Chuyên đề vận hành kinh tế lò hơi

1

CHUYÊN ĐỀVẬN HÀNH KINH TẾ LÒ HƠI

*****************

GIÁO VIÊN : Th.S NGUYỄN THÚY NINHKHOA : QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNGTRƯỜNG: : ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

2

MỘT SỐ THÔNG TIN CHUNG

I. THỜI GIAN- Lý thuyết, bài tập: 20 tiết- Thực hành 10 tiết bài tập chuyên đềII. YÊU CẦU- Nắm vững những kiến thức cơ bản về lò hơi và vận hành lò hơi- Nắm được ảnh hưởng của các yếu tố đến kinh tế trong vận hành lò hơi

công nghiệp và lò hơi nhà máy nhiệt điệnIII. NỘI DUNG CHÍNH- Cung cấp các kiến thức chung về lò hơi: khái niệm cơ bản và các thành

phẩn của lò hơi, giới thiệu nguyên lý vận hành các thiết bị lò hơi.- Vận hành lò hơi công nghiệp, lò hơi nhà máy nhiệt điện trong chế độ

bình thường và sự cố.- Các phương pháp nâng cao tính kinh tế trong vận hành lò hơi

3

MỘT SỐ THÔNG TIN CHUNG (tiếp)

I. LÝ THUYẾT CƠ BẢNBÀI 1: Khái niệm chung cơ bản vè lò hơiBÀI 2: Vận hành lò hơiBÀI 3: Các chế độ vận hành lò hơiBÀI 4: Vận hành hệ thống thiết bị phụ của lò

II. CHUYÊN ĐỀ- Chuyên đề chia theo nhóm, mỗi nhóm từ 5-6 người. - Nội dung chuyên đề sẽ gồm 2 phần: Phần lý thuyết chung và phần tìmhiểu sâu về vận hành kinh tế lò hơi.- Lớp tự lập nhóm và gửi danh sách nhóm làm chuyên đề cho giáo viên.- Thời gian nhóm được giao chuyên đề: …………- Thời gian nộp chuyên đề hoàn chỉnh: ……………- Bảo vệ chuyên đề kết thúc môn: ……………..

4

TÀI LIỆU THAM KHẢOI. LÒ HƠI CÔNG NGHIỆP• NXB KH và KT năm 2007 • Chủ biên: Đàm Xuân HiệpII. TÍNH NHIỆT LÒ HƠI CÔNG NGHIỆP• NXB KH và KT năm 2007• Tác giả: Đỗ Văn Thắng, Nguyễn Công Hân, Trương Ngọc

TuấnIII. LÒ HƠI Tập 1&2• NXB KH và KT năm 2006 • Tác giả: Nguyễn Sỹ MãoIV. CÔNG NGHỆ LÒ HƠI VÀ MẠNG NHIỆT• NXB KH và KT năm 2008• Tác giả: Phạm Lê Dzần; Nguyễn Công Hân.V. HỎI VÀ ĐÁP VỀ VẬN HÀNH THIẾT BỊ LÒ HƠI.• NXB GIÁO DỤC năm 2006• Tác giả: Đỗ Văn Thắng

5

BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG

I • NHIÊN LIỆU, PHẢN ỨNG CHÁY VÀ SẢN PHẨM CHÁY

II • CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC LOẠI LÒ

III • CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ PHÂN LOẠI LÒ HƠI

IV• ĐẶC TÍNH CỦA LÒ HƠI KHI THAY ĐỔI CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

6

I. NHIÊN LIỆU, PHẢN ỨNG CHÁY VÀ SẢN PHẨM CHÁY

1. Nhiên liệu:- Khái niệm:

- Thành phần của nhiên liệu:

+ Thành phần hóa học:

+ Thành phần công nghệ của nhiên liệu: Chất bốc, Cốc+ Thành phần vật lý (cấu tạo) của nhiên liệu: là các chất cấu tạo ra nhiên liệu.

Nhiên liệu Nhiên liệu là những chất cháy được, khi cháy tỏa nhiệt và phát sáng

Các dạng nhiên liệu được dùng là gỗ, củi, than đá, dầu mỏ, chất phóng xạ, v.v..

Nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong đời sống và sản xuất

Theo thành phần cháy được: cacon (C); hydro (H), một phần lưu huỳnh (S), nitơ (N) và quy ước cả oxy (O)

Theo thành phần không cháy được: tro (A), độ ẩm (W)

7

I. NHIÊN LIỆU, PHẢN ỨNG CHÁY VÀ SẢN PHẨM CHÁY1. Nhiên liệu: (Tiếp)- Nhiệt trị: là nhiệt lượng toả ra khi đốt cháy hoàn toàn 1 kg hoặc 1 m3 nhiên

liệu tiêu chuẩn. - Nhiệt trị được chia thành:+ Qt

lv Nhiệt trị làm việc thấp: tức là nhiệt lượng thu được khi đốt cháy hoàn toàn 1 đơn vị nhiên liệu trong điều kiện làm việc bình thường mà H2O trong sản phẩm cháy ở dạng hơi. (Trong tính toán năng lượng thường dùng nhiệt trị thấp làm việc)

+ Qclv Nhiệt trị làm việc cao: là nhiệt lượng thu được khi đốt cháy hoàn toàn 1

đơn vị nhiên liệu trong điều kiện làm việc bình thường mà H2O trong sản phẩm cháy ở dạng nước ngưng

8

I. NHIÊN LIỆU, PHẢN ỨNG CHÁY VÀ SẢN PHẨM CHÁY2. Phản ứng cháy- Cháy: là quá trình phản ứng hoá học diễn ra giữa thành phần cháy được có trong

nhiên liệu và oxy, toả ra nhiều nhiệt và phát sáng.(Để cháy được nhiên liệu phải đạt đến một nhiệt độ tối thiểu nhất định. Ví dụ: củi, gỗ

khoảng 300 0C; than hoa khoảng 360 0C...)- Phản ứng cháy đối với nhiên liệu rắn, lỏng: Các thành phần cháy được trong

nhiên liệu rắn và lỏng là cacbon, hydro và lưu huỳnh: + Cacbon cháy hoàn toàn theo phản ứng:

C + O2 = CO2 +Qc

+ Khi cháy không hoàn toàn: C + ½ O2 = CO + Qc1 ;CO + ½ O2 = CO2 + Qc2

+ Hydro và lưu huỳnh cháy theo phản ứng: H2 + ½ O2 = H2O + QH;

S + O2 = SO2 + Qs;

9


2. Phản ứng cháy (tiếp)- Lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy: + Lượng oxy cần đưa vào để đốt 1 kg nhiên liệu sẽ là:

V0o2= 1,866(Clv/100) + 5,6(Hlv/100) + 0,7(Slv/100) - 0,7(Olv/100) (m3tc);

+ Trong không khí oxy chiếm khoảng 21%, nên lượng không khí cần để đốt 1kg nhiên liệu sẽ là : V0

kk=V0o2.100/21=0,0889(Clv+0,375Slv) + 0,265Hlv – 0,0333Olv (m3tc)

+ Có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau:V0

kk= a(Qtlv +Wlv)/1000 (m3tc)

a = 1,07 ÷ 1,10 đối với than và dầu; a = 1,15 ÷ 1,2 đố với đá dầu hoặc khí.

10


3. Sản phẩm cháy- Thành phần của sản phẩm cháy:

Nhiên liệu cháy hoàn toàn

- CO2 do cháy C- SO2 do cháy S- Hơi nước H2O do cháy hydro và ẩm của nhiên liệu bốc hơi cũng như ẩm do không khí mang vào, hoặc ẩm do sử dụng hơi nước để phun nhiên liệu.-N2 có sẵn trong nhiên liệu hoặc do không khí đưa vào.

Nhiên liệu cháy không hoàn toàn

Ngoài ra còn có các sản phẩm cháy khí cháy không hoàn toàn như CO,

H2 CH4, CmHn v.v…

11


3. Sản phẩm cháy (tiếp)- Thể tích của sản phẩm cháy:+ Khi cháy hoàn toàn (α=1) : 1 kg nhiên liệu ta có tổng thể tích sản phẩm cháy :

V0k = V0

RO2 + V0N2 + V0

H2O (m3tc/kgnl)+ Khi cháy hoàn toàn (α>1) ta sẽ có thêm các thành phần O2, N2 và

hơi nước còn dư thừa do không khí mang vào:1 kg nhiên liệu ta có tổng thể tích sản phẩm cháy :

Vk = V0RO2 + V0

N2 + ΔVN2+ VO2+ V0H2O + ΔVH2O (m3tc/kgnl)

12

II. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC LOẠI LÒ

1. Lò hơi đốt thủ công- Cấu tạo:

Bao hơi (1). Van hơi chính (2); Van nước cấp (3); Ghi lò (4); Buồng lửa (5); Buồng chứa tro xỉ và nhiên liệu lọt ghi (6); Cửa lò (7); Cửa cấp nhiên liệu (8); Ống khói (9);

13


1. Lò hơi đốt thủ công (tiếp)- Nguyên lý làm việc: + Than được đưa vào trên ghi gặp lớp nhiên liệu đang cháy sẽ nhận nhiệt

và nhiệt độ tăng lên, nước trong nhiên liệu bay hơi, nhiên liệu khô dần. + Chất bốc thoát ra găp oxy trong không khí sẽ bốc cháy. + Nhiên liệu khi đạt đến nhiệt độ cháy sẽ bốc cháy. + Để duy trì quá trình cháy người ta cấp không khí từ dưới ghi lên. Hiệu

suất cháy của nhiên liệu phụ thuộc vào tỷ lệ giữa khí và nhiên liệu, chiều dày lớp nhiên liệu trên ghi

+ Trong buồng lửa ghi cố định, nhiên liệu cấp theo chu kỳ (khoảng 10 phút một lần. Khi cấp nhiên liệu cửa mở không khí sẽ đi vào lò sẽ làm thay đổi lượng không khí cấp cho lò so với khi đóng cửa cấp nhiên liệu (khi đó chỉ có không khí cấp 1 thổi từ dưới lên => không thể tránh khỏi lúc thiếu, lúc thừa không khí.

14


1. Lò hơi đốt thủ công (tiếp)- Ưu nhược điểm của buồng lửa ghi cố định:+ Cấu tạo rất đơn giản, không có các chi tiết chuyển động, nên

rẻ tiền;+ Vận hành dễ dàng, đơn giản, luôn có lớp tro xỉ trên mặt ghi

ngăn cách lớp than cháy nên ghi lò ít bị hư hỏng;+ Công suất bị hạn chế (nhỏ hơn 2 T/h);+ Hiệu suất thấp và khó nâng cao;

+ Vận hành nặng nhọc.

15


2. Lò hơi ghi xích- Cấu tạo:

Bao hơi (1); Van hơi chính (2); Van nước cấp (3); Ghi lò (4); Buồng lửa (5); hộp tro xỉ (6); hộp gió (7); phễu than (8); Ống khói (9); (10) bộ sấy không khí, quạt gió (11); quạt khói (12); Bộ hâm nước (13); Bơm nước cấp vào lò (13a); Dàn ống nước xuống (14); ống góp dưới (15); dàn ống nước lên (16), dẫy ống pheston (17); Bộ quá nhiệt (18);

16


2. Lò hơi ghi xích (tiếp)- Nguyên lý làm việc: + Than từ phễu cấp than được rót lên ghi với một chiều dày

được điều chỉnh sẵn và chuyển động cùng ghi vào buồng lửa; + Nhiên liệu nhận được nhiệt bức xạ từ ngọn lửa, vách tường,

cuốn lò. + Nhiên liệu được sấy nóng, khô dần và chất bốc thoát. + Chất bốc và cốc cháy tạo thành tro xỉ và được gạt xỉ thải ra

ngoài. + Không khí cấp vào buồng lửa thường chia thành gió cấp 1

cấp từ dưới ghi lên và gió cấp 2 cấp phía trên lớp nhiên liệu.

