Trong khi giá nhiên liêu tăng cao , nhiệt thải từ các lò hơi , lò gia nhiệt chưa được tận dụng , gây lãng phí nguồn năng lượng . Báo cáo này trình bày nghiên cứu ứng dụng thiết bị tận dụng nhiệt khói thải sử dụng ống nhiệt trọng trường để gia nhiệt không khí trong các lò dầu truyền nhiệt đốt than đá . Một số phương pháp để cải tiến nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt đồng thời mở ra những hướng ứng dụng mới của thiết bị cunbgx được đề cập ở đây . Các thông số vận hành được đo trực tiếp trên thiết bị tận dụng nhiệt thải sử dụng ống nhiệt trọng trường tại nhà máy sản xuất tinh bột sắn do Công ty Cơ Nhiệt Điện lạnh Bách Khoa Miền Trung ( POLYCO - MT ) chế tạo và lắp đặt .
. . .
15 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2675 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tận dụng nhiệt khói thải sử dụng ống nhiệt trọng trường trong các lò dầu truyền nhiệt đốt than đá, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
NGHIÊN CU NG DNG THIT B TN DNG NHIT KHÓI THI S
DNG NG NHIT TR
NG TRNG TRONG CÁC LÒ D
U TRUYN
NHIT T THAN Á
GVHD: GVC.TS. Trn Vn Vang
SVTH: Ngô Mu Nm & Nguyn Ngc Huy
Lp 04N1, Khoa Công ngh Nhit in lnh
i hc Bách Khoa à N ng
TÓM TT
Trong khi giá nhiên liu tng cao, nhit thi t các lò hi, lò gia nhit cha c t n
d
ng, gây lãng phí ngun nng lng. Báo cáo này trình bày nghiên cu ng d
ng
thi
t b t n d
ng nhit khói thi s d
ng ng nhit trng trng gia nhit không khí
trong các lò du truyn nhit t than á. Mt s phng pháp ci ti
n nâng cao
hiu qu trao i nhit ng thi m ra nhng hng ng d
ng mi ca thi
t b cng
c c p ây. Các thông s v n hành c o trc ti
p trên thi
t b t n d
ng
nhit thi s d
ng ng nhit trng trng ti nhà máy sn xut tinh bt s n do Công ty
C Nhit !in lnh Bách Khoa Min Trung (POLYCO - MT) ch
to và l p "t.
ABSTRACT
While higher increasing price of fuel. Waste heat from boilers, heating furnaces are
not utilized, to waste energy. This article presents application of the exhaust heat
recovery by using thermosyphons to heat air in oil boiler using coals as fuel.
Enhanced methods to increase heat exchanger and potential applications are also
mentioned in this article. Some operate data are measured on the application of the
exhaust heat recovery by using thermosyphons at cassava atrach factory by
Polytechnic Mechanical Thermal Electrical and Refrigeration Engineering Co.,Ltd-
Mien Trung (POLYCO - MT) created and installed.
1. T VN
Các nhà máy nhit luyn kim, xi mng, hóa ch
t, gch, gm s, dt, nhu
m, ch
bin thc phm... u có các lò hi, lò gia nhit, lò t s dng than, du, gas c
p
nhit cho quá trình sn xu
t. Lng nhiên liu thc s hu ích thng ch chim m
t
phn nh trong tng s nhiên liu b t cháy. iu này không nhng gây lãng phí tài
nguyên, mà còn nh h!ng nghiêm trng ti môi trng và khí quyn trái
t.
Tn dng, tái s dng nhit thi trong hot
ng sn xu
t là gii pháp tit kim
nng lng. Tit kim nng lng vi li ích trc tiên là thu h"i nhit thi, và ây là
nhân t quan trng cho các công ty u t vào thit b thu h"i nng lng nhit thi.
M#t khác, vic gim s dng nhiên liu c$ng "ng ngh%a vi vic gim phát thi khí
gây ô nhim môi trng nh CO, H2S, SO2. Trên thc t, có r
t nhiu công ngh tn
dng nhit thi, có th ng dng cho hu ht các l%nh vc, ngành sn xu
t phát sinh
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
nhit thi. Tuy nhiên, cho n nay v&n còn nhiu doanh nghip cha thc s quan tâm
n v
n này.
