ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA NĂNG LƯỢNG NHIỆT
----------
ĐỒ ÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG CUNG CẤP HƠI BÃO HÒA
TỪ LÒ HƠI CÔNG NGHIỆP CHO HỆ THỐNG SỬ DỤNG NHIỆT
Giảng viên hướng dẫn
: ThS. Nguyễn Đức Quyền
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Tiến Cường
MSSV
: 20204277
Hà Nội, ngày ....
MỤC LỤC
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT
.....................................................................................................................................
1.1. Sơ đồ tổng quan về hệ thống nhiệt công nghiệp ........................................
1.2. Đặc tính và thông số nhiệt động của nước................................................
1.2.1. Thông số áp suất ...................................................................................
1.2.2. Thông số nhiệt độ..................................................................................
1.2.3. Thông số năng lượng ............................................................................
1.2.4. Độ ẩm của hơi .......................................................................................
1.2.5. Đồ thị và bảng thông số nhiệt độ ..........................................................
1.3. Giới thiệu về một số lò hơi công nghiệp hiện nay .......................................
1.3.1. Lò hơi than phun ...................................................................................
1.3.2. Lò hơi tầng sôi ......................................................................................
1.3.3 Lò hơi ghi xích .......................................................................................
1.3.4 Lò hơi ghi tĩnh........................................................................................
1.3.5 Lò hơi đốt dầu ........................................................................................
1.4. Giới thiệu về một số loại đối tượng sử dụng nhiệt từ hơi nước...................
1.4.1 Nồi hấp, thiết bị thanh trùng ..................................................................
1.4.2. Nồi hai vỏ, nồi nấu ................................................................................
1.4.3 Bàn là, thiết bị sưởi ................................................................................
1.4.4 Tua bin hơi nước ....................................................................................
1.5 Giới thiệu về nguyên lý, đặc tính và cấu tạo của thiết bị nhiệt trên đường ống
truyền tải..................................................................................................................
1.5.1 Một số loại van: van chặn, van điều chỉnh, van một chiều....................
1.5.2 Đường ống, cút cong ............................................................................
1.5.3 Khớp nối giãn nở .................................................................................
1.5.4 Bẫy hơi - cơ cấu rút nước đọng ...........................................................
1.5.5 Giá đỡ, giá treo.....................................................................................
1.5.6 Bích nối, mối hàn .................................................................................
1.5.7 Vật liệu bảo ôn .....................................................................................
1.6 Các nội dung tính toán và mục tiêu của đồ án môn học .............................
1.6.1 Các nội dung tính toán: ........................................................................
1.6.2 Mục tiêu đồ án môn học: .....................................................................
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT .........
2.1. Thông số đầu bài ..........................................................................................
2.2. Các thông số giả thiết bổ sung .....................................................................
2.3. Bố trí hệ thống theo sơ đồ đề bài giao .........................................................
2.3.1. Bản vẽ 3D tuyến ống ............................................................................
2.3.2. Giá đỡ, vật liệu bảo ôn ..........................................................................
2.3.3. Các hình chiếu tuyến ống......................................................................
2.3.4. Mặt cắt một số tuyến ống ......................................................................
2.4. Tính toán thủy lực ........................................................................................
2.4.1. Tính toán trên đoạn L3 ..........................................................................
2.4.2. tính toán cho đoạn L2 ............................................................................
2.4.3. Tính toán trên đoạn Lc ..........................................................................
2.4.4. tính toán cho đoạn L1 ............................................................................
2.4.5. tính toán trên đoạn Lo ............................................................................
2.5. Tính bền, xác định chiều dày ống chịu áp ...................................................
2.5.1. Tính bền ống L3 ....................................................................................
2.5.2. Đoạn ống L2 ..........................................................................................
2.5.3. Đoạn ống Lc ..........................................................................................
2.5.4.Đoạn ống L1 ...........................................................................................
2.5.5 Đoạn ống L0 ...........................................................................................
2.6. Tính toán tổn thất nhiệt và lựa chọn vật liệu bảo ôn ...................................
2.6.6. Tổng kết về tính toán kích thước đường ống ........................................
2.7. Tính toán và xác định vị trí bù giãn nở nhiệt và vị trí ống treo ..................
2.7.1 tính toán trên đoạn L0 .............................................................................
2.7.2 Tính trên đoạn L1 ..................................................................................
2.7.3 Tính toán trên đoạn Lc ...........................................................................
2.7.4. Tính toán trên đoạn L2 ..........................................................................
2.7.5. Tính toán trên đoạn L3 ..........................................................................
2.8. Bố trí giá đỡ và loại giá đỡ ống ...................................................................
2.9. Xác định công suất và áp suất lò hơi ..........................................................
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN ......................................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................
Mục lục hình ảnh:
Hình 1: Lò hơi đốt than phun ..........................................................................................
Hình 2: Lò hơi tầng sôi ...................................................................................................
Hình 3: Cấu tạo lò hơi tầng sôi .......................................................................................
Hình 4: Lò hơi ghi xích ...................................................................................................
Hình 5: cấu tạo lò hơi ghi xích ........................................................................................
Hình 6: Lò hơi ghi tĩnh....................................................................................................
Hình 7: Cấu tạo lò hơi ghi tĩnh........................................................................................
Hình 8: :Lò hơi đốt dầu ...................................................................................................
Hình 9: sơ đồ hệ thống lò hơi đốt dầu cơ bản .................................................................
Hình 10: nồi hấp tiệt trùng công nghiệp .........................................................................
Hình 11: cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt kiểu nồi hai vỏ ..................................................
Hình 12: bàn là hơi ..........................................................................................................
Hình 13: thiết bị sưởi gia đình ........................................................................................
Hình 14: tua bin hơi nước ...............................................................................................
Hình 15: Van chặn ..........................................................................................................
Hình 16: van điều chỉnh ..................................................................................................
Hình 17: van một chiều ...................................................................................................
Hình 18: Phân loại cấp ống dẫn ......................................................................................
Hình 19: khớp nối giãn nở nhiệt inox .............................................................................
Hình 20: khớp nối giãn nở vải chịu nhiệt .......................................................................
Hình 21: Một số loại bẫy hơi ..........................................................................................
Hình 22: Giá đỡ, giá treo.................................................................................................
Hình 23: Một số loại bích nối và mối hàn ......................................................................
Hình 24: giấy bạc cách nhiệt ...........................................................................................
Hình 25: Cao su bảo ôn ...................................................................................................
Hình 26: Bông thủy tinh cách nhiệt ................................................................................
Mục lục bảng:
Bảng 1 : Thông số đầu bài.............................................................................................
Bảng 2: Tổng kết về tính toán kích thước ống..............................................................
LỜI NÓI ĐẦU
Lò hơi công nghiệp hay còn gọi là nồi hơi là thiết bị sản xuất ra hơi nước cung
cấp cho các thiết bị máy móc khác, hoặc, loại lò hơi đơn giản, thì cung cấp hơi trực
tiếp phục vụ đời sống con người.
Để có kiến thức cơ bản để có thể khảo sát, thiết kế, xây dựng và vận hành hệ
thống cung cấp nhiệt một cách an toàn và kinh tế. Thì đồ án “Hệ thống cung cấp nhiệt”
có lẽ là môn học đầu tiên em được ứng dụng các kiến thức được học trên lớp như
Truyền nhiệt, Nhiệt động kỹ thuật, Cơ học chất lưu, Hệ thống cung cấp nhiệt...
Ngoài ra, em học được rất nhiều các kiến thức cũng như các kỹ năng bổ trợ mà
rất cần thiết cho quá trình học cũng như làm việc sau này như sự dụng phần mềm Auto
Cad, Word,....
Dưới đây là bản thiết kế và tính toán hệ thống cung cấp hơi bão hòa từ lò hơi công
nghiệp cho hệ thống sử dụng nhiệt của em. Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án
này chắc chắn không tránh khỏi sai sót, rất mong được sự góp ý của thầy cô và các
bạn. Để em hoàn thiện thêm và rút ra kinh nghiệm cho những đồ án tiếp theo cũng như
công việc sau này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Đức Quyền đã giúp đỡ em trong
quá trình tìm hiểu và hoàn thành bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn !
LỜI CAM ĐOAN
Em Nguyễn Tiến Cường thuộc lớp Kỹ thuật nhiệt 06 K65 MSSV 20204277
Để hoàn thành bản đồ án này, em đã sử dụng những gì đã được học trên lớp từ môn
Hệ thống cung cấp nhiệt kết hợp với tài liệu được ghi trong phân mục tài liệu tham khảo ở
trang . Ngoài ra chúng em còn tìm hiểu thông qua vài video trên mạng và các thông tin,
thông số, điều kiện trên mạng internet, kết hợp với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Đức
Quyền.
Ngoài ra, đồ án này là do em tự viết tay hoàn toàn.
Em xin cam đoan những điều này là thật. Nếu sai em xin chịu mọi hình thức kỷ luật
theo quy định.
Họ và tên sv: Nguyễn Tiến Cường; Kĩ thuật Nhiệt 06 K65 ; Mã số sinh viên: 20204277;
Đề bài (10): Số 100-6, 10, 15
Tính toán, thiết kế đường ống cung cấp hơi bão hòa từ lò hơi công nghiệp
cho hệ thống sử dụng nhiệt, có các thông số được cho dưới đây.
1. Thông số đầu bài
Bảng 1. Thống số đầu bài
Đại lượng/Hộ sử dụng
Áp suất hộ sử dụng hơi nước bão hòa
Lưu lượng hơi nước của hộ sử dụng
Đơn vị
Bar
Tấn/giờ
1
10
40
2
6
30
3
15
30
2. Sơ đồ tuyến ống tham khảo
Hình 1. Sơ đồ tuyến ống cho trong đề bài
Bảng 2. Tổng hợp số lượng vật tư theo tuyến ống của đề bài.
Tuyến
ống
Lo
Lc
L1
L2
L3
Chiều
dài, m
75
35
90
55
40
Số cút,
900
5
4
7
4
4
Số van
chặn
2
2
2
2
2
Van điều
chỉnh
1
1
-
Số van
xả khí
1
1
2
2
1
Cụm van
nước ngưng
2
1
2
2
1
Giãn
nở
1
2
1
-
Giá đỡ
Theo sơ
đồ bố
trí
3. Nội dung thực hiện
- Bố trí sơ đồ không gian 3D (hoặc giả 3D) cho tuyến ống với thông số nêu trên (số cút 90 độ,
van điều chỉnh áp suất có thể được điều chỉnh không quá 3 chiếc mỗi thiết bị, bố trí thêm
van an toàn cho hệ thống áp suất thấp nếu cần). Vẽ chi tiết tuyến ống, các thiết bị trên nó
và các nhánh thuộc phạm vi đề bài.
- Tính toán tổn thất thủy lực (tổn thất áp suất) trên toàn bộ tuyến ống và từng nhánh ống.
-
-
Tính chọn chiều dầy vật liệu ống dẫn (tính bền), lựa chọn vật liệu bảo ôn, tính truyền nhiệt,
tổn thất nhiệt trên toàn bộ chiều dài tuyến ống và trên mỗi mét chiều dài ống.
Bố trí giá đỡ ống kiểu trượt, giá đỡ ống kiểu cố định cho phù hợp với tuyến ống. Khẩu độ bố
trí giá đỡ ống không quá 6m.
Vẽ chi tiết các loại giá đỡ được bố trí trong tuyến ống (giá đỡ trượt, cố định, giá treo, …),
mặt cắt ngang các tuyến ống có đường kính khác nhau, mặt cắt ngang tuyến ống gồm cả giá
đỡ các loại.
Tự chọn và giả thiết các số liệu khác cho phù hợp với quá trình tính toán, tính chọn thực hiện
đề tài.
Tính toán, xác định công suất và áp suất lò hơi (nồi hơi); số lượng van giảm áp cần lắp bổ
sung và vị trí đặt van giảm áp nếu cần.
4. Yêu cầu đối với đồ án
- Viết bản thuyết minh đồ án trong khổ giấy A4, số trang từ 30-40 trang, không bao gồm phụ
lục, bản vẽ, các biểu đồ tính toán. Sinh viên phải viết bằng tay, không đánh máy; bản vẽ vẽ
bằng bút chì theo yêu cầu của bản vẽ kỹ thuật.
- Bản vẽ được trình bày trong bản giấy khổ: A4, A3, A2 hoặc lớn hơn sao cho dễ nhìn, khoa
học, phù hợp với các bản vẽ kỹ thuật. Bản vẽ được gấp và đóng trong quyển đồ án, đồng
thời phải mở ra dễ dàng để xem và gấp trở lại.
- Phụ lục nêu về các đặc tính của vật tư, thiết bị đã được lựa chọn để tính trong đồ án, gồm:
van chặn, van giảm áp (van điều chỉnh áp suất), van 1 chiều (nếu có), bộ bù giãn nở nhiệt,
các loại ống trên các tuyến khác nhau, cóc ngưng (tách nước ngưng tự động), hệ số tổn thất
áp suất các loại, bảng tính toán thông số nhiệt động của hơi nước,...