17


2. Lò hơi ghi xích (tiếp)- Ưu nhược điểm của buồng lửa lò ghi xích:+ Cơ khí hóa quá trình cấp nhiên liệu và thải tro xỉ, vận hành nhẹ nhàng;+ Hiệu suất lò cao hơn do có thể tổ chức tốt hơn quá trình cháy (phân bố

không khí phù hợp với quá trình cháy, lò vận hành ổn định, tin cậy;+ Ghi lò được làm mát khi ghi ở mặt dưới nên tuổi thọ được nâng lên;+ Công suất vẫn hạn chế (dưới 100 T/h); quán tính nhiệt lớn không điều

chỉnh;+ Yêu cầu về nhiên liệu cao, đặc biệt là độ ẩm không được vượt quá

20%, độ tro cũng không được vượt quá 20-25%, nhiệt độ nóng chảy của tro xỉ cũng không được quá thấp. Nếu thấp hơn 1.200 OC tro xỉ nóng chảy sẽ bọc các hạt than chưa cháy. Kích cỡ hạt cũng đòi hỏi cao, không được quá lớn hoặc quá nhỏ;

18


3. Lò hơi than phun- Cấu tạo:

Bao hơi (1); Van hơi chính (2); đường nước cấp (3); vòi phun nhiên liệu (4); Buồng lửa (5); phễu tro lạnh (6) để; hộp thu xỉ (7); bơm nước cấp (8); Ống khói (9); (10) bộ sấy không khí, quạt gió (11); quạt khói (12); Bộ hâm nước (13); Dàn ống nước xuống (14); (15) dàn ống nước lên; ống góp dưới (16); dẫy ống pheston (17); Bộ quá nhiệt (18) và bộ lọc bụi (19).

19


3. Lò hơi than phun (tiếp)- Nguyên lý làm việc: + Than sau khi nghiện thành bột với kích thước khoảng 40 µm

được đưa vào buồng lửa bằng gió cấp 1 qua các vòi phun. + Tại đây hạt than nhận nhiệt từ bức xạ ngọn lửa, tường lò và

bằng đối lưu với các sản phẩm cháy có nhiệt độ cao.+ Bột than được nhận nhiệt và tiếp xúc với không khí đã được

sấy nóng thoát chất bốc và cháy.

20


3. Lò hơi than phun (tiếp)- Ưu nhược điểm của buồng lửa lò ghi xích:+ Là loại lò tương đối hiện đại, công suất từ trung bình trở lên, + Hiệu suất nhiệt cao, + Có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu kể cả loại có chất lượng tương

đối thấp, + Có thể tự động hóa và điều chỉnh linh hoạt; + Tuy nhiên, loại lò này là cồng kềnh do cần thêm các hệ thống phụ

như hệ thống nghiền than, quán tính nhiệt nhỏ nên dễ bị tắt lò nên thường phải bố trí thêm các vòi phun dầu hỗ trợ, đặc biệt khi giảm phụ tải.

21


4. Lò hơi tầng sôi- Cấu tạo

22


4. Lò hơi tầng sôi (tiếp)- Nguyên lý làm viêc của lò hơi tái tuần hoàn: + Nhiên liệu sau khi sơ chế được đưa vào buồng lửa.+ gió cấp 1 được cấp vào từ phía dưới buồng đốt là nhiệm vụ tạo lớp sôi. Gió

cấp 2 được cấp vào buồng lửa ở một độ cao nhất định.+ Các hạt nhiên liệu chuyển động lên xuống trong buồng lửa và cháy. + Khi cháy các hạt than nhẹ dần và bay theo khói ra khỏi buồng lửa. Khi vào

bộ phận phân ly hạt than lắng lại và được đưa trở về buồng lửa tiếp tục quá trình cháy.

+ Chu trình được lặp lại cho đến khi hạt than cháy kiệt. + Để khử lưu huỳnh trong than người ta đưa thêm vào buồng lửa đá vôi.+ Lượng nhiệt tỏa ra trong quá trình cháy nhiên liệu được cấp cho các dàn ống

sinh hơi bố trí xung quanh buồng lửa, khói với nhiệt độ cao (800-900 0C) từ buồng lửa đi ra sẽ truyền nhiệt cho các bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí v.v..Khói thải ra khỏi lò hơi với nhiệt độ thấp (dưới 200 OC) được đưa qua hệ thống thiết bị khử bụi để lọc tro xỉ bay theo khói trước khi đi qua ống khói vào môi trường.

23


4. Lò hơi tầng sôi (tiếp)- Ưu điểm và nhược điểm: + Có thể đốt kiệt nhiều loại nhiên liệu rắn có đặc tính khác nhau, kích thước

tương đối thô (dưới 10 mm); Thường sử dụng đốt than chất lượng xấu;+ Nhiệt thế buồng lửa cao, cường độ truyền nhiệt lớn nên giảm được kích

thước cũng như nguyên vật liệu;+ Có thể giảm được ô nhiễm môi trường do phát thải khí độc hại ít (NOx

giảm trên 30% so với lò than phun, có thể khử được SOx khi đưa đá vôi vào buồng đốt;

Tuy nhiên:+ Khó chủ động trong việc điều khiển quá trình tạo và thải xỉ => làm tăng

lượng bụi trong khói đòi hỏi phải nâng công suất thiết bị lọc bụi;+ Mài mòn bề mặt truyền nhiệt lớn cần có các giải pháp giảm thiểu;+ Gió cấp 1 có áp suất cao tiêu tốn nhiều năng lượng.

24

III. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ PHÂN LOẠI LÒ HƠI1. Các thông số cơ bản -Sản lượng hơi

Sản lượng hơi (D): là lượng hơi sản xuất ra trong

một đơn vị thời gian, đo bằng T/h, kg/h hoặc kg/s

+ Sản lượng hơi định mức D0 :sản lượng hơi lớn nhất mà lò hơi có thể làm việc lâu dài với thông số

hơi quy định, thường ghi trên nhãn hiệu của thiết bị.

+ Sản lượng hơi kinh tế Dkt sản lượng hơi mà lò hơi làm việc với hiệu suất nhiệt cao nhất, thường

bằng 75% - 90% sản lượng định mức

Sản lượng hơi cực đại: là sản lượng hơi lớn nhất cho phép lò hơi làm việc tạm thời trong thời gian

ngắn, vượt sản lượng định mức khoảng 10% - 20%

-Thông số hơi: + lò hơi sản xuất hơi quá nhiệt sẽ biểu thị bằng áp suất và nhiệt độ hơi.+ lò hơi sản xuất hơi bão hòa biểu thị bằng thông số áp suất hoặc nhiệt độ

25

III. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ PHÂN LOẠI LÒ HƠI1. Các thông số cơ bản (tiếp)

- Tổn thất qua khói lò: -Tổn thất qua nhiên liệu chưa cháy hết trong khí lò và xỉ. - Tổn thất qua xả đáy.- Tổn thất qua nước ngưng- Tổn thất do bức xạ và đối lưu

- Tổn thất lò

26

III. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN VÀ PHÂN LOẠI LÒ HƠI

1. Các thông số cơ bản (tiếp)-Hiệu suất lò hơi+ Hiệu suất nhiệt theo phương pháp thuận: η = Q1/BQtt

p

(Qttp nhiệt tính toán của 1 đơn vị (kg hoặc m3) nhiên liệu đưa vào lò; Q1- Nhiệt hữu ích, B tiêu hao nhiên liệu (kg/h hoặc m3/h);

Hay η = Đầu ra nhiệt/đầu vào nhiệt = Qx(ibh – inc) /qxGCVTrong đó: Q: Khối lượng hơi tạo ra mỗi giờ (kg/h), q: Khối lượng nhiên liệu sử dụng

mỗi giờ (kg/h), GCV: Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (kCal/kg), ibh entanpi hơi bão hòa (kCal/kg), inc entanpi nước cấp

+ Hiệu suất thô có thể xác định theo phương trình cân bằng nghịch: ηtho = 1 – q2 – q3 – q4 – q5 – q6

+ Hiệu suất tinh: Hiệu suất tinh là hiệu suất thô trừ đi lượng nhiệt tự dùng (tức là trừ đi năng lượng sử dụng cho các hệ thống phụ trợ như quạt gió, quạt khói, bơm v.v…):

ηtinh = ηtho –Qtd100/BQttp

27


Ưu điểm phương pháp thuận Nhược điểm phương pháp thuận- Công nhân trong nhà máy có thể đánh giá nhanh hiệu suất lò hơi - Cách tính toán cần sử dụng ít thông số - Cần sử dụng ít thiết bị quan trắc- Dễ dàng so sánh tỷ lệ hoá hơi với số liệu nền

-Không giúp người vận hành xác định được tại sao hiệu suất của hệ thống lại thấp hơn - Không tính toán các tổn thất khác nhau theo các mức hiệu suất khác nhau

Ưu điểm của phương pháp nghịch Nhược điểm của phương pháp nghịch- Giúp xác định giải pháp cải thiện hiệu suất lò hơi dễ dàng hơn

-Tốn thời gian - Cần sử dụng thiết bị trong phòng thí nghiệm để phân tích

1. Các thông số cơ bản (tiếp)

28


2. Phân loại lò hơi

Chế độ chuyển động của nước

Công nghệ đốt

Các dấu hiệu khác

- Lò hơi đối lưu tự nhiên- Lò hơi tuần hoàn tự nhiên

- Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức

- Lò đốt than cám- Lò đốt than bột

- Lò đốt tầng sôi, tầng sôi tuần hoàn

- Theo loại nhiên liệu sử dụng: Lò đốt than, lò đốt dầu, lò đốt khí

-Theo dạng thải tro xỉ: Thải xỉ lỏng, thải xỉ khô- Theo áp suất buồng lửa: áp suất âm, áp suất

dương.- Theo đặc điểm bề mặt truyền nhiệt: Lò ống

lửa, lò ống nước, lò đứng, lò nằm…

29

IV. ĐẶC TÍNH NHIỆT CỦA LÒ KHI THAY ĐỔI CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC

1. Phụ tải thay đổi

Chế độ ban đầu :D1, B1 và η1

Chế độ sau thay đổi D2 > D1; B2 > B1 và:

+ Nếu ở vùng phụ tải lớn hơn phụ tải kinh tế thì η2 < η1; Do q2 tăng nhanh, trong khi q3 và q4 không giảm;

+ Nếu ở vùng phụ tải nhỏ hơn phụ tải kinh tế thì η2 > η1; q2 tăng lên song q3 và q4 giảm nhanh hơn do chế độ cháy tốt hơn.

Chế độ sau thay đổi D2 > D1 và B2 = B1

- Thông số hơi quá nhiệt thay đổi: Áp suất giảm, nhiệt độ giảm.

- Nhiệt độ nước cấp ra khỏi bộ hâm nước giảm do nhiệt lượng hấp thụ không đổi trong khi lưu lượng nước cấp tăng lên;

- Nhiệt độ không khí nóng không thay đổi do chế độ đốt không điều chỉnh (lượng than giữ như trước khi thay đổi)

30


1. Phụ tải thay đổi (tiếp)

Đồ thị đặc tính nhiệt lò hơi khi thay đổi phụ tải1. Ở sản lượng hơi ban đầu D1; 2 - Ở sản lượng hơi D2> D1

31


2. Thay đổi nhiệt độ nước cấp

Chế độ ban đầu tnc1

Chế độ sau thay đổi tnc2 < tnc1

Khi B = const và D = Var:Nhiệt độ khói sau bộ hâm nước và saulò hơi giảm q2 giảm η2 > η1

Lưu lượng hơi D giảm; Nhiệt độ hơi quánhiệt tăng.