Hu ht các lò hi công nghip có công su
t v'a và nh không c trang b b
trao i nhit thu h"i nhit thi. iu này là do các v
n liên quan n bo d(ng,
kích thc thit b , chi phí u t... Vì các lý do ó nên khi l)p #t h thng thu h"i
nhit thi cho các lò hi có công su
t v'a và nh ã không thu c hiu qu kinh t.
B
trao i nhit s dng ng nhit có r
t nhiu li ích so vi b
trao i nhit
truyn thng nh: Nh nh* hn, c
u trúc n gin, d bo d(ng, gim áp s
t khí th
p,
an toàn vn hành cao, d l)p #t. Vi #c im nh trên, b
trao i nhit này s+ r
t
hiu qu khi áp dng thu h"i nhit thi trong các nhà máy công nghip. Các ng
nhit có cánh bên ngoài ã c ng dng r
t có hiu qu tn dng nhit khói thi
t' các nhà máy, nh
t là trong công nghip hóa ch
t và thc phm b!i vì thit b gn,
hot
ng lâu bn và có
tin cy cao.
Nghiên cu này nh,m mc ích:
- ánh giá hiu qu trao i nhit c-a thit b tn dng nhit thi s dng ng
nhit trng trng trong quá trình vn hành thc t.
- xu
t phng pháp ci tin nâng cao hiu qu trao i nhit "ng thi m!
ra nhng hng ng dng mi c-a thit b .
2. TNG QUAN V CÁC LÒ D
U TRUYN NHIT
Gii thiu v lò du truyn nhit
Lò du truyn nhit c s dng r
ng rãi ti nc ta t' nm 1990 trong công
nghip ch bin hi sn, thc phm, rau qu… Thit b này s dng môi ch
t mang
nhit là du chuyên dng (môi ch
t không ch u nén), quá trình trao nhit xy ra trong
các cm ng trao i nhit bên trong lò. Du truyn nhit sau khi ã nhn nhit lng
do t nhiên liu, c a n thit b trao i nhit khác b,ng bm tun hoàn, vi áp
su
t khí quyn du chuyên dng không b hóa hi ! nhit
làm vic. Do ó, thông
thng lò gia nhit du không phi là thit b ch u áp lc phi ng ký và kim nh ti
các c quan nhà nc.
Hình 2.1. Lò du truyn nhit t du FO và t than á
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
Nhiên liu t trong các lò này thng là du, than á ho#c gas. T' khi giá du
và gas tng kéo theo chi phí sn xu
t tng, các nhà máy b)t u chuyn sang dùng than
á, chi phí sn xu
t gim hn m
t phn ba do vy giá thành sn phm th
p hn. Tuy
nhiên các lò t than á có nhit
khói thi cao (200oC - 400 oC), làm gim hiu su
t
c-a lò, do vy cn thit phi s dng b
tn dng nhit thi t' các lò này.
Lò du truyn nhit t than á trên ghi c nh do công ty C Nhit in lnh
Bách Khoa Min Trung thit k và ch to. ây là loi lò kiu pi , bao g"m t hp các
chùm ng, s dng môi ch
t là du truyn nhit, có s dng b
tn dng nhit thi s
dng ng nhit trng trng. Ch
iu chnh nhit
du truyn nhit hoàn toàn t
ng.
9
2
1
3
10
5
6 7
411
8
Hình 2.2. H thng gia nhit không khí 2 triu kcal/h – 200 oC
Chú thích:
1. Bung t 2. B gia nhit du cp 2
3. B gia nhit du cp 1 4. B t n d
ng nhit khói thi
5. !ng ng d#n khói nóng 6. Xiclone lc b
i khói
7. $ng khói 560Φ 8. Qut khói 5,5 kW
9. Qut gió 4 kW 10. $ng d#n khí nóng 460Φ
11. Ph%u tách b
i khói
u im ca lò du truyn nhit t than á
gia nhit cho không khí, lò du truyn nhit t than á có nhiu u im hn so
vi lò hi:
-
an toàn cao, ch
th-y
ng tt: Dùng lò du truyn nhit có th t nhit
cao mà áp su
t môi ch
t th
p, an toàn cho ngi s dng.
