HỆ THỐNG HƠI - ecchaiphong.gov.vn THONG HOI.pdf · • Nếu áp suất hơi qúa lớn hơn mức cần thiết: Tốn nhiệt để tăng áp trong nồi hơi Tăng tổn thất

HỆ THỐNG HƠI

1

Mục tiêu

•Xác định được các dạng tổn thất nhiệt và giảipháp TKNL trong lò hơi

•Xác định các vấn đề và giải pháp trong hệthống phân phối hơi

•Xác định các vấn đề và giải pháp TKNL trongsử dụng hơi

•Nhận diện các cơ hội tận dụng nhiệt thải

•Xác định được các dạng tổn thất nhiệt và giảipháp TKNL trong lò hơi

•Xác định các vấn đề và giải pháp trong hệthống phân phối hơi

•Xác định các vấn đề và giải pháp TKNL trongsử dụng hơi

•Nhận diện các cơ hội tận dụng nhiệt thải

2

Nội dung

•Tổng quan về lò hơi công nghiệp

•TKNL ở lò hơi

•Hệ thống phân phối hơi

•Tận dụng nhiệt thải

•Tổng quan về lò hơi công nghiệp

•TKNL ở lò hơi

•Hệ thống phân phối hơi

•Tận dụng nhiệt thải

3

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HƠI TRONG CÔNG NGHIỆP

TỔNG QUAN VỀ LÒ HƠI

5

Phân loại lò hơi

• Theo nhiên liệu sử dụng

• Theo bố trí lắp đặt

• Theo kết cấu (mục đích sử dụng hiệu quả)

• Các phân loại khác (công suất, thông số hơi,…)

• Theo nhiên liệu sử dụng

• Theo bố trí lắp đặt

• Theo kết cấu (mục đích sử dụng hiệu quả)

• Các phân loại khác (công suất, thông số hơi,…)

6

Các loại lò hơi theo kết cấu

•Lò hơi ống lò-ống lửa

•Lò hơi ống nước đứng

•Lò hơi ống nước cong, có bao hơi




7

Lò hơi ống lò-ống lửa

8

Lò hơi ống nước đứng

9

Lò hơi ống nước có bao hơi

10

ĐỐT DẦU / KHÍ ĐỐT THAN

Lựa chọn lò hơi

Lò hơiống lửa

Đốt dầu, khíĐốt than, củi

Công suất nhỏ và vừaChế độ vận hành 3 caHT sử dụng hơi: thiết bị lớn

Lò hơiống nướcđứng

Đốt dầu DO, khí Công suất nhỏKhông vận hành 3 caHT sử dụng hơi: nhiều thiết bịnhỏ, cần hơi nhanh

11 11

Lò hơiống nướcđứng

Công suất nhỏKhông vận hành 3 caHT sử dụng hơi: nhiều thiết bịnhỏ, cần hơi nhanh

Lò hơiống nướccong, cóbao hơi

Đốt mọi loạinhiên liên liệu

Rất phù hợpcho nh/ liệu rắn

Công suất trung bình và lớnChế độ vận hành 3 caHT sử dụng hơi: thiết bị lớncần áp suất cao, hơi quá nhiệt

Thông số kỹ thuật của lò hơi

p : ………………………..

t : ……………– nếu sản xuất hơi quá nhiệt

D : ……………………..[kg/h; t/h;]Dđm : SLH lớn nhất mà LH có thể làm việc lâu dài ở

thông số (p, t) thiết kếDquy ước : SLH sinh ra tại 100 oC nếu nhiệt độ nước cấp cũng

là 100 oCDkt :SLH ứng với khi LH đạt hiệu suất cao nhất. Thường

Dkt = (0,8 ÷ 0,9).Dđm

p : ………………………..

