Phân tích ảnh hưởng khói thải đến hiệu suất lò hơi

H3↑ + H2O + CO2 ↑ NH4Cl → NH3↑ + HCl Việc tạo ra các khí NH3 và axit là hoàn toàn không có lợi. Vì vậy trong thực tế, ta cũng áp dụng phương pháp này kèm theo phương pháp xử lý bằng cationit natri. 2.2.Xử lý nước bằng phương pháp trao đổi anion: Nguyên tắc này cũng giống như phương pháp trao đổi cation. Anion của muối và axit trao đổi với anion của anionit theo phản ứng: RaOH + H2SO4 à RaSO4 + H2O RaOH + HCl à RaCl + H2O Ở đây dùng các anion OH-, nhưng ta cũng có thể sử dụng các anion Ra2CO3, RaHCO3. Từ đó ta khử được các axit có trong H2O. Ngoài ra người ta còn kết hợp biện pháp này với phương pháp trao đổi cationit hydro để đạt được chất lượng nước đúng như yêu cầu. PHẦN 3: XỬ LÝ NƯỚC SAU KHI VÀO LÒ Để ngăn ngừa việc sinh cáu trong lò hơi, người ta dùng 2 phương pháp xử lý như sau:+ Hạn chế tới mức tối thiểu số lượng những vật chất có trong nước có khả năng sinh ra cáu trong lò trước khi đưa vào lò (đã được giới thiệu kỹ ở phần trên).+ Biến những vật chất có khả năng sinh cáu trong lò (do H2O cấp chưa được xử lý hết) thành những vật tách ra ở pha cứng dưới dạng bùn rồi dùng phương pháp xả lò để xà chúng ra khỏi lò. Phương pháp này gọi là xử lý nước bên trong lò Nguyên tắc: Cho các chất gây đóng cáu đưa vào trong lò để cho vật chất khi tách ra pha cứng sẽ ở dạng bùn, sau đó dùng pp xả lò để tách chung ra khỏi lò + Dùng NaOH, Na2CO3, Na3PO4.12H2O, Na2HPO4.12H2O trong đó photphat được sử dụng rộng rãi, nó được gọi là chế độ photphat hóa nước lò. + Dùng những chất có khả năng lơ lửng trong nước lò để trở thành trung tâm tinh thể hóa và do đó hạn chế quá trình tinh thể hóa của pha cứng trên bề mặt kim loại. + Những vật chất đưa vào lò tạo lớp màng che phủ kim loại, hạn chế quá trình tinh thể hóa trên bề mặt kim loại. - Dùng nhiệt để phân hủy nhiệt ở một số chất hòa tan, tạo nên những vật chất khó tách ra ở pha cứng dạng bùn 2.Làm mềm nước bên trong lò bằng nhiệt Nước cấp trước khi hỗn hợp với nước lò được đưa vào trong một thiết bị gia nhiệt đặt trong lò được gọi là thiết bị làm mềm nước bằng nhiệt trong lò. - Có sự trao đổi nhiệt lượng trong hơi bão hòa ra khỏi lò và nước cấp. Tại to này xảy ra các phản ứng nhiệt phân. Còn các muối ít tan CaSO4 ở nhiêt độ cao cũng giảm độ tan vì vậy có một phần những liên kết này tách ra khỏi nước trong thiết bị làm mềm. - Những vật chất tách ra khỏi nước trong thiết bị làm mềm được tập trung lại và xả ra khỏi lò. - Thích hợp sử dụng cho lò hơi có D = 1.2 tấn/h, p= 12 ÷ 15 bar. Hiệu quả cao khi độ cứng cacbonat cao và các độ cứng phi cacbonat nhỏ (Hc/Ho ≥ 0.85). Nếu tỷ so không đảm bảo có thể dùng thêm hóa chất để nâng cao chất lượng nước và tăng thời gian sử dụng lò. Ưu điểm: Do thiết bị nằm ở trạng thái cân bằng áp suất nên cấu tạo rất đơn giản không đòi hỏi gì về điều kiện bền, việc đỡ giữ các chi tiết không cần hàn; Vận hành tự động, chỉ tiêu kinh tế vận hành cao vì không phải chi một số lượng lớn hóa chất như các phương pháp khác. Lượng nhiệt dùng để gia nhiệt nước cấp coi như không bị mất đi. De tai: MỐI LIÊN HỆ GIỮA CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP VÀ HỆ SỐ XẢ LÒ Chất lượng nước cung cấp cho lò hơi có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc vận hành an toàn và kinh tế của lò. Trong các nhà máy nhiệt điện ngưng hơi , nước cấp cho lò bao gồm bao gồm chủ yếu là nước ngưng tụ trong bình ngưng của Tuabin và một phần nhỏ nước bổ sung. Trong các nhà máy điện trích hơi và các lò công nghiệp , tỷ lệ nước bổ sung khá cao , có khi tới 100% trong thành phần nước cấp lò. Nguồn nước bổ sung chủ yếu là nước trên mặt sông , suối , ao , hồ , nước biển …. Phải xử lý kỹ để đạt chất lượng lò hơi Đối với nước có độ cứng vĩnh viễn, khi nước bay hơi, nồng độ muối tăng lên và nó trở thành cáu bẩn bám lên thành trong ống thúc đẩy nhanh quá trình ăn mòn của bề mặt. Thể hiện dưới dạng ăn mòn cục bộ.=> Phải khảo sát độ pH để xác định cặn trong lò hơi Các phương pháp nâng cao chất lượng nước cấp : Xử lý nước trước khi vào lò, Xử lý nước trong lò Chế độ nước : *LH có bao hơi : Xác định bởi áp suất hơi =>Xả lò *Loại LH trực lưu =>CL nước cấp phải như nhau ở bất kỳ áp suất nào =>Không xả được, nên yêu cầu khắt khe hơn *Việc tổ chức tốt chế độ nước sẽ ngăn ngừa sinh cáu và giảm sự bám muối Độ pH của nước cấp phải từ 7 đến 8,5 Việc hạn chế đại lượng này và hàm lượng Oxy trong nước nhằm ngăn ngừa hiện tượng ăn mòn điện hoá. Tuy nhiên không thể đảm bảo chế độ làm việc của LH không có cáu chỉ bằng cách tuân theo CL nước cấp mà phải thải ra lò các tạp chất Vấn đề đặt ra : Giảm lượng muối trong nước lò =Giảm lượng muối trong nước cấp +Giảm lượng muối trong nước cấp Giảm trị số xả +đảm bảo độ sạch của hơi =>Bốc hơi theo cấp =>tạo nên trong lò nhiều vòng tuần hoàn độc lập liên tiếp nhau *Ở những lò không có bốc hơi theo cấp : Toàn bộ hơi bốc ra ở nước lò có nồng độ muối bằng nồng độ muối của nước xả. Phương trình cân bằng muối khi có bốc hơi 2 cấp: Cho ngăn thứ nhất: Cho ngăn thứ hai: Phương pháp bốc hơi theo cấp : Tăng nồng độ muối của nước xả , Vẫn đảm bảo độ sạch của hơi Dùng pp này ở những nơi mà nước cấp có nồng độ muối cao hay đê3 giảm lượng nước xả Tuy nhiên, trong quá trình vận hành có thể xảy ra hiện tượng lọt ngược lại nước lò của các ngăn sau sang ngăn trước : Nguyên nhân : Tấm ngăn không kín , Mức nước ngăn sau cao hơn ngăn trước , Bắn tia nước từ ngăn sau vào Hiện tượng lọt ngược không làm ảnh hưởng đến nồng độ muối của nước xả , Tuy nhiên nó làm giảm chất lượng hơi do làm tăng nồng độ muối , Nên cần phải khắc phục hiện tượng này đến mức tối thiểu Phương pháp xử lý : Phối hợp với xyclon , Phối hợp xyclon ngoài ************************* Detai CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỐT NHIÊN LiỆU RẮN I-NHIÊN LIỆU 1.Khái niệm: -Nhiên liệu là những vật chất khi cháy phát ra ánh sáng và nhiệt lượng -Gồm 3 dạng: Rắn, lỏng, khí -Có thể có sẵn trong tự nhiên,hay do nhân tạo, hoặc là sản phẩm phụ của một dây chuyền sản xuất khác 4.