Bộ Sấy Khơng Khí Kiểu Hồi Nhiệt Bộ Sấy Quay: - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Luận Văn - Báo Cáo >
3. Thạc sĩ - Cao học >

Bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt bộ sấy quay:

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.85 MB, 129 trang )

khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200711kềnh và nặng nề, sản xuất tiêu hao kim loại rất lớn, độ lọt không khí nhiều và dễ bám tro. Nhưng do khả năng chống mài mòn và mài mòn cao nên nó đượcsử dụng để chế tạo bộ sấy khơng khí cấp một hoặc một phần ở phía đầu vào bộ sấy cấp một khi đốt nhiên liệu nhiều lưu huỳnh, nhiên liệu rất ẩm và vớinhiệt độ khói thải thấp, hay để chế tạo bộ sấy khơng khí cấp hai hoặc phần đi ra của bộ sấy khơng khí cấp hai khi cần dùng khơng khí có nhiệt độ q cao.Trong các thiết bị đốt nhiệt độ khói thải ra khỏi lò còn rất cao trên 1000oC nên người ta thường dùng khói này để gia nhiệt khơng khí. Nhưng vì nhiệt độ khói rất cao nên đòi hỏi kim loại chế tạo phải là thép hợp kim chống gỉ.

I.3 Bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt bộ sấy quay:

Hiện nay trên thế giới cũng như tại một số nhà máy nhiệt điện chạy than tại Việt Nam cũng đã sử dụng khá rộng rãi bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệtdạng quayHình I-5. Bộ sấy khơng khí kiểu quay loại hồi nhiệtkhí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200712Thiết bị sấy nóng khơng khí hồi nhiệt kiểu quay rotary regenerative air heater thu giữ và sử dụng lại khoảng 60 nhiệt lượng thốt ra ngồi lò hơi,nếu khơng, năng lượng này sẽ bay đi mất theo đường ống khói. Với một nhà máy nhiệt điện chạy than công suất 500 MW, năng lượng sử dụng lại có thểlên tới khoảng 3,5.105kcal mỗi giờ, và nhờ sử dụng lại nhiệt lượng này, có thể giảm mức tiêu hao nhiên liệu khoảng 1.500 tấn mỗi ngày.Bộ phận chính của bộ sấy là một rôto quay với tốc độ chậm xung quanh trục đứng. Trên rơto có gắn các lá thép. Những lá thép này trong q trìnhrơto quay sẽ lần lượt khi thì tiếp xúc với khí nóng, khi thì tiếp xúc với khơng khí lạnh. Đường khói và đường khơng khí được bố trí ở hai phía cố định củabộ sấy và được ngăn bởi vách ngăn. Phần rôto khi đi qua đường khói sẽ được đốt nóng tới nhiệt độ của khói,lượng nhiệt tích luỹ này sẽ được truyền cho khơng khí khi rơto đi qua đường khơng khí, nhiệt độ của phần rôto này sẽ giảm xuống. Khi đi qua đường khói,các chi tiết của rơto sẽ có nhiệt độ bằng nhiệt độ của khói, nên khắc phục được hiện tượng ăn mòn ở nhiệt độ thấp trong đường khói. Khi đi qua phầnkhơng khí, do khơng khí khơng phải là mơi trường ăn mòn như khói, nên cho phép nhiệt độ của các chi tiết hạ xuống khá thấp. Đó cũng là ưu điểm chínhcủa bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt. Ngồi ra bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt còn có ưu điểm là kích thướcnhỏ gọn, suất tiêu hao kim loại nhỏ, trở lực đường khói và khơng khí khá bé. Khuyết điểm chủ yếu của bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt là lượng khơngkhí lọt vào trong đường khói khá lớn. Trong các cấu tạo cũ, khi khơng bảo đảm chèn kín tốt, lượng khơng khí lọt vào có thể lên tới 20. Ngay cả khichèn tốt, lượng khơng khí lọt cũng tới 10. Điều này làm cho lượng tiêu hao điện năng, cho việc thơng gió và tổn thất q2tăng lên. Ngoài ra