Khi D = const và B = VarĐể giữ D = const thì cần tăng B2 >B1

=>Trở về trường hợp trên khi tăng phụ tải lò hơi;

32


2. Thay đổi nhiệt độ nước cấp (tiếp)

Đồ thị các đặc tính nhiệt lò hơi khi thay đổi nhiệt độ nước cấp1. Ở chế độ ban đầu, 2. Ở chế độ tnc2<tnc1; B = const, D = Var;

3. Ở chế độ tnc3 = tnc2, B = Var, D = const.

33


3. Thay đổi chế độ cung cấp không khíHệ số không khí thừa cần đảm bảo ở trị số tối ưu theo nhiên liệu tiêu thụ;

Xác định hệ số không khí thừa tốt nhất khi thay đổỉ phụ tải

Khi ƞ2 > ƞ1 tổn thất q2 tăng, hiệu suất lò η2< η1

34


3. Thay đổi chế độ cung cấp không khí (tiếp)

Đồ thị đặc tính nhiệt lò hơi khi thay đổi chế độ cung cấp không khí1. Chế độ ban đầu với 1; 2. Chế độ mới với 2 > 1 , B = const.

35


4. Thay đổi chất lượng nhiên liệu (độ tro tăng lên)- Khi độ tro tăng: A2

lv > A1lv nhiệt trị cũng như thể tích không khí và sản

phẩm cháy giảm đi, lượng nhiệt hấp thu ở các bề mặt đốt đối lưu giảm đi do giảm tốc độ khói. Nhiệt độ không khí nóng giảm làm cho nhiệt độ cháy lý thuyết giảm đi một chút.

- Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa cũng giảm làm cho độ chênh nhiệt độ khói ở tất cả các bề mặt đối lưu giảm theo và càng làm cho lượng nhiệt hấp thu bằng đối lưu giảm. Do tổng lượng nhiệt hấp thu của lò giảm, nên đã làm cho sản lượng hơi của lò giảm đi.

- Để duy trì sản lượng hơi cần thiết phải tăng nhiên liệu để bù trừ lượng nhiệt giảm do tăng độ tro. Song tăng lượng than tiêu hao khi tăng độ tro của nhiên liệu sẽ làm cho tổng lượng tro đưa vào trong buổng lửa tăng lên, làm cho điều kiện làm việc của các phần tử của lò bị xấu đi (tăng bám bẩn bề mặt đốt, giảm hấp thu nhiệt và tăng nhiệt độ đường khói v.v...) do đó hiệu suất của lò thực tế bị giảm đi.

36


4. Thay đổi chất lượng nhiên liệu (độ tro tăng lên) (tiếp)

Đồ thị các đặc tính nhiệt của lò khi thay đổi độ tro của nhiên liệuvà vẫn giữ B = const;

1. Chế độ ban đầu A1l v ; 2. Chế độ A2

l v > A1l v

37


4. Thay đổi chất lượng nhiên liệu (độ ẩm tăng lên) (tiếp)

- Khi độ ẩm tăng, Wlv2 >Wlv

1 , nhiệt trị của nhiên liệu giảm đi nhanh hơn so với tăng độ tro, lượng nhiệt hữu ích sinh ra trong buồng lửa giảm đi nhiều, nhiệt độ cháy lý thuyết giảm đi rõ rệt, nhiệt độ theo toàn đường khói cũng giảm theo. Còn tốc độ khói tăng lên do tăng thể tích khói. Tuy nhiên, nhiệt độ khói thải giảm, song do thể tích khói tăng, nên tổn thất nhiệt theo đường khói thải vẫn tăng, hiệu suất và sản lượng hơi của lò giảm đi.

- Nhiệt độ trong buồng lửa giảm đi đã ảnh hưởng xấu đến quá trình cháy trong buồng lửa, các tổn thất q3 và q4 tăng lên và điều này cũng làm cho hiệu suất của lò giảm đi. Để khôi phục lại sản lượng hơi của lò, cần phải tăng lượng nhiên liệu tiêu hao. Khi ấy tổn thất q2 còn tăng thêm và hiệu suất còn giảm tiếp.

38


4. Thay đổi chất lượng nhiên liệu (độ ẩm tăng lên) (tiếp)

Đồ thị đặc tính nhiệt lò hơi khi thay đổi độ ẩm và giữ B = const;1. Chế độ ban đầu W1 ; 2. Chế độ ở Wlv

2 > Wlv1

39


5. Thay đổi nhiều chế độ đồng thời- Lò có thể làm việc ở trạng thái thay đổi đồng thời của hai hay nhiều chế độ => Các đặc tính nhiệt của lò sẽ chịu ảnh hưởng đồng thời của các chế độ thay đổi này => các đặc tính nhiệt của lò có thể thay đổi hoặc không thay đổi.- Nghiên cứu các đặc tính nhiệt => xác định được những chế độ làm việc tốt nhất (hiệu suất cao nhất), xác định được phạm vi điều chỉnh các thông số cơ bản của lò đồng thời cung cấp những số liệu cần thiết để tính các đặc tính động học của lò trong quá trình quá độ.

40


5. Thay đổi nhiều chế độ đồng thời (tiếp)

Sự thay đổi hơi quá nhiệt khi có sự thay đổi đồng thời phụ tải và độ ẩm nhiên liệu

41

BÀI 2: VẬN HÀNH LÒ HƠI

I • KHÁI NIỆM CHUNG VỀ VẬN HÀNH LÒ HƠI

II • CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT KHI VẬN HÀNH LÒ HƠI

III • CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ VẬN HÀNH LÒ HƠI

42

I. KHÁI NIỆM CHUNG VẬN HÀNH LÒ HƠI1. Mở đầu-Vận hành lò hơi là công việc thao tác, điều khiển phức tạp theo đúng quy trình. Quy trình vận hành ghi rõ các thông số của hơi, nước, khói và không khí theo công suất định mức, công suất tối đa, tối thiểu, trung gian và độ lệch cho phép của các thông số đó.- Nhiệm vụ của công việc vận hành lò hơi là đảm bảo sự làm việc tin cậy, an toàn của lò hơi trong thời gian dài với việc đạt được độ kinh tế cao nhất và thỏa mãn nhu cầu hộ tiêu thụ về lưu lượng, thông số hơi, lưu lượng, thông số nước nóng.- Các công việc vận hành lò hơi bao gồm:

+ Chuẩn bị và khởi động lò;+ Trông coi điều khiển và điều chỉnh lò hơi ở chế độ làm việc bình

thường;+ Ngừng lò, bảo quản và bảo dưỡng lò trong thời gian ngừng.

43

I. KHÁI NIỆM CHUNG VẬN HÀNH LÒ HƠI

2. Quy phạm vận hành thiết bị lò hơi- Nắm vững các văn bản tài liệu sau:

Quy phạm quản lý kỹ thuật các nhà máy điện.Quy phạm an toàn các thiết bị áp lực.Quy trình an toàn phòng chống cháy, nổ.Quy trình vận hành lò hơi.Các quy trình vận hành các thiết bị phụ của phân xưởng lò hơi.

Ngoài ra còn phải nắm vững các lài liệu kỹ thuật của lò hơi như: Bản thể lò hơi và các phần tử chịu áp lực.

- Sơ đồ lò hơi - Sơ đồ nhiệt lò hơi - Biểu các chế độ vận hành.

- Sơ đồ hệ thống phụ trợ: cấp nhiên liệu. hệ thống dầu bôi trơn thiết bị; Sơ đồ và biểu các chế độ khởi động và dừng lò....

44

II. CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ - KỸ THUẬT KHI VẬN HÀNH LÒ HƠI

1. Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật chủ yếu Chỉ tiêu kinh tế, gồm các chỉ tiêu về hiệu suất, suất tiêu hao nhiên liệu quy ước để sản xuất ra 1 tấn hơi/giờ (hay 1 kg hơi/giờ); suất tiêu hao điện năng tính theo phần trăm so với lượng điện năng sản xuất ra. Các chỉ tiêu về công nghệ, thể hiện quan hệ hàm số của các quá trình làm việc xảy ra trong lò như hệ số không khí thừa, hàm lượng RO2 hay O2 trong khói, hàm lượng các vật chất cháy trong nhiên liệu, nhiệt độ khói thải v.v.... Các chỉ tiêu về chế độ làm việc, đặc trưng cho mức độ 1àm việc an toàn của 1ò, như số giờ làm việc trong một năm, số giờ trong một năm ở trạng thái dự phòng hay nghỉ để sửa chữa; số giờ sử dụng công suất đặt; hệ số sử dụng công suất (hệ số phụ tải) của thiết bị lò và phân xưởng lò.

Chỉ tiêu quan trọng nhất phản ánh tất cả các chỉ tiêu vận hành trên về độ kinh tế, về an toàn vận hành, về các chỉ tiêu sử dụng công suất thiết bị, về chất lượng của công tác sửa chữa... là giá thành hơi sản xuất ra.Giá thành cố định (30%), giá thành biến đổi 70%.

45


2. Biện pháp chung nâng cao hiệu quả kinh tế sản xuất hơi - Giảm suất tiêu hao nhiên liệu bằng cách tăng hiệu suất của lò; - Giảm tiêu hao nhiên liệu bằng cách khắc phục những trở lực của đường hơi nước, khí, khói như tăng cường thổi bụi bề mặt đốt, sử dụng các thiết bị cơ khí phụ với chế độ kinh tế nhất (sử dụng tới mức tối đa công suất của các máy nghiền, của các bơm nước cấp v.v...); - Giảm số công nhân vận hành bằng cách tăng cường cơ khí hoá và tự động hoá; - Giảm chi phí đầu tư xây dựng thiết bị lò bằng cách tăng quy mô công suất lò, sử dụng lò lộ thiên hay bán lộ thiên, giảm chi phí xây lắp bằng cách sử dụng phương pháp lắp đặt khối và lắp dây chuyền, cơ khí hoá và tự động hoá lắp đặt…

46


3. Phương pháp xác định chỉ tiêu KT-KT lò hơi - Các chỉ tiêu KT-KT được thực hiện qua thử nghiệm kỹ thuật lò. Các thử nghiệm kỹ thuật lò hơi được chia làm hai nhóm:+ Nhóm 1: Xác định đặc tính nhiệt kỹ thuật của lò hơi khi làm việc, xác định các đặc tính vận hành và khiếm khuyết của thiết bị.+ Nhóm 2: Các thí nghiệm có tính chất nghiên cứu (thực hiện khi cần cải tiến, nâng cấp lò lơi...); - Thí nghiệm nhiệt lò hơi được chia làm 3 loại:+ Thí nghiệm bàn giao - thực hiện sau khi 1ắp đặt 1ò hơi mới hay sau khi sửa chữa.+ Thí nghiệm vận hành - nhằm xác 1ập các chỉ tiêu vận hành định mức.+ Thí nghiệm hiệu chinh chế độ - nhằm xác định các chế độ làm việc, xác lập các chế độ vận hành+ Thí nghiệm Chế độ không ổn định, chế độ khởi động và dùng các thiết bị phụ để xác định chế độ vận hành thiết bị.

47

III. CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ LÒ HƠI

Mục tiêu là đảm bảo cho các thiết bị công nghệ luôn ở trong trạng thải tốt nhất về kỹ thuật, đáp ứng các yêu cầu của nhà chế tạo, sẵn sàng làm việc với độ ổn định và tin

cậy cao.

Đào tạo nâng cao trình độ cán bộ vận hành. Người vận hành phải nắm vững

cơ sở lý thuyết và thực tiễn của các quá trình công

nghệ phức tạp xay ra trong thiết bị và điều khiển thành thạo các hệ thống thiết bị đúng quy trình vận hành;

Tổ chức kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật vận hành.

Kịp thời phát hiện những biến động và xác định

nguyên nhân gây ra các biến động bất thường chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị để có giải pháp khắc phục kịp

thời;

Xây dựng kế hoạch và đảm bảo việc thực hiện nghiêm túc quy trình.

Duy tu bảo dưỡng thiết bị công nghệ nhằm đảm bảo bảo tuổi thọ và hiệu suất của thiết bị công nghệ.