- Cấu trúc đồ án: tờ bìa ngoài, tờ bìa lót, mục lục, mục lục hình, mục lục bảng, cam kết, phần
thuyết minh; phụ lục: bản vẽ, các đặc tính của vật tư – thiết bị, kết quả tính toán, các bảng
thông số nhiệt động, các phần tài liệu khác có liên quan.
5. Hình thức bảo vệ
- Hình thức bảo vệ: vấn đáp (trao đổi trực tiếp giữa giảng viên và sinh viên) về nội dung đồ án
được giao.
- Trình bày: miệng hoặc thông qua powerpoint (phải đăng ký để có buổi bảo vệ riêng).
- Thời gian bảo vệ: theo thống báo của nhà trường đối với môn học có liên quan.
- Nộp bản thuyết minh trước ngày bảo vệ: 7 ngày.
- Chấm điểm trực tiếp ngay sau khi phần thi hoàn thành.
Sinh viên
Nguyễn Tiến Cường
Giảng viên
Nguyễn Đức Quyền
Lưu ý:
-
Sự thay đổi đường kính ống do thay đổi lưu lượng được đặt tại ranh giới giữa các tuyến ống. Tại
đó, sẽ phải bố trí thêm một thiết bị đột thu (thu hẹp dòng để chuyển đổi đường kínhống).
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT
1.1 . Sơ đồ tổng quan về hệ thống nhiệt công nghiệp
Nhu cầu về năng lượng trong sản xuất cũng như đời sống là rất lớn và ngày càng tăng
trong đó nhiệt năng chiếm tỷ lệ chủ yếu. Trong quá trình sản xuất và sử dụng năng lượng
dưới dạng nhiệt năng thì việc sinh hơi và đưa đến hộ tiêu dụng có một vai trò quan trọng.
Trong một hệ thống cung cấp nhiệt từ lò hơi ( nguồn cấp ) đến với hộ tiêu thụ thông qua
mạng nhiệt gồm các đường ống, ống van, thiết bị tách nước ngưng, van xả khí, van điều
chỉnh áp suất, van một chiều, giá đỡ, đường nước hồi…
1.2 . Đặc tính và thông số nhiệt động của nước
1.2.1 Thông số áp suất
-
Là tác động của các phần tử theo phương pháp tuyến lên một đơn vị diện tích
-
Công thức 𝑃 =
-
Đơn vị: bar, atm, Pa
-
Quy đổi : 1 bar =105 Pa
𝐹
(
𝐴
𝑁
𝑚2
)
1.2.2 Thông số nhiệt độ
-
Là đại lượng vật lý đặc trưng cho mức độ chuyển động hỗn loạn của phần tử và là
thước đo trạng thái nhiệt ( tính nóng, lạnh )
-
Đơn vị oC, oF, oK
-
Quy đổi T( K) = t(oC) +273
1.2.3 Thông số năng lượng
-
Entanpy: là năng lượng có giá trị bằng tổng nội năng u và năng lượng đẩy P.v
Công thức : h=u+p.v
Đơn vị: KJ/kg
-
Entropy: Năng lượng nhiệt trao đổi đặc trưng cho mức độ chuyển động hỗn loạn của
các phần tử
Công thức 𝑑𝑆 =
𝛿𝑄
𝑇
Đơn vị: KJ/kg.
- Năng lượng đẩy P.v là năng lượng hình thành từ áp suất tuyệt đối P và thể tích
riêng v
1.2.4. Độ ẩm của hơi
Hơi bão hòa ẩm là hỗn hợp của lỏng bão hòa và hơi bão hòa khô. Đặc trưng của hơi bão
hòa ẩm là có nhiệt độ bão hòa ở cùng áp suất và có độ khô lớn hơn 0 và nhỏ hơn 1
-
Độ khô 𝑥 =
𝑙ư𝑢 𝑙ượ𝑛𝑔 ℎơ𝑖 𝑘ℎô
𝑡ổ𝑛𝑔 𝑙ư𝑢 𝑙ượ𝑛𝑔 ℎơ𝑖 𝑘ℎô+𝑙ỏ𝑛𝑔
=
𝐺ℎ
𝐺
1.2.5 Đồ thị và bảng thông số nhiệt độ
Là tổng hợp các giá trị thông số và đồ thị đã được đo đạc thống kê và vẽ lại để giúp
cho việc tính toán tra cứu được nhanh chóng và chính xác thay vì phải áp dụng công thức
sẽ gây khó khăn và nhầm lẫn.
1.3. Giới thiệu về một số lò hơi công nghiệp hiện nay
1.3.1. Lò hơi than phun
q
Hình 1: Lò hơi đốt than phun
Lò hơi đốt than phun là lò hơi sử dụng nhiên liệu là than để đun
sôi, chuyển hóa nước thành hơi nước với nhiệt độ và áp suất đạt yêu cầu khác
nhau của doanh nghiệp. Đặc điểm nổi bật của công nghệ lò hơi đốt than phun
là than được nghiền thành bột mịn để phun vào đốt trong buồng lửa.
-Kích cỡ của loại lò hơi đốt than phun vô cùng đa dạng, phù hợp với công suất của
nhiều nhà máy. Các kích cỡ thường gặp là công suất từ 300W, 700W, thông số dưới
hạn và trên tới hạn.
-Về thiết kế, lò hơi đốt than phun được sản xuất với nhiều kiểu khác nhau: kiểu bao
hơi tuần hoàn tự nhiên hoặc cưỡng bức, kiểu trực lưu,….
Ưu nhược điểm:
• Ưu điểm:
- Nhiên liệu lò hơi được nghiền thành bột mịn giúp nhiên liệu được đốt cháy
hoàn toàn
- Hiệu suất cao lên đến 80%, thậm chí có thể hơn
- Tuổi thọ sản phẩm cao nên tiết kiệm được chi phí đầu tư, vận hành, sửa chữa,
bảo trì
- Tự động hóa cao và thao tác vận hành dễ dàng
• Nhược điểm:
- Điện dùng cho việc nghiền than thành bột mịn tương đối lớn
- Nồng độ khí NOx trong thành phần khí thải lớn do nhiệt độ cháy cao. Do đó
nhiều trường hợp các doanh nghiệp phải lắp đặt thêm một hệ thống xử lý đắt
tiền riêng cho NOx
- Hàm lượng khí thải 𝑆𝑂2 cao
1.3.2. Lò hơi tầng sôi
Hình 2: Lò hơi tầng sôi
Định nghĩa:
- Lò hơi tầng sôi là lò hơi sử dụng buồng đốt kiểu tầng sôi để đốt cháy nhiên
liệu. Buồng đốt tầng sôi tạo ra điều kiện hòa trộn rất tốt trên toàn bộ diện tích
của buồng đốt nên nhiên liệu sẽ cháy kiệt trong khi nhiệt độ buồng đốt lại
không quá cao, giảm lượng phát thải khí có hại.
- Khí thải được tạo ra trong quá trình đốt tầng sôi chứa tỉ lệ phần trăm lưu huỳnh
và nito oxit nhỏ hơn đánh kể so với các kiểu buồng đốt thông thường
Lò tầng sôi có thể được thiết kế để đốt được nhiều loại nhiên liệu khác nhau
như than đá, nhiên liệu sinh khối, rác thải công nghiệp, rác thải sinh hoạt đã
phân loại... do đó lò hơi tầng sôi là kiểu lò hiệu quả nhất trên cả phương diện
kinh tế lẫn phương diện bảo vệ môi trường, tức là hiệu suất cao nhưng phát
thải thấp
Phân loại:
Lò tầng sôi được chia làm 3 loại:
- AFBC boiler: lò hơi tầng sôi ở áp suất khí quyển, là loại lò tầng sôi phổ biến
nhất. Nó còn được gọi với tên khác là lò hơi tầng sôi bọt ( BFB Boiler)
- CFBC Boiler: lò hơi tầng sôi tuần hoàn. Đây là biến thể tốc độ sôi cao của lò
tầng sôi với vận tốc khói trong buồng đốt lên tới 4-6 m/s, các hạt rắn trong
khói sẽ được giữ lại nhờ Cyclone tách và tuần hoàn trở lại buồng đốt. Loại lò
tầng sôi này có hiệu quả đốt cháy nhiên liệu rất cao, tuy nhiên giá thành đầu tư
cũng cao tương ứng. Vì vậy lò CFBC thường được thiết kế đối với dải công
suất từ 100 tấn/h trở lên
- PFBC Boiler: Lò hơi tầng sôi có áp, đây là biến thể đặc biệt của lò tầng sôi
trong đó toàn bộ lò được đặt trong một khu vực áp suất cao. Khí nóng sinh ra
sau khi qua các bộ trao đổi nhiệt được sử dụng để chạy tua bin khí. Hơi nước
sinh ra từ các bộ trao đổi nhiệt được sử dụng để chạy tua bin hơi. Lò PFBC có
hiệu suất hệ thống cao hơn so với 2 dạng còn lại, tuy nhiên chi phí đầu tư cũng
rất cao và cấu tạo hệ thống phức tạ. Dải công suất thiết kế của PFBC là 70-350
MW
Cấu tạo:
Hình 3: Cấu tạo lò hơi tầng sôi
Cấu tạo lò hơi tầng sôi gồm 5 phần:
- Hệ thống cấp liệu
- Buồng đốt
- Hệ thống gió và khói
- Hệ thống thải xỉ và xử lý khí thải
- Bộ phận sinh hơi
Ưu nhược điểm của lò hơi tầng sôi:
• Ưu điểm:
- Lò hơi tầng sôi được thiết kế để có thể đốt cháy bất kì loại nhiên liệu nào, bao
gồm than đá với độ tro 60-70% hoặc có tỉ lệ chất bốc nhỏ hơn 1%
- Các chi tiết chuyển động trong lò hơi tầng sôi ít hơn nhiều so với các lò sử
dụng nguyên lý cũ
- Có thể đáp ứng được các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt mà không cần dùng
đến các thiết bị xử lý đắt tiền
- Nhiên liệu sử dụng đa dạng
• Nhược điểm:
- Đối với lò tầng sôi đốt than có tỉ lệ cốc cao, đòi hỏi phải có chùm ống ngâm
trong lớp sôi để giữ cho buồng đốt không bị quá nhiệt. Tuy nhiên tuổi thọ
chùm ống thường thấp do chịu mài mòn liên tục
- Lò tầng sôi bọt yêu cầu diện tích buồng đốt rất lớn và cần rất nhiều điểm cấp
nhiên liệu do khả năng phân tán nhiên liệu trong buồng đốt không tốt bằng lò
tầng sôi tuần hoàn. Vì vậy lò tầng sôi bọt chỉ được thiết kế ở dải công suất nhỏ
và trung bình
- Tải tối thiểu của lò tầng sôi bọt bị hạn chế, thông thường chỉ chạy tải nhỏ nhất
30-40% công suất thiết kế
1.3.3 Lò hơi ghi xích
Hình 4: Lò hơi ghi xích
Lò hơi ghi xích là loại có buồng đốt có trình độ cơ khí hóa cao nhất trong các loại buồng đốt ghi đốt
nhiên liệu theo lớp. Đặc điểm của loại buồng đốt này là ghi xích chuyển động vô tận và lớp nhiên liệu
chuyển động đồng thời với ghi
Tuy nhiên để đảm bảo điều kiện phục vụ của người công nhân vận hành, ghi xích không thể được thiết
kế rộng quá 4,5m và dài hơn 8m. Điều nàu khiến công suất buồng đốt tối đa chỉ khoảng 40 MW, sản
lượng hơi đạt 120 tấn/h
Cấu tạo:
Hình 5: cấu tạo lò hơi ghi xích
-
Hệ cấp nhiên liệu vào lò
Ghi xích ( Buồng đốt) – Thân lò
Bộ thu hồi nước và gió nồi hơi ghi xích
Hệ thống lọc bụi
Quạt hút và ống khói
Ưu nhược điểm của nồi hơi ghi xích:
•
•
-
Ưu điểm:
Thích hợp đốt các loại nhiên liệu có kích thước to, cỡ hạt lên đến 50mm, nhiên
liệu đốt đa dạng
Cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng
Giải nhiệt ghi xích tốt, do trong quá trình vận hành chỉ có một nửa chiều dài
ghi xích tiếp xúc trực tiếp với nhiên liệu đang cháy
Dễ điều chỉnh tải theo nhu cầu
Hệ thống nồi hơi vận hành tự động
Nhược điểm:
Ghi xích là chi tiết cơ khí chuyển động nên dễ hư hỏng, chi phí bảo trì cao
Hiệu suất nồi hơi không cao do xỉ mang nhiệt ra bên ngoài
Không chế tạo được lò công suất lớn do buồng đốt không đảm bảo
1.3.4 Lò hơi ghi tĩnh
Hình 6: Lò hơi ghi tĩnh
Định nghĩa:
Lò hơi ghi tĩnh là lò hơi công nghiệp trong đó buồng đốt sử dụng ghi cố định,
đưa nhiên liệu vào buồng đốt bằng phương pháp thủ công. Buồng đốt ghi tĩnh có thể
làm việc với nhiều loại nhiên liệu khác nhau, đặc biệt nhiên liệu kích cỡ lớn.
