CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI NHIỆT THẢI LÒ HƠI

Nguyên lý làm việc của lò hơi Lò hơi dùng nhiệt lượng sinh ra của nhiên liệu, biến thành nhiệt năng của hơi nước. Hơi này được cung cấp cho các quá trình công nghiệp như gia nhiệt cho không khí để sấy, rửa thiết bị, cung cấp nhiệt trong các nhà máy dệt, đường, hóa chất, rượu bia, nước giải khát… trong trường hợp này hơi sử dụng là hơi bão hòa. Ngoài ra, các nhà máy nhiệt điện dùng tuabin hơi để chạy máy phát điện thì hơi được sử dụng là hơi quá nhiệt. II. Các...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI NHIỆT THẢI LÒ HƠI CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI NHIỆT THẢI LÒ HƠI I. Nguyên lý làm việc của lò hơi Lò hơi dùng nhiệt lượng sinh ra của nhiên liệu, biến thành nhiệt năng của hơi nước. Hơi nàyđược cung cấp cho các quá trình công nghiệp như gia nhiệt cho không khí để sấy, rửa thiết bị, cung cấpnhiệt trong các nhà máy dệt, đường, hóa chất, rượu bia, nước giải khát… trong trường hợp này hơi sửdụng là hơi bão hòa. Ngoài ra, các nhà máy nhiệt điện dùng tuabin hơi để chạy máy phát điện thì hơiđược sử dụng là hơi quá nhiệt. II. Các loại nhiệt thải Trong quá trình hoạt động, ở lò hơi có các nguồn nhiệt lượng như sau: nhiệt lượng của ngọnlửa khi đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng của khói, nhiệt lượng của nước và hơi nước và ngoài ra còn cónhiệt lượng do xỉ nóng chảy. Ngọn lửa của nhiên liệu nằm hoàn toàn trong lò hơi, hơi nước sẽ được đưa đến các quá trìnhcông nghệ hoặc tuabin; như vậy nhìn chung ngọn lửa và hơi nước không mang nhiệt lượng ra môitrường bên ngoài (dĩ nhiên là vẫn có một phần tổn thất ra bên ngoài, nhưng đó là chỉ là tổn thấy chứkhông phải một nguồn nhiệt thải). Do đó, ở lò hơi có các nguồn nhiệt thải sau: - Khói - Nước tuy nằm trong bao hơi không thải nhiệt ra ngoài nhưng do trong quá trình hoạt động, để xả bỏ cáu cặn tích tụ lại người ta vẫn phải xả một lượng nước nhất định ra ngoài - Ở những lò thải xỉ lỏng thì cũng có nhiệt xỉ thải ra ngoài. Các nguồn nhiệt thải này đều có nhiệt độ cao, nếu không được tận dụng lại sẽ gây sự lãng phírất lớn. Sau đây ta sẽ đi vào phân tích nhiệt thải của từng loại. 1- Khói thải: Từ nguyên lý làm việc, ta thấy nhiệm vụ chủ yếu của lò hơi là sinh hơi (có thể là hơi bão hòahoặc hơi quá nhiệt). Như vậy, sau khi cháy, nhiệt lượng của nhiên liệu được dùng để sinh hơi, nhiệt độkhói tại trung tâm buồng lửa có thể đạt 1600-22000C (tùy thuộc vào từng loại lò), khói sau khi đi quavài pass gia nhiệt cho nước để sinh hơi thì nhiệt độ sau khi ra khỏi buồng lửa đạt khoảng 900-13000C.Theo lý thuyết, nhiệm vụ của khói đến đây là hết và có thể thải ra ngoài. Tuy nhiên, do nhiệt độ của khói đang còn rất cao, nếu thải đi mà kô tận dụng thì sẽ rất lãng phí.Mặt khác, hơi nước sau khi đi qua các thiết bị công nghệ sẽ được ngưng tụ thành lỏng và được bơm trởlại lò hơi để tiếp tục nhận nhiệt để sinh hơi. Nước được cấp trở lại lò hơi lại có nhiệt độ khá thấp. Ví dụ: hơi sau sinh ra qua thiết bị trao đổi nhiệt (LOAD) đưa lại bể chứa (ở đây nước bổ sung(make-up water), có nhiệt độ thấp dẫn đến nước cấp (feedwater) cũng bị hạ thấp nhiệt độ. Hoặc ở các nhà máy nhiệt điện hơi nước sau khi giãn nở ở tuabin rồi được ngưng tụ ở bìnhngưng có áp suất khoảng 0,05 bar với nhiệt độ khoảng 320C), rõ ràng là ta sẽ phải tốn thêm một nhiệtlượng để gia nhiệt cho nước cấp từ nhiệt độ thấp đến nhiệt độ sôi ứng với áp suất tương ứng. Ví dụ sau cho thấy hiệu quả của việc gia nhiệt nước cấp trước khi đưa vào lò hơi: Cho lò hơi hoạt động với hơi bão hòa ở áp suất p = 10 bar, sản lượng hơi D = 10tấn/giờ. Nhiệt độ nước cấp là 300C. Dùng dầu mazút có thành phần làm việc như sau: Nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt nước thành hơi bão hòa ở áp suất 10 bar: Với i1: entanpi của hơi bão hòa ở áp suất 10 bar i2: entanpi của nước ở áp suất 10 bar ứng với nhiệt độ 300C Nhiệt trị thấp của nhiên liệu là: Giả sử hiệu suất nhiệt là 100%, ta thấy lượng tiêu hao nhiên liệu là: Nếu như nước cấp được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, thì nhiệt lượng để sinh hơi bão hòalà: Với : entanpi của nước ở áp suất 10 bar ứng với nhiệt độ sôi Lượng tiêu hao nhiên liệu ở trường hợp này là: Như vậy ta đã tiết kiệm được một lượng nhiên liệu Từ đồ thị ta thấy, khi nước được hâm nóng, thì nhiệt lượng cần thiết để cung cấp choquá trình sinh hơi sẽ giảm và lượng tiêu hao nhiên liệu cũng giảm, trong trường hợp này ta đã tiết kiệmđược 24,34% nhiên liệu. Một phần tử khác cần được gia nhiệt trong lò hơi là không khí. Như ta đã biết, không khí đưavào buồng lửa để cung cấp oxi cho quá trình cháy. Không khí thường được lấy ở môi trường bên ngoàicó nhiệt độ khoảng 300C, nếu đưa không khí này vào buồng lửa thì sẽ hấp thu một phần nhiệt lượng donhiên liệu cháy sinh ra. Do đó việc sấy không khí để tăng thêm nhiệt lượng đưa vào buồng lửa sẽ làmtăng thêm nhiệt lượng hữu ích để sinh hơi. Giả sử ta dùng dầu để gia nhiệt không khí: Ở lò phun, nhiệt độ không khí đưa vào buồng lửa khoảng 2500C, nhiệt lượng cần thiết để gianhiệt cho không khí là: Với : thể tích không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hết nhiên liệu i1: entanpi của không khí ở 2500C i2: entanpi của không khí ở ...