Đề tài: Tính toán thiết kế lò hơi công nghiệp sinh hơi bão hòa (đốt dầu FO)

Luận văn Đề tài: Tính toán thiết kế lò hơi công nghiệp sinh hơi bão hòa (đốt dầu FO) Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 4 Chương 1 :TÍNH TOÁN LÒ HƠI ĐỀ TÀI: Tính toán thiết kế lò hơi công nghiệp sinh hơi bão hòa (đốt dầu FO) có các thông số sau: Thông số hơi : - Áp suất : P = 5 bar - Sản lượng hơi : D = 5 Tấn/giờ Nhiên liệu dầu mazut/(FO) có các thành phần : C lv = 84,2% ; H lv = 11,5% ; Sc lv = 1,4% ; O lv = 1,2% ; A = 0,1% ; W = 1,6%. C lv H lv Sc lv O lv A W N lv 84,2% 11,5% 1,4% 1,2% 0,1% 1,6% 0% Với nhiệt độ nước cấp là tnc = 90 0 C; nhiệt độ nhiên liệu tnl = 90 0 C ; nhiệt độ không khí lạnh tkkl = 30 0 C . Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 5 PHẦN I: TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CHÁY VÀ HIỆU SUẤT CỦA LÒ Với thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu là 1,4% ta có thể chọn sơ bộ nhiệt độ khói thải tk = 160 0 C (với nhiệt độ đọng sương là tđs = 135 o C). I.Thể Tích Không Khí Và Sản Phẩm Cháy.  Lượng không khí vừa đủ để đốt cháy một kg nhiên liệu: 3 0,0899.( 0,375. ) 0,265. 0,0333. 0,0899.(84,2 0,375.1,4) 0,265.11,5 0,0333.1,2 10,6243 / . o lv lv lv lv kkV C S H O m tc kg             Chọn hệ số không khí thừa : 1,1  với ( 1,1 1,15   )  Thể tích không khí thực tế đã đốt dầu FO: 3. 1,1.10,6243 11,687 /okk kkV V m tc kg    Thể tích sản phẩm cháy : 2 2 2 ( 1).o ok RO N H O kkV V V V V     Trong đó:  2 0,01866.( 0,375. )lv lvROV C S   30,01866.(84,2 0,375.1,4) 1,58 /m tc kg    2 0,79. 0,008.o o lvN kkV V N   30,79.10,6243 0,008.0 8,39 / .m tc kg    2N V = 2 0 NV + 0,79. 0( 1). kkV  = 9,23 Nm 3 / m 3 tc  2 0,112. 0,0124.W 0,0161.o lv lv oH O kkV H V    30,112.11,5 0,0124.1,6 0,0161.10,6243 1,48 /m tc kg    Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 6  2 0,112. 0,0124.W 0,0161. .lv lv oH O kkV H V    30,112.11,5 0,0124.1,6 0,0161.1,1.10,6243 1,5 /m tc kg    Suy ra 31,58 8,39 1,5 (1,1 1).10,6243 12,53 /kV m tc kg      0 02 0,21.( 1). t kkV V  = 0,223 Nm 3 / m 3 tc  ôkkhV = 2 2 02 t RO N COV V V V   ( 22 - [3] ) = 10,2 Nm 3 / m 3 tc Bảng kết quả tính toán quá trình cháy o kkV Nm 3 / m 3 tc kV Nm 3 / m 3 tc ôkkhV Nm 3 / m 3 tc 2RO V Nm 3 / m 3 tc 2 0 NV Nm 3 / m 3 tc 2N V Nm 3 / m 3 tc 2 0 H OV Nm 3 / m 3 tc 2H O V Nm 3 / m 3 tc. 10,6243 12,53 10,2 1,58 8,39 9,23 1,48 1,5 II.Entanpi Của Không Khí Và Sản Phẩm Cháy: Entanpi của khói với 1kg nhiên liệu được xác định bởi công thức. Khi 1,1  ta có : ( 1). ( / )o ok k kkI I I KJ kg   Trong đó : o kI : là entanpi khói lý thuyết khi đốt cháy hoàn toàn 1kg nhiên liệu với 1  2 2 2 2 2 2 .( . ) .( . ) .( . ) ( / )o o ok RO p k RO N p k N H O p k H OI V C t V C t V C t KJ kg   1,58.282,488 8,39.207,784 1,48.243,084 2549,4 /kJ kg    Với: Nhiệt độ tk ( o C) (C.t)kk kJ/m 3 tc (C.t)RO2 kJ/m 3 tc (C.t)N2 kJ/m 3 tc (C.t)H2O kJ/m 3 tc (C.t)tro kJ/kg 160 208,724 282,488 207,784 243,084 134,28 o kkI là entanpi không khí lý thuyết khi 1  .