t : ……………– nếu sản xuất hơi quá nhiệt

D : ……………………..[kg/h; t/h;]Dđm : SLH lớn nhất mà LH có thể làm việc lâu dài ở

thông số (p, t) thiết kếDquy ước : SLH sinh ra tại 100 oC nếu nhiệt độ nước cấp cũng

là 100 oCDkt :SLH ứng với khi LH đạt hiệu suất cao nhất. Thường

Dkt = (0,8 ÷ 0,9).Dđm

12

Nhieät ñoä nöôùc soâi vaø boác hôi goïi laø nhieät ñoä baõo hoøa, ts. ÔÛ moätaùp suaát nhaát ñònh thì nước soâi ở moät nhieät ñoä ts töông öùng. Khi hôi nöôùc caáp nhieät cho coâng ngheä ôû p = const., thì nhieätñoä ngöng tuï cuõng khoâng ñoåi ≡ ts => cheá ñoä nhieät oån ñònh. NHIEÄT AÅN (r, kJ/kg) : löôïng nhieät caàn caáp cho 1kg nöôùc soâichuyeån thaønh hôi baõo hoøa khoâ; vaø cuõng chính laø nhieät do 1kg hôiñoù nhaû ra khi ngöng tuï hoaøn toaøn

Đặc điểm của hơi nước bão hoàNhieät ñoä nöôùc soâi vaø boác hôi goïi laø nhieät ñoä baõo hoøa, ts. ÔÛ moätaùp suaát nhaát ñònh thì nước soâi ở moät nhieät ñoä ts töông öùng. Khi hôi nöôùc caáp nhieät cho coâng ngheä ôû p = const., thì nhieätñoä ngöng tuï cuõng khoâng ñoåi ≡ ts => cheá ñoä nhieät oån ñònh. NHIEÄT AÅN (r, kJ/kg) : löôïng nhieät caàn caáp cho 1kg nöôùc soâichuyeån thaønh hôi baõo hoøa khoâ; vaø cuõng chính laø nhieät do 1kg hôiñoù nhaû ra khi ngöng tuï hoaøn toaøn

AÙp suaát (dö), bar 0 1 2 3 4 6 8 10Nhieät ñoä, oCEntanpi, kJ/kgNhieät aån, kJ/kg

10026752257

120,427072201

133,727252163

143,627382133

15227492108

16527642066

175,427742030

184,127812000

TKNL Ở LÒ HƠI

14

Quá trình chuyển hóa năng lượng trong lò hơi

Quá trìnhcháy

Quá trìnhtrao đổinhiệt

• Trongkhông gianbuồng đốt

• Qua váchống

15

Hiệu suất lò hơi

►Cân bằng nhiệt ở lò hơi

Qđv = Qcó ích + Các tổn thất

Qđv = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

►Hiệu suất nhiệt

ηt = Q1 / Qđv = q1

= 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), %

Trong đó

Q1 = D(ih – inc) Qđv = BQth

►Cân bằng nhiệt ở lò hơi

Qđv = Qcó ích + Các tổn thất

Qđv = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

►Hiệu suất nhiệt

ηt = Q1 / Qđv = q1

= 100 – (q2 + q3 + q4 + q5 + q6), %

Trong đó

Q1 = D(ih – inc) Qđv = BQth

16

Các lọai tổn thất trong lò hơi

q2 - Tổn thất nhiệt do ………………………


q4 - Tổn thất nhiệt do ……………………….

q5 - Tổn thất do …………………………….




q4 - Tổn thất nhiệt do ……………………….

q5 - Tổn thất do …………………………….


17

Tổn thất nhiệt do khói thải – q2

Lượng khói thải tăng• ………………..

Nhiệt độ khói thải (tth) cao• Lượng nhiên liệu đốt ……• …………………• …………………… bề mặt truyền nhiệt

18

Tổn thất do cháy không hoàn toàn về hóa học, q3

•…………………………….

•Nhiệt độ buồng lửa ……………..

•Hòa trộn …………………….. liệu không đều

•…………………………….

•Nhiệt độ buồng lửa ……………..