việc thực hiện chuyển động quay trong điều kiện nhiệt độ cao làm cho cấu tạo phức tạp lênnhiều.khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200713Để khắc phục những khuyết điểm này, hiện nay trong nhiều trường hợp người ta đã dùng bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt nhưng khơng có rơto quaybằng kim loại mà bằng khối gạch chịu lửa cố định, chia làm hai phần, tiếp xúc định kỳ với khói và khơng khí nhờ một hệ thống van lá chắn đóng mở đườngkhói và gió. Để so sánh các loại bộ sấy khơng khí, người ta dùng các chỉ tiêu về kíchthước. Về trọng lượng và về giá thành, bộ sấy không khí bằng gang có cánh có kích thước cấu tạo lớn nhất và giá thành đắt nhất, sau đến bộ sấy khơng khíkiểu tấm, rồi đến kiểu ống. Bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt có chỉ tiêu nhỏ nhất. Qua các kết quả phân tích thực tế, người ta thấy so với bộ sấy khơng khíkiểu ống đường kính 40mm, bộ sấy khơng khí bằng gang nặng hơn 4 lần, dài hơn 2,5 lần và lượng tiêu hao điện năng cho việc thơng gió lớn hơn 4 lần.a b Hình I-6. Bố trí các bề mặt truyền nhiệt phần đi lòa Bố trí một cấp; b bố trí hai cấp 1,3 - Bộ sấy khơng khí cấp 1 và 2; 2,4 - Bộ hâm nước cấp 1 và 2khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện cơng suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200714Trong đường khói phần đi, bộ sấy khơng khí có thể bố trí theo dạngmột cấp hình I-6a hoặc 2 cấp xen kẽ nhau hình I-6b. Chọn kiểu kết cấu nào là tuỳ theo yêu cầu về độ gia nhiệt khơng khí nóng quyết định. Thơngthường, ở ghi lò, để bảo vệ ghi lò, nhiệt độ khơng khí nóng thường khơng q 150oC, chỉ khi đốt những ngun liệu rất nhiều tro và ẩm như than bùn, nhiệt độ khơng khí nóng mới tới 205oC, khi ấy chỉ cần bố trí bộ sấy khơng khí một cấp. Ở lò phun nhiệt nóng tới 400oC, có khi cao hơn. Để thu được nhiệt độ khơng khí nóng cao như vậy cần thiết phải đặt đầu ra của bộ sấy khơng khívào vùng nhiệt độ khói cao, nghĩa là bộ sấy khơng khí chia thành hai cấp. Nhưng thơng thường nhiệt độ khói đi ra khỏi bộ q nhiệt còn lớn hơn 600oC, nên để bảo vệ bộ sấy khơng khí, người ta thường đặt bộ sấy khơng khí cấp haivào giữa bộ hâm nước, có nghĩa là bộ hâm nước cũng được chia thành hai cấp.Hình I-7. Sự thay đổi nhiệt độ khói và mơi chất của các bề mặt đốt phần đi khi bố trí hai cấp∆ ∆khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200715Hình I-7 trình bày đặc tính thay đổi nhiệt độ của dòng khói và môi chất đi qua các bề mặt truyền nhiệt phần đi khi bố trí hai cấp. Các dòng mơi chấtđều được bố trí ngược dòng khói nên theo chiều giảm nhiệt độ dòng khói và theo chiều tăng nhiệt độ mơi chất. Độ tăng nhiệt độ của khơng khí lạnh nhanhhơn độ giảm nhiệt độ của khói, còn đốt với bộ hâm nước thì xảy ra ngược lại. Ta có thể thấy rõ điều này bằng cách khảo sát phương trình cân bằng nhiệtcủa các cấp. Đốt với bộ sấy khơng khí cấp một, dựa theo các ký hiệu trên hình I-7,phương trình cân bằng nhiệt có dạng:[ ]th kO Hkk kkth NN RORO kklkkn kkkk ngbl blt tV CV CV CV tt CV −+ −+ += =− ∆− ∆−2 22 221α αα αI.4 trongđó: tkkn, tkkl- nhiệt độ khơng khí nóng và lạnh,oC; tk, tth- nhiệt độ khói và nhiệt độ khói thải,oC αbl- hệ số khơng khí thừa trong buồng lửa ∆αng- hệ số khơng khí lọt trong hệ thống nghiền than Người ta thường ký hiệu:kk kkng blkkC Vα αψ ∆− =, kjkgoC