Đồ án Các phương pháp giảm tổn thất nhiệt lò hơi

THUYẾT TRÌNH LÒ HƠI ĐỀ TÀI 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢM TỔN THẤT NHIỆT LÒ HƠI YÊU CẦU: - TRÌNH BÀY TẤT CẢ CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢM TỔN THẤT NHIỆT LÒ HƠI - MỖI PHƢƠNG PHÁP LẤY VÍ DỤ CỤ THỂ, TÍNH TOÁN % TỔN THẤT NHIỆT GIẢM BỚT - LÒ HƠI ĐỐT THAN CÓ THÀNH PHÂN LƢU HUỲNH LÀM VIỆC LÀ 0,7%. HÃY XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ TỐI ƢU CỦA NHIỆT ĐỘ KHÓI THẢI NHÓM 2 VŨ HOÀNG THỦ 20502858 THÁI KIÊN TRUNG 20503219 NGUYỄN MAI BÍCH TIÊN 20502909 NGUYỄN PHAN THÙY ANH 20504004 PHÙNG TẤT THỊNH 20502763 I.GIỚI THIỆU CHUNG Trong lò hơi nhƣ chúng ta đã biết tồn tại năm tổn thất chính - Tổn thất do khói thải mang ra ngoài.(q2) - Tôn thất do cháy không hoàn toàn về hóa học (q3). - Tổn thất do cháy không hoàn toàn về cơ học (q4). - Tồn thất do tỏa nhiệt ra môi trƣờng xung quanh (q5). - Tổn thất do tro xỉ mang ra ngoài (q6) Tổng giá trị tổn thất tƣơng đối khoảng từ 25%-30% do đó hiệu suất sử dụng nhiệt trong lò hơi rất thấp chỉ khoảng từ 70-75%. Vậy bằng cách nào chúng ta có thể giảm những tổn thất này xuống đồng nghĩa với việc chúng ta sẽ nâng cao đƣợc hiệu suất sử dụng lò hơi, từ đó dẫn đến kết quả tiết kiệm năng lƣợng và hiệu quả kinh tế. Một số biện pháp sau đây có thể giúp chúng ta giảm đáng kể các tổn thất này nhƣ: - Điều chỉnh hệ số không khí thừa hợp lý. - Xác định nhiệt độ khói thải hợp lý. - Bọc cách nhiệt ,tận dụng công suất lò. - Xác định lƣợng nƣớc xả đáy hợp lý cũng nhƣ việc tận dụng nguồn nhiệt từ lƣợng nƣớc xả đáy. II. PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ KHÔNG KHÍ THỪA 1. Vai trò của hệ số không khí thừa Trong vận hành lò hơi, việc điều chỉnh hệ số không khí thừa (excess air) là 1 công việc rất quan trọng, việc quá nhiều hoặc quá ít không khí thừa đều gây ra những kết quả không mong muốn. Nếu điều chỉnh không khí thừa quá nhiều thì lƣợng khói thải sẽ nhiều hơn làm tăng tổn thất do khói thải (q2) giảm hiệu suất lò hơi. Hoặc nếu lƣợng không khí thừa ít, sẽ làm cho quá trình cháy nhiên liệu xảy ra không hoàn toàn, kết quả hình thành cacbon monoxide (CO) làm tăng tổn thất do cháy không hoàn toàn về hoá học, mặt khác CO sinh ra sẽ bám lên thành lò có thể gây ra sự nổ lò hơi. Do vậy cái lỗi thƣờng xảy ra ở đây là việc điều chỉnh dƣ lƣợng không khí thừa. Chúng ta đã khái quát đƣợc việc điều chỉnh dƣ hệ số không khí thừa sẽ làm giảm hiệu suất của lò hơi, nhƣng cụ thể sự ảnh hƣởng đó đến mức nào. Bảng sau đây mô tả quan hệ của hệ số oxy thừa với hiệu suất của 1 lò hơi đã đƣợc trang bị các bộ phận giảm tổn thất và bộ sấy không khí Oxy thừa % Hiệu suất 2.0 83.08% 2.5 82.37% 3.0 81.68% 3.5 80.71% 4.0 79.72% 4.5 78.60% 5.0 77.31% 5.5 75.32% 6.0 74.03% 6.5 72.01% Nguồn từ: United States Department of Energy, Energy Efficiency Handbook. 2. Ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ đến hệ số không khí thừa Việc điều chỉnh hệ số không khí thừa đƣợc xác định dựa trên lƣợng không khí vào lò hơi. Tuy nhiên thành phần oxy chứa đựng trong không khí là tác nhân tham gia vào quá trình cháy. Và thành phần oxy trong không khí thay đổi theo áp suất và nhiệt độ không khí. Khi nhiệt độ không khí giảm thì hàm lƣợng oxy trong không khí tăng lên và khí áp suất tăng lên thì hàm lƣợng oxy trong không khí tăng lên Nhiệt độ không khí Áp suất Phần trăm không khí thừa 40F 25.5% 60F 20.2% 80F 15.0% - giá trị cài đặt ban đầu 100F 9.6% 120F 1.1% 27 in. 7.0% 28 in. 11% 29 in. 15% - giá trị cài đặt ban đầu 30 in. 19.% 31 in. 34.5% Nguồn từ: United States Department of Energy, Energy Efficiency Handbook. 3. Xác định hệ số không khí thừa tối ưu: Giá trị tỉ lệ dƣ gió tối ƣu phụ thuộc vào loại nhiên liệu, công suất và chế độ hoạt động của lò. Với các lò hơi hoạt động ở mức 50-100% công suất định mức, tỉ lệ dƣ gió tối ƣu đƣợc kiến nghị trong bảng sau đây. Trong thực tế, việc xác định tỉ lệ dƣ gió lý thuyết tƣơng đối phức tạp vì chúng phụ thuộc vào thành phần nhiên liệu. Do đó ta thƣờng xác định tỉ lệ dƣ gió bằng cách đo nồng độ O2 hoặc CO2 trong khói thải. Tỉ lệ dƣ gió theo nồng độ O2 đƣợc xác định bằng biểu thức sau: Tỉ lệ dƣ gió 20%21 21 Nhƣ vậy để đánh giá xem lò hơi đang hoạt động có tỉ lệ dƣ gió tối ƣu hay chƣa ta chỉ cần xác định hàm lƣợng ôxy trong khói thải để tính ra tỉ lệ dƣ gió và đối chiếu với bảng trên. Bảng các mức khí dư điển hình với các lọai nhiên liệu khác nhau 4. Một số phương pháp kiểm soát hệ số không khí thừa 4.1. Sử dụng thiết bị phân tích Oxy cầm tay và đồng hồ đo lƣƣ lƣợng khí để ghi các thông số định kỳ giúp hƣớng dẫn ngƣời vận hành điều chỉnh lƣu lƣợng khí nhằm đạt đƣợc vận hành tối ƣu. Có thể giảm khí dƣ lên tới 20% . 4.2. Phổ biến nhất là thiết bị phân tích Oxy liên tục với đồng hồ đo lƣu lƣợng khí đƣợc gắn bên trong để đọc thông số, từ đó ngƣời vận hành có thể điều chỉnh lƣu lƣợng khí. So với hệ thống trƣớc, thiết bị này có thể giúp giảm đƣơc thêm 10-15 % . 4.3. Thiết bị phân tích Oxy liên tục tƣơng tự có thiết bị van điều tiết điều khiển từ xa, từ đó các thông số sẽ có sẵn trong buồng điều khiển. Nhờ vậy nguời vận hành có thể kiểm soát từ xa nhiều hệ thống đốt cùng lúc. 4.4. Thiết bị phức tạp nhất là hệ thống điều khiển van điều tiết tự động có chi phí rất cao còn đƣợc gọi là Hệ thống O2 TRIM, chỉ phù hợp với những hệ thống lớn. a. Nguỵên lý của hệ thống O2 TRIM Dùng 1 cảm biến đƣợc lắp đặt ở đƣờng khói thải của lò hơi để nhận biết lƣợng oxy trong khói thải. cảm biến đƣợc nối với một bộ điều khiển liên tục nhận biết lƣợng oxy và cung cấp