Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên của lò hơi nhà máy nhiệt điện

biến dầu mỏ được xem như bắt đầu ra đời vào năm 1859 khi mà Edwin Drake (Mỹ) khai thác được dầu thô. Lúc bấy giờ lượng dầu thô khai thác được còn rất ít, chỉ một vài nghìn lít ngày và chỉ phục vụ cho mục đích thắp sáng. Nhưng chỉ một năm sau đó, không chỉ ở Mỹ mà còn cả các nước khác người ta cũng đã tìm thấy dầu. Từ đó sản lượng dầu khí khai thác ngày càng được tăng lên rất nhanh. Chúng ta có thể thấy rõ điều này từ các số liệu dưới đây [VI- 3]. Lượng dầu thô đã khai thác được trên thế giới Năm Sản lượng (Triệu tấn) 1860 0,1 1880 4,2 1900 19,9 1920 96,9 1930 296,5 1945 354,6 1950 524,8 1960 1051,5 1970 2336,2 1980 3067,1 1990 3700 1994 3003,4 1995 2982,5 1997 (riêng Việt Nam) 10,1 Cho đến nay, tổng trữ lượng dầu khí thế giới nhìn chung vẫn tăng đều đặn mặc dù tốc độ tăng không còn như trước và hiện tượng này xảy ra cũng không giống nhau ở các vùng khác nhau. Bảng: Sự thay đổi trữ lượng dầu khí thế giới từ 1/1/1994 đến1/1/2003 Năm Dầu (triệu tấn) Khí đốt (tỉ feet khối) 1994 142.732 5016231 1995 142.826 4980278 1996 143.925 4933742 1997 145550 4945362 1998 145649 5086469 1999 147752 5144752 2000 145149 5146207 2001 146922 5278484 2002 147300 5451332 2003 173268 5501424 Theo thông tin dữ liệu của HIS Energy, vào giữa 2002 cho biết tổng trữ lượng vùng nước sâu ở Đông á- Đông Nam á ước tính đạt 4598 triệu thùng dầu (tức là cả dầu thô và khí đốt), trong đó có 1040 triệu thùng dầu thô và 20 Tcf (nghìn tỷ feet khối) khí. Bảng: Trữ lượng và sản lượng dầu khí Đông á- úc. Nước Trữ lượng xác minh (dầu- triệu thùng; khí- tỷ feet) Sản lượng khai thác dầu (nghìn thùng/ ngày) 1/1/2003 1/1/2002 2002 2001 Brunei 1350 13800 1350 13800 185 108,5 Indonesia 5000 92500 5000 92500 1120 1214,4 Malaisia 3000 75000 3000 75000 760 744,2 Myanmar 50 10000 50 10000 10 8 Philipine 152 3772 178 3693 14 7,1 ThaiLan 583 13341 515,7 12705 130 118,1 Việt Nam 600 6800 600 6800 304 304,8 Trung Quốc 18250 53325 24000 48300 3400 3296 ấn Độ 5367 26943 4840 22865 663 643,8 australia 3500 90000 3500 90000 633 632,6 Paqua N.G 240 12230 238 12230 46 57 New Zealand 189,7 3086 89,5 2,03 34 34 Dầu Khí Dầu Khí Hiện nay ở Việt Nam có 3 mỏ dầu quan trọng được khai thác. + Mỏ Bạch Hổ: Bắt đầu khai thác từ năm 1986, tổng sản lượng thác đạt trên 3 triệu tấn. Sản lượng khai thác hiện nay khoảng 7á9 triệu tấn/năm + Mỏ Rồng: bắt đầu khai thác từ năm 1994, song sản lượng chưa nhiều, đạt 12000á18000 thùng/ngày. + Mỏ Đại Hùng: bắt đầu khai thác từ 10-1994, sản lượng 32000 thùng/ngày (5000 tấn/ ngày). Về khí hyđrôcacbon hiện nay có các nơi được khai thác như sau: + Mỏ Tiền Hải (Thái Bình): là mỏ khí thiên nhiên đây là mỏ nhỏ, hàng năm cung cấp 10á30 triệu m3 khí cho công nghiệp địa phương. + Mỏ Đại Hổ: là dạng khí đồng hành đi kèm khi khai thác dầu có thể thu được 180á200 m3 khí đồng hành. Sản lượng của mỏ là 1,5 triệu tấn/năm. + Riêng mỏ khí Lan Tây- Lan Đỏ với trữ lượng là 58 tỷ m3 sẽ dung cấp lâu dài ở mức 2,7 tỷ m3 khí/ năm. Theo dự kiến của PetroVietNam, trong thời gian từ 2003 đến 2010, cụm mỏ dầu khí ở vùng biển Cửu long và Nam Côn Sơn có thể cung cấp đến 6á8 tỷ m3 khí/năm. Từ dầu khí, bằng các quá trình chế biến hóa học có thể tạo ra hàng loạt các sản phẩm. + Sản phẩm năng lượng: những sản phẩm này được sử dụng để làm chất đốt và nhiên liệu động cơ như: dầu hoả dầu FO, xăng, dienzel… + Sản phẩm phi năng lượng: những sản phẩm này không được sử dụng như một dạng năng lượng mà được sử dụng vào mục đích khác như dầu nhờn, mỡ bôi trơn, nhựa đường (bitum). + Sản phẩm hoá học: kà những bán thành phẩm thuộc loại các hoá chất trung gian như: axit, rượu, anđêhit, xêtôn… Nói chung phần dầu khí dùng để sản xuất các sản phẩm năng lượng chiếm tỷ lệ cao: trệ 90% sản lượng dầu khai thác được trên thế giới. Với tầm quan trọng của năng lượng chủ yếu là điện năng phục vụ cho đời sống và cho nền kinh tế cuả mỗi nước. Vì thế, các nước trên thế giới đã tiến hành xây dựng các nhà máy điện