Giáo trình Lò công nghiệp

81 trang vanle 2180

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Lò công nghiệp", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

giao_trinh_lo_cong_nghiep.pdf

Nội dung text: Giáo trình Lò công nghiệp

ÂAÛI HOÜC ÂAÌ NÀÔNG TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA PHAÛM THANH GIAÏO TRÇNH LOÌ CÄNG NGHIÃÛP Âaì Nàông 2007 - - 0 - -
LÅÌI NOÏI ÂÁÖU Giaïo trçnh Loì cäng nghiãûp ( LCN ) trçnh baìy nhæîng neït cå baín vãö : - Caïc âàûc træng cå baín cuía LCN; - Caïc váún âãö truyãön nhiãût, cå hoüc cháút khê trong LCN; - Kyî thuáût âäút nhiãn liãûu vaì thiãút bë âäút nhiãn liãûu; - Váût liãûu xáy loì vaì kãút cáúu caïc thãø xáy; - Hãû thäúng cáúp gioï vaì thoaït khoïi cuía loì; - Phæång phaïp tênh toaïn cán bàòng nhiãût vaì xaïc âënh læåüng tiãu hao nhiãn liãûu - Mäüt säú daûng loì cå baín âæåüc duìng phäø biãún trong cäng nghiãûp. Våïi näüi dung trãn, saïch âæåüc laìm giaïo trçnh giaíng daûy cho sinh viãn âaûi hoüc, cao âàóng, hoüc sinh trung cáúp caïc ngaình: Kyî thuáût nhiãût vaì maïy laûnh, Luyãûn kim, Silicat, Cå khê reìn dáûp vaì caïc ngaình coï liãn quan. Giaïo trçnh chàõc khäng traïnh khoíi sai soït.Ráút mong nháûn âæåüc nhæîng yï kiãún âoïng goïp cuía caïc âäöng nghiãûp vaì baûn âoüc âãø këp thåìi chènh lyï bäø sung trong nhæîng láön taïi baín sau.Thæ tæì goïp yï xin gæíi vãö âëa chè: Khoa Cäng nghãû nhiãût âiãûn laûnh-Træåìng Âaûi hoüc Baïch khoa-Âaûi hoüc Âaì Nàòng.Xin chán thaình caïm ån. TAÏC GIAÍ - - 1 - -
Chæång 1: CAÏC ÂÀÛC TRÆNG CÅ BAÍN CUÍA LOÌ CÄNG NGHIÃÛP 1.1. PHÁN LOAÛI LOÌ CÄNG NGHIÃÛP 1.1.1 KHAÏI NIÃÛM Loì cäng nghiãûp ( LCN ) laì thiãút bë nhiãût taûo ra mäi træåìng coï nhiãût âäü cao âãø thæûc hiãûn caïc quaï trçnh cäng nghãû nung noïng, náúu chaíy, sáúy Trong saín xuáút, LCN thæåìng gàûp nhæ:loì cao, loì nung, loì luyãûn theïp âãø caïn, reìn dáûp, loì náúu thuyí tinh, loì äúng quay saín xuáút ximàng, loì sáúy, loì âiãûn. Trong LCN, læåüng nhiãût cáúp cho loì laì nhiãût nàng toaí ra khi âäút chaïy nhiãn liãûu hoàûc nhiãût toaí ra tæì váût liãûu âæåüc gia cäng nhiãût hoàûc âiãûn nàng biãún âäøi thaình nhiãût nàng.Sæû trao âäøi nhiãût, cáúu truïc loì, viãûc sæí duûng nhiãn liãûu våïi thiãút bë âäút cuîng nhæ chã ú âäü nhiãût vaì nhiãût âäü phuì håüp yãu cáöu cäng nghãû laì nhæîng nhán täú coï aính hæåíng nhiãöu tåïi: - Cháút læåüng saín pháøm; - Nàng suáút cuía loì cuìng våïi caïc thiãút bë liãn quan tåïi loì; - Giaím tyí lãû phãú pháøm, chi phê váût liãûu, suáút tiãu hao nhiãn liãûu; - Khäng laìm ä nhiãùm mäi træåìng. 1.1.2 PHÁN LOAÛI LCN Ngæåìi ta chia LCN thaình 4 nhoïm loì theo caïc âàûc âiãøm sau : 1.1.2.1. LCN theo âàûc âiãøm nguäön nhiãût. Dæûa vaìo caïc daûng nàng læåüng coï thãø biãún âäøi thaình nhiãût nàng LCN âuåüc phán laìm 3 loaûi: a - Caïc loì nhiãn liãûu. Âáy laì caïc loì coï sæí duûng nhiãn liãûu. Nhiãût læåüng sinh ra trong caïc loì naìy laì do quaï trçnh âäút chaïy nhiãn liãûu vç thãú chuïng coìn âæåüc goüi laì loì coï ngoün læía. b- Caïc loì âiãûn. Âáy laì caïc loì sæí duûng âiãûn nàng. Theo nguyãn lyï biãún âäøi âiãûn nàng thaình nhiãût nàng, caïc loì âiãûn âæåüc phán thaình loì âiãûn tråí, loì âiãûn häö quang, loì âiãûn caím æïng, loì nung âiãûn mäi vaì loì Plazma.(Pháön naìy seî âæåüc trçnh baìy kyî trong chæång 8 ) c - Caïc loì tæû phaït nhiãût. Âáy laì caïc loì khäng cáön cung cáúp nàng læåüng tæì bãn ngoaìi. Trong caïc loì naìy nhiãût âæåüc toaí ra tæì baín thán váût liãûu âæåüc gia cäng nhiãût. Vê - - 2 - -
duû nhæ loì luyãûn theïp LD, trong quaï trçnh cäng nghãû, ngæåìi ta roït vaìo loì gang loíng coï chæïa tæì 2 âãún 4 % caïcbon. Khi thäøi gioï vaìo gang loíng seî xaíy ra caïc phaín æïng hoaï hoüc coï toaí nhiãût giæîa oxy våïi cacbon : [ C ] + O2 = CO2 + Q 1.1.2.2 LCN theo âàûc âiãøm cäng nghãû. Phuû thuäüc vaìo tênh cháút quaï trçnh gia cäng nhiãût váût liãûu ngæåìi ta phán thaình 2 loaûi : a - Caïc loì náúu chaíy. Trong caïc loì naìy váût liãûu gia cäng âæåüc náúu chaíy.Vê duû nhæ loì náúu thuyí tinh, loì náúu chaíy men, loì náúu chaíy kim loaûi âen âãø âuïc hoaûc håüp kim hoaï b - Caïc loì nung. Trong caïc loì naìy váût liãûu gia cäng âæåüc nung noïng nhæng khäng hoaï loíng. Vê duû nhæ loì nung theïp âãø reìn, âãø caïn; caïc loì nhiãût luyãûn kim loaûi ( loì täi, uí, ram ) 1.1.2.3 LCN theo chãú âäü nhiãût. Theo âàûc âiãøm quaï trçnh trao âäøi nhiãût tæì nguäön nhiãût tåïi bãö màût váût gia cäng, coï sæû tham gia trao âäøi nhiãût cuía tæåìng loì, ngæåìi ta phán LCN thaình 3 nhoïm: a - Caïc loì laìm viãûc åí chãú âäü bæïc xaû nhiãût. Trong caïc loì naìy sæû trao âäøi nhiãût chuí yãúu bàòng bæïc xaû nhiãût, nhiãût âäü loì thæåìng ≥ 600 0 C. Caïc loì naìy laûi âæåüc chia thaình 3 nhoïm : bæïc xaû phán bäú âãöu, bæïc xaû træûc tiãúp vaì bæïc xaû giaïn tiãúp. Thê duû nhæ caïc loì nung nhiãût luyãûn, loì nung trong xæåíng caïn vaì reìn. b- Caïc loì laìm viãûc åí chãú âäü âäúi læu. Trong caïc loì naìy sæû trao âäøi nhiãût chuí yãúu bàòng trao âäøi nhiãût âäúi læu, nhiãût âäü loì nhoí hån 600 0C. Thê duû nhæ caïc loì sáúy, loì muäúi, loì nung gioï c - Caïc loì laìm viãûc åí chãú âäü theo låïp. Trong caïc loì naìy váût liãûu âæåüc gia cäng nhiãût åí daûng cuûc, daûng haût hoàûc buûi vaì âæåüc cháút trong khäng gian laìm viãûc cuía loì. Khê noïng chuyãøn âäüng giæîa caïc haût liãûu vaì täön taûi âäöng thåìi caí ba daûng trao âäøi nhiãût : dáùn nhiãût, âäúi læu, bæïc xaû. ÅÍ chãú âäü theo låïp coï 3 daûng : - Låïp chàût : åí âáy váût liãûu nàòm thaình låïp, cháút âáöy trong khäng gian loì vaì chuyãøn âäüng tæì trãn xuäúng. Khê noïng âæåüc thäøi tæì dæåïi lãn, chuyãøn âäüng qua khe håí giæîa caïc haût liãûu. Vê duû: loì cao luyãûn gang, loì âæïng náúu gang. - Låïp säi : åí âáy caïc haût liãûu âæåüc xaïo träün maûnh meî trong traûng thaïi giäúng nhæ sæû säi dæåïi taïc âäüng cuía doìng khê coï täúc âäü cao. Vê duû:caïc loì nung manhãdit, oxyt keîm. - - 3 - -
- Låïp lå læîng : åí âáy váût liãûu âæåüc nghiãön nhoí vaì lå læíng trong khäng gian loì dæåïi taïc âäüng thäøi cuía doìng khê. Vê duû: caïc loì nung quàûng sunfua, loì nung dung dëch cä cuía sunfua keîm. 1.1.2.4 LCN theo âàûc âiãøm cáúu truïc. Dæûa vaìo hçnh daûng, cáúu truïc coï caïc loaûi loì nhæ: loì buäöng, loì bãø, loì äúng quay, loì háöm, loì nung liãn tuûc. 1.2. CAÏC ÂÀÛC TRÆNG CÅ BAÍN CUÍA LCN Âãø âaïnh giaï, so saïnh vãö cáúu taûo, chãú âäü nhiãût, cháút læåüng thiãút bë cáön xeït âãún caïc thäng säú kyî thuáût vaì kinh tãú âàûc træng nháút. Âäúi våïi LCN coï caïc thäng säú sau : 1.2.1. CHÃÚ ÂÄÜ NHIÃÛT ÂÄÜ CUÍA LOÌ 1.2.1.1.Nhiãût âäü loì. Âáy laì nhiãût âäü trung bçnh trong khäng gian laìm viãûc cuía loì. Nhiãût âäü naìy mang tênh quy æåïc, thæåìng nhoí hån nhiãût âäü cuía nguäön nhiãût vaì låïn hån nhiãût âäü cuía tæåìng, noïc loì; kyï hiãûu :tk hoàûc Tk ; tloì hoàûc Tloì . Nhiãût âäü loì phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü chaïy lyï thuyãút cuía nhiãn liãûu, phuû taíi nhiãût, cáúu truïc vaì caïch nhiãût cuía loì; âæåüc xaïc âënh gáön âuïng theo cäng thæïc : o tloì = η . tlt , C ( 1- 1 ) o åí âáy: - tlt: nhiãût âäü chaïy lyï thuyãút cuía nhiãn liãûu, C - η :hãû säú nhiãût âäü, phuû thuäüc vaìo cáúu truïc vaì cháút læåüng caïch nhiãût cuía loì; thæåìng coï giaï trë tæì 0, 65 âãún 0, 85 tuyì thuäüc vaìo kiãøu loì [ 1 ] 1.2.1.2.Chãú âäü nhiãût âäü cuía loì . Phuû thuäüc vaìo cäng nghãû gia cäng váût liãûu, nhiãût âäü cuía loì coï thãø thay âäøi theo thåìi gian, theo khäng gian laìm viãûc cuía loì. Sæû thay âäøi nhiãût âäü loì theo thåìi gian goüi laì chãú âäü nhiãût âäü cuía loì: tlo ì = f ( τ ) Khi nhiãût âäü khäng thay âäøi, ta coï chãú âäü nhiãût âäü loì äøn âënh. Khi nhiãût âäü loì thay âäøi theo thåìi gian laì chãú âäü nhiãût âäü khäng äøn âënh. 1.2.2. CHÃÚ ÂÄÜ NHIÃÛT CUÍA LOÌ Trong quaï trçnh gia cäng váût liãûu, phuû thuäüc vaìo cäng nghãû maì læåüng nhiãût cung cáúp cho loì coï thãø thay âäøi åí caïc thåìi âiãøm khaïc nhau ( coìn goüi laì phuû taíi nhiãût ).Sæû thay âäøi phuû taíi nhiãût theo thåìi gian âæåüc goüi laì chãú âäü nhiãût cuía loì.Q = f ( τ ) - - 4 - -
Khi phuû taíi nhiãût khäng thay âäøi ta coï chãú âäü nhiãût äøn âënh; coìn khi phuû taíi nhiãût thay âäøi laì chãú âäü nhiãût khäng äøn âënh. Chãú âäü nhiãût coï quan hãû máût thiãút våïi chãú âäü nhiãût âäü cuía loì. Âãø âaím baío âuïng chãú âäü nhiãût âäü theo yãu cáöu cäng nghãû, cáön tiãún haình tênh toaïn cáúp nhiãût dæûa trãn cå såí tênh cán bàòng nhiãût. 1.2.3. CÄNG SUÁÚT NHIÃÛT CUÍA LOÌ Cäng suáút nhiãût cuía loì laì phuû taíi nhiãût låïn nháút maì loì coï thãø tiãúp nháûn âæåüc trong mäüt âån vë thåìi gian; âæåüc kyï hiãûu bàòng Q hoàûc P, âån vë âo kW. 1.2.4. NÀNG SUÁÚT CUÍA LOÌ Âáy laì læåüng váût liãûu âæåüc gia cäng nhiãût cuía loì tênh trong mäüt âån vë thåìi gian, kyï hiãûu laì G ; âån vë âo : t / h hoàûc kg / h hay t / ngaìy hoàûc kg / ngaìy. Nàng suáút loì phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü buäöng loì, nhiãût âäü khoïi ra khoíi loì, cæåìng âäü, âàûc âiãøm quaï trçnh truyãön nhiãût tæì khê loì tåïi váût liãûu vaì cáúu truïc cuía loì. Khi so saïnh caïc loì khaïc nhau coìn coï khaïi niãûm nàng suáút riãng cuía loì ( cæåìng âäü âaïy loì ). Âáy laì læåüng saín pháøm gia cäng âæåüc tênh trãn mäüt meït vuäng diãûn têch âaïy loì trong mäüt âån vë thåìi gian; kyï hiãûu laì “ h “ ; âån vë kg / m2.h 1.2.5. CAÏC HIÃÛU SUÁÚT 1.2.5.1. Hiãûu suáút sæí duûng nhiãût coï êch. Âáy laì tyí säú giæîa læåüng nhiãût coï êch âãø gia cäng váût liãûu vaì toaìn bäü læåüng nhiãût cung cáúp cho loì. Qcoich η coï êch = .100 % ( 1 - 2 ) Q∑ cáp åí âáy : - Qcoich bao gäöm nhiãût âãø gia cäng váût liãûu QVL, kJ/h ; nhiãût âãø gia cäng cho xè khi cäng nghãû coï taûo xè QX, kJ/h ; nhiãût cuía caïc phaín æïng hoaï hoüc QPUHH, kJ/h . - QΣcap bao gäöm læåüng nhiãût toaí ra khi âäút chaïy nhiãn liãûu QC, kJ/h ; læåüng nhiãût váût lyï cuía khäng khê âæåüc nung noïng QKK, kJ/h ; læåüng nhiãût váût lyï cuía nhiãn liãûu âæåüc nung noïng ( thæåìng chè tênh âäúi våïi nhiãn liãûu laì cháút khê ) QNL, kJ/h. Cuû thãø caïc læåüng nhiãût naìy âæåüc trçnh baìy trong chæång 6 . 1.2.5.2. Hiãûu suáút sæí duûng nhiãût. Âáy laì tyí säú giæîa täøng læåüng nhiãût coï êch vaì læåüng nhiãût täøn tháút trong khu væûc loì våïi toaìn bäü læåüng nhiãût cung cáúp cho loì. - - 5 - -
Qcoich + Qtonthat η q = . 100 % ( 1 - 3 ) Q∑ cap åí âáy : - Qtonthat laì læåüng nhiãût täøn tháút dæåïi táút caí caïc daûng ( dáùn nhiãût qua tæåìng, bæïc xaû qua cæía måí, do næåïc laìm maït ), kJ/h. 1.2.5.3. Hiãûu suáút sæí duûng nhiãn liãûu. Âáy laì tyí säú giæîa læåüng nhiãût coï êch âãø gia cäng váût liãûu Qcoich vaì læåüng nhiãût toaí ra khi âäút chaïy nhiãn liãûu QC. Qcoich ηnl = . 100 % ( 1 - 4 ) Qc So saïnh cäng thæïc (1-2) vaì (1-4) ta tháúy : khi khäng nung noïng træåïc khäng khê, QKK = 0 vaì khäng nung noïng træåïc nhiãn liãûu, QNL =0 thç η coï êch = ηnl . 1.2.6. SUÁÚT TIÃU HAO NHIÃN LIÃÛU TIÃU CHUÁØN Do viãûc sæí duûng caïc loaûi nhiãn liãûu khaïc nhau hoàûc tuy cuìng mäüt daûng nhæng nhiãn liãûu laûi coï nhiãût trë khaïc nhau nãn âãø âaïnh giaï vaì so saïnh caïc LCN vãö phæång diãûn sæí duûng nhiãût ngæåìi ta duìng mäüt âàûc træng cå baín : suáút tiãu hao nhiãn liãûu tiãu chuáøn, kyï hiãûu : b .Âáy chênh laì læåüng nhiãn liãûu tiãu chuáøn âãø gia cäng mäüt âån vë khäúi læåüng váût liãûu. B.Q b = T , kg nhiãn liãûu tiãu chuáøn / kg váût liãûu ( 1 - 5 ) 29300.G åí âáy : - B laì læåüng tiãu hao nhiãn liãûu , kg / h hoàûc m3 / h ; 3 - QT laì nhiãût trë tháúp cuía nhiãn liãûu, kJ / kg hoàûc kJ / m - 29300 laì nhiãût trë cuía 1 kg nhiãn liãûu tiãu chuáøn ( quy æåïc ), kJ / kg - G laì nàng suáút cuía loì, kg / h . Theo [ 1 ], giaï trë caïc hiãûu suáút sæí duûng nhiãn liãûu vaì giaï trë suáút tiãu hao nhiãn liãûu tiãu chuáøn cuía LCN hiãûn nay nhæ sau : Loaûi loì ηnl , % b , kg / kg Loì nung liãn tuûc 30 ÷ 50 0, 05 ÷ 0, 15 Loì buäöng âãø caïn vaì reìn 15 ÷ 30 0, 1 ÷ 0, 25 Loì buäöng âãø nhiãût luyãûn 5 ÷ 20 0, 1 ÷ 0, 50 - - 6 - -