( . ) 10,6243.1,3.30 414,35 /o okk kk p kkI V C t kJ kg   Suy ra : 2549,4 (1,1 1).414,35 2590,83 /kI kJ kg    Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 7 Tương tự ta tính toán ở các nhiệt độ khác nhau ta được bảng entanpi cho khói như bảng sau: (Bảng 1). Bảng 1 toC (Ct)kk (kJ/m3tc) 2( )Ct RO (kJ/m3tc) 2( )Ct N (kJ/m3tc) 2( )Ct H O (kJ/m3tc) (Ct)tro (kJ/kg) ( / ) o kI kJ kg ( / )okkI kJ kg ( / )kI kJ kg 100 129,95 170,03 129,58 151,02 81 1582,3536 1381,159 1720,4695 200 261,24 357,46 259,92 304,46 169,8 3202,2056 2762,318 3478,4374 300 394,89 558,81 392,01 462,72 264 4865,9637 4143,477 5280,3114 400 531,2 771,88 526,52 626,16 360 6576,3132 5524,636 7128,7768 500 670,9 994,35 683,8 794,85 458 8500,43 6905,795 9191,0095 600 813,36 1224,66 804,12 968,88 560 10134,85 8286,954 10963,545 700 958,86 1431,07 947,52 1144,84 662,5 11928,043 9668,113 12894,8547 800 1090,56 1704,88 1093,6 1334,4 768 13870,614 11049,272 14975,5416 900 1256,94 1952,28 1239,84 1526,13 825 15776,055 12430,431 17019,0981 1000 1408,7 2203,5 1391,7 1722,9 985 17742,243 13811,59 19123,402 Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 8 Bảng 1 (tiếp theo) 1100 1562,55 2458,39 1543,74 1925,11 1092 19723,9 15192,749 21243,1747 1200 1718,16 2716,56 1697,16 2132,28 1212 21729,757 16573,908 23387,148 1300 1874,86 2976,74 1852,76 2343,64 1360 23763,366 17955,067 25558,8723 1400 2032,52 3239,04 2028,72 2559,2 1585 25977,444 19336,226 27911,0666 1500 2191,5 3503,1 2166 2779,05 1758 27876,213 20717,385 29947,9515 1600 2351,68 3768,8 2324,48 3001,76 1880 29959,731 22098,544 32169,5856 1700 2512,26 4035,31 2484,04 3229,32 2065 32060,865 23479,703 34408,8357 1800 2674,26 4304,7 2643,66 3458,34 2185 34169,243 24860,862 36655,3296 1900 2836,32 4573,98 2804,02 3690,57 2385 36288,471 26242,021 38912,6733 2000 3000 4844,2 2965 3925,6 2514 38418,586 27623,18 41180,904 2100 3163,02 5115,39 3127,32 4163,04 2640 40565,091 29004,339 43465,5249 2200 3327,5 5386,48 3289,22 4401,98 2762 42710,164 30385,498 45748,714 Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 9 III.Cân Bằng Nhiệt Lò Hơi Ta có : 1 2 3 4 5 6 ( / ).dvQ Q Q Q Q Q Q kJ kg      ' 640,1( / ) 5 '' 2749( / ). 5 377,12( / ) 90 nco nc i kJ kg P bar i kJ kg P bar i kJ kg t C          Ta tính được nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu : 339. 1030. 109( ) 25 339.84,2 1030.11,5 109(1,2 1,4) 25.1,6 40370,6( / ) lv lv lv lv lv lv thQ C H O S W kJ kg              Nhiệt trị nhiên liệu được hâm nóng lên 90oC Qnl = Cnl.tnl = 1,965.90 = 176,85 kJ/kg Với Cnl = 1,74+0,0025tnl = 1,74+0,0025.90 = 1,965 kJ/kg.độ Nhiệt lượng đưa vào ứng với 1kg nhiên liệu 40370,6 176,85 40547,45( / ).lvdv th nlQ Q Q kJ kg     IV. Các Tổn Thất  Tổn thất do khói thải mang đi Q2 4 2 ( )(1 ) 100 2590,83 455,78 2135( / ). k kkl k kkl q Q I I I I kJ kg          . .