Là loại lò hơi phổ biến nhất vì nó đơn giản, phát triển lâu đời, phù hợp với các nhà máy sản xuất cần
công suất hơi vừa và nhỏ
Cấu tạo:
Hình 7: Cấu tạo lò hơi ghi tĩnh
- Buồng đốt
-
Hệ thống sinh hơi
Bộ sấy không khí
Hệ thống xử lý bụi và khí thải
Hệ thống gió và khói
Ưu nhược điểm của lò hơi ghi tĩnh
•
•
-
Ưu điểm:
Đốt được nhiều loại nhiên liệu
Buồng đốt được thiết kế cao, sự hấp thụ và truyền nhiệt được triệt để
Tuổi thọ lò hơi đảm bảo, công suất không giảm theo thời gian
Thiết kế đơn giản, dễ vận hành
Kích thước nhỏ gọn
Nhược điểm
Vận hành thủ công nên tốn nhân lực vận hành
Hiệu suất không cao bằng các dạng lò khác do nhiên liệu cháy theo lớp trên mặt
ghi cố định khó hòa trộn đều, hiệu suất cháy đạt 75-80%
Chỉ hiệu quả với lò công suất nhỏ hơn 12 tấn/h và áp suất nhỏ hơn 15 bar
1.3.5 Lò hơi đốt dầu
Hình 8: :Lò hơi đốt dầu
Định nghĩa:
Lò hơi đốt dầi được sử dụng để gia nhiệt nước thành hơi nóng, tùy theo mục đích sử dụng mà tạo
ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù hợp. Nguồn năng lượng để cấp nhiệt cho lò hơi đến từ đầu đốt, đầu
đốt có chức năng đốt cháy nhiên liệu, quá trình đốt cháy sẽ sinh ra năng lượng trong lò hơi và cấp nhiệt cho
quá trình sinh hơi. Nhiên liệu chính được sử dụng là khí LPG, CNG, LNG, dầu FO,DO... tùy vào loại nhiên liệu
mà các nhà sản xuất thiết kế đầu đốt sao cho phù hợp để đảm bảo quá trình cháy được tốt nhất.
Cấu tạo:
Hình 9: sơ đồ hệ thống lò hơi đốt dầu cơ bản
-
Hệ thống cấp liệu
Đầu đốt
Thân lò hơi
Hệ thống tận dụng nhiệt (gồm bộ sấy và bộ hâm nước)
Hệ thống cấp gió
Hệ thống xử lý khí thải
Hệ thống bồn chứa nước và xử lý nước
Ưu, nhược điểm:
•
•
-
Ưu điểm:
Hệ thống đơn giản, nhỏ gọn
Dễ vận hành, dễ bảo trì
Chi phí đầu tư và chi phí bảo trì thấp
Hiệu suất cao, lên tới 96%
Quán tính nhiệt thấp, tốc độ thay đổi tải rất nhanh
Ít gặp sự cố
Thân thiện với môi trường
Nhược điểm:
Chi phí nhiên liệu để vận hành cao
Chỉ đốt được các loại nhiên liệu khí và lỏng
- Không tận dụng các nguồn nhiên liệu hiện có ở địa phương
1.4. Giới thiệu về một số loại đối tượng sử dụng nhiệt từ hơi nước
1.4.1 Nồi hấp, thiết bị thanh trùng
Hình 10: nồi hấp tiệt trùng công nghiệp
Hấp là quá trình làm chín thực phẩm dưới sự tác dụng của hơi bão hòa
Thiết bị hấp chia làm hai loại:
- Theo phương thức làm việc: gián đoạn và liên tục
- Theo áp suất làm việc: áp suất thường và áp suất chân không
Nguyên lý làm việc:
Thực phẩm được sắp xếp ngay ngắn trong khoang chứa, sau đó được đưa vào thiết bị hấp, hơi nóng của
nước từ đáy thiết bị hấp làm chín sản phẩm. Cho nước vào dưới đáy của thiết bị, đậy nắp và cài đặt nhiệt
độ, thời gian cần thiết cho quá trình hấp. Bên trong thiết bị có ống dẫn hơi nước để gia nhiệt nguyên liệu cần
tiệt trùng. Thiết bị cần có cửa nạp không khí để làm nguội và tạo đối áp trong giai đoạn làm nguội sản phẩm.
Van được dùng để xả không khí và hơi nước
Ứng dụng của thiết bị :
- Tiệt trùng sản phẩm sau đóng gói
- Tiệt trùng bao bì đóng gói vô trùng
- Tiệt trùng các dụng cụ y tế, dụng cụ thí nghiệm
1.4.2. Nồi hai vỏ, nồi nấu
Hình 11: cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt kiểu nồi hai vỏ
Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu nồi 2 vỏ có cấu tạo: vỏ ngoài được ghép chắc
chắn với vỏ trong thiết bị bằng mặt bích giữa hau lớp vỏ tạo thành khoảng trống
kín. Chất tải nhiệt (hơi bão hòa) sẽ vào khoảng trống đó để thực hiện đun nóng
hoặc làm nguội. Chiều cao của vỏ ngoài không được thấp hơn mức chất lỏng
trong thiết bị
Thông thường các loại thiết bị vỏ bọc ngoài có bề mặt truyền nhiệt không
quá 10 𝑚2 và áp suất không quá 10 atm. Để tăng hệ số cấp nhiệt của chất tải
nhiệt trong thiết bị, ta thường đặt cánh khuấy để tăng tốc độ chuyển động của
chất lỏng
1.4.3 Bàn là, thiết bị sưởi
Bàn là: là thiết bị thường được sử dụng trong các xí nghiệp may mặc để làm thẳng, phẳng quần áo.
Bàn là hơi sử dụng áp lực hơi nước để làm thẳng quần áo nên không lo cháy. Dùng được trên mọi chất liệu
vải
Hình 12: bàn là hơi
Thiết bị sưởi: thiết bị sưởi bằng hơi nước tạo ra gió nóng kèm hơi nước làm nhiệt độ không khí tăng
lên, đồng thời bổ sung một lượng hơi đáng kể để tránh tình trạng không khí khô khi bị làm nóng bởi hệ thống
lò sưởi. Thiết bị có quạt thổi nên tạo ra sự luân chuyển không khí, giúp không khí trong phòng kín vẫn có sự
lưu thông, tạo sự dễ chịu thoáng mát cho người sử dụng
Hình 13: thiết bị sưởi gia đình
1.4.4 Tua bin hơi nước
Hình 14: tua bin hơi nước
Tua bin hơi nước hay còn gọi là động cơ nước. Trong đó thế năng của hơi ban
đầu sẽ chuyển thành động năng, sau đó chuyển thành cơ năng làm quay bánh
công tác. Tùy thuộc vào tính chật của quá trình nhiệt có thể phân biệt các loại
tua bin hơi nước chủ yếu như sau:
- Theo tần số công tác: một và nhiều tầng
- Theo hướng chuyển động dòng hơi: dọc trục và hướng kính
- Theo đặc điểm quá trình nhiệt
1.5 Giới thiệu về nguyên lý, đặc tính và cấu tạo của thiết bị nhiệt trên đường ống
dẫn
1.5.1 Một số loại van: van chặn, van điều chỉnh, van một chiều
a.
Van chặn:
Hình 15: Van chặn
Là một loại van công nghiệp được sử dụng trong các hệ thống đường ống với mục đích ngăn hoặc
cho phép dòng chảy đi qua theo ý mong muốn
Van chặn gồm 6 bộ phận chính: tay quay, trục van, thân van, cánh van, đệm van, đầu nối liên kết
đường ống.
Van chặn thường được lắp đặt ở đầu hoặc cuối các đường ống, hoặc lắp đặt trước các thiết bị của
một hệ thống để tiện cho việc sửa chữa bảo dưỡng thiết bị này
b.
Van điều chỉnh:
Hình 16: van điều chỉnh
Là một thiết bị thủy lực dùng để điều chỉnh áp suất trong mặt thủy lực. Van an toàn thuộc nhóm
thiết bị điều chỉnh áp suất đầu vào. Nhiệm vụ chỉnh của van an toàn là bảo vệ mạch thủy lực khỏi sự tăng áp
vượt giá trị định mức. Trong quá trình làm việc, van an toàn luôn ở trạng thái đóng. Khi áp suất đầu vào vượt
quá giá trị định mức, van sẽ mở ra cho phép một phần chất lỏng hoặc khí được thoát ra ngoài
c.
Van một chiều
Hình 17: van một chiều
Là thiết bị bảo vệ đường ống dẫn, cho phép dòng chất lỏng-khí đi qua chỉ theo một hướng nhất định
và ngăn cản dòng chảy theo hướng ngược lại.van một chiều được sử dụng để bảo vệ các thiết bị của mặt
thủy lực như ống dẫn, máy bơm, bình chứa... Ngoài ra van một chiều còn có tác dụng ngăn ngừa sự mất mát
chất lỏng-khí khi có sự cố rò rỉ, hỏng hóc ống dẫn
1.5.2 Đường ống, cút cong
Trong công nghiệp nói chung và trong hệ thống lò hơi nói riêng, đường ống là một hệ
thống nhiều thành phần liên kết với nhau, bao gồm: pipe, fittings, instruments ,bolts, gaskets,
valves, supports…, dùng để chuyển tải lưu chất từ điểm này tới điểm khác.
Trong hệ thống lò hơi lưu chất là: hơi nước và nước nóng.
Piping được chia thành 3 loại chính :
o
o
o
Ống có đường kính lớn: thường bao gồm ống có đường kính lớn hơn 2 inch.
Ống có đường kính nhỏ: thường bao gồm ống có đường kính nhỏ hơn hoặc bằng 2 inch.
Tubing bao gồm các ống có đường kính lên đến 4 inch nhưng có độ dày thành ống nhỏ hơn
hai loại trên.
Tùy vào tính chất của môi chất làm việc, đường ống được phân loại theo bảng sau :
Hình 18: Phân loại cấp ống dẫn
Cút cong là một bộ phận quan trọng trong hệ thống đường ống để thay đổi hướng của môi chất. Nó
được sử dụng để kết nối 2 đường ống có cùng hoặc khác đường kính ống danh định, và để quay đường ống
theo một hướng nhất định.
Cút cong có thể chia thành các góc kết nối khác nhau như cút cong 90 độ, cút cong 45 độ, cút cong
180 độ. Ngoài ra còn có cút cong 60 độ và 120 độ cho 1 số đường ống đặc biệt
Bán kính của cút có nghĩa là bán kính cong. Nếu bán kính giống như đường kính ống, nó được gọi là
cút bán kính ngắn, còn được gọi là cút SR (short radius), thường được sử dụng đối với đường ống áp suất
thấp và tốc độ thấp.Nếu bán kính lớn hơn đường kính ống, Đường kính R ≥ 1,5, thì chúng ta gọi nó là khuỷu
cút bán kính dài (Cút LR – Long radius), được sử dụng cho đường ống áp suất cao và tốc độ dòng chảy cao.
1.5.3 Khớp nối giãn nở
Hình 19: khớp nối giãn nở nhiệt inox
Hình 20: khớp nối giãn nở vải chịu nhiệt
Khớp nối giãn nở hay còn gọi là khớp giãn nở, được sử dụng để tăng cường sự ổn định cho hệ
thống đường ống khi thi công. Đây là loại khớp nối được sử dụng phổ biến nhất hiện nay bởi đặc tính kỹ
thuật thiết kế phù hợp với sự rung lắc và bù đắp cho sự giãn nở vì nhiệt.
Loại khớp này đa phần được làm từ kim loại là thép hoặc inox. Bởi nhờ độ bền cao của khớp giãn nở, thông
thường khi sử dụng, sẽ không phải tốn quá nhiều thời gian cũng như chi phí để bảo dưỡng cho sản phẩm
này.
Các loại khớp nối giãn nở:
- Khớp nối giãn nở nhiệt inox.
- Khớp giãn nở bằng vải chịu nhiệt.
- Khớp giãn nở Pasty.
- Khớp nối giãn nở cho đường hơi công nghiệp.
- Khớp nối giãn nở nhiệt mặt bích thép.
- Khớp giãn nở vuông.
- Khớp nối giãn nở 2 đầu chờ có Basty.
- Khớp nối giãn nở cho máy phát điện.
- Khớp nối cao su.
- Khớp nối kim loại.
- Khớp nối giãn nở đầu chờ dày 10 ly
Vai trò và chức năng của khớp giãn nở
- Khớp giãn nở có độ co giãn, chịu nhiệt tốt, có thể hoạt động trong môi trường
nhiệt độ cao (tùy vào loại vật liệu sử dụng) mà các thông số vẫn được đảm bảo
chính xác.