- Hiu su
t cao, kh!i
ng nhanh.
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
- Giá thành l)p #t th
p.
- D s dng và bo trì, bo d(ng.
- Tui th cao do không có s n mòn trong ng.
- .n nh vi mi ch
ph ti.
- Thân lò c cách nhit tt b,ng vt liu bông th-y tinh có mt
cao. Bên ngoài
bc b,ng tôn sn t%nh in bo m
bn và tính m/ thut.
3. GII THIU V CÁC THIT B TRAO I NHIT TN DNG NHIT
KHÓI THI
tn dng nhit khói thi, hin nay chúng ta ang s dng m
t s thit b trao
i nhit dng bc x, i lu, h0n hp, roto h
p th nhit, lò hoàn nhit tn dng
nhit thi và b
trao i nhit b,ng gm. M
t s thit b s dng ph bin là:
B
trao i nhit ng trn tn dng nhit khói thi gia nhit cho không khí.
Loi này s dng khá ph bin do giá thành không cao, ch to n gin, tro bám
không nhiu tuy nhiên h s trao i nhit th
p và tiêu tn nhiu kim loi, chim nhiu
không gian l)p #t.
Hình 3.1. B trao i nhit ng trn
B
trao i nhit loi có cánh tn dng nhit khói thi gia nhit cho nc c
p lò
hi ho#c quá trình công ngh khác, c s dng khá ph bin do h s trao i nhit
c ci thin có nhc im là ch to phc tp, thit b c"ng knh, d bám bn v
phía làm cánh, khó v sinh sa cha.
Hình 3.2. B trao i nhit ng có cánh bên ngoài
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
B
trao i nhit loi t
m gn sóng tn dng nhit thi gia nhit không khí
nóng, h s trao i nhit ci thin rõ rt, kt c
u ch#t ch+ và gn, nhc im ch- yu
là d b t)c, làm v sinh và tu sa khó, s dng cho dòng khói tng i sch và ít n
mòn.
Hình 3.3. B trao i nhit loi tm gn sóng
B
trao i nhit loi roto h
p th nhit gia nhit cho không khí nóng s
y
ho#c t. Loi này có kt c
u ch#t ch+, có th t nng su
t ln nên thng s dng
trong các nhà máy nhit in, tuy nhiên do #c tính truyn nhit không n nh, kích
thc thit b ln và không khí lnh không c tinh khit nên không ng dng r
ng
rãi trong công nghip.
Hình 3.4. B trao i nhit loi roto hp th
nhit
B
trao i nhit truyn thng trong h thng thu h"i nhit khói thi luôn phi
i m#t vi các v
n kích thc thit b , bo d(ng và s n mòn. kh)c phc v
n
này ngi ta s dng công ngh trao i nhit b,ng ng nhit. Trong các ng dng
công nghip thì công ngh này v&n còn mi m1. Tuy nhiên, nhng nm gn ây do
nhu cu nng lng ngày càng tng kt hp vi xu hng thng mi toàn cu hóa
nên vic s dng b
trao i nhit ng nhit trong các ngành công nghip khác c
áp dng r
ng rãi.
S truyn nhit trao i "ng b
trong các ng nhit to cho chúng có
d&n
nhit r
t cao. Thc t,
d&n nhit c-a ng nhit cao hn "ng khong 100 ln. Hn
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
na, t2 l vùng trao i nhit có th iu chnh c b,ng cách thay i
cao và b
sung
cân b,ng.
4. THIT K CH TO THIT B TRAO I NHIT S DNG NG
NHIT TR
NG TRNG
Mt s lý thuy t v ng nhit tr!ng tr"#ng
3ng nhit là phn t trao i nhit có không gian khép kín, bên trong cha môi
ch
t (n ch
t ho#c h0n hp) và xy ra hai quá trình chuyn pha là sôi và ngng t.