( ) 1,1.10,6243.1,3.30 455,78okkl kk kklI V ct  kJ/kg Suy ra tổn thất 2 2 2135 .100 .100 5,27% 40547,45dv Q q    Với tổn thất về hóa học q3 = 1,5% ; tổn thất nhiệt do cơ học q4 = 0% ; tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh q5 = 1,8% cho nồi không có bề mặt đốt phần đuôi ; tổn thất nhiệt do tro, xỉ q6 = 0%. V.Hiệu suất của lò hơi: - Hiệu suất toàn phần của lò hơi (Hiệu suất của lò hơi) Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 10 2 3 4 5 6100 ( ) 100 (5,27 1,5 0 1,8 0) 91,4% q q q q q               - Hiệu suất buồng lửa ( Xét cho lượng nhiệt chứa trong dòng sản phẩm cháy từ buồng lửa). 2 90,4 5,27 96,7%bl q      - Hiệu suất quá trình cháy (xét cho quá trình biến đổi hóa năng thành nhiệt 5 96,7 1,8 98,5%ch bl q      VI.Tiêu hao nhiên liệu - Nhiệt cấp có ích cho lò 1 91,4.40547,45 . 37060( / ). 100 dvQ Q kJ kg   Chọn hệ số xả lò p = 3% . - Suy ra suất tiêu hao nhiên liệu B được tính : đối với dầu 1 1 3 .( '' ) .( ' ) 5.10 (2749 377,12) 150(640,1 377,12) 321( / ) 37060 nc x nc t D i i D i i B B Q Q kg h            lv thQ kJ/kg Các tổn thất ; % η(%) Bt (kg/h) q2 q3 q4 q5 q6 40370,6 5,27 1,5 0 1,8 0 91,4 321 - Lượng tiêu hao nhiên liệu tính cho 1 tấn nhiên liệu : 1 321 64,2 / 5 5 t t B B kg h   Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 11 PHẦN II: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC LÒ HƠI  Diện tích sơ bộ Với năng suất bóc hơi riêng phần D1= 45 ÷ 50 kg/m 2.h,và năng suất bốc hơi toàn phần D=5T/h ta tìm ra diện tích cần sinh hơi F=D/D1. Chọn D1 = 50kg/m 2 .h Suy ra Tổng diện tích cần để sinh hơi: 1 5000 100 50 D F D    m 2 . Vậy diện tích thiết kế sơ bộ là 100 m2 Nhiệt thế thể tích buồng lửa ta chọn theo kinh nghiệm trong khoảng 1800÷2300kW/m3 Để tiết kiệm không gian buồng lửa cũng như giảm giá thành vật tư chế tạo ta chọn giá trị nhiệt thế có giá trị 1900kW/m3 . Ta có . lvt th v B Q q V  =1900kW/m 3 . Suy ra thể tích buồng lửa tính sơ bộ là : . 321.40370,6 1,89 1900.3600 lv t th v B Q V q    m 3 .  Chiều dài ngọn lửa : Dựa vào đồ thị dưới đây ta chọn chiều dài ngọn lửa sơ bộ khoảng 3m Chiều dài ngọn lửa sẽ chiếm từ 75-80 % chiều dài cả ống lò ,vì vậy chiều dài ống lò trong trường hợp này chọn là 4 m. Ta tính được đường kính ống lò theo công thức sau : Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 12 2 . ( . ). 4 4. 0,78 . d V S l l V d m l        Thông số của ống lò : Chiều dài l (m) Đường kính d (m) 4 0,78  Xác định kích thước sơ bộ của lò :  Diện tích bức xạ trong buồng đốt : 2. . 9,76 mbxF d l  Diện tích bức xạ này chiếm gần 10% tổng diện tích sinh hơi.  Diện tích dàn đối lưu : 290,24dl bxF F F m    Ta chọn loại ống có đường kính φ = 51mm theo tiêu chuẩn. Với lò hơi loại đốt dầu ta chọn loại có 2 pass khói và chiều dài mỗi pass ống bằng chiều dài ống lò là l = 4 m Tổng số mét chiều dài ống là : 563,22 . dl dl dl F l m d   Tổng số ống sinh hơi đối lưu sơ bộ là : 140,8 4 dlln   ống. Vậy số ống của mỗi pass trung bình sẽ là 70 ống. Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 13 Bảng kết quả tính toán kích thước cơ bản của lò STT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN ĐƠN VỊ KẾT QUẢ 01 Chiều dài buồng đốt . mm 4000 02 Đường kính buồng đốt. mm 780 03 Diện tích bức xạ bề mặt trong m2 9,76 04 Diện tích dàn đối lưu m2 90,24 05 Số ống sinh hơi đối lưu . Số ống 140 06 Số ống trên một pass . Số ống 70 Từ đây ta có thể phác thảo kích thước sơ bộ của lò với đầy đủ kích thước để kiểm tra Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 14 PHẦN III: TÍNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG BUỒNG LỬA Với chiều dài của buồng lửa Lbl = 4 m Đường kính của buồng lửa Dbl = 0,78m Diện tích toàn bộ buồng lửa : Fv =  . Dbl.Lbl =  . 0,78. 4 = 9,8 m 2 Thể tích buồng lửa V0 chính bằng thể tích bên trong của hình trụ. Ta chọn : Thể tích buồng lửa : V0 = 1,89m 3 Ta chọn bề mặt trong của ống lửa là loại lượn sóng có đường kính lượn dl = 150mm Vì vậy khi tính thể tích ống lửa ta tính theo đường kính trung bình chính là đường kính của ống lửa đã tính chọn ban đầu.Diện tích ta tính gần đúng theo đường kính buồng lửa đã tính chọn ban đầu. Chọn sơ bộ nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa là 1200oblt C  Nhiệt lượng hữu ích tỏa ra trong buồng lửa '3 6 0 dv 100 100 k k q q Q Q Q Q      [1] Qk – nhiệt lượng do không khí mang vào lò khi có sấy sơ bộ bên ngoài, vì lò không có sấy không khí nên Qk = 0 ' kQ - nhiệt lượng do không khí mang vào buồng lửa       ' 0 '' 0 0 0 0 0,05.455,78 22,79 / k n n kkl n kkl Q I I I kJ kg                       [1] 0 100 1,5 40547,45. 22,79 39962 / 100 Q kJ kg       Nhiệt lượng truyền lại cho buồng lửa với 1kg nhiên liệu    ''0 0,982 39962 23387,148 16277 /bl blQ Q I kJ kg      Tổng nhiệt dung trung bình sản phẩm cháy của 1kg nhiên liệu Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 15 '' 0 ''m bl C a bl Q I V t t    [1] Từ Q0 = Ia = 39962 kJ/kg = 9544,3 kcal/kg Tra bảng 1 ,suy ra : ta = 1946 0 C. Vậy : 09544,3 5586 5,3 / . 1946 1200m CV kcal kg C      Hệ số bám bẩn bề mặt hấp thụ bức xạ quy ước, tính đến sự giảm hấp thụ nhiệt do làm bẩn bề mặt, được chọn theo bảng trang 46 ta được 0,9   Độ đen của buồng lửa   ' 0 ' ' 0,82. 1 a a a a     [1] Trong đó:  - độ dày đặc của dàn ống trong buồng lửa b v H F   Fv = 9,8 m 2 – diện tích toàn bộ buồng lửa Hb – diện tích vách do dàn ống choáng chỗ Hb = Fv = 9,8 m 2 'a - độ đen hiệu dụng của ngọn lửa ' .a a  - hệ số phụ thuộc vào sắc thái của ngọn lửa, tra bảng trang 50 [1] ta được :  = 0,75 a - độ đen của môi trường buồng lửa 1 kpsa e  [1] p – áp suất của buồng lửa, chọn p = 1ata k – hệ số làm yếu tia bức xạ trong môi trường buồng lửa Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 16 " 1200 273 1,6 0,5 1,6 0,5 1,86 1000 1000 blTk       [1] s – bề dày hiệu dụng của lớp bức xạ 0 1,893,6 3,6 0,69 9,8v V s m F    [1] kps = 1,86.1.0,69 = 1,29 1,291 0,73a e    Vậy : ' . 