- Khớp nối giãn nở thích hợp sử dụng trong các công trình đường ống, cần độ co
giãn, chống rung và đặc biệt chống ăn mòn cao, giúp kiểm soát độ rung, giảm
tiếng ồn, độ căng, ngăn ngừa sốc nhiệt, bù đắp cho những sai lệch và chuyển
động. Bên cạnh đó, sản phẩm còn giúp loại bỏ áp lực đường ống, tăng tuổi thọ
cho toàn bộ hệ thống, tiết kiệm chi phí bảo trì và thời gian thi công.
1.5.4 Bẫy hơi - cơ cấu rút nước đọng
Hình 21: Một số loại bẫy hơi
Bẫy hơi là một thiết bị để tách nước ra khỏi hệ thống ống hơi. Bẫy hơi là một loại van công nghiệp,
ngoài vai trò tách nước ra khỏi hệ thống nhiệt còn có tác dụng tránh thủy kích trong hệ thống đường ống
nhiệt
Nguyên lý hoạt động: nước ngưng tụ ở hệ thống hơi có xu hướng nằm ở phía dưới đường ống và
đọng tại các vị trí thấp hoặc đi vào các trạm bẫy hơi. Các trạm bẫy hơi sẽ mở để xả nước ngưng và đóng để
không cho hơi ra ngoài. Nhờ áp suất cao đẩy nước ngưng qua bên kia bẫy hơi (áp suất thấp)
1.5.5 Giá đỡ, giá treo
Hình 22: Giá đỡ, giá treo
Kết cấu của giá đỡ hoặc giá treo phải chịu được tải trọng khi chứa đầy môi chất, vật liệu cách nhiệt,
các lực tác động khác và đảm bảo dịch chuyển khi đường ống giãn nở
Vị trí thiết kế của giá đỡ đường ống cần xác định căn cứ vào tính toán kĩ thuật và phải căn cứ vào
phân tích ứng suất của đường ống dẫn
Vật liệu của giá gối đỡ của đường ống dẫn phải tương thích với các điều kiện môi trường sử dụng.
Các cấu kiện được hàn gắn vào đường ống dẫn phải làm từ vật liệu tương thích với vật liệu đường ống dẫn
1.5.6 Bích nối, mối hàn
Bích nối: là một khối thép, inox tròn (vuông), tiết diện dẹt được gia công chế tạo từ phôi thép hoặc
phôi inox đặc. Mặt bích là phụ kiện đường ống rất quen thuộc trong các công trình, dự án lắp đặt vật tư, là
thiết bị nối giữa vật tư-vật tư, vật tư-đường ống thông qua các lỗ bắt bu lông xung quanh rìa thân mặt bích
để tạo thành hệ thống đường ống hoàn chỉnh trong các nhà máy, xí nghiệp, công trình, dân dụng
Hình 23: Một số loại bích nối và mối hàn
Mối hàn: Việc hàn các bộ phận chịu lực của đường ống dẫn phải tiến hành ở nhiệt độ môi trường
xung quanh lớn hơn 0 độ C. Đối với mối hàn mép ống, độ lớn mép không lớn hơn giá trị tương ứng theo
quy định. Khi hàn giáp mép các ống có đường kính khác nhau cho phép nguội đầu ống nhỏ có đường kính
ngoài đến 83mm và chiều dày thành ống là 6mm để làm tăng đường kính trong của nó (tối đa không quá
37%)
1.5.7 Vật liệu bảo ôn
Vật liệu bảo ôn là loại không thể thiếu cho ngành nhiệt hiện nay. Với tác dụng chính là giảm hao phí
nhiệt lượng cho các hệ thống, thiết bị máy, cách nhiệt cho nhà xưởng nhằm tiết kiệm chi phí điện năng cho
các thiết bị làm mát
a. Giấy bạc cách nhiệt
Hình 24: giấy bạc cách nhiệt
Giấy bạc là một lớp nhôm dày xuất xứ từ Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan... là loại phụ kiện dùng để bọc
cách nhiệt các đường ống bảo ôn, tấm cách nhiệt trần, vách, mái công trình... giấy bao bọc ngoài bông cách
nhiệt dùng để tăng độ bền cho ống gió mềm, ống bảo ôn hệ thống thông gió điều hòa không khí công trình
b. Cao su bảo ôn
Hình 25: Cao su bảo ôn
Cao su lưu hóa được chế tạo từ chất dẻo có tính đàn hồi cao, sử dụng cho lĩnh vực cách nhiệt, bảo ôn,
chống rung với cấu trúc lỗ tổ ong gần kề và liên kết nhau, bề mặt kín cho nên sản phẩm có khả năng chống
ngưng tụ sương ở các hệ thống lạnh rất tốt, bền với độ ẩm, hơi nước, tia UV. Sản phẩm cách nhiệt này có
dạng ống, tấm đã định hình, dạng tấm phẳng và dạng cuộn. Cao su lưu hóa là một trong những sản phẩm
có tiêu chuẩn sạch cao, không có chất CFC, HCFC, ODP
c. Bông thủy tinh cách nhiệt
Hình 26: Bông thủy tinh cách nhiệt
Bông thủy tinh cách nhiệt là một vật liệu bảo ôn cách âm, cách nhiệt hiệu quả với những đặc tính không
cháy, không truyền nhiệt, ngăn sự lan tỏa của đám cháy, tính co dãn lớn. Đã được chứng nhận tiêu chuẩn
qua các thí nghiệm về độ cách âm, cách nhiệt, ngăn cháy. Bông thủy lực được làm từ sợi thủy tinh tổng hợp
chiết xuất từ đá, xỉ, đất sét
Thành phần chủ yếu chứa aluminum, silicat canxi, oxit kim loại không chứa amiang, không cháy, mềm mại,
có tính đàn hồi tốt khi kết hợp với tấm nhôm, nhựa chịu nhiệt độ cao tạo ra một sản phẩm cách nhiệt, cách
âm vượt trội cả ở dạng cuốn hay dạng tấm. Chịu nhiệt độ cao, có phủ bạc: -4 đến 120 độ C; không phủ bạc:
-4 đến 350 độ C
1.6 Các nội dung tính toán và mục tiêu của đồ án môn học
1.6.1 Các nội dung tính toán:
+
+
+
+
Tính toán tổn thất thủy lực trên toàn bộ tuyến ống và từng nhánh ống
Tính chọn chiều dày vật liệu và ống dẫn
Lựa chọn vật liệu bảo ôn, tính truyền nhiệt
Tính tổn thất nhiệt trên toàn bộ chiều dài tuyến ống và trên mỗi mét
chiều dài ống
+ Tính toán xác định công suất và áp suất lò hơi
+ Xác định lượng nhiên liệu tiêu hao cho lò hơi
+ Xác định chi phí vận hành cho lò hơi
1.6.2 Mục tiêu đồ án môn học:
+ Giúp sinh viên biết cách tính toán sơ bộ một hệ thống mạng nhiệt, tính
toán được tổn thấp áp suất ở các van, cút nối... Ngoài ra sinh viên còn
được tìm hiểu về vật liệu bảo ôn, thông số hơi trong hệ thống, tính toán
bề dày lớp bảo ôn
+ Sinh viên cần tìm hiểu và biết cách chọn ống, bố trí ống sao cho hợp lý
trên đoạn dẫn tới hộ sử dụng. Biết cách lắp đặt các van, các bù giãn nở,
van giảm áp, van nước ngưng, van xả khí...
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NHIỆT
2.1. Thông số đầu bài
Đại lượng/Hộ sử dụng
Áp suất hộ sử dụng hơi nước bão hòa
Lưu lượng hơi nước của hộ sử dụng
-
-
-
Đơn vị
Bar
Tấn/giờ
1
10
40
2
6
30
3
15
30
Hộ sử dụng nhánh 1:
+
Áp suất hộ sử dụng hơi nước bão hòa : 10 bar
+
Lưu lượng hơi nước hộ sử dụng : 40 Tấn/giờ
Hộ sử dụng nhánh 2:
+
Áp suất hộ sử dụng hơi nước bão hòa : 6 bar
+
Lưu lượng hơi nước hộ sử dụng : 30 Tấn/giờ
Hộ sử dụng nhánh 3:
+
Áp suất hộ sử dụng hơi nước bão hòa : 15 bar
+
Lưu lượng hơi nước hộ sử dụng : 30 Tấn/giờ
2.2. Các thông số giả thiết bổ sung
- Giả sử tốc độ hơi nước đi trong ống là 𝜔 = 30 m/s
- Giả sử đường ống chính.
sb
2.3. Bố trí hệ thống theo sơ đồ đề bài giao
2.3.1. Bản vẽ 3D tuyến ống
2.3.2. Giá đỡ, vật liệu bảo ôn
2.3.3. Các hình chiếu tuyến ống
2.3.4. Mặt cắt một số tuyến ống
2.4. Tính toán thủy lực
- Nhiệm vụ cơ bản của tính toán thủy lực đường ống dẫn nhiệt là xác định
đường kính ống dẫn và tổn thất áp suất khi biết trước lưu lượng chất
mang nhiệt chảy trong ống.
- Tổn thất áp suất gồm 2 phần: tổn thất do ma sát dọc theo ống và tổn thất
áp suất cục bộ do các trở ngại khác bên đường ống ( các van chặn, van
điều chỉnh,…)
- Chọn tốc độ sơ bộ của hơi là 𝜔 = 30 m/s, ktd = 0,2
sb
2.4.1. Tính toán trên đoạn L3
Có {
𝐺3 = 30 𝑡ấ𝑛⁄ℎ = 8,3 𝑘𝑔⁄𝑠
𝑃3 = 15 𝑏𝑎𝑟
Tra bảng nước và hơi bão hòa ta được 𝜌 = 7,593 kg/m3
Dsb = √
4𝐺
𝜋.𝜔𝑠𝑏 .𝜌
=√
4.8,3
= 0,215 = 215 (mm)
𝜋.30.7,593
- Dựa vào bảng ống thép đối với đường ống dẫn nhiệt ta chọn ống thép có
đường kính trong d1 = 259 mm, đường kính ngoài d2 = 273 mm.
4𝐺
→ Tốc độ hơi đi trong ống 𝜔 =
𝜋.𝜌.𝑑12
=
4.8,3
𝜋.7,593.0,2592
= 20,75 (m/s)
- Tra bảng thông số vật lí của nước trên đường bão hòa :
−0,165.10−6
=
(0,158−0,165).10−6
→ Re =
𝜔.𝑑1

Reth = 568.
=
𝑑1
𝑘𝑡𝑑
15−12,55
15,55−12,55
20,75.0,259
0,159.10−6
= 568.
𝑘
𝑑1
= 33800314,47
259
0,2
0,25
Re > Reth →  = 0,11. ( 𝑡𝑑)
→  = 0,159.10-6 (m2/s)
= 735560
= 0,11. (
0,2 0,25
259
)
= 0,0185
Suất giáng áp đường dài :
Rdd=𝜆.
𝜔2 𝜌
2
. = 0,0185.
20,752 7,593
𝑑
.
2
0.259
= 116,76 (𝑃𝑎⁄𝑚)
• Tính chiều dài tương đương của đoạn L3
Chọn thêm một số thiết bị
- Ống T đều 𝜉 = 0,3
Cút 900 𝜉 = 1,5
- Van chặn 𝜉 =0,4
𝑑
0,259
𝜆
0,0185
➢ Ltd= . 𝛴𝜉=
. (2.0,4 + 0,3 + 4.1,5) = 99,4 𝑚
➢ Chiều dài quy dẫn là
Lqd= L3+ ltd = 40 + 99,4 = 139,4 m
➢ Giáng áp trên tổng đoạn L3 là
𝛿𝑝3 = 𝑅𝑑𝑑 . 𝑙𝑞𝑑 = 116,67.139,4 = 16276,344 (𝑃𝑎)
➢ Áp suất đầu đoạn L3 là :
P3 + 𝛿𝑝3 = 15.105 + 16276,344 = 1516276,344 (Pa)
2.4.2. tính toán cho đoạn L2
Có G2= 30 tấn/h = 8,3 kg/s và P2= 6 bar
- Tra bảng thông số của nước và hơi bão hòa => 𝜌2 = 3,169 𝑘𝑔/𝑚3
 dsb2=√
4.𝐺2
𝜋.𝜔𝑠𝑏 .𝜌2
=√
4.8,3
𝜋.30.3,169
=0,333 (m) = 333 mm
Dựa vào bảng ống thép đối với đường ống dẫn nhiệt ta chọn ống thép có đường kính
trong d1= 359 mm, đường kính ngoài d2 =377 mm.
 tốc độ hơi đi trong ống là
𝜔2 =
4. 𝐺2
𝜋. 𝜌2 . 𝑑1
2 =
4.8,3
= 25,87 (𝑚⁄𝑠)
𝜋. 3,169. 0.3592
Tra bảng thông số vật lý của nước trên đường bão hòa ở áp suất p= 6 bar
+Ta có độ nhớt động học 𝜗
Nội suy
6−4,76
6,18−4,76
𝜗−0.203.10−6
=
0,191.10−6 −0,203.10−6
𝜔.𝑑1
 Re =
𝜗
=
25,87.0,359
 Rethực= 568.