Vách ng thng b,ng kim loi có dng b
t k4, nhng thng là dng ng. 3ng nhit
c chia làm 3 phn: phn bc hi còn gi là phn sôi, ! ây là ng nhn nhit; phn
on nhit, trong phn này ng không trao i nhit vi bên ngoài, phn này có th có
ho#c không có; phn ngng, ! ây ng to nhit.
Hình 4.1. Cu to ng nhit
Trong phn bc hi, ch
t lng nhn nhit c-a ngu"n nóng (ví d: khói lò…) s+
sôi và bin thành hi, hi chuyn
ng qua phn on nhit ti phn ngng. Ti ây
hi nh nhit qua vách ng cho ngu"n lnh ! ngoài ng (ví d: không khí…) và ngng
t li thành ch
t lng ngng. Ch
t lng ngng to thành s+ chy v phn bc hi nh
m
t trong nhng lc sau ây: lc trng trng, lc mao d&n, lc ly tâm, lc t'
trng… Quá trình làm vic c-a ng nhit c biu din trên " th T-s:
Hình 4.2. ! th T – s biu di%n quá trình làm vic ca ng nhit
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
- AB: Quá trình bc hi xy ra trong phn sôi ! áp su
t p1.
- BC: Quá trình chuyn
ng c-a hi t' phn sôi n phn ngng, ! ây do ma sát, áp
su
t c-a hi gim t' p1 n p2 (p2 là áp su
t hi trong phn ngng). Tuy nhiên s gim
áp su
t hi nói chung là r
t nh.
- CD: Quá trình ngng t hi to thành ch
t lng ngng ! áp su
t p2.
- DA: Quá trình chuyn
ng c-a ch
t lng ngng theo b m#t trong c-a ng nhit t'
phn ngng v phn sôi nh lc trng trng, lc mao d&n… trong quá trình này ch
t
lng ngng s+ c t nóng n nhit
sôi và quá trình c l#p li.
i vi ng nhit trng trng, lc a ch
t lng ngng v li phn sôi là lc
trng trng. 3ng nhit trng trng có nhiu loi, nhng có m
t im chung là phn
sôi luôn n,m th
p hn phn ngng. cho ng nhit trng trng hot
ng bình
thng thì góc nghiêng 5 (góc to b!i trc ng nhit và hình chiu c-a nó lên m#t
ph6ng n,m ngang) không c nh hn 10°C và lng np ξ (là t s gia th tích
lng np V1 và th tích phn sôi Vs c-a ng nhit ξ = V1/Vs) n,m trong khong
0,2÷0,5. Ngoài ra công su
t truyn ti nhit c-a ng nhit không c vt quá công
su
t nhit ti hn (là công su
t truyn ti nhit ln nh
t mà ng nhit cha b hng).