ĐặC TÍNH CÔNG NGHỆ THAN ĐỘ TRO: Làm thành phần cháy giảm,Giảm nhiệt trị của nhiên liệu,Bám bẩn làm giảm hệ số truyền nhiệt ĐỘ ẨM: Giảm nhiệt trị, -Gây mài mòn bề mặt ống hấp thụ nhiệt -Cần tiêu hao lượng nhiệt để làm độ ẩm bốc hơi CHẤT BỐC: Là sản phẩm của phân hủy nhiệt -Chất bốc càng nhiều thì than càng non tuổi,càng xốp,càng dễ bắt lửa càng cháy kiệt bấy nhiêu -Lượng chất bốc sinh ra phụ thuộc thời gian phân hủy nhiệt CỐC: Là sản phẩm sau khi bốc hết chất bốc -Có 2 dạng: dạng cục&bột -Chất bốc càng nhiều thì cốc càng xốp,than có khả năng phàn ứng cao -Độ bền than phụ thuộc vào độ xốp của cốc II-PHƯƠNG PHÁP ĐỐT CHÁY NHIÊN LIỆU A-ĐỐT TRÊN GHI THỦ CÔNG: a.Đặc điểm: Buồng lửa ghi thủ công là loại buồng lửa có ghi cố định ,đưa nhiên liệu vào buồng lửa bằng phương pháp thủ công .Đó là loại buồng lửa có cấu tạo đơn giản nhất ,thường chỉ dùng cho những lò hơi nhỏ ,có sản lượng không quá 6 t/h. d.Phân loại : 1. GHI THANH Ưu: Bề mặt làm mát ghi lớn nên loại ghi thanh làm việc Nhược : Là trọng lượng ghi quá lớn .Vì vậy loại ghi này ít được sử dụng trong công nghiệp 2.Ghi tấm Đặc điểm: Nó là tấm gang đúc có nhiều lỗ .Lỗ có dạng hình thang (trên nhỏ dưới to ) đẻ dễ dàng cho không khí đi và hạn chế than lọt ..Tỷ lệ tiết diện động của gi tấm thường vào khoảng 8÷15%.Ghi tấm cũng có cánh như ghi thanh Ưu điểm Cấu tạo rất đơn giản,làm việc chắc chắn ,ít bị hư hỏng ,sự cố Vận hành đơn giản .dễ dàng Ghi ít bị hỏng ;lớp đệm xỉ còn có tác dụng hạn chế than lọt , Thích ứng với nhiều loại nhiên liệu có kích cỡ khác nhau Khuyết điểm Hạn chế kích thước của buồng lửa ,việc tăng công suất của buồng lửa Sản lượng hơi sản xuất ra bị giao động Không khí lạnh lọt vào buồng lửa nhiều ,làm giảm nhiệt độ buồng lửa,gây nên những ứng suất nhiệt ,làm hỏng vất liệu Gây ra tổn thất nhiều B.ĐỐT TRÊN LÒ GHI THỦ CÔNG CẢI TIẾN: Mục đích: Trong buồng lửa ghi thủ công ,,công việc khó khăn nhất là thải xỉ khỏi buồng lửa .Vì vậy người ta dầ dần cải tiến ghi thủ công với mục đích cơ khí hóa một phần công việc thải xỉ bằng cách dùng ghi quay hay ghi lắc a.Buồng lửa ghi quay: Đặc điểm: nó gồm có một số đoạn ghi,mỗi đoạn gồm một số ghi quay ghép lại trên một trục cung.Các ghi được quay nhờ truyền động quay trục bằng một lực ngoài Ưu điểm: có nhiều tác dụng trong việc giảm nhẹ sức lao động Khuyết điểm: công việc sử dụng ghi quay chỉ đạt kết quả tốt hơn ở những loại nhiên kiệu nhiều chất bốc và xỉ xốp b.Buồng lửa ghi lắc: Đặc điểm: Về nguyên tắc làm việc ,ghi lắc khác nhiều so với ghi quay ;ở ghi quay toàn bộ sỉ sau khi đã cháy được thải ra khỏi buồng lửa ,còn ở ghi lắc ,chỉ có nột phần xỉ (đã cháy hết )được thải ra ngoài .Vì vậy quá trình cháy củ lớp nhiên liêu ở phía trên không bị phá ủy,bề mặt cháy được duy trì tốt. Ưu điểm: Ghi lắc được dùng có hiệu quả cao đối với những nhiên liệu có nhiều tro ,nhiệt trị thấp và có xỉ xốp C.BUỒNG LỬA GHI NGHIÊNG Đặc điểm: gồm ba bộ phận Phễu than có giếng để chứa nhiên liệu ,đảm bảo dự trữ nhiên liệu đầy đủ để có thể đưa nhiên liệu liên tục vào buồng lửa .Thường chỉ dùng giếng lúc đốt gỗ và đốt than bùn ;lúc đốt các loại nhiên liệu khác thì không cần Ghi đặt nghiêng để giữ lớp nhiên liệu cháy .Góc nghiêng của ghi được xác định bằng tốc độ xuống của lớp nhiên liệu ,nghĩa là được xác định bằng tốc độ cháy của nhiên liệu .Nhiên liệu càng có nhiều chất bốc thì góc nghiêng của ghi càng lớn Ghi đặt ngang để cháy kiệt xỉ và thải xỉ =>Nhờ trọng lượng mà nhiên liệu được chuyển dần xuống cuối ghi trong quá trình cháy .Cũng nhờ tác dụng nhiên liệu có thể chuyển từ phễu than vào buồng lửa D.BUỒNG LỬA CÓ TẤM CỜI LỬA: Đặc điểm: Vận chuyển nhiên liệu trên ghi tới việc trang than, gạt xỉ đều được thực hiên bởi tấm cời lửa .nó gồm một ghi cố định,giũa có rãnh rộng khoảng 20mm để đặt xích vận chuyển tấm cời lửa.nó có chiều dài bằng chiều rộng buồng lửa.Tiết diện có dạng hình tam giác với góc nghiêng ở ặt trước là 30-50o và mặt sau là 70-75o so với mặt ngang.Tấm cời lửa có tác dụng tải than đến cuối ghi .Đống thời ,nó còn có tác dụng cời lớp nhiên liệu đang cháy ,đảm bảo cho nhiên liệu phân bố đều trên máy ghi.Đến cuối ghi thì tấm cời gạt xỉ xuống phễu Ưu Trình độ cơ khí hóa tăng lên rât nhiều cấu tạo cũng đơn giản hơn Nhược Hiệu quả cời lửa kém Thiết bị cời lửa chóng bị hỏng Hiệu quả của tấm cởi lửa sẽ xấu đi khi đốt những nhiên liệu co xỉ ở dạng dính chắc Lượng nhiệt sinh ra ở trong buồng lửa là định kỳ E.BUỒNG LỬA VỚI VIỆC ĐƯA NHIÊN LIỆU TỪ DƯỚI LÊN Nhờ máy cấp than hình xoắn ruột gà ,nhiên liệu được đùn dần lên vào buồng lửa và phân sang hai bên ghi mặt đối diện với máy cấp than.Trong quá trình dịch chyển nhiên liệu các giai đoạn của các quá trình cháy lần lượt xảy ra .Xỉ tạo ra được thải đi nhờ ghi quay đặt ở cuối đường dịch chuyển .Buồng lưa này có trình độ cơ khí hóa khá cao ,kích thước khá gọn ,nó chỉ sử dụng thích hợp với một số loại nhiên liệu có chất bốc lớn , tro và độ ẩm ít ,nhiệt độ chảy của tro lớn và than ít thiêu kết F.BUỒNG LỬA GHI XÍCH a.Đặc điểm loại buồng lửa này là ghi xích chuyển động vô tận và lớp nhiên liệu chuyển động đồng thời với ghi Ghi xích được chuyển động từ trước ra sau nhờ trục truyền (đặt ở phía trước ).Trục truyền được truyền động bằng động cơ điện qua hộp giảm tốc ,Tốc dộ chuyển động của ghi thay đổi trong một phạm vi rộng từ 2÷30m/h .Tuy ghi chuyển động từ trước ra sau nhưng để bảo vê cho động cơ điện khỏi bị ảnh hưởng trực tiếp ở vùng nhiệt độ cao (vùng cháy kiệt xỉ ), giảm sức căng của ghi ở vùng nhiệt độ sao ,người ta vẫn đặt động cơ điện và hộp giảm tốc ở phí trước vùng lửa và do đó trục truyền (có bánh răng)cũng đặt ở phía trước buồng lửa ,trục sau là trục trơn .Công suất yêu cầu để truyền động cho ghi ,thường khá bé do ghi chuyển động chậm ,có thể lấy trung bình ứng với mỗi m2 diện tích ghi là 0.10-0.15Kw . b.Quá trình cháy trong buồng lửa ghi xích Quá trình cháy của nhiên liệu xảy ra theo chiều dài của ghi ở tât cả các giai đoạn từ sấy nhiên liệu cho đến tạo thành xỉ Trong vùng sấy nhiên liêu ,chất bốc sinh ra và bốc cháy .Nguồn nhiệt gia nhiệt cho vùng này chủ yếu nhờ bức xạ tử buồng lửa đưa tới .Ngoài ra còn có một phần nhỏ do dẫn nhiệt từ vùng cháy cốc ở bên cạnh truyền sang và do không khí nóng thổi từ dưới lên ,nên quá trình sấy và cháy nhiên liệu xảy ra từ trên xuống .Mặt khác do lớp nhiên liệu chuyển động từ trước ra sau làm cho quá trình cháy xảy ra theomột hình xiên Ưu điểm: Công suát cố định,có thể bảo đảm hệ số không khí thừa có trị số hợp lí ,giảm được các tổn thất q2,q3 Tăng được tuổi thọ của ghi ,có thể sửa chửa những lá ghi bị gẫy ,bị cháy (ghi vẩy cá ) mà không cần thiết ngưng lò Lò khó bị tắt Cấu tạo đơn giản hơn ,chi phí đầu tư và điện năng giảm đi nhiều Nhược điểm: Công suất của buồng lửa bị hạn chế Lá ghi không được bảo vệ ,dễ bị cháy hỏng Chỉ thích ứng vời những loại nhiên liệu có tính chất và cỡ hạt nhất định phù hợp với thiết kế Điều chỉnh phụ tải của lò không được dễ dàng Vẫn đòi hỏi tốn nhiếu sức lao động để trang than,đánh lò G.BUỒNG LỬA KIỂU HẤT THANG a.Loại hất than bằng tay quay , Nhiên liệu được đưa vào buồng lửa chờ chuyển đọng quay liên tục của tay quay với tốc độ khá lớn Dưới tác dụng của lực hất ,các hạt than lớn sẽ có động năng lớn và do đó sẽ văng đi xa ,những hạt rất bé tì lơ lửng trong không gian buồng lửa . b.