0,193.10−6
𝑑
𝑚2
𝑠
)
= 48120880,83
= 568.
𝑘𝑡𝑑
→ 𝜗 = 0,193.10−6 (
359
0,2
= 1019560
 Re > Rethực
Hệ số ma sát là
𝑘
𝜆 = 0,11. ( 𝑡𝑑)0.25 = 0,11. (
𝑑
0.2 0.25
)
= 0.017
359
Suất giáng áp đường dài :
Rdd=𝜆.
𝜔2 𝜌
2
. = 0,017.
𝑑
25,872 3,169
2
.
0.359
𝑃𝑎
= 50,216 ( )
𝑚
❖ Tính chiều dài tương đương của đoạn L2
Chọn thêm một số thiết bị
- Ống T đều 𝜉 = 0,3
Bộ bù dãn nở nhiệt ( hình sóng) 𝜉 = 2,5
- Van chặn 𝜉 =0,4 ;
-
Cút 900 𝜉 = 1,5
𝑑
0,359
𝜆
0,017
 Ltd= . 𝛴𝜉=
. (2.0,4 + 0,3 + 4.1,5 + 1.2,5) = 202,73 𝑚
 Chiều dài quy dẫn là
Lqd= L2+ ltd = 55 + 202,73 = 257,73 m
 Giáng áp trên tổng đoạn L2 là
𝛿𝑝2 = 𝑅𝑑𝑑 . 𝑙𝑞𝑑 = 50,216.257,73 = 12942,17 (𝑃𝑎)
 Áp suất đầu đoạn L2 là :
𝛿𝑝2 + P2 = 12942,17 + 6.105 = 612942,17 ( Pa )
2.4.3. Tính toán trên đoạn Lc
Dựa vào kết quả tính toán phần 2.4.1 và 2.4.2 ta chọn áp suất đầu ra trên đoạn Lc
là pc= 16 bar, lưu lượng trên đoạn Lc là Gc= G2+G3= 30 + 30 =60 tấn/h = 16,6 kg/s
- Tra bảng thông số của nước và hơi bão hòa tại p=16 bar => 𝜌𝑐 = 8,08 𝑘𝑔/𝑚3
 dsbc=√
4.𝐺𝑐
𝜋.𝜔𝑠𝑏 .𝜌𝑐
=√
4.16,6
𝜋.30.8,08
=0.295 (m) = 295 mm
Dựa vào bảng ống thép đối với đường ống dẫn nhiệt ta chọn ống thép có đường kính
trong d1= 309 mm, đường kính ngoài d2 =325 mm.
 tốc độ hơi đi trong ống là
𝜔𝑐 =
4. 𝐺𝑐
𝜋. 𝜌𝑐 . 𝑑1
2 =
4.16,6
𝑚
=
27,4
(
)
𝜋. 8,08. 0,3092
𝑠
Tra bảng thông số vật lý của nước trên đường bão hòa ở áp suất p= 6,5 bar
+Ta có độ nhớt động học 𝜗
Nội suy
16−15,55
19,08−15,55
=
𝜗−0,158.10−6
0,153.10−6 −0,158.10−6
𝜔.𝑑1
 Re =
𝜗
=
27,4.0,309
0,157.10−6
→ 𝜗 = 0.157.10−6 (
= 53927388,54
𝑚2
𝑠
)
 Rethực= 568.
𝑑
= 568.
𝑘𝑡𝑑
309
0,2
= 877560
 Re > Rethực
Hệ số ma sát là
𝑘
𝜆 = 0,11. ( 𝑡𝑑)0.25 = 0,11. (
𝑑
0.2 0.25
)
= 0.0175
309
Suất giáng áp đường dài :
Rdd=𝜆.
𝜔2 𝜌
2
. = 0,0175.
27,42
𝑑
2
.
8,08
𝑃𝑎
= 171,77 ( )
0.309
𝑚
❖ Tính chiều dài tương đương của đoạn Lc
Chọn thêm một số thiết bị
- Ống T đều 𝜉 = 0,3 ;
- Van chặn 𝜉 =0,4 ; Cút 900 𝜉 = 1,5
- Hệ số trở lực co hẹp đường ống
𝑑12
𝜉 = 0,5. (1 − (
2
359 2
) ) = 0,5. (1 − (309) ) = 0,013
𝑑1𝑐
𝑑
0,309
𝜆
0,0175
 Ltd= . 𝛴𝜉=
. (2.0,4 + 2.0,3 + 4.1,5 + 0,013) = 130,9 𝑚
 Chiều dài quy dẫn là
Lqd= Lc+ ltd = 35 + 130,9= 165,9 m
 Giáng áp trên tổng đoạn Lc là
𝛿𝑝𝑐 = 𝑅𝑑𝑑 . 𝑙𝑞𝑑 = 171,77.165,9 = 28496,643 (𝑃𝑎)
 Áp suất đầu đoạn Lc là :
 𝑝𝑐 + 𝛿𝑝𝑐 = 16. 105 +28496,643 = 1628496,643 (Pa)
2.4.4. tính toán cho đoạn L1
Có G1= 40 tấn/h = 11,1 kg/s và P1= 10 bar
- Tra bảng thông số của nước và hơi bão hòa => 𝜌1 = 5,139 𝑘𝑔/𝑚3
 dsb1=√
4.𝐺1
𝜋.𝜔𝑠𝑏 .𝜌1
=√
4.11,1
𝜋.30.5,139
=0,300 (m) = 300 mm
Dựa vào bảng ống thép đối với đường ống dẫn nhiệt ta chọn ống thép có đường kính
trong 𝑑1 = 309 mm, đường kính ngoài 𝑑2 =325 mm.
 tốc độ hơi đi trong ống là
4. 𝐺1
𝜔1 =
𝜋. 𝜌1 . 𝑑1
2 =
4.11,1
𝑚
=
28,83
(
)
𝜋. 5,139. 0.3092
𝑠
Tra bảng thông số vật lý của nước trên đường bão hòa ở áp suất p = 10 bar
+Ta có độ nhớt động học 𝜗
Nội suy
10−7,92
10,03−7,92
=
𝜗−0,181.10−6
0,173.10−6 −0,181.10−6
 Re =
𝜔.𝑑1
𝜗
=
 Reth= 568.
28,83.0,309
0.173.10−6
𝑑
𝑘𝑡𝑑
= 568.
→ 𝜗 = 0,173.10−6 (
𝑚2
𝑠
)
= 51494046,24
309
0,2
= 877560
 Re > Reth
Hệ số ma sát là
𝑘
𝜆 = 0,11. ( 𝑡𝑑)0.25 = 0,11. (
𝑑
0.2 0.25
)
= 0.018
309
Suất giáng áp đường dài :
Rdd=𝜆.
𝜔2 𝜌
2
. = 0,018.
𝑑
28,832 5,139
2
.
𝑃𝑎
= 124,4 ( )
0.309
𝑚
❖ Tính chiều dài tương đương của đoạn L1
Chọn thêm một số thiết bị
- Ống T đều 𝜉 = 0,3 ; Bộ bù dãn nở (hình 𝜋, r=2d) 𝜉=2,5
- Van chặn 𝜉 =0,4 ; Cút 900 𝜉 = 1,5
𝑑
0,309
𝜆
0,018
 Ltd= . 𝛴𝜉=
. (2.0,4 + 0,3 + 7.1,5 + 2.2,5) = 284,96 𝑚
 Chiều dài quy dẫn là
Lqd= L1+ ltd = 90 + 284,96 = 374,96 m
 Giáng áp trên tổng đoạn L3 là
𝛿𝑝1 = 𝑅𝑑𝑑 . 𝑙𝑞𝑑 = 124,4 .374,96 = 46645,024(𝑃𝑎)
 Áp suất đầu đoạn L1 là :
 𝑝1 + 𝛿𝑝1 = 10. 105 +46645,024 = 1046645,024 (Pa)
2.4.5. tính toán trên đoạn Lo
Dựa vào kết quả tính toán phần 2.4.3 và 2.4.4 ta chọn áp suất đầu ra trên đoạn L0 là
p0= 17 bar, lưu lượng trên đoạn Lc là G0= Gc+G1= 60+40 =100 tấn/h = 27,78 kg/s
Tra bảng thông số của nước và hơi bão hòa tại p= 17 bar => 𝜌0 =
-
8,569 𝑘𝑔/𝑚3
 dsb0=√
4.𝐺𝑜
=√
𝜋.𝜔𝑠𝑏 .𝜌0
4.27,78
𝜋.30.8,569
=0,371 (m) = 371 mm
Dựa vào bảng ống thép đối với đường ống dẫn nhiệt ta chọn ống thép có đường kính
trong d1= 408 mm, đường kính ngoài d2 =426 mm.
 tốc độ hơi đi trong ống là
𝜔0 =
4. 𝐺0
𝜋. 𝜌0 . 𝑑1
4.27,78
𝑚
2 = 𝜋. 8,569. 0.4082 = 24,8 ( 𝑠 )
Tra bảng thông số vật lý của nước trên đường bão hòa ở áp suất p= 17 bar
+Ta có độ nhớt động học 𝜗
Nội suy
17−15,55
19,08−15,55
=
𝜗−0,158.10−6
0,153.10−6 −0,158.10
 Re =
𝜔.𝑑1
=
𝜗
→ 𝜗 = 0.156.10−6 (
−6
24,8.0,408
0,156.10−6
 Rethực= 568.
𝑑
𝑘𝑡𝑑
= 64861538
= 568.
408
0,2
= 1158720
 Re > Reth
Hệ số ma sát là
𝑘
0.2 0.25
𝑑
408
𝜆 = 0,11. ( 𝑡𝑑)0.25 = 0,11. (
)
= 0.0165
Suất giáng áp đường dài :
Rdd=𝜆.
𝜔2 𝜌
2
. = 0,0165.
𝑑
24,82 8,569
2
.