Có nhiu loi công su
t nhit ti hn, tuy nhiên vi ng nhit trng trng thì công
su
t nhit ti hn lôi cun Qc có giá tr nh nh
t, và khi tính toán thit k chúng ta ch
quan tâm n loi giá tr gii hn lôi cun do G.S. Imura a ra có dng:
( )[ ] 25,02
13,0
....64,0 hnh
h
n
hc grAQ ρρρσ
ρ
ρ
−
=
7 ây ch cp n ng nhit trng trng có b m#t trong nh n. ây là loi
ng nhit có kh nng truyn ti nhit ln d ch to. Xác nh công su
t nhit trong
và công su
t nhit toàn b
c-a ng nhit trng trng có m#t trong nh n:
Công su
t nhit trong:
75,0).(..24,5 inisi ttAQ −= ξ
Hay
75,0..24,5 ii tAQ ∆= ξ
Công su
t nhit toàn b
:
wvnnhsvsz
wz
RRRRRRR
tt
R
t
Q
++++++
−
=
∆
=
7 ch
nhit n nh thì Q = Qi
A - H s kích thc c-a ng nhit,
ξ - H s tính ch
t vt lý c-a môi ch
t np,
R - Tng nhit tr!, (ºK/W)
Re - Tng nhit tr! ngoài, (ºK/W)
Rz, Rvs, Rvn, Rw, Rs, Rn, Rh - Nhit tr! thành phn, (ºK/W)
tz - nhit
trung bình c-a ngu"n t nóng (khói…) ti phn sôi c-a ng, (
oC)
tw - nhit
trung bình c-a ngu"n làm mát (không khí...) ti phn ngng c-a ng, (
oC)
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
Ph"$ng pháp tính
3ng nhit trng trng có nhiu ng dng quan trng, m
t trong nhng ng
dng c-a nó là ch to các thit b trao i nhit tn dng nhit thi c-a khói trong các
nhà máy sn xu
t nh: luyn kim, thc phm, ch bin g0…
Thit b trao i nhit làm b,ng các ng nhit trng trng có b m#t nh n bên
trong #t th6ng ng, bên ngoài làm cánh, môi ch
t np là nc. Nhit
khói nóng !
phn sôi là tz, nhit
không khí lnh ! phn ngng là tw, (tz > tw). Tc
khói nóng
và tc
không khí lnh i qua thit b trao i nhit b,ng nhau và b,ng ω . Xác nh
công su
t nhit toàn b
c-a m
t ng nhit.
Hình 4.3. B trao i nhit t n d
ng nhit khói thi s d
ng ng nhit
xác nh Q cn gii h phng trình:
( )
( )
( )
( )2
3
..24,5
...24,5...24,5
1
75,0
75,075,0
∆
=
∆=−=
++
−
=
∆
=
ξ
ξξ
A
t
R
tAttAQ
RRR
tt
R
t
Q
i
i
iinisi
hns
inis
i
i
i
Gii phng trình b,ng phng pháp l#p theo s " thut toán th hin ! on chng
trình di ây:
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
Thi t k ch t%o thi t b&:
Trong các nhà máy sn xu
t tinh b
t s)n thì lò du truyn nhit t than á
công su
t 2 triu kCal/h r
t ph bin, công ty POLYCO-MT ã tin hành ch to b
trao i nhit s dng ng nhit trng trng có b m#t nh n bên trong tn dng
nhit khói thi cho loi lò này gia nhit cho không khí cung c
p cho quá trình t
nhiên liu. Các thông s tính toán nh sau:
- Nhit
khói thi: 260 oC.
- Nhit
không khí: 30 oC.
-
START
c các s liu t' file SLNHIET.DAT bao g"m:
1. S liu v c
u trúc thit b : di, de, dz, S1, L, Ls, Lln, Ldn, dtaz, Z
2. S liu v thông s khói nóng: tz, tw
3. S liu v thông s vt lý c-a môi ch
t
CH8N LO9I DUNG MÔI
CHO Ri = 0
- Tính Q theo phng trình
IE
s
RR
tt
Q
+
−
= ω (1)
- Gi th- tc AFVAF tính vsα và vsF
- Gi hàm A và th- tc ξ (trong ó có s dng hàm tính RE và hàm
TRABANG xác nh thông s c-a môi ch
t theo nhit
)
- Tính c 1t∆ t' phng trình:
75,0
1
..24,5
=∆
ξA
Q
t i (2)
- Tính Ri t' phng trình:
ξ..24,5
25,0
A
t
R ii
∆
= (3)
- Thay Ri vào phng trình (1) tính li c Qss
- Tính sai s tng i ε :
Q
QQ ss−=ε
[ ]εε <
Xu
t các kt qu lên file SLKT.TXT
+
END
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
- Lu lng khói thi: 2940 m3/h.
- Lu lng không khí: 2520 m3/h.
- B
trao i nhit thit k m bo nhit
khói thi ra khi thit b là: 210 oC.
