Nồi hơi

Hiển thị tất cả 11 kết quả


Quá trình cháy nhiên liệu trong nồi hơi

Quá trình cháy nhiên liệu là quá trình phản ứng hóa học giữa các nguyên tố hóa học của nhiên liệu với oxi và sinh ra nhiệt, quá trình cháy còn là quá trình oxi hóa. Chất oxi hóa chính là oxi của không khí cấp vào cho quá trình cháy, chất bị oxy hóa là các nguyên tố cháy được của nhiên liệu. Sản phẩm tạo thành sau quá trình cháy gọi là sản phẩm cháy (khói). Quá trình cháy có thể xẩy ra hoàn toàn hoặc không hoàn toàn. Quá trình cháy hoàn toàn là quá trình cháy trong đó các thành phần cháy được của nhiên liệu đều được oxi hóa hoàn toàn và sản phẩm cháy của nó gồm các khí CO2, SO2, H2O, N2, và O2. Quá trình cháy không hoàn toàn là quá trình cháy trong đó còn những chất có thể cháy được chưa được ô xi hóa hoàn toàn. Khi cháy không hoàn toàn, ngoài những sản phẩm của quá trình cháy hoàn toàn trong khói còn có những sản phẩm khác: CO, CH4...

Nguyên nhân của quá trình cháy không hoàn toàn có thể là do thiếu không khí cho quá trình oxi hóa hoặc có đủ không khí nhưng không khí và nhiên liệu pha trộn không đều tạo ra chỗ thừa, chỗ thiếu không khí. Quá trình cháy nhiên liệu là một quá trình rất phức tạp bao gồm nhiều giai đoạn: sấy nóng, bốc hơi, sinh chất bốc, bắt lửa, cháy chất bốc và cốc, tạo xỉ. Giai đoạn sấy nóng và sinh chất bốc là giai đoạn chuẩn bị cho nhiên liệu bốc cháy, cần thiết phải có không khí nóng có nhiệt độ khoảng từ 150 đến 400 độ C để sấy nóng, bốc ẩm và bốc chất bốc khỏi nhiên liệu. Giai đoạn bắt lửa bắt đầu ở nhiệt độ cao hơn, khi nhiên liệu tiếp xúc với không khí nóng. Giai đoạn cháy chất bốc và cốc kèm theo quá trình tỏa nhiệt, nhiệt lượng này có tác dụng làm tăng nhiệt độ hỗn hợp để phản ứng oxy hóa cốc xẩy ra nhanh hơn, đây là giai đoạn oxi hóa mãnh liệt nhất. Giai đoạn kết thúc quá trình cháy là giai đoạn tạo thành tro và xỉ.

Chuẩn bị nhiên liệu để đốt trong lò hơi

Chuẩn bị nhiên liệu khí

Các khí thiên nhiên và khí nhân tạo được đốt trong buồng lửa nồi hơi. Các khí đốt có tính độc và dễ cháy nên khi kết cấu và vận hành các thiết bị sử dụng khí cần phải có biện pháp bảo vệ an toàn. Các công việc phải làm khi chuẩn bị nhiên liệu khí để đốt là dẫn khí đến buồng đốt và tiết lưu khí đến áp suất làm việc. Khí từ ống dẫn khí chính có áp suất bằng 0,7 ữ1,3MPa. Để giảm áp suất khí đến mức cần thiết ở vòi phun khí (0,13 - 0,2MPa) phải tiến hành tiết lưu trong phòng riêng để đảm bảo an toàn về nổ cháy và do ồn khi tiết lưu. Trong phòng tiết lưu khí thường đặt 3 đường ống dẫn khí và đặt các bộ điều chỉnh áp suất, trong 3 đường ống trên có một đường ống dự phòng. Ngoài ra người ta đặt đường ống dẫn khí đi tắt không qua bộ điều chỉnh. Bộ lọc khí được đặt trước xupap để làm sạch các tạp chất cơ khí có lẫn trong khí. Các xupap điều chỉnh sẽ giữ áp suất cần thiết của khí ở phía sau xupap. Để không xảy ra sự cố khi tăng áp suất phải đặt van an toàn trên đường ống dẫn khí. Thiết bị đo lưu lượng (lưu lượng kế) sẽ ghi lưu lượng khí đi qua phòng tiết lưu. Trên đường ống dẫn khí đến từng lò hơi phải đặt bộ điều chỉnh tự động và xupap cắt nhanh. Bộ điều chỉnh sẽ đảm bảo công suất nhiệt cần thiết của lò hơi ở bất kỳ thời điểm nào. Xupap cắt nhanh sẽ cắt việc cung cấp khí vào buồng lửa lò hơi trong trường hợp sự cố (giảm áp suất không khí ở vòi phun, ngừng động cơ điện kéo quạt khói hay gió,. . .)