Chæång 2 - CAÏC CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC CUÍA LCN Quaï trçnh trao âäøi nhiãût ( QTTÂN ) trong khäng gian laìm viãûc cuía loì âæåüc chia laìm 2 thaình pháön : - QTTÂN bãn ngoaìi : giæîa ngoün læía, khê loì vaì bãö màût trong cuía tæåìng, noïc loì våïi bãö màût váût liãûu âæåüc gia cäng nhiãût. - QTTÂN bãn trong : tæì bãö màût ngoaìi vaìo trong tám cuía váût liãûu. Phuû thuäüc vaìo cäng nghãû, âäúi våïi LCN coï 3 chãú âäü laìm viãûc : chãú âäü laìm viãûc bæïc xaû (CÂLVBX), chãú âäü laìm viãûc âäúi læu (CÂLVÂL) vaì chãú âäü laìm viãûc åí traûng thaïi låïp (CÂLVÅTTL). 2.1. CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC BÆÏC XAÛ Âäúi våïi nhæîng loì laìm viãûc åí nhiãût âäü cao ( hån 600 OC) thç QTTÂN bãn ngoaìi bàòng bæïc xaû nhiãût âoïng vai troì quyãút âënh. Cæåìng âäü trao âäøi nhiãût phuû thuäüc nhiãöu vaìo caïc yãúu täú : tênh cháút cuía ngoün læía, säú læåüng vaì caïch bäú trê caïc moí âäút cuîng nhæ miãûng kãnh khoïi. Bãö màût trong cuía tæåìng loì nháûn nhiãût bæïc xaû tæì ngoün læía sau âoï bæïc xaû tåïi váût liãûu âæåüc gia cäng. ÅÍ chãú âäü nhiãût äøn âënh, cho caïc hãû säú goïc bæïc xaû tæång häù ϕ =1, giaíi hãû caïc phæång trçnh trao âäøi nhiãût giæîa : ngoün læía - váût liãûu - tæåìng loì, ta coï caïc phæång trçnh cán bàòng sau : V qV = Q N + QT ( 1-εN) - QV (2-1) T qT = Q N + QV ( 1-εN) - QT (2-2) åí âáy : - qV, qT laì caïc doìng nhiãût täøng håüp cuía váût liãûu vaì tæåìng loì; V T - Q N , Q N laì caïc doìng nhiãût tæì ngoün læía tåïi váût liãûu vaì tæåìng loì; - QV , QT laì caïc doìng nhiãût hiãûu quaí æïng våïi bãö màût váût liãûu vaì tæåìng loì ; - εN laì âäü âen ngoün læía. V T Phuû thuäüc tæång quan giæîa Q N vaì Q N ngæåìi ta chia CÂLVBX laìm 3 chãú âäü: V T a - Chãú âäü bæïc xaû phán bäú âãöu khi : Q N = Q N V T b - Chãú âäü bæïc xaû træûc tiãúp khi : Q N > Q N - - 7 - -
V T c - Chãú âäü bæïc xaû giaïn tiãúp khi : Q N < Q N . 2.1.1. CHÃÚ ÂÄÜ BÆÏC XAÛ PHÁN BÄÚ ÂÃÖU (CÂBXPBÂ) V T 2.1.1.1. Sæû truyãön nhiãût. ÅÍ CÂBXPBÂ Q N = Q N , træåìng nhiãût âäü vaì âäü âen ngoün læía phán bäú âãöu hoàûc âäúi xæïng vãö phêa váût liãûu vaì tæåìng loì.Âäü âen ngoün læía âoïng vai troì quan troüng vç noï xaïc âënh khaí nàng bæïc xaû cuîng nhæ háúp thuû cuía ngoün læía. Âãø tàng cæåìng trao âäøi nhiãût cho bãö màût váût liãûu cáön phaíi tàng âäü âen ngoün læía, tàng nhiãût âäü tæåìng loì. 2.1.1.2.Choün nhiãn liãûu vaì phæång phaïp âäút. Âãø taûo CÂBXPBÂ cáön choün phæång phaïp âäút nhiãn liãûu taûo nhiãût âäü, âäü saïng cuía ngoün læía (εN) coï giaï trë cao vaì âäöng âãöu. Cacbua hydro (CH4, CnHm) coï trong nhiãn liãûu caìng nhiãöu thç εN caìng cao vç trong quaï trçnh chaïy taûo ra caïc haût cacbon coï âäü saïng cao. Cuîng nhæ nhiãn liãûu buûi, nhiãn liãûu loíng thêch håüp våïi CÂBXPBÂ ( træì dáöu mazut coï âäü chæïa áøm låïn ). Cáön taûo ra sæû cacbon hoaï tæû nhiãn cuía ngoün læía trong quaï trçnh chaïy nhiãn liãûu. Âiãöu naìy âæåüc thæûc hiãûn bàòng viãûc nung noïng træåïc khê âäút vaì khäng khê. Chuï yï khäng tiãún haình häùn håüp træïåc khê âäút vaì khäng khê, vç âiãöu naìy laûi ngàn chàûn quaï trçnh cacbon hoaï. Cho nãn khäng sæí duûng caïc loaûi moí âäút coï häùn håüp træåïc. Trong thæûc tãú thæåìng duìng moí âäút läöng äúng vaì äúng phun tháúp aïp. Caïc moí âäút coï cäng suáút nhoí våïi säú læåüng nhiãöu âæåüc bäú trê thaình nhiãöu haìng; åí haìng dæåïi coï säú læåüng moí âäút hoàûc cäng suáút låïn hån haìng trãn. Cáön âaím baío træåìng nhiãût âäü âäöng âãöu trong khäng gian laìm viãûc cuía loì, traïnh taûo ra caïc vuìng khäng coï khê loì luán chuyãøn. Caïc miãûng kãnh khoïi khäng nãn âàût âäúi diãûn våïi moí âäút ( coï thãø âæåüc khi khoaíng caïch giæîa miãûng kãnh khoïi vaì moí âäút låïn hån chiãöu daìi ngoün læía ). Miãûng kãnh khoïi coï thãø âàût phêa trãn hoàûc phêa dæåïi buäöng loì vaì thæoìng âàût åí gáön âaïy loì trong træåìng håüp khi cæía thao taïc âàût åí dæåïi ( âãø khäng khê laûnh loüt vaìo loì thoaït ra dãù daìng). 2.1.1.3. Lénh væûc sæí duûng. CÂBXPBÂ phuì håüp khi cáön nung váût daìy våïi täúc âäü cao vaì nung âãöu (nung caïc thoíi theïp trong loì giãúng). - - 8 - -
2.1.2. CHÃÚ ÂÄÜ BÆÏC XAÛ TRÆÛC TIÃÚP (CÂBXTT). V T 2.1.2.1. Sæû truyãön nhiãût. ÅÍ CÂBXTT Q N > Q N , nguäön nhiãût vaì træåìng nhiãût âäü âæåüc phán bäú gáön vãö phêa váût liãûu hån so våïi tæåìng loì, ngoün læía hæåïng saït bãö màût váût nung.Nhiãût âäü vaì âäü âen cuía ngoün læía âoïng vai troì låïn trong quaï trçnh trao âäøi nhiãût, cáön coï giaï trë cao.Ngoaìi ra phaíi tàng âäü âen cuía låïp khê giæîa ngoün læía våïi bãö màût váût nung.Khäng taûo vuìng khê chuyãøn âäüng tuáön hoaìn vç noï laìm giaím täúc âäü cuía doìng chênh, tàng âäü traíi räüng vaì laìm âäöng âãöu âàûc tênh quang hoüc cuía ngoün læía (âäü âen, nhiãût âäü). Chæïc nàng cäng taïc nhiãût cuía tæåìng loì khäng âoïng vai troì quan troüng. 2.1.2.2. Choün nhiãn liãûu vaì phæång phaïp âäút . Viãûc choün nhiãn liãûu cuîng giäúng nhæ åí CÂBXPBÂ. Cáön phaíi taûo cho nhiãn liãûu chaïy hoaìn toaìn hoàûc chaïy pháön låïn åí vuìng ngoün læía phêa váût nung. Ngoün læía thæåìng laì ngoün læía phun. Muäún duy trç ngoün læía saït bãö màût váût cáön sæí duûng thiãút bë âäút nhiãn liãûu taûo nãn doìng nhiãn liãûu vaì khäng khê coï täúc âäü cao, hæåïng tåïi váût nung mäüt goïc α .Âäúi våïi nhiãn liãûu loíng thæåìng duìng moí phun cao aïp vç chuïng taûo ra ngoün læía goün vaì daìi. Säú læåüng moí âäút åí loì laìm viãûc theo CÂBXTT khäng nhiãöu nhæng coï cäng suáút låïn vaì âæåüc bäú trê vãö mäüt phêa âãø traïnh phaï hoíng ngoün læía phun. Do tênh cháút chuyãøn âäüng thàóng cuía khê coï låüi åí CÂBXTT nãn caïc miãûng kãnh khoïi bäú trê âäúi diãûn våïi moí âäút. 2.1.2.3. Lénh væûc sæí duûng. Thæåìng âæåüc æïng duûng trong caïc loì âiãûn häö quang, loì náúu chaíy, loì nung, luyãûn theïp. Chãú âäü naìy âæåüc sæí duûng âãø nung caïc váût moíng cuîng nhæ váût daìy. Âäúi våïi caïc váût moíng, cáön coï mäüt khoaíng caïch nháút âënh giæîa ngoün læía våïi bãö màût váût liãûu âãø váût khäng bë quaï nhiãût. Âäúi våïi caïc váût daìy, nãn coï mäüt goïc thêch håüp giæîa ngoün læía våïi bãö màût váût vaì chè nãn aïp duûng âäúi våïi váût khäng dãù daìng bë quaï nhiãût, khäng coï yãu cáöu nung âãöu. 2.1.3. CHÃÚ ÂÄÜ BÆÏC XAÛ GIAÏN TIÃÚP (CÂBXGT). V T 2.1.3.1. Sæû truyãön nhiãût. ÅÍ CÂBXGT Q N < Q N , vuìng nhiãût âäü cæûc âaûi nàòm saït noïc vaì tæåìng loì vç váûy noïc, tæåìng loì cáön coï âäü âen låïn, âäü bãön nhiãût cao. Âãø cæåìng hoaï quaï trçnh truyãön nhiãût tæì tæåìng loì coï thãø phuí lãn tæåìng mäüt låïp váût liãûu âàûc biãût taûo khaí nàng bæïc xaû cao. Coï 3 daûng bæïc xaû giaïn tiãúp : - - 9 - -
- Khi ngoün læía nàòm åí gáön tæåìng, noïc loì. Nhiãût âäü vaì âäü saïng cuía ngoün læía åí phêa tæåìng loì cao hån åí phêa váût nung. - Cáúp nhiãn liãûu khê qua moí âäút âàût taûi noïc loì, nhiãn liãûu chaïy taûo thaình låïp moíng saït noïc loì, laìm cho thãø xáy noïc coï nhiãût âäü cao nháút ; Hoàûc sæí duûng caïc moí âäút coï bãö màût gäúm âàût åí noïc, voìm loì, khi cæåìng hoaï thç bãö màût gäúm âæåüc nung noïng tåïi nhiãût âäü gáön bàòng nhiãût âäü chaïy cuía nhiãn liãûu. - Tæåìng, noïc loì âæåüc thay bàòng caïc bãö màût phaín xaû coï hãû säú phaín xaû lånï ( 0, 95÷0, 97) ÅÍ CÂBXGT thç tæåìng loì coï nhiãût âäü cao hån vaì âoïng vai troì têch cæûc trong quaï trçnh trao âäøi nhiãût. Ngoaìi ra, khi âäü âen cuía khoïi loì caìng nhoí thç hiãûu quaí trao âäøi nhiãût caìng cao. 2.1.3.2. Choün nhiãn liãûu vaì phæång phaïp âäút. ÅÍ chãú âäü naìy cáön âaïp æïng yãu cáöu cå baín laì taûo ra ngoün læía coï nhiãût âäü cao nháút åí gáön noïc, tæåìng loì. Nhiãn liãûu phaíi coï nhiãût trë låïn, ngæåìi ta thæåìng duìng nhiãn liãûu khê vaì nhiãn liãûu loíng nhoïm nheû; khäng duìng nhiãn liãûu loíng loaûi nàûng vaì nhiãn liãûu khê giaìu cacbua hydro. Âãø caïc doìng saín pháøm chaïy khäng quaï maûnh laìm aính hæåíng sæû phán bäú nhiãût yãu cáöu trong buäöng loì ngæåìi ta thæåìng duìng loaûi moí âäút coï täúc âäü thäøi häùn håüp chaïy nhoí : moí phun tháúp aïp hoàûc moí phun coï sæû biãún buûi cå hoüc. Caïc thiãút bë âäút âæåüc bäú trê åí dæåïi voìm noïc loì. Caïc miãûng kãnh khoïi cáön phán bäú âãöu åí pháön dæåïi cuía khäng gian loì. 2.1.3.3. Lénh væûc sæí duûng. CÂBXGT âæåüc sæí duûng räüng raîi âäúi våïi caïc váût liãûu khäng âoìi hoíi nhiãût âäü cao; váût xãúp trong khäng gian loì baío âaím nhiãût bæïc xaû âãöu âãún bãö màût váût. Hçnh 2-1 cho tháúy loì nung kim loaûi maìu laìm viãûc åí chãú âäü naìy. Hçnh 2-1. Loì nung liãn tuûc phäi kim loaûi maìu laìm viãûc åí CÂBXGT: 1. Moí âäút; 2. Miãûng caïc kãnh khoïi ; 3. Phäi nung. - - 10 - -
2.2. CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC ÂÄÚI LÆU Âäúi våïi caïc loì laìm viãûc åí nhiãût âäü khäng cao ( nhoí hån 600 OC ), læång nhiãût trao âäøi bàòng bæïc xaû khäng låïn, coï thãø boí qua thç coï thãø coi loì laìm viãûc åí chãú âäü laìm viãûc âäúi læu (CÂLVÂL) . Khi âoï sæû trao âäøi nhiãût âäúi læu âoïng vai troì chuí yãúu. Phæång trçnh cå baín âã øtênh læåüng nhiãût trao âäøi bàòng âäúi læu laì cäng thæïc Newton : Q = αâl.∆t.FV , W (2-3) Åí âáy: - Q.læåüng nhiãût trao âäøi bàòng âäúi læu; 2 O - αâl.hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi læu, W/m . C ; O - ∆t = tK - tV. hiãûu nhiãût âäü giæîa khê loì vaì váût liãûu, C; 2 - FV. diãn têch bãö màût trao âäøi nhiãût cuía váût liãûu, m . Hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi læu (αâl) phuû thuäüc vaìo ráút nhiãöu yãúu täú: tênh cháút chuyãøn âäüng cuía doìng khê (tæû nhiãn hay cæåîng bæïc); täúc âäü våïi caïc âaûi læåüng váût lyï cuía doìng chaíy; hçnh daûng, kêch thæåïc, tênh cháút bãö màût cuía váût liãûu vaì âæåüc xaïc âënh bàòng phæång trçnh tiãu chuáøn coï daûng: Nu = ARenGrmPrk (2-4) Phæång phaïp xaïc âënh αâl âæåüc trçnh baìy cuû thãø trong [1], [2]; åí âáy khäng âãö cáûp âãún. ÅÍ CÂLVÂL caïc doìng cháút mang nhiãût thãø loíng coï αâl låïn hån so våïi thãø khê .Våïi cháút mang nhiãût thãø khê thæåìng sæí duûng laì saín pháøm chaïy, khäng khê vaì caïc vuìng cäng nghãû, vuìng sinh nhiãût âæåüc ngàn caïch, nhiãn liãûu chaïy ngoaìi buäöng loì. Cháút mang nhiãût thãø loíng thæåìng laì næåïc, dáöu hoàûc caïc muäúi noïng chaíy. 2.2.1. TRAO ÂÄØI NHIÃÛT ÂÄÚI LÆU TRONG CHÁÚT LOÍNG. 2.2.1.1. Khaïi niãûm. Trong caïc nhaì maïy cå khê, luyãûn kim viãûc nung noïng hoàûc laìm nguäüi caïc chi tiãút kim loaûi thæåìng âæåüc tiãún haình trong cháút loíng, våïi caïc æu âiãøm: täúc âäü nung låïn, âãöu vaì traïnh âæåüc oxy hoaï. Quy luáût trao âäøi nhiãût âäúi læu trong cháút loíng cuîng giäúng nhæ trong cháút khê. Caïc cháút mang nhiãût thãø loíng âæåüc chia thaình 2 nhoïm: - Caïc kim loaûi hoàûc håüp kim noïng chaíy. Nhoïm naìy coï âàûc tênh dáùn âiãûn, dáùn nhiãût låïn nhæng khi thay âäøi chãú âäü chuyãøn âäüng chaíy táöng qua chaíy räúi thç cæåìng âäü trao âäøi nhiãût âäúi læu thay âäøi khäng nhiãöu. - - 11 - -
- Næåïc, dáöu vaì caïc muäúi hoàûc oxyt noïng chaíy. Caïc cháút naìy coï tênh dáùn nhiãût keïm vaì coï giaï trë nhæ tênh dáùn nhiãût cuía khäng khê. 2.2.1.2. Hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi læu. Khi nung noïng hoàûc laìm nguäüi caïc váût coï kêch thæåïc âuí låïn trong cháút loíng, âaûi læåüng naìy âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc dæåïi âáy cuía V.Nusselt : ρ 2 .λ2 .C.β.∆t α = B , W/m2.âäü (2-5) âl η ÅÍ âáy: B - hãû säú thæûc nghiãûm; ρ - khäúi læåüng riãng cuía cháút loíng, kg/m3; λ - hãû säú dáùn nhiãût cuía cháút loíng, W/m.âäü; C - nhiãût dung riãng cuía cháút loíng, kJ/kg.âäü β - hãû säú giaîn nåí thãø têch cuía cháút loíng, 1/âäü η - hãû säú nhåït âäüng læûc hoüc cuía cháút loíng, kg/m.s hoàûc Pa.s ; ∆t - âäü chãnh nhiãût âäü giæîa bãö màût váût vaì cháút loíng, OC. Táút caí caïc thäng säú váût lyï trong phæång trçnh trãn âæåüc tênh theo nhiãût âäü trung bçnh ttb giæîa nhiãût âäü bãö màût váût tW vaì nhiãût âäü cuía cháút loíng tf . t + t t = w f , OC tb 2 Hçnh 2-2 biãøu thë quan hãû giæîa αâl vaì âäü quaï nhiãût cuía cháút loíng (so våïi nhiãût âäü noïng chaíy) khi nung noïng cuîng nhæ laìm nguäüi caïc chi tiãút bàòng theïp trong caïc muäúi noïng chaíy. - - 12 - -
Hçnh 2-2. Hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi læu αâl khi nung noïng vaì laìm nguäüi caïc chi tiãút bàòng theïp trong caïc muäúi noïng chaíy. 2.2.1.3. Nháûn xeït. Tæì âäö thë trãn ta nháûn tháúy ràòng : a- Hãû säú trao âäøi nhiãût khi laìm nguäüi váût trong muäúi loíng låïn hån nhiãöu so våïi khi nung noïng cuîng trong muäúi âoï.Båíi vç khi nung noïng, åí giai âoaûn âáöu hçnh thaình låïp muäúi kãút tinh trãn bãö màût váût, laìm giaím khaí nàng trao âäøi nhiãût giæîa muäúi loíng vaì váût. Coìn khi laìm nguäüi, khäng nhæîng khäng coï hiãûn tæåüng hçnh thaình låïp muäúi kãút tinh maì coìn coï nhæîng âiãöu kiãûn thuáûn låüi thuïc âáøy âäúi læu tæû nhiãn. Khi nhiãût âäü cuía muäúi loíng tàng, âäü nhåït cuía noï giaím, quaï trçnh âäúi læu seî täút hån. b - Hãû säú trao âäøi nhiãût khi laìm nguäüi âaût giaï trë cæûc âaûi åí phaûm vi âäü quaï nhiãût bàòng 150 ÷ 200 OC, båíi vç åí âäü quaï nhiãût âoï, têch säú (Gr.Pr) coï giaï trë låïn nháút. c - Hãû säú trao âäøi nhiãût khi nung noïng tàng tuyãún tênh våïi âäü quaï nhiãût. - - 13 - -