Công su
t nhit c-a b
thu d kin là:
( )21... khkhpkhkkkkhi ttCVQ −= ρ = 2940.1,295.1,04.(260 – 210)/3600 = 54,9943 kW
Nhit
không khí nóng ra khi thit b là:
( )
pkkkhikk CVQtt ../12 ρ+= = 30 + 54,9943.3600/(2520.1,295.1,04) = 88,3 oC.
C'u trúc thi t b&:
- ng kính trong : di = 0.020 m
- ng kính ngoài : de = 0,025 m
- ng kính cánh : dz = 0,065 m
- Bc ng : Sl = 0,070 m
- Chiu dài ng nhit : L = 2,200 m
- Chiu dài phn sôi : Ls = 1,100 m
- Chiu dài phn ngng : Ln = 1,100 m
- Chiu dày cánh : : = 0,0005 m
- Khong cách hai cánh k tip : z = 0,0008 m
- Vt liu làm ng :Thép C20
- Môi ch
t np :Nc
Thông s khói và không khí:
- Nhit
khói nóng : tz = 235,00
oC
- Nhit
không khí lnh : tw = 55,15
oC
- Tc
khói nóng : ; = 5,00 m/s
K t qu( tính toán:
- Công su
t nhit m
t ng nhit: Q = 1145,7 W
- S lng ng nhit trong b
trao i nhit: 481457,1/9943,54 ≈=n ng.
Khi s dng chng trình trên, chúng ta có th xác nh m
t cách nhanh chóng và
chính xác khi cho các thông s u vào c th.
Cui cùng là tin hành ch to ti Công ty C Nhit in lnh Bách Khoa Min
Trung.
5. PH)NG PHÁP O CÁC THÔNG S VN HÀNH
Th#i gian và &a im o thông s v*n hành
Thi gian: t' ngày 10/02/2009 n ngày 13/02/2009
a im: ti nhà vn hành lò du truyn nhit, nhà máy tinh b
t s)n FOCOCEV
Qung Tr ; Dc Son, Hi Lng, Qung Tr .
Ph"$ng pháp o
o nhit
khói, không khí trc và sau b
tn dng nhit khói thi b,ng các
u dò nhit
(temperature sensor) c)m vào ng khói, ng không khí. Tín hiu
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
u ra c ni vi b
hin th nhit
(temperature indicator) loi T4WM c-a hãng
AUTONICS. Thông s nhit
c l
y 30 phút m
t ln.
KH
ÔN
G K
HÍ
NÓ
NG
KHÓI VÀO
KHÓI RA
HIÊN THI NHIÊT Ô
THIÊT BI
kh2
kh1
kk2
kk1
t
t
t
t
Hình5.1. S o nhit khói, không khí ra và vào thi
t b t n d
ng nhit khói thi
s d
ng ng nhit.
Hình 5.2. !u dò nhit và b hin th nhit
Nhit
du i và v c c trc tip trên t- in iu khin do các u dò
và thit b hin th (OMRON) ã l)p #t s n. o s vòng quay c-a qut gió và qut
khói qua b
bin tn (EMERSON) iu chnh s vòng quay c-a qut gió và qut khói.
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
Hình 5.3. Thi
t b cài "t nhit du i và b bi
n tn iu ch&nh s vòng quay ca
qut gió và qut khói
Lng than á s dng c l
y theo ca sn xu
t (8 gi "ng h"), sau ó tính trung
bình cho t'ng gi. Công su
t b
t thành phm c l
y theo s liu thng kê c-a nhà
máy trong t'ng ca sn xu
t.
6. KT QU THU +C T, NGHIÊN CU VÀ NG DNG
Trin khai -ng d.ng
Công ty C Nhit in lnh Bách Khoa Min Trung ã ch to thành công b
tn dng nhit thi s dng ng nhit trng trng cho lò du truyn nhit t than á
công su
t 2 triu kcal/h gia nhit cho không khí cung c
p cho quá trình t nhiên liu.