Ở buồng lửa kiểu hất than bằng khí nén , Nhiên liệu được hất nhờ áp lực của không khí nén.Không khí được phun qua ống phun tròn hay dẹt ,tốc độ cao Người ta dùng hơi thay cho không khí khí nén để hất than .Lúc ấy hơi có áp suất cao.Độ văng xa của hạt phụ thuộc vào áp suất của dòng không khí hay hơi thổi .Việc chọn áp suất thổi phụ thuộc vào kích thước hạt nhiên liệu và cấu tao buồng lửa c.Ở loại buồng lửa hất than bằng cơ khí –khí nén , Nhiên liệu chịu tác dụng đồng thởi của cả cái hất than và dòng khí nén ,nên hạt than được phân bố tương đối đều trên ghi d.Qúa trình cháy trong buồng lửa hất than Trong buồng lửa kiểu hất ,quá trình cháy xảy ra bao gồm tổ hợp của hai quá trình :cháy theo lớp của những hạt lớn và cháy lơ lửng thảnh ngọn lửa của những hạt bé e.Những ưu khuyết điểm Ưu điểm: Buồng lửa cháy tốt hơn Tốc độ cháy của buồng lửa tăng nhanh hơn,công suất của buồng lửa tăng ,hạn chế được tổn thất do cháy Trình độ cơ khí hóa của buồng lửa cao Khuyết điểm Tổn thất do cháy không hết trong các hạt than bay theo khói tương đối lớn , bề mặt đối lưu bị mài mòn nhiều . Không sử dung được tất cả các loại nhiên liệu như những loại hạt có cờ hạt lớn , II-2.VÒI PHUN BỘT THAN Đặc điểm: Có khả năng làm cho dòng hỗn hợp bột than bốc cháy nhanh và cháy ổn định Hiệu suất của quá trình cháy cao Buồng lửa vận hành ổn định và chắc chắn ,đồng thời đảm bảo yêu cầu giảm thiểu nồng độ chất phát thải khi cháy 2 Đặc tính làm việc a/Để LÀM CHO VIệC BốC CHÁY ĐƯợC NHANH VÀ CHÁY ổN ĐịNH : Phải tạo ra được vùng xóay mạnh của dòng sản phẩm cháy trước miệng phun hoặc hút theo dòng phun đủ lớn để đưa được dòng khói nóng tới dòng bột than trong vùng bắt lửa Hướng được dòng khói vào tâm ngọn lửa Giới hạn lượng không khí cấp một và đốt nóng chúng tới nhiệt độ cao Tăng cường độ khuếch tán của dòng bột than để sự truyền nhiệt giữa các lớp ngọn lửa Phân dòng bắt lửa để giảm bớt sự hình thành chất phát thải B)Để ĐảM BảO CHO QUÁ TRÌNH CHÁY THU ĐƯợC HIệU SUấT CAO THÌ PHảI : Phân bố ngọn lửa đồng đều trong buồng lửa và đảm bảo cháy kiệt bột than Đảm bảo độ mịn bột than c)Để buồng lửa vân hành ổn định và chắc chắn thì: Vòi phun phải có cấu tạo đơn giản ,dễ dàng Không gây nên đóng xỉ bề mặt đốt và buồng lửa 3 PHÂN LọAI: 3.1.1 Vòi phun tròn có gió cấp một đi xóay a) Cấu tạo b) Đặc điểm: Gió cấp một được bố trí đi trong ống nhỏ , Hai ống lồng vào nhau , Gió cấp hai đi trong ống lớn , Gió được đưa tiếp tuyến với ống nên các dòng được xóay mạnh , Vòi phun tròn có gió cấp một đi xóay ) Nguyên lý họat động: Dưới tác dụng của lực li tâm ,các luồng gió được văng xa và tạo nên hình nón tròn xoay với bề mặt bên trong là dòng bột than và mặt bên ngòai là dòng không khí cấp hai Sự văng xa của gió cấp một và cấp hai được xác định bởi góc mở của ngọn lửa ,góc mở này có ảnh hưởng lớn đến cường độ hút khóicủa ngọn lửa ,góc mở càng lớn thì cường độ hút khói càng mạnh và độ văng xa của dòng càng bé 3.1.2Vòi phun tròn có gió cấp một đi thẳng b) Nguyên lý họat động Gió cấp một đi thẳng ,gió cấp hai vẫn được bố trí xóay ở ngòai ống như đấu ra của ống dẫn gió cấp một ,đặt loe khuếch tán Loe khuếch tán có thể di động được ,do đó cho phép thay đổi tiết diện qua của gió cấp một ,dẫn đến thay đổi đươc tốc độ của dòng khi ra khỏi vòi phun và góc mở của dòng Góc mở của dòng được xác định bởi vị mở càng lớn thì bề mặt ngọn lửa sẽ càng lớn và do đó trung tâm ngọn lửa càng thu được nhiều nhiệt do hút được nhiều khói nóng của buồng lửa Góc loe khuếch tán hay góc mở của ngọn lửa được xác định bởi hàm lượng chất bốc của nhiên lịệu đốt ,đối với than antharaxit lấy bằng 120º ,than gấy bằng 90º ,than đá nhiếu chất bốc bằng 60º 3.2 VÒI PHUN DẹT a) Đặc điểm Gió cấp một và cấp hai được chyển động thẳng qua các rãnh hẹp góc vuông của vòi phun ở đầu ra của vòi phun dẹt có thể co loe khuếch tán dịch chuyển được để điề u chỉnh tốc độ và góc mở của dòng như ở vòi phun tròn c) Nguyên lý họat động Gió cấp một được thổi thẳng vào vòi phun và đi ra khỏi vòi phun qua bốn ống vuông góc Gió cấp hai chủ yếu đi qua khe hở giữa các rãnh xung quanh ống gió cấp một (chiếm tới 52%): Một phần nhỏ ở rãnh ới (18%) Mộ t phần đi qua rãnh trên (30%) Một phần nữa được đưa qua ống tròn trên cùng (có thể dùng hoặc không dùng Lượng gió cấp một vò khỏang 25% ,gió cấp hai khỏang 75%so với tổng lượng gió chung yêu cầu Tốc độ gió ra khỏi vòi phun dẹt được chọn trong bảng 9.2 tùy thuộc vào lọai nhiên liệu đốt Cách đặt vòi phun trên tường buồng lửa 4.