Do coï cáúu truïc tinh thãø giäúng nhau, nãn khi nhiãût âäü gáön våïi nhiãût âäü noïng chaíy (âäü quaï nhiãût = 0), caïc muäúi âãöu coï cuìng hãû säú trao âäøi nhiãût nhæ nhau : 2 αâl ≈ 200 ÷ 220 W/m .âäü 2.2.2.QUAÏ TRÇNH LAÌM NGUÄÜI VÁÛT TRONG KHÄNG KHÊ. Trong saín xuáút, váût pháøm kim loaûi thæåìng âæåüc nung noïng âãún nhiãût âäü cao, sau âoï âæåüc laìm nguäüi trong khäng khê. Læåüng nhiãût trao âäøi giæîa váût vaì khäng khê âæåüc tênh theo cäng thæïc Newton : q lng = α lng ( t V - t KK ) = (α bx + αâl ) (t V - t KK ) ( 2-6) 2 ÅÍ âáy: α lng - hãû säú laìm nguäüi ( caí bæïc xaû vaì âäúi læu ), W/m .âäü ; 2 α bx - hãû säú trao âäøi nhiãût bæïc xaû, W/m .âäü ; 2 α âl - hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi læu, W/m .âäü ; O t V - nhiãût âäü bãö màût cuía váût laìm nguäüi, C; O t KK - nhiãût âäü cuía khäng khê bao quanh váût, C. Gêa trë cuía hãû säú laìm nguäüi α lng coï thãø tênh gáön âuïng theo âäö thë sau : Hçnh 2-3 . Hãû säú α lng phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü bãö màût váût t V Muäún chênh xaïc ta tênh α bx vaì αâl theo caïc cäng thæïc sau: qbx 2 α bx = , W/m .âäü (2-7) tV − t KK Âäúi våïi chãú âäü âäúi læu tæû nhiãn thç αâl âæåüc tênh tæì phæång trçnh tiãu chuáøn : Nu = C. (Gr.Pr )n (2-8) - - 14 - -
Våïi : C= 0, 450 vaì n = 0 khi têch säú (Gr.Pr) 2.10 Trong mäüt säú træåìng håüp ta coï thãø sæí duûng cäng thæïc thæûc nghiãûm sau : 4 2 α âl = D tV − t KK , W/ m .âäü (2-9) Hãû säú D = 2, 56 khi táúm âàût âæïng; D = 3, 25 khi táúm âàût nàòm ngang, màût laìm nguäüi hæåïng lãn trãn; D = 1, 33 khi táúm âàût nàòm ngang, màût laìm nguäüi hæåïng xuäúng dæåïi; D = 5, 65 khäúi truû âàût nàòm ngang coï âæåìng kênh 5 mm ; D = 4, 10 khäúi truû âàût nàòm ngang coï âæåìng kênh 10 mm ; D = 2, 25 khäúi truû âàût nàòm ngang coï âæåìng kênh 50 mm ; D = 2, 09 khäúi truû âàût nàòm ngang coï âæåìng kênh 100 mm ; D = 2, 01 khäúi truû âàût nàòm ngang coï âæåìng kênh 200 mm ; Âäúi våïi chãú âäü âäúi læu cæåîng bæïc khi åí chãú âäü chaíy táöng, váût coï daûng táúm thç ta coï: 0,5 ⎛ ρOKK .ω 0 ⎞ 2 α dl = A1 ⎜ ⎟ , W/ m .âäü (2-10) ⎝ l ⎠ khi åí chãú âäü chaíy räúi : 0,8 ⎛ ρOKK .ω 0 ⎞ 2 α dl = A2 ⎜ ⎟ , W/ m .âäü (2-11) ⎝ l ⎠ våïi : - ρ0 ,ω 0 laì khäúi læåüng riãng vaì täúc âäü cuía khäng khê åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn - l laì chiãöu daìi cuía váût laìm nguäüi - A1 vaì A2 laì caïc hãû säú, âæåüc choün theo baíng sau: Nhiãût âäü Chãú âäü chaíy 0 50 100 200 300 500 1000 Chaíy táöng A1 3, 42 3, 68 3, 93 4, 33 4, 71 5, 36 6, 47 Chaíy räúi A2 4, 37 4, 52 4, 66 4, 88 5, 09 5, 41 6, 04 - - 15 - -
2.2.3.LÉNH VÆÛC SÆÍ DUÛNG CHÃÚ ÂÄÜ TRAO ÂÄØI NHIÃÛT ÂÄÚI LÆU. Sæû trao âäøi nhiãût âäúi læu âæåüc æïng duûng åí nhæîng loì coï nhiãût âäü khäng låïn hån 400 OC, thê duû nhæ trong caïc loì sáúy, loì âiãûn tråí nhiãût âäü tháúp, pháön trãn cuía loì cao . . . ÅÍ nhæîng vuìng coï nhiãût âäü cao hån thç vai troì trao âäøi nhiãût bæïc xaû laì chuí yãúu nhæng váùn coìn aính hæåíng cuía trao âäøi nhiãût âäúi læu, âàûc biãût laì khi khoïi loì chuyãøn âäüng våïi váûn täúc låïn. Âäúi våïi caïc loì sæí duûng chãú âäü trao âäøi nhiãût âäúi læu viãûc âäút nhiãn liãûu trong buäöng loì laì khäng cho pheïp vç åí nhiãût âäü tháúp thç khäng baío âaím û äøn âënh quaï trçnh chaïy vaì sæû âäöng âãöu trao âäøi nhiãût trong khäng gian loì. Ngæåìi ta thæåìng âäút nhiãn liãûu åí mäüt buäöng riãng, âäüc láûp våïi khäng gian buäöng loì, nãn coï thãø âäút âæåüc moüi daûng nhiãn liãûu. Sæí duûng âiãûn nàng laì thêch håüp nháút vç dãù daìng âiãöu chènh vaì khäúng chãú nhiãût âäü nhæng nàng suáút khäng låïn maì giaï thaình saín pháøm laûi cao. Âãø giaím kêch thæåïc buäöng âäút ngæåìi ta thæåìng sæí duûng caïc moí âäút coï ngoün læía ngàõn, moí phun tháúp aïp (khi âäút nhiãn liãûu loíng ) vaì traïnh sæû bæïc xaû tæì buäöng âäút sang buäöng loì. Âãø ï sæû trao âäøi nhiãût täút, yãu cáöu cháút mang nhiãût phaíi coï täúc âäü låïn vaì chuyãøn âäüng bao quanh váût. Sæû taïi tuáön hoaìn khê thaíi âæåüc sæí duûng nhiãöu trong caïc loì laìm viãûc åí chãú âäü naìy do nhiãût âäü yãu cáöu cuía cäng nghãû tháúp hån so våïi nhiãût âäü cuía saín pháøm chaïy. Khi âoï ta coï quaï trçnh häùn håüp giæîa saín pháøm chaïy våïi khê thaíi taïi tuáön hoaìn laì : VKCKtK + VthCthtth = VhhChhthh (2-12) Åí âáy:-VK, Vth, Vhh laì thãø têch cuía khoïi(saïn pháøm chaïy), khê thaíi taïi tuáön hoaìn vaì häùn håüp (tênh åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn), m3 / s ; -CK, Cth, Chh laì nhiãût dung riãng cuía khoïi(saïn pháøm chaïy), khê thaíi taïi tuáön hoaì vaì häùn håüp, KJ / m3.âäü 0 -tK, , tth, thh laì nhiãût âäü cuía khoïi(saïn pháøm chaïy), khê thaíi taïi tuáön hoaì vaì häùn håüp, C. 2.3.CHÃÚ ÂÄÜ LAÌM VIÃÛC THEO LÅÏP Âáy laì chãú âäü laìm viãûc åí caïc loì nung noïng, náúu chaíy hoàûc laìm nguäüi caïc váût liãûu daûng haût, daûng cuûc hoàûc daûng buûi. Váût liãûu âæåüc cháút âáöy hoàûc mäüt pháön trong khäng gian laìm viãûc cuía loì. Khê noïng chuyãøn âäüng qua låïp váût liãûu. Loì thæåìng coï cáúu taûo - - 16 - -
thàóng âæïng. Phuû thuäüc vaìo tênh cháút cuía váût liãûu, sæû chuyãøn âäüng tæång âäúi giæîa váût liãûu våïi doìng khê, cäng nghãû saín xuáút ngæåìi ta phán ra ba daûng låïp : -1. Låïp chàût : váût liãûu coï daûng cuûc, xãúp thaình låïp âæåüc coi nhæ khäng chuyãøn âäüng tæång âäúi våïi nhau. Khê loì chuyãøn âäüng qua låïp váût liãûu tæì dæåïi lãn hoàûc tæì trãn xuäúng. Loì coï cáúu taûo daûng thàóng âæïng. -2. Låïp säi : váût liãûu coï daûng haût nhoí, âäöng âãöu åí traûng thaïi bë xaïo träün giäúng nhæ “säi” båíi doìng khê coï täúc âäü låïn thäøi tæì dæåïi lãn. Thê duû : caïc loì thiãu quàûng, loì sáúy táöng säi. -3. Låïp lå læíng: váût liãûu ráút nhoí, åí daûng buûi bay lå læíng trong khäng gian loì dæåïi taïc âäüng cuía doìng khê coï täúc âäü låïn. Thê duû caïc loì daûng âaìi phun, xyclon Chãú âäü laìm viãûc theo låïp coï hai âàûc âiãøm näøi báût : -Bãö màût trao âäøi nhiãût ráút låïn nhæng khäng äøn âënh -Trong loì täön taûi âäöng thåìi caí ba daûng dáùn nhiãût, âäúi læu vaì bæïc xaû nhiãût. 2.3.1.CHÃÚ ÂÄÜ LÅÏP CHÀÛT Khi nghiãn cæïu vãö trao âäøi nhiãût trong låïp chàût ngæåìi ta coï khaïi niãûm hãû säú trao âäøi nhiãût thãø têch αV - læåüng nhiãût trao âäøi æïng våïi mäüt âån vë thãø têch loì coï chæïa váût liãûu -, W/m3.âäü : α.F α.F α = = 0 , W/m3.âäü (2-13) V V 1 ÅÍ âáy : α -hãû säú trao âäøi nhiãût bãö màût, W/m2.âäü - V laì thãø têch khäng gian loì coï chæïa váût liãûu, m3; - F laì diãûn têch bãö màût cuía váût liãûu, m2 ; 3 2 - F0 laì diãûn têch bãö màût cuía váût liãûu æïng våïi 1 m váût liãûu, m ; - 1 coï nghéa laì xeït khi V = 1 m3 Hãû säú trao âäøi nhiãût thãø têch αV phuû thuäüc vaìo tênh cháút cuía váût liãûu maì coï thãø âæåüc tênh våïi caïc cäng thæïc khaïc nhau. Ngæåìi ta chia váût liãûu laìm hai loaûi : váût liãûu moíng vaì váût liãûu daìy. R - Váût liãûu moíng laì loaûi coï nhiãût tråí cuía noï gáön bàòng khäng : → 0 λ - - 17 - -
R - Váût liãûu daìy laì loaûi coï nhiãût tråí cuía noï khaïc khäng : ≠ 0 λ ÅÍ âáy - R : baïn kênh cuía váût liãûu, m ; - λ : hãû säú dáùn nhiãût cuía váût liãûu, W/m.âäü Âäúi våïi váût liãûu moíng ta coï: 0,3 0,7 AT .ω 2 α = 0 .101,68 f −3,56 f , W/m3.âäü (2-14) V d m Âäúi våïi váût liãûu daìy ta coï : 0,3 0,9 B.T .ω 2 α = 0 .101,68 f −3,56 f , W/m3.âäü (2-15) V d 0,75 Trong caïc cäng thæïc trãn: T - nhiãût âäü tuyãût âäúi cuía váût liãûu, 0K; ω 0 - täúc âäü khê åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn khi loì hoaìn toaìn räùng, m/s ; d - âæåìng kênh cuía váût liãûu, m ; f -âäü räùng cuía váût liãûu, f = 0 ÷ 1; m = 1, 3 khi laìm nguäüi caïc cuûc than cäúc m = 0, 9 caïc træåìng håüp khaïc A - hãû säú thæûc nghiãûm, phuû thuäüc vaìo váût liãûu vaì cäng nghãû theo baíng sau : Váût liãûu Nung noïng Laìm nguäüi Quàûng sàõt 115 135 Âaï väi 65 75 Sa mäút 85 135 Kim loaûi daûng cáöu 70 70 B - hãû säú thæûc nghiãûm, phuû thuäüc vaìo váût liãûu khi nung noïng, coï caïc giaï trë sau: Våïi quàûng sàõt B= 160 Âaï väi B= 166 Sa mäút B= 135 Than cäúc B= 170 Caïc loì laìm viãûc theo chãú âäü låïp chàût âæåüc phán thaình ba nhoïm âàûc træng: - - 18 - -
-Nhoïm thæï nháút bao gäöm nhæîng loì âæïng coï buäöng âäút riãng, trong loì khäng coï caïc phaín æïng toaí nhiãût hoàûc thu nhiãût. Thê duû nhæ caïc loì âæïng náúu chaíy quàûng âäöng, gang vaì håüp kim, loì nung váût liãûu sa mäút daûng hat. . . Âàûc træng cuía nhoïm naìy laì loì âæïng náúu gang. -Nhoïm thæï hai bao gäöm nhæîng loì coï buäöng âäút riãng hoàûc khäng gian âäút riãng nhæng åí caïc vuìng coìn laûi cuía loì váùn xaíy ra caïc phaín æïng thu nhiãût hoàûc toaí nhiãût mang yï nghéa cäng nghãû. Thê duû nhæ caïc loì nung âaï väi, nung manhedit, loì cao luyãûn gang. Âàûc træng cuía nhoïm naìy laì loì cao -Nhoïm thæï ba bao gäöm nhæîng loì maì quaï trçnh âäút chaïy nhiãn liãûu xaíy ra trong toaìn bäü khäng gian chæïa liãûu vaì âäöng thåìi coï caïc phaín æïng thu nhiãût hoàûc toaí nhiãût mang yï nghéa cäng nghãû. Thê duû nhæ caïc loì náúu chaíy tinh quàûng cuía âäöng. 2.3.2. CHÃÚ ÂÄÜ LÅÏP SÄI. 2.3.2.1.Mäüt säú âàûc tênh cuía låïp säi ÅÍ chãú âäü låïp säi, caïc váût liãûu coï kêch thæåïc nhoí vaì tæång âäúi âäöng âãöu âæåüc âáøy lãn båíi doìng khê våïi täúc âäü låïn, coï giaï trë thêch håüp. Máût âäü haût trong låïp säi coï giaï trë nhoí, læûc ma saït giæîa caïc haût yãúu hån nhiãöu so våïi låïp chàût. Bãö màût trao âäøi nhiãût cuía váût liãûu trong låïp säi låïn hån nhiãöu so våïi låïp chàût vaì goüi laì bãö màût hoaût tênh Sht, âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc : H.S. f πd 2 6Hf S = . = , m2 /m2.s (2-16) ht 0,523d 3τ S dτ Våïi H - chiãöu cao låïp váût liãûu, m ; S - tiãút diãûn ngang cuía loì, m2 ; f - âäü räùng cuía låïp váût liãûu ; d - âæåìng kênh cuía haût váût liãûu, m ; τ - thåìi gian vát liãûu åí trong låïp säi, s Täúc âäü cáön thiãút âãø hçnh thaình låïp säi phuû thuäüc chuí yãúu vaìo kêch thæåïc, khäúi læåüng cuía haût váût liãûu. Âáy laì täúc âäü doìng khê qua màût càõt ngang cuía loì ( coi nhæ loì hoaìn toaìn räùng, khäng chæïa váût liãûu.), kyï hiãûu laì ω S . Låïp säi täön taûi khi : ω min < ω S < ω max ω min - giaï trë täúc âäü täúi thiãøu âãø bàõt âáöu hçnh thaình låïp säi; - - 19 - -
ω max - giaï trë täúc âäü laìm cho låïp säi bë phaï huyí vaì chuyãøn sang traûng thaïi låïp lå læíng. Caïc giaï trë ω min vaì ω max âæåüc tênh theo tiãu chuáøn Remin vaì Remax nhæ sau : Ar Remin = (2-17) 1400 + 5,22 Ar Ar Remax = (2-18) 18 + 0,6 Ar Trong âoï Ar laì tiãu chuáøn Archimed, âàûc træng tyí säú ma saït vaì læûc âáøy Archimed 3 gd ρV − ρ K Ar = 2 . (2-19) υ ρ K våïi g laì gia täúc troüng træåìng; d- âæåìng kênh haût váût liãûu ; υ - âäü nhåït âäüng hoüc ; ρV , ρ K - khäúi læåüng riãng cuía váût liãûu vaì doìng khê. Âãø âàûc træng cho traûng thaïi låïp säi coìn coï thäng säú m s goüi laì säú säi : ω S m s = (2-20) ω min Quaï trçnh hçnh thaình låïp säi âæåüc bàõt âáöu khi m s = 2, khi âoï thãø têch cuía låïp váût liãûu tàng lãn 15% so våïi låïp chàût .Hçnh 2-4 biãøu thë caïc traûng thaïi cuía låïp säi khi täúc âäü gioï thay âäøi. Hçnh 2-4. Caïc traûng thaïi cuía låïp säi khi täú âäü gioï thay âäøi a-Thåìi kyì bàõt âáöu hçnh thaình låïp säi, ms =1÷ 2; b-Thãø têch låïp váût liãûu tàng 15%; c- Sæû taûo thaình caïc bong boïng räùng trong låïp váût liãûu; d- Hçnh thaình caïc låïp váût liãûu åí traûng thaïi lå læíng. - - 20 - -
Khi täúc âäü gioï thay âäøi khäng nhæîng laìm thay âäøi traûng thaïi cuía låïp säi maì coìn dáùn âãún sæû thay âäøi tråí læûc cuía låïp haût, täúc âäü thæûc cuía doìng khê, hçnh 2.5 cho ta tháúy nhæîng sæû thay âäøi âoï. Nãúu loì coï tiãút diãûn troìn thç tråí læûc cuía låïp säi âæåüc tênh theo cäng thæïc : P 2 ∆p = = H.g.()()ρV − ρ K 1− f , N / m (2-21) Std trong âoï : P - troüng læûc cuía váût liãûu trong låïp säi, N ; 2 Std - diãûn têch tæû do cuía ghi loì (diãûn têch caïc läù thäng gioï), m . Thåìi gian váût liãûu åí trong traûng thaïi säiτ âæåüc tênh : H.S.()1− f ρ τ = V , h (2-22) G0 .k trong âoï : G0 - nàng suáút cuía thiãút bë, kg/h ; k - hãû säú hiãûu chènh sæû thay âäøi thãø têch cuía váût liãûu trong quaï trçnh säi Hçnh 2-5. A - Quan hãû tråí læûc vaì täúc âäü gioï; B - Quan hãû täúc âäü thæûc vaì täúc âäü thäøi ω thæûc = f ( ω s ); C - Quan hãû chiãöu cao låïp váût liãûu H vaì täúc âäü thäøi ω s - - 21 - -