tín hiệu điều chỉnh mắt gió hoặc van nhiên liệu để đảm bảo quá trình cháy xảy ra hoàn toàn với lƣợng không khí thừa là nhỏ nhất b. Khả năng tiết kiệm: Oxy thừa % Natural Gas 2.0 83.08% 2.5 82.37% 3.0 81.68% 3.5 80.71% 4.0 79.72% 4.5 78.60% 5.0 77.31% 5.5 75.32% 6.0 74.03% 6.5 72.01% Độ tăng hiệu suất = 1.0 - (hiệu suất lúc đầu / hiệu suất lúc sau) Ví dụ: Từ 4.5% oxy thừa giảm xuống 2.0% 1.0 - (0.7972 / 0.8308) = 0.04044 = 4.04% Bởi vì một số lò hơi đƣợc vận hành với một lƣợng oxy thừa rất lớn, cho nên lƣợng tiết kiệm đƣợc trong năm đầu tiên có thể cao hơn con số này. Tuy nhiên theo Hays Cleveland lƣợng tiết kiệm mong đợi có thể từ 2 – 4%. c. Chi phí lắp đặt Chi phí cho việc lắp đặt O2 Trim tuỳ thuộc một phần vào kích thƣớc của lò hơi và loại phân tích O2 cũng nhƣ độ chính xác trong việc điều chỉnh. Đối với một lò hơi công suất 100-600HP (74,57-447,42 kW), thì chi phí đầu tƣ cho một hệ thống O2 TRIM là: Chi phí thiết bị 10.000 - 12.000 $ Chi phí cài đặt 5.000 – 7000 $ Chi phí thiết lập ban đầu và huấn luyện cài đặt 2.500 – 4.000 $ Tổng chi phí 17.500 – 23.000 $ (Nguồn : Charles Rowan, V-P Sales at Hays-Cleveland 3/2005) Ví dụ ứng dụng O2 trim system Giả sử một lò hơi có công suất 500hp với năng lƣợng đƣa vào là 20,000,000 BTUs, vận hành 8000 giờ một năm với hệ số tải là 50% có thể tiết kiệm 2% bằng việc lắp đặt hệ thống O2 Trim: Năng lƣợng tiết kiệm đƣợc trong 1 năm 20 MMBTUs x 8,000 hrs x 50% x 2% = 2,560 MMBTUs hay 2,560 MCF Nếu giá của nhiên liệu là $7.00/MCF, thì số tiền tiết kiệm trong 1 năm: $7.00 x 2,560 = $17,920 Thời gian thu hồi vốn khoản từ 1-2 năm tuỳ theo giá lắp đặt. Chú ý rằng nếu phần trăm tiết kiệm là 4% thì thời gian thu hồi vốn có thể giảm xuống chƣa tới 1 năm. 5. Ví dụ: Lò hơi đốt dầu có thành phần làm việc Clv = 87%, Hlv = 10,9%, Olv = 1,1%, Nlv = 0,3%, Slc = 0,7%. Hệ số không khí thừa α = 1,35. Nhiệt độ khói thải tkhói thải = 250 0 C. Nhiệt độ dầu tnl = 90 0 C. Nhiệt độ không khí trong không gian đặt lò hơi tkkl = 30 0 C, cppk = 1,3 kJ/m 3 độ. - Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu: lv tQ = 339C lv + 1030H lv – 109(Olv - Sc lv ) – 25Wlv = 339.87 + 1030.10,9 – 109(1,1 – 0,7) – 25.3 = 40676,1 (kJ/kg) - Nhiệt vật lý của nhiên liệu : Cnl = (1,74 + 0,0025.tnl).tnl = 176,85 (kJ/kg) - Nhiệt lƣợng đƣa vào buồng đốt lò hơi : Qđv = lv tQ + Cnl = 40676,1 + 176,85 = 40852,95 (kj/kg) - Thể tích không khí lý thuyết : 0 kkV = 0,089.( C lv + 0,375. lv cS ) + 1030.H lv – 0,033.Olv = 0,089.(87 + 0,375.0,7) + 1030.10,9 – 0,033.1,1 = 10,62 (m3/kg) - Thể tích khí 3 nguyên tử : VR02 = 0,0187.(C lv + 0,375. lv cS )=0,0187.(87 + 0,375.0,7) = 1,63 (m 3 /kg) - Thể tích nitơ lý thuyết : 0 2NV = 0,79. 0 kkV + 0,008.N lv = 0,79.10,62 + 0,008.0,3 = 8,39 (m 3 /kg) - Thể tích hơi nƣớc lý thuyết : 0 20HV = 0,112.H lv + 0,0124.W lv + 0,0161. 