Đặt vòi phun ở tường trước buồng lửa a)Ưu điểm Đảm bảo sao cho ngọn lửa phân bố đồng đều trong buồng lửa ,không có nhửng vùng chết và không có hiện tượng ngọn lửa táp tường gây nên dòng xỉ lên dàn ống Dòng bột than ra khỏi vòi phun được bố trí đi thẳng Trong buồng lửa không có những vùng xóay và dòng chuyển động ngược lại Dòng khói nhẹ nhất có tác dụng kìm hãm chuyển động đi xuống và do đó có thời gian làm lành dòng này lâu hơn Dòng bột than ra khỏi vòi phun không chuyển động thẳng tới tường buồng lửa Gió cấp hai chia làm hai phần bổ sung đủ cho quá trình cháy Khuyết điểm Việc dẫn khói ra khỏi buồng lửa từ phía dưới nhiều Đường dẫn bột than tới vòi phun dài Phanloai: 4.1Ngọn lửa có dạng chữ U: Vòi phun được phun chúc xuống đáy lò ,sau đó dòng cháy được đi quặt lên trên ,chiều dài đường bột than cháy khá dài Dùng tốt với những nhiên liệu khó cháy Làm việc tốt khi thải xỉ lỏng Đặt vòi phun cả hai vai lò đối xứng thì có được ngọn lửa hình chữ W ĐẶC ĐIỂM CỦA NGỌN LỬA CHỮ L NGỌN LỬA HÌNH CHỮ L : Phân bố tương đốiđồng đều , Vòi phun đặt ở ngực lò , Dùng cho cả nhiều va ít chất bốc Đặt vòi phun ở tường bên của buồng lửa Đặt ở hai bên tường đối diện nhau Đặt theo hình tam giác với đỉnh quay lên trên hay quay xuống dưới Ngọn lửa ở tường bên này sẽ hỗn hợp với ngọn lửa của vòi phun ở tường bên kia rồi cùng nhau chuyển động lên phía trên Vùng chính giữa chuyển động với tốc độ lớn nhất,vùng chân không có kích thước nhỏ hơn,ở phễu tro lạnh tạo nên hai vùng chuyển động xóay Thải xỉ ở trạng thái xỉ khô hay lỏng ĐẶT VÒI PHUN Ở GÓC BUỒNG LỬA Các vị trí đặt của vòi phun: Trục của vòi phun tiếp tuyến với vòng tròn tưởng tượng ở chính giữa buồng lửa Trục của vòi phun nằm trên đường chéo của tiết diện buồng lửa Trục của hai vòi phun của hai tường cắt nhau tại một điểm không trùng với tâm buồng lửa VÒI PHUN ĐẶT TRÊN VAI LÒ VÀ NGỌN LỬA HÌNH CHỮ W Thích ứng với hệ thống nghiền than dùng thùng nghiền bi thổi thẳng Dòng hỗn hợp bột than và gió đi qua bộ phân ly chia thành hai dòng Đi từ dưới bộ phân ly thông qua miệng gió cấp một đi vào buồng đốt Đi ra ở phần trên của thiết bị phân ly đi và buồng lửa thông qua đường ống gió nghiền Hình thành ngọn lửa chúc xuống hình chữ W Dòng khói nóng có nhiệt độ cao khi quay lên vừa khớp với vùng bột than mới đi vào vùng bắt lửa Gió cấp hai thổi vông góc với ngọn lửa Chiều dài ngọn lửa dài nên bắt lửa ổn định va cháy kiệt than BỘ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ECONOMIZER Từ nguyên lý làm việc của lò hơi, ta thấy nhiệm vụ của lò hơi chủ yếu là sinh hơi (có thể là hơi bão hòa hay hơi quá nhiệt). Như vậy sau khi cháy, nhiệt lượng nhiên liệu dùng để sinh hơi, nhiệt độ khói tại trung tâm buồng lửa có thể đạt 1600-22000C (tùy thuộc vào từng loại lò), khói sau khi đi qua vài pass gia nhiệt cho nước để sinh hơi thì nhiệt độ sau khi ra khỏi buồng lửa đạt khoảng 900-13000C. Theo lý thuyết nhiệm vụ của khói thải đến đây là hết và có thể thải ra ngoài. Tuy nhiên do nhiệt độ của khói thải đang còn rất cao, nếu thải đi mà không tận dụng sẽ rất lãng phí. Mặt khác, hơi nước sau khi đi qua các thiết bị công nghệ sẽ được ngưng tụ thành lỏng và sẽ được bơm trở lại để tiếp tục nhận nhiệt để sinh hơi. Nước được cấp trở lại lò hơi có nhiệt độ khá thấp. Vì vậy, chúng ta cần tận dụng nhiệt độ cao của khói thải để hâm nước và sấy không khí cấp vào lò, từ đó tiết kiệm được năng lượng để gia nhiệt cho nươc cấp vào lò, giảm chi phí nhiên liệu. Nhiệm vụ: Economizer là một thiết bị trao đổi nhiệt nhằm thu hồi nhiệt từ khói thải của lò hơi đồng thời gia nhiệt cho nước cấp đến nhiệt độ sôi hoặc gần sôi trước khi nước vào bao hơi. Cấu tạo và nguyên lý làm việc Bộ hâm nước cũng như một thiết bị trao đổi nhiệt, dùng nhiệt của khói nóng đi bên ngoài để gia nhiệt cho nước lạnh đi bên trong ống. Để tăng cường diện tích trao đổi nhiệt, người ta bố trí thêm nhiều ống nối với nhau: “dạng phẳng” hoặc “không gian”. Để tăng cường hệ số trao đổi nhiệt, người ta làm thêm cánh về phía khói, do khói có hệ số tỏa nhiệt đối lưu α bé hơn nước Phân loại bộ hâm nước Theo nhiệm vụ Có thể phân thành 2 kiểu bộ hâm nước: Bộ hâm nước kiểu sôi: nước ra khỏi bộ hâm nước 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. 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. Lượng nhiệt nước hấp thụ trong bộ hâm nước sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ nước cấp vào lò, nhiệt độ nước cấp ra khỏi bộ hâm nước và độ sôi của nước trong bộ hâm. Nhiệt độ nước cấp khi vào bộ hâm nước được lựa chọn trên cơ sở tính toán kinh tế kỹ thuật chu trình nhiệt của toàn nhà máy. Khi nhiệt độ nước cấp vào bộ hâm nước tăng lên thì lượng nhiệt nước hấp thụ trong bộ hâm nước sẽ giảm làm nhiệt độ khói thải ra ngoài lò tăng, nghĩa là hiệu suất lò hơi giảm xuống, nhưng trái lại khi đó hiệu suất chu trình nhiệt lại tăng lên. Nhiệt độ nước cấp có lợi nhát được tính toán theo thông số của chu trình nhiệt. Tuỳ theo mức độ gia nhiệt trong bộ hâm nước mà bộ hâm nước có thể làm việc ở trạng thái sôi hoặc không sôi. Ở các lò ghi do nhiệt độ không khí nóng không cao nên toàn bộ lượng nhiệt còn lại thường dùng để gia nhiệt cho bộ hâm nước. Vì vậy bộ hâm nước thường làm việc ở trạng thái sôi. Theo cấu tạo của bộ hâm nước : Thường chia làm 3 loại: ống thép trơn, ống thép có cánh ống gang. Do tính chất của gang là chịu va đập kém nên thường dùng gang cho những bộ hâm nước không sôi. Ở các bộ hâm nước bằng gang, người ta thường làm thêm cánh ở bên ngoài (vì khói có hệ số tỏa nhiệt đối lưu α bé hơn nước) để tăng cường hệ số trao đổi nhiệt. Do gang có tính đúc cao hơn thép nên việc làm cánh đối với gang dễ hơn thép nhiều. Tuy nhiên, ngày nay do công nghệ chế tạo đã phát triển nên việc làm cánh đối với thép không còn khó khăn như trước nữa. SƠ ĐỒ NHIỆT LÒ HƠI TRONG CÁC QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SẢN XUẤT TRONG CÔNG NGHIỆP. Hiện nay nền kinh tế Việt Nam hiện đang sử dụng hơn 2000 lò hơi với nhiều loại trong đó chủ yếu thuộc ngành Công nghiệp.Nhằm sản xuất điện năng,sản xuất hơi nước cung cấp cho các thiết bị máy móc khác trong dây chuyền sản xuất trong công nghiệp...Các lò hơi này có công suất từ 1tấn/giờ đến 300tấn/giờ. Ứng dụng Lò Hơi trong Công Nghiệp Ưu điểm nổi bật của nồi hơi - lò hơi đốt dầu / oil boiler: Hiệu suất rất cao: ~ 90% Vận hành hoàn toàn tự động An toàn, tự động ngắt khi có trục trặc Đảm bảo duy tri cung cấp hơi với áp suất và lưu lượng chính xác Không có khói bụi Phù hợp lắp đặt cấp hơi cho các loại nhà máy: Các nhà máy yêu cầu đảm bảo cấp hơi với áp suất và lưu lượng chính xác Các nhà máy yêu cầu về tự động hóa và an toàn tuyệt đối Các nhà máy, cơ sở xông hơi, bể bơi nước nóng đặt trong khu dân cư Đặc tính kỹ thuật lò hơi đốt dầu hộp khói ướt (ống lò lệch tâm): Kiểu ống lò ống lửa, nằm ngang 3 pass, hộp khói ướt, ống lò bố trí lệch tâm Hiệu suất: 89 ~ 90% Điều khiển: hoàn toàn tự động Nhiên liệu đốt: dầu DO, dầu FO, gas. Lò hơi sử dụng trong cơ sở xông hơi,bể nước nóng khu dân cư… Ưu điểm nổi bật của nồi hơi - lò hơi đốt dầu / oil boiler: Hiệu suất rất cao: ~ 90% Vận hành hoàn toàn tự động An toàn, tự