1. Giải pháp quản lý kỹ thuật và tổ chức vận hành

48


2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếua. Hiệu suất lò và vận hành kinh tế+ Theo cân bằng thuận:

ƞ = [D(iqn – inc )+Dqn.tg (ira qn.tg – ivao qn.tg ) +Dnx (i’ – inc )]/BQtt p

+ Theo cân bằng nghịch: ƞ = 1- q2 - q3 – q4 – q5 – q6

- Đảm bảo vận hành buồng đốt tối ưu: + Buồng lửa cần được vận hành sao cho quá trình cháy nhiên liệu xảy ra hoàn

thiện nhất. Ngọn lửa nằm đúng giữa tâm buồng đốt và ở độ cao hợp lý nhất. + Các bề mặt truyền nhiệt sạch, hệ số trao đổi nhiệt cao; + Hệ số không khí thừa đảm bảo ở tỷ lệ tối ưu, độ lọt khí vào buồng đốt

trong giới hạn cho phép; + Khống chế nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt trong giới hạn cho phép.

49


Bộ quá nhiệt: làm việc ở chế độ khắc nghiệt (nhiệt độ hơi nước bên trong cao, nhiệt độ khói bên ngoài lớn) => dễ xảy ra sự cố

khi vận hành. Cần duy trì nhiệt độ vách ống bộ quá nhiệt không lớn hơn giới hạn cho phép, kiểm tra thường thực hiện thông qua các điểm đo nhiệt độ hơi lắp sẵn trên một số vị trí của dàn ống

bộ quá nhiệt, Đảm bảo hệ thống điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt hoạt động ổn định tin cậy;

Bộ hâm nước và bộ sấy không khí: Các dàn ống làm việc ở điều kiện nhiệt độ thấp hơn cho nên ít nguy hiểm. Vấn đề quan trọng cần quan tâm là sự ăn mòn kim loại do gỉ và mài mòn bề mặt ống do bụi trong khói thải. Ngoài ra khi đốt nhiên liệu có

hàm lượng lưu huỳnh cao sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn kim loại ở nhiệt độ thấp (đặc biệt bộ phận sấy không khí). Nhiệt độ khói thải luôn phải giữa cao hơn nhiệt độ điểm đọng sương khoảng

10 0C

2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu a. Hiệu suất lò và vận hành kinh tế (tiếp)- Vận hành kinh tế bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí:

50


2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu b. Giảm tổn thất lò hơi- Giảm tổn thất do khói thải:+ Giảm nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt (Ngăn ngừa đóng xỉ và bám bẩn bề mặt đốt; tăng quá

trình trao đổi nhiệt, tổ chức quá trình cháy hợp lý, duy trì hệ số không khí thừa tối ưu…);+ Giảm lọt khí vào buồng đốt.+ Giảm nhiệt độ khói khải: Tăng cường trao đổi nhiệt trong đường khói ở các bộ ham nước,

bộ sấy không khí;-Giảm tổn thất do không cháy hết về hoá học Q3 (q3):+ Q3 là tổn thất do các khí cháy còn lại như CO, CH4, H2, CnHn…trong khỏi thải đi ra khỏi lò hơi

Q3 = VCOQCO + VH2QH2 + VCH4QCH4

Trong đó: VCO, VH2, VCH4 - thể tích khí cháy trong khỏi thải m3/kg m3/m3

• QCO, QH2, QCH4 – Nhiệt lượng theo thể tích khí cháy MJ/m3

+ Q3 phụ thuộc vào dạng nhiên liệu và phương pháp đốt. Khi phá vỡ chế độ vận hành buồng đốt (chế độ cháy không tốt) Q3 tăng nhiều;

51


2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu b. Giảm tổn thất lò hơi (tiếp)- Giảm tổn thất do không cháy hết về cơ học Q4 (q4):+ Q4 là tổn thất xuất hiện do một phần nhiên liệu đi vào buồng đốt nhưng không tham

gia vào quá trình cháy và bị mang ra ngoài lò hơi; Nhiên liệu rắn không cháy hết về cơ học nằm trong tro bay, trong xỉ bị thải ra khỏi lò hơi.

+ Q4 phụ thuộc chất lượng nhiên liệu, cấu trúc thiết bị buồng đốt, vào độ mịn than bột đưa vào lò, vào vận hành vòi đốt, tổ chức chế độ cháy, đảm bảo hệ số không khí thừa hợp lý v.v…

+ Để giảm tổn thất cơ học cần đảm bảo chất lượng nhiên liệu gần đúng với chỉ tiêu thiết kế, đảm bảo độ mịn than bột theo tiêu chuẩn vận hành, tổ chức tốt quá trình cháy trong lò hơi.

- Tổn thất nhiệt do mất nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 (q5):+ Tổn thất Q5 xuất hiện do nhiệt độ các bề mặt lò hơi luôn cao hơn nhiệt độ môi

trường+ Để giảm Q5 cần giảm nhiệt độ bề mặt lò hơi (thường giữ không quá 55 0C).

52


2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu b. Giảm tổn thất lò hơi (tiếp)- Giảm tổn thất do tro xỉ Q6 (q6):

+ Q6 là tổn thất do nhiệt vất lý của tro xỉ thải ra ngoài lò hơi.+ Q6 phụ thuộc chất lượng nhiên liệu (độ tro trong nhiên liệu), phương pháp thải xỉ (khô, lỏng). Đối với nhiên liệu lỏng và khí do không có hàm lượng tro nên không có tổn thất này.+ Để giảm tổn thất Q6 cần lựa chọn phương pháp thải xỉ hợp lý và sử dụng giải pháp thu hồi nhiệt từ tro xỉ thải ra ngoài.

c. Giảm tổn thất nhiệt do xả lò:+ Để đảm bảo chất lượng hơi ở các lò hơi có bao hơi cần xả nước cặn. Tỷ lệ xả cặn phụ thuộc vào chất lượng nước nước cấp.+ Để giảm tổn thất nhiệt do xả cặn cần chú ý các yêu cầu sau:+ Đảm bảo chất lượng nước cấp. Chất lượng cao, nồng độ muối giảm tỷ lệ xả giảm đi;+ Lắp đặt hệ thống phân ly hơi nước và đảm bảo cho hệ thống này hoạt động tốt sẽ đảm bảo chất lượng hơi nước, giảm tỷ lệ xả.

53


2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu d. Tận dụng nhiệt khói thải- Nâng cao hiệu suất nhiệt của bộ hâm nước, bộ sấy không khí lắp + đặt trên đường khói lò hơi: + Chia thành hai hoặc ba cấp bộ hâm nước và bộ sấy không khí; + Bố trí đường đi tối ưu của khói và nước cấp, của khói và không khí; + Lắp đặt các cánh tản nhiệt trên ống phía đường khói để tăng diện tích truyền nhiệt; + Chuyển sang sử dụng bộ sấy không khí hồi nhiệt thay cho bộ sấy không khí thông thường. Truyền nhiệt trực tiếp giữa kim loại và không khí nên giảm Δt.- Thu hồi nhiệt thải sau lò hơi để sản xuất nhiệt: Lò hơi thu hồi nhiệt thải để cung cấp nước nóng, máy lạnh hấp thụ phục vụ nhu cầu điều hoà không khí, bơm nhiệt v.v…

54


2. Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu e. Giải pháp tận dụng nhiệt từ nước xả lò hơi- Nước xả lò hơi có nhiệt thế cao có thể thu hồi hơi nước và nhiệt.- Nước xả sau khi ra khỏi bao hơi được đưa vào bình phân ly. Áp suất trong bình

phân ly thấp (thường vào khoảng 1,2 bar), nên xảy ra sự bốc hơi một phần của nước. Hơi nước thu được từ bình phân ly được

đưa về bồn khử khí để gia nhiệt cho nước cấp và ngưng tụ lại thành nước bổsung cho lò hơi.Lượng nước xả còn lại sau bình phân ly chứa nhiều cáu cặn nên không thể sửdụng lại. Để tận dụng nhiệt của lượng nước xả này (khoảng 50% lượng cảcặn từ lò hơi) người ta đưa nó đi qua một thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệtcho nước cấp. Ngoài ra, việc nhả nhiệt cho nước cấp sẽ làm cho nhiệt độ củanước xả giảm xuống đến nhiệt độ an toàn khi xả bỏ nó ra môi trường.Để nâng cao hiệu suất sử dụng nhiệt thừa người ta có thể lắp đặt hệ thốngphân ly 2 cấp.

55

BÀI 3: CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH LÒ HƠI

I • KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ

II • VẬN HÀNH ỔN ĐỊNH LÒ HƠI

III• ĐIỀU CHỈNH KHI VẬN

HÀNH LÒ HƠI Ở CHẾ ĐỘ ỔN ĐỊNH• VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI PHỤ TẢI GIỮA CÁC

LÒIV

56

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ• Nhiệm vụ của công việc vận hành lò hơi là đảm bảo sự làm việc tin cậy,

an toàn của lò hơi trong thời gian dài với việc đạt được độ kinh tế cao nhất và thỏa mãn nhu cầu hộ tiêu thụ về lưu lượng, thông số hơi, lưu lượng, thông số nước nóng.

• Chế độ làm việc ổn định là chế độ mà giá trị của các thông số xác định trạng thái làm việc của lò hơi không thay đổi (lệch không nhiều so với giá trị trung bình) trong một thời gian dài. Trong chế độ làm việc ổn định thì quan hệ giữa các thông số ra và vào được thể hiện qua các đặc tính tĩnh.

• Chế độ làm việc thay đổi là chế độ mà lò hơi làm việc với công suất hơi khác nhau theo yêu cầu thay đổi của phụ tải của hộ tiêu thụ;

• Quá trình chuyển từ trạng thái làm việc ổn định này sang trạng thái ổn định khác kèm theo sự thay đổi của các thông số từ giá trị ổn định ban đầu sang giá trị ổn định sau là quá trình quá độ.

57

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò- Kiểm tra toàn bộ thiết bị lò hơi:

- Kiểm tra thiết bị chính, phụ, hệ thống van, hệ thống đo lường điều khiển…- Khi kiểm tra các van nước đọng phải ở vị trí đóng, các van xả không khí phải ở trạng thái mở; Van xả hơi của bộ quá nhiệt mở và van hơi chính đóng.

-Kiểm tra buồng lửa và đường khói- Khi đó cần kiểm tra toàn bộ bề mặt đốt của lò, đường bảo ôn, các lỗ, cửa và thiết bị phụ. Các thiết bị phải ở vị trí tốt, đúng như quy định của quy trình vận hành.

58

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh:+ Cấp nước vào lò:

- Nước được cấp vào lò đến mức nước thấp nhất trong bao hơi và giữ ổn định. - Nước cấp vào lò thường bơm từ bình khử khí nhiệt độ 102 - 1040C (nhiệt độ cụ thể tùy thuộc vào áp suất của bình khử khí); - Khi nước cấp được đưa vào lò thì các ống của bộ hâm nước, dàn ống sinh hơi và bao hơi sẽ được đốt nóng. Các ống có chiều dày tương đối nhỏ (3 - 5mm), nên sẽ nóng đều và nhanh.

- Bao hơi có chiều dày lớn, nên việc đốt nóng toàn bộ thân của nó khá chậm và không đều, thành bên trong nhận nhiệt trực tiếp sẽ nóng lên nhanh hơn bên ngoài.

59

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh (tiếp theo):

Độ chênh nhiệt độ theo chiều dày của bao hơi (balông) có thể tính theo công thức:Trong đó:

x là chiều dày vách tính đến bề mặt nhận nhiệt.ω = là tốc độ tăng nhiệt độ vách (ω=60÷90oC/h); a - Hệ số dẫn nhiệt của vách (m2/h)

Do giới gian đốt nóng kim loại, thời gian cấp nước nóng vào lò thường khoảng 1÷1,5 giờ với lò hơi thông số trung bình (lò công nghiệp) và 1,5÷2 giờ đối với lò hơi có thông số cao (lò hơi của nhà máy nhiệt điện). Điều này sẽ giảm và tránh được những ứng xuất lớn trong kim loại bao hơi.