0.408
𝑃𝑎
= 106,57 ( )
𝑚
❖ Tính chiều dài tương đương của đoạn Lo
Chọn thêm một số thiết bị
- Ống T đều 𝜉 = 0,3 ; Bộ bù dãn nở (hình 𝜋, r=2d) 𝜉=2,5
- Van chặn 𝜉 =0,4 ; Cút 900 𝜉 = 1,5
𝑚2
𝑠
)
𝑑
0,408
𝜆
0,0165
 Ltd= . 𝛴𝜉=
. (2.0,4 + 0,3 + 5.1,5 + 1.2,5) = 274,427𝑚
 Chiều dài quy dẫn là
Lqd= L0+ ltd = 75 + 274,427 = 349,472 m
 Giáng áp trên tổng đoạn L0 là
𝛿𝑝0 = 𝑅𝑑𝑑 . 𝑙𝑞𝑑 = 106,57 .274,427 = 29245,7 (𝑃𝑎)
 Áp suất đầu vào đoạn Lo là :
 𝑝0 + 𝛿𝑝0 = 17. 105 +29245,7= 1729245,7 (Pa)
2.5. Tính bền, xác định chiều dày ống chịu áp
Ta có công thức
𝛿=
𝑃.𝑑1
∗
2.𝜎 .𝜂.𝜑 −𝑃
Trong đó
+𝑐
P: áp suất dư max trong đường ống (Mpa)
𝜑: hệ số độ bền mối hàn, ta chọn tự động 𝜑 = 1
d1: đường kính trong của ống (mm)
𝜂: hệ số hiệu chỉnh sử dụng hơi sạch an toàn chọn 𝜂 = 1
𝜎 ∗ : ứng suất cho phép của ống thép ( ta chọn thép CT20)
c: Hệ số hiệu chỉnh bào mòn ; c> 0,0005 m
2.5.1. Tính bền ống L3
Pmax = 15,2 bar
d1 = 259 mm
- Tra bảng hơi nước tại điểm sôi ta được :
𝑡−198,28
201,36−198,28
=
15,2−15
16−15
=> 𝑡 = 198,9 oC
- Tra bảng ứng suất cho phép của một số loại thép cho phép ta được (CT20)
198,9−100
200−100
=
𝜎 ∗ −142
136−142
→ 𝜎 ∗ = 136,066 (𝑀𝑝𝑎)
Độ dày chịu áo cần thiết :
𝛿=
𝑃. 𝑑1
15,2.0,259
+
𝑐
=
+ 0,0005
2. 𝜎 ∗ . 𝜂. 𝜑 − 𝑃
2.1360,66 .1.1 − 15,2
= 0,00195 𝑚
= 1,95 𝑚𝑚
 Chọn chiều dày của đoạn L3 = 2 mm, cần chọn lại đường kính ngoài ống
L3 = 275 mm
2.5.2. Đoạn ống L2
Pmax = 6,2 bar
d1 = 359 mm
- Tra bảng hơi nước tại điểm sôi ta được :
𝑡−158,84
164,96−158,84
6,2−6
=
7−6
=> 𝑡 = 160,064 oC
- Tra bảng ứng suất cho phép của thép cho 1 số loại thép ta được (CT20)
160,064 − 100
𝜎 ∗ − 142
=
=> 𝜎 ∗ = 138,4 (𝑀𝑝𝑎)
200 − 100
136 − 142
Độ dày chịu áp cần thiết
𝛿=
𝑃. 𝑑1
6,2.0,359
+
𝑐
=
+ 0,0005 = 1,3. 10−3 𝑚
∗
2. 𝜎 . 𝜂. 𝜑 − 𝑃
2.1384.1.1 − 6,2
= 1,3 𝑚𝑚
 Chọn chiều dày đoạn L2 = 2 mm, cần chọn lại đường kính ngoài
ống L2 là 379 mm
2.5.3. Đoạn ống Lc
Pmax = 16,3 bar
d1 = 309 mm
- Tra bảng hơi nước tại điểm sôi ta được
-
𝑡−201,36
204,30−201,36
=
16,3−16
17−16
=> 𝑡 = 202,242oC
- Tra bảng ứng suất cho phép của thép cho 1 số loại thép ta được (CT20)
202,242 − 200
𝜎 ∗ − 136
=
=> 𝜎 ∗ = 135,82 (𝑀𝑝𝑎)
250 − 200
132 − 136
Độ dày chịu áp cần thiết
𝛿=
𝑃. 𝑑1
16,3.0,309
+
𝑐
=
+ 0,0005
2. 𝜎 ∗ . 𝜂. 𝜑 − 𝑃
2.1358,2.1.1 − 16,3
= 2,37. 10−3 𝑚
= 2,37 𝑚𝑚
 Chọn chiều dày đoạn Lc= 3 mm, cần chọn lại đường kính ngoài ống Lc là
328 mm
2.5.4.Đoạn ống L1
Pmax = 10,5 bar
d1 = 309 mm
- Tra bảng hơi nước tại điểm sôi ta được
-
𝑡−179,88
184,05−179,88
=
10,5−10
11−10
=> 𝑡 = 181,635oC
- Tra bảng ứng suất cho phép của thép cho 1 số loại thép ta được (CT20)
181,635 − 100
𝜎 ∗ − 142
=
=> 𝜎 ∗ = 137,1 (𝑀𝑝𝑎)
200 − 100
136 − 142
Độ dày chịu áp cần thiết
𝛿=
𝑃. 𝑑1
10,5.0,309
+
𝑐
=
+ 0,0005 = 1,69. 10−3 𝑚
∗
2. 𝜎 . 𝜂. 𝜑 − 𝑃
2.1371.1.1 − 10,5
= 1,69 𝑚𝑚
 Chọn chiều dày đoạn L1= 2 mm, cần chọn lại đường kính ngoài ống
L1 là 327 mm
2.5.5 Đoạn ống L0
Pmax = 17,3 bar
d1 = 408 mm
- Tra bảng hơi nước tại điểm sôi ta được
𝑡−204,3
207,1−204,3
=
17,3−17
18−17
=> 𝑡 = 205,14 oC
- Tra bảng ứng suất cho phép của théo cho 1 số loại thép ta được (CT20)
205,14 − 200
𝜎 ∗ − 136
=
=> 𝜎 ∗ = 135,6 (𝑀𝑝𝑎)
250 − 200
132 − 136
Độ dày chịu áp cần thiết
𝛿=
𝑃. 𝑑1
17,3.0,408
+
𝑐
=
+ 0,0005 = 3,12. 10−3 𝑚
2. 𝜎 ∗ . 𝜂. 𝜑 − 𝑃
2.1356.1.1 − 17,3
= 3,12 𝑚𝑚
 Chọn chiều dày đoạn L0= 4 mm, cần chọn lại đường kính ngoài ống L0 là
430 mm
2.6. Tính toán tổn thất nhiệt và lựa chọn vật liệu bảo ôn
- Do các thiết bị đường ống dẫn hơi làm việc ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với nhiệt độ
môi trường vì vậy để đảm bảo vận hành an toàn sử dụng , giảm tổn thất nhiệt ra môi
trường ên ngoài nâng cao hiệu suất của hệ thống tiết kiệm năng lượng ta tiến hành
bọc bảo ôn cho các thiết bị và đường ống dẫn hơi của hệ thống
- lựa chọn bông thủy tinh làm vật liệu bảo ôn
- chọn thông số đầu vào :
+ nhiệt độ môi trường tmt = 35oC
+ hệ số dẫn nhiệt đối lưu không khí 𝛼 = 10,5 𝑊/𝑚2 𝐾
+ Nhiệt độ vách an toàn của vật liệu bảo ôn tw bảo ôn= 40oC
a) Tính trên đoạn L3
- Đường kính trong d1= 259 mm, đường kính ngoài d2 = 273 mm, chiều dày 𝛿0 =
2 𝑚𝑚
- Hệ số dẫn nhiệt của ống 𝜆0 = 50 𝑊/𝑚𝐾
- Nhiệt độ hơi cao nhất : th max= 198,9 oC ( Tra theo áp suất max đầu vào ống )
- Mật độ dòng nhiệt của ống là:
q = 𝛼 .∆𝑡 = 10,5 . (40 − 35) = 52,5(
𝑊
)
𝑚2
- Hệ số truyền nhiệt
k=
𝑞
𝑡1−𝑡𝑚𝑡
=
52,5
𝑊
198,9−35
= 0,32 ( 2 )
𝑚 𝐾
- Tra bảng thông số vật lý của hơi nước
𝑚2
𝑊
𝜗 = 0.159 ∗ 10^ − 6 ( ) ; 𝑃𝑟𝑓 = 𝑃𝑟𝑤 = 0,933 ; 𝜆 = 0,664 (
); 𝜌
𝑠
𝑚𝐾
𝑘𝑔
= 864,43 ( 3 )
𝑚
 𝑅𝑒 =
𝜔.𝑑
𝜗
=
20,75 . 0,259
0,159.10−6
= 33800314 > 2300 → 𝑐ℎả𝑦 𝑟ố𝑖
 𝑁𝑢 = 0,21. 𝑅𝑒 0,8 𝑃𝑟𝑓 0,43 = 0,21. 338003140,8 . 0,9330,43 =
214983,43
 𝛼1 =
Ta có d2/d1 =
275
259
𝑁𝑢.𝜆
𝑑1
=
< 1,4
214983,43. 0,664
0,259
= 551154,4 (
𝑊
𝑚2𝐾
)
=> tính chiều dày bảo ôn theo công thức
1
1
𝑘
𝛼1
𝛿 = 𝜆. ( − (
𝛿0
+
𝜆0
+
1
𝛼2
))
𝑐ℎọ𝑛 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 𝑏ả𝑜 ô𝑛 𝑐ó 𝜆 = 0,033
 𝛿 = 0,033 . (
1
0,32
−(
1
551154,4
+
0,002
50
+
1
)) = 0,099 (𝑚)
10,5
 Chọn độ dày bảo ôn 𝛿 = 0,1 (m)
Tổn thất nhiệt trên đoạn ống L3 :
Q=
𝜋.𝐿.(𝑡𝑚𝑐 −𝑡𝑚𝑡 )
𝑑
1
.ln( 𝐶𝑁 )+
2.𝐶𝑁
𝑑2
𝛼2 .𝑑𝐶𝑁
1
=
3,14.40.(198,9−35)
1
475
1
.ln(275)+10,5.0,475
2.0,033
= 2427,16 𝑊
b) Tính trên đoạn L2
- Đường kính trong d1= 359 mm, đường kính ngoài d2 = 377 mm, chiều dày 𝛿0 =
2 𝑚𝑚
- Hệ số dẫn nhiệt của ống 𝜆0 = 50 𝑊/𝑚𝐾
- Nhiệt độ hơi cao nhất : th max= 160,064 oC ( Tra theo áp suất max đầu vào ống )
- Mật độ dòng nhiệt của ống là:
q = 𝛼 .∆𝑡 = 10,5 . (40 − 35) = 52,5(
𝑊
)
𝑚2
- Hệ số truyền nhiệt
k=
𝑞
𝑡1−𝑡𝑚𝑡
=
52,5
𝑊
160,064−35
= 0,42 ( 2 )
𝑚 𝐾
- Tra bảng thông số vật lý của hơi nước
𝑚2
𝑊
𝜗 = 0,191. 10−6 ( ) ; 𝑃𝑟𝑓 = 𝑃𝑟𝑤 = 1,1 ; 𝜆 = 0,683 (
); 𝜌
𝑠
𝑚𝐾
= 907(
 𝑅𝑒 =
𝜔.𝑑
𝜗
=
𝑘𝑔
)
𝑚3
25,87 . 0,359
0,191.10−6
= 48624764 > 2300 → 𝑐ℎả𝑦 𝑟ố𝑖
 𝑁𝑢 = 0,21. 𝑅𝑒 0,8 𝑃𝑟𝑓 0,43 = 0,21. 486247640,8 . 1.10,43 = 308677
 𝛼1 =
Ta có d2/d1 =
379
359
1
1
𝑘
𝛼1
𝛿 = 𝜆. ( − (
+
𝑁𝑢.𝜆
𝑑1
=
< 1,4
𝛿0
𝜆0
+
308677 . 0,683
0,359
= 587260 (
𝑊
𝑚2𝐾
)
=> tính chiều dày bảo ôn theo công thức
1
𝛼2
))
𝑐ℎọ𝑛 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 𝑏ả𝑜 ô𝑛 𝑐ó 𝜆 = 0,033
 𝛿 = 0,033 . (
1
0,42
−(
1
+
587260
0,002
50
+
1
10,5
)) = 0,075 (𝑚)
 Chọn độ dày bảo ôn 𝛿 = 0,1 (m)
Tổn thất nhiệt trên đoạn ống L2 :
Q=
𝜋.𝐿.(𝑡𝑚𝑐 −𝑡𝑚𝑡 )
𝑑
1
.ln( 𝐶𝑁 )+
2.𝐶𝑁
𝑑2
𝛼2 .𝑑𝐶𝑁
1
3,14.55.(160,064−35)
=
1
579
1
.ln(379)+10,5.0,579
2.0,033
= 3280 𝑊
c) Tính trên đoạn Lc
- Đường kính trong d1= 309 mm, đường kính ngoài d2 = 325 mm, chiều dày 𝛿0 =
3 𝑚𝑚