0,75.0,73 0,54a a    0 0,82.0,54 0,47 0,54 1 0,54 .1.0,9 a      Nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa [1] " 0,6 8 3 0,6 8 3 273 1,27.10 . . . . 1 . . 1946 273 273 1,27.10 .0,9.9,8.0,47.(1946 273) 1 0,982.321.5,3 1182 a bl b o a t Cm o T t H a T B V C                         Như vậy, ta có: ' '' 1182 1200 18 50o ok bl blt t t C C       Do đó nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa sẽ là : " 1182oblt C - Tổng nhiệt lượng bức xạ trong buồng lửa : " 39962 23001 16961 /b o blQ Q I kJ kg     Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 17 IV.TÍNH TOÁN CÁC BỀ MẶT ĐỐI LƯU  TÍNH TOÁN SƠ BỘ DIỆN TÍCH TRUYỀN NHIỆT VÀ HỆ SỐ TRAO ĐỔI NHIỆT CHO DÀN ĐỐI LƯU -Nhiệt lượng mà nước nhận được từ dòng khói:     " 1 . 0,982 23001 2590,83 (1,1 0,05).455,78 20557,5 / bl k kklQ I I I kJ kg            -Nhiệt lượng do bề mặt đốt hấp thụ bằng bức xạ và đối lưu: 1 2 . .k F t Q Q Q B      1 Trong đó: B - lượng tiêu hao nhiên liệu, B = 321 kg/h F - diện tích trao đổi nhiệt trong buồng sinh hơi, m2 k – hệ số truyền nhiệt, kcal/m2h0C t - độ chênh nhiệt độ, 0C  Tính độ chênh nhiệt độ: Vì nước và khói trong lò hơi chuyển động vuông góc với nhau nên độ chênh nhiệt độ được xác định theo công thức sau: .t nct t    1 Trong đó: nct - độ chênh nhiệt độ của sơ đồ chuyển động ngược chiều t - hệ số chuyển đổi từ sơ đồ ngược chiều sang sơ đồ phức tạp hơn. max min max min ln nc t t t t t        1 maxt - hiệu số nhiệt độ lớn hơn của các môi chất trao đổi nhiệt maxt = 1182– 152 = 1030 0C Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 18 mint - hiệu số nhiệt độ nhỏ hơn của các môi chất trao đổi nhiệt mint = 160 – 90 = 70 0C 01030 70 357 1030 ln 70 nct C      Để tìm t ta phải tìm 2 tham số P và R: +) '' ' 2 2 ' ' 1 2 152 90 0,057 1182 90 t t P t t       +) ' '' 1 1 '' ' 2 2 1182 160 16,5 152 90 t t R t t       Dựa vào hình 6.18  1 , ta được: t = 1 Vậy: 01.357 357t C    Hệ số truyền nhiệt k: 1 2 1 1 1t v c t v c k               1 Trong đó: 1 và 2 - hệ số tỏa nhiệt từ khói cho vách ống và từ vách ống đến nước.  và  - bề dày và hệ số dẫn nhiệt của ống t và t - lớp tro xỉ và muội trên bề mặt của ống v và v - vách ống c và c - lớp cáu trên bề mặt của ống Nhiệt trở của lớp tro xỉ t / t gọi là hệ số làm bẩn  , tra bảng ta được:  = 0,015 Vì đốt dầu nên ta có thể bỏ qua nhiệt trở của lớp cáu trên bề mặt ống Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 19 Bề dày vách ống: v = 3,2 mm Hệ số dẫn nhiệt của ống, ta chọn ống làm bằng thép 20K v = 38 kcal/m 2 h 0 C=159kJ/m 2 h 0 C  Tính 1 : Nhiệt độ trung bình của khói: " 0 1 1182 160 671 2 2 bl kt tt C      Nhiệt độ vách tính toán: tv = tb + 4.