60

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh (tiếp theo):

+ Nhóm lò:Trước khi nhóm lò cần chạy quạt gió không dưới 5 phút => đẩy hết khícháy có thể tồn đọng trong lò nhằm tránh nổ khi nhóm lò.(Lò đốt than trên ghi có thể nhóm bằng củi, lò đốt than phun nhóm lòbằng dầu). a. Sự thay đổi nhiệt độ kết cấu trong buồng lửa:- Vách các lò hơi lớn, vách bao hơi sẽ bị đốt nóng không đều trong thời kỳ

đầu của quá trình đốt lò. Phần trên bao hơi không có nước nóng chậm hơn phần dưới có nước, chênh lệch nhiệt độ giữa phần trên và phần dưới có thể chênh lên đến 50oC làm cho bao hơi bị uốn cong khi nhóm lò.

- Các dàn ống phía trên nhận nhiều nhiệt nóng hơn phía dưới và toàn bộ dàn ống bị giãn nở dài.

61

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh (tiếp):a. Sự thay đổi nhiệt độ kết cấu trong buồng lửa (tiếp):- Trong dàn ống do nhận nhiệt không đồng đều làm ảnh hưởng đến sự tuần

hoàn môi chất, tạo nên ứng suất nhiệt có thể làm nứt các đầu nối. Sự đốt nóng không đồng đều trong các dàn ống sinh hơi và ống góp tạo ra sự tuần hoàn hoàn khác nhau giữa các vòng tuần hoàn. Sự khác nhau này chính là nguyên nhân hạn chế tốc độ đốt lò.

- Để tăng tốc độ đốt lò (giảm chi phí khởi động lò) cần áp dụng các giải pháp đảm bảo yêu cầu đốt nóng lò đồng đều như bố trí vòi phun hợp lý, sử dụng nhiều vòi phun với công suất nhỏ, giải pháp nâng cao tuần hoàn nước trong lò v.v…

- Giai đoạn đầu đốt lò nhiệt chủ yếu cấp cho việc đốt nóng nước đến nhiệt độ sôi. Vì vậy, trong giai đoạn này hơi hầu như chưa có, nên không có lưu lượng nước đi qua bộ hâm nước và không có dòng hơi đi qua bộ quá nhiệt, trong khi khói vẫn liên tục đi qua các bề mặt truyền nhiệt và đốt nóng chúng.

62

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh (tiếp):b. Sự thay đổi nhiệt độ trong bộ hâm nước

Trong bộ hâm nước nước nhận nhiệt sẽ bốc hơi. Vì vậy, cần có đường nước tái tuần hoàn từ bao hơi về đầu bộ hâm nước tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên để bảo vệ bộ hâm nước.

Sơ đồ tái tuần hoàn nước để làm mát bộ hâm nước khi đốt lòa). Sơ đồ thông thường; b) - Sơ đồ sử dụng ejectơ; 1 - Đường tái tuần hoàn; 2 - Bộ hâm nước; 3 - Đường dẫn nước từ bộ hâm nước vào bao hơi ở dưới mức nước; 4 -

Đường dẫn nước từ bộ hâm nước vào bao hơi ở trên mức nước; 5 - Ejectơ

63

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh (tiếp):b. Sự thay đổi nhiệt độ trong bộ hâm nước (tiếp theo)- Ở những lò hơi lớn, hoặc ở những lò hơi có bộ hâm nước bằng gang yêu cầu bảo vệ bộ hâm nước khắt khe hơn (nhiệt độ nước ra khỏi bộ hâm nước bằng gang phải thấp hơn nhiệt độ ít nhất 40 OC, nên người ta sử dụng biên pháp bơm nước liên tục qua bộ hâm nước và đưa nước trở lại vào bình khử khí. => Bằng cách này không cần có đường tái tuần hoàn nữa.

64

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh (tiếp):c. Bảo vệ bộ quá nhiệt trong quá trình khởi động lò- Khi lượng hơi được sinh ra sẽ làm tăng dần áp suất trong lò hơi

lên => Lượng nhiệt do đốt nhiên liệu sẽ chia thành 2 phần:+ một lượng để sinh hơi + lượng khác chi cho việc đốt nóng kim loại và đốt nóng nước lên vị trí có nhiệt độ sôi mới tương ứng với quá trình tăng áp suất.

- Để làm mát bộ quá nhiệt, khi khởi động lò phải mở van xả bộ quá nhiệt.

- Đối với bộ quá nhiệt nằm ngang, có thể sử dụng giải pháp nạp đầy nước cấp vào các ống của bộ quá nhiệt để làm mát trong giai đoạn khởi động lò hơi. (Các bộ quá nhiệt để đứng không cho phép nạp nước vì không thể xả nước đọng ra khỏi bộ quá nhiệt).

65

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái lạnh (tiếp): d.Tốc độ tăng áp suất trong quá trình khởi động lò- Yếu tố quyết định thời gian khởi động lò hơi là tốc độ tăng nhiệt độ cho phép của các

bộ phận lò và khả năng làm mát bộ quá nhiệt và bộ hâm nước. - Để nâng cao hiệu quả kinh tế cần giảm thời gian khởi động lò. - Trong quy trình vận hành người ta thường quy định tốc độ tăng áp suất trong

mỗi giai đoạn đốt lò từ khi nhóm lò đến khi đạt trạng thái thiết kế bắt đầu cấp hơi cho tua bin hoặc sản xuất công nghiệp;

66

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ1. Khởi động lò (tiếp)- Khởi động lò từ trạng thái nóng

+ Khi ngừng, lò hơi được làm lạnh nhanh hơn nhiều so với tuabin, sau khoảng 4 - 8 h áp suất hơi chỉ còn khoảng 0,3 MN/m3, nhiệt độ nước khoảng trên l00oC. Trong khi đó sau 8-9 h nhiệt độ tuabin còn khá cao, tới 300-400oC.=> khi khởi động lò ở trạng thái dự phòng nóng, đốt lò trước và xả hơi qua đường khởi động cho đến khi hơi quá nhiệt đạt tới gần bằng nhiệt độ phần đầu tuabin mới bắt đầu đưa hơi vào tuabin và tiếp tục khởi động đồng thời với tuabin.

67

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ2. Ngừng lò- Ngừng lò có thể là ngừng lò bình thường đưa vào trạng thái dự

phòng lạnh hay nóng, hoặc ngừng lò sự cố.

Sự khác nhau giữa các dạng dừng lò ở điều kiện làm nguội lò trong quá trình ngừng.

Ngừng lò bình thường phụ tải của lò được giảm dần

cho đến bằng không

Ngừng lò sự cốdo phải ngừng thật nhanh để giảm tác hại của sự cố, nên

phụ tải của lò giảm đột ngột xuống

68

I. KHỞI ĐỘNG VÀ NGỪNG LÒ

2. Ngừng lò (tiếp)

Lò có bao hơi- Giảm dần phụ tải, tắt các vòi phun và các thiết bị thông gió, tiếp tục cấp nước để duy trì mức nước trong bao hơi.- Trước khi tắt vòi phun, áp suất trong bao hơi phải giữ được bằng áp suất trong đường ống góp chung.

Lò trực lưu - Giảm dần phụ tải xuống tới phụ tải khởi động (25 - 30% phụ tải định mức), sau đó nối lò với thiết bị phân li và tách lò ra khỏi đường ống tập trung. -Sau đó tắt lò và ngừng các thiết bị phụ. Nước vẫn tiếp tục được đưa vào lò hơi với mục đích để rửa muối.

Ở sơ đồ khối-Giảm phụ tải và làm lạnh lò được tiến hành đồng thời với việc giảm áp suất và nhiệt độ hơi trước tuabin. Lưu lượng nước cấp cũng được giảm dần tương ứng với việc giảm sản lượng hơi của lò.

69

II. VẬN HÀNH LÒ HƠI Ở CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC ỔN ĐỊNH

1. Khái niệm chung- Chế độ làm việc chính của lò hơi là chế độ làm việc ổn định. Nhiệm vụ chính ở chế độ ổn định là:+ Đảm bảo Phụ tải hơi của các lò theo đúng yêu cầu;+ Duy trì các thông số áp suất và nhiệt độ của hơi quá nhiệt sản xuất ra;+ Đảm bảo chế độ nước và chất lượng hơi, với điều kiện đảm bảo kinh tế và an toàn toàn bộ thiết bị.

70


1. Khái niệm chung (Tiếp)- Độ kinh tế làm việc của lò hơi trong vận hành phụ thuộc vào ba yếu tố chính là:

+ Vận hành các quá trình trong buồng đốt;+ Vận hành thiết bị phụ, thực chất là điều khiển việc tiêu hao nhiệt

và điện cho tự dùng lò hơi;+ Vận hành bề mặt đốt, thực chất là đảm bảo độ sạch phía trong và

ngoài của bề mặt đốt (các ống lò hơi).- Cần phải giảm đến mức nhỏ nhất các tổn thất nhiệt, nhất là tổn thất nhiệt do cháy không hết về hoá (q3 , Q3) và tổn thất nhiệt do không cháy không hết về cơ học (q4, Q4), giảm thiểu độ lọt khí (∆α), đảm bảo hệ số dư không khí (α) tối ưu, đảm bảo vận hành buồng đốt ở chế độ không đóng xỉ...

71


1. Khái niệm chung (Tiếp)

Biểu đồ đặc tính định mức vận hành lò hơi

72


2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ vận hành2.1 Ảnh hưởng của chế độ cấp không khí- Ảnh hưởng lớn nhất đến các chỉ tiêu làm việc của lò hơi đốt than là chế độ không khí cấp vào buồng đốt, chất lượng nhiên liệu và bột than.- Chế độ không khí cấp vào buồng đốt đặc trưng bởi hệ số không khí dư αbđ. Khi tăng αbđ (các yếu tố khác không đổi), nhiệt độ trong buồng đốt sẽ giảm, tăng lượng nhiệt truyền cho bộ quá nhiệt, làm tăng nhiệt độ hơi quá nhiệt, tổn thất nhiệt q2 tăng lên.- Sự thay đổi αbđ còn ảnh hưởng tới q4.

73


2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chế độ vận hành (tiếp)2.2 Ảnh hưởng của chất lượng nhiên liệu- Khi độ tro và độ ẩm nhiên liệu tăng lên => nhiệt trị nhiên liệu sẽ giảm,

lượng tiêu hao nhiên liệu tăng, lượng tro đưa vào buồng đốt tăng, nhiên liệu bắt cháy chậm, quá trình cháy kéo dài và tăng q4;

- Khi độ tro nhiên liệu tăng lên thì khả năng bức xạ của ngọn lửa nhiên liệu tăng lên và điều đó làm tăng cơ hội đóng xỉ buổng đốt, tăng bám bẩn bề mặt đốt;

- Tổn thất nhiệt q4 cũng phụ thuộc vào độ mịn (R90) của bột than. Khi tăng độ mịn bột than (giảm R90) thì sẽ giảm được q4 nhưng sẽ làm tăng tiêu hao điện tăng để nghiền than qэ và giảm năng suất hệ thống nghiền.

- Khi tăng độ ẩm của nhiên liệu => nhiệt trị nhiên liệu giảm thể tích khói tăng, do đó q2 tăng. Khi độ ẩm nhiên liệu tăng lên quá lớn, sự bắt cháy của bột than kém đi, dẫn đến tăng tổn thất nhiệt q4.