•Hòa trộn …………………….. liệu không đều

19

• Do cỡ than không đều. Hạt nhỏ: bị lọt; cục lớn:cháy không tới lõi than

• Khe hở ghi lò lớn hơn cỡ than đang dùng• Ghi bị cong vênh• Thải xỉ có lẫn than ra khỏi BĐ• Kiểu ghi xích không tương thích với than đá

VN

Tổn thất do cháy không hoàn toàn về cơ học, q4

20

• Do cỡ than không đều. Hạt nhỏ: bị lọt; cục lớn:cháy không tới lõi than

• Khe hở ghi lò lớn hơn cỡ than đang dùng• Ghi bị cong vênh• Thải xỉ có lẫn than ra khỏi BĐ• Kiểu ghi xích không tương thích với than đá

VN

Đánh giá chế độ đốt nhiên liệu

21

Hệ số không khí thừa

►Hệ số không khí thừa

= Vkk / Vokk

►Công thức xác định vận hành vận hành = 21/(21 – O2)

vận hành ≈ CO2max /CO2

►Hệ số không khí thừa

= Vkk / Vokk

►Công thức xác định vận hành vận hành = 21/(21 – O2)

vận hành ≈ CO2max /CO2

22

Lượng không khí cháy tối ưu

Nhiên liệu tối ưu

Dầu, khí 1,05 ÷ 1,15

Than 1,3 ÷ 1,5

Củi, trấu 1,5 ÷ 1,6

23

Máy phân tích khói

% O2

ppm CO (tính theophần triệu)

% CO2

% hiệu suất cháy

Nhiệt độ khói thải


24

% O2

ppm CO (tính theophần triệu)

% CO2

% hiệu suất cháy

Nhiệt độ khói thải


Đốt dầu

•Chất lượng dầu vào buồng đốt

•Sấy dầu FO đến nhiệt độ cần thiết để tánsương;

•Tán sương dầu thật mịn để dầu dễ hoá hơi;

•Hoà trộn dầu với không khí thật đồng đều.

•Chất lượng dầu vào buồng đốt

•Sấy dầu FO đến nhiệt độ cần thiết để tánsương;

•Tán sương dầu thật mịn để dầu dễ hoá hơi;

•Hoà trộn dầu với không khí thật đồng đều.

25

Đốt than

•Sấy nhiên liệu

•Thoát chất bốc và tạo cốc

•Cháy chất bốc và cháy cốc

•Tạo tro xỉ (cháy kiệt).

•Sấy nhiên liệu

•Thoát chất bốc và tạo cốc

•Cháy chất bốc và cháy cốc

•Tạo tro xỉ (cháy kiệt).

26

Sơ đồ hệ thống nước lò hơi

Nguồnnước Hơi sử

dụng

Nước ngưng

27

Hệ thốngxử lý nước Bồn chứa Bơm Nồi hơi

Xả đáy

Nước cấpNước bổ sung

Các chỉ tiêu chất lượng nước

•Độ pH

•Độ cứng, H

•Nồng độ tổng chất rắn hòa tan (TDS)

Chỉ tiêu khuyến cáo

28

Nước cấp Nước lòpH 7,5 8,5 9 12H 2,5 (mg CaCO3/l) -

TDS - 3000 (mg/l)

Chỉ tiêu khuyến cáo

Sự nguy hại của cáu cặn

•…………..hệ số truyềnnhiệt

•…………. nhiệt độ khóithải

•……….. nhiên liệu……………

•……… công suất lò hơi

•……. nhiệt độ vách ống

Bề dày lớpcáu cặn -cáu

(mm)

Lượng giảmcông suất -D (%)

0.2 ÷ 1 1.5 ÷ 2

•…………..hệ số truyềnnhiệt

•…………. nhiệt độ khóithải

•……….. nhiên liệu……………

•……… công suất lò hơi

•……. nhiệt độ vách ống

0.2 ÷ 1 1.5 ÷ 2

1 ÷ 1.5 4 ÷ 8

1,5 ÷ 4 10 ÷ 16

29

Thiết bị xử lý nước lò hơi thông dụng

Làm mềm nước bằng trao đổi CationBơm định lượng hóa chất

30

Xả lò

► Không cho cáu cặn bám cứng.► Kịp thời xả cáu thứ cấp và bùn lắng

dưới đáy lò.► Giảm nồng độ TDS

► Không cho cáu cặn bám cứng.► Kịp thời xả cáu thứ cấp và bùn lắng

dưới đáy lò.► Giảm nồng độ TDS

31

Lượng nước xả lò hợp lý

Gxả : Lượng nước xả, kg/h

D : Sản lượng hơi, kg/h

TDSc : Hàm lượng TDS trong nước cấp

TDSL : Hàm lượng TDS trong nước lò

Gxả = D*(TDSc) / (TDSL – TDSc)

Gxả : Lượng nước xả, kg/h

D : Sản lượng hơi, kg/h

TDSc : Hàm lượng TDS trong nước cấp

TDSL : Hàm lượng TDS trong nước lò

32

Tần suất xả lò hợp lý

•Tần suất hợp lý: Theo loại lò hơi Phụ tải lò hơi Chất lượng nước

cấp

•Số lần xả lò tốithiểu: theo Quyphạm lò hơi

•Phương pháp xả lò: Tự động Bán tự động (dùng

bộ định thời gian Xả toàn bộ vào cuối

tuần

•Tần suất hợp lý: Theo loại lò hơi Phụ tải lò hơi Chất lượng nước

cấp

•Số lần xả lò tốithiểu: theo Quyphạm lò hơi

•Phương pháp xả lò: Tự động Bán tự động (dùng

bộ định thời gian Xả toàn bộ vào cuối

tuần

33

HỆ THỐNG PHÂN PHỐI HƠI

34

Các vấn đề trong hệ thốngphân phối hơi

•Việc chọn áp suất vận hành và sụt áp trênđường ống

•Xả nước ngưng đọng

•Xả khí trên đường ống

•Giảm tổn thất nhiệt và mất mát môi chất

•Việc chọn áp suất vận hành và sụt áp trênđường ống

•Xả nước ngưng đọng

•Xả khí trên đường ống

•Giảm tổn thất nhiệt và mất mát môi chất

35

Áp suất vận hành

• Áp suất hơi đầu nguồn = áp suất làm việc +sụt áp trên đường ống (Khi cấp hơi trực tiếp,không có van giảm áp)

• Nếu áp suất hơi qúa lớn hơn mức cần thiết: Tốn nhiệt để tăng áp trong nồi hơi Tăng tổn thất nhiệt trên đường ống Tăng sự rò rỉ hơi

• Nếu áp suất quá nhỏ: Nhiều ẩm cuốn theo hơi Vận tốc tăng => độ sụt áp lớn

36

• Áp suất hơi đầu nguồn = áp suất làm việc +sụt áp trên đường ống (Khi cấp hơi trực tiếp,không có van giảm áp)

• Nếu áp suất hơi qúa lớn hơn mức cần thiết: Tốn nhiệt để tăng áp trong nồi hơi Tăng tổn thất nhiệt trên đường ống Tăng sự rò rỉ hơi

• Nếu áp suất quá nhỏ: Nhiều ẩm cuốn theo hơi Vận tốc tăng => độ sụt áp lớn

36

Tác hại của nước ngưng đọng

•Làm ………………………………………… (sốc thủy lực)

•………………………..màng nước ngưng và giảm sựtruyền nhiệt. ………………..

•………………… lượng hơi

•Làm ………………………………………… (sốc thủy lực)

•………………………..màng nước ngưng và giảm sựtruyền nhiệt. ………………..

•………………… lượng hơi

37

Nguyên tắc xả nước ngưngđọng

•Bố trí đúng các vị trí xả•Có bầu gom nước ngưng thích hợp

•Sử dụng loại bẫy hơi phù hợp

•Chọn lựa đúng cỡ bẫy hơi

•Bố trí đúng các vị trí xả•Có bầu gom nước ngưng thích hợp

•Sử dụng loại bẫy hơi phù hợp

•Chọn lựa đúng cỡ bẫy hơi

38

Bố trí điểm xả nước ngưng

•Khoảng cách củanhững điểm xả: 45÷ 60 m

•Chỗ thấp/ chuyểntiếp độ cao

•Trước các vangiảm áp / van điềukhiển

•Khoảng cách củanhững điểm xả: 45÷ 60 m

•Chỗ thấp/ chuyểntiếp độ cao

•Trước các vangiảm áp / van điềukhiển

39

Các loại bẫy hơi (cốc ngưng)