2.3.2.2.Sæû trao âäøi nhiãût trong låïp säi Sæû trao âäøi nhiãût trong låïp säi âæåüc I.M.Federov tênh toaïn theo phæång trçnh tiãu chuáøn våïi caïc cäng thæïc thæûc nghiãûm sau : 4g ρV − ρ K 3 Tiãu chuáøn Federov : Fe = dtd. 2 . (2-23) 3υ ρV trong âoï : dtd - âæåìng kênh tæång âæång cuía haût váût liãûu, m 6.G dtd= 3 , m (2-24) π.n.ρV G- khäúi læåüng cuía caïc haût váût liãûu trong mäüt thãø têch máùu thæí nghiãûm, kg ; n - säú haût váût liãûu cuía thãø têch máùu thæí nghiãûm −0,34 0, 74 0, 65 ⎛ H ⎞ Khi Fe = 30 ÷ 100 thç Nu = 0, 0151.Fe .Re .⎜ ⎟ (2-25) ⎝ d ât ⎠ −0,34 0, 604 0, 65 ⎛ H ⎞ Khi Fe = 100 ÷ 200 thç Nu = 0, 0283.Fe . Re .⎜ ⎟ (2-26) ⎝ d ât ⎠ Sau khi tênh âæåüc giaï trë Nu ta seî xaïc âënh âæåüc hãû säú trao âäøi nhiãût α nhæ âaî biãút. Ngoaìi ra, α coï thãø tênh gáön âuïng theo cäng thæïc sau : 0,63 2 α = 25 + 4,21.ω S , W / m .âäü. (2-27) Khi coi quaï trçnh trao âäøi nhiãût giæîa doìng khê våïi váût liãûu laì äøn âënh (khäng tênh caïc täøn tháút nhiãût ra mäi træåìng xung quanh vaì nhiãût thu, hoàûc toaí ra do phaín æïng hoaï hoüc bãn trong ) ta coï phæång trçnh cán bàòng nhiãût laì : C Q = α .S . ∆t = G V ()t − t = S .ω .ρ .C (t − t ), W (2-28) ht tb 0 3600 V 2 V1 td td OK K K1 K 2 Åí âáy: Sht - bãö màût hoaût tênh cuía váût liãûu, m2 ; G0 - nàng suáút thiãút bë, kg/h ; CV - nhiãût dung riãng trung bçnh cuía váût liãûu, J/kg.âäü ; CK - nhiãût dung riãng trung bçnh cuía khê, J/kg.âäü ; 3 ρ ok - khäúi læåüng riãng cuía khê åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn, kg/m ; 2 Std - diãûn têch thäng gioï cuía ghi loì, m ; ωtd - täúc âäü cuía khê qua diãûn têch thäng gioï, m/s ; - - 22 - -
O tV1, tV2 - nhiãût âäü ban âáöu vaì nhiãût âäü cuäúi cuía váût liãûu, C ; O tK1 tK2 - nhiãût âäü ban âáöu vaì nhiãût âäü cuäúi cuía khê ra khoíi låïp säi, C ; O ∆ tb - hiãûu nhiãût âäü trung bçnh logarit giæîa khê våïi váût liãûu, C. 2.3.2.3.Lénh væûc sæí duûng cuía låïp säi Trong kyî thuáût ngæåìi ta thæåìng sæí duûng låïp säi âãø sáúy vaì gia cäng váût liãûu. ÅÍ caïc thiãút bë sáúy thç nàng læåüng laì do doìng khê mang vaìo, coìn trong cäng nghãû gia cäng quàûng sunfua sàõt, keîm, âäöìng . . . nàng læåüng cáúp laì nàng læåüng hoaï hoüc cuía chênh baín thán váût liãûu. Loì låïp säi laìm viãûc våïi sæû âäút chaïy nhiãn liãûu ngay trong låïp, âæåüc sæí duûng âãø nung âaï väi, âälämit. . .Ngæåìi ta coìn sæí duûng låïp säi âãø nung noïng caïc váût pháøm bàòng theïp hoàûc kim loaûi maìu. Váût nung âæåüc treo trong låïp säi, sæû trao âäøi nhiãût våïi α = 500 ÷ 600 W / m2.âäü, låïn hån vaìi láön so våïi nung åí caïc loì buäöng hoàûc loì nung liãn tuûc. 2.3.3.CHÃÚ ÂÄÜ LÅÏP LÅ LÆÍNG Nhæ âaî trçnh baìy åí pháön trãn, khi ω S > ω max thç låïp säi bë phaï våî vaì chuyãøn sang låïp lå læíng, hay khi säú säi ms = 50 ÷100 thç låïp lå læíng bàõt âáöu hçnh thaình. Våïi chãú âäü låïp lå læíng, váût liãûu coï kêch thæåïc ráút nhoí vaì váûn täúc doìng khê âuí låïn, sao cho cán bàòng giæîa læûc troüng træåìng taïc âäüng lãn haût váût liãûu våïi læûc náng do doìng khê thäøi lãn, theo phæång trçnh : πd 3 πd 2 ω 2 ()ρ − ρ .g = ξ. .ρ K (2-29) 6 V K 4 K 2 ÅÍ âáy: ξ - hãû säú tråí læûc ; ω K - váûn täúc cuía doìng khê Phæång trçnh cán bàòng nhiãût åí låïp lå læíng coï thãø viãút : 4 4 4 4 α (tK-tV)FV.dτ +C1(T K -T V )FV.dτ - C2( T V -T T )FV.dτ ± q.VV ρV = 0 (2-30) våïi: α - hãû säú trao âäøi nhiãût âäúi læu, W/m2.âäü ; 2 4 C1 - hãû säú trao âäøi nhiãût giæîa khê vaì váût liãûu, W/m .K 2 4 C2 - hãû säú trao âäøi nhiãût giæîa váût liãûu våïi tæåìng loì, W/m .K 0 TT - nhiãût âäü cuía tæåìng loì, K ; 3 VV - thãø têch cuía váût liãûu, m ; - - 23 - -
2 FV - diãûn têch bãö màût cuía váût liãûu, m Do täúc âäü doìng khê låïn nãn ta tênh α theo chãú âäü âäúi læu cæåîng bæïc khi Re = 20 ÷ 400 , khi âoï : Nu = 0, 2.Re 0, 83 (2-31) Phuû thuäüc vaìo sæû chuyãøn âäüng tæång âäúi giæîa váût liãûu vaì doìng khê ta coï caïc chãú âäü laìm viãûc theo låïp lå læíng våïi sæû chuyãøn âäüng cuìng chiãöu thàóng âæïng tæì dæåïi lãn, tæì trãn xuäúng, chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu, chuyãøn âäüng nàòm ngang cuìng chiãöu. Chãú âäü laìm viãûc theo låïp lå læíng âæåüc sæí duûng trong caïc loì nung hoàûc sáúy caïc quàûng sunfua, dung dëch cä cuía sunfua keîm, âäöng . . . So saïnh våïi caïc loì khaïc coï cuìng cäng nghãû thç loì laìm viãûc theo låïp lå læíng coï nàng suáút tæång âäúi cao, thuáûn låüi hån nhiãöu so våïi caïc loì äúng quay, loì thiãu nhiãöu táöng. - - 24 - -
Chæång 3 - THIÃÚT BË ÂÄÚT NHIÃN LIÃÛU. 3.1.THIÃÚT BË ÂÄÚT NHIÃN LIÃÛU RÀÕN. 3.1.1.SÆÛ CHAÏY CUÍA NHIÃN LIÃÛU RÀÕN. Khi âäút nhiãn liãûu ràõn ta coï quaï trçnh chaïy dë thãø giæîa thãø ràõn laì viãn than vaì thãø khê laì oxy cuía khäng khê cuìng cháút bäúc cuía nhiãn liãûu. Khi than âæåüc nung âãún trãn 0 200 C thç cháút bäúc thoaït ra. Âoï laì caïc cháút khê chaïy âæåüc taïch ra khoíi than nhæ :H2, CO, CH4, CnHm . . .Læåüng cháút bäúc phuû thuäüc vaìo thaình pháön hoaï hoüc cuía than. Than caìng giaì vaì haìm læåüng cacbon caìng låïn thç nhiãût âäü bàõt âáöu thoaït ra cháút bäúc caìng cao. Sæû chaïy nhiãn liãûu ràõn âæåüc tênh tæì khi cháút bäúc tham gia phaín æïng chaïy våïi oxy, sinh nhiãût nàng vaì thuïc âáøy quaï trçnh chaïy phaït triãøn. Khi kãút thuïc quaï trçnh thoaït cháút bäúc thç sæû chaïy cuía cacbon bàõt âáöu vaì âáy laì quaï trçnh chaïy chuí yãúu våïi caïc phaín æïng âàûc træng sau : 1 - Chaïy cacbon ( chaïy så cáúp ) : C + O2 = CO2 +399.253 kj/kmol 2C + O2 = 2CO +246.623 kj/kmol 2 - Phán huyí CO2 vaì håi næåïc ( chaïy thæï cáúp ) C + CO2 = 2CO - 162.530 kj/kmol C + 2H2O = CO2 +2H2 - 65.294 kj/kmol 3 - Chaïy tiãúp khê CO ( chaïy thæï cáúp ) 2CO + O2 = 2CO2 + 571.683 kj/kmol Täúc âäü chaïy cuía nhiãn liãûu ràõn phuû thuäüc vaìo täúc âäü phaín æïng hoaï hoüc giæîa oxy våïi cacbon, vaìo täúc âäü khuãúch taïn cuía oxy. Vç thãú cáön taûo cho gioï coï khäúi læåüng vaì aïp suáút nháút âënh trong buäöng âäút. Than coï êt cháút bäúc cáön gioï coï aïp suáút låïn hån so våïi than coï nhiãöu cháút bäúc. Âäút chaïy nhiãn liãûu ràõn coï thãø theo hai quaï trçnh : âäút chaïy hoaìn toaìn vaì khäng hoaìn toaìn ( coìn goüi laì âäút baïn khê ). ÅÍ quaï trçnh âäút chaïy hoaìn toaìn thç læåüng khäng khê cung cáúp cho quaï trçnh chaïy âæåüc âæa caí 100 % qua dæåïi ghi vaì coï aïp suáút âuí låïn âãø thàõng tråí læûc cuía ghi, cuía låïp than vaì tham gia phaín æïng chaïy våïi cacbon. Vç váûy, chiãöu daìy cuía låïp than trãn màût ghi loì thæåìng laì 200 ÷ 250 mm vaì quaï trçnh chaïy xaíy - - 25 - -
ra chuí yãúu trong buäöng âäút. Khi âäút chaïy khäng hoaìn toaìn (chè thêch håüp våïi than coï nhiãöu cháút bäúc) thç låïp than trãn màût ghi loì coï chiãöu daìy låïn hån ( 300 ÷ 500 mm) vaì chè cáön 60 % læåüng gioï cáön cáúp ( gioï cáúp 1) âæa qua dæåïi ghi, 40 % coìn laûi ( gioï cáúp 2) âæåüc âæa vaìo khäng gian phêa trãn buäöng âäút âãø chaïy tiãúp khê CO bäúc lãn tæì låïp than. 3.1.2.CAÏC LOAÛI BUÄÖNG ÂÄÚT. 3.1.2.1.Buäöng âäút ghi phàóng Cáúu taûo cuía buäöng âäút ghi phàóng âån giaín vaì caïc kiãøu ghi loì âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3-1 vaì 3-2. Loaûi ghi thanh âæåüc duìng nhiãöu våïi caïc loaûi than coï kêch thæåïc trung bçnh vaì låïn. Loaûi ghi naìy chãú taûo âån giaín, thay thãú dãù daìng nhæng khäng duìng âæåüc våïi loaûi than vuûn vaì khoï khàn trong viãûc âaïnh xè . Loaûi ghi táúm duìng âãø âäút than vuûn, than caïm våïi caïc buäöng âäút coï cäng suáút nhiãtû nhoí. Nhæåüc âiãøm cuía loaûi naìy laì khoï khàn trong viãûc laìm saûch khi coï xè màõc keût åí caïc läù gioï, dáùn âãún viãûc than chaïy khäng âãöu. Khi coï hæ hoíng thæåìng phaíi thay caí táúm. Caïc khe håí âãø khäng khê âi qua trãn màût ghi loì goüi laì màõt ghi (màõt gioï) . Tyí säú giæîa diãûn têch màõt ghi - f, våïi diãûn têch toaìn bäü màût ghi-F (kãø caí màõt ghi) goüi laì tyí lãû màõt ghi. Giaï trë naìy âæåüc choün phuû thuäüc vaìo loaûi than theo baíng sau: TT Loaûi than f/F, % 1 Than buìn, than cuíi 15 ÷ 20 2 Than âaï, than náu 25 ÷ 30 3 Than antraxit, than gáöy 10 ÷ 15 - - 26 - -
- - 27 - -
3.1.2.2.Buäöng âäút ghi nghiãng Loaûi buäöng âäút naìy coï cäng suáút låïn hån so våïi loaûi ghi phàóng vaì âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3-3. Cuìng våïi ghi nghiãng, trong buäöng âäút coï mäüt pháön ghi phàóng, thæåìng laì ghi táúm chuí yãúu laì âãø hæïng xè åí pháön ghi nghiãng råi xuäúng khäng gian chæïa xè. Cáön chuï yï choün goïc nghiãng β ( thæåìng tæì 35 ÷ 40O )cho phuì håüp âãø âaím baío quaï trçnh chaïy täút. ÅÍ buäöng âäút ghi nghiãng thç quaï trçnh chaïy cuía nhiãn liãûu xaíy ra liãn tuûc, âãöu âàûn hån vaì nhiãût âäü buäöng âäút êt thay âäøi so våïi buäöng âäút ghi phàóng. Loaûi buäöng âäút naìy thæåìng duìng cho caïc loaûi than coï nhiãöu cháút bäúc vaì coï thãø duìng âäút than kêch thæåïc nhoí. 3.1.2.3.Buäöng âäút cå khê. Tuyì theo mæïc âäü cå khê hoaï maì goüi laì buäöng âäút cå khê hoàûc baïn cå khê. Coï hai kháu chuí yãúu cáön cå khê hoaï : viãûc cáúp than vaìo buäöng âäút vaì thaíi xè ra ngoaìi. Coï hai caïch cáúp than : âæa than vaìo phêa trãn hoàûc tæì phêa dæåïi ghi. Viãûc thaíi xè thæåìng kãút håüp cå khê vaì thuí cäng. Trãn hçnh 3-4 rçnh baìy så âäö buäöng âäút than cå khê cáúp than tæì dæåïi lãn. - - 28 - -
Viãûc cáúp than vaìo buäöng âäút tæì phêa trãn ghi coï thãø duìng cå cáúu quay hoàûc duìng khäng khê neïn. ÅÍ caïc loì naìy viãûc âaïnh xè coï thãø duìng phæång phaïp làõc ghi, láût ghi. 3.1.3.TÊNH TOAÏN BUÄÖNG ÂÄÚT. 3.1.3.1.Choün kiãøu buäöng âäút. Viãûc choün kiãøu buäöng âäút dæûa vaìo cäng suáút nhiãût, cäng nghãû loì vaì âàûc âiãøm cuía nhiãn liãûu cung cáúp cho quaï trçnh chaïy. Chuï yï xaïc âënh säú læåüng vaì caïch bäú trê buäöng âäút phuû thuäüc vaìo cäng suáút nhiãût, kiãøu loì vaì quy trçnh cäng nghãû. Yãu cáöu làõp âàût buäöng âäút phaíi âaím baío thuáûn låüi cáúp nhiãût cho loì, thao taïc cäng nghãû, thao taïc váûn haình cuía cäng nhán vaì sæû håüp lyï bäú trê màût bàòng phán xæåíng. 3.1.3.2. Tênh caïc kêch thæåïc cå baín cuía buäöng âäút. a.Ghi loì. Coï thãø xaïc âënh diãûn têch bãö màût ghi loì theo hai cäng thæïc sau : B F = , m2 ; hoàûc (3-1) R 0,28.B.Q t F = d , m2 (3-2) r Trong caïc cäng thæïc trãn thç : B - læåüng than cáön cung cáúp, kg/h ; R - cæåìng âäü chaïy cuía ghi, kg/m2.h ; t Q d - nhiãût trë tháúp cuía than, kj/kg ; r - cæåìng âäü nhiãût cuía ghi, W/m2 . Caïc âaûi læåüng R vaì r âæåüc choün theo baíng sau : - - 29 - -
Baíng 3-1. Cæåìng âäü chaïy vaì cæåìng âäü nhiãût cuía ghi Q t .B b.Thãø têch buäöng âäút: V = d , m3 (3-3) q Trong âoï q laì máût âäü nhiãût thãø têch cuía buäöng âäút, W/m3, âæåüc choün theo baíng sau: Baíng 3-2. Máût âäü nhiãût thãø têch cuía ghi q . Buäöng âäút cuía Buäöng âäút cuía Daûng nhiãn liãûu loì nung loì sáúy 103.kcal/m3.h 103.W/m3 103.kcal/m3.h 103.W/m3 Than cuíi, than buìn 300 ÷ 400 348 ÷ 465 200 ÷ 250 232 ÷ 290 Than âa ï 230 ÷ 450 290 ÷ 523 250 ÷ 300 290 ÷ 348 Mazut 250 ÷ 500 290 ÷ 581 200 ÷ 300 232 ÷ 348 Nhiãn liãûu khê 200 ÷ 350 230 ÷ 407 200 ÷ 250 232 ÷ 290 V c. Chiãöu cao cuía buäöng âäút: H = , m (3-4) F Ngoaìi ra ta coï thãø xaïc âënh chiãöu cao buäöng âäút phuû thuäüc vaìo diãûn têch màût ghi theo caïc kãút quaí khaío saït vaì thæûc nghiãûm âäúi våïi than antraxit Viãût nam nhæ trçnh baìy åí baíng 3-3. Baíng 3-3.Quan hãû giæîa chiãöu cao buäöng âäút vaì bãö màût ghi. TT Diãûn têch màût ghi, m2 Chiãöu cao buäöng âäút, m 1 0, 50 1 ÷ 1, 2 2 1, 00 1, 2 ÷ 1, 4 3 1, 50 1, 4 ÷ 1, 5 4 > 1, 50 < 1, 6 - - 30 - -
d.Chiãöu daìi vaì chiãöu ngang buäöng âäút. Caïc kêch thæåïc naìy âæåüc xaïc âënh càn cæï vaìo hæåïng cáúöp nhiãût vaì âiãöu kiãûn thao taïc loì. Chiãöu daìi buäöng âäút, theo quy æåïc laì chiãöu maì saín pháøm chaïy chuyãøn âäüng doüc theo noï âi sang buäöng loì. Tyí lãû giæîa caïc chiãöu coï thãø choün nhæ sau : chiãöu ngang / chiãöu daìi = 1 ÷ 2, 3 (3-5) Viãûc xaïc âënh chiãöu cuía buäöng âäút phaíi kãút håüp våïi chiãöu cuía buäöng loì sao cho saín pháøm chaïy coï nhiãût âäü cao nhanh choïng chuyãøn âäüng qua buäöng loì. Cáön chuï yï âãún sæû thuáûn tiãûn vaì kinh tãú khi bäú trê viãûc xáy dæûng thi cäng buäöng âäút vaì buäöng loì. 3.1.3.3. Tênh täøn tháút aïp suáút qua ghi loì vaì låïp than. Âãø xaïc âënh âaûi læåüng naìy cáön phaíi biãút caïc cäng thæïc tênh - phuû thuäüc vaìo caïc loaûi nhiãn liãûu, buäöng âäút, diãûn têch bãö màût ghi, læåüng than cáön âäút. . . Trong thæûc tãú, khi tênh hãút caïc tråí læûc qua ghi loì vaì låïp than thç aïp suáút cuía gioï 2 khi vaìo dæåïi ghi âæåüc choün khoaíng 1000 ÷ 1200 N/m ( 100 ÷ 120 mm H2O ). Âäúi våïi caïc loì laìm viãûc åí nhiãût âäü trãn 1000 0C, duìng than êt cháút bäúc, gioï âæa caí 100 % qua ghi, coï thãø choün aïp suáút gioï dæåïi ghi laì 1200 ÷ 1400 N/m2. Khi duìng than coï cháút bäúc låïn thç aïp suáút gioï coï thãø giaím âi nhiãöu. 3.2.THIÃÚT BË ÂÄÚT NHIÃN LIÃÛU KHÊ. 3.2.1.ÂÀC ÂIÃØM CHUNG VAÌ PHÁN LOAÛI THIÃÚT BË . Quïa trçnh chaïy trong thiãút bë laì chaïy âäöng thãø do caí nhiãn liãûu vaì cháút tham gia sæû chaïy âãöu åí thãø khê. Viãûc hoaì träün khê âäút våïi khäng khê ráút quan troüng âäúi våïi quaï trçnh chaïy vaì âæåüc thæûc hiãûn trong caïc thiãút bë âäút ( moí âäút ). Theo âàûc âiãøm hoaì träün giæîa khê âäút vaì khäng khê, ngæåìi ta phán thiãút bë âäút laìm hai loaûi: - Moí âäút tæû huït. ÅÍ loaûi naìy, nhiãn liãûu vaì khäng khê âæåüc hoaì träün ngay trong thiãút bë, vç thãú häùn håüp khi ra khoíi moí âäút vaìo buäöng loì laì chaïy ngay. Loaûi naìy coï hãû säú tiãu hao khäng khê nhoí (n= 1, 05 ), thæåìng duìng åí caïc loì khäng yãu cáöu ngoün læía daìi hoàûc duìng nhiãn liãûu nhiãût trë tháúp. - Moí âäút läöng äúng. ÅÍ loaûi naìy thçì khäng khê vaì nhiãn liãûu khäng hoaì träün træåïc trong thiãút bë maì sæû hoaì träün xaíy ra trong buäöng loì. Nhiãût âäü chaïy cuía nhiãn liãûu tháúp hån so våïi loaûi trãn vç thãú thæåìng duìng våïi nhiãn liãûu coï nhiãût trë cao. Âãø âaím baío quaï - - 31 - -
