[ĐATN] THIẾT KẾ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT TẬN DỤNG NHIỆT KHÓI THẢI SỬ DỤNG ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƯỜNG CHO LÒ DẦU TRUYỀN NHIỆT ĐỐT THAN ĐÁ

MS: DATN1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1. Tên đề tài:

THIẾT KẾ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT TẬN DỤNG

NHIỆT KHÓI THẢI SỬ DỤNG ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƯỜNG

CHO LÒ DẦU TRUYỀN NHIỆT ĐỐT THAN ĐÁ

2. Các số liệu ban đầu:

              1. Công suất lò dầu truyền nhiệt                                         : 1.250.000 kcal/h       

              2. Nhiên liệu đốt                                                                    : Than đá           

              3. Nhiệt độ dầu gia nhiệt ra khỏi lò                                    : 300 ^oC 

              4. Hiệu suất của lò                                                                : 82,35 %

              5. Lượng nhiên liệu tiêu hao                                                : 329,44 kg/h    

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

           Chương I: Tổng quan về lò dầu truyền nhiệt và nhiên liệu.

             Chương II: Nhiệt thải và các thiết bị thu hồi nhiệt thải.

             Chương III: Tính kiểm tra lò dầu truyền nhiệt đốt than đá.

Chương IV: Tính toán, thiết kế thiết bị tận dụng nhiệt khói thải sử dụng ống nhiệt trọng trường.

            

4. Các bản vẽ và đồ thị:

       1. Một số thiết bị tận dụng nhiệt khói thải (A₃)

       2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống lò dầu truyền nhiệt đốt than đá (A₃)

       3. Cấu tạo lò dầu truyền nhiệt đốt than đá (A₃)

       4. Cấu tạo ống nhiệt, đồ thị T-s và SĐNL của thiết bị (A₃)

       5. Cấu tạo thiết bị tận dụng nhiệt khói thải (A₃)

MỤC LỤC

CHƯƠNG I:  TỔNG QUAN VỀ LÒ DẦU TRUYỀN NHIỆT VÀ NHIÊN LIỆU

1.1. Giới thiệu sự cần thiết của lò dầu truyền nhiệt..................................................... 1

1.2. Giới thiệu về dầu truyền nhiệt................................................................................ 2

1.3. Nhiên liệu đốt trong lò dầu truyền nhiệt............................................................... 3

1.3.1. Nhiên liệu than....................................................................................................... 3

1.3.2. Nhiên liệu lỏng....................................................................................................... 5

1.3.3. Nhiên liệu khí......................................................................................................... 9

1.4. So sánh các loại nhiên liệu đốt............................................................................. 11

1.4.1. Nhiệt trị nhiên liệu khi làm việc........................................................................ 11

1.4.2. Tỷ lệ thành phần.................................................................................................. 12

1.4.3. Khả năng ảnh hưởng đến môi trường................................................................ 13

1.4.4. Giá thành nhiên liệu............................................................................................ 13

1.1.4. Nhận xét................................................................................................................ 13

CHƯƠNG II:  NHIỆT THẢI VÀ CÁC THIẾT BỊ THU HỒI NHIỆT THẢI

2.1. Một số đánh giá về tiềm năng sử dụng nhiệt thải............................................... 14

2.1.1. Chất lượng nhiệt thải........................................................................................... 14

2.1.2. Nguồn nhiệt thải và tiềm năng sử dụng........................................................... 14

2.1.3. Thu hồi nhiệt thải trong công nghiệp................................................................ 15

2.2. Các loại thiết bị thu hồi nhiệt thải........................................................................ 16

2.2.1. Thiết bị thu hồi nhiệt ống trơn........................................................................... 16

2.2.2. Thiết bị thu hồi nhiệt bức xạ.............................................................................. 17

2.2.3. Thiết bị thu hồi nhiệt đối lưu............................................................................. 18

2.2.4. Thiết bị thu hồi nhiệt kiểu kết hợp.................................................................... 18

2.2.5. Ống nhiệt............................................................................................................... 19

2.2.6. Bộ sấy không khí trong lò hơi............................................................................ 20

2.2.7. Bộ trao đổi nhiệt kiểu vỏ bọc trùm ống............................................................ 21

2.2.8. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm........................................................................ 21

2.2.9. Thiết bị trao đổi nhiệt bằng gốm....................................................................... 22

2.2.10. Lò hoàn nhiệt tận dụng nhiệt thải................................................................... 23

2.2.11. Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu quay..................................................................... 24