I.5O HO Hkk kkth NN RORO kC VC VC VC V2 22 22 21 +− ++ =α ψI.6 gọi là đương lượng nước của khơng khí và của khóiĐối với các loại nhiên liệu, thể tích lý thuyết của khơng khí thường nhỏ hơn thể tích lý thuyết của khói, nhiên liệu càng ẩm thì thể tích khơng khí càngnhỏ hơn. Mặt khác do đường khói của hầu hết các lò làm việc ở trạng thái chân khơng, nên có lọt khơng khí nghĩa làbl thα α. Khi đó tỷ nhiệt của nitơ xấp xỉ với tỷ nhiệt tài ngun của khơng khí nên tỷ nhiệt trung bình của khóilớn hơn của khơng khí. Vì vậy đương lượng nước của khơng khí thường nhỏ hơn nhiều so với đương lượng nước của khói. Do đó từ phương trình I.4 tacó hiệu nhiệt độth kkkl kknt tt t− −; nghĩa là độ tăng nhiệt độ khơng khí lớnkhí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200716hơn độ giảm nhiệt độ của khói. Trung bình cứ giảm nhiệt độ của khói đi 1oC thì nhiệt độ của khơng khí tăng lên 1,2÷1,5oC. Trongbộ hâm nước của lò hơi, đương lượng của nước là:p nC BD =ψ, kgkgoC I.7lại lớn hơn đương lượng của khói do tỷ nhiệt của nước lớn hơn nhiều so với tỷnhiệt của khói khoảng 2,5 lần. Vì vậy độ tăng nhiệt độ nước nhỏ hơn nhiều so với độ giảm nhiệt độ khói. Nhiệm vụ chủ yếu khi bố trí các bề mặt truyềnnhiệt phần đi là xác định tỷ lệ hấp thụ nhiệt hay nói khác đi, tỷ lệ bề mặt đốt của từng cấp bộ sấy khơng khí và bộ hâm nước. Do bố trí xen kẽ, sự làmviệc của các cấp bộ sấy khơng khí và bộ hâm nước có liên hệ với nhau nên thực ra chỉ cần xác định kích thước của bộ sấy khơng khí cấp một và nhiệt độkhói trước bộ sấy khơng khí cấp hai sẽ phân bố được tỷ lệ hấp thụ nhiệt giữa các cấp của bộ sấy khơng khí và bộ hâm nước.Nếu gọi nhiệt độ ở đầu ra bộ sấy khơng khí cấp một là:nc khnt tt −= ∆I.8kkn kskkt tt −= ∆I.9 thì nhiệt độ khơng khí nóng ra khỏi bộ sấy khơng khí cấp một sẽ bằng:k kkk kkkkl kkk skkth kknt tt tψ ψψ ψψ ψ− −− ∆− =1 11I.10Ta thấy từ phương trình I.10, nhiệt độ khơng khí nóng khi ra khỏi bộsấy khơng khí cấp một được xác định phụ thuộc vào nhiệt độ khí lạnh, nhiệt độ khói thải, hiệu nhiệt độ ở đầu ra bộ sấy khơng khí cấp một và mức độ saikhác giữa đương lượng nước của khơng khí và của khói. Nhiệt độ khơng khí nóng sẽ giảm đi khi giảm nhiệt độ khói thải, khi tăng nhiệt độ khơng khí lạnh,khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện cơng suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200717khi giảm tỷ số giữa đương lượng nước của khơng khí và của khói khi tăng hiệu số nhiệt độ ở đầu ra của bộ sấy khơng khí.Vì khi phân bố tỷ lệ hấp thụ nhiệt giữa các cấp, nhiệt độ khói thải là đã chọn trước, nhiệt độ khơng khí lạnh là một trị số khơng thay đổi, còn đươnglượng nước của khơng khí và khói phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt đã cho nên cũng là những trị số cố định. Vì vậy đại lượng có ý nghĩa quyết định đếnnhiệt độ khơng khí nóng chính là hiệu nhiệt độ ở đầu ra bộ sấy khơng khí cấp một.Việc chọn hiệu nhiệt độ đầu ra bộ sấy cấp mộtskkt ∆là một vấn đề tương đối phức tạp, được xác định trên cơ sở tính kinh tế kỹ thuật. Khi hiệu nhiệt độở đầu ra bộ sấy khơng khí cấp một càng nhỏ thì nhiệt độ khơng khí nóng và tương ứng nhiệt độ khói trước bộ sấy khơng khí cấp một càng cao điểm làmviệc của nhiệt độ khói trước bộ sấy khơng khí cấp một dịch chuyển về bên trái đồ thị I-7, do đó hiệu nhiệt độ ở đầu vào bộ hâm nước cấp một cũng sẽ cànglớn vì nhiệt độ nước cấp là không đổi. Như vậy khi chọn nhiệt độ không khí nóng ra khỏi bộ sấy khơng khí cấp một càng cao thì chênh lệch độ trong bộsấy khơng khí cấp một càng giảm, còn trong bộ hâm nước lại tăng. Do đó ở một lượng nhiệt hấp thụ khơng đổi kích thước bề mặt truyền nhiệt độ hâmnước giảm đi còn của bộ sấy khơng khí thì tăng lên. Xácđịnh được nhiệt độ khơng khí nóng ra khỏi bộ sấy khơng khí cấp một thì sẽ xác định được tỷ lệ hấp thụ nhiệt giữa hai cấp của bộ sấy khơngkhí. Tỷ lệ phân bố hấp thụ nhiệt giữa hai cấp của bộ hâm nước được xác định trên cơ sở chọn nhiệt độ khói trước bộ sấy khơng khí cấp hai. Nhiệt độ nàyđược chọn theo điều kiện bảo đảm chống ăn mòn ở nhiệt độ cao cho bộ sấy khơng khí.khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200718Trên cơ sở xác định các trị số hiệu nhiệt độskkt ∆,hnt ∆, ta xác định được nhiệt độ khói thải tốt nhất theo phân tích về mặt kinh tế. Dựa trên cơ sởphương trình I.4 và I.8 ta sẽ xác định được nhiệt độ khói thải:k kkskk kklk kkhn nctht tt tt ψψ ψψ ∆+ +⎟⎟ ⎠⎞ ⎜⎜⎝ ⎛− ∆+ =1,oC I.11Từ công thức I.11 ta thấy: Có thể giảm nhiệt độ của khói thải bằng cách giảm nhiệt độ nước cấp, nhiệt độ khơng khí lạnh, hiệu nhiệt độhnt ∆,skt ∆hoặc làm cho đương lượng nước của khơng khí và của khói gần bằng nhau. Nhiệtđộ khơng khí lạnh đưa vào bộ sấy khơng khí thường lấy bằng nhiệt độ của khơng khí trong gian lò, nghĩa là đã là một trị số cố định cho trước.Việc quyết định chọn nhiệt độ nước cấp là một vấn đề phức tạp dựa trên cơ sở so sánh kinh tế giữa việc tăng hiệu suất lò do giảm nhiệt độ khói thảivới việc giảm hiệu suất của chu trình nhiệt khi giảm nhiệt độ nước cấp. Đối với một thông số của lò và chu trình, nhiệt độ nước cấp đã được chọn theocách so sánh kinh tế. Để cho tỷ sốk kkψ ψtiến tới 1 thì cần phải giảm lượng khơng khí lọt vào lò. Trong q trình vận hành cũng như khi thiết kế lò, lượng khơng khí lọt đãđược khắc phục đến mức tối thiểu. Như vậy không thể dùng các biện pháp giảm nhiệt độ nước cấp, nhiệt độkhơng khí lạnh và lượng khơng khí lọt tới quá mức quy định để làm giảm nhiệt độ khói thải. Khi ấy nhiệt độ khói thải chỉ còn phụ thuộc vào hai trị sốhnt ∆vàskkt ∆. Bảng sau trình bày các trị số nhiệt độ khói thải kinh tế nhất khi các trị sốhnt ∆vàskkt ∆khác nhau tỷ sốskk hnt t∆ ∆=1,33 - đối với nhiên liệu khơkhí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200719Bảng I.1 - Nhiệt độ khói thải khi thay đổi hiệu nhiệt độhnt ∆vàskkt ∆,oC Nhiệt độ khơng khílạnh tkkl,oCC thn80 =∆ Ctskk60 =∆ Cthn40 =∆ Ctskk30 =∆ Cthn20 =∆ Ctskk15 =∆ Cthn10 =∆ Ctskk7 =∆30 6080 131154 171100 123139 83107 12375 99115 Từ bảng trên ta có thể lập được mối quan hệ về độ chênh nhiệt độ trungbình logarit theo nhiệt độ khói thải của bộ sấy khơng khí thay đổi các trị sốskkt ∆. Ví dụ khi giảm nhiệt độ khói thải từ 103oC xuống 75oC thì độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logaritlogt ∆giảm đi 15, còn khi giảm tthtừ 85oC xuống 75oC thìlogt ∆giảm đi 1,5 lần, nghĩa là tương ứng bề mặt truyền nhiệt của bộ sấy khơng khí sẽ tăng lên 1,5 hay 1,5 lần. Vì vậy càng giảm nguồnnhiệt độ thải giảm chi phí vận hành thì chi phí kim loại chế tạo bề mặt truyền nhiệt bộ sấy khơng khí càng tăng lên nhanh.Dựa trên các kết quả tính tốn kinh tế, thường lấyC thn40 =∆,C