Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Vai trò và phân loại của bộ qua nhiệt

Vai trò và phân loại của bộ qua nhiệt

Tải bản đầy đủ - 0trang

https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



cao hơn, do đó nhiệt lượng tích lũy trong một đơn vị khối lựong

hơi quá nhiệt cao hơn nhiều so với hơi bão hòa ở cùng áp suất.

Bởi vậy khi cơng suất máy giống nhau nếu dùng hơi q nhiệt

thì kích thước máy sẽ nhỏ hơn rất nhiều so vớii máy dùng hơi

bão hòa.

Để nhận được hơi q nhiệt có nhiệt độ cao, cần phải đặt

bộ quá nhiệt ở vùng khói có nhiệt độ cao (trên 700 0C). Đối với lò

có nhiệt độ hơi q nhiệt từ 5100C trở xuống thì bộ q nhiệt

thường được đặt ở vùng khói có nhiệt độ dưới 1050 0C, thường lò

đặt ở đoạn ống khói nằm ngang sau cụm ống pheston. Ở đây

trao đổi nhiệt giữa khói và cụm ống chủ yếu là trao đổi nhiệt đối

lưu nên gọi là bộ quá nhiệt đối lưu.

Các lò hơi có áp suất, nhiệt độ hơi q nhiệt càng cao thì tỷ

lệ giữa lượng nhiệt cần cấp để quá nhiệt hơi trong bộ quá nhiệt

với lượng nhiệt cần cấp để đun sôi nước trong dàn ống sinh hơi

càng cao, nhất là lò có q nhiệt trung gian hơi, khiến cho kích

thước bộ quá nhiệt rất lớn. Khi đó nếu chỉ đặt bộ q nhiệt sau

cụm pheston thì độ chênh nhiệt độ giữa khói và hơi sẽ giảm nên

diện tích bề mặt ống của bộ quá nhiệt sẽ rất lớn, có thể sẽ

khơng đủ vị trí để bố trí, do đó cần thiết phải bố trí một phần

của bộ quá nhiệt vào buồng lửa để hấp thu nhiệt bức xạ nhằm

giảm bớt kích thước bộ quá nhiệt.

Đối với lò có nhiệt độ hơi q nhiệt cao hơn 510 0C, bộ quá

nhiệt được đặt ở cửa ra buồng lửa (trước cụm pheston). Ở đây

bộ quá nhiệt vừa nhận nhiệt đối lưu từ dòng khói đi qua, vừa

nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa nên gọi là bộ quá nhiệt nửa bức

xạ.



https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



Khi bộ quá nhiệt có thể được đặt ở trên trần buồng lửa hay

đặt xen kẽ với các ống sinh hơi trên tường buồng lửa, ở đây bộ

quá nhiệt nhận nhiệt chủ yếu là từ bức xạ của buồng lửa nên

gọi là bộ quá nhiệt bức xạ. Bộ quá nhiệt bức xạ thường được

dùng khi nhiệt độ hơi trên 5600C.

Bộ quá nhiệt gồm phần đối lưu, nửa bức xạ và bức xạ được

gọi là bộ quá nhiệt tổ hợp. Tỷ lệ giữa các phần này được phân

bố phụ thuộc vào thơng số của lò hơi. Hình 6 trình bày cách bố

trí bộ quá nhiệt đối lưu, nửa bức xạ và nửa bức xạ trong lò hơi.



Hình 6: Cấu tạo bộ q nhiệt

Đối với những chu trình nhiệt có q nhiệt trung gian thì bộ

quá nhiệt trung

gian thường là bộ quá nhiệt đối lưu.



https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



2.1. Bộ quá nhiệt đối lưu

Bộ quá nhiệt đối lưu thường được chế tạo gồm những ống

xoắn, hai đầu được nối vào 2 ống góp. Ống xoắn bộ quá nhiệt là

những ống thép chịu nhiệt uốn gấp khúc nhiều lần đảm bảo cho

đường khói cắt đường hơi nhiều lần. Mỗi ống xoắn được uốn gấp

khúc trong một mặt phẳng, nhiều ống xoắn cùng nối vào một

ống góp tạo thành cụm ống. Ống có đường kính từ 28-42 mm,

chiều dày từ 3 đến 7 mm. Các ống xoắn của bộ quá nhiệt có thể

đặt nằm ngang hoặc đặt đứng phụ thuộc vào kiểu lò hơi. Bộ quá

nhiệt ống xoắn đặt nằm ngang thường dùng cho các lò hơi nhỏ

có ống sinh hơi nằm nghiêng. khi đó người ta bố trí ống xoắn

nằm ngang để tận dụng triệt để các khoảng khơng gian trong

đường khói của lò. Bộ q nhiệt ống xoắn đặt nằm ngang được

biểu diễn trên hình 7.