74


3. Các trường hợp sự cố thường gặp khi vận hành lò hơi- Chế độ cấp nước cho lò hơi bị sai lệch hoặc bị ngừng.- Ngừng cấp nhiên liệu cho quá trình cháy hoặc tắt lửa trong buồng đốt.- Hư hỏng bề mặt đốt. hoặc lớp bọc bảo ôn của vỏ lò bị vỡ, khung

xương lò bị đốt nóng quá mức.- Hư hỏng các bộ tự động điều chỉnh hoặc hệ thống bảo vệ, hệ thống

liên động;- Mất điện tự dùng, hoả hoạn trong nhà lò. . .=> Các trạng thái sự cố của lò được phân làm hai loại:

+Trạng thái sự cố cần phải dừng lò khẩn cấp;+ Trạng thái sự cố cho phép lò tạm thời làm việc trong một thời gian ngắn trước khi dừng.

75


4. Công tác theo dõi kiểm tra vận hành lò hơi-Xác định chất 1ượng và số lượng nhiên liệu đã đốt.-Các quá trình sản xuất bột than (hoặc chuẩn bị nhiên liệu nếuđốt than theo kiểu khác, hoặc đốt nhiên liệu lỏng, nhiên liệu khí).-Các quá trình trong buồng đốt, các thông số của sản phẩm cháy trong buồng đốt, thông số khói và không khí trên đường ống dẫn (nhiệt độ, áp lực, thành phần thể tích các chất khí có trong khói...).-Năng suất hơi của lò và lưu lượng nước cấp vào 1ò.

- Chất 1ượng hơi và nước.- Tiêu hao điện năng tự dùng.

76


4. Công tác theo dõi kiểm tra vận hành lò hơiXác định chất 1ượng và số lượng nhiên liệu đã đốt.

Các quá trình sản xuất bột than (hoặc chuẩn bị nhiên liệu nếu đốt than theo kiểu khác, hoặc đốt nhiên liệu lỏng, nhiên liệu khí).

Các quá trình trong buồng đốt, các thông số của sản phẩm cháy trong buồng đốt, thông số khói và không khí trên đường ống dẫn (nhiệt độ, áp lực, thành

phần thể tích các chất khí có trong khói...).

Năng suất hơi của lò và lưu lượng nước cấp vào lò.

Chất 1ượng hơi và nước.

Tiêu hao điện năng tự dùng.

77

III. ĐIỀU CHỈNH KHI VẬN HÀNH LÒ HƠI Ở CHẾ ĐỘ ỔN ĐỊNH

1. Điều chỉnh sản lượng hơi1.1 Điều chỉnh sản lượng hơi trong lò hơi có ống góp chung

A- bộ lấy xung lượng áp suất; ĐPT- bộ điều chỉnh phụ tải; ĐNL bộ điều chỉnh nhiên liệu.

78


1. Điều chỉnh sản lượng hơi (tiếp)1.2 Điều chỉnh sản lượng hơi trong lò hơi theo sơ đồ khối

A- bộ lấy xung lượng áp suất; ĐPT- bộ điều chỉnh phụ tải; ĐNL bộ điều chỉnh nhiên liệu.

79


2. Điều chỉnh quá trình cháy- Độ kinh tế của quá trình cháy được đánh giá qua các tổn

thất của quá trình cháy.- Việc chọn sơ đồ điều chỉnh phụ thuộc vào dạng nhiên liệu

đốt và loại thiết bị buồng lửa. - M ỗi loại nhiên liệu chỉ tương ứng với một hệ số không khí

thừa có lợi nhất => thay đổi chất lượng nhiên liệu, bộ điều chỉnh cần được thay dổi để tương xứng với tỷ số mới về quan hệ giữa lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa và lượng không khí cung cấp.

80


3. Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt- Bất kỳ chế độ vận hành thay đổi nào => thay đổi nhiệt độ hơi

quá nhiệt.- Khi lưu lượng hơi thay đổi, lượng nhiên liệu và không khí thay

đổi => nhiệt độ hơi quá nhiệt cũng thay đổi.- Thay đổi chất lượng nhiên liệu (độ tro, độ ẩm v.v...) => thay đổi

chế độ nhiệt của lò => sự phân bố lại tỷ lệ hấp thu nhiệt giữa phần bức xạ và đối lưu của lò => sự thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt.

81


4. Điều chỉnh mức nước bao hơi- Sự thay đổi mức nước xảy ra chủ yếu do phá huỷ cân bằng vật chất giữa lưu lượng hơi và lưu lượng nước cấp. Việc điều chỉnh mức nước và đồng thời cùng với việc điều chỉnh lưu lượng nước cấp là một trong những bộ điều chỉnh tự động quan trọng của lò bao hơi.

82

VI. VẤN ĐỀ PHÂN PHỐI PHỤ TẢI KINH TẾ GIỮA CÁC LÒ

1. Các phương pháp phân phối phụ tải kinh tế giữa các lò

- Lò hơi có hiệu suất cao gánh phần phụ tải chính, gần với phụ tải kinh tế.

- Phân phối phụ tải một cách tỷ 1ệ theo sản 1ượng hơi định mức của các 1ò.

- Phân phối phụ tải tương ứng theo hiệu suất của các 1ò.

- Biện pháp có hiệu quả kinh tế cao nhất 1à phân phối phụ tải theo suất tăng tương đối lượng tiêu hao nhiên liệu.

83


2. Phương pháp phân phối phụ tải theo suất tăng tương đối lượng tiêu hao nhiên liệu

- Dựa vào đặc tuyến nhiệt của lò hơi (quan hệ giữa hiệu suất và sản lượng hơi ɳ = f(D)) => xây dựng quan hệ suất tăng tương đối lượng tiêu hao nhiên liệu vào phụ tải (là đạo hàm bậc nhất của quan hệ ɳ = f(D), nghĩa là: ∆b = dB/dD).

- Quá trình giải bài toán phân phối phụ tải thường được thực hiện bằng phương pháp đồ thị.

+ Xây dựng đồ thị phương trình tiêu hao nhiên liệu B = f(D) và lập đồ thị đặc tính suất tăng tương đối lượng tiêu hao nhiên liệu ∆b = f(D). + Sau khi có các quan hệ trên cho từng lò => lập đặc tính tổng tiêu hao nhiên liệu với tổng phụ tải BΣ = f(DΣ) của tất cả các lò hơi => giải bài toán phân chi phụ tải hơi tối ưu giữa các lò hơi.

84


85

BÀI 4:VẬN HÀNH CÁC PHẦN TỬ LÒ HƠI VÀ THIẾT BỊ PHỤ

I • VẬN HÀNH CÁC PHẦN TỬ LÒ HƠI

II • VẬN HÀNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

III • VẬN HÀNH QUẠT KHÓI, QUẠT GIÓ

• VẬN HÀNH HỆ THỐNG KHỬ BỤIIV

86

I. VẬN HÀNH CÁC PHẦN TỬ LÒ HƠI

1. Vận hành buồng đốt- Quá trình cháy bột than: Hạt bột than được gia nhiệt => Bốc ẩm

=> Bốc chất bốc và cháy chất bốc, tạo hạt cốc => Cuối cùng là cháy hạt cốc.

- Trong đó, sự cháy hạt cốc là giai đoạn quyết định để đạt được mức độ sử dụng hết khả năng sinh nhiệt của than.

- Để cháy kiệt, hạt cốc phải có độ nhỏ cần thiết, cấp không khí (oxy) đủ và đảm bảo hoà trộn kịp thời không khí đến bề mặt các hạt cốc ngay trong vùng cháy.

87


1. Vận hành buồng đốt (Tiếp theo)- Vận hành buồng đốt cần đảm bảo cho ngọn lửa nằm đúng giữa tâm

và ở độ cao hợp lý nhất nhằm giảm hiện tượng đóng xỉ ở tường buồng đốt, giảm ăn mòn kim loại ở nhiệt độ cao và giảm phát thải các chất có hại như tro, COX, NOX…

- Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá hiệu quả vận hành buồng đốt: hệ số không khí thừa trong buồng đốt αbđ, độ lọt khí vào buồng đốt Δαbđ; nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt, phân bố trường nhiệt độ theo các tiết diện buồng đốt, thành phần của khói ra khỏi buồng đốt, tỷ lệ các chất cháy còn lại trong tro bay và xỉ; tỷ lệ tro bay.

88


1. Vận hành buồng đốt (Tiếp theo)- Nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt lò hơi là thước đo hiệu quả cháy

nhiên liệu và cường độ trao đổi nhiệt trong buồng đốt. - Thành phần hoá học của khói (O2, COx…) cho phép đánh giá độ lớn

của hệ số dư không khí và các thành phần không cháy hết của nhiên liệu.

- Thành phần than chưa cháy hết trong tro bay và xỉ quyết định tổn thất cháy không hết về cơ học.

(Khi vận hành phải thường xuyên (1 ca/1 lần) lấy mẫu tro, xỉ để phân tích thành phần than trong tro và xỉ, nhất là trong tro bay, để xác định nguyên nhân)

89


1.1 Vận hành buồng đốt bột than có kho than bột trung gian- Để cải thiện quá trình cháy trong buồng đốt khi đốt bột than antraxit:

+ Tăng cường trao đổi nhiệt giữa ngọn

lửa và hỗn hợp không khí với bột

than đang bắt lửa – (Cần phát triển bề mặt bắt lửa và nâng cao nhiệt độ ở vùng

bắt lửa)

+ Để phát triển bề mặt bắt lửa => phải có cấu trúc vòi đốt hoàn thiện, tăng số lượng vòi đốt và phân bố hợp lý vòi đốt trên tường buồng đốt...

+ Để nâng cao nhiệt độ vùng bắt lửa (tăng diện tích đai đốt) => phải tổ chức lại khí động ngọn lửa, tăng cường hút dòng khói có nhiệt độ cao từ tâm buồng đốt về vùng bắt cháy, loại trừ (giảm tối đa) mức độ lọt không khí lạnh vào buồng đốt ở vùng bố trí vòi đốt, tăng nhiệt độ không khí nóng.

+ Dải điều chỉnh phụ tải của lò hơi khi đốt than antraxit chỉ khoảng 70 - 100% phụ tải định mức. Việc điều chinh cháy thực hiện đồng thời ở tất cả các vòi đốt bằng cách thay đổi lượng nhiên liệu và không khí.

90


1.2 Vận hành buồng đốt than với sơ đồ thổi thẳng

Tiêu hao điện năng thấp hơn nhiều, mức độ tiếng ồn giảm.

Phụ tải lò hơi điều chỉnh

bằng cách thay đổi số lượng máy nghiền

làm việc

Vốn đầu tư, chi phí vận hành thấp

Khả năng tự động hoá và có khả năng thích nghi với việc thay đổi các thông số vận hành (độ ẩm của than, độ tro...).

Ưu điểm công nghệ thổi

thẳng

91


1.3 Đóng xỉ buồng đốt và phuơng pháp loại trừKhi lò hơi bị đóng xỉ mạnh thì:

Khả năng nhận nhiệt nói chung của buồng đốt giảm, năng suất lò hơi giảm, nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt tăng lên, => Nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng lên, không điều chỉnh được, có thể gây đóng xỉ bộ quá nhiệt dẫn đến nổ ống.

Khả năng nhận nhiệt của các giàn ống buồng đốt không đều, ảnh hưởng đến tuần hoàn giàn ống, dẫn đến nổ ống sinh hơi.

Khi lượng xỉ đóng tăng dần, cản trở sự vận hành vòi đốt và việc thải xỉ, dẫn đến phải dừng lò trước kế hoạch.

=> Tổ chức vận hành lò để không bị đóng xỉ

92


1.3 Đóng xỉ buồng đốt và phuơng pháp loại trừ (tiếp)- Các thông số vận hành có ảnh hưởng đến cường độ đóng xỉ: + Mức nhiệt độ và độ đồng đều về nhiệt độ trong vùng cháy, + Nhiệt độ mặt ngoài ống bị bám bẩn.=> Ảnh hưởng đến nhiệt độ tro và những đặc tính của sự biến

đổi pha của tro xỉ, dẫn đến các đặc tính của xỉ thay đổi:+ Xỉ xốp dễ phá, dễ thổi sạch bằng các thiết bị thổi bụi;+ Xỉ chắc, khó phá, khó thổi sạch bằng thiết bị thổi bụi.