động ngắt khi có trục trặc Đảm bảo duy tri cung cấp hơi với áp suất và lưu lượng chính xác Không có khói bụi Phù hợp lắp đặt cấp hơi cho các loại nhà máy: Các nhà máy yêu cầu đảm bảo cấp hơi với áp suất và lưu lượng chính xác Các nhà máy yêu cầu về tự động hóa và an toàn tuyệt đối Các nhà máy, cơ sở xông hơi, bể bơi nước nóng đặt trong khu dân cư Đặc tính kỹ thuật lò hơi đốt dầu kiểu trực lưu: Kiểu ống nước, đứng Trực lưu Hiệu suất: 88 ~ 89% Điều khiển: hoàn toàn tự động Nhiên liệu đốt: dầu DO, dầu FO, gas. Lò hơi sử dụng nhà máy đường. Kiểu ống nước, tuần hoàn tự nhiên. Ghi lật hoặc ghi tĩnh Cấp bã: cơ khí (máy cấp bã) Chế độ vận hành: Hoàn toàn tự động Bộ quá nhiệt được trang bị theo yêu cầu đặt hàng. Nhiên liệu đốt: Bã mía (độ ẩm » 50%), có thể đốt phụ trợ bằng dầu FO, DO. Kiểu ống nước, tuần hoàn tự nhiên. Đốt kết hợp các loại nhiên liệu: dầu + vụn gỗ, than + bã mía, củi, trấu... Chế độ vận hành: Hoàn toàn tự động. Chế độ đốt: tùy theo đặc tính nhiên liệu có các chế độ đốt thích hợp Bộ quá nhiệt được trang bị theo yêu cầu đặt hàng, đảm bảo cung cấp hơi quá nhiệt theo nhiệt độ yêu cầu để chạy turbine hoặc phục vụ công nghệ. Sử dụng trong các nhà máy đường, chế biến nông lâm sản, ván ép v.v... SƠ ĐỒ NƯỚC CẤP CHO LÒ HƠI I.KHÁI QUÁT VỀ LÒ HƠI: Là thiết bị sinh hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao cung cấp cho các qui trình công nghiệp như trong nhà máy dệt, nhà máy đường, hóa chất; cung cấp hơi cho tuabin; cấp hơi cho các động cơ hơi nước. Cấu tạo chính gồm: buồng lửa, bao hơi, bộ hâm nước cấp, bộ quá nhiệt. II.Vai trò hệ thống nước cấp: Môi chất làm việc của lò hơi là nước, do đó việc cấp nước hợp lý cho lò hơi là rất quan trong. Nhu cầu sử dụng nguồn hơi từ lò hơi luôn luôn thay đổi theo thời gian trong ngày. Do đó khi làm việc, lò hơi phải có khả năng thay đổi tải làm việc phù hợp với yêu cầu. Hệ thống cấp nước cho lò hơi sẽ đóng một vai trò quan trọng để thực hiện nhiêm vụ này. . Bể lắng Loại bỏ chất rắn lơ lửng: Gồm các chất không hoà tan trong nước. Thường gồm các chất như bùn, bã, đất sét, chất hữu cơ hay thể vi mô. Chất lơ lửng cũng có thể là sản phẩm của quá trình ăn mòn hay nguồn nước đã qua lọc nhưng lọc không đúng cách. Các chất rắn lơ lửng có thể gây ra trầm lắng trong tất cả các hệ thống. Loại bỏ cát, sỏi, đá dăm, các loại xỉ khỏi nước. bản thân cát không độc hại nhưng sẽ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động của các công trình và thiết bị trong hệ thống như ma sát làm mòn các thiết bị cơ khí, lắng cặn trong các kênh hoặc ống dẫn, làm giảm thể tích hữu dụng của các bể xử lý. Nước sau khi đi qua bể lắng sẽ được lấy đi các hạt cặn lớn, sau đó đi tới bộ phận lọc nước để tiếp tục loại bỏ những cặn nhỏ hơn. Với những phương pháp lọc khác nhau thì kích thước cặn sau khi ra khỏi bộ phận lọc sẽ khác nhau. Các phương pháp lọc nước thường dùng là: lọc bằng bể cát, dùng than hoạt tinh, dùng màng thẩm thấm… Bể lọc Nước sau khi đi qua bể lắng sẽ được lấy đi các hạt cặn lớn, sau đó đi tới bộ phận lọc nước để tiếp tục loại bỏ những cặn nhỏ hơn. Với những phương pháp lọc khác nhau thì kích thước cặn sau khi ra khỏi bộ phận lọc sẽ khác nhau. Các phương pháp lọc nước thường dùng là: lọc bằng bể cát, dùng than hoạt tinh, dùng màng thẩm thấm… Bình làm mềm nước: Nước thiên nhiên có hòa tan những tạp chất, đặc biệt là các loại muối canxi và magiê và một số muối cứng khác. Trong quá trình làm việc của lò hơi, khi nước sôi và bốc hơi, các muối này sẽ tách ra ở pha cứng dưới dạng bùn hoặc cáu tinh thể bám vào vách ống của lò hơi. Các cáu và bùn này có hệ số dẫn nhiệt rất thấp, thấp hơn so với kim loại hàng trăm lần, do đó khi bám vào vách ống sẽ làm giảm khả năng truyền nhiệt từ khói đến môi chất trong ống, làm cho môi chất nhận nhiệt ít hơn và tổn thất nhiệt do khói thải cũng tăng lên, hiệu suất lò giảm xuống, lượng tiêu hao nhiên liệu của lò tăng lên.Khi cáu bám trên các ống sinh hơi, các ống của bộ quá nhiệt sẽ làm tăng nhiệt độ của vách ống lên quá mức cho phép có thể làm nỗ ống. Khi cáu bám lên vách ống sẽ tăng tốc độ ăn mòn kim loại ống, gây ra hiện tượng ăn mòn cục bộ. Vì vậy cần làm mềm nước trước khi cấp vào lò hơi. Nguyên Lý:Phương pháp xử lý nước bằng trao đổi cation: Nguyên lý của phương pháp này là thực hiện quá trình trao đổi giữa các cation của tạp chất hòa tan trong nước, có khả năng sinh cáu trong lò với các cation của hạt cationit, để tạo nên những vật chất mới tan ỏ trong nước nhưng không tạo thành cáu ở trong lò. Cationit là những hạt nhựa tổng hợp có gốc R ngậm các cation, không tan trong nước. Như vậy các cation dễ đóng cáu cặn được giữ lại, còn các cation dễ hoà tan thì đi theo nước cấp vào lò. 5. Bình chứa nước muối: Công dụng: Để hoàn nguyên Cationit natri, người ta dùng dung dịch muối NaCl có nồng độ 6-8%; đối với kationit hydro người ta dụng dung dịch acid H2SO4 hoặc HCl có nồng độ 1-1,5%.Trong phần này ta dùng dung dịch nước muối NaCl. 7.Bình Khử Khí: Mục đích của thiết bị này để tách không khí và các chất khí không hòa tan trong nước cấp. Thông thường,ôxy không hòa tan trong nước cấp sẽ là nguyên nhân gây ra hiện tượng ăn mòn nghiêm trọng trong hệ thống hơi và hình thành lên hiện tượng rỉ sét lên bề mặt bên trong của ống. Nó cũng kết hợp với CO2 để hình thành các acidcácboníc, axít này sẽ là nguyên nhân ăn mòn. Hơi cấp cho bộ khử khí Thiết bị khử khí dùng luồng hơi nước áp suất thấp để đẩy không khí có lẫn tạp chất ra ngoài, nguồn hơi này được lấy từ hệ thống hơi trích của thiết bị trao đổi nhiệt. 8.Bình Chứa hóa chất khử Oxy: Hóa chất làm sạch ôxi được bổ sung thường xuyên vào nước cấp đã được khử khí để tách nốt phần ôxy đi theo nước cấp mà qua bình khử khí không khử được lượng ôxy này. Hầu hết hóa chất được dùng làm sạch ôxy là NátriSunphua (Na2SO3). Hóa chất này rất nhạy cảm để tác dụng với ôxy để tạo thành NátriSunphát (Na2SO4). Trong các nhà máy nhiệt điện người ta dùng rộng rãi Hydrazine (N2H4) và Acmonia (NH3) để làm sạch ôxy trong nước cấp. 9.Bộ Xử Lý: Dùng để điều chỉnh lượng pH vì khi pH thấp và trong nước có nhiều oxy hòa tan có thể làm tăng cường khả năng ăn mòn điện hóa thân lò gây nổ lò Độ pH = 7,1 là độ pH tiêu chuẩn của nước cấp vào lò hơi. Bộ phận này sẽ đo kiểm lượng pH và điều chỉnh pH bằng Na3PO4 Lúc này nước đã được xử lý đạt tiêu chuẩn để cấp cho lò hơi. Nước cấp sẽ được cấp cho lò hơi thông qua bơm cấp nước chính. 10.Bộ hâm nước: Tận dụng nhiệt của khói thải để gia nhiệt cho nước gần đến nhiệt độ sôi, đôi khi có thể cho bốc hơi mấy phần trăm, như vậy giảm được tổn thất do khói thải co dãn đột ngột, tạo ra ứng suất nhiệt. Ngoài ra còn giảm được kim loại quý chế tạo bề mặt sinh hơi vì bộ hâm nước đặt ở vùng nhiệt độ thấp, không cần kim loại tốt có khi có thể chế tạo bằng gang. Tận dụng nhiệt của khói thải để gia nhiệt cho nước gần đến nhiệt độ sôi, đôi khi có thể cho bốc hơi mấy phần trăm, như vậy giảm được tổn thất do khói thải co dãn đột ngột, tạo ra ứng suất nhiệt. Ngoài ra còn giảm được kim loại quý chế tạo bề mặt sinh hơi vì bộ hâm nước đặt ở vùng nhiệt độ thấp, không cần kim loại tốt có khi có thể chế tạo bằng gang. Tận dụng nhiệt của khói thải để gia nhiệt cho nước gần đến nhiệt độ sôi, đôi khi có thể cho bốc hơi mấy phần trăm, như vậy giảm được tổn thất do khói thải co dãn đột ngột, tạo ra ứng suất nhiệt. Ngoài ra còn giảm được kim loại quý chế tạo bề mặt sinh hơi vì bộ hâm nước đặt ở vùng nhiệt độ thấp, không cần kim loại tốt có khi có thể chế tạo bằng gang. 12.BỘ TRAO ĐỔI NHIỆT: Để tăng hiệu suất sử dụng hơi, người ta thường kết hợp nhiều thiết bị sử dụng hơi trong một chu trình của hơi trước khi đưa hơi đến bình ngưng. Như là kết hợp nhiều tuabin, tuabin và đun nấu, tuabin và làm lạnh hấp thụ… Sau khi sinh công ở thiết bị trao đổi nhiệt, hơi nước được thu lại ở bình ngưng và được bơm trở lại bình khử khí. Bơm lỏng ngưng (condensate pump): bơm lượng nước ngưng tụ sau bình ngưng (condenser ) vào bình khử khí ( deaearator). 13.Bình ngưng: Hơi nước sau khi sinh công có áp suất và nhiệt độ thấp hơn, để tận dụng lượng nước đã được xử lý này, ta ngưng tụ hơi thành nước rồi cấp lại cho lò hơi. Việc ngưng tụ được thực hiện bằng cách giải nhiệt cho hơi, thường là giải nhiệt bằng nước. Nhằm tận dụng tối đa lượng nhiệt, ta thường dùng hơi sau khi sinh công gia nhiệt cho nước trước khi cấp vào lò hơi. Van chính ( Stop valve ): ngưng nguồn cung cấp hơi hay nước trong các trường hợp khẩn cấp. Các van loại này: van tiết lưu ( meter or throttle valve): đặt trước máy bơm tại bình nước muối. Mục đích điều chỉnh lượng nước cấp vào cho bình làm mềm nước. V.CƠ CHẾ CẤP NƯỚC TỰ ĐỘNG: Việc kiểm tra mức nước trong lò rất quan trọng. Mức nước trong lò quá cạn hoặc quá đầy đều gây nguy hiểm cho quá trình hoạt động. Vì vậy cần phải có 1 cơ chế để có thể kiểm soát việc cấp nước tự động cho lò hơi. Cơ cấu này hoạt động theo cơ chế: Cơ cấu nhận tín hiệu: là các đầu đo mực nước, đầu đo áp suất, đầu đo lưu lượng, phao. Cơ cấu điều khiển: tùy theo số lượng tín hiệu đưa vào mà ta có bộ điều khiển tương ứng. Nếu tín hiệu đưa vào chỉ có mực nước trong các bể chứa thì ta có bộ điều khiển mực nước 1 phần tử. Nếu tín hiệu đưa vào có thêm tín hiệu lưu lượng nước cấp và tín hiệu lưu lượng hơi để đưa về bộ điều khiển thì ta có hệ thống điều khiển mức nước 3 phần tử. Dĩ nhiên 3 phần tử sẽ cho mức nước lò hơi ổn định hơn. Cơ cấu tác động: bơm Chúng ta sẽ tham khảo 1 cơ chế cấp nước tự động đơn giản với bộ điều khiển 1 phần tử và tín hiệu vào là mực nước trong các bể chứa nước. Khi điện cực E1 không tiếp xúc với chất lỏng dẫn điện, mạch điện hở và không có dòng điện giữa điện cực E1 và E3. Do đó, rơ le X không hoạt động. Các tiếp điểm thường đóng của rơ le X vẫn đóng (vị trí b ở hình vẽ). Tuy nhiên, khi chất lỏng chảy vào bể ngập điện cực E1, mạch điện đóng lại. Rơ le X hoạt động và các thiết bị điện được nối với tiếp điểm thường mở (vị trí a ở hình vẽ) của rơ le bắt đầu hoạt động.Bơm thường được nối thông qua một contactor, tới các điềm đầu ra của bộ điều khiển. Bộ điều khiển tự động chạy máy bơm, để điều khiển mức chất lỏng trong thùng. Tuy nhiên trong thực tế, chỉ với 2 điện cực, gợn sóng trên bề mặt chất lỏng làm cho bộ điều khiển khởi động bất thường làm ngắn tuổi thọ của máy bơm (và các thiết bị khác). Giải quyết vấn đề này bằng cách cho thêm một điện cực khác đẻ tạo một mạch tự giữ. Điện cực thêm vào, E2, được nối song song với E1, như hình dưới đây: Hoạt động đơn giản vậy nhưng các ứng dụng của điều khiển mức rất phong phú. Bộ 61F không chỉ có điều khiển mức chất lỏng mà còn dùng cho các ứng dụng như phát hiện rò rỉ, phân biệt kích cỡ vật thể và nhiều bài toán khác SƠ ĐỒ MẠCH ĐIỆN LÒ HƠI I.KHÁI QUÁT VỀ LÒ HƠI: Là thiết bị dùng để sinh hơi nước có áp suất và nhiệt độ cao nhằm phục vụ cho 1 quy trình công nghệ nào đó. Trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi là thiết bị chính sinh hơi để quay tuabin phát điện. Cấu tạo chính gồm: buồng lửa, bao hơi, bộ hâm nước cấp, bộ quá nhiệt Một số lò hơi thông dụng: Lò hơi ống lò: Với loại lò hơi này, khí nóng đi qua các ống và nước cấp cho lò hơi ở phía trên sẽ được chuyển thành hơi. Lò hơi ống lửa thường được sử dụng với công suất hơi tương đối thấp cho đến áp suất hơi trung bình. Lò hơi ống lò ống lửa: Ở lò hơi ống nước, nước cấp qua các ống đi vào tang lò hơi. Nước được đun nóng bằng khí cháy và chuyển thành hơi ở khu vực đọng hơi trên tang lò hơi. Lò hơi dạng này được lựa chọn khi nhu cầu hơi cao đối với nhà máy phát điện. Lò hơi trọn bộ: Loại lò hơi này có tên gọi như vậy vì nó là một hệ thống trọn bộ. Khi được lắp đặt tại nhà máy, hệ thống này chỉ cần hơi, ống nước, cung cấp nhiên liệu và nối điện để có thể đi vào hoạt động. Lò hơi trọn bộ thường có dạng vỏ sò với các ống lửa được thiết kế sao cho đạt được tốc độ truyền nhiệt bức xạ và đối lưu cao nhất. Vai trò của hệ thống mạch điện. Phát ra tín hiệu số để điều khiển quá trình hoạt động của hệ thống lò hơi. - Sử dụng các thiết bị cảm biến được lắp đặt trong hệ thống lò hơi để đưa tín hiệu đến bô điều khiển. Tại đó tín hiệu sẽ được xử lý và xuất ra lệnh điều khiển đi đến các thiết bị điện tử nhằm đảm bảo cho lò hơi hoạt động an toàn. Thiết bị điện an toàn Mạch điện điều khiển Thiết bị cảm biến Nguyên lý hoạt động của mạch điện Mạch điện của đầu đốt dầu FO điều khiển vô cấp Sơ đồ khối mạch điện đầu đốt: MB: bảng điều khiển TS: điều khiển nhiệt độ an toàn TL: chống quá nhiệt TR: điều khiển nhiệt độ ngọn