0 kkV = 0,112.10,9 + 0,0124.3 + 0,0161.10,62 = 1,39 (m 3 /kg) - Entanpi của sản phẩm cháy lý thuyết : 0 KI = VR02.(Ct)RO2 + 0 2NV .(Ct)N2 + 0 20HV .(Ct)H20 - Tra bảng nhiệt độ khói t = 2500C : (Ct)kk = 328,025 ; (Ct)RO2 = 458,14 ; (Ct)N2 = 325,52 ; (Ct)H20 = 383,59 0 KI = 1,63.458,14 + 8,39. 325,52 + 1,39. 383,59= 4011,07 (kJ/kg) - Entapi của không khí lý thuyết : 0 kkI = 0 kkV .(Ct)kk = 10,62. 328,025 = 3484,05 (kJ/kg) - Entanpi của hơi nƣớc do không khí thừa mang vào : 20HI = 0,0161(α – 1). 0 kkV .(Ct)H20 = 0,0161.(1,35 – 1).10,62. 383,59 = 22,96 (kJ/kg) - Entanpi của khói thực : IK = 0 KI + (α – 1). 0 kkI + IH20 α = 4011,07 + (1,35 – 1). 3484,05 + 22,96 KI = 5253,45 (kJ/kg) - Entanpi của không khí lạnh : Ikkl = 1,35.10,62.1,3.30 = 558 (kJ/kg) - Nhiệt lƣợng do khói thải mang đi : Q2 = (5253,45 – 558).(1 – 0) = 4695,45 (kJ/kg) - Tỷ lệ phần trăm do khói thải mang đi : %5,11 95,40852 95,4695 100.22 đvQ Q q Xác định hệ số không khí thừa hợp lý α = 1,2 khi này phân tích thấy hàm lượng CO = 0,06%. Khi này - Entanpi của hơi nƣớc do không khí thừa mang vào : 20HI = 0,0161(α – 1). 0 kkV .(Ct)H20 = 0,0161.(1,2 – 1).10,62. 383,59 = 13,12 (kJ/kg) - Entanpi của khói thực : IK = 0 KI + (α – 1). 0 kkI + IH20 α = 4011,07 + (1,2 – 1). 3484,05 + 13,12 KI = 4721 (kJ/kg) - Entanpi của không khí lạnh : Ikkl = 1,2.10,62.1,3.30 = 497,02 (kJ/kg) - Nhiệt lƣợng do khói thải mang đi : Q2 = (4721 – 497,02).(1 – 0) = 4224 (kJ/kg) - Tỷ lệ phần trăm do khói thải mang đi : %3,10 95,40852 4224 100.22 đvQ Q q - Khi này tính đƣợc Q3 = 89,89, q3 = 0,22 % - Tổng tổn thất : q2 + q3 = 10,56% %94,0%56,10%5,11)( 32 qq III. XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ KHÓI THẢI HỢP LÝ 1. Đặc điểm - Khi nhiệt độ khói thải cao thì kéo theo hiệu suất của lò hơi giảm, do phải tốn nhiên liệu cung cấp vào lò để gia nhiệt cho không khí đến nhiệt độ khói. Nếu không có giải pháp nào lấy lại lƣợng nhiệt này thì sẽ gây lãng phí, làm giảm hiệu suất của lò. - Mặt khác, nếu nhiệt độ khói thải tăng cao đột biến thì có thể ƣớc chừng đƣợc rằng các bề mặt trao đổi nhiệt trong lò đang bị bám nhiều bụi, cặn bẩn. Do đó, cần tiến hành làm vệ sinh lò để tránh mất mát hiệu suất. - Nhƣng nếu các giải pháp đƣa ra làm giảm nhiệt độ khói thải xuống quá thấp, thì sẽ tạo điều kiện hình thành H2SO4 trên vách ống khói lò, đôi khi là trên các bề mặt trao đổi nhiệt do nhiệt các bề mặt này lun thấp hơn nhiệt độ khói. SO2 +1/2 O2 → SO3 Chiều thuận của phản ứng trên dễ xảy ra khi trong khói có chứa nhiều oxi (không khí thừa) và nhiệt độ giảm. - Bởi vậy, các giải pháp đƣa ra nhằm làm giảm nhiệt độ khói thì nên tránh làm giảm nhiệt độ thấp quá mức gây tổn hao vật liệu, tốn chi phí bảo dƣỡng. - Theo kinh nghiệm thực tế: nhiệt độ khói ra khỏi lò lớn hơn 2000C cho thấy tiềm năng thu hồi nhiệt. Nếu giảm nhiệt độ khói thải xuống 120C – 160C thì tổn thất q2 giảm 1%. 