Chuẩn bị nhiên liệu lỏng

Nhiên liệu lỏng được dùng để đốt trong lò hơi thường là dầu FO (Fuel Oil) hay còn gọi là mazut. Các công việc phải làm khi chuẩn bị nhiên liệu lỏng để đốt bao gồm: sấy nóng, tách khử các tạp chất cơ khí, phun thành sương. Trên hình 4.39 là sơ đồ hệ thống chuẩn bị FO để đốt trong nồi hơi. Tại bể chứa, FO được sấy nóng bằng hơi nước để đạt nhiệt độ 60 – 80 độ C nhằm giảm độ nhớt của dầu, tại bể chứa còn có việc tách nước ra khỏi dầu, nước sẽ lắng xuống phần dưới của bể (đáy bể) và được bơm hút thải ra ngoài. Dầu nhiên liệu (FO) từ bể sẽ theo đường ống dẫn và các bộ lọc dầu thô để đến bơm dầu. Khi ra khỏi bơm vào đường ống đẩy có áp lực, dầu được sấy trong bộ sấy dầu và được lọc lần thứ hai (lọc tinh). Tiếp đó dầu được bơm cao áp bơm đi với áp suất đến 3,5 - 4,5 MPa và sẽ được phun thành sương trong các vòi phun kiểu cơ khí đặt trên tường buồng lửa lò hơi. Để ngăn ngừa không cho dầu đông đặc lại trong ống phải cách nhiệt ống dẫn dầu thật tốt, có thể phải đặt ống dẫn hơi nước đi kèm ống dẫn dầu và bọc cách nhiệt chung cả hai ống dẫn này. Ngoài ra để dầu lưu động liên tục không dừng lại tránh đông đặc dầu trong ống phải đặt đường dầu hồi lưu (tái tuần hoàn) về lại bể chứa. Việc sấy dầu nhằm làm giảm độ nhớt của nó do đó dễ dàng lưu động, lọc sạch và phun thành sương. Có một số FO có độ nhớt rất cao và đông đặc ở nhiệt độ khá cao (20 - 40 độ C). Thông thường FO được sấy đến 70 ữ 900C tùy loại dầu. Đối với các loại FO có nhiều parafin phải sấy đến nhiệt độ cao hơn (đôi khi sấy đến 105 - 130 độ C). FO được sấy trong các thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt kiểu ống xoắn bằng hơi nước áp suất thấp (0,6-1,2MPa). Khi dùng hơi nước để phun FO thành sương thì bể chứa dầu đặt cao hơn vị trí vòi phun dầu một khoảng bằng 3 đến 7 mét.

Trao đổi nhiệt trong lò hơi

Trao đổi nhiệt trong thiết bị lò hơi bao gồm hai dạng là bức xạ và đối lưu. Trong phạm vi buồng lửa trao đổi nhiệt bức xạ là chủ yếu vì ở đây có bức xạ trực tiếp từ ngọn lửa có nhiệt độ cao đến các bề mặt truyền nhiệt bố trí trong buồng lửa, còn thành phần đối lưu ở đây không đáng kể do tốc độ của dòng khói nhỏ và do các ống sinh hơi bị tro bám bẩn nên có trở lực nhiệt lớn. Trong đường khói của lò hơi có cả trao đổi nhiệt đối lưu và trao đổi nhiệt bức xạ. Trong đường khói có bức xạ nhiệt là do có các khí ba nguyên tử và các hạt tro, hạt than bay theo khói, nhưng trao đổi nhiệt đối lưu là chủ yếu. Chính vì vậy các bề mặt truyền nhiệt đặt trong đường khói được gọi là bề mặt truyền nhiệt đối lưu.