gồm: nhà máy thuỷ điện hạt nhân. ở nước ta hiện nay có 2 loại nhà máy phát điện đó là: nhà máy nhiệt điện (Sông Đà, Taly, Trị An, Hoà Bình…) và nhà máy nhiệt điện (Phú Mỹ lấy nhiên liệu đốt là khí đồng hành, nhà máy Phả Lại, Uông Bí lấy nhiên liệu đốt là than…). ở nước ta, tiềm năng xây dựng thuỷ điện còn rất ít nếu có chỉ ở tiềm năng rất nhỏ khoảng vài trăm MW. Việc xây dựng các nhà máy nhiệt điện chạy băng khí tự nhiên hay khí đồng hành đã mở ra một bước phát triển mới cho nghành sản xuất điện năng, giảm thiểu ô nhiễm, đáp ứng đủ điện năng trong thời gian tới. Muốn phát triển được thì cần phải khai thác và vận dụng tối đa những nguồn năng lượng đã có trong nước bằng các phương pháp hiện đại hơn, hiệu quả hơn. Trong quá trình sản xuất điện năng của nhà máy nhiệt điện, lò hơi là khâu quan trọng đầu tiên, có nhiệm vụ biến đổi năng lượng tàng trữ của nhiên liệu thành điện năng của lò hơi. Lò hơi là thiết bị lớn, vận hành rất phức tạp, nó có khả năng sản xuất ra hơi quá nhiệt để cung cấp hơi nước tạo áp suất đẩy tua bin kéo theo trục quay máy phát điện nhằm tạo ra điện năng. Do thấy vai trò và tính chất quan trọng của lò hơi trong lò máy nhiệt điện như vậy, nên việc tính toán và thiết lò hơi sao cho phù hợp là việc làm rất cần thiết khi thi công nhà máy nhiệt điện. Nhằm tăng thêm kiến thức hiểu biết của mỗi sinh viên, em được giao đồ án tốt nghiệp với đề tài: " Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên của lò hơi nhà máy nhiệt điện năng suất 30 tấn hơi/ giờ". Phần I Khái niệm cơ bản của lò hơi nhà máy nhiệt điện Trong nhà máy nhiệt điện lò hơi là thiết bị lớn và quan trọng nhất, nó vận hành rất phức tạp và khả năng cơ khí hoá, tự động hoá cao. Nhiệm vụ của lò hơi là sản xuất ra hơi quá nhiệt để cung cấp hơi nước chạy máy tuabin làm quay trục máy phát điện nhằm biến đổi từ cơ năng sang điện năng. Ngoài ra trong các lĩnh vực khác, lò hơi còn cung cấp hơi nóng để phục vụ cho các nhu cầu như: sấy, hấp, luyện… nhưng trong các lĩnh vực này thì lò hơi của nó thường nhỏ hơn, khả năng tự động hoá thấp hơn sơ với nhà máy nhiệt điện. I. Cấu tạo của lò hơi (Hình 1) Lò hơi trong nhà máy nhiệt điện Bao hơi ống dẫn nước nóng vào bao hơi Phần nước trong bao hơi ống dẫn hơi bão hoà từ bao hơi tới bộ quá nhiệt Phần hơi của bao hơi Bộ quá nhiệt cấp I Buồng lửa Bộ giảm ôn để điều chỉnh Vòi phun khí tự nhiên Bộ qúa nhiệt cấp II Đường nhiên liệu tới vòi phun Bộ sấy khí cấp I Các dàn ống đặt xung quanh Bộ sấy khí cấp II ống pheston ống dẫn khí nóng ống nước xuống Quạt gió ống góp dưới của dàn ống Quạt hút khói lò Bộ hâm nóng nước cấp 1 ống dẫn khói Bộ hâm nóng nước cấp 2 II. Nguyên lý làm việc của nồi hơi Không khí nóng trong đường ống (20) cùng nhiên liệu khí tự nhiên (từ ống dẫn 6) được phun vào vòi phun (5) và vào buồng lửa (4). Dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong buồng lửa, nhiên liệu kết hợp với O2 tạo ra hỗn hợp cháy, nhiệt toả ra do quá trình cháy sẽ cung cấp nhiệt cho dàn ống (7) rồi bốc hơi đẩy hỗn hợp hơi + nước lên bao hơi (1). Sự truyền nhiệt trong buồng lửa được thực hiện bàng bức xạ nhiệt giữa buồng lửa và dàn ống. Bao hơi được dùng để phân ly hỗn hợp hơi và nước. Phần nước trong bao hơi được đưa trở lại các dàn ống qua đường ống (9) đặt bên ngoài. Nước đi trong ống (9) không được đốt nóng nên có trọng lượng riêng lớn hơn hỗn hợp hơi nước ở các dàn ống (7), điều đó đã tạo nên sự chênh lệch trọng lượng cột nước làm cho môi chất chuyển động tuần hoàn tự nhiên kín mà không cần phải bơm. Lượng hơi nước trong bao hơi là lượng hơi nước bão hoà sẽ đi vào ống dẫn (14) đến bộ qúa nhiệt cấp I (15) và bộ quá nhiệt cấp II (17) để tạo thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao, lượng hơi này được điều chỉnh ổn định bằng giảm ôn (16). Hơi quá nhiệt được đưa sang phân xưởng tuabin để chạy máy phát điện. Để có hơi quá nhiệt ở trên người ta phải cung cấp 1 lượng nước mềm, lượng nước này đã đi qua bộ hâm nóng nước cấp I (11) và bộ hâm nóng nước cấp II (12). Khi ra khỏi bộ hâm nóng nