Tiet kiem nang luong cho lo hoi (Mr Nguyen Xuan Quang).pdf

Ts. Nguyễn Xuân QuangViện Khoa học và Công nghệ Nhiệt – Lạnh,

Trường Đại học Bách Khoa Hà nộiĐiện thoại: 0916127468; email:[email protected]

Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt Lạnh (SHEER) Địa chỉ: Nhà C7 , Trường ĐHBK Hà nội,

Số 1 Đại Cồ Việt, Hà nội

Tel: +84 4 38682625; Fax: +84 4 38683624

Email: [email protected]; Web: http://sheer.hut.edu.vn

www.ccbm.com.vn; www.beptrexanh.vn

mailto:[email protected]

Hơi nước.◦ Được sinh ra trong quá trình đun nóng nước.

Trong công nghiệp, hơi nước được sinh ratrong các lò hơi.

◦ Hơi nước bão hòa có chứa một lượng nhiệthóa hơi mà khi ngưng tụ, lượng nhiệt nàyđược sử dụng trong các quá trình gia nhiệttrong công nghiệp như nấu, trao đổi nhiệt, sấy, sưởi v.v.

◦ Tùy thuộc vào áp suất hơi mà hơi nước bãohòa có nhiệt độ khác nhau. Với áp suất cố địnhthì nhiệt độ hơi nước trong suốt quá trìnhngưng tụ là không đổi và có thể tra được trêncác bảng, đồ thị.

◦ Khối lượng riêng của hơi nước thấp hơn nhiềuso với nước và thay đổi tùy theo áp suất hơi.

◦ Hơi sử dụng cần phải sạch, khô, không lẫnkhông khí và các tạp chất, có áp suất đúng

2www.ccbm.com.vn; www.beptrexanh.vn


Là thiết bị sử dụng nhiệt năng sinh ra từ việc đốtnhiên liệu để đun nước thành hơi ở áp suất và nhiệt độ cao phục vụ cho các quá trình côngnghiệp và phát điện.

Trong công nghiệp, về nguyên lý hoạt động, lòhơi có 2 loại chính◦ Lò hơi ống lò ống lửa. Khói sinh ra khi đốt nhiên liệu

trong buồng đốt được đi qua hệ thống ống để đun nóngnước bên ngoài

◦ Lò hơi ống nước. Các ống chứa nước bao quanh buồnglửa hoặc bố trí thành cụm để nhận nhiệt từ khói ở phíabên ngoài.

◦ Ngoài ra các thiết kế có thể kết hợp giữa nguyên lý ốnglò ống lửa và ống nước để có thể đạt hiệu quả cao nhất.


Lò hơi ống lò ống lửa

5

Lò ống lò ống lửa đứngLò ống lò ống lửa ngang


Lò hơi ống nước

6

Lò hơi ống nước đứng Lò hơi ống nước nghiêng


7

Buồng lửa ghi thủ công

Ghi bậc thang

Ghi lắc

Ghi xích



Lò hơi đốt than ghi xích


Lò hơi đốt dầu Lò hơi đốt củi


Hai yếu tố gây tổn thất năng lượng lớn nhấttrong lò hơi gồm:◦ Tổn thất nhiệt do khói thải.◦ Tổn thất nhiên liệu do nhiên liệu không được

cháy kiệt

Các yếu tố tổn thất khác nhỏ hơn bao gồm:◦ Tổn thất do tỏa nhiệt qua vách lò◦ Tổn thất do xỉ thải còn nóng◦ Tổn thất do cháy không hoàn toàn về hóa học

(do quá trình cháy không tạo thành CO2 mà tạothành CO)

11


Tổn thất nhiệt khói thải:◦ Thiết kế lò không đủ tốt khiến cho nhiệt lượng sinh

ra trong lò chưa tận dụng được triệt để khiến nhiệtđộ khói thải cao

◦ Nước cấp cho lò không được xử lý tốt, bám cáu cặntrong lò khiến cho nhiệt lượng sinh ra không truyềnđược cho nước để sinh hơi.

◦ Tổ chức cháy không tốt khiến cho lượng không khíthừa nhiều làm tăng tổn thất nhiệt do làm nónglượng không khí thừa này.

◦ Nhiên liệu không hợp lý khiến cho quá trình cháykhó khăn cần lượng không khí thừa cao để cháykiệt.

12


Tổn thất nhiệt do cháy không hết là do:◦ Thiết kế buồng đốt và phương pháp đốt không phù

hợp khiến không khí, nhiệt năng và nhiên liệukhông phù hợp khiến quá trình cháy kém, nhiênliệu cháy không hết.

◦ Đặc tính nhiên liệu thuộc loại khó cháy khiến choviệc tổ chức cháy khó khăn hơn.

◦ Chất lượng nhiên liệu kém (độ ẩm, tro cao, nhiệt trịthấp) khiến cho lượng nhiệt sinh ra khó được duytrì cho quá trình cháy.

◦ Lò hoạt động non tải khiến cho không duy trì đượcnhiệt độ đủ cao trong lò để quá trình cháy được tốtnhất.

13


Với các tổn thất nhỏ khác:◦ Nhiên liệu có hàm lượng tro cao có thể làm tăng

tổn thất nhiệt do xỉ thải.

◦ Nhiên liệu có độ ẩm lớn và nhiệt độ cháy và chế độcấp không khí không phù hợp có thể tạo ra nhiều CO vừa độc hại gây ô nhiễm môi trường vừa tổn thất năng lượng.

◦ Bảo ôn cách nhiệt kém do bong tróc lâu ngày không được sửa và bảo dưỡng.

◦ Xả lò không hợp lý dẫn đến tổn thất nước ở nhiệt độ áp suất cao.

14


Về chất lượng lò:◦ Cần coi trọng việc lựa chọn để mua lò hơi. Nên có sự đảm

bảo từ cơ sở bán lò về hiệu suất lò và nhiệt độ khói thảiđược kiểm soát dưới 160oC đối với các lò hơi công nghiệp. Thường các lò nên có bộ hâm nước hoặc sấy không khí.

◦ Xem xét có hệ thống điều khiển liên động cấp gió, nhiênliệu với quạt hút điều khiển bằng biến tần để tối ưu hóa chếđộ cấp gió và quá trình cháy trong lò.

◦ Lựa chọn lò hơi phù hợp với công suất cần thiết, khôngmua lò lớn quá mức so với cần thiết.

◦ Hệ thống lò cần kèm theo các hệ thống xử lý làm mềmnước để đảm bảo cung cấp nước đủ tiêu chuẩn cho lò.

◦ Hệ thống đo của lò cần có các thiết bị đo áp suất, mứcnước, nhiệt độ khói thải, đồng hồ đo lưu lượng nước cấpvào lò

◦ Đảm bảo quy trình vận hành lò hợp lý, chế độ bảo dưỡngphù hợp để lò luôn ở trạng thái tốt nhất.

15


Về nhiên liệu.◦ Lò hơi Việt Nam chủ yếu sử dụng ba loại nhiên liệu

chính là than, dầu và biomass.

◦ Dầu là nhiên liệu đốt dễ dàng nhất thông qua vòi phundầu được biến bụi tốt. Hiệu suất cháy cao với lượngkhông khí thừa thấp. Có điều kiện để chế tạo các lò hơicỡ nhỏ công suất lớn. Tuy nhiên, chi phí nhiên liệu cao.

◦ Than Việt Nam chủ yếu là Antraxit với hàm lượng chấtbốc thấp, độ tro cao khó cháy, lâu cháy kiệt đòi hỏilượng không khí thừa lớn để cháy kiệt hiện đang đượcdùng phổ biến ở miền Bắc do giá thành rẻ, gần nguồn, chi phí vận chuyển thấp. Lò hơi đốt than có độ ô nhiễmmôi trường khá cao.

16


Về nhiên liệu (tiếp)◦ Biomass bao gồm trấu, củi thải, vỏ điều, mun cưa,

viên mùn cưa ép,v.v. mới được sử dụng chưa lâu nhưng phát triển nhanh và mạnh đặc biệt ở miền Nam do nguồn nhiên liệu nhiều và rẻ.