2. Xác định nhiệt độ đọng sương của khói - Có thể xác định nhiệt độ khói thải bằng cách dựa theo đồ thị sau: Tùy vào từng loại nhiên liệu có thành phần lƣu huỳnh khác nhau mà nhiệt độ đọng sƣơng cũng khác nhau, do đó chỉ cần khống chế nhiệt độ khói lớn hơn giá trị đọng sƣơng để có lƣợng tổn thất q2 nhỏ nhất. - Dựa vào đồ thị, nhiệt độ đọng sƣơng tăng cao đối với các loại nhiên liệu có thành phần lƣu huỳnh 0% tới 1%, và khoảng 3000F(1500C) đối với nhiên liệu có 6%S. - BÀI TẬP: xác định nhiệt độ khói hợp lí với nhiên liệu có 0,7%S. Dựa vào đồ thị liên hệ trên, với nhiên liệu có 0,7%S thì nhiệt độ khói ra vào khoảng 1200C. 3. Các giải pháp tận dụng nhiệt khói thải - Bộ hâm nước: Khi sử dụng bộ hâm nƣớc, nhiệt độ khói giảm khoảng 600C để hâm nƣớc cấp lên khoảng 150C thì hiệu suất nhiệt tăng 3%. Đối với loại lò hơi kiểu mới, khi áp dụng phƣơng pháp này có thể tăng hiệu suất nhiệt lên 5%. Ví dụ: 1 lò hơi 600 HP, lắp đặt 1 bộ hâm nƣớc để tăng hiệu suất từ 2,5% - 4% thì sẽ tiết kiệm đƣợc chí phí nhiên liệu hàng năm từ $13,000 – $21,000 ( nguồn: lubrication management - - Bộ sấy không khí: Hình trên mô tả 1 kiểu vị trí lắp đặt các bộ trao đổi nhiệt nhằm tăng hiệu suất lò hơi, trong đó có bộ sấy không khí(APH). Ở đây, không khí trƣớc khi cho vào buồng đốt đƣợc đƣa vào bộ sấy không khí nhờ quạt hút, sau khi đi qua khỏi bộ sấy này, không khí đã đƣợc đƣa lên 1 nhiệt độ nhất định để quá trình cháy trong buồng đốt đƣợc xảy ra dễ dàng hơn. Và lƣợng khí nóng này đƣợc trích 1 phần để gia nhiệt cho nhiên liệu, hòa trộn với nhiên liệu để cho nhiên liệu dễ cháy, tránh tình trạng cháy không hoàn toàn do không đốt chay hết nhiên liệu. Kinh nghiệm cho thấy nếu không khí trƣớc khi đƣa vào lò đƣợc gia nhiệt tăng khoảng 22 0 C thì hiệu suất nhiệt tăng đƣợc 1% Ví dụ: 1 lò hơi 600 HP, lắp đặt 1 bộ sấy không khí để tăng hiệu suất lên 1,5% thì sẽ tiết kiệm đƣợc chí phí nhiên liệu hàng năm là 8000$ ( nguồn: lubrication management - 4. Ví dụ tính toán: Lò hơi đốt dầu có thành phần làm việc Clv = 87%, Hlv = 10,9%, Olv = 1,1%, Nlv = 0,3%, Slc = 0,7%. Hệ số không khí thừa α = 1,35. Nhiệt độ khói thải tkhói thải = 250 0 C. Nhiệt độ dầu tnl = 90 0 C. Nhiệt độ không khí trong không gian đặt lò hơi tkkl = 30 0 C, cppk = 1,3 kJ/m 3 độ. - Nhiệt trị thấp làm việc của nhiên liệu: lv tQ = 339C lv + 1030H lv – 109(Olv - Sc lv ) – 25Wlv = 339.87 + 1030.10,9 – 109(1,1 – 0,7) – 25.3 = 40676,1 (kJ/kg) - Nhiệt vật lý của nhiên liệu : Cnl = (1,74 + 0,0025.tnl).tnl = 176,85 (kJ/kg) - Nhiệt lƣợng đƣa vào buồng đốt lò hơi : Qđv = lv tQ + Cnl = 40676,1 + 176,85 = 40852,95 (kj/kg) - Thể tích không khí lý thuyết : 0 kkV = 0,089.