lửa cao/thấp PG: công tắc áp suất gas nhỏ nhất S: ngắt tín hiệu bên ngoài IN: công tắc tay T6A: cầu chì 6A VR1: van cấp 1(50%) VR2: van cấp 2(100%) VS: van an toàn Dầu FO được hâm nóng sơ bộ đến 50-60 0C, đầu đốt sẽ hoạt động và hâm nó thông thường đến 110C, cài đặt thông số này thông qua rơle nhiệt độ. Trong sơ đồ thì U,V,W là nguồn điện của bộ hâm dầu của đầu đốt, bộ hâm dầu này có 2 rơle, 1 cho mức trên và 1 cho mức dưới Khi dầu đến nhiệt độ đốt ( nhiệt độ cài đặt lúc nãy là 110 oC) Bộ chương trình của đầu đốt sẽ cho đầu đốt hoạt động ( quạt hoạt động và bộ đánh lửa hoạt động) Bộ đánh lửa hoạt động thông qua "Mắt Thần" ( bộ cảm biến quang) nếu có ánh lửa thì không đánh lửa ngược lại nếu không có thì đánh lửa, các cái này được lập trình sẵn trong bộ chương trình. Trong mạch điện thì L1,L2,L3 là nguồn của quạt và biến thế đánh lửa. Mạch khởi động sao tam giác Các ký hiệu trên mạch điện - MC, MS và MD – Cuộn dây khởi động từ sử dụng đóng mạch chính, mạch sao và mạch tam giác của mô tơ máy nén. - AX - Rơ le trung gian - T - Rơ le thời gian Khi hệ thống đang dừng cuộn dây của rơ le trung gian (AX) không có điện, các tiếp điểm thường mở của nó ở trạng thái hở nên các cuộn dây (MC), (MD), (MS) không có điện. Khi nhấn nút START để khởi động máy, nếu hệ thống không có các sự cố áp suất cao, áp suất dầu, áp suất nước, quá nhiệt thì tất cả các tiếp điểm thường ở trạng thái đóng. Dòng điện đi qua cuộn dây của rơ le trung gian (AX). Khi cuộn dây (AX) có điện nhờ tiếp điểm thường đóng AX mắc nối tiếp với tiếp điểm MCX nên tự duy trì điện cho cuộn AX. Nếu xảy ra một trong các sự cố áp suất dầu, áp suất cao hoặc áp suất nước, hoặc nhấn nút STOP thì cuộn (AX) mất điện và máy nén cũng sẽ dừng. Thiết bị điện an toàn Thiết bị ống dây ổ cắm phích cắm chống nước Thiết bị ổn định điện , nắm điện Các thiết bị điều khiển thường thấy trong lò hơi 1 Aptomat Để đóng ngắt không thường xuyên trong các mạch điện người ta sử dụng các aptomat. Cấu tạo aptomat gồm hệ thống các tiếp điểm có bộ phận dập hồ quang, bộ phận tự động cắt mạch để bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Bộ phận cắt mạch điện bằng tác động điện từ theo dòng cực đại. Khi dòng vượt quá trị số cho phép chúng sẽ cắt mạch điện để bảo vệ thiết bị. Như vậy áptomat được sử dụng để đóng, ngắt các mạch điện và bảo vệ thiết bị trong trường hợp quá tải. 2 Rơ le nhiệt bảo vệ quá dòng và quá nhiệt Hình: Rơ le nhiệt và mạch điện Phần tử cơ bản của rơ le nhiệt là một cơ cấu lưỡng kim gồm có 2 kim loại khác nhau về bản chất, có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau và hàn với nhau. Bản lưỡng kim được đốt nóng bằng điện trở có dòng điện của mạch cần bảo vệ chạy qua. Khi làm việc bình thường sự phát nóng ở điện trở này không đủ để cơ cấu lưỡng kim biến dạng. Khi dòng điện vượt quá định mức bản lưỡng kim bị đốt nóng và bị uốn cong, kết quả mạch điện của thiết bị bảo vệ hở Thermal Overload Relay LRD Rơ le nhiệt tương thích cho lắp đặt với khởi động từ loại D. Dùng cho bảo vệ động cơ và bảo vệ pha. Cấu tạo với lưỡng kim nhiệt ở 3 cực. Reset tự động hoặc bằng tay, có chỉ thị TRIP Contactor và rơ le trung gian Các công tắc tơ và rơ le trung gian được sử dụng để đóng ngắt các mạch điện. Cấu tạo của chúng bao gồm các bộ phận chính sau đây 1. Cuộn dây hút 2. Mạch từ tính 3. Phần động (phần ứng) 4. hệ thống tiếp điểm ( thường đóng và thường mở) Cần lưu ý các tiếp điểm thường mở của thiết bị chỉ đóng khi cuộn dây hút có điện và ngược lại các tiếp điểm có điện thường đóng sẽ mở khi cuộn dây đóng mất điện. Trong hệ thống nồi hơi gồm có điện động lực và điện điều khiển. Điện động lực thông thường sử dụng 380V/3pha/50Hz, còn điện điều khiển là 220V hoặc 12v, 24V...tùy thiết bị Các tín hiệu chính trên mạch điện điền khiển bao gồm: Tín hiệu điền khiển cấp nước tự động được lấy từ các bộ cấp tín hiệu ( tùy loại, có thể dạng điện cực hoặc dạng phao Tín hiệu điều khiển đầu đốt hoạt động Lấy tín hiệu này thông qua rơle áp suất hoăc bộ cảm biến áp suất. (dùng cho công tắc đóng mở đầu đốt , bản thân đầu đốt có một tủ điện nhỏ kèm theo),chỉ cần đấu nối rơle vào đầu đốt theo sơ đồ của tủ điện đầu đốt. Còn tín hiệu cắt đầu đốt hoạt động khi cạn nước . Điều khiển bơm hóa chất: lấy chung tín hiệu với bơm nước, bơm nước hoạt động thì bơm hóa chất hoạt động theo Điều khiển bơm nước khử bụi: Lấy chung tín hiệu với đầu đốt, đầu đốt hoạt động thì bơm nước khử bụi hoạt động. Điều khiển mức nước lò hơi: khi rơ le mạch giữ hoạt động tiếp điểm a2 thường mở đóng lại. mạch điện được tạo thành qua chất lỏng và các điện cực và được duy trì bởi E2 và E3, thậm chí khi mức chất lỏng xuống dưới E1, tiếp điểm a2 vẫn đóng.Khi mức chất lỏng xuống dưới E2, mạch tạo ra qua điện cực hở, rơ le X không hoạt động, vì thế tiếm điểm thường đóng của rơ le X đóng lại. Cách lắp đặt 61F để đo mức nước lò hơi HỆ THỐNG ĐỐT CỦA LÒ HƠI Để đốt cháy nhiên liệu,trong các lò luyện kim cũng như trong các lò công nghiệp nói chung người ta sử dụng thiết bị gọi là thiết bị đốt.Thiết bị đố đảm bảo yêu cầu đốt cháy nhiên liệu 1 cách hiệu quả,đồng thời phải đơn giản về kết cấu,dễ dàng sử dụng và hiệu quả. Thiết bị đốt nhiên liệu rắn: Để đốt nhiên liệu rắn mà chủ yếu là than dạng cục người ta sử dụng thiết bị đôt gọi là buồng đốt. Buồng đốt nhiên liệu rắn chia ra thành 2 loại chính: -Buồng đốt thủ công:thao tác cấp than bằng thủ công. -Buồng đốt cơ khí:thao tác cấp than cơ khí hoá. Buồng đốt thủ công: Bao gồm 2 loại: -Buồng đốt ghi phẳng . -buồng đốt ghi nghiêng. Buồng đốt ghi phẳng: Trong buồng đốt ghi phẳng,than được cấp vào lò qua cửa cấp than (1),trải thành lớp trên mặt ghi (3),gió được thổi vào mặt dưới của ghi qua cửa cấp gió (4) và đi qua ghi đốt cháy than (2) tạo thành khí lò đi qua buồng làm việc của lò.Xỉ tạo thành khi đốt than rơi xuống ngăn chứ xỉ (6) và định kì được tháo ra ngoài qua cửa tháo xỉ (5). Ghi lò được chế tạo từ gang hợp kim chịu nhiệt,dạng thanh ghép lại với nhau hoặc dạng tấm. Khi than cỡ cục lớn,người ta dùng ghi dạng nhiều thanh ghép lại với nhau.