Khả năng bức xạ của ngọn lửa

Dựa theo cường độ bức xạ trong vùng phổ thấy được người ta phân chia các dạng ngọn lửa sáng, nửa sáng, không sáng. Sự bức xạ của ngọn lửa sáng và nửa sáng là do các hạt ở thế rắn trong sản phẩm cháy, đó là các hạt cốc, hạt tro, hạt mồ hang. Sự bức xạ của ngọn lửa không sáng là do có các khí ba nguyên tử như SO2, CO2, H2O trong buồng lửa. Cường độ bức xạ của các hạt rắn trong ngọn lửa phụ thuộc vào kích thước các hạt, tính chất và nồng độ của chúng trong thể tích của buồng lửa. Sự bức xạ của các chất khí ba nguyên tử trong buồng lửa được xác đinh bởi nồng độ các chất khí này và bởi chiều dày của thể tích bức xạ.

Trao đổi nhiệt đối lưu

Bề mặt truyền nhiệt đối lưu thường có dạng chùm ống. Trong nồi hơi môi chất (hơi, nước, hỗn hợp hơi nước) chuyển động bên trong ống và khói chuyển động bên ngoài ống. Khói có thể bọc ngang hay bọc dọc chùm ống. ở bề mặt truyền nhiệt đối lưu thường dòng khói bọc ngang ống. ống được bố trí so le hay song song. ở bộ sấy không khí kiểu ống thì khói đi trong ống và không khí đi ngang bên ngoài ống. Khi thiết kế cấu tạo các bề mặt truyền nhiệt đối lưu của lò hơi phải xác định kích thước của bề mặt ấy và chọn hình dạng tối ưu của chùm ống. Khi đó phải kể đến các điều kiện xác định độ tin cậy, độ kinh tế và giá thành của toàn thiết bị. Các kích thước hình học của các bề mặt truyền nhiệt đối lưu được chọn từ những điều kiện trao đổi nhiệt, bám tro, mài mòn ống và tiêu thụ điện năng để khắc phục trở lực chuyển động của khói.

Bộ quá nhiệt trong nồi hơi

Vai trò và cấu tạo của bộ quá nhiệt

Bộ quá nhiệt là bộ phận để sấy khô hơi, biến hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt. Hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn, do đó nhiệt lượng tích lũy trong một đơn vị khối lượng hơi quá nhiệt cao hơn nhiều so với hơi bão hòa ở cùng áp suất. Bởi vậy khi công suất máy giống nhau nếu dùng hơi quá nhiệt thì kích thước máy sẽ nhỏ hơn rất nhiều so với máy dùng hơi bão hòa.

Cấu tạo bộ quá nhiệt

Bộ quá nhiệt thường được chế tạo gồm những ống xoắn nối vào các ống góp. Ống xoắn bộ quá nhiệt là những ống thép uốn gấp khúc có đường kính từ 32-45 mm. Để nhận được hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao (có thể đến 560 độ C), cần phải đặt bộ quá nhiệt ở vùng khói có nhiệt độ cao (trên 700 độ C). Khi đó nhiệt độ hơi trong ống và nhiệt độ khói ngoài ống của bộ quá nhiệt đều cao, yêu cầu các ống thép của bộ quá nhiệt phải được làm bằng thép hợp kim. Kích thước bộ quá nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ hơi quá nhiệt. Về cấu tạo, có thể chia thành 3 loại: Bộ quá nhiệt đối lưu: Bộ quá nhiệt đối lưu nhận nhiệt chủ yếu bằng đối lưu của dòng khói, đặt trên đoạn đường khói nằm ngang phía sau cụm pheston. Bộ quá nhiệt đối lưu dùng cho các lò hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt không vượt quá 510 độ C. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ: Bộ quá nhiệt nửa bức xạ nhận nhiệt cả bức xạ từ ngọn lửa lẫn đối lưu từ khói, được đặt ở cửa ra buồng lửa, phía trước cụm pheston và thường được dùng ở những lò có nhiệt độ hơi quá nhiệt khoảng 530-560 độ C. + Bộ quá nhiệt bức xạ: Bộ quá nhiệt bức xạỷ nhận nhiệt chủ yếu bằng bức xạ trực tiếp của ngọn lửa, được đặt ngay trong buồng lửa xen kẽ với dàn ống sinh hơi của hai tường bên. Đối với những lò có thông số siêu cao, nhiệt độ hơi trên 560 độ C thì tỷ lệ nhiệt lượng dùng để quá nhiệt hơi rất lớn, nhất là lò có quá nhiệt trung gian hơi, khiến cho kích thước bộ quá nhiệt rất lớn. Vì vậy phải đặt một phần bộ quá nhiệt vào trong buồng lửa để hấp thu nhiệt bức xạ nhằm giảm bớt kích thước bộ quá nhiệt.