Công ty ã l)p #t cho các nhà máy tinh b
t s)n Bá Thc (Thanh Hóa), Sông Dinh
(Qung Bình), Hng Hóa (Qung Tr ), FOCOCEV Qung Tr , FOCOCEV Th'a
Thiên Hu, k Nông…
L"/ng nhit t*n d.ng "/c gia nhit cho không khí:
Lng nhit tn dng c t' khói m
t phn gia nhit cho không khí, m
t phn tn
th
t ra môi trng xung quanh qua thit b trao i nhit.
ttkkkh QQQ +=
Lng nhit gia nhit cho không khí:
( )12... kkkkpkkkkkkkk ttCVQ −= ρ
Lng nhit tn dng t' khói:
( )12... khkhpkhkhkhkh ttCVQ −= ρ
Lng nhit tn th
t: ttQ
T' ó tính c Qkk = 26,51 kW, Qkh = 44,54 kW, Qtt = 18,03 kW.
Hiu su
t thit b tn dng nhit khói thi s dng ng nhit trng trng là:
%52,595952,0
54,44
51,26
====
kh
tt
TB
Q
Q
ε
Lng nhit tn dng c th
p hn so vi tính toán lý thuyt. V
n này có th gii
thích nh sau:
- Quá trình trao i nhit gia khói và không khí có m
t phn tn th
t ra môi trng
xung quanh.
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
- Các thông s thc t c-a khói và không khí không úng nh ta chn tính toán ban
u.
- Trong quá trình vn hành c-a nhà máy: bi bn bám vào b
tn dng nhit nên làm
gim h s truyn nhit và có ng'ng lò nên s liu thu thp không liên tc.
Hiu su't nhit tng thêm khi l0p b t*n d.ng nhit khói th(i:
Gi ε∆ là hiu su
t nhit tng thêm khi có l)p thêm b
tn dng nhit khói thi, là t2
s gia lng nhit mà không khí tn dng c và lng nhit nhiên liu c
p vào lò
du truyn nhit.
Hiu su
t nhit tng thêm ε∆ c tính nh sau:
lv
t
kkkk
TKN
QB
Q
Q
Q
.
==−=∆ εεε
Trong ó:
- TKNε - Hiu su
t c-a lò du truyn nhit khi có b
tn dng nhit khói thi
- ε - Hiu su
t c-a lò du truyn nhit khi không có b
tn dng nhit khói thi
- Q - Lng nhit c
p vào lò du truyn nhit, kW
- B - Lng nhiên liu tiêu hao trong 1 gi, kg/h
-
lv
tQ - Nhit tr th
p làm vic c-a nhiên liu, kJ/kg
Vi
lv
tQ = 29300 kJ/kg. Lng nhit nhiên liu c
p vào lò du truyn nhit là:
kWQBQ
lv
t 89,21173600/29300.2,260. ===
Hiu su
t nhit tng thêm:
%26,10126,0
89,2117
51,26
====−=∆
Q
Qkk
TKN εεε
Khi s dng b
tn dng nhit khói thi hiu su
t toàn b
c-a lò du truyn
nhit t than á tng thêm 1,26%. Nh vy mun tng ε∆ thì ta có th gim B ho#c
chn than á có
lv
tQ th
p.
Trong quá trình o thông s vân hành ti nhà máy FOCOCEV nhn th
y ch
t
lng than ! ây th
t thng, có nhng thi im than r
t x
u, khi ó
lv
tQ gim nên
ε∆ tng lên, nh vy b
tn dng nhit khói thi s dng ng nhit trng trng càng
hiu qu khi t than x
u hn.
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
Xây d1ng quan h hiu su't nhit tng thêm và l"/ng nhit c'p vào lò Q−∆ε :
Biu 2 quan h 34 - Q
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
23
14
.50
23
51
.21
16
06
.92
18
86
.14
22
48
.37
20
90
.40
23
27
.72
Q, kW (Theo th#i gian v*n hành)
3
4
(%
)
Trên biu " cho th
y hiu su
t nhit tng thêm ε∆ t giá tr cc i 1,55%
khi lng nhit c
p vào lò du truyn nhit Q t giá tr 1606,92 kW. Nu lng nhit
này c
p vào lò du truyn nhit quá ln, tc là lng than c
p ln thì hiu su
t nhit
tng thêm gim (khi Q = 2351,21 kW thì ε∆ ch t 1,20% ).