trçnh chaïy hoaìn toaìn cáön coï n = 1, 1 ÷ 1, 2 vaì coï caïc biãûn phaïp thêch håüp âãø caíi thiãûn caïch hoaì träün khê âäút våïi khäng khê. 3.2.2.MOÍ ÂÄÚT LÄÖNG ÄÚNG. Moí âäút läöng äúng thæåìng âæåüc sæí duûng trong caïc loì cáön táûp trung nhiãût âãø thæûc hiãûn mäüt quaï trinhg cäng nghãû, duìng nhiãn liãûu coï nhiãût trë cao. So våïi moí âäút tæû huït thç loaûi naìy coï nhæîng æu âiãøm sau: - Kêch thæåïc nhoí hån nhiãöu khi coï cuìng mäüt cäng suáút. - Êt coï khaí nàng læía chaïy lan vaìo trong moí âäút nãn phaûm vi âiãöu chènh cäng suáút räüng. - Coï thãø laìm viãûc våïi khê âäút vaì khäng khê nhiãût âäü cao do âæåüc nung træåïc (khi âiãöu kiãûn cho pheïp ) - Moí âäút vaì caïc thãø xáy cuía loì gáön moí âäút laìm viãûc bãön hån do vuìng chaïy nàòm caïch xa moí âäút. Tuy nhiãn, moí âäút läöng äúng cuîng coï nhæåüc âiãøm : - Cáön coï hãû säú tiãu hao khäng khê låïn ( n = 1, 1 ÷ 1, 15 ) ; phaíi nung noïng træåïc khê âäút vaì khäng khê nãúu khäng thç nhiãût âäü chaïy thæûc tãú coï thãø giaím 100 ÷ 200 OC. - Phaíi duìng quaût gioï âãø cung cáúp khäng khê cho moí âäút, phaíi coï cå cáúu âiãöu chènh sæû hoaì träün khê âäút vaì khäng khê. Moí âäút läöng äúng thäng thæåìng coï cáúu taûo nhæ trãn hçnh 3-5. Hçnh 3-5. Så âäö moí âäút läöng äúng. 1-âæåìng dáùn khê âäút; 2- âæåìng dáùn khäng khê; 3- läù quan saït ÅÍ âáy, äúng trong dáùn khê âäút, coìn äúng ngoaìi dáùn khäng khê. Âãø âaím baío cho nhiãn liãûu chaïy hoaìn toaìn thç n = 1, 1 ÷ 1, 15 ; khi cáön ngoün læía daìi theo chiãöu daìi loì - - 32 - -
thç nãn coï n = 1, 0 ÷ 1, 05 . Täúc âäü khê âäút ra khoíi miãûng moí âäút cáön : 80 ÷ 100 m/s, coìn tyí säú täúc âäü giæîa khäng khê vaì khê âäút åí miãûng ra cuía moí âäút laì 1:2 hoàûc 1:3. Loaûi moí âäút naìy duìng coï hiãûu quaí åí caïc loì nung låïn duìng khê thiãn nhiãn. Mäüt säú thäng säú âæåüc trçnh baìy trong baíng 3-4. Baíng 3-4. Mäüt säú thäng säú kyî thuáût cuía moí âäút läöng äúng. TT Caïc thäng säú Khê âäút Khäng khê Häùn håüp -AÏp suáút trong äúng dáùn træåïc moí âäút, mm H2O 1 + Khê thiãn nhiãn 400 ÷ 600 200 ÷ 300 + Khê loì cao ≤ 600 ÷700 200 ÷ 300 - Täúc âäü, m/s + Trong äúng dáùn vaì taûi miãûng vaìo moí âäút 10 ÷ 15 8 ÷ 10 2 + Bãn trong moí âäút ≤ 20 ÷ 25 + Taûi tiãút diãûn ra khoíi moí âäút * Khi læu læåüng cæûc âaûi ≤ 80 ÷ 100 ≤ 80 ÷ 100 25 ÷ 30 * Khi læu læåüng cæûc tiãøu 10 ÷15 5 ÷8 4 ÷5 3 - Hãû säú tråí læûc taûi tiãút diãûn ra cuía moí âäút 1, 5 ÷ 1, 7 Âãø coï quaï trçnh chaïy täút hån ngæåìi ta duìng moí âäút läöng äúng coï doìng xoaïy.Hçnh 3-6 mä taí moí âäút läöng äúng coï caïnh taûo xoaïy gàõn trãn âáöu äúng phun khê âäút. Täúc âäü chuyãøn âäüng cuía khê âäút khoaíng 15 m/s vaì nãúu khê âäút loì cäúc thç coï thãø laìm viãûc våïi cäng suáút tæì 6 ÷ 85 m3/h. Hçnh 3-6. Så âäö moí âäút läöng äúng coï caïnh taûo xoaïy. 1- âæåìng dáùn khê âäút; 2- âæåìng dáùn khäng khê ; 3- caïnh taûo xoaïy - - 33 - -
Ngæåìi ta thæåìng duìng moí âäút coï cáúu truïc âàûc biãût âãø taûo chuyãøn âäüng quay cho khäng khê nhæ åí hçnh 3-7. Nhiãn liãûu coï täúc âäü låïn, khi vaìo moí âäút gàûp doìng khäng khê xoaïy nãn bë phán nhoí vç váûy laìm cho häùn håüp âæåüc hoaì träün täút hån. Loaûi moí âäút naìy laìm viãûc våïi n = 1, 1 .Chiãöu daìi ngoün læía gáúp khoaíng 7 ÷10 láön âæåìng kênh miãûng ra cuía häùn håüp. Täúc âäü cuía häîn håüp taûi miãûng ra khoíi moí âäút thæåìng laì 15 ÷ 40 m/s. Âãø coï täúc âäü 40 m/s thç aïp suáút cuía khê âäút vaì khäng khê cáön laì 4, 9 ÷ 6, 9 kN/m2 . Hçnh 3-7. Så âäö moí âäút läöng äúng coï doìng xoaïy. 1 - äúng dáùn khäng khê; 2- pháön âáöu moí âäút; 3- äúng dáùn khê âäút; 4- cæíaquan saït. 3.2.3.MOÍ ÂÄÚT TÆÛ HUÏT. Moí âäút tæû huït âæåüc sæí duûng åí caïc loì coï kêch thæåïc nhoí hoàûc khäng cáön ngoün læía daìi. Âãø coï thãø huït âæåüc khäng khê tham gia vaìo quaï trçnh chaïy thç yãu cáöu nhiãn liãûu (khê âäút) khi vaìo moí âäút phaíi coï aïp suáút låïn . Khäng khê coï thãø láúy tæû nhiãn hoàûc do quaût gioï cung cáúp (âäúi våïi loì cáön cäng suáút nhiãût låïn ).Sau âáy laì caïc æu, nhæåüc âiãøm cuía moí âäút tæû huït: - Æu âiãøm : + Khê âæåüc âäút chaïy hoaìn toaìn våïi hãû säú tiãu hao khäng khê nhoí; + Quaï trçnh chaïy nhanh, äøn âënh vaì ngoün læía ngàõn; + Khäng cáön quaût gioï âäúi våïi loì cäng suáút tháúp. - Nhæåüc âiãøm : + Yãu cáöu khê âäút phaíi coï aïp suáút låïn.Khi âäút khê coï nhiãût trë tháúp thç pK ≥ 1000 mm H2O; våïi khê coï nhiãût trë cao pK ≥ 5000 mm H2O ; + Giåïi haûn âiãöu chènh cäng suáút moí âäút heûp vç âãø traïnh sæû chaïy lan tæì loì vaìo moí âäút; - - 34 - -
+ Cáúu taûo phæïc taûp vaì coï kêch thæåïc låïn so våïi moí âäút läöng äúng. Do quaï trçnh hoaì träün khê âäút våïi khäng khê xaíy ra trong thiãút bë nãn trong moí âäút coï bäü pháûn riãng biãût goüi laì äúng hoaì träün. Theo cáúu truïc, moí âäút tæû huït âæåüc chia laìm hai loaûi : - Loaûi thæï nháút laì moí âäút tæû huït mäüt äúng dáùn (äúng dáùn khê âäút) . Loaûi naìy laìm viãûc våïi khäng khê laûnh láúy ngay taûi nåi âàût thiãút bë, âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3-8. Hçnh 3-8. Så âäö moí âäút tæû huït mäüt äúng dáùn 1- âáöu äúng phun khê âäút; 2- äúng nhoí dáön; 3- äúng hoaì träün; 4- äúng låïn dáön; 5- cå cáúu âiãöu chènh læu læåüng gioï. Khê âäút coï aïp suáút cao âi vaìo âáöu äúng phun khê (1). Khê ra khoíi äúng phun coï täúc âäü låïn, taûo chán khäng vuìng xung quanh vaì huït khäng khê tæì ngoaìi vaìo qua cå cáúu âiãöu chènh (5). Quaï trçnh hoaì träün khê âäút våïi khäng khê åí trong äúng (3). Âãø âaím baío hoaì träün täút, tyí säú chiãöu daìi våïi âæåìng kênh cuía äúng hoaì träün phaíi låïn hån 7. Sau âoï häùn håüp qua äúng (4), âáöu moí âäút chuyãøn âäüng vaìo loì. Moí âäút naìy coï cáúu taûo âån giaín, làõp âàût thuáûn tiãûn. Âãø traïnh sæû chaïy lan vaìo trong moí âäút, yãu cáöu aïp suáút täúi thiãøu cuía khê nhæ sau : Våïi : 2 - Khê hoaï than - pmin laì 981, N/m ; - Khê häùn håüp loì cäúc + loì cao - 1960 - ; - Khê loì cao - 490 - - Loaûi thæï hai laì moí âäút tæû huït hai äúng dáùn ( äúng dáùn khê âäút vaì äúng dáùn khäng khê). Loaûi naìy thæåìng laìm viãûc våïi khäng khê noïng âæåüc cáúp tæì quaût gioï hay huït qua thiãút bë trao âäøi nhiãût, âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3-9. - - 35 - -
Hçnh 3-9. Så âäö moí âäút tæû huït hai äúng dáùn. Khê âäút âæåüc âæa vaìo äúng dáùn(1), qua äúng nhoí dáön(3), gàûp khäng khê noïng âæa vaìo qua äúng (2). Häùn håüp hoaì träün trong äúng (4) qua äúng låïn dáön(5) vaì âáöu moí âäút(6) âãø vaìo chaïy trong buäöng loì. Âãø baío vãû âáöu moí âäút, ngæåìi ta laìm maït noï bàòng næåïc qua äúng (7). Âãö phoìng hiãûn tæåüng tæû bäúc læía cuía häùn håüp trong moí âäút, yãu cáöu nhiãût âäü cuía khê âäút vaì khäng khê khi vaìo thiãút bë nhæ sau : - Khê loì cao < 480 OC ; - Khê häùn håüp loì cao +loì cäúc < 400 OC ; - Khäng khê < 500 OC ; - Häùn håüp khê + khäng khê ≤ 400 OC Âãø traïnh hiãûn tæåüng chaïy lan vaìo trong moí âäút cáön phaíi baío âaím täúc âäü cuía häùn håüp khi ra khoíi moí âäút låïn hån täúc âäü lan truyãön cuía ngoün læía tæì buäöng loì vaìo. ÅÍ khu væûc bäú trê moí âäút cáön phaíi xáy tæåìng loì bàòng váût liãûu coï khaí nàng chëu nhiãût cao do ngoün læía chaïy ngay gáön âáöu moí âäút.Tiãút diãûn pháön kãnh dáùn åí tæåìng loì, nåi häùn håüp tæì moí âäút âi qua vaìo buäöng loì phaíi låïn hån tiãút diãûn miãûng ra cuía moí âäút tæì 7 ÷ 8 láön. 3.3.THIÃÚT BË ÂÄÚT NHIÃN LIÃÛU LOÍNG. 3.3.1.ÂÀC ÂIÃØM CHUNG VAÌ PHÁN LOAÛI THIÃÚT BË . Nhiãn liãûu loíng khi âäút phaíi biãún thaình caïc haût buûi âãø tàng nhanh quaï trçnh nung noïng âãún nhiãût âäü bàõt læía, tàng bãö màût tiãúp xuïc vaì xaïo träün täút giæîa nhiãn liãûu vaì khäng khê. Thiãút bë âäút nhiãn liãûu loíng trong loì cäng nghiãûp goüi laì moí phun. Thiãút bë naìy coï nhiãûm vuû laìm biãún buûi nhiãn liãûu, âæa häùn håüp cháút biãún buûi vaì nhiãn liãûu vaìo âäút chaïy åí trong loì. Moí phun cáön thoaí maîn caïc yãu cáöu sau : - Biãún doìng nhiãn liãûu thaình buûi nhoí vaì hoaì träün täút våïi khäng khê; - Âaím baío quaï trçnh chaïy äøn âënh, duy trç chiãöu daìi ngoün læía cáön thiãút; - - 36 - -
- Cáúu taûo âån giaín, coï âäü tin cáûy trong baío quaín váûn haình, khäng gáy báøn, tàõc moí phun, dãù daìng vãû sinh. Phuû thuäüc vaìo mäi cháút biãún buûi vaì aïp suáút, caïc moí phun âæåüc chia laìm hai loaûi : - Moí phun tháúp aïp. ÅÍ loaûi naìy mäi cháút biãún buûi laì khäng khê coï aïp suáút khäng cao, nung noïng âãún 300 OC vaì toaìn bäü læåüng khäng khê cáön chaïy nhiãn liãûu âæåüc cáúp qua moí phun vç thãú nhiãn liãûu âæåüc chaïy hoaìn toaìn. - Moí phun cao aïp. ÅÍ loaûi naìy mäi cháút biãún buûi laì khäng khê neïn hoàûc håi næåïc cao aïp. Nãúu laì khäng khê neïn thç chè coï 7 ÷ 12 % læåüng khäng khê cáön âäút nhiãn liãûu âi qua moí phun, pháön coìn laûi laì khäng khê thæï cáúp âi qua kãnh riãng. Nãúu laì håi næåïc thç toaìn bäü læåüng khäng khê cáön thiãút cho quaï trçnh chaïy âæåüc coi nhæ khäng khê thæï cáúp vaì coï thãø nung træåïc âãún nhiãût âäü cao (1000 ÷ 1200 OC). Loaûi moí phun naìy âæåüc sæí duûng trong loì coï nhiãût âäü cao, dung têch låïn. Âàûc tênh cuía hai loaûi moí phun trãn âæåüc trçnh baìy trong baíng 3-5. Ngoaìi ra coìn coï loaûi moí phun cå hoüc maì quaï trçnh biãún buûi laì nhåì täúc âäü mazut ra tæì miãûng phun ráút låïn vaì tæû phán thaình buûi nhoí. Baíng 3-5. Caïc âàûc tênh cuía moí phun tháúp aïp vaì moí phun cao aïp. Moí phun Âàûc tênh Tháúp aïp Cao aïp Cháút biãún buûi Khäng khê do 1. Khäng khê neïn quaût cáúp 2. Håi næåïc Aïp suáút cuía cháút biãún buûi, kN/m2 2,95 ÷ 8,8 1.Khäng khê neïn: 590 ÷ 780 2.Håi næåïc: 590 ÷ 1780 Læåüng cháút biãún buûi(khäng khê), % cuía täøng læåüng 100 7 ÷ 12 khäng khê cáön âäút chaïy nhiãn liãûu Læåüng khäng khê âåüt hai, % cuía täøng læåüng khäng 1. 88 ÷ 93 0 khê cáön âäút chaïy nhiãn liãûu 2. 100 Nhiãût âäü nung khäng khê, OC 300 Khäng haûn chãú Læåüng cháút biãún buûi cho mäüt kg dáöu, kg - 1. 0, 6 2. 0, 8 Täúc âäü cháút biãún buûi khi ra khoíi miãûng äúng, m/s Thæåìng âãún 300, âàûc biãût coï thãø > 50 ÷ 80 300 Mæïc âäü biãún buûi ( âæåìng kênh haût buûi dáöu ), mm Âãún 0, 5 0, 1 ÷ 0, 2 - - 37 - -
3.3.2. MOÍ PHUN THÁÚP AÏP . Trãn hçnh 3-10 mä taí cáúu taûo moí phun tháúp aïp cuía viãûn thiãút kãú SNG coï aïp suáút mazut træåïc moí 49 ÷ 98 kN/m2, cháút biãún buûi laì khäng khê cáúp tæì quaût, âæåüc nung noïng træåïc âãún nhiãût âäü ≤ 300 OC âãø traïnh phán huyí mazut trong moí laìm gáy tàõc läù phun. Moí phun tháúp aïp coï nhæåüc âiãøm laì phaûm vi âiãöu chènh mazut bë haûn chãú, nãn khi giaím læåüng mazut keïo theo giaím læåüng khäng khê qua moí, laìm giaím täúc âäü khäng khê nãn cháút læåüng biãún buûi bë giaím. ÅÍ loaûi moí phun naìy coï thãø âiãöu chènh giaím cäng suáút 40 ÷50 % cäng suáút cæûc âaûi maì chæa laìm giaím cháút læåüng quaï trçnh biãún buûi. Chiãöu daìi ngoün læía tåïi 2 ÷ 2, 5 m. Âãø chaïy hoaìn toaìn nhiãn liãûu cáön hãû säú tiãu hao khäng khê n = 1, 2. Hçnh 3-10. Moí phun tháúp aïp cuía viãûn thiãút kãú SNG 1 - äúng dáùn mazut; 2- vêt chènh tám äúng mazut; 3- truûc âiãöu chènh mazut; 4- nuït thaïo Mäüt loaûi moí phun thæåìng sæí duûng laì moí phun kiãøu Karabin, âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 3-11, coï âàûc âiãøm : - Khäng khê âãø biãún buûi vaì âäút mazut âæåüc cáúp vaìo theo hæåïng tiãúp tuyãún våïi cæía thoaït 2 åí âáöu moí phun 1 gàûp doìng mazut våïi goïc 75 ÷ 90O. - Khi quay vä làng truûc laìm thay âäøi tiãút diãûn läù thoaït mazut do váûy viãûc âiãöu chènh læu læåüng mazut khäng laìm thay âäøi täúc âäü cuía noï . Våïi caïc âàûc âiãøm trãn thç loaûi moí phun naìy coï cháút læåüng biãún buûi dáöu vaì sæû chaïy xaíy ra täút hån, ngoün læía ngàõn hån so våïi caïc loaûi moí phun khaïc. - - 38 - -
