Chương 5: Trao đổi nhiệt trong lò hơi

Trao đổi nhiệt trong thiết bị lò hơi bao gồm hai dạng là bức xạ và đối l-u. Trong phạm vi buồng lửa trao đổi nhiệt bức xạ là chủ yếu vì ở đây có bức xạ trực tiếp từ ngọn lửa có nhiệt độ cao đến các bề mặt truyền nhiệt bố trí trong buồng lửa, còn thành phần đối l-u ở đây không đáng kể do tốc độ của dòng khói nhỏ và do các ống sinh hơi bị tro bám bẩn nên có trở lực nhiệt lớn. Trong đ-ờng khói của lò hơi có cả trao đổi...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 5: Trao đổi nhiệt trong lò hơiCh−¬ng 5. Trao ®æi nhiÖt trong lß h¬i Trao ®æi nhiÖt trong thiÕt bÞ lß h¬i bao gåm hai d¹ng lµ bøc x¹ vµ ®èi l−u.Trong ph¹m vi buång löa trao ®æi nhiÖt bøc x¹ lµ chñ yÕu v× ë ®©y cã bøc x¹ trùc tiÕptõ ngän löa cã nhiÖt ®é cao ®Õn c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt bè trÝ trong buång löa, cßnthµnh phÇn ®èi l−u ë ®©y kh«ng ®¸ng kÓ do tèc ®é cña dßng khãi nhá vµ do c¸c èngsinh h¬i bÞ tro b¸m bÈn nªn cã trë lùc nhiÖt lín. Trong ®−êng khãi cña lß h¬i cã c¶trao ®æi nhiÖt ®èi l−u vµ trao ®æi nhiÖt bøc x¹. Trong ®−êng khãi cã bøc x¹ nhiÖt lµ docã c¸c khÝ ba nguyªn tö vµ c¸c h¹t tro, h¹t than bay theo khãi, nh−ng trao ®æi nhiÖt®èi l−u lµ chñ yÕu. ChÝnh v× vËy c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt ®Æt trong ®−êng khãi ®−îcgäi lµ bÒ mÆt truyÒn nhiÖt ®èi l−u.5.1 Kh¶ n¨ng bøc x¹ cña ngän löa Dùa theo c−êng ®é bøc x¹ trong vïng phæ thÊy ®−îc ng−êi ta ph©n chia c¸cd¹ng ngän löa s¸ng, nöa s¸ng, kh«ng s¸ng. Sù bøc x¹ cña ngän löa s¸ng vµ nöa s¸nglµ do c¸c h¹t ë thÕ r¾n trong s¶n phÈm ch¸y, ®ã lµ c¸c h¹t cèc, h¹t tro, h¹t må hang. Sùbøc x¹ cña ngän löa kh«ng s¸ng lµ do cã c¸c khÝ ba nguyªn tö nh− SO2, CO2, H2Otrong buång löa. C−êng ®é bøc x¹ cña c¸c h¹t r¾n trong ngän löa phô thuéc vµo kÝch th−íc c¸ch¹t, tÝnh chÊt vµ nång ®é cña chóng trong thÓ tÝch cña buång löa. Sù bøc x¹ cña c¸cchÊt khÝ ba nguyªn tö trong buång löa ®−îc x¸c ®inh bëi nång ®é c¸c chÊt khÝ nµy vµbëi chiÒu dµy cña thÓ tÝch bøc x¹. HÖ sè bøc x¹ nhiÖt cña m«i tr−êng khÝ ®−îc biÓu thÞ qua ®Þnh luËt Bu-ghe(Bouguer) −k p s ag = 1 − e g p , (5-1)trong ®ã: kg lµ hÖ sè lµm yÕu tia bøc x¹ bëi mét m«i tr−êng khÝ; pp lµ tæng ph©n ¸p suÊt cña c¸c khÝ ba nguyªn tö, MPa; s lµ chiÒu dµy hiÖu qu¶ cña líp bøc x¹, m. HÖ sè bøc x¹ cña ngän löa (hay ®é ®en cña ngän löa) khi ®èt nhiªn liÖu r¾n®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau al = 1 − e− kl ps , (5-2)trong ®ã: kl lµ hÖ sè lµm yÕu bøc x¹ bëi m«i tr−êng buång löa; p lµ ¸p suÊt cña c¸c chÊt khÝ trong buång löa, MPa. ChiÒu dµy hiÖu qu¶ cña líp bøc x¹ trong buång löa s ®−îc tÝnh theo c«ngthøc: V s = 3, 6 bl , m (5-3) Fvtrong ®ã: Vbl lµ thÓ tÝch buång löa, m3;Ver. 1.0 66Fv lµ diÖn tÝch c¸c t−êng buång löa m2. Khi ®èt bét than trong buång löa phun, ngän löa s¸ng cho¸n hÇu nh− toµn bé thÓ tÝch buång löa (xem h×nh vÏ 5.1) vµ ®é chiÕu s¸ng cña ngän löa kh¸ ®ång ®Òu theo chiÒu cao cña buång löa. HÖ H×nh 5.1. Sù thay ®æi ®é ®en ngän sè lµm yÕu bøc x¹ bëi m«i löa theo chiÒu cao buång löa. tr−êng buång löa ®−îc tÝnh 1-khi ®èt bét than; 2-khi ®èt mazut theo c«ng thø: (FO) k l = k g rn + k tr µ tr + k c χ k l = k g rn + k tr µ tr + k c χ , (5-4)trong ®ã: ( ) rn = rRO2 + rH2 O lµ tæng c¸c phÇn thÓ tÝch cña c¸c khÝ ba nguyªn tö; ktr lµ hÖ sè lµm yÕu bøc x¹ bëi c¸c h¹t tro; µtr lµ nång ®é tro trong khãi; kc lµ hÖ sè lµm yÕu bøc x¹ bëi c¸c h¹t cèc; χ lµ hÖ sè kÓ ®Õn kh¶ n¨ng ph¶n øng cña nhiªn liÖu (kÐm ph¶n øng hay cãkh¶ n¨ng ph¶n øng cao). Ngän löa sinh ra khi ®èt nhiªn liÖu r¾n nãi chung thuéc kiÓu ngän löa nöas¸ng. Ngän löa khi ®èt khÝ vµ ®èt FO quy −íc gåm hai phÇn lµ phÇn s¸ng vµ phÇnkh«ng s¸ng, do vËy hÖ sè bøc x¹ nhiÖt cña ngän löa (®é ®en cña ngän löa) ®−îc x¸c®Þnh nh− sau: a l = ma s + (1 − m ) a ks , (5-5)trong ®ã: as lµ hÖ sè bøc x¹ nhiÖt cña phÇn ngän löa s¸ng ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc(5-2), cßn kl ®−îc thay b»ng ks: k s = k m + k g rn , víi km lµ hÖ sè lµm yÕu tia bøc x¹ bëic¸c h¹t må hãng; aks lµ hÖ sè bøc x¹ nhiÖt cña phÇn ngän löa kh«ng s¸ng, tøc lµ cñam«i tr−êng khÝ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (5-1); m lµ hÖ sè x¸c ®Þnh phÇn thÓ tÝch buång löa bÞ t©m ngän löa cho¸n ®Çy. m = 0,1 . Khi ®èt khÝ thiªn nhiªn: m = 0,55 . Khi ®èt FO: m = 1. Khi ®èt nhiªn liÖu r¾n: HÖ sè bøc x¹ nhiÖt cña buång löa (hay ®é ®en cña buång löa) abl ®−îc x¸c®Þnh qua ...