- Hệ số dẫn nhiệt của ống 𝜆0 = 50 𝑊/𝑚𝐾
- Nhiệt độ hơi cao nhất : th max= 202,242 oC ( Tra theo áp suất max đầu vào ống )
- Mật độ dòng nhiệt của ống là:
q = 𝛼 .∆𝑡 = 10,5 . (40 − 35) = 52,5(
𝑊
)
𝑚2
- Hệ số truyền nhiệt
k=
𝑞
𝑡1−𝑡𝑚𝑡
=
52,5
𝑊
202,242−35
= 0,31 ( 2 )
𝑚 𝐾
- Tra bảng thông số vật lý của hơi nước
𝜗 = 0,158. 10
−6
𝑚2
𝑊
( ) ; 𝑃𝑟𝑓 = 𝑃𝑟𝑤 = 0,93 ; 𝜆 = 0,663 (
); 𝜌
𝑠
𝑚𝐾
= 862,8(
 𝑅𝑒 =
𝜔.𝑑
𝜗
=
𝑘𝑔
)
𝑚3
27,4 . 0,309
0,158.10−6
= 53586076 > 2300 → 𝑐ℎả𝑦 𝑟ố𝑖
 𝑁𝑢 = 0,21. 𝑅𝑒 0,8 𝑃𝑟𝑓 0,43 = 0,21. 53586070,8 . 0,930,43 =
49193,6
 𝛼1 =
Ta có d2/d1 =
328
309
1
1
𝑘
𝛼1
𝛿 = 𝜆. ( − (
+
𝑁𝑢.𝜆
𝑑1
=
< 1,4
𝛿0
𝜆0
+
49193,6 . 0,663
0,309
= 105551,3 (
𝑊
𝑚2𝐾
)
=> tính chiều dày bảo ôn theo công thức
1
𝛼2
))
𝑐ℎọ𝑛 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 𝑏ả𝑜 ô𝑛 𝑐ó 𝜆 = 0,033
 𝛿 = 0,033 . (
1
0,31
−(
1
105551,3
+
0,003
50
+
1
)) = 0,1 (𝑚)
10,5
 Chọn độ dày bảo ôn 𝛿 = 0,1 (m)
Tổn thất nhiệt trên đoạn ống Lc :
Q=
𝜋.𝐿.(𝑡𝑚𝑐 −𝑡𝑚𝑡 )
𝑑
1
.ln( 𝐶𝑁 )+
2.𝐶𝑁
𝑑2
𝛼2 .𝑑𝐶𝑁
1
=
3,14.35.(202,242−35)
1
528
1
.ln(328)+10,5.0,538
2.0,033
= 2487 𝑊
d) Tính trên đoạn L1
- Đường kính trong d1= 309 mm, đường kính ngoài d2 = 325 mm, chiều dày 𝛿0 =
2 𝑚𝑚
- Hệ số dẫn nhiệt của ống 𝜆0 = 50 𝑊/𝑚𝐾
- Nhiệt độ hơi cao nhất : th max= 181,635 oC ( Tra theo áp suất max đầu vào ống )
- Mật độ dòng nhiệt của ống là:
q = 𝛼 .∆𝑡 = 10,5 . (40 − 35) = 52,5(
𝑊
)
𝑚2
- Hệ số truyền nhiệt
k=
𝑞
𝑡1−𝑡𝑚𝑡
=
52,5
𝑊
181,635−35
= 0,358 ( 2 )
𝑚 𝐾
- Tra bảng thông số vật lý của hơi nước
𝜗 = 0,172. 10
𝑚2
𝑊
( ) ; 𝑃𝑟𝑓 = 𝑃𝑟𝑤 = 1,0 ; 𝜆 = 0,673 (
); 𝜌
𝑠
𝑚𝐾
−6
𝑘𝑔
= 885,1( 3 )
𝑚
 𝑅𝑒 =
𝜔.𝑑
𝜗
=
28,83 . 0,309
0,172.10−6
= 51793430 > 2300 → 𝑐ℎả𝑦 𝑟ố𝑖
 𝑁𝑢 = 0,21. 𝑅𝑒 0,8 𝑃𝑟𝑓 0,43 = 0,21. 517934300,8 . 1,00,43 = 311630
 𝛼1 =
Ta có d2/d1 =
327
309
1
1
𝑘
𝛼1
𝛿 = 𝜆. ( − (
+
𝑁𝑢.𝜆
𝑑1
=
311630 . 0,673
0,309
< 1,4
𝛿0
𝜆0
+
= 678728 (
𝑊
𝑚2𝐾
)
=> tính chiều dày bảo ôn theo công thức
1
𝛼2
))
𝑐ℎọ𝑛 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 𝑏ả𝑜 ô𝑛 𝑐ó 𝜆 = 0,033
 𝛿 = 0,033 . (
1
0,358
−(
1
678728
+
0,002
50
 Chọn độ dày bảo ôn 𝛿 = 0,1 (m)
Tổn thất nhiệt trên đoạn ống Lc :
+
1
)) = 0,089 (𝑚)
10,5
Q=
𝜋.𝐿.(𝑡𝑚𝑐 −𝑡𝑚𝑡 )
𝑑
1
.ln( 𝐶𝑁 )+
2.𝐶𝑁
𝑑2
𝛼2 .𝑑𝐶𝑁
1
3,14.90.(181,635−35)
=
1
527
1
.ln(327)+10,5.0,527
2.0,033
= 5591,1 𝑊
e) Tính trên đoạn L0
- Đường kính trong d1= 408 mm, đường kính ngoài d2 = 426 mm, chiều dày 𝛿0 =
4 𝑚𝑚
- Hệ số dẫn nhiệt của ống 𝜆0 = 50 𝑊/𝑚𝐾
- Nhiệt độ hơi cao nhất : th max= 205,14oC ( Tra theo áp suất max đầu vào ống )
- Mật độ dòng nhiệt của ống là:
q = 𝛼 .∆𝑡 = 10,5 . (40 − 35) = 52,5(
𝑊
)
𝑚2
- Hệ số truyền nhiệt
k=
𝑞
𝑡1−𝑡𝑚𝑡
=
52,5
𝑊
205,14−35
= 0,309 ( 2 )
𝑚 𝐾
- Tra bảng thông số vật lý của hơi nước
𝜗 = 0,155. 10
−6
𝑚2
𝑊
( ) ; 𝑃𝑟𝑓 = 𝑃𝑟𝑤 = 0,92 ; 𝜆 = 0,659 (
); 𝜌
𝑠
𝑚𝐾
𝑘𝑔
= 857,76 ( 3 )
𝑚
 𝑅𝑒 =
𝜔.𝑑
𝜗
=
24,8 . 0,408
0,155.10−6
= 65280000 > 2300 → 𝑐ℎả𝑦 𝑟ố𝑖
 𝑁𝑢 = 0,21. 𝑅𝑒 0,8 𝑃𝑟𝑓 0,43 = 0,21. 652800000,8 . 0,920,43 =
361803
 𝛼1 =
Ta có d2/d1 =
430
1
𝑘
𝛼1
𝑑1
=
361803 . 0,659
0,408
< 1,4
408
1
𝛿 = 𝜆. ( − (
𝑁𝑢.𝜆
+
𝛿0
𝜆0
+
= 584383 (
𝑊
𝑚2𝐾
)
=> tính chiều dày bảo ôn theo công thức
1
𝛼2
))
𝑐ℎọ𝑛 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 𝑏ả𝑜 ô𝑛 𝑐ó 𝜆 = 0,033
 𝛿 = 0,033 . (
1
0,309
−(
1
584383
+
0,004
50
+
 Chọn độ dày bảo ôn 𝛿 = 0,1 (m)
Tổn thất nhiệt trên đoạn ống L0 :
Q=
𝜋.𝐿.(𝑡𝑚𝑐 −𝑡𝑚𝑡 )
𝑑
1
.ln( 𝐶𝑁 )+
2.𝐶𝑁
𝑑2
𝛼2 .𝑑𝐶𝑁
1
=
3,14.75.(205,14−35)
1
630
1
.ln(430)+10,5.0,630
2.0,033
= 6923,7 𝑊
1
10,5
)) = 0,1 (𝑚)
2.6.6. Tổng kết về tính toán kích thước đường ống
Đường ống
d1 (mm)
d2 (mm)
δo (mm)
δ (mm)
L0
408
426
4
100
LC
309
325
3
100
L1
309
325
2
100
L2
359
377
2
100
L3
259
273
2
100
2.7. Tính toán và xác định vị trí bù giãn nở nhiệt và vị trí ống treo
a, xác định vị trí ống treo
Khoảng cách lớn nhất giữa 2 điểm treo đỡ ống
[𝑙 𝑡] = √12. 𝜑. 𝜂. 𝜎𝑐𝑝 ∗ .
𝑊
𝑞
(m)
- Trong đó: 𝜑 = 0,8
- 𝜂 = 0,4 ÷ 0,5
- 𝜎𝑐𝑝 ∗ : Ứ𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑐ℎ𝑜 𝑝ℎé𝑝 𝑐ủ𝑎 𝑣ậ𝑡 𝑙𝑖ệ𝑢 ố𝑛𝑔 ở 𝑛ℎ𝑖ệ𝑡 độ max (
- W=0,1.
𝑑24 −𝑑14
𝑑1
𝑁
)
𝑚2
∶ 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑏ề𝑛 𝑡ươ𝑛𝑔 đươ𝑛𝑔 𝑐ủ𝑎 ố𝑛𝑔
- 𝑞 = √𝑞12 + 𝑞22 : Lực tác động trên một mét ống (N/m)
𝜋
- 𝑉ớ𝑖 𝑞1 = 𝑔. . (𝜌ố𝑛𝑔 . (𝑑22 − 𝑑12 ) + 𝜌𝑚𝑐 . 𝑑12 + 𝜌𝑏ả𝑜 ô𝑛 . (𝑑𝑏ả𝑜 ổ𝑛 2 − 𝑑22 ))
4
q2= 0 ( bỏ qua lực đẩy của gió)
b) xác định vị trí bù giãn nở nhiệt
𝛿
3
𝑑2 2 𝑃. 𝑑2
2
√
[𝑙𝑏 ] = . ( (𝜑. 𝜎) − . (𝑃. ) −
) (𝑚)
𝜇
4
2𝛿
4. 𝛿
Trong đó :
o 𝛿=
𝑑2−𝑑1
2
𝐵ề 𝑑à𝑦 𝑐ủ𝑎 ố𝑛𝑔 (𝑚)
o 𝜇: ℎệ 𝑠ố 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 𝑘𝑖𝑚 𝑙𝑜ạ𝑖 ố𝑛𝑔
o 𝑞=
𝑞1.[𝑙]
𝑑2.𝑏
: á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑡𝑟ê𝑛 𝑏ề 𝑚ặ𝑡 ℎệ 𝑡ℎố𝑛𝑔
o d2.b= diện tích kê (m2)
o P: áp suất môi chất (N/m2)
2.7.1 tính toán trên đoạn L0
a, vị trí ống treo
𝜎𝑐𝑝 ∗ = 135,6(𝑀𝑝𝑎) , 𝜌ố𝑛𝑔 = 7850 (
𝑘𝑔
𝑘𝑔
𝑘𝑔
) , 𝜌𝑚𝑐 = 8,569 ( ) , 𝜌𝑏 = 50 ( ) ,
𝑚3
𝑚3
𝑚3
ô
, 𝑊 = 1,59. 10−3 (𝑚)
𝑑1 = 408(𝑚𝑚) , 𝑑2 = 430 (𝑚𝑚)
𝜋
 𝑞1 = 𝑔. . (𝜌ố𝑛𝑔 . (𝑑22 − 𝑑12 ) + 𝜌𝑚𝑐 . 𝑑12 + 𝜌𝑏ả𝑜 ô𝑛 . (𝑑𝑏ả𝑜 ô𝑛 2 −
4
𝑑22 ))
𝜋
=9,81. . (7850. (0,4302 − 0,4082 ) + 8,569. 0,4082 + 50. (0,6302 − 0,4302 )) =
4
𝑁
1207,7( )
𝑚
 [𝑙 𝑡] = √12. 𝜑. 𝜂. 𝜎𝑐𝑝 ∗ .
𝑊
𝑞
= √12.0,8.0,45. 135,6.106 .
1,59.10−3
= 27,8 (m)
1207,7
=> cứ 5 m đặt một giá đỡ
b) Vị trí bù giãn nở nhiệt
𝛿0 = 0,004 (𝑚), 𝜇 = 0,18, 𝑑2 . 𝑏 = 0,430. 0,1(𝑚) á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 ℎơ𝑖 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 ố𝑛𝑔: 17,3 𝑏𝑎𝑟
𝑞=
𝑞1.[𝑙]
𝑑2.𝑏
=
1207,7 .5
0,430.0,1
= 140430,23 (
𝛿
3
𝑑2 2 𝑃. 𝑑2
2
√
[𝑙𝑏 ] =
. ( (𝜑. 𝜎) − . (𝑃. ) −
)
𝜇. 𝑞
4
2𝛿
4. 𝛿
𝑁
)
𝑚2
0,004
3
0,430 2
6
2
5
=
. (√(0,8. 135,6.10 ) − . (17,3. 10 .
)
0,18.140430,23
4
2.0,004
17,3. 105 . 0,430
−
) = 4,14 (𝑚)
4.0,004
Trên đoạn Lo : cứ 4 m đặt 1 bộ bù
5 m đặt 1 giá đỡ
2.7.2 Tính trên đoạn L1
𝜎𝑐𝑝 ∗ = 137,1(𝑀𝑝𝑎) , 𝜌ố𝑛𝑔 = 7850 (
𝑘𝑔
𝑘𝑔
𝑘𝑔
) , 𝜌𝑚𝑐 = 5,139 ( ) , 𝜌𝑏 = 50 ( ) ,
𝑚3
𝑚3
𝑚3
ô
𝑑1 = 309 (𝑚𝑚) , 𝑑2 = 327 (𝑚𝑚)
, 𝑊 = 0,75. 10−3 (𝑚)
𝜋
 𝑞1 = 𝑔. . (𝜌ố𝑛𝑔 . (𝑑22 − 𝑑12 ) + 𝜌𝑚𝑐 . 𝑑12 + 𝜌𝑏ả𝑜 ô𝑛 . (𝑑𝑏ả𝑜 ô𝑛 2 −
4
𝑑22 ))
𝜋
=9,81. . (7850. (0,3272 − 0,3092 ) + 5,139. 0,3092 + 50. (0,5272 − 0,3272 )) =
4
𝑁
762( )
𝑚
 [𝑙 𝑡] = √12. 𝜑. 𝜂. 𝜎𝑐𝑝 ∗ .
𝑊
𝑞
= √12.0,8.0,45. 137,1.106 .
0,75.10−3
762
= 24,14(m)
=> 5 m đặt 1 giá đỡ
b) Vị trí bù giãn nở nhiệt
𝛿0 = 0,002 (𝑚), 𝜇 = 0,18, 𝑑2 . = 0,327. 0,1(𝑚)
á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 ℎơ𝑖 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 ố𝑛𝑔: 10,5 𝑏𝑎𝑟
𝑞=
𝑞1.[𝑙]
𝑑2.𝑏
=
762 .5
0,327.0,1
= 116513,8 (
𝑁
)
𝑚2
𝛿
3
𝑑2 2 𝑃. 𝑑2
2
√
[𝑙𝑏 ] =
. ( (𝜑. 𝜎) − . (𝑃. ) −
)
𝜇. 𝑞
4
2𝛿
4. 𝛿
0,002
3
0,327 2
6
2
5
=
. (√(0,8. 137,1.10 ) − . (10,5. 10 .