tskk30 =∆. Trong bảng sau trình bày nhiệt độ khói thải kinh tế khiC thn40 =∆,C tskk30 =∆tính với nhiên liệu khơ⎟⎟ ⎠⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= 8 ,k kkψ ψvà với nhiên liệu ẩm⎟⎟ ⎠⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= 7 ,k kkψ ψBảng I.2 - Nhiệt độ khói thải của nhiên liệu khơ và ẩm Nhiệt độ khơngkhí lạnh,oC Nhiệt độ khói thảiNhiệt độ nước cấp 150oC Nhiệt độ nước cấp 215oC Nhiênliệu khô Nhiên liệu ẩm Nhiên liệukhô Nhiên liệuẩm 3060 8086 110126 99120 134100 123139 118139 153khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200720Trị số nhiệt độ khói thải xác định được theo điều kiện kinh tế ở trên phải đảm bảo không gây nên ăn mòn nhiệt độ thấp ở bề mặt truyền nhiệt nghĩa làphải cao hơn nhiệt độ đọng sương. Đối với bộ sấy khơng khí, do hệ số tản nhiệt về phía khói và về phíakhơng khí xấp xỉ nhau nên việc chọn kích thước bề mặt truyền nhiệt của bộ sấy khơng khí khơng những phụ thuộc vào vị trí tốc độ khói có lợi nhất mà còn cảvào trị số tốc độ khơng khí có lợi nhất, nghĩa là vào tỷ số có lợi nhất của tốc độ khói và khơng khí. Tỷ số có lợi nhất này có thể xác định như sau:- Đối với bộ sấy khơng khí kiểu ống:5 ,=k kkψ ψ- Đối với bộ sấy khơng khí kiểu ống có cánh răng:7 ,=k kkψ ψ- Đối với bộ sấy khơng khí kiểu tấm và kiểu ống có cánh:1 =k kkψ ψViệc chọn tốc độ khói có lợi nhất cho bộ sấy khơng khí dựa trên cơ sở so sánh giữa việc tăng chi phí điện năng cho việc thơng gió khi tăng tốc độ vớiviệc giảm chi phí đầu tư do giảm kích thước bề mặt truyền nhiệt. Các trị số tốc độ xác định được này thường nhỏ hơn nhiều so với trị số giới hạn cho phép vềmặt mài mòn do việc mài mòn ở đây xảy ra ít hơn so với khi dòng khí lưu động ngang. Bảng 3 trình bày tốc độ khói có lợi nhất trong bộ sấy khơng khíBảng I.3 - Tốc độ khói có lợi nhất trong bộ sấy khơng khí, ms Loại bộ sấy khơng khíCấp một Cấp hai Kiểu ống thép10 ÷11 12÷14Kiểu tấm 9 ÷10 11÷13Kiểu ống bằng gang có cánh 10÷11 Kiểu ống bằng gang có cánh răng 13÷15 Từ các trị số tốc độ khói có lợi nhất này, theo tỷ số ở trên mà xác địnhđược tốc độ không khí có lợi nhất. Qua phân tích ưu nhược điểm của các chủng loại bộ sấy khơng khí trên vàhơn nữa để tiếp cận với các thiết kế mới, hiện đại của các kết cấu bộ sấy khơngkhí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200721khí hiện đang được sử dụng tại các nhà máy điện mới xây dựng, nhóm đề tài chúng tôi đã làm việc với Công ty CP Nhiệt điện Phả Lại và quyết định lựachọn bộ sấy khơng khí kiểu hồi nhiệt dạng bộ sấy khơng khí quay làm đối tượng nghiên cứu và thiết kế. Môđun sản phẩm bộ sấy khơng khí kiểu quaytrên sau khi chế tạo thử nghiệm sẽ được đưa vào lắp ráp và vận hành khảo nghiệm tại Công ty CP Nhiệt điện Phả Lại.khí thải, tăng hiệu suất lò hơi trong tổ hợp thiết bị nhiệt điện công suất đến 300MW”CNĐT - KS. Phạm Văn Quế - TT. GCAL-NARIME200722

CHƯƠNG II

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Khí thải Công nghệ chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt hê thống sấy Nhà máy nhiệt điện.pdf
  • 129
  • 1,365
  • 4

Tải bản đầy đủ (.pdf) (129 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(4.85 MB) - Khí thải Công nghệ chế tạo thiết bị trao đổi nhiệt hê thống sấy Nhà máy nhiệt điện.pdf-129 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×