◦ Biomass là nhiên liệu có chất bốc cao, dễ cháy, nhanh cháy kiệt, nhiệt trị thấp hơn than, khối lượng riêng nhỏ, độ tro nhìn chung thấp (trừ trấu). Đây là nguồn nhiên liệu tốt cho lò hơi tuy nhiên do hàm lượng năng lượng thấp nên chi phí nhiên liệu có thể cao nếu phải vận chuyển xa.

17


Về nhiên liệu.◦ Viên nén mùn cưa là loại biomass được chế biến phù hợp

với quá trình cháy từ mùn cưa, dăm bào, gỗ thải. ◦ Viên nén có kích cỡ đồng đều cỡ nhỏ nên dễ tổ chức quá

trình cháy một cách hiệu quả đồng thời vận chuyển dễ dàngvà chất lượng ổn định.

◦ Hàm lượng chất bốc cao nên dễ cháy và nhanh cháy kiệt đòihỏi hệ số không khí thừa thấp và nhiệt độ bắt cháy thấp.

◦ Hàm lượng tro thấp (2.18%) nên dễ thải xỉ giảm ô nhiễmmôi trường.

◦ Hàm lượng lưu huỳnh gần như không có nên không cóphát thải Sox.

◦ Tuy nhiên cần có thiết kế buồng đốt phù hợp để quá trìnhcháy tốt nhất. Việc áp dụng thẳng để thay thế than trongbuồng đốt than có thể dẫn đến rủi ro về giảm công suất lò.

◦ Cần có kho dự trữ nhiên liệu phù hợp hơn để tích trữ đủnhiên liệu cho việc sử dụng ổn định

18


19


Một số các biện pháp khác.◦ Thu hồi nước ngưng giúp nâng cao nhiệt độ nước cấp vào lò,

giảm lượng năng lượng cần thiết để nâng đến nhiệt độ đó.◦ Lưu ý cách nhiệt đường ống luôn được duy trì ở trạng thái tốt,

khô, có bọc bảo vệ để đảm bảo cách nhiệt. Điều này ngoài tiếtkiệm năng lượng còn tránh được hiện tượng thủy kích làm hỏngống.

◦ Bố trí đường ống hợp lý có hệ thống bẫy hơi phù hợp tránh tổnthất hơi và duy trì hiệu quả làm việc của thiết bị trao đổi nhiệt và đường ống.

◦ Lắp đặt bộ hâm nước hoặc sấy không khí để tận dụng nhiệt thừakhói thải khi nhiệt độ khói thường xuyên ở mức cao hơn 160oC.

◦ Giám sát nhiệt độ khói thải để định thời gian rửa cáu cặn lò. ◦ Trang bị hệ thống đo độ dẫn điện nước lò để thực hiện chế độ xả

lò phù hợp.◦ Duy trì áp suất buồng lửa ở mức âm nhẹ (8 – 10 mm cột nước) để

đảm bảo không bị không khí lọt.

20


2


2

2

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100

Condensate return temp. oC

Percentage

saved 50 % returned

100% returned

For every 6OC rise in boiler feed water temperature, there is a 1 % raise in

boiler efficiency - NÕu nhiÖt ®é níc cÊp t¨ng 6oC, hiÖu suÊt lß t¨ng 1%

PhÇn tr¨m

nhiªn liÖu

tiÕt kiÖm

®îc

Thu håi 100%

Thu håi 50%

NhiÖt ®é níc ngng


2

3

¸p suÊt h¬i (kg/cm2 g) §êng kÝnh lç rß rØ (mm) Tæn thÊt h¬i rß rØ (kg/hr)

3,5 3,12 18,0

6,25 72,0

12,50 287,9

5,5 3,12 25,5

6,25 102,1

12,50 408,3

15,0 3,12 59,7

6,25 238,7

12,50 954,9

42,0 3,12 151,1

6,25 604,4

12,50 2417,4


2


Documents

Tiet kiem nang luong cho lo hoi (Mr Nguyen Xuan Quang).pdf