( C lv + 0,375. lv cS ) + 1030.H lv – 0,033.Olv = 0,089.(87 + 0,375.0,7) + 1030.10,9 – 0,033.1,1 = 10,62 (m3/kg) - Thể tích khí 3 nguyên tử : VR02 = 0,0187.(C lv + 0,375. lv cS )=0,0187.(87 + 0,375.0,7) = 1,63 (m 3 /kg) - Thể tích nitơ lý thuyết : 0 2NV = 0,79. 0 kkV + 0,008.N lv = 0,79.10,62 + 0,008.0,3 = 8,39 (m 3 /kg) - Thể tích hơi nƣớc lý thuyết : 0 20HV = 0,112.H lv + 0,0124.W lv + 0,0161. 0 kkV = 0,112.10,9 + 0,0124.3 + 0,0161.10,62 = 1,39 (m 3 /kg) - Entanpi của sản phẩm cháy lý thuyết : 0 KI = VR02.(Ct)RO2 + 0 2NV .(Ct)N2 + 0 20HV .(Ct)H20 - Tra bảng nhiệt độ khói t = 2500C : (Ct)kk = 328,025 ; (Ct)RO2 = 458,14 ; (Ct)N2 = 325,52 ; (Ct)H20 = 383,59 0 KI = 1,63.458,14 + 8,39. 325,52 + 1,39. 383,59= 4011,07 (kJ/kg) - Entapi của không khí lý thuyết : 0 kkI = 0 kkV .(Ct)kk = 10,62. 328,025 = 3484,05 (kJ/kg) - Entanpi của hơi nƣớc do không khí thừa mang vào : 20HI = 0,0161(α – 1). 0 kkV .(Ct)H20 = 0,0161.(1,35 – 1).10,62. 383,59 = 22,96 (kJ/kg) - Entanpi của khói thực : IK = 0 KI + (α – 1). 0 kkI + IH20 α = 4011,07 + (1,35 – 1). 3484,05 + 22,96 KI = 5253,45 (kJ/kg) - Entanpi của không khí lạnh : Ikkl = 1,35.10,62.1,3.30 = 558 (kJ/kg) - Nhiệt lƣợng do khói thải mang đi : Q2 = (5253,45 – 558).(1 – 0) = 4695,45 (kJ/kg) - Tỷ lệ phần trăm do khói thải mang đi : %5,11 95,40852 95,4695 100.22 đvQ Q q Xác định hệ số không khí thừa hợp lý α = 1,2 khi này phân tích thấy hàm lượng CO = 0,06%. Khi này - Entanpi của hơi nƣớc do không khí thừa mang vào : 20HI = 0,0161(α – 1). 0 kkV .(Ct)H20 = 0,0161.(1,2 – 1).10,62. 383,59 = 13,12 (kJ/kg) - Entanpi của khói thực : IK = 0 KI + (α – 1). 0 kkI + IH20 α = 4011,07 + (1,2 – 1). 3484,05 + 13,12 KI = 4721 (kJ/kg) - Entanpi của không khí lạnh : Ikkl = 1,2.10,62.1,3.30 = 497,02 (kJ/kg) - Nhiệt lƣợng do khói thải mang đi : Q2 = (4721 – 497,02).(1 – 0) = 4224 (kJ/kg) - Tỷ lệ phần trăm do khói thải mang đi : %3,10 95,40852 4224 100.22 đvQ Q q - Khi này tính đƣợc Q3 = 89,89, q3 = 0,22 % - Tổng tổn thất : q2 + q3 = 10,56% %94,0%56,10%5,11)( 32 qq Giảm nhiệt độ khói xuống còn t = 1600C - Entanpi của sản phẩm cháy lý thuyết : 0 KI = VR02.(Ct)RO2 + 0 2NV .(Ct)N2 + 0 20HV .(Ct)H20 - Tra bảng nhiệt độ khói t = 1600C : (Ct)kk = 208,7 ; .(Ct)RO2 = 282,5 ; .(Ct)N2 = 207,8 ; .(Ct)H20 = 243,1 0 KI = 1,63.282,5 + 8,39. 207,8+ 1,39. 243,1 = 2541,83 (kJ/kg) - Entapi của không khí lý thuyết : 0 kkI = 0 kkV .(Ct)kk = 10,62. 208,7 = 2216,4 (kJ/kg) - Entanpi của hơi nƣớc do không khí thừa mang vào : 20HI = 0,0161(α – 1). 0 kkV .(Ct)H20 = 0,0161.(1,2 – 1).10,62. 243,1 = 8,31 (kJ/kg) - Entanpi của khói thực : IK = 0 KI + (α – 1). 0 kkI + IH20 α = 2541,83 + (1,2 – 1).2216,4 + 8,31 KI = 2993,4 (kJ/kg) - Entanpi của không khí lạnh : Ikkl = 1,2.10,62.1,3.30 = 497,02 (kJ/kg) - Nhiệt lƣợng do khói thải mang đi : Q2 = (2993,4 – 497,02).