Ưu điểm của ghi thanh là dễ thay thế khi hỏng nhưng bù lại gây khó khăn khi lắp đặt. Khi than cỡ cục nhỏ,người ta dùng ghi dạng tấm.Ghi loại này có ưu điểm là dễ lắp đặt nhưng khi hỏng thì phải thay cả tấm. Tỉ lệ giữa tổng diện tích lỗ mắt ghi và toàn bộ mặt ghi gọi là tỉ lệ mắt ghi,tỉ lệ này thường là 15-30% đối với ghi phẳng. Ưu điểm : Thuận lợi thao tác. Cấu trúc đơn giản. Nhược điểm : Nhiệt độ trong buồng đốt không ổn định do chất than theo chu kì. Hệ số dư không khí lớn ,n=1.3-1.7 Hạn chế việc dùng gió nóng. Buồng đốt ghi nghiêng: Đối với các buồng đốt có công suất nhiệt lớn ,để thuận tiện cho việc cấp than và đánh xỉ,người ta dùng buồng đốt ghi nghiêng. Ghi lò gồm 2 phần:ghi nghiêng (3) và ghi phẳng (4).Ghi nghiêng được tạo bởi các thanh ghi bản rộng từ 200-250mm ghép thành bậc 70-100mm,tạo thành mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng ngang 1 góc 35-40 độ. Ưu điểm: Sự cháy của nhiên liệu xảy ra liên tục và đều đặn nên nhiệt độ ít thay đổi. Có thể dùng đốt than cỡ nhỏ. Thao tác dễ dàng hơn. Thao tác cồng kềnh. Lắp đặt khó khăn. Nhược điểm Buồng đốt cơ khí: Đặc điểm nổi bật của loại buồng đốt cơ khí là việc cấp than và tháo xỉ ra ngoài được cơ khí hoá hàn toàn.Trong loại buồng đốt này,than được cấp từ dưới lên nhờ cơ cấu xoắn tải hoặc cấp từ trên xuống bằng khí nén ,bằng cơ cấu quay kiểu cánh gạt Trong buồng đốt cơ khí cấp than từ phía trên bằng cánh gạt,người ta dùng cơ cấu tay quay kiểu cánh gạt ,than từ bongke rơi vào buồng cấp được các cánh gạt tung lên mặt ghi .Lượng than cấp được điều chỉnh bởi tốc độ quay cánh gạt. Đối với loại buồng đốt cấp than bằng khí nén ,người ta dùng khí nén đẩy than tung lên mặt ghi ,lượng than cấp được điều chỉnh bằng cách thay đổi áp suất khí nén. Ưu và nhược điểm: Ưu:cải thiện điều kiện làm việc của người lao động. Nhược: -Kết cấu phức tạp. -Giá thành cao. -Chỉ phù hợp lò công suất lớn. Các yếu tố cơ bản để chọn lựa sử dụng buồng đốt nhiên liệu rắn: Nếu buồng đốt có công suất nhiệt nhỏ thì nên dùng buồng đốt thủ công,còn nếu công suất nhiệt lớn thì nên dùng buồng đốt cơ khí. Nếu than có cỡ cục nhỏ thì nên dùng ghi phẳng hoặc ghi nghiêng khi công suất nhiệt tương đối lớn.Than có cỡ cục trung bình và lớn thì nên dùng buồng đốt ghi thanh. Nếu than có hàm lượng chất bốc lớn cần chọn chiều cao buồng đốt lớn. Khi diện tích mặt ghi lớn nên chia buồng đốt thành 1 số buồng để thuận tiện thao tác cấp than và đánh xỉ. Buồng đốt nhiên liệu bụi: Đối với các loại nhiên liệu rắn ,nếu cỡ hạt quá bé ,sử dụng buồng đốt thông thường,thất thoát nhiên liệu lớn(do lọt qua mắt ghi),đồng thời quá trình đốt gặp nhiều khó khăn vì trở lực không khí qua lớp than lớn.Để giải quyết vấn đề trên,người ta chuyển qua đốt bụi. Khi đốt, than bụi được không khí nén phun vào buồng đốt theo hướng tiếp tuyến với thành buồng đốt tạo thành dòng xoáy và bị đốt cháy. Lượng không khí đợt 1 dùng để phun bụi than tạo thành hỗn hợp chiếm khoảng 20% lượng không khí cần thiết để đốt nhiên liệu, tốc độ phun khoảng 20 - 25 m/s, không khí còn lại được nung nóng trước đến khoảng 400o C và phun vào lò với tốc độ khoảng 80 - 100 m/s. Đốt than bụi trực tiếp trong buồng lò: Tỉ lệ không khí đợt 1, tuỳ vào loại than, chiếm từ 20 – 50%, tốc độ dòng hỗn hợp khi ra khỏi miệng phun khoảng 20 - 40 m/s. Tốc độ phun của không khí đợt 2 chọn lớn hơn tốc độ dòng hỗn hợp không khí đợt một + bụi than. Trong trường hợp nung nóng trước không khí, nhiệt độ nung không khí đợt 1 không quá 150oC, nhiệt độ nung không khí đợt 2 không quá 300 – 400oC. Hệ số d- không khí n =1,15 - 1,25 . Ưu và khuyết điểm: Ưu: -Than cháy tốt,ổn định. -Hệ số dư không khí nhỏ. -Sử dụng được than vụn. Nhược: -Do nhiên liệu là bụi nên sản phẩm cháy sinh nhiều bụi,gây ô nhiễm. Thiết bị đốt nhiên liệu lỏng: Để đốt nhiên liệu lỏng người ta dùng thiết bị đốt gọi là mỏ phun. Theo áp suất làm việc, các mỏ phun được chia ra: + Mỏ phun áp suất thấp: áp suất chất biến bụi nhỏ hơn áp suất tới hạn. + Mỏ phun áp suất cao: áp suất chất biến bụi lớn hơn áp suất tới hạn. Mỏ phun áp suất thấp: Trong mỏ phun áp suất thấp, chất biến bụi là không khí có áp suất từ 300 – 800 mmH2O, tốc độ chất biến bụi khi ra khỏi miệng phun từ 50 - 80 m/s. Trên hình trình bày sơ đồ cấu tạo của một số loại mỏ phun áp suất thấp. Trong mỏ phun, dầu phun ra từ ống (1) gặp dòng không khí trong ống (2) bị biến thành bụi dầu cùng với không khí phun ra khỏi miệng phun (4) và đ-ợc đốt cháy. Không khí vào mỏ phun có áp suất khoảng 500mmH2O, tốc độ từ 70 - 80 m/s. Kiểu mỏ phun này có kết cấu đơn giản nh-ng luôn luôn phải giữ cho mỏ phun làm việc đủ công suất. Thiết bị đốt nhiên liệu khí: Để đốt nhiên liệu khí người ta sử dụng thiết bị gọi là mỏ đốt. Theo đặc điểm hoà trộn khí đốt và không khí, ng-ời ta chia mỏ đốt thành: + Mỏ đốt có sự hòa trộn tr-ớc (mỏ đốt tự hút). + Mỏ đốt không có sự hòa trộn tr-ớc (mỏ đốt lồng ống). Trong mỏ đốt có sự hòa trộn tr-ớc, khí đốt và không khí đ-ợc hòa trộn tr-ớc trong mỏ đốt và phun vào buồng lò để thực hiện quá trình cháy. Trong mỏ đốt không có sự hòa trộn tr-ớc, khí đốt và không khí đ-ợc phun vào buồng lò ch-a đ-ợc hòa trộn, sự hòa trộn chủ yếu xẩy ra trong buồng lò. Mỏ đốt tự hút: Theo cấu tạo,mỏ đốt tự hút gồm 2 loại: -Mỏ đốt tự hút 1 ống dẫn. -Mỏ đốt tự hút 2 ống dẫn. Ưu điểm: + Hoà trộn khí đốt và không khí tốt, tạo điều kiện đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu với hệ số d- không khí nhỏ. + Không khí ít bị rò rỉ, có thể dùng thiết bị trao đổi nhiệt gốm. Nhược điểm: + Phạm vi điều chỉnh công suất hẹp. + Khí đốt phải có áp suất lớn, nhiệt độ nung không khí có giới hạn. + Kích th-ớc mỏ đốt lớn. Mỏ đốt lồng ống: Mỏ đốt lồng ống đ-ợc dùng nhiều trong các lò đốt khí có nhiệt trị cao, nhất là các lò cần tập trung nhiệt để thực hiện một quá trình công nghệ với số mỏ đốt không nhiều. Theo cấu tạo, mỏ đốt lòng ống đ-ợc chia ra: + Mỏ đốt lòng ống thông th-ờng. + Mỏ đốt lồng ống có dòng xoáy. Mỏ đốt lồng ống có dòng xoáy: Ưu điểm: + Phạm vi điều chỉnh công suất rộng. + Kích th-ớc nhỏ gọn. + Có thể làm việc với khí đốt và không khí nung nóng tr-ớc có nhiệt độ cao. + Ngọn lửa kéo dài và vùng nhiệt độ cao cách xa miệng mỏ đốt và tường lò. Nhược điểm: + Hệ số tiêu hao không khí lớn, làm giảm nhiệt độ cháy của nhiên liệu và tăng hàm l-ợng ni tơ trong sản vật cháy. + Phải có cơ cấu điều chỉnh tỉ lệ khí đốt và không khí. + Tổn hao không khí trên đ-ờng dẫn lớn.