2.3. Nhận xét................................................................................................................... 24

CHƯƠNG III:TÍNH KIỂM TRA LÒ DẦU TRUYỀN NHIỆT ĐỐT THAN ĐÁ

3.1.Các thông số ban đầu.............................................................................................. 26

3.2.Tính lượng không khí cấp vào lò và thể tích sản phẩm cháy............................ 26

3.2.1. Lượng không khí lý thuyết................................................................................. 26

3.2.2. Lượng không khí thực tế..................................................................................... 26

3.2.2. Thể tích sản phẩm cháy...................................................................................... 26

3.3. Tính entanpi sản phẩm cháy................................................................................. 28

3.3.1. Entanpi của không khí lý thuyết....................................................................... 28

3.3.2. Entanpi của khói lý thuyết................................................................................. 28

3.4. Xác định tổn thất nhiệt........................................................................................... 32

3.4.1. Xác định thể tích lò............................................................................................. 33

3.4.2. Diện tích bề mặt ghi............................................................................................ 33

3.4.3. Đặc tính cấu tạo của ghi..................................................................................... 34

3.5. Tính nhiệt trong buồng lửa pass 1........................................................................ 34

3.6. Tính nhiệt trong buồng lửa pass 2........................................................................ 37

3.7. Tính nhiệt trong buồng lửa pass 3........................................................................ 41

CHƯƠNG IV :TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ TẬN DỤNG NHIỆT

KHÓI THẢI  SỬ DỤNG ỐNG NHIỆT TRỌNG TRƯỜNG

4.1. Lý thuyết về ống nhiệt........................................................................................... 46

4.1.1. Cấu tạo.................................................................................................................. 46

4.1.2. Nguyên lý hoạt động của ống nhiệt.................................................................. 47

4.1.3. Môi chất nạp ống nhiệt....................................................................................... 48

4.1.3.1. Nhiệt độ làm việc của ống nhiệt..................................................................... 49

4.1.3.2 Tính phù hợp...................................................................................................... 50

4.2. Tính toán công suất nhiệt của thiết bị ống nhiệt trọng trường

        có bề mặt nhẵn bên trong...................................................................................... 51

4.2.1. Công suất nhiệt toàn bộ của ống nhiệt............................................................. 51

4.2.2. Công suất nhiệt trong của ống nhiệt................................................................. 54

4.3.Tính toán thiết kế thiết bị tận dụng nhiệt khói thải sử dụng

         ống nhiệt trọng trường.......................................................................................... 55

4.3.1. Xác định công suất nhiệt của ống nhiệt trọng trường..................................... 55

4.3.2. Tiến hành chọn các kích thước và thông số cơ bản của ống nhiệt............... 56

4.3.2.1.Tính công suất nhiệt của mỗi ống nhiệt......................................................... 57

4.3.2.1.1.Xác định tổng nhiệt trở ngoài....................................................................... 57

4.3.2.1.1.1.Tính nhiệt trở của khói nóng với vách ngoài phần sôi.......................... 57

4.3.2.1.1.2. Tính nhiệt trở dẫn nhiệt vách ngoài phần sôi........................................ 61

4.3.2.1.1.3. Tính nhiệt trở dẫn nhiệt vách ngoài phần ngưng................................... 61

4.3.2.1.1.4. Tính nhiệt trở của không khí  với vách ngoài phần ngưng.................. 61

4.3.2.2. Tính công suất nhiệt của mỗi ống nhiệt........................................................ 65

4.3.2.3.Xác định hệ số kích thước ống nhiệt.............................................................. 65

4.3.2.4.Xác định hệ số tính chất vật lý của môi chất nạp x...................................... 65

4.3.2.5.Xác định Dt_i , Ri................................................................................................. 65

4.3.2.6.Công suất nhiệt toàn bộ của ống nhiệt........................................................... 66

4.3.3.Tính kiểm tra an toàn công suất của ống nhiệt................................................. 67

4.3.4. Tính kiểm tra chiều dài phần ngưng và phần sôi của ống nhiệt................... 67

4.3.5. Xác định lượng môi chất nạp vào ống.............................................................. 69

4.3.6. Xây dựng sơ đồ nguyên lý mô hình thiết bị..................................................... 69

4.3.7. Tính toán kích thước của thiết bị tận dụng nhiệt khói thải

           sử dụng ống nhiệt trọng trường.......................................................................... 69

4.4. Kết luận.................................................................................................................... 72