•Bẫy cơ học (kiểu phao, ly úp)

•Bẫy nhiệt động

•Bẫy nhiệt tĩnh

•Bẫy cơ học (kiểu phao, ly úp)

•Bẫy nhiệt động

•Bẫy nhiệt tĩnh

40

Các loại bẫy hơi (steam trap,cốc ngưng) thông dụng

►Bẫy cơ học (kiểu phao, ly úp): sau thiết bị dùng hơi►Bẫy nhiệt động (đồng tiền): trên đường ống hơi,

bình góp hơi

►Bẫy cơ học (kiểu phao, ly úp): sau thiết bị dùng hơi►Bẫy nhiệt động (đồng tiền): trên đường ống hơi,

bình góp hơi

41

Xả khí trong đường ống

Tác hại của khí

•Giảm áp suất của hơinước so với mức chỉthị trên đồng hồ

•Giảm khả năng truyềnnhiệt

•Ăn mòn kim loại

Phương pháp xả khí

•Lắp van xả khí tựđộng ở cuối ống hơichính

•Xả trong bình góp /phân phối hơi

•Xả ngay trước ốngnhánh, hoặc trướcthiết bị dùng hơi

•Giảm áp suất của hơinước so với mức chỉthị trên đồng hồ

•Giảm khả năng truyềnnhiệt

•Ăn mòn kim loại

•Lắp van xả khí tựđộng ở cuối ống hơichính

•Xả trong bình góp /phân phối hơi

•Xả ngay trước ốngnhánh, hoặc trướcthiết bị dùng hơi

42

Cách nhiệt đường ống

Lọai ống Tổn thất (W/m) (t : 150oC)

Ống trần Có bảo ôn(50mm)

100 mm 770 115100 mm 770 115

150 mm 1250 170

200 mm 1440 195

43

Lưu ý về các vị trí cách nhiệt và chất lượng bảo ôn

• Vị trí cần lưu ý: các van & phụ kiện đườngống, những vị trí cong khó bọc

• Giữ cho vật liệu cách nhiệt khô, không bị ẩmướt

• Vị trí cần lưu ý: các van & phụ kiện đườngống, những vị trí cong khó bọc

• Giữ cho vật liệu cách nhiệt khô, không bị ẩmướt

44

Rò rỉ trên đường ống

Vị trí thường gặp:

•Lỗ thủng trên ống

•Mặt bích lỏng

•Bẫy hơi không họat động bình thường

Vị trí thường gặp:

•Lỗ thủng trên ống

•Mặt bích lỏng

•Bẫy hơi không họat động bình thường

Lỗ thủng Ø6 mm

Áp suất hơi: 10 bar

Số giờ vận hành: 2500h/năm

Lượng rò rỉ: 120kg/h (900 tấn/năm)

45

TKNL ở các hộ tiêu thụ hơi

46

NHÖÕNG CHUÙ YÙ ÔÛ THIEÁT BÒ SÖÛ DUÏNG HÔI

• Baûo ñaûm beà maët oáng truyeàn nhieät khoâng bò baùm baån ñeå truyeàn nhieät toát

• Xaû khoâng khí coù laãn trong hôi nöôùc

• Taùch aåm coù trong hôi ñeå hôi vaøo thieát bò laø hôi khoâ

• Khoâng ñeå oáng trao ñoåi nhieät bò ngaäp loûng: duøng coác ngöng phuø hôïp

• Caùch nhieät kyõ löôõng, khoâng ñeå lôùp caùch nhieät bò aåm hay hö hoûng

• Kieåm soaùt töï ñoäng cheá ñoä nhieät seõ giaûm tieâu hao hôi

• Thu hoài toaøn boä nöôùc ngöng saïch

• Neáu nöôùc ngöng bò nhieãm baån thì tìm caùch thu hoài nhieät nöôùc xaû

• Ñieàu phoái cheá ñoä vaän haønh cuûa caùc thieát bò trong heä thoáng ñeå phuï taûi hôiñoàng ñeàu

