he thong hoi
TRANSCRIPT
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
•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 ………………………
q3 - Tổn thất nhiệt do ………………………
q4 - Tổn thất nhiệt do ……………………….
q5 - Tổn thất do …………………………….
q6 - Tổn thất nhiệt do ………………………
q2 - Tổn thất nhiệt do ………………………
q3 - Tổn thất nhiệt do ………………………
q4 - Tổn thất nhiệt do ……………………….
q5 - Tổn thất do …………………………….
q6 - Tổn thất nhiệt 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
Hệ số không khí thừa
24
% O2
ppm CO (tính theophần triệu)
% CO2
% hiệu suất cháy
Nhiệt độ khói thải
Hệ số không khí thừa
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)
Thế(Nhiệt độ đủ
cao)
Chất(đều/ thường
xuyên)
Chất(đều/ thường
xuyên)
Nhu cầuNhu cầu
49
Thuhồi?Thuhồi?
Lượng(đủ lượng
nhiệt)
Lượng(đủ lượng
nhiệt)
Thế(Nhiệt độ đủ
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 lượng…………………
Giảm lượng…………………
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
•Lò hơi ống lò-ống lửa
•Lò hơi ống nước đứng
•Lò hơi ống nước cong, có bao hơi
•Lò hơi ống lò-ống lửa
•Lò hơi ống nước đứng
•Lò hơi ống nước cong, có bao hơi
58