Hçnh 3-11. Moí phun Karabin 1- moí phun khäng khê; 2- cæía thoaït khäng khê; 3- truûc âiãöu chènh mazut. 3.3.3. MOÍ PHUN CAO AÏP . Tuy caïc cháút biãún buûi khaïc nhau ( khäng khê neïn hoàûc håi næåïc ) nhæng caïc moí phun cao aïp coï cáúu taûo cå baín khäng khaïc nhau. Chuïng âãöu coï caïc bäü pháûn chuí yãúu âãø cho doìng cháút biãún buûi sau khi ra khoíi miãûng äúng dáùn våïi täúc âäü låïn, âáûp vaìo doìng dáöu vaì biãún chuïng thaình nhæîng haût buûi. ÅÍ caïc loì cäng suáút nhoí vaì trung bçnh thæåìng sæí duûng moí phun cao aïp kiãøu Su-khäp, coï cáúu taûo nhæ trãn hçnh 3-12 Hçnh 3-12. Så âäö moí phun cao aïp kiãøu Su-khäp 1.Âæåìng dáùn dáöu; 2.Cå cáúu haîm; 3.Âæåìng dáùn cháút biãún buûi Moí phun Su-khäp duìng thêch håüp cho buäöng âäút daìi, khäng thêch håüp cho buäöng nhoí vç luäöng phun va âáûp vaìo tæåìng âäúi diãûn seî kãút bæåïu cäúc do mazut chæa chaïy hãút vaì gáy phaï hoaûi tæåìng loì. Kiãøu moí phun naìy cho ngoün læía heûp vaì daìi. Chiãöu daìi ngoün læía khoaíng 2, 5 ÷ 4 m âäúi våïi moí phun kêch thæåïc nhoí vaì coï thãø tåïi 6 ÷ 7 m âäúi våïi - - 39 - -
moí phun kêch thæåïc låïn. Âãø biãún buûi mäüt kg dáöu thç cáön 0, 4 ÷ 0, 6 kg håi næåïc hoàûc 0, 6 ÷ 0, 8 kg khäng khê neïn. Âäúi våïi caïc loì cäng suáút låïn ( loì Mac-tanh ) ngæåìi ta duìng moí phun cao aïp coï cáúu taûo âàûc biãût âãø taûo âæåüc ngoün læía cæïng vaì âäü saïng cao, nhæ moí phun AMI trãn hçnh 3-13. Hçnh 3-13. Så âäö moí phun cao aïp kiãøu AMI 1- âæåìng dáùn dáöu; 2- âæåìng dáùn cháút biãún buûi; 3- äúng Lavan; 4- äúng häùn håüp Trong cáúu taûo trãn, nhåì coï äúng Lavan maì täúc âäü cháút biãún buûi dáöu täút hån vaì chiãöu daìi ngoün læía coï thãø âaût âãún 8 ÷ 10 m. Moí phun naìy coï cäng suáút 250 ÷ 2500 kg/h, våïi læåüng tiãu hao håi næåïc ( håi quaï nhiãût) tæì 25 âãún 1250 kg/h hoàûc khäng khê neïn tæì 180 âãún 1900 kg/h. - - 40 - -
Chæång 4 -CAÏC THÃØ XÁY VAÌ KHUNG LOÌ 4.1.VÁÛT LIÃÛU XÁY LOÌ 4.1.1.CAÏC TÊNH CHÁÚT CHUNG. 1- Âäü räùng (f). Ngæåìi ta thæåìng xáy loì bàòng gaûch chëu læía vaì gaûch caïch nhiãût. Gaûch chëu læía êt räùng hån gaûch caïch nhiãût. Gaûch coï âäü räùng caìng låïn thç âäü bãön caìng nhoí. Gaûch chëu læía coï âäü räùng tæì 15 âãún 28 % (gaûch âæåüc chãú taûo tæì váût liãûu nung chaíy coï âäü räùng nhoí, khi dæåïi 10 % âæåüc coi laì váût âàûc ). Gaûch caïch nhiãût samät nheû coï âäü räùng 60 ÷ 70 %. Âäü räùng cuía gaûch âæåüc tênh nhæ sau : v f = ∑ . 100, % V ∑v - täøng thãø têch cuía caïc läù räùng trong gaûch, m3 ; V - thãø têch cuía gaûch, m3 . 2-Âäü tháúm khê (K). Âáy laì âaûi læåüng cho biãút læåüng khê tháúm qua tæåìng trong mäüt âån vë thåìi gian khi coï sæû chãnh lãch aïp suáút åí hai bãn màût tæåìng. Váût coï âäü räùng caìng låïn thç khaí nàng tháúm khê caìng cao. Váût liãûu áøm coï âäü tháúm khê tháúp hån váût liãûu khä. Gaûch chëu læía laìm viãûc åí nhiãût âäü cao thç âäü tháúm khê giaím âi vç khi âoï xuáút hiãûn pha loíng trong gaûch laìm caín tråí khê tháúm. Âäü tháúm khê âæåüc tênh nhæ sau : VK .δ K = , l/m.h.mmH2O F()p1 − p2 .τ VK - Læåüng khê tháúm qua tæåìng . lêt ; F - Diãûn têch màût tæåìng, m2 ; p1, p2 - aïp suáút khê trãn hai màût tæåìng, mmH2O ; τ - Thåìi gian khê tháúm qua tæåìng, h ; δ - Âäü daìy cuía tæåìng, m . 3- Âäü huït næåïc (Nm). Váût coï âäü räùng caìng låïn thç khaí nàng huït næåïc caìng cao.Ngæåìi ta thæåìng tênh âaûi læåüng naìy theo pháön tràm khäúi læåüng nhæ sau : m2 Nm = . 100, % m1 M1- khäúi læåüng cuía gaûch khä, kg ; - - 41 - -
M2- khäúi læåüng cuía gaûch âaî huït næåïc, kg 4- Âäü chëu læía vaì bãön nhiãût. Âáy laì tênh cháút quan troüng laì cå såí âãø læûa choün váût liãûu xáy loì. Tênh cháút naìy cho tháúy khaí nàng khäng bë biãún mãöm vaì bë chaíy dæåïi taïc âäüng cuía nhiãût âäü cao. Âäü chëu læía laì nhiãût âäü maì åí âoï váût liãûu bë biãún mãöm âãún mäüt mæïc âäü nháút âënh, phuû thuäüc vaìo thaình pháön hoaï hoüc vaì quaï trçnh chãú taûo váût liãûu. Âäü bãön nhiãût laì khaí nàng cuía váût liãûu chëu âæåüc nhæîng dao âäüng nhiãût ráút låïn maì khäng bë phaï huyí. Noï âæåüc âo bàòng säú láön trao âäøi nhiãût ( nung noïng âãún 850 OC räöi nhuïng ngay vaìo næåïc nguäüi), cho tåïi khi khäúi læåüng giaím âi 20 %. 5- Âäü dáùn nhiãût vaì âäü dáùn âiãûn. Gaûch chëu læía thæåìng coï âäü dáùn nhiãût ( λ ) nhoí, phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü theo cäng thæïc sau : λt = λ0 ± bt , W/m.âäü λt - hãû säú dáùn nhiãût åí nhiãût âäü t, W/m.âäü ; O λ0 - hãû säú dáùn nhiãût åí 0 C, W/m.âäü ; b - hãû säú thæûc nghiãûm t - nhiãût âäü cuía váût, OC ; ÅÍ nhiãût âäü bçnh thæåìng pháön låïn váût liãûu chëu læía khäng dáùn âiãûn nhæng khi nhiãût âäü tàng thç khaí nàng dáùn âiãûn tàng. 6- Âäü cæïng vaì âäü bãön cå hoüc. Âáy laì nhæîng khaí nàng maì váût liãûu coï thãø chäúng laûi sæû xám nháûp cå hoüc cuía váût liãûu khaïc vaì chäúng laûi sæû phaï huyí do æïng suáút sinh ra trong váût liãûu khi coï taïc âäüng cuía taíi troüng bãn ngoaìi. 7- Âäü bãön hoaï hoüc. Laì khaí nàng váût liãûu chäúng laûi taïc âäüng hoaï hoüc cuía mäi træåìng xung quanh. Trong loì cäng nghiãûp thæåìng coï taïc âäüng hoaï hoüc cuía khê loì, kim loaûi loíng, xè loíng. . . Dæåïi moïng loì coìn coï taïc âäüng cuía muäúi hoaì tan trong næåïc ngáöm. 8- Nhiãût dung riãng ( C ). Khi xaïc âënh nhiãût læåüng cung cáúp cho thãø xáy loì cáön phaíi tênh âãún nhiãût dung riãng cuía váût liãûu. Âaûi læåüng naìy phuû thuäüc vaìo tênh cháút vaì nhiãût âäü cuía váût liãûu; thæåìng âæåüc tênh theo cäng thæïc : C = a + b.t , kj/kg.âäü a, b- caïc hãû säú thæûc nghiãûm t - Nhiãût âäü cuía váût liãûu, OC - - 42 - -
4.1.2.LÆÛA CHOÜN VÁÛT LIÃÛU XÁY LOÌ. Trong quaï trçnh laìm viãûc, caïc thãø xáy bàòng gaûch chëu læía bë phaï huyí dáön do nhiãût âäü cao, dao âäüng nhiãût låïn vaì do taïc âäüng hoaï hoüc cuía mäi træåìng loì, xè vaì kim loaûi loíng. Vç thãúï, váût pháøm thãø xáy coï thãø bë biãún daûng dæåïi taíi troüng, daîn hay co do biãún âäøi thuì hçnh, do hoaì tan trong xè, caïc vãút næït sinh ra. . .Khi tháúy caïc dáúu hiãûu phaï huyí váût liãûu xáy loì, bàòng kinh nghiãûm vaì qua viãûc phán têch ngæåìi ta coï thãø xaïc âënh âæåüc nguyãn nhán gáy ra. Thê duû : bãö màût phàóng lyì cuía váût liãûu chæïng toí noï âaî bë hoaì tan trong xè; khi bãö màût gäö ghãö laì noï bë mäi træåìng khê àn moìn; sæû phäöng to mäüt pháön naìo âoï chæïng toí coï sæû giaîn nåî nhiãût. . . Âãø læûa choün âuïng caïc váût liãûu xáy loì, cáön phaíi nghiãn cæïu caïc âiãöu kiãûn laìm viãûc vaì caïc tênh cháút sæí duûng chuïng. ÅÍ nhæîng loì tiãúp xuïc våïi mäi træåìng kiãöm hay axit thç cáön choün loaûi gaûch cuîng coï caïc tênh cháút tæång æïng : mäi træåìng kiãöm thç duìng gaûch manhedit, âälämit; mäi træåìng axit - gaûch âinat; mäi træåìng ung tênh - gaûch samät. ÅÍ nhæîng khu væûc loì chëu taïc âäüng cuía taíi troüng hay maìi moìn thç cáön duìng gaûch chëu læía coï nhiãût âäü bàõt âáöu biãún daûng dæåïi taíi troüng låïn. Khi thãø xáy chëu taïc âäüng cuía nhiãöu yãúu täú nhæ: nhiãût âäü cao, mäi træåìng, taíi troüng thç cáön phán têch mæïc âäü gáy taïc haûi cuía tæìng yãúu täú âãø quyãút âënh choün loaûi gaûch thêch håüp baío âaím cho thãø xáy laìm viãûc bãön vaì chàõc chàõn. Cáön nhåï ràòng, taïc nhán quan troüng nháút âäúi våïi váût liãûu xáy loì váùn laì nhiãût âäü. Âäü chëu læía cuía váût liãûu xáy loì phaíi låïn hån nhiãût âäü loì. Âäúi våïi caïc loì coï nhæîng vuìng laìm viãûc åí nhiãût âäü khaïc nhau, phaíi læûa choün váût liãûu xáy coï nhiãût âäü thêch håüp theo caïc vuìng âoï. Baíng 4-1. Âàûc træng sæí duûng cuía mäüt säú loaûi váût liãûu xáy loì. Nguyãn nhán Pháön bë àn moìn Caïc loaûi loì Váût liãûu xáy loì phaï huyí aïo loì maûnh nháút Loì cao Mulit-silic, mulit Àn moìn, maìi moìn Vuìng màõt gioï, cæía thao gang, maïng thaïo gang Loì Mac-tanh Váût liãûu cacbon, graphit, AÏp suáút cao, quaï Näöi loì, âaïy loì, voìm loì, cromit-perca. . . nhiãût maûnh, àn moìn tæåìng loì, häú xè Loì thäøi oxy Âolomit, cromit-perica Àn moìn, biãún mãöm Häú xè, cæía thaïo theïp Loì luyãûn cäúc Âinat Maìi moìn, næït neí Buäöng cäúc hoaï, caïc cæía Loì âiãûn náúu luyãûn Âinat, cromit-perica Àn moìn, næït neí Voìm loì, häú xè Loì giãúng nung kim loaûi Mulit-silic, âinat, cromit-perica Næït neí, àn moìn Noïc loì, vuìng moí âäút, âaïy loì - - 43 - -
4.2.CAÏC THÃØ XÁY CUÍA LOÌ 4.2.1.CAÏC CÁÚP XÁY LOÌ. Thãø xáy cuía loì laì táûp håüp cuía caïc khäúi xáy, taûo nãn aïo loì (coìn goüi laì låïp loït). Âáy laì bäü pháûn quan troüng nháút trong loì, cháút læåüng cuía noï quyãút âënh khaí nàng laìm viãûc vaì tuäøi thoü cuía loì. Phuû thuäüc vaìo cháút læåüng cuía thãø xáy, ngæåìi ta phán biãût nàm cáúp xáy sau âáy : -Cáúp xáy 1, våïi chiãöu daìy maûch xáy ≤ 1 mm, væîa xáy laì bäüt mën khä hoàûc væîa loíng. Cáúp naìy duìng cho caïc loì náúu luyãûn, khi thãø xáy tiãúp xuïc våïi mäi træåìng noïng chaíy. Yãu cáöu xáy âàûc biãût cáøn tháûn. -Cáúp xáy 2, våïi chiãöu daìy maûch xáy ≤ 2 mm, væîa xáy laì væîa nhaîo. Cáúp naìy duìng cho caïc loì coï thãø xáy chëu taïc âäüng baìo moìn hoàûc khi cáön laìm viãûc åí nhiãût âäü khäng quaï 1400 OC. Yãu cáöu xáy cáøn tháûn -Cáúp xáy 3, våïi chiãöu daìy maûch xáy ≤ 3 mm, væîa xáy laì væîa nhaîo. Cáúp naìy duìng cho caïc loì maì aïo loì khäng tiãúp xuïc våïi kim loaûi vaì xè loíng hoàûc caïc loì nung kim loaûi laìm viãûc åí nhiãût âäü khäng quaï 1200 OC. Yãu cáöu xáy tæång âäúi cáøn tháûn. -Cáúp xáy 4, våïi maûch xáy daìy khäng quaï 4 mm, væîa xáy laì væîa nhaîo. Âáy coìn goüi laì cáúp xáy âån giaín, duìng âãø xáy caïc låïp phêa dæåïi cuía âaïy loì. -Cáúp xáy 5, våïi chiãöu daìy maûch xáy 5 ÷ 10 mm, væîa xáy laì væîa âàûc, thæåìng âæåüc duìng âãø xáy caïc âæåìng dáùn khoïi, cäúng khoïi hoàûc caïc låïp ngoaìi cuìng cuía tæåìng loì (xáy bàòng gaûch âoí thäng thæåìng). Âäúi våïi nhæîng cáúp xáy gaûch chëu nhiãût, âãö phoìng sæû daîn nåí cuía gaûch åí nhiãût âäü cao, ngæåìi ta phaíi âãø caïc maûch nhiãût. Säú læåüng vaì kêch thæåïc cuía maûch nhiãût phuû thuäüc vaìo âäü daîn nåí cuía gaûch vaì kêch thæåïc cuía thãø xáy. Mäüt säú giaï trë vãö maûch nhiãût âæåüc trçnh baìy trong baíng 4-2. Baíng 4-2. Giaï trë trung bçnh cuía maûch nhiãût. Váût liãûu xáy Âäü daìy maûch nhiãût cho 1 m chiãöu daìi thãø xáy, mm Samät 5 ÷ 6 Âinat 12 Manhedit 12 ÷ 14 Âiatomit 5 ÷ 6 - - 44 - -
Ngæåìi ta thæåìng âãø maûch nhiãût theo hai caïch : maûch nhiãût phán taïn(âäúi våïi tæåìng phàóng) vaì maûch nhiãût táûp trung (âäúi våïi tæåìng hçnh truû ) nhæ trãn hçnh 4-1. Trong khi xáy, gaûch âæåüc âàût theo caïc tæ thãú khaïc nhau, theo nguyãn tàõc so le caïc maûch xáy. Hçnh 4-1. Cáúu truïc cuía caïc maûch nhiãût a-Tæåìng thàóng; b-Tæåìng nhiãöu låïp; c-Goïc loì; d-Noïc loì; e- Noïc treo; f-Tæåìng cong; g-ÄÚng dáùn khê. 1 - Maûch nhiãût; 2 - Gaûch chëu læía; 3 - Kim loaûi; 4 - Gaûch âáûy maûch. - - 45 - -
4.2.2.KÃÚT CÁÚU CUÍA THÃØ XÁY. Caïc thãø xáy loì bàòng gaûch chëu læía âaî âæåüc tiãu chuáøn hoaï vãö kêch thæåïc vaì cháút læåüng. Âaî coï nhæîng loaûi gaûch chuyãn duûng vãö hçnh daûng, kêch thæåïc vaì yãu cáöu cuû thãø âäúi våïi caïc loaûi væîa duìng âãø xáy loì. Quy æåïc caïch âàût gaûch xáy khi gaûch tiãu chuáøn våïi kêch thæåïc 230 x 113 x 65 mm nhæ sau : âàût nàòm - khi chiãöu cao låïp gaûch laì 65 mm; âàût nghiãng - 113 mm vaì âàût âæïng - 230 mm. Phuû thuäüc vaìo vë trê vaì chæïc nàng cuía caïc vuìng aïo loì, ngæåìi ta chia thãø xáy thaình ba loaûi chênh : âaïy loì, tæåìng loì vaì noïc loì. 4.2.2.1Thãø xáy âaïy loì. Âaïy loì laì mäüt bäü pháûn quan troüng, nháút laì âäúi våïi caïc loì náúu luyãûn kim loaûi. Âaïy loì thæåìng xuyãn chëu va âáûp cå khê cuía váût liãûu cháút vaìo loì vaì taïc âäüng hoaï hoüc cuía caïc kim loaûi loíng hay xè. Vç váûy âaïy loì thæåìng âæåüc xáy thaình nhiãöu låïp bàòng caïc loaûi gaûch chëu læía thêch håüp. Khi âaïy loì âæåüc xáy træûc tiãúp trãn moïng loì, cáön baío âaím nhiãût âäü moïng loì khäng quaï 200 0C. Âãø baío vãû moïng loì, ngæåìi ta thæåìng khäng xáy âaïy loì tiãúp xuïc træûc tiãúp våïi moïng loì. Khi âoï âaïy loì âæåüc xáy trãn caïc táúm theïp coï dáöm âåî phêa dæåïi, taûo khe håí khäng khê giæîa âaïy loì våïi moïng loì, coï taïc duûng traïnh cho moïng loì bë quaï nhiãût. Låïp dæåïi cuìng cuía moïng loì thæåìng âæåüc xáy bàòng gaûch caïch nhiãût hay gaûch âoí. Tiãúp theo laì låïp gaûch âãûm - gaûch samät maïc tháúp vaì trãn cuìng laì låïp gaûch chëu læía thêch håüp våïi cäng nghãû cuû thãø. ÅÍ caïc loì coï âaïy tiãúp xuïc våïi kim loaûi loíng thç låïp gaûch laìm viãûc thæåìng âæåüc xáy âæïng. ÅÍ caïc loì nung thç låïp naìy laûi thæåìng âæåüc xáy nghiãng. Låïp gaûch xáy nghiãng coï thãø xáy chaûy doüc theo âaïy loì hoàûc xáy theo hçnh nhaïnh thäng ( hçnh 4-2). Âäúi våïi nhæîng loì coï âaïy cong, ngæåìi ta thæåìng duìng gaûch hoàûc häùn håüp bäüt âáöm nãûn âãø taûo âäü cong. Låïp laìm viãûc cuía âaïy loì coìn âæåüc xáy bàòng caïch âáöm nãûn häùn håüp bäüt chëu læía våïi caïc cháút kãút dênh âãø taûo nãn mäüt âaïy loì coï thãø xáy liãön, ràõn chàõc, chäúng sæû thám nháûp cuía cháút noïng chaíy vaìo thãø xáy. Trong thãø xáy âaïy loì cáön âãø maûch nhiãût nãúu loì coï âaïy phàóng kêch thæåïc låïn. Caïch bäú trê maûch nhiãût cuîng giäúng nhæ khi xáy tæåìng loì. - - 46 - -