• Neáu thieát bò quaù cuõ, tieâu hao nhieät lôùn thì phaûi tính ñeán giaûi phaùp thaythieát bò môùi, thaäm chí thay ñoåi sang coâng ngheä hieän ñaïi

47

• Baûo ñaûm beà maët oáng truyeàn nhieät khoâng bò baùm baån ñeå truyeàn nhieät toát

• Xaû khoâng khí coù laãn trong hôi nöôùc

• Taùch aåm coù trong hôi ñeå hôi vaøo thieát bò laø hôi khoâ

• Khoâng ñeå oáng trao ñoåi nhieät bò ngaäp loûng: duøng coác ngöng phuø hôïp

• Caùch nhieät kyõ löôõng, khoâng ñeå lôùp caùch nhieät bò aåm hay hö hoûng

• Kieåm soaùt töï ñoäng cheá ñoä nhieät seõ giaûm tieâu hao hôi

• Thu hoài toaøn boä nöôùc ngöng saïch

• Neáu nöôùc ngöng bò nhieãm baån thì tìm caùch thu hoài nhieät nöôùc xaû

• Ñieàu phoái cheá ñoä vaän haønh cuûa caùc thieát bò trong heä thoáng ñeå phuï taûi hôiñoàng ñeàu

• Neáu thieát bò quaù cuõ, tieâu hao nhieät lôùn thì phaûi tính ñeán giaûi phaùp thaythieát bò môùi, thaäm chí thay ñoåi sang coâng ngheä hieän ñaïi

TẬN DỤNG NHIỆT THẢI

48

Đánh giá khả năng thu hồi nhiệt thải

Thế(Nhiệt độ đủ

cao)


cao)

Chất(đều/ thường

xuyên)

Chất(đều/ thường

xuyên)

Nhu cầuNhu cầu

49

Thuhồi?Thuhồi?

Lượng(đủ lượng

nhiệt)

Lượng(đủ lượng

nhiệt)


cao)Nhu cầu

kinh tếkinh tế

Ảnh hưởng của phần thu hồi nhiệt

- Tăng trở lực của hệ thống- Bám bẩn ở thiết bị thu hồi- Có thể làm gián đoạn hoạt động của

dây chuyền công nghệ

50

- Tăng trở lực của hệ thống- Bám bẩn ở thiết bị thu hồi- Có thể làm gián đoạn hoạt động của

dây chuyền công nghệ

- Tiết kiệm nhiệt lượng- Tận dụng phần chất (nước

ngưng)

Tận dụng nhiệt thải để sản xuất điện

51

Nhieät thaûi töø coâng ngheä coù nhieät theá cao (beùc ñoát, loø nung, …). Aùp duïng: N/m xi maêng, luyeän theùp, thuûy tinh, hoaù chaát.

Tận dụng nhiệt khói thải

• tokhói thải = 200 300oC

• Khả năng tận dụng nhiệt khói thải và giảm to

khói đến nhiệt độ đọng sương của khói (tođs )

Hâm nước cấp(bộ Economizer – ECO)

52

Hâm nước cấp(bộ Economizer – ECO)

Sấy không khí

Sấy dầu FO

Ứngdụng

Hâm nước trực tiếp. Đặt ECO sau lò

53

Hâm nước gián tiếp

54

Thu hồi nước ngưng

Giảm lượng…………………

Tận dụng ……. Giảm nhiênliệu đốtNước ngưng:

………

55



Giảm chi phívận hành

………

……….

Thu hồi hơi giãn nở

SỬ DỤNG: - Cấp nhiệt cho TB TĐN- Hâm nước cấp nồi hơi

56

Kết luận

TKNL -HT hơi

57

TKNL -HT hơi

Các loại lò hơi theo kết cấu







58

Documents

HỆ THỐNG HƠI - ecchaiphong.gov.vn THONG HOI.pdf · • Nếu áp suất hơi qúa lớn hơn mức cần thiết: Tốn nhiệt để tăng áp trong nồi hơi Tăng tổn thất