V
n này có th gii thích nh sau:
Khi lng nhiên liu c
p vào ln, lng nhit sinh ra ln, nhit
du truyn
nhit tng cao (quá nhit
cài #t). Tc
qut khói tng nên tc
qut gió tng,
b
tn dng nhit khói thi ch tn dng c m
t phn nhit, phn na theo khói ra
ngoài môi trng do ó làm hiu su
t nhit tng thêm gim.
Nh vy hiu su
t nhit tng thêm t cc i khi lng than c
p vào lò du truyn
nhit vào khong 197 – 232 kg/h.
Xác &nh h s ch t%o:
H s ch to c ng ngh%a là t2 s gia công su
t nhit thit k và công su
t
nhit thc t c-a thit b . Ký hiu là KCT.
07,2
51,26
9943,54
====
kk
hi
tt
tk
CT
Q
Q
Q
Q
K
H s ch to này có th gim nu nh ta bc cách nhit tt hn gim tn
th
t nhit ra môi trng xung quanh. Vi thông s này, khi có công su
t nhit thc t
ta có th tính s b
công su
t thit k c-a b
tn dng nhit khói thi s dng ng
nhit trng trng.
Creat by: Ngo Mau Nam – 094 513 7315 – Email: nambkdn@gmail.com
7. KT LUN KHOA H
C
Qua kt qu nghiên cu ng dng, b
tn dng nhit khói thi s dng ng
nhit trng trng tit kim c m
t lng ln nhit khói thi và mang li hiu qu
kinh t cho các nhà máy sn xu
t tinh b
t s)n.
Phng án xu
t ci tin kt c
u thit b :
u ra (phía khói) thit b tn dng nhit khói thi r
t d b t)c do bi ng li,
kh)c phc có th s dng phng pháp h th
p xiclone lc bi các ht bi d
cun theo dòng khói vào xiclone, ho#c ci tin c c
u làm sch bi ! u ra (phía
khói).
Phng án xu
t trong vn hành:
- Than á s dng cn có ch
t lng "ng u hn, ít vn than, cn có nhà bo
qun tránh m than.
- C
p than u và có nh lng (khong 197 – 232 kg/h).
- Thng xuyên kim tra nhit
ra c-a khói (sau b
tn dng nhit thi) có
ch
v sinh hp lý.
Vi nhng hiu qu t c, trong thi gian ti s+ trin khai ng dng b
tn dng
nhit khói thi vào các l%nh vc:
- Gia nhit không khí cung c
p cho quá trình t nhiên liu trong các lò cao,
lò hi công su
t v'a và nh
- Hâm nc ho#c gia nhit du t cho lò hi công su
t v'a và nh.
- <ng dng ng nhit trng trng ch to các calorife khí-khói trong công
ngh s
y.
TÀI LIU THAM KHO
[1] J. Anderews, A. Akbarzadeh, I. Sauciuc, Heat Pipe Technology, Theory,
Applications and Prospects, Pergamon
[2] G.P. Peterson, An Introduction To Heat Pipes, Modeling, Testing, and
Applications, John Wiley & Sons, Inc
[3] T.S Trn Vn Vang, Chuyên ! $ng Nhit, i hc Bách Khoa à N ng
[4] Hoàng ình Tín, Truyn nhit & Tính toán thi
t b trao i nhit, Nhà xu
t bn
Khoa hc và k/ thut
[5] Bùi Hi, Dng c H"ng, Hà Mnh Th, Thi
t b trao i nhit, Nhà xu
t bn
Khoa hc và k/ thut
[6] M
t s tài liu, hình nh thu thp t' các trang web trong nc và nc ngoài v
Waste heat recovery, Thermosyphons, Heat pipes, Heat exchanger…
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- NCKH - Tận dụng nhiệt khói thải sử dụng ống nhiệt trọng trường trong các lò dầu truyền nhiệt đốt than đá.pdf