Chiãöu daìy cuía âaïy loì phuû thuäüc vaìo kêch thæåïc loì. Âaïy loì cao âæåüc xáy bàòng gaûch hçnh khäúi, chiãöu daìy âaïy coï thãø quaï 5 m. ÅÍ caïc loì náúu luyãûn, âaïy loì thæåìng coï chiãöu daìy khoaíng 1, 2 m. Caïc loì nhiãût luyãûn coï âaïy daìy tæì 230 âãún 465 mm. Hçnh 4-2. Thãø xáy âaïy loì a- Âaïy loì nung; b- Âaïy loì náúu chaíy xáy gaûch; c- Xáy kiãøu nhaïnh thäng; d- Âaïy cong låïp âáöm nãûn; 1. Låïp gaûch xáy nghiãng; 2. Låïp gaûch xáy âæïng; 3. Låïp âáöm nãûn 4.2.2.2.Thãø xáy tæåìng loì. Tæåìng loì coï hai loaûi : loaûi thàóng vaì cong. Tæåìng thàóng xáy bàòng gaûch tiãu chuáøn thäng thæåìng. Tæåìng cong thç tuyì theo âäü cong maì duìng táút caí laì gaûch vaït tiãu chuáøn hay caí gaûch vaït thàóng. Khi xáy phaíi theo nguyãn tàõc so le maûch xáy giæîa caïc haìng, thay âäøi vë trê cuía gaûch bàòng caïch thay âäøi láön læåüt caïc haìng xãúp doüc theo tæåìng loì våïi caïc haìng xãúp vuäng goïc theo tæåìng loì. Tæåìng cuía caïc loì nung âæåüc xáy thàóng âæïng. Âäúi våïi caïc loì náúu luyãûn, âãø tàng âäü bãön vaì caíi thiãûn sæû phán bäú doìng khê, doìng liãûu, ngæåìi ta thæåìng xáy nghiãng våiï âäü daìy cuía tæåìng giaím dáön theo chiãöu cao. Tæåìng âæåüc xáy hai hay ba låïp. Låïp trong cuìng laìm viãûc âæåüc xáy bàòng gaûch chëu læía thêch håüp, coï âäü bãön nhiãût vaì bãön cå cáön thiãút. Låïp ngoaìi cuìng laì váût liãûu caïch nhiãût. Khi tæåìng loì gäöm nhiãuì låïp gaûch thç xáy mäüt loaûi gaûch åí mäùi låïp. Âãø coï sæû liãn kãút chàõc chàõn giæîa låïp trong våïi låïp ngoaìi, tæì âäü cao 2, 5 ÷ 3 m, cæï sau 5 ÷6 haìng gaûch - - 47 - -
låïp trong, ngæåìi ta xáy chça ra låïp ngoaìi mäüt næía viãn gaûch. Coï khi ngæåìi ta duìng moïc kim loaûi: mäüt âáöu moïc vaìo gaûch xáy, âáöu kia moïc vaìo khung hay voí loì. Chiãöu daìy cuía tæåìng loì coï thãø tæì 0, 345 âãún 1, 6 m phuû thuäüc vaìo tênh cháút cuía caïc loaûi loì theo cäng nghãû. Chiãöu daìy låïp gaûch chëu læía phaíi trãn 230 mm. Chiãöu daìy låïp gaûch caïch nhiãût tæì 115 âãún 350 mm, nãúu laì bäüt, såüi caïch nhiãût thç chè cáön 30 âãún 100 mm. Trong thãø xáy tæåìng loì coï âãø maûch nhiãût. Caïc maûch âãø caïch nhau tæì 1 âãún 3 m theo chiãöu daìi tæåìng loì, coï âäü daìy tæång æïng theo baíng 4-2. ÅÍ thãø xáy tæåìng loì, caïc viãn gaûch âãöu âæåüc âàût nàòm. 4.2.2.3.Thãø xáy noïc loì Háöu hãút caïc loì nung, náúu luyãûn âãöu duìng loaûi noïc voìm (cong) coï âäü bãön nhiãût låïn hån hàón so våïi caïc noïc loì phàóng (chè duìng cho caïc loì nhoí, laìm viãûc åí nhiãût âäü tháúp). Coï hai daûng noïc voìm cå baín : voìm xáy vaì voìm treo. Daûng voìm xáy âæåüc duìng khi chiãöu räüng cuía loì nhoí hån 3 m. Âäúi våïi caïc loì luyãûn kim, voìm xáy thæåìng duìng caïc goïc åí tám voìm laì 600, 900, 1200 vaì 1800 (hçnh 4-3). Hçnh 4-3. Caïc kiãøu voìm xáy thäng duûng Theo thæûc tãú thç quan hãû giæîa baïn kênh voìm R vaì chiãöu cao dáy cung f cuía noï phuû thuäüc vaìo chiãöu räüng B cuía loì nhæ sau : ϕ : 600 900 1200 1800 R : B 0, 707B 0, 577B 0, 5B F : 0, 134B 0, 207B 0, 289B 0, 5B - - 48 - -
Noïc caïc loì nung thæåìng coï låïp caïch nhiãût bãn ngoaìi våïi chiãöu daìy 65 ÷ 230 mm, coìn noïc caïc loì náúu luyãûn, caïc loì coï nhiãût âäü cao thæåìng khäng coï låïp caïch nhiãût âãø traïnh bë quaï nhiãût, chaïy moìn. Ngoaìi 4 loaûi voìm thäng thæåìng trãn, noïc loì coìn coï daûng choím cáöu hay baïn cáöu nhæ noïc loì âiãûn häö quang, loì gioï noïng. Khi xáy caïc loaûi naìy cáön nhiãöu chuíng loaûi gaûch âënh hçnh, xáy trãn caïc khuän âaî chuáøn bë sàôn. Caïc viãn gaûch xáy voìm loì âãöu âæåüc xáy âæïng. Hçnh 4-4. Vê duû vãö voìm treo caïc loì nung kim loaûi Noïc voìm treo âæåüc duìng cho caïc loì coï chiãöu räüng låïn hån 3 m, laìm viãûc åí nhiãût âäü cao vaì coï cáúu truïc phæïc taûp. Noïc voìm treo âæåüc håüp thaình båíi caïc nhoïm viãn gaûch chëu læía coï kêch thæåïc vaì hçnh daûng thêch håüp âæåüc treo bàòng caïc thanh kim loaûi, trãn caïc dáöm näúi våïi khung loì (hçnh 4-4). Taûi âènh loì nãúu cáön âãø cæía phaíi duìng gaûch hçnh gheïp taûo cæía cho chàõc chàõn, âaím baío âãø gaûch âaî xáy træåïc khäng bë suût låí vaì cæía phaíi coï nàõp âáûy. Nãúu khäng cáön âãø cæía thç taûi âènh loì phaíi duìng viãn gaûch hçnh nãm chàõc voìng gaûch xáy cuäúi cuìng âãø kheïp kên thãø xáy. 4.3.KHUNG LOÌ 4.3.1.KHUNG LOÌ VAÌ VOÍ LOÌ Tuyì thuäüc vaìo loaûi loì cuû thãø, khung loì coï thãø coï cáúu truïc âån giaín hay cáúu taûo phæïc taûp. Khung loì cáúu truïc âån giaín chè gäöm caïc cäüt truû, dáöm näúi vaì caïc thanh giàòng loì nhæ åí caïc loì nung. Våïi cáúu truïc phæïc taûp, ngoaìi caïc cäüt truû, dáöm näúi, khung loì coìn coï voí boüc bàòng caïc táúm kim loaûi, caïc cå cáúu laìm nguäüi bàòng næåïc, håi næåïc. Coï ba loaûi khung loì : khung loì liãn kãút ténh, liãn kãút âäüng vaì liãn kãút häùn håüp. Trong khung loì liãn kãút ténh, caïc cäüt vaì thanh giàòng âæåüc haìn hay taïn chàût våïi nhau, - - 49 - -
taûo thaình mäüt khäúi væîng chàõc, äøn âënh. Cáön chuï yï tênh toaïn chênh xaïc âäü daîn nåî cuía gaûch vaì âãø maûch nhiãût trong caïc thãø xáy. Khung loì liãn kãút âäüng gäöm caïc cäüt truû âæïng, caïc thanh giàòng näúi phêa trãn vaì phêa dæåïi caïc cäüt âäúi diãûn. Giæîa thanh giàòng vaì cäüt loì coï liãn kãút âäüng bàòng buläng. Khi thãø xáy bë daîn nåí do taïc âäüng cuía nhiãût âäü cao seî taûo nãn læûc âáøy cäüt khung loì. Khi loì khäng laìm viãûc thç thãø xáy co laûi. Våïi hãû thäúng liãn kãút bàòng thanh giàòng coï thãø âiãöu chènh caïc âai äúc âãø giæî cho thãø xáy äøn âënh. Loaûi khung naìy chè duìng åí caïc loì kêch thæåïc nhoí vaì trong thãø xáy khäng cáön âãø maûch nhiãût. Khung liãn kãút häùn håüp thæåìng gäöm liãn kãút âäüng åí phêa gáön noïc loì vaì liãn kãút ténh åí phêa âaïy loì. Liãn kãút ténh åí phêa dæåïi coï thãø laì dáöm näúi, haìn chàõc vaìo cäüt truû loì hay âàût caïc chán cäüt vaìo trong bãtäng cuía moïng loì. Chuï yï phaíi âãø maûch nhiãût åí phêa âaïy loì vaì pháön dæåïi tæåìng loì. Caïc mäúi liãn kãút âäüng åí phêa trãn seî âiãöu chènh pháön gaûch trãn cuía tæåìng loì thãø xáy noïc loì. Caïc loaûi khung loì âæåüc trçnh baìy trãn hçnh 4-5. - - 50 - -
ÅÍ nhæîng loì låïn vaì khäng thãø bäú trê âæåüc khung loì nhæ âaî trçnh baìy åí trãn thç ngæåìi ta duìng theïp táúm coï chiãöu daìy thêch håüp âãø laìm voí loì, âoïng vai troì cuía khung loì nhæ åí loì cao luyãûn gang, loì äúng quay saín xuáút ximàng. . .Voí loì naìy laìm nhiãûm vuû chuí yãúu laì giæî cho thãø xáy äøn âënh trong quaï trçnh loì hoaût âäüng. Våïi caïc loì laìm viãûc åí nhiãût âäü cao (loì Mactanh luyãûn theïp), tuy âaî coï theïp laï bao boüc thãø xáy loì nhæng ngæåìi ta váùn bäú trê khung theïp åí bãn ngoaìi cho chàõc chàõn. Våïi caïc loì nhoí hoàûc laìm viãûc åí nhiãût âäü tháúp, ngæåìi ta chè boüc caïc thãø xáy mäüt låïp theïp táúm moíng thay cho khung loì âãø giæî caïc thãø xáy vaì baío âaím tênh myî thuáût. 4.3.2. TÊNH KHUNG LOÌ Viãûc tênh khung loì chuí yãúu nhàòm xaïc âënh caïc læûc taïc âäüng lãn khung loì tæì noïc loì. Tæì âoï ta choün caïc chi tiãút chênh cuía khung (cäüt, dáöm, thanh giàòng). Caïch tênh dæûa trãn så âäö vaì hçnh veî khung loì. Viãûc tênh toaïn theo trçnh tæû sau: 1. Tênh læûc taïc âäüng lãn dáöm chán voìm vaì khung loì. 2. Tênh dáöm chán voìm 3. Tênh cäüt khung loì 4. Tênh caïc thanh giàòng. Caïc cäng thæïc tênh âæåüc trçnh baìy cuû thãø trong taìi liãûu tham khaío [1]. - - 51 - -
Chæång 5 - HÃÛ THÄÚNG THOAÏT KHOÏI VAÌ CÁÚP GIOÏ CHO LOÌ. Âãø dáùn saín pháøm chaïy tæì loì ra ngoaìi tråìi ngæåìi ta sæí duûng hãû thäúng thoaït khoïi bao gäöm caïc kãnh khoïi, cäúng khoïi vaì äúng khoïi. Hãû thäúng cáúp gioï cho loì bao gäöm quaût gioï vaì caïc âæåìng äúng dáùn tæì quaût âãún thiãút bë âäút nhiãn liãûu, äúng phun 5.1.CÁÚU TRUÏC CUÍA HÃÛ THÄÚNG THOAÏT KHOÏI VAÌ CÁÚP GIOÏ CHO LOÌ. 5.1.1.KYÎ THUÁÛT BÄÚ TRÊ KÃNH KHOÏI, CÄÚNG KHOÏI VAÌ CAÏC ÂÆÅÌNG ÄÚNG DÁÙN. Âãø âaím baío khoïi tæì buäöng loì ra cäúng khoïi, äúng khoïi, coï thãø bäú trê kãnh khoïi hæåïng xuäúng dæåïi âaïy loì hoàûc theo caïc kãnh dáùn âàût trong tæåìng loì xuäúng cäúng khoïi hoàûc âi lãn phêa trãn noïc thoaït qua äúng khoïi ra ngoaìi. Âãø táûn duûng nhiãût trong loì ngæåìi ta thæåìng bäú trê kãnh khoïi xuäúng phêa dæåïi hoàûc kãnh âàût trong tæåìng, coìn khoïi thoaït ngay phêa trãn chè phuì håüp våïi loì coï nàng suáút nhoí. Nhæîng loì coï cäng suáút trung bçnh vaì låïn thç âæåìng dáùn khoïi âæåüc âàût chçm dæåïi màût bàòng xæåíng vaì näúi våïi äúng khoïi. Thäng thæåìng täúc âäü trong kãnh khoïi laì 2 ÷ 3 m/s (åí âiãöu kiãûn chuáøn). Âãø traïnh aïp suáút dæ trong mäüt säú loì coï nàng suáút khäng låïn, nhiãût âäü khoïi ra loì tháúp thç täúc âäü cuía khoïi åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü thæûc tãú cáön nhoí hån 4 m/s, coìn caïc loì coï nhiãût âäü cao coï thãø âaût tåïi 12 m/s. Khi bäú trê vaì thiãút kãú âæåìng dáùn khoïi cáön chuï yï nhæîng âiãøm sau : - Kãnh khoïi thæåìng coï tiãút diãûn chæî nháût vaì bäú trê caïc kãnh sao cho khoïi âæåüc phán bäú âãöu trong buäöng loì, khäng coï goïc chãút ( vuìng khê khäng chuyãøn âäüng ). - Âæåìng dáùn khoïi caìng ngàõn, caìng thàóng thç caìng täút. Khi læåüng khê loì khäng låïn, nhiãût âäü khê loì sau thiãút bë trao âäøi nhiãût tháúp thç duìng äúng khoïi kim loaûi ( coï noïn che mæa ) âàût ngay trong nhaì xæåíng hoàûc âàût åí phêa ngoaìi. Khi læåüng khê loì nhiãöu thæåìng duìng äúng khoïi xáy hoàûc äúng khoïi bã täng chëu nhiãût âàût ngoaìi phán xæåíng chung cho nhiãöu loì. Så âäö thoaït khoïi nhæ hçnh 5-1. - - 52 - -
Hçnh 5.1. Så âäö âæåìng khoïi loì nung liãn tuûc ba vuìng 1- Loì; 2- kãnh âæïng; 3- cäúng khoïi; 4- thiãút bë trao âäøi nhiãût; 5- van khoïi; 6- äúng khoïi; A, B, C, D, E - chiãöu daìi caïc âoaûn äúng Hãû thäúng cáúp gioï bao gäöm quaût gioï, äúng dáùn tæì quaût gioï qua thiãút bë trao âäøi nhiãût (nãúu coï ) âãún caïc äúng phun moí âäút hoàûc buäöng âäút. Hãû thäúng bäú trê trong xæåíng cáön læu yï âãø âæåìng äúng coï chiãöu daìi nhoí nháút, êt gáúp khuïc nháút vaì khäng caín tråí viãûc âi laûi trong xæåíng. Nhæîng äúng dáùn coï nhiãût âäü cao cáön âæåüc boüc caïch nhiãût. Nãúu phán xæåíng coï nhiãöu loì thç cáön thiãút láûp mäüt hãû thäúng cáúp gioï chung vaì duìng mäüt quaût cáúp gioï. Træåìng håüp phaíi laìm âæåìng äúng dáùn vaì quaût gioï riãng thç quaût gioï nãn âãø táûp trung thaình traûm âãø tiãûn viãûc theo doîi, baío dæåîng vaì váûn haình. Hçnh 5-2. Så âäö hãû thäúng cáúp gioï loì nung liãn tuûc ba vuìng âäút nhiãn liãûu khê hoàûc loíng. 1- moí âäút vuìng âäöng nhiãût; 2, 3- moí âäút vuìng nung trãn vaì dæåïi; 4- cäúng khoïi; 5- thiãút bë trao âäøi nhiãût; 6- quaût gioï; 7- âæåìng dáùn khäng khê laûnh; 8- âæåìng dáùn khäng khê noïng; 9- âæåìng dáùn khäng khê laûnh âãø pha loaîng khê loì - - 53 - -
5.1.2.TÊNH KÊCH THÆÅÏC HÃÛ THÄÚNG THOAÏT KHOÏI. Hãû thäúng kãnh, cäúng thoaït khoïi cáön coï kêch thæåïc âaím baío khaí nàng læu thäng khoïi, tråí læûc håüp lyï, khäng gáy täún keïm khi xáy dæûng âäöng thåìi phaíi bãön vaì thuáûn tiãûn khi sæí duûng. Cäúng khoïi âæåüc xáy bàòng gaûch samät (khi nhiãût âäü khoïi âãún 1300 0C) hoàûc gaûch âoí (khi nhiãût âäü khoïi nhoí hån 700 0C). Khi nãön xæåíng coï troüng læûc låïn vaì nhæîng nåi âáút áøm nãn sæí duûng cäúng khoïi laìm bàòng bã täng chëu nhiãût coï cäút theïp. Nhiãût âäü khoïi trong cäúng naìy coï thãø âaût 1000 0C. Giæîa låïp bã täng vaì låïp chëu nhiãût coìn coï låïp caïch nhiãût âãø traïnh cho bãtäng khäng bë quaï nhiãût. Tiãút diãûn cäúng khoïi âæåüc tênh dæûa vaìo täúc âäü chuyãøn âäüng cuía khoïi åí âiãöu kiãûn bçnh thæåìng laì 1, 5 ÷ 3 m/s. Khi nhiãût âäü khoïi caìng cao thç täúc âäü choün ban âáöu caìng nhoí vç täúc âäü låïn seî laìm tàng tråí læûc, dáùn âãún tàng chiãöu cao äúng khoïi. Coìn täúc âäü cuía khoïi giaím thç kêch thæåïc cäúng khoïi phaíi låïn, gáy täún keïm váût liãûu xáy dæûng. Täúc âäü täúi cuía khoïi nhæ sau : - Trong kãnh vaì cäúng khoïi : ω 0 = 1 ÷ 3 m/s - ÅÍ miãûng ra cuía äúng khoïi : ω 0 = 2 ÷ 4 m/s Khi tênh kêch thæåïc kãnh, cäúng khoïi cáön phaíi tênh caïc âaûi læåüng vaì theo caïc bæåïc sau: - Tênh læåüng khê loì âi vaìo kãnh; - Tênh tiãút diãûn kãnh khoïi; - Tênh diãûn têch tiãút diãûn cäúng khoïi. Sau khi xaïc âënh âæåüc diãûn têch tiãút diãûn cäúng khoïi cáön tham khaío baíng “ Mäüt säú kêch thæåïc tiãu chuáøn cuía tiãút diãûn cäúng khoïi “ - trong âoï cho tháúy mäúi quan hãû giæîa chiãöu räüng, chiãöu cao, tiãút diãûn, chu vi vaì goïc åí tám cuía cäúng khoïi- âãø choün kêch thæåïc cuû thãø cuía cäúng. 5.1.3.TÊNH KÊCH THÆÅÏC CAÏC ÂÆÅÌNG ÄÚNG CÁÚP GIOÏ. Ngæåìi ta duìng caïc äúng theïp haìn âãø dáùn khäng khê vaì khê âäút. ÄÚng dáùn khäng khê coï chiãöu daìy cuía thaình äúng laì 3÷ 6 mm; coìn äúng dáùn khê âäút : 5 ÷ 8 mm. Khi caïc cháút trong äúng dáùn coï nhiãût âäü nhoí hån 500 0C thç bãn ngoaìi äúng cáön boüc mäüt låïp caïch nhiãût; nãúu nhiãût âäü låïn hån 500 0C thç bãn trong äúng dáùn phaíi loït mäüt låïp gaûch chëu læía maïc tháúp, coìn phêa ngoaìi boüc mäüt låïp caïch nhiãût. - - 54 - -