Hình 7: Bộ quá nhiệt ống xoắn đặt nằm ngang



https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



Bộ quá nhiệt ống xoắn đặt nằm ngang có ưu điểm là có thể

xả được nước đọng do hơi ngưng tụ khi ngừng lò nên tránh được

hiện tường ăn mòn ống xoắn khi lò nghỉ.Nhược điểm lớn nhất

của bộ quá nhiệt loại này là hệ thống treo đỡ các ống xoắn. vì

các ống xoắn nằm ngang nên phải được giữ bởi các đai thép

chịu nhiệt dài bằng chiều sâu của cụm ống và được treo lên

khung lò. Hệ thống treo đỡ khơng được làm mát nên sẽ có nhiệt

độ rất cao, làm việc trong điều kiện rất năng nề, chóng hỏng.

Ở các lò hơi hiện đại ống nước đứng thường bố trí bộ q

nhiệt ống xoắn đặt đứng, có ống góp hơi đặt song song với bao

hơi. ưu điểm của bộ quá nhiệt ống xoắn đặt đứng là hệ thống

treo đỡ đơn giản, làm việc nhẹ nhàng hơn so với ống xoắn nằm

ngang. Nhược điểm của bộ quá nhiệt ống xoắn đặt đứng là khi

lò nghỉ nước đọng trong các ống xoắn do hơi ngưng tụ sẽ gây

ăn mòn các ống xoắn, mặt khác nó cản trở khơng cho hơi thốt

qua bộ quá nhiệt lúc khởi động lò và tạo thành các túi hơi trong

các ống xoăn làm ống bọ đốt nóng quá mức. Bộ quá nhiệt ống

xoắn đặt đứng được biểu diễn tren hình 8.



Hình 8: Bộ quá nhiệt ống xoắn đặt đứng



https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



Để cố định các ống xoắn với nhau người ta thường dùng các

tấm gang chịu

nhiệt hình răng lược để cài các ống xoắn hoặc dùng các thanh

nẹp bằng thép chịu nhiệt. Các ống xoắn của bộ quá nhiệt được

đặt đứng sẽ khắc phục được ảnh hưởng của chênh lệch nhiệt độ

theo chiều cao đường khói đến lượng nhiệt hấp thu của từng

ống xoắn. Các ống dẫn hơi từ bao hơi đến bộ quá nhiệt thường

đượcđặt trên trần lò, nó vừa có thể hấp thu nhiệt, vừa làm mát

trần lò. Các ống trên trần và các ống xoắn của bộ quá nhiệt

được giữ bằng các đai (các thanh lượn sóng), giữa đai và ống có

lót một lớp đệm amiăng để bảo vệ ống.

Khi nhiệt độ hơi quá nhiệt lớn hơn nhiệt độ bão hồ khoảng

2000C trở lên thì người ta chia bộ quá nhiệt thành hai hoặc ba

cấp nối tiếp nhau theo đường hơi đi theo thứ tự cấp một, cấp hai

và cấp ba, giữa các cấp là các ống góp hơi được nối với nhau.

Độ gia nhiệt của mỗi cấp khoảng từ 100-1500C, hấp thu một

lượng nhiệt khoảng 200-350kj/kg.

Khi tách ra như vậy thì độ gia nhiệt của mỗi cấp khơng lớn

lắm và các cấp có nhiệt độ hơi trung bình khác nhau nên mỗi

cấp được chế tạo bằng một loại vật liệu phù hợp với nhiệt độ

làm việc của nó do đó tiết kiệm được vật liệu đắt tiền. Ví dụ lò

trung áp có nhiệt độ hơi quá nhiệt khoảng 4500C thì bộ quá

nhiệt được chia thành hai cấp, hơi ra khỏi bộ quá nhiệt cấp hai

có nhiệt độ 4500C nên bộ quá nhiệt cấp hai được chế tạo bằng

thép hợp kim crom-molipđen, trong khi đó hơi ra khỏi bộ quá

nhiệt cấp một có nhiệt độ khoảng 360-3800C nên bộ quá nhiệt

cấp một có thể được chế tạo bằng thép carbon. Mặt khác khi

tách ra như vậy, giữa các cấp có thể bố trí thiết bị điều chỉnh



https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



nhiệt độ hoặc tạo điều kiện làm đồng đều chênh lệch trở lực và

nhiệt độ giữa các ống xoắn.