δong + 60 = 160 + 4.3,2 + 60 = 232,8 0 C Tra phụ lục 5  4 “ Thông số vật lý của khói” ở nhiệt độ t1 = 671 0 C và tv = 232,8 0C, ta được: 3 1 0,373 /kg m  2 1 8,0745.10 / .W m K  6 2 1 107,85.10 /v m s  1Pr 0,612 , Pr 0,66v  Chế độ chảy của khói trong lò hơi: 1 1 1 . Re d v    4 Trong đó: 1 - vận tốc trung bình của dòng khói trong ống, chọn: 1 = 14 m/s d – đường kính trong của ống, d = 51 mm 1 6 14.0,051 Re 6620 107,85.10    Ta thấy: 2200 < Re1 < 10 4  Khói chuyển động trong ống ở trạng thái quá độ. 0,25 0,43 1 1 0 1 Pr .Pr . . Pr l v Nu K         4 Tra bảng 8.3  4 với Re1 = 6620, ta được: K0 = 19 Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 20 Vì tỉ số 78,4 50 l d   nên l = 1 0,25 0,43 1 0,612 19.0,612 . .1 15,1 0,66 Nu        Vậy: 2 21 1 1 . 15,1.8,075.10 23,9 / 0,051 d Nu W m K d      Vì nhiệt độ khói vào buồng sinh hơi cao nên ta phải xét đến bức xạ. Tổng hệ số tỏa nhiệt với bề mặt ngoài của ống: 1 1 1d b    Tính hệ số bức xạ 1b Chiều dày hiệu dụng của lớp bức xạ: Ta có: 1 2 2,96 1,85 4,81 7 ng ng s s d d      Vậy chiều dày hiệu dụng của lớp bức xạ được xác định theo công thức:  1 21,87. 4,1 . 1,87.4,81 4,1 .0,0542 0,2653ng ng s s s d d           2 2 . 0,125.1 0,125CO COP r P at     4 2 2 . 0,106.1 0,106H O H OP r P at    4 2 . 0,125.0,2653 0,03 .COP s at m  2 . 0,106.0,2653 0,028 .H OP s at m  Từ t1 = 671 0 C và tích P.s của CO2 , H2O, tra hình 11.9, 11.10 và 11.11  4 , ta được: 2 0,068H O  ; 2 0,08CO  ; 0,9  Độ đen của khói được xác định: 2 2 . 0,08 0,9.0,068 0,1412k CO H O        Nhiệt lượng bức xạ trên một đơn vị diện tích: Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 21 44 1 1 . .5,67 2 100 100 v v bx k TT q                  Độ đen bề mặt ống thép thông thường khoảng 0,8 0,85v   , chọn bằng 0,85 4 4 20,85 1 671 273 232,8 2730,1412. .5,67 5396,25 / 2 00 100 bxq W m                    2 1 1 5396,25 12,3 / 671 232,8 bx b v q W m K t t       Vậy: 2 1 23,9 12,3 36,2 /W m K     Tính 2 Vì lượng nước được bơm vào rất nhỏ so với lượng nước trong lò hơi nên ta có thể lấy nhiệt độ trung bình của nước gần bằng với nhiệt độ nước trong lò. t2 = 152 0 C Tra phụ lục 7  4 ở nhiệt độ t2 = 152 0C, ta được: 3 2 915 /kg m  2 2 68,4.10 / .W m K  6 2 2 0,214.10 /v m s  2Pr 1,16 Chế độ nước chảy trong lò hơi: 2 2 2 . Re d v   Trong đó: 2 - vận tốc trung bình của nước trong lò hơi, chọn: 1 = 1 m/s d – đường kính ngoài của ống, d = 54,2 mm 5 2 6 1.0,0542 Re 2,5.10 0,214.10    > 10 3 , nước chảy rối trong lò hơi Đồ Án Môn Học - Lò Hơi SVTH : Nguyễn Hữu Quang GVHD : ThS.Võ Kiến Quốc Page 22 Chùm ống bố trí so le ta có: 0,25 0,6 0,36 1 2 Pr 0,40.Re .Pr . . . Pr i v Nu          Vì góc va bằng 900 nên  = 1 Và 2 >> 1 ( vì một bên là khí, một bên là nước) nên nhiệt trở tỏa nhiệt về phía nước gần như không đáng kể, do vậy có thể xem 0,25 1Pr 1 Prv         0,6 ' 5 2 0,40. 2,5.10 699Nu   ' 2 ' 22 2 2 . 699.68,4.10 8816. / 0,0542ng Nu W m K d      Chùm ống có 10 dãy ống, hệ số tỏa nhiệt trung bình của chùm ống được tính:  ' ' '2 2 2 2 2 0,6. 0,7. 10 2 8199 / . 10 W m K        Thay vào ta tính được: 2 01 23,35 / . 21,93 / 1 0,0032 1 0,015 36,2 38 8199 k W m C kcal m      Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của buồng hơi : 2. 4909,84.321 201,3 . 21,93.3