theo) STT Tên đại lượng Kí hiệu Đơn vị Công thức tính hay cơ sở chọn Kết quả Ghi chú 20 Hệ số hiệu chỉnh phụ tải nhiệt m - Chọn (T174/TBLH) 1 21 Độ đen ngọn lửa sáng a s - 0,8 22 Độ đen ngọn lửa không sáng a ks - 0 23 Độ đen ngọn lửa (đốt nhiên liệu rắn) a nl - 1-e -Kps 0,8 24 Độ đen dàn ống a do - Chọn (T172/TBLH) 0,82 25 Độ đen buồng lửa a bl - 45,0.82,0)8,01(8,0 8,0.82,0 )1( .82,0     nlnl nl aa a 0,75 Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 26 Vị trí tương đối giữa điẻm cao nhất và điểm thấp nhất của ngọn lửa  - 143,11 4,3  bl vp H h 0,3 27 Hệ số phụ thuộc vào vị trí tương đối của điểm có nhiệt độ cực đại m - A - BX = 0,59 - 0,5.0,3 0,44 28 Nhiệt độ khói ra sau buồng lửa ’’ bl o C ’’ bl = t 1 - (50100) ( 1150) 1100 29 Enthalpi của khói ở đầu ra buổng lửa I” bl KJ/Kg Bảng 3(tra ở ’’ bl = 1100 o c) 15235,09 30 Tỉ nhiệt trung bình của khói KJ/Kg. o C 11002056 09,1523530249 '' ''      lt lt bl tâ t IQ  15,7 31 Nhiệt độ khói đầu ra buồng lửa ’’ bl o C 273 1) 10.76,5 ( 6,0 38     CVB TaH M T Ktt lt blbl lt   1139 [...] .. . Đồ án môn học lò hơi Do chênh lệch nhiệt độ  100oC nên không cần tính lại Vậy, nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa là ”bl = 1139oC và ta có I”bl = 15235,09 KJ/Kg (tra bảng 3) Lượng nhiệt truyền bằng bức xạ của buồng lửa là : Qblbx = (Qtd - I”bl) = 0,996 (30249,0 - 15235,09) = 14954 KJ/Kg 15843,06 17316,53 14490,81 Trịnh Minh Thành – 00N1 Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – . lửa. Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 1000 3 0 ° 5 5 ° 1 0 3 5 2000 1000 3200 442 839 500014001400 62,5 75x3 60 1300 AA 5000 Hình 3 Đồ án môn học. Đồ án môn học lò hơi Trịnh Minh Thành – 00N1 PHẦN III THIẾT KẾ BUỒNG LỬA 1. Chọn kiểu vòi phun : chọn