93


1.3 Đóng xỉ buồng đốt và phuơng pháp loại trừ (tiếp)- Ở lò hơi thải xỉ khô, cần đảm bảo mật độ dòng nhiệt đi đến giàn

ống trong vùng cháy hợp lý để không tạo lớp xỉ thiêu kết (xỉ cứng) trên bề mặt giàn ống (phương pháp đốt nhiệt độ thấp).

- Cần tránh táp trực tiếp ngọn lửa vào giàn ống, phân bố đều phụ tải nhiệt tới các giàn ống và tăng cường trao đổi nhiệt.

- Trong quá trình vận hành cần thường xuyên theo dõi vị trí ngọn lửa và điều chỉnh chế độ không khí của các vòi phun và toàn bộ buồng đốt. Các biện pháp giảm bớt mức độ đóng xỉ còn có thể là:+ Tăng cường thổi bụi buồng đốt.+ Trộn các loại than khác nhau ngay từ kho than để xác định tỉ lệ trộn than thích hợp, giảm được xu thế đóng xỉ buồng đốt.

94


2. Vận hành vòi đốt bột than

a) Vòi đốt kiểu xoáy lốc; b) Vòi đốt kiểu dẹt - thổi thẳng.

Dòng không khí cấp 1 và 2 đi vào thân vòi đốt theo hướng

tiếp tuyến => tạo một dòng chuyển

động xoáy + tịnh tiến của hỗn hợp bột than - không

khí (cấp 1) và dòng không khí cấp 2 trong vòi đốt.

95


2. Vận hành vòi đốt bột thana. Vòi đốt xoáy:

Sự cháy kiệt của bột than phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ của dòng không khí ra khỏi miệng vòi đốt:

- Khi tốc độ gió cấp 1 thấp, dễ gây cháy miệng vòi hoặc các hạt than tách khỏi dòng không khí, rơi xuống phễu xỉ (hiện tượng phân ly bột than).

- Khi tốc độ gió cấp 1 quá lớn, sự bắt lửa lúc xảy ra ở phía sâu trong buồng đốt, ở đây gió cấp 1 đã hoà trộn với gió cấp 2, do đó làm xấu quá trình cháy bột than.

- Khi giảm tốc độ gió cấp 2, góc loe của hình nón cháy giảm, ngọn lửa dài ra. Vì vậy, việc duy trì tỉ số tốc độ gió cấp 1 (W1) và gió cấp 2 (W2) có ý nghĩa rất quan trọng (thường thì W2 / W1=1,3-1,5; W1=14-25 m/s; W2=40-50 m/s, tỉ lệ gió cấp 1 là 15 - 20%).

96


2. Vận hành vòi đốt bột thanb) Vòi đốt kiểu dẹt - thổi thẳng. - Có cấu trúc đơn giản, trở lực khí động nhỏ.- Khi bố trí ở 4 góc buồng đốt hình vuông sẽ đảm bảo khí động

buồng đốt tối ưu và phân bố đều phụ tải nhiệt cho các giàn ống.

=> Với vòi đốt này, quá trình gia nhiệt hạt bột than chậm hơn, nên thường dùng đốt nhiên liệu có nhiều chất bốc. Khi đốt than antraxit vòi phun thẳng ít dùng hơn vì tổn thất nhiệt q4

cao hơn.

97


2. Vận hành vòi đốt bột thanc) Đồ thị quan hệ giữa q4 và độ đồng đều không khí χvđ

1. Vòi đốt dẹt, bố trí ở góc, αBL = 1,15; 2. Vòi đốt dẹt αBL = 1,173. Vòi đốt tròn xoáy 1 cấp và 2 cấp αBL = 1,15-1,2

χvđ = (αmax - αmin)/αvđ

trong đó: αmax, αmin, αvđ là hệ số dư không khí lớn nhất, hệ số dư không khí nhỏ nhất và hệ số dư không khí trung bình của các vòi đốt của buồng đốt.

98


2. Vận hành vòi đốt bột thand) Đồ thị quan hệ giữa q4 và độ mịn bột than R90

99


3. Vận hành bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí1. Vận hành bộ quá nhiệt• Đặc trưng chế độ làm việc của bộ quá nhiệt là:- Nhiệt độ khói phía ngoài cao- Nhiệt độ hơi phía trong cao (kim loại làm ống bộ quá nhiệt làm việc ở nhiệt độ gần tới nhiệt

độ giới hạn làm việc của vật liệu chế tạo)=> Nếu có sự không đồng đều về nhiệt và không đều về lưu

lượng dòng hơi => hỏng ống

100


•3.1. Vận hành bộ quá nhiệt (tiếp)• Sự cố bắt buộc phải dừng lò thường là các sự cố ở các ống BQN do:- Các vòi đốt làm việc không đồng đều.- Dòng khói đi qua bộ quá nhiệt không đều.- Dòng hơi đi qua các nhánh ống quá nhiệt không đều.- Đóng xỉ buồng đốt hoặc bộ quá nhiệt.

Þ Để tăng độ tin cậy làm việc của các ống BQN và đường ống dẫn hơi quá nhiệt:

+ Nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm xuống 540-5450C.+ Tăng cường kiểm tra định kỳ trạng thái kim loại ống bộ quá nhiệt.

101


đ) Đặc tính thay đổi các thông số lò hơi khi phụ tải thay đổi:

a)Nhiệt độ khói và không khí nóng; b) Cường đốt nhận nhiệt của các bề mặt đốt; c) Nhiệt độ hơi quá nhiệt; d) Các tổn thất nhiệt; e) Hiệu suất thô của lò.

102


•3.2 Vận hành bộ hâm nước và bộ sấy không khí• Điều kiện làm việc bộ hâm nước: - Bộ hâm nước bố trí ở vùng khói có nhiệt độ thấp, phụ tải nhiệt không lớn

(không quá 25.103 W/m2), => Nhiệt độ kim loại vách ống bộ hâm nước khó có thể đạt tới mức nguy hiểm,

ngay cả khi lượng nước cấp nhỏ, và có sự không đều về trao đổi nhiệt.- Sự cố hay gặp ở bộ hâm nước là xuất hiện các lỗ thùng ở mối hàn nối ống bộ

hâm nước, nguyên nhân do gỉ phía trong hoặc ngoài.- Khi tốc độ nước cấp đi trong ống thấp, khí oxy hoà tan trong nước cấp tích

thành bọt khí, nằm yên ở đường sinh trên của ống bộ hâm nước gây gỉ khí oxy. Khi xuất hiện các tia nước ở các vị trí đó, không nên cho phép lò làm việc lâu dài, vì có thể gây hư hỏng các ống kề bên, gây bám bẩn và tắc tro chùm ống bộ hâm và bộ sấy không khí.

103


•3.2 Vận hành bộ hâm nước và bộ sấy không khí (tiếp)- Hư hỏng do bị mài mòn bởi tro bay - sự mài mòn xảy ra mạnh khi tốc độ

khói tăng, mật độ tro trong khói tăng mạnh và khi đặc tính mài mòn của tro cao. Để hạn chế sự mài mòn của tro bay cần:

+ Giảm hệ số lọt không khí trong đường khói đối lưu.+ Đặt các thiết bị bảo vệ giàn ống ở những vùng thường

có cường độ mài mòn cao (vùng có tốc độ khói, mật độ tro cao).+ Tăng cường thổi bụi.+ Khi mức độ bám bẩn BHN tăng lên, nhiệt độ khói sau BHN tăng, có thể

làm tăng nhiệt độ mặt sàng BSKK cao quá cho phép => phồng, cong mặt sàng, gây lọt không khí sang đường khói và gây hư hỏng ống BSKK.

+ Các BSKK bị bám bẩn đến mức tắc, có thể bị bứt khỏi bộ sấy do nhiệt độ quá cao và giãn nở quá lớn

104


•3.2 Vận hành bộ hâm nước và bộ sấy không khí (tiếp)- Giải pháp nâng cao độ tin cậy vận hành:+ Kiểm tra bề mặt đốt phía đuôi lò+ Gia nhiệt không khí lạnh trước khi đưa vào bộ sấy không

khí để đề phòng sự ngưng hơi nước trên bề mặt đốt.+ Dùng các phụ gia giảm ăn mòn, đưa vào đốt cùng nhiên

liệu.+ Đốt với hệ số dư không khí nhỏ nhất.+ Phủ lớp bảo vệ bề mặt kim loại các bề mặt đốt.

105


3.2 Vận hành bộ hâm nước và bộ sấy không khí (tiếp) Trong phần đường khói đối lưu, có thể xảy ra hiện tượng cháy lại các hạt bột

than chưa cháy hết, có thể gây hư hỏng nặng bề mặt đốt. Khả năng dễ phát sinh cháy lại ở vùng bộ sấy không khí, vì ở đó lớp tro chưa cháy hết được bao phù bởi không khí. Nguyên nhân của hiện tượng cháy lại là:

- Các hạt bột than quá khô.- Quá trình cháy buồng đốt không hoàn thiện dẫn dến các thành phần cháy

được trong tro bay vẫn còn lớn.- Việc thổi bụi bề mặt đốt phần đuôi không thường xuyên, không đủ mạnh.- Các quá trình trên xảy ra khi khởi động lò từ trạng thái nguội (sau đại tu) khi

các thiết bị chưa được chỉnh định lại, và chạy ở phụ tải thấp quá lâu. Khi tăng phụ tải, nhiệt độ khói phần cuối lò tăng lên, dẫn đến hiện tượng cháy lại.

106


3.2 Vận hành bộ hâm nước và bộ sấy không khí (tiếp)- Dấu hiệu của sự cháy lại là nhiệt độ khói sau bộ sấy không khí tăng hơn định

mức 20 - 300C. Để ngăn ngừa sự cháy lại, cần vận hành thiết bị theo đúng hướng dẫn vận hành.

- Chỉ sử dụng các vòi đốt dầu đã căn chỉnh hoàn thiện và đã được thí nghiệm đốt phun sương trên bàn thử nước. Dầu trước khi đưa vào đốt phải được gia nhiệt đến đúng nhiệt độ và có đủ áp lực yêu cầu, đảm bảo độ nhớt cần thiết và độ phun sương đủ nhỏ.

- Vòi phun dầu làm việc với lượng gió đưa vào cần có tổ chức, không để không khí lạ lọt vào vòi đốt dầu.

- Khi đốt than có lượng chất bốc thấp, thì phụ tải chuyển sang đốt than cần phải cao.

- Cần thường xuyên kiểm tra nhiệt độ không khí và khói trước và sau các bề mặt đốt, nhất là bộ sấy không khí

107

II. VẬN HÀNH HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU

- Thiết bị lò hơi sử dụng nhiên liệu rắn trong các nhà máy điện rất đa dạng, cho nên chỉ xét hệ thống sản xuất bột than có dùng máy nghiền bi, có kho bột than, là hệ thống thưòng gặp ở các nhà máy điện Việt Nam. Hệ thống chế biến bột than có thể phân làm hai hạng mục công trình chính là phân xưởng nhiên liệu và phân xưởng sản xuất bột than.

- Phân xưởng nhiên liệu bao gồm hệ thống bốc dỡ vận chuyển lưu trữ sơ chế than nguyên và các nhiên liệu phụ khác như dầu đốt, khí đốt v.v…

- Phân xưởng sản xuất bột than thực hiện nhiệm vụ sản xuất và cung cấp bột than cho các lò hơi.