Bộ hâm nước trong nồi hơi

Bộ hâm nước là gì?

Để tận dụng nhiệt thừa của khói sau bộ quá nhiệt nhằm nâng cao hiệu suất của nồi hơi, người ta bố trí thêm các bề mặt nhận nhiệt như bộ hâm nước, bộ sấy không khí, chúng còn được gọi là bộ tiết kiệm nhiệt.

Công dụng và phân loại bộ hâm nước

Nhiệm vụ của bộ hâm nước trong nồi hơi là gia nhiệt cho nước cấp đến nhiệt độ sôi hoặc gần sôi trước khi nước vào bao hơi. Theo nhiệm vụ có thể phân thành hai kiểu bộ hâm: Bộ hâm nước kiểu sôi và kiểu chưa sôi. Ở bộ hâm nước kiểu sôi, nước ra khỏi bộ hâm đạt đến trạng thái sôi, độ sôi có thể đạt tới 30%. Bộ hâm nước kiểu sôi có thể được chế tạo bằng ống thép trơn hoặc ống thép có cánh. Ở bộ hâm nước kiểu chưa sôi, nước ra khỏi bộ hâm nước chưa đạt đến nhiệt độ sôi. Bộ hâm nước kiểu chưa sôi có thể được chế tạo bằng thép hay bằng gang tùy theo thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu Khi tăng áp suất hơi thì phần nhiệt lượng để đun nước đến sôi tăng lên, do đó phần nhiệt lượng hấp thu trong bộ hâm nước phải tăng lên. Khi đó phải chế tạo bộ hâm nước kiểu sôi (đối vơi các lò trung áp, phần nhiệt lượng để sinh hơi chiếm khoảng 60% toàn bộ nhiệt lượng cấp cho nồi hơi).  

Bộ sấy không khí trong nồi hơi

Để tăng cường hiệu quả quá trình cháy, đảm bảo quá trình bốc cháy nhanh và cháy ổn định, không khí cấp vào lò cần được sấy nóng đến một nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ không khí nóng yêu cầu tùy thuộc vào loai nhiên liệu đốt. Nhiên liệu lỏng đã được sấy nóng bằng hơi đến khoảng 100 độ C và là loại nhiên liệu dễ bốc cháy, do đó không khí nóng không cần phải có nhiệt độ cao lắm, thường khoảng 150 độ C. Đối với các nồi hơi đốt than, không khí nóng còn có nhiệm vụ bốc ẩm trong than và sấy than do đó yêu cầu nhiệt độ khá cao, khoảng từ 250 đến 400 độ C. Lò đốt than trên ghi, do ghi lò tiếp xúc trực tiếp với các hạt than đang cháy đỏ có nhiệt độ cao, do đó không khí đi qua ghi ngoài nhiệm vụ cung cấp oxy cho quá trình cháy còn có nhiệm vụ làm mát ghi lò. Thông thường nhiệt độ không khí nóng qua ghi khoảng 150 độ C. Theo nguyên lý truyền nhiệt, có thể phân thành hai loại bộ sấy không khí: Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt và bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt. lò hơi tầng sôi Lò Hơi Bách Khoa - Chuyên gia lò hơi cho doanh nghiệp!