)
0,18.116513,8
4
2.0,002
10,5. 105 . 0,327
−
) = 3,6 (𝑚)
4.0,002
Trên đoạn L1 : cứ 3,6 m đặt 1 bộ bù
5 m đặt 1 giá đỡ
2.7.3 Tính toán trên đoạn Lc
𝜎𝑐𝑝 ∗ = 135,82(𝑀𝑝𝑎) , 𝜌ố𝑛𝑔 = 7850 (
𝑘𝑔
𝑘𝑔
𝑘𝑔
) , 𝜌𝑚𝑐 = 8,08 ( ) , 𝜌𝑏 = 50 ( ) ,
𝑚3
𝑚3
𝑚3
ô
𝑑1 = 309 (𝑚𝑚) , 𝑑2 = 328(𝑚𝑚)
, 𝑊 = 0,79. 10−3 (𝑚)
𝜋
 𝑞1 = 𝑔. . (𝜌ố𝑛𝑔 . (𝑑22 − 𝑑12 ) + 𝜌𝑚𝑐 . 𝑑12 + 𝜌𝑏ả𝑜 ô𝑛 . (𝑑𝑏ả𝑜 ổ𝑛 2 −
4
𝑑22 ))
𝜋
=9,81. . (7850. (0,3282 − 0,3092 ) + 8,08. 0,3092 + 50. (0,5282 − 0,3282 )) =
4
𝑁
803,9( )
𝑚
 [𝑙 𝑡] = √12. 𝜑. 𝜂. 𝜎𝑐𝑝 ∗ .
𝑊
𝑞
= √12.0,8.0,45. 135,82.106 .
0,79.10−3
803,9
= 24 (m)
=> 24 m đặt 1 giá đỡ
b) Vị trí bù giãn nở nhiệt
𝛿0 = 0,003 (𝑚), 𝜇 = 0,18, 𝑑2 . = 0,328. 0,1(𝑚)
á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 ℎơ𝑖 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 ố𝑛𝑔: 16,3 𝑏𝑎𝑟
𝑞=
𝑞1.[𝑙]
𝑑2.𝑏
=
803,9 .5
0,328.0,1
= 122545,7 (
𝑁
)
𝑚2
2
𝛿
3
𝑑2
𝑃. 𝑑2
[𝑙𝑏 ] =
. (√(𝜑. 𝜎)2 − . (𝑃. ) −
)
𝜇. 𝑞
4
2𝛿
4. 𝛿
0,003
3
0,328 2
6
2
5
=
. (√(0,8. 135,82.10 ) − . (16,3. 10 .
)
0,18.122545,7
4
2.0,003
16,3. 105 . 0,328
−
) = 4,5(𝑚)
4.0,003
Trên đoạn Lc : cứ 4,5 m đặt 1 bộ bù
5 m đặt 1 giá đỡ
2.7.4. Tính toán trên đoạn L2
𝜎𝑐𝑝 ∗ = 138,4(𝑀𝑝𝑎) , 𝜌ố𝑛𝑔 = 7850 (
𝑘𝑔
𝑘𝑔
𝑘𝑔
) , 𝜌𝑚𝑐 = 3,169 ( ) , 𝜌𝑏 = 50 ( ) ,
𝑚3
𝑚3
𝑚3
ô
, 𝑊 = 1,12. 10−3 (𝑚)
𝑑1 = 359 (𝑚𝑚) , 𝑑2 = 379 (𝑚𝑚)
𝜋
 𝑞1 = 𝑔. . (𝜌ố𝑛𝑔 . (𝑑22 − 𝑑12 ) + 𝜌𝑚𝑐 . 𝑑12 + 𝜌𝑏ả𝑜 ô𝑛 . (𝑑𝑏ả𝑜 ô𝑛 2 −
4
𝑑22 ))
𝜋
= 9,81. . (7850. (0,3792 − 0,3592 ) + 3,169. 0,3592 + 50. (0,5792 − 0,3792 ))
4
𝑁
= 969,7( )
𝑚
 [𝑙 𝑡] = √12. 𝜑. 𝜂. 𝜎𝑐𝑝 ∗ .
𝑊
𝑞
= √12.0,8.0,45. 138,4.106 .
1,12.10−3
969,7
= 26,28 (m)
=> 27 m lắp 1 giá đỡ
b) Vị trí bù giãn nở nhiệt
𝛿0 = 0,002 (𝑚), 𝜇 = 0,18, 𝑑2 . 𝑏 = 0,379. 0,1(𝑚) á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 ℎơ𝑖 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 ố𝑛𝑔: 6,2𝑏𝑎𝑟
𝑞=
𝑞1.[𝑙]
𝑑2.𝑏
=
969,7 .5
0,379.0,1
= 127928,7 (
𝑁
)
𝑚2
𝛿
3
𝑑2 2 𝑃. 𝑑2
2
√
[𝑙𝑏 ] =
. ( (𝜑. 𝜎) − . (𝑃. ) −
)
𝜇. 𝑞
4
2𝛿
4. 𝛿
0,002
3
0,379 2
6
2
5
√
=
. ( (0,8. 138,4.10 ) − . (6,2. 10 .
)
0,18.127928,7
4
2.0,002
6,2. 105 . 0,379
−
) = 6 (𝑚)
4.0,002
Trên đoạn L2 : cứ 6 m đặt 1 bộ bù
5 m đặt 1 giá đỡ
2.7.5. Tính toán trên đoạn L3
𝜎𝑐𝑝 ∗ = 136,066(𝑀𝑝𝑎) , 𝜌ố𝑛𝑔 = 7850 (
𝑘𝑔
𝑘𝑔
𝑘𝑔
) , 𝜌𝑚𝑐 = 7,593 ( ) , 𝜌𝑏 = 50 ( ) ,
𝑚3
𝑚3
𝑚3
ô
𝑑1 = 259(𝑚𝑚) , 𝑑2 = 275(𝑚𝑚)
, 𝑊 = 4,71. 10−4 (𝑚)
𝜋
 𝑞1 = 𝑔. . ( 𝜌ố𝑛𝑔 . (𝑑22 − 𝑑12 ) + 𝜌𝑚𝑐 . 𝑑12 + 𝜌𝑏ả𝑜 ô𝑛 . (𝑑𝑏ả𝑜 ổ𝑛 2 −
4
𝑑22 ))
𝜋
=9,81. . (7850. (0,2752 − 0,2592 ) + 7,593. 0,2592 + 50. (0,4752 − 0,2752 )) =
4
𝑁
578,5( )
𝑚
 [𝑙 𝑡] = √12. 𝜑. 𝜂. 𝜎𝑐𝑝 ∗ .
𝑊
𝑞
= √12.0,8.0,45. 136,066.106 .
=> chọn 22 m đặt 1 giá đỡ
4,71.10−4
578,5
= 21,87 (m)
b) Vị trí bù giãn nở nhiệt
𝛿0 = 0,002 (𝑚), 𝜇 = 0,18, 𝑑2 . = 0,275. 0,1(𝑚)
á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 ℎơ𝑖 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 ố𝑛𝑔: 15,2 𝑏𝑎𝑟
𝑞=
𝑞1.[𝑙]
𝑑2.𝑏
=
578,5 .5
0,275.0,1
= 105181,82 (
𝑁
)
𝑚2
𝛿
3
𝑑2 2 𝑃. 𝑑2
2
√
[𝑙𝑏 ] =
. ( (𝜑. 𝜎) − . (𝑃. ) −
)
𝜇. 𝑞
4
2𝛿
4. 𝛿
0,002
3
0,275 2
6
2
5
=
. (√(0,8. 136,066.10 ) − . (15,2. 10 .
)
0,18.105181,82
4
2.0,002
15,2. 105 . 0,275
−
) = 1 (𝑚)
4.0,002
Trên đoạn L3 : cứ 1 m đặt 1 bộ bù
5 m đặt 1 giá đỡ
2.8. Xác định công suất và áp suất lò hơi
- Coi nước ban đầu được cấp vào lò hơi có:
P = 1 bar
T = 20℃
-Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt ta được h = 83,7 KJ/kg
- Sau khi nhận nhiệt ở lò hơi ta có thông số:
Po = 17 bar
Go= 27,78(kg/s)
- Tra bảng nước và hơi bao hòa :
 h0= 2795 (kJ/kg)
Nhiệt lượng lò hơi cần cấp vào
qv= G0.(ho – h)= 27,78. (2795 – 83,7 ) = 75320 (KW)
Mà coi lò hơi có công suất 0,90. Nên ta chọn lò hơi có công suất là
qcấp =
𝑞𝑣
0,90
=
75320
0,90
= 83689 (kW)
Vậy ta chọn lò hơi có công suất: 83689 kW
Áp suất : 17 bar
Lưu lượng hơi: 27,78 kg/s
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN
-
Về các nội dung theo đề bài yêu cầu
-
Tổng hợp số lượng vật tư theo tuyến ống sau khi hoàn thiện thì em đã sử dụng hầu
hết các vật tư thầy đã cung cấp và ngoài ra em có bổ sung thêm:
+ Ống T đều
+ Van giảm áp
+ Van vào bình
+ Van co hẹp
-
Các thông số cơ bản của lò hơi, thiết bị lắp đặt bổ sung
❖ Kiến nghị đề xuất:
-
Về các điểm chưa phù hợp với tuyến ống:
-
Tuyến ống L2 chưa được bố trí bộ bù giãn nở, số lượng bù giãn nở ở các tuyến
ống còn lại còn quá ít => Đề xuất tuyến ống L2 phải có ít nhất một bộ bù giãn
nở. Các tuyến ống còn lại phải có ít nhất 3 bộ bù giãn nở vì trung bình từ 6 đến
7 m ta đặt 1 bộ bù giãn nở ( theo tính toán phần trên)
- Các tài liệu tham khảo đến các nội dung thực hiện
- Về nội dung của đồ án và các điểm cần cải thiện bổ sung
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- 1. Phụ lục 4 “Hệ số trở lực cục bộ và chiều dài tương đương ở Ktđ = 0,5mm”
trang 213-216 sách “Bài tập cung cấp nhiệt” – Nguyễn Công Hân – Trương
Ngọc Tuấn.
- 2. Phụ lục 10 “Các ống thép đối với đường ống dẫn nhiệt” trang 222 sách
“Bài tập cung cấp nhiệt” – Nguyễn Công Hân – Trương Ngọc Tuấn.
- 3. Bảng 4 “Nước sôi và hơi bão hòa ( theo áp suất )” trang 189-192 sách
“Bài tập trắc nghiệm kỹ thuật nhiệt” – Hà Mạnh Thư
- 4. Bảng 5 “Nước chưa sôi và hơi quá nhiệt” trang 193-198 sách “Bài tập trắc
nghiệm kỹ thuật nhiệt” – Hà Mạnh Thư
- 5. Bảng 7 “Tính chất vật lý của nước trên đường bão hòa” trang 200-201
sách “Bài tập trắc nghiệm kỹ thuật nhiệt” – Hà Mạnh Thư
- 6. Bảng ứng suất cho phép của một số loại thép theo nhiệt độ – Internet.
Mục lục hình ảnh:
Hình 1: Lò hơi đốt than phun .......................................................................................................................... 10
Hình 2: Lò hơi tầng sôi ..................................................................................................................................... 11
Hình 3: Cấu tạo lò hơi tầng sôi ........................................................................................................................ 12
Hình 4: Lò hơi ghi xích ..................................................................................................................................... 13
Hình 5: cấu tạo lò hơi ghi xích ......................................................................................................................... 14
Hình 6: Lò hơi ghi tĩnh ..................................................................................................................................... 15
Hình 7: Cấu tạo lò hơi ghi tĩnh ......................................................................................................................... 15
Hình 8: :Lò hơi đốt dầu .................................................................................................................................... 16
Hình 9: sơ đồ hệ thống lò hơi đốt dầu cơ bản................................................................................................. 17
Hình 10: nồi hấp tiệt trùng công nghiệp.......................................................................................................... 18
Hình 11: cấu tạo thiết bị trao đổi nhiệt kiểu nồi hai vỏ ................................................................................... 19
Hình 12: bàn là hơi........................................................................................................................................... 19
Hình 13: thiết bị sưởi gia đình ......................................................................................................................... 20
Hình 14: tua bin hơi nước................................................................................................................................ 21
Hình 15: Van chặn............................................................................................................................................ 22
Hình 16: van điều chỉnh ................................................................................................................................... 22
Hình 17: van một chiều.................................................................................................................................... 23
Hình 18: Phân loại cấp ống dẫn ....................................................................................................................... 24
Hình 19: khớp nối giãn nở nhiệt inox .............................................................................................................. 25
Hình 20: khớp nối giãn nở vải chịu nhiệt ......................................................................................................... 26
Hình 21: Một số loại bẫy hơi ........................................................................................................................... 27
Hình 22: Giá đỡ, giá treo ................................................................................................................................. 28
Hình 23: Một số loại bích nối và mối hàn ........................................................................................................ 28
Hình 24: giấy bạc cách nhiệt ............................................................................................................................ 29
Hình 25: Cao su bảo ôn .................................................................................................................................... 29
Hình 26: Bông thủy tinh cách nhiệt ................................................................................................................. 30