Âãø âiãöu chènh læu læåüng caïc cháút chuyãøn âäüng trong äúng ngæåìi ta thæåìng duìng caïc loaûi van ruït, van bæåïm hoàûc van xoaïy âäúi våïi khäng khê, coìn âäúi våïi khê âäút phaíi duìng van xoaïy. Khi tênh tiãút diãûn caïc äúng dáùn åí âiãöu kiãûn bçnh thæåìng nãn choün täúc âäü cho caïc cháút nhæ sau : - Khäng khê laûnh 8 ÷ 12 m/s - Khäng khê noïng 4 ÷ 6 -Khê âäút laûnh coï aïp suáút tháúp + Âoaûn äúng thàóng 12 + ÄÚng coï hçnh phæïc taûp 6 - Khê âäút noïng coï aïp suáút tháúp 4 ÷ 6 Dæûa vaìo læu læåüng, täúc âäü cuía khäng khê (hoàûc khê âäút) chuyãøn âäüng qua tiãút diãûn äúng ta tênh âæåüc diãûn têch tiãút diãûn vaì xaïc âënh âæåìng kênh äúng dáùn. 5.2.TÊNH TÄØN THÁÚT AÏP SUÁÚT ÅÍ HÃÛ THÄÚNG THOAÏT KHOÏI VAÌ CÁÚP GIOÏ 5.2.1.HÃÛ THÄÚNG THOAÏT KHOÏI. Täøn tháút aïp suáút trãn âæåìng dáùn khoïi loì bao gäöm täøn tháút cuûc bäü, täøn tháút ma saït vaì täøn tháút hçnh hoüc. - Täøn tháút aïp suáút cuûc bäü âæåüc xaïc âënh nhæ sau : ω 2 h = ξ. OK .ρ .()1+ β.t , N/m2 (5-12) cb 2 OK K Våïi: ξ - Hãû säú tråí læûc cuûc bäü; ωOK - Täúc âäü khoïi åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn, m/s; 0 ρOK - Khäúi læåüng riãng cuía khoïi åí 0 C, kg/m3 ; ⎛ 1 ⎞ β - Hãû säú giaîn nåí cuía khoïi ⎜ β = ⎟ ; ⎝ 273⎠ 0 t K - Nhiãût âäü khoïi taûi âiãøm tênh toaïn, C - Täøn tháút aïp suáút do ma saït âæåüc xaïc âënh nhæ sau : L ω 2 h = µ. . OK .ρ .()1+ β.t , N/m2 (5-13) ms D 2 OK Ktb Våïi : µ - Hãû säú ma saït phuû thuäüc vaìo âäü nhàôn cuía bãö màût äúng : - ÄÚng kim loaûi nhàôn : µ =0, 03 ÷ 0.04; - - 55 - -
- ÄÚng gaûch µ =0, 05 ÷ 0.055; L - chiãöu daìi âoaûn äúng, m ; D - âæåìng kênh thuyí læûc cuía äúng, m ; - Våïi äúng tiãút diãûn troìn D = d - âæåìng kênh äúng 4F - Våïi äúng coï tiãút diãûn khaïc D = C F - Diãûn têch tiãút diãûn äúng, m2 ; C - Chu vi cuía äúng, m ; 0 tKtb - Nhiãût âäü trung bçnh cuía khoïi åí âoaûn äúng, C ; t + t t = Kd Kc Ktb 2 0 tKd, tKc - Nhiãût âäü khoïi åí âáöu vaì cuäúi âoaûn äúng, C. - Täøn tháút aïp suáút hçnh hoüc âæåüc xaïc âënh nhæ sau : hhh = g.H. ()ρ KK − ρ K , N/m2 (5-14) våïi : g - Gia täúc troüng træåìng ; H - chiãöu cao cuía cäüt khê, m ; ρ KK , ρ K - Khäúi læåüng riãng cuía khäng khê ngoaìi tråìi vaì cuía khoïi åí nhiãût âäü tênh toaïn, kg/m3; 1,293 ρOK ρ KK = ; ρ K = 1+ β.t KK 1+ β.t Ktb Cáön læu yï : Nãúu khê noïng chuyãøn âäüng tæì trãn xuäúng dæåïi thç coï täøn tháút naìy, coìn nãúu chuyãøn âäüng tæì dæåïi lãn trãn thç khäng nhæîng khäng coï täøn tháút naìy maì täøn tháút cuía hãû thäúng coìn âæåüc giaím âi mäüt læåüng trãn. Täøn tháút chung cuía âæåìng dáùn khoïi loì : 2 ∑∑hK = hcb + ∑ hms + ∑ hhh , N/m (5-15) Nhiãût âäü cuía khoïi khi tênh toaïn coï thay âäøi do coï sæû huït thãm khäng khê laûnh vaì máút nhiãût qua tæåìng cäúng khoïi trong quaï trçnh chuyãøn âäüng cuía khoïi. Âäü giaím nhiãût âäü khoïi tênh cho 1 m chiãöu daìi cäúng (kãnh) khoïi nhæ trong baíng sau: - - 56 - -
Baíng 5.1- Âäü giaím nhiãût âäü cuía khoïi thaíi trong kãnh, cäúng xáy bàòng gaûch chëu læía, 0C/m Nhiãût âäü cuía khoïi, 0C Kãnh cäúng, måïi Kãnh, cäúng âaî duìng láu 1000 ÷ 1200 5, 2 6, 3 800 ÷ 1000 4, 6 5, 2 600 ÷ 800 3, 7 4, 3 400 ÷ 500 2, 8 3, 5 5.2.2.ÂÆÅÌNG DÁÙN KHÄNG KHÊ VAÌ KHÊ ÂÄÚT Viãûc tênh toaïn täøn tháút aïp suáút trãn âæåìng dáùn khäng khê cuîng tæång tæû vaì duìng caïc cäng thæïc tênh nhæ âäúi våïi hãû thäúng thoaït khoïi, nhæng våïi caïc thäng säú cuía hãû thäúng dáùn khäng khê (hoàûc khê âäút). Âäü giaím nhiãût âäü cuía doìng cháút chuyãøn âäüng trong äúng choün theo baíng sau: Baíng 5.2- Âäü giaím nhiãût âäü cuía khäng khê trong äúng dáùn, 0C/m Loaûi äúng Theo 1m chiãöu daìi ÄÚng kim loaûi - Khäng coï caïch nhiãût 3 ÷ 4 - Coï boüc caïch nhiãût 2 ÷ 3 ÄÚng gaûch 1, 0 ÷ 1, 5 Khi loì âäút duìng nhiãn liãûu ràõn cáön tênh thãm täøn tháút aïp suáút cuía khäng khê qua ghi loì (phuû thuäüc vaìo loaûi nhiãn liãûu, tênh cháút xè, cáúu taûo cuía ghi . . .). Thäng thæåìng hãû thäúng dáùn khäng khê bao gäöm nhiãöu nhaïnh : nhaïnh dáùn khäng khê âãún caïc äúng phun hoàûc moí âäút, âãún cäúng khoïi âãø pha loaîng khoïi loì . . .cho nãn khi tênh täøn tháút aïp suáút cuía hãû thäúng cáön choün vaì tênh täøng täøn tháút cuía nhaïnh coï täøn tháút låïn nháút. Täøng täøn tháút naìy âæåüc coi laì mäüt täøn tháút chung cuía âæåìng dáùn khäng khê. Khi coï nhiãöu loì trong phán xæåíng duìng chung mäüt âæåìng äúng dáùn khäng khê tæì traûm cung cáúp trung tám thç cáön tênh kiãøm tra âãø choün nhaïnh coï täøng täøn tháút aïp suáút låïn nháút (thæåìng laì nhaïnh daìi nháút hoàûc coï cáúu truïc phæïc taûp nháút). - - 57 - -
5.3.ÄÚNG KHOÏI VAÌ QUAÛT GIOÏ 5.3.1.ÄÚNG KHOÏI ÄÚng khoïi laì mäüt bäü pháûn cuía hãû thäúng loì, våïi nhiãûm vuû taûo âæåüc sæïc huït âãø âæa saín pháøm chaïy tæì buäöng loì ra ngoaìi, duy trç chãú âäü laìm viãûc cuía loì. Trong cäng nghëãp thæåìng duìng ba loaûi äúng khoïi : äúng khoïi gaûch, äúng khoïi kim loaûi vaì äúng khoïi bã täng ( chëu nhiãût). ÄÚng khoïi gaûch thæåìng duìng cho nhæîng loì coï læåüng khoïi låïn. Phêa bãn trong äúng khoïi âæåüc xáy bàòng váût liãûu chëu læía khi khoïi coï nhiãût âäü cao. Loaûi naìy xáy dæûng phæïc taûp, âæåìng kênh trong taûi miãûng ra cuía äúng khoïi khäng nãn nhoí hån 800 mm. ÄÚng khoïi kim loaûi âæåüc duìng phäø biãún åí nhæîng loì coï cäng suáút nhoí, læåüng khoïi khäng nhiãöu. Khäng cáön loït gaûch chëu læía åí phia bãn trong äúng khoïi khi khoïi coï nhiãût âäü tháúp. ÄÚng khoïi bãtäng chëu nhiãût thæåìng duìng cho nhæîng loì coï læåüng khoïi låïn, nhiãût âäü tháúp (nhoí hån 300 0C ). Loaûi äúng khoïi naìy coï thãø chuáøn bë sàôn thaình tæìng voìng våïi kêch thæåïc xaïc âënh âãø tiãûn làõp âàût dãù daìng khi thi cäng. Âãø laìm viãûc coï hiãûu quaí thç læûc huït cuía äúng khoïi phaíi låïn hån giaï trë täøng täøn tháút aïp suáút cuía khoïi loì trãn âæåìng dáùn khoïi tæì loì âãún chán äúng khoïi vaì læåüng täøn tháút chæa tênh hãút hoàûc seî xuáút hiãûn trong quaï trçnh loì váûn haình (tàng täøn tháút ma saït do thaình cäúng khoïi bë baïm nhiãöu buûi, læåüng khäng khê bë huït vaìo tàng lãn. . .). Thæûc tãú cho tháúy læåüng tàng aïp suáút naìy thæåìng chiãúm 20 ÷30 % täøng täøn tháút aïp suáút cuía khoïi loì. Khi täøng täøn tháút aïp suáút cuía khoïi trong kãnh, cäúng khoïi caìng låïn, nhiãût âäü khoïi vaìo äúng khoïi caìng tháúp thç chiãöu cao äúng khoïi caìng tàng. Viãûc tênh toaïn chiãöu cao äúng khoïi âæåüc thæûc hiãûn qua sæû so saïnh hai kãút quaí cuía phæång phaïp giaíi têch vaì âäö thë. Våïi phæång phaïp giaíi têch, chiãöu cao äïng khoïi âæåüc tênh theo täøng täøn tháút aïp suáút cuía khoïi chuyãøn âäüng tæì loì âãún chán äúng khoïi, caïc thäng säú cuía khoïi loì, khäng khê, âæåìng kênh chán, âènh äúng khoïi. . .Theo phæång phaïp âäö thë thç chiãöu cao äúng khoïi âæåüc xaïc âënh bàòng nhiãût âäü trung bçnh cuía khoïi trong äúng khoïi våïi täøng tråí læûc tæì loì âãún chán äúng khoïi. Nãúu hai kãút quaí trãn chãnh lãûch hån 10% thç phaíi tênh toaïn laûi. Khi tênh toaïn cáön chuï yï mäüt säú âiãøm sau : - Täúc âäü cuía khoïi åí miãûng ra khäng nhoí hån 3 ÷ 4 m/s; - Âæåìng kênh miãûng ra cuía äúng khoïi bàòng gaûch khäng nhoí hån 0, 8 m; - - 58 - -
- Chiãöu cao äúng khoïi khäng nãn tháúp hån 16 m; - Nãúu mäüt äúng khoïi duìng chung cho nhiãöu loì thç viãûc tênh toaïn chiãöu cao äúng khoïi âæåüc tiãún haình theo tråí læûc låïn nháút chæï khäng theo täøng tråí læûc cuía hãû thäúng thoaït khoïi cuía táút caí caïc loì. 5.3.2.QUAÛT GIOÏ. Trong hãû thäúng loì thæåìng duìng quaût ly tám âãø cáúp gioï cho loì. Loaûi quaût naìy coï aïp suáút cao, læu læåüng låïn âaím baío khäng khê cáúp cho loì âãø âäút chaïy nhiãn liãûu cuîng nhæ aïp suáút cáön thiãút âãø thàõng moüi tråí læûc trãn âæåìng tæì quaût âãún nåi sæí duûng. Theo aïp suáút, quaût ly tám âæåüc chia thaình ba loaûi : 2 - Quaût ly tám tháúp aïp, våïi P ≤ 1000 N/m (~ 100 mm H2O ); 2 - Quaût ly tám trung aïp, våïi 1000 < P ≤ 3000 N/m (~ 100 < P ≤ 300 mm H2O); 2 - Quaût ly tám cao aïp, våïi 3000 < P ≤ 15000 N/m ( 300 < P ≤ 1500 mm H2O); Quaût ly tám âæåüc chuáøn hoaï theo hai thäng säú cå baín laì aïp suáút vaì læu læåüng. Khi choün quaût cáön dæûa vaìo hai thäng säú âoï vaì dæûa vaìo giaín âäö chuáøn cuía quaût âãø choün âæåüc loaûi quaût thêch håüp. Khi quaût laìm viãûc trong hãû thäúng thç âiãøm laìm viãûc cuía quaût phuû thuäüc vaìo âæåìng âàûc tênh riãng cuía quaût p=f(V) vaì âæåìng âàûc tênh læåïi p=f(V2). Âiãøm laìm viãûc cuía quaût laì giao âiãøm cuía âæåìng âàûc tênh quaût våïi âæåìng âàûc tênh læåïi. Khi loì cáön læåüng gioï vaì aïp suáút maì giaín âäö quaût khäng âaïp æïng âæåüc thç coï thãø duìng phæång phaïp màõc näúi caïc quaût. Âãø tàng læu læåüng gioï cáön màõc caïc quaût song song; âãø tàng aïp suáút gioï cáön màõc caïc quaût näúi tiãúp. Khi tênh toaïn quaût cáön xaïc âënh nhæîng thäng säú cå baín nhæ : læåüng gioï yãu cáöu åí âiãöu kiãûn tiãu chuáøn, læåüng gioï yãu cáöu åí âiãöu kiãûn thæûc tãú Vtt, aïp suáút thæûc tãú yãu cáöu Htt. Sau âoï dæûa vaìo caïc giaín âäö tiãu chuáøn cuía quaût ly tám âãø choün quaût yãu cáöu. Chuï yï hiãûu suáút quaût cáön nàòm trong vuìng låïn hån 0, 5 âãø quaût tiãu thuû cäng suáút êt nháút, aïp suáút âäüng vaì aïp suáút ténh cuía quaût phaíi nhoí hån aïp suáút âäüng så bäü theo tênh toaïn vaì aïp suáút ténh yãu cáöu. Cuäúi cuìng tênh cäng suáút quaût räöi choün caïch näúi giæîa âäüng cå våïi quaût âãø xaïc âënh cäng suáút âäüng cå keïo quaût. - - 59 - -
Chæång 6- TÊNH CÁN BÀÒNG NHIÃÛT VAÌ LÆÅÜNG TIÃU HAO NHIÃN LIÃÛU Cán bàòng nhiãût coï thãø xaïc âënh bàòng thæûc nghiãûm hoàûc tênh toaïn. Våïi kãút quaí tênh toaïn ta coï thãø xaïc âënh cháút læåüng laìm viãûc cuía thiãút bë qua caïc thäng säú kinh tãú - kyî thuáût, læåüng tiãu hao nhiãn liãûu hoàûc cäng suáút âiãûn cáön cung cáúp cho LCN. Caïc khoaín trong cán bàòng nhiãût thæåìng âæåüc tênh tæång æïng våïi mäüt giåì (âäúi våïi loì laìm viãûc liãn tuûc) hoàûc thåìi gian cuía mäüt chu kyì hay mäüt cäng âoaûn quaï trçnh gia cäng (loì baïn liãn tuûc), cuîng coï khi tênh tæång æïng våïi âån vë váût liãûu gia cäng. 6.1.TÊNH CAÏC KHOAÍN CÁN BÀÒNG NHIÃÛT 6.1.1. CAÏC KHOAÍN NHIÃÛT THU 6.1.1.1 Nhiãût do chaïy nhiãn liãûu hoàûc biãún âiãûn nàng thaình nhiãût nàng -Våïi caïc loì nhiãn liãûu : d QC = B. Q t, W (6.1) Trong âoï : B - læåüng nhiãn liãûu tiãu hao, m3/s ; kg/s; d 3 Q t - nhiãût trë tháúp cuía nhiãn liãûu, J/m ; J/kg - Với lò điện: QC = P , W (6.1') trong đó P là công suất của lò, W 6.1.1.2 Nhiệt vật lý do không khí được nung nóng trước QKK = BLα. CKK. tKK. f, W (6.2) Trong đó: Lα -lượng không khí thực tế cần thiết để đốt cháy một đơn vị nhiên liệu, m3/kg; m3/m3; 3 CKK. tKK - entanpi của không khí ở nhiệt độ được nung nóng, J/m f - phần không khí cần nung nóng trước ( f=1 khi nung nóng toàn bộ không khí) Đối với lò điện thì QKK = 0 6.1.1.3 Nhiệt vật lý do nhiên liệu được nung nóng trước Qnl = B.Cnl.tnl , W (6.3) - - 60 - -
3 trong đó: Cnl. tnl- entanpi của nhiên liệu ở nhiệt độ được nung nóng, J/m Đối với lò điện và lò đốt nhiên liệu rắn Qnl = 0 6.1.1.4 Nhiệt lượng do các phản ứng tỏa nhiệt Đây là nhiệt lượng tỏa ra do oxy hóa sắt trong các lò nung kim loại với nhiệt độ cao 3 Qt = 5650.a.P.10 , W (6.4) với : 5650 là lượng nhiệt tỏa ra do oxy hóa 1 kg sắt, kJ/kg a - phần kim loại bị oxy hóa P - năng suất lò, kg/s 6.1.2 CAÏC KHOAÍN NHIÃÛT CHI 6.1.2.1. Nhiệt lượng để nung vật liệu Q1= P.Cp.(t" - t' ), W (6.5) với : Cpt' và Cpt" là entanpi của vật liệu trước và sau khi nung, J/kg 6.1.2.2 Nhiệt lượng để nung xỉ Q2 = Gx. Cpx.tx , W (6.6) với : Gx - lượng xỉ tạo thành, kg/s Cpx.tx - entanpi của xỉ, J/kg Nhiệt lượng này chỉ tính đối với các lò nấu chảy có lượng xỉ tạo thành đạt tới 20% khối khối lượng vật liệu 6.1.2.3. Nhiệt lượng mất do các phản ứng thu nhiệt Lượng nhiệt này có chủ yếu trong các lò nấu chảy do các quá trình phân hóa đá vôi, bốc hơi nước trong vật liệu gia công, có giá trị đến 4% tổng các khoản nhiệt chi ở các lò luyện và lò nấu chảy 6.1.2.4. Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn hóa học 3 Q4 = p.B.Vα.12140.10 , W (6.7) với : p - phần lượng khí chưa cháy, phụ thuộc vào thiết bị đốt nhiên liệu; 3 3 3 Vα -lượng sản phẩm cháy tạo thành khi đốt 1 đơn vị nhiên liệu m /m ;m /kg 12140.103 - nhiệt trị của lượng khí chưa cháy ( hỗn hợp CO và H2), J/m3 Đối với các lò điện Q4 = 0 6.1.2.5. Nhiệt lượng mất do cháy không hoàn toàn cơ học d 3 Q5 = k.B.Q t.10 , W (6.8) Với : k -hệ số mất mát do cháy không hoàn toàn cơ học Đối với các lò điện Q5= 0 - - 61 - -