(1 – 0) = 2496,4 (kJ/kg) - Tỷ lệ phần trăm do khói thải mang đi : %1,6 95,40852 2496 100.22 đvQ Q q  %2,4%1,6%3,102q Khi giảm nhiệt độ khói thải thì hiệu suất nhiệt tăng thêm 4,2%. Vậy tổng kết lại, nếu áp dụng cả 2 phương pháp thì lò hơi đã tăng 5,4% hiệu suất. III. NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU 1. Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học: a. Đặc điểm của tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học: - Khi đốt nhiên liệu trong buồng lửa thì có một phần nhiên liệu chƣa kịp cháy hết đã bị thải ra ngoài gọi là tổn thất nhiên liệu do cháy không hoàn toàn về cơ học - Nhiên liệu thải ra ngoài theo 3 đƣờng: theo xỉ, lọt xuống ghi và theo khói. - Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học chủ yếu là do đốt nhiên liệu rắn, đối với nhiên liệu lỏng và khí thì rất nhỏ nên có thể bỏ qua tổn thất này. - Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học rất khó xác định, nó phụ thuộc vào nhiều rất yếu tố khác nhau, ngƣời ta thƣờng dùng phƣơng pháp thực nghiệm để xác định. - Đối với lò công nghiệp thƣờng bị tổn thất theo 2 đƣờng: theo xỉ và lọt xuống ghi. - Đối với nhà máy nhiệt điện thƣờng bị tổn thất do bay theo khói. Giá trị q4 trong 1 số lò hơi: Loại lò q4 , % Cháy theo lớp Lò ghi cố định 7÷10 Lò ghi xích hoặc di động 8÷12 Đốt theo ngọn lửa Lò than phun 0,5÷8 Lò đốt dầu 0 Lò đốt khí 0 b. Cách giảm:  Lẫn vào xỉ: -Phụ thuộc tay nghề công nhân khi xúc xỉ ra ngoài xác định đƣợc phần nào đã cháy hết, phần nào chƣa. -Dùng than có kích thƣớc tƣơng đối đồng đều để tránh việc than nhỏ cháy hết nhƣng than lớn quá chƣa cháy kịp.  Lọt xuống ghi: -Khe hở của ghi là δ=3÷15mm -Dùng than không nhỏ hơn độ lọt của ghi. -Kiểm tra ghi trong quá trình làm việc có bị cong vênh tạo khe hở lớn hơn dự kiến.  Bay theo khói: -Nếu hạt than quá mịn thì dƣới tác dụng của gió và áp suất trong lò sẽ bị bay theo khói ra ngoài mà chƣa kịp cháy. -Cần chọn máy nghiền theo tính chất vật lý của nhiên liệu và công suất lò hơi Ví dụ: Thùng nghiền bi: nhiên liệu cứng, sản lƣợng hơi 20t/h Giếng nghiền: nhiên liệu tƣơng đối mềm, sản lƣợng hơi >12t/h Máy nghiền tốc độ trung bình: than đá, sản lƣợng hơi 12t/h 2. Tổn thất do tro xỉ a. Đặc điểm của tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học: - Nhiên liệu cấp vào lò ở nhiệt độ khoảng 20÷40oC, xỉ ra khỏi lò có nhiệt độ khoảng 600÷1500 o C, xỉ lại đƣợc thải ra ngoài, nhƣ vậy lƣợng nhiệt đó bị tổn thất. Công thức tính tổn thất nhƣ sau: Với: ax - Tỉ lệ độ tro của nhiên liệu phân phối theo xỉ A lv - độ tro làm việc Cx - tỉ nhiệt của xỉ tx - Nhiệt độ của xỉ Đối với lò ghi: tx = 600 o C Đối với lò thải xỉ lỏng: tx = t3 + 100 o C