108


1. Vận hành kho than và hệ thống cung cấp than nguyên- Bốc dỡ, cất than và cấp than cho các lò hơi: Hệ thống nhiên liệu phải

được trang bị hệ thống dỡ than hiện đại.- Khi dự trữ than lâu trong kho phải có biện pháp phòng ngừa, bảo vệ tốt

nhất nhằm chống gió thổi bay, gây bụi, loại từ trôi than bởi mưa, dẫn đến tổn thất than và ô nghiễm môi trường;

- Đề phòng hiện tượng tự cháy kho than: Giảm sự oxy hoá các thành phần cháy có trong than bởi oxy của không khí. Nhiệt độ tiêu chuẩn có thể xuất hiện cháy trong kho than là 50-800C. Để ngăn ngừa hiện tượng cháy khi chất đống, than cần phải được làm chặt từng lớp khi đánh đống. Luôn kiểm tra trạng thái kho than: phải quan sát thường xuyên bằng mắt và bằng nhiệt kế, nếu có hiện tượng tự cháy, than phải được đánh đống lại, sau khi đã loại trừ các ổ cháy.

109


•1. Vận hành kho than và hệ thống cung cấp than nguyên (tiếp)- Trong hệ thống băng tải than, dòng than phải được phân bố đều theo chiều

rộng băng tải để máy đập than, máy sàng than, máy hút vụn sắt làm việc ổn định. Cần theo dõi kiểm tra thường xuyên để trong dòng than không chứa các tạp vật như sắt, gỗ vụn... gây cản trở sự làm việc của hệ thống băng tải.

- Để ngăn ngừa cháy nổ và đảm bảo vệ sinh trong nhà sản xuất, cần hạn chế bụi đến mức tối thiểu bằng các biện pháp che chắn và có hệ thống hút bụi trung tâm.

- Hệ thống dầu, khí cần phải đảm bảo cấp một dòng dầu liên tục tới lò hơi (cả khi không sử dụng). Dòng dầu phải được lọc, được gia nhiệt đủ nhiệt độ (70-900C), và có áp suất cần thiết.

- Sự dao động áp suất dầu ở đường ống dầu cao áp đi tới lò, khi dùng vòi đốt dầu cơ khí, không được quá 0,1 MPa

110


1. Vận hành kho than và hệ thống cung cấp than nguyên (tiếp)- Vận hành hệ thống khí đốt (gas) phải tuân theo quy trình vận hành NMĐ và

quy phạm an toàn về khí đốt. Cần lưu ý giải pháp đề phòng cháy và nổ.- Việc kiểm tra độ kín của các mối nối của đường ống khí và việc phát hiện

các chỗ rò rỉ phải được thực hiện bằng nước xà phòng. Cấm không được sử dụng ngọn lửa. Tất cà các chỗ không kín, xì hở phải được lập tức khắc phục.

- Áp suất khí trong đường ống gian lò phải được duy trì bằng hệ thống tự động điều chỉnh, dao động áp suất không được lớn hơn 10%. Hàng tháng kiểm tra các thiết bị báo động áp suất quá cao và quá thấp.

- Đường ống gas cần phải xả có điểm thấp nhất để xả nước, nước xả đường ống gas phải đưa vào thùng kín, để đề phòng nổ, không xả trực tiếp ra rãnh hở.

111


2. Vận hành hệ thống thiết bị sản xuất bột than- Điều rất quan trọng để đảm bảo hệ thống bột than và lò hơi làm việc

kinh tế và tin cậy là đảm bảo mối tương quan giữa các thông số chế độ làm việc của lò và hệ thống bột than. Sự làm việc sai lệch của một khâu trong hệ thống đều làm giảm phụ tải lò, làm xấu chế độ buồng đốt, giảm độ kinh tế lò hơi. Ở chế độ đốt than kiểu thổi thẳng, theo quy trình vận hành nhà máy điện, trong dải phụ tải 60% - 100% định mức, tất cả các thiết bị còn tốt đều phải làm việc.

- Ở hệ thống kho than bột, chế độ làm việc của hệ thống ít phụ thuộc vào phụ tải lò, nhưng khi tải lò giảm, chất lượng nhiên liệu thay đổi (độ ẩm, nhiệt trị), thì sự làm việc của lò hơi bị ảnh hưởng lớn, do việc đưa vào lò hơi một lượng tác nhân sấy (gió cấp 3) không phù hợp (quá thừa hoặc quá thiếu).

112


Vận hành hệ thống thiết bị sản xuất bột than (tiếp)Vận hành hệ thống với máy nghiền bi- Khởi động hệ thống bột than: kiểm tra sự sẵn sàng của thiết bị, không có tàn dư

bột than (nhất là các vị trí ống nằm ngang, chỗ rẽ quặt). Căn chỉnh lại cánh hướng của phân ly thô. Kiểm tra hệ thống bảo vệ công nghệ và liên động. Sau đó sấy hệ thống bằng không khí nóng, để ngăn ngừa hiện tượng ngưng tụ hơi ẩm trên bề mặt các thiết bị.

- Khi vận hành cần kiểm tra thường xuyên:+ Sự đi xuống liên tục than nguyên và bột than vào các kho than.+ Sự đi xuống liên tục của than nguyên xuống máy nghiền.+ Nhiệt độ không khí nóng tại máy nghiền.+ Thành phần oxy trong không khí nóng.+ Độ mịn bột than, độ ẩm bột than.+ Độ lọt không khí (xác định trước máy nghiền và sau xyclon).

113


2. Vận hành hệ thống thiết bị sản xuất bột than (tiếp)Vận hành hệ thống với máy nghiền bi- Cần duy trì đầy đủ lượng than có trong máy nghiền, vì khi lượng than

không đủ sẽ làm tăng lượng tiêu hao điện cho máy nghiền, tăng mức mòn bi và lớp lót máy nghiền, tăng độ mịn bột than không cần thiết, quá tải máy nghiền.

- Năng suất máy nghiền tăng khi tăng phụ tải bi, nếu đồng thời gia tăng lượng thông gió và nhiệt độ gió nóng. Với mỗi loại máy nghiền có một phụ tải bi và một chế độ thông gió tối ưu.

- Khi nạp bi vào máy nghiền, kích thước bi nạp 40 - 50 mm, chu kỳ nạp 1 tuần 1 lần lượng bi tiêu hao dựa theo lượng tiêu hao bi tiêu chuẩn, thường tiêu hao bi cỡ 500 g/tấn bột than. Điện năng tiêu hao 25 - 30 kWh/tấn bột than. Khi đường kính bi nhỏ hơn 15 mm cần phải loại bỏ (khi đại tu).

114


2. Vận hành hệ thống thiết bị sản xuất bột than (tiếp)

Vận hành hệ thống với máy nghiền bi (tiếp)

Tiêu hao điện năng để nghiền, thông gió và tiêu hao điện năng tổngcủa máy nghiền bi 232 / 427, R90= 10%; Kng = 1,5.

Σэ - suất tiêu hao điện tổng; эM - suất tiêu hao điện để nghiền than; эвент - suất tiêu hao điện để thông gió.

115


•Vận hành hệ thống thiết bị sản xuất bột than (tiếp) Vận hành hệ thống thổi thẳng: Các buồng đốt thổi thẳng thường sử dụng

nhiều máy nghiền, mỗi máy nghiền phục vụ cho nhiều vòi đốt. Việc bố trí nhiều vòi đốt trên tường buồng đốt sẽ đảm bảo sao cho để khi cắt một hệ thống máy nghiền, các vòi đốt có thể phục vụ cho việc giảm khoảng 10% phụ tải và không làm lệch chế độ buồng đốt. Việc điều chỉnh tải lò hoàn toàn phụ thuộc vào lượng máy nghiền tham gia làm việc.

Vận hành hệ thống có kho bột than trung gian: Do có kho than bột, việc vận hành buồng đốt và hệ thống chế biến than bột không ảnh hưởng đến nhau. Các thông số liên quan gồm: Lưu lượng bột than và chất lượng bột than; Lưu lượng gió cấp 3 đưa vào phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ nhiên liệu.

• Việc vận hành lò hơi phụ thuộc vào việc điều chỉnh lượng gió cấp 1, cấp 2, cấp 3 cho phù hợp để đảm bảo quá trình cháy tốt.

116

III. VẬN HÀNH QUẠT KHÓI, QUẠT GIÓ

-Quạt gió, quạt khói phải có các thông số lưu lượng và áp suất thoả mãn khi làm việc ở chế độ phụ tải nhỏ hơn tính toán nhiều, mà vẫn đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế. Các quạt cần có hệ thống điều chỉnh lưu lượng và cột áp một cách kinh tế.

- Phương pháp điều chỉnh lưu lượng phổ biến là:+ Dùng các cánh đóng mở đầu hút quạt (tiết lưu) - là

phương pháp không kinh tế;+ Thay đổi số vòng quay của quạt - là phương pháp

điều chỉnh kinh tế nhất. Ngày nay người ta sử dụng biến tần để điều khiển công suất quạt theo lưu lượng và cột áp yêu cầu cho phép tiết kiệm đáng kể điện năng tiêu thụ.

117

VI. VẬN HÀNH HỆ THỐNG KHỬ BỤI

4.1 Hệ thống khử bụi:Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất khử bụi gồm:-Thành phần cỡ hạt tro.- Nhiệt độ và tốc độ khói.-Lưu lượng và áp suất n (khi dùng phương pháp khử bụi xyclon kiểu ướt). ước tưới khử bụi - Chế độ điện (khi dùng phương pháp khử bụi tĩnh điện).- Độ kín hệ thống.4.2 Vận hành khử bụi xyclon kiểu ướt kết hợp với bộ lắng bụi kiểu venturi:-có hiệu suất khử bụi cao (tới 97%). -Dùng cho các lò công suất nhỏ (dưới 500 T/h). Phần xyclon đóng vai trò thu tro và nước. Hiệu suất khử bụi phụ thuộc lượng nước tưới và tốc độ khói ở cổ ống venturi (W).

118


4.3 Vận hành khử bụi tĩnh điện: Đối với các lò công suất lớn, khử bụi tĩnh điện là thiết bị được sử đụng phổ biến, vì đảm bảo hiệu quả khử bụi cao, hơn 99%..

Ảnh hưởng rõ rệt nhất đến hiệu suất của khử bụi tĩnh điện là:- Tính chất và thành phần hạt của tro bay.- Mật độ tro bay.- Độ ẩm, thành phần chất cháy, lượng oxit lưu huỳnh trong tro.

Hiệu quả khử bụi cao nhất khi điện trở của tro cỡ 2.106 Ω/m. Điện trở cao hoặc thấp hơn, hiệu quả khử bụi giảm đi nhiều. Điện trở tro giảm khi trong tro có nhiều thành phần chưa cháy, khi độ ẩm và thành phần muối cacbonat trong khói tăng.

Nhiệt độ làm việc của khói phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương lưu huỳnh khoảng 15%.

119


- Hệ thống cấp điện cao áp một chiều và cơ cấu vẩy tro phải làm việc ổn định. Vì sự xuất hiện lớp tro trên các điện cực làm giảm hiệu quả lọc bụi, khoảng thời gian giữa các lần rung phải theo đúng chỉ dẫn vận hành (khoảng 3 phút) để tránh hiện tượng tro bay theo khói. Lượng tro đọng trên điện cực càng lớn thì chu kỳ rung điện cực càng ngắn. Việc điều chỉnh điện áp và dòng điện vầng quang phải được tự động. Đảm bảo phân bố đều dòng khói trong tiết diện khử bụi, đảm bảo tốc độ khói 1,2-1,4 m/s; khi tốc độ khói lớn hơn 1,8 m/s, hiệu suất khử bụi giảm.- Việc cấp điện áp vào khử bụi thực hiện sau khi chuyển lò sang đốt than lúc khởi động, và sau khi cơ cấu rung làm việc. Do điện trở của mồ hóng nhỏ, có thể gây đánh điện xuyên vào làm ngắn mạch hệ thống điện khi khởi động.Khi dừng lò cần kiểm tra khử bụi và vệ sinh tro bụi.

Art & Photos

Chuyên đề vận hành kinh tế lò hơi