Thông thường bộ quá nhiệt cấp hai nằm gần cửa khói ra

khỏi buồng lửa. Ở đây khói có nhiệt độ cao nên để giảm nguy

cơ đóng xỉ trên ống, các ống xoắn thường được bố trí song song

đồng thời cần đảm bảo bước ngang tương đối

s1/d = 4,5 và bước dọc tương đối s2/d = 3,5. Bộ quá nhiệt cấp

một đặt sau, nằm ở vùng khói có nhiệt độ thấp hơn, nên để

tăng khả năng đối lưu của khói thì các ống xoắn được bố trí so

le.

Các ống xoắn này có thể được bố trí là ống đơn hay ống kép

như biểu diễn trên hình 9. Việc chọn bố trí ống đơn hay kép phụ

thuộc vào số l-ợng ống của bộ quá nhiệt, việc đảm bảo tốc độ

hơi và kích thước đường khói (chỗ đặt bộ q nhiệt).



Hình 9: Các dạng ống xoắn của bộ quá nhiệt

Hơi trong ống của bộ quá nhiệt phải đảm bảo tốc độ trong

một phạm vi nào đó đủ để làm mát cho ống. Khi bố trí ống kép

thì tốc độ khói khơng thay đổi, nhưng tốc độ hơi sẽ giảm đi 2

lần nên nếu tốc độ nhỏ q thì có thể sẽ khơng đảm bảo được

điều kiện làm mát ống đồng thời còn gây nên chênh lệch nhiệt



https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



giữa các ỗng xoắn do phân bố lưu lượng qua các ống không

đều. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ và bức xạ

2.2 Bộ quá nhiệt bức xạ và nửa bức xạ

Với những lò cao và siêu cao áp có nhiệt độ hơi quá nhiệt từ

5300C trở lên thì độ quá nhiệt hơi rất lớn nên kích thước bộ quá

nhiệt sẽ rất lớn và nhất là những lò có q nhiệt trung gian hơi,

khi đó cần thiết phải có một phần bộ quá nhiệt là bức xạ hoặc

nửa bức xạ.

Bộ quá nhiệt nửa bức xạ là những chùm ống xoắn chữ U

hoặc chữ L được chế dạng dàn phẳng, được bố trí ở phần trên

buồng lửa hay ở cửa ra buồng lửa. Các dàn được đặt cách nhau

từ 0,7 đến 0,9m (bước ngang s1) để khói dễ dàng lưu thơng qua

đồng thời tránh khả năng tạo nên cầu xỉ giữa các dàn ống. Các

dàn có thể được đặt đứng hay nằm ngang.

Để giữ khoảng cách giữa các dàn ống người ta dùng các

ống giữ. Các ống này cũng chính là ống hơi của dàn được uốn

cong chữ V, các ống giữ được nối với nhau bằng nẹp giữ. Hình

10 trình bày cấu tạo của bộ quá nhiệt nửa bức xạ.



Hình 10: Cấu tạo của bộ quá nhiệt nửa bức xạ



https://www.facebook.com/NhanLamDoAnTuDongHoa/



Bộ quá nhiệt bức xạ có thể là những dàn ống đặt trên trần

buồng lửa hoặc các ống nằm xen kẽ với các ống sinh hơi trên

tường buồng lửa. Ở đây các ống nhận nhiệt bằng bức xạ từ

ngọn lửa với nhiệt độ cao nên cường độ trao đổi nhiệt lớn. Phụ

tải nhiệt của bộ quá nhiệt bức xạ thường lớn hơn bộ quá nhiệt

đối lưu từ 3-5 lần nên nhiệt độ vách ống cũng cao hơn nhiệt độ

hơi từ 100-1400C, do đó yêu cầu rất cao về kim loại chế tạo và

chế độ vận hành. Tuy nhiên do có phụ tải nhiệt lớn nên khi bố

trí bộ quá nhiệt bức xạ sẽ giảm đáng kể kích thước bộ quá nhiệt

đối lưu của lò.



Hình 11: Sơ đồ bộ q nhiệt bức xạ đặt xen kẽ giàn ống

3. Cách bố trí bộ quá nhiệt

Việc bố trí cho hơi đi vào phần nào trước trong bộ quá nhiệt

tổ hợp hay bố trí cho hơi và khói chuyển động thuận chiều,

ngược chiều hoặc hỗn hợp trong bộ quá nhiệt đối lưu là tùy

thuộc vào thông số của hơi ra khỏi bộ quá nhiệt. Bộ q nhiệt

được bố trí sao cho có lợi nhất về mặt truyền nhiệt để giảm

lượng kim loại tiêu hao đồng thời đảm bảo tối ưu về kim loại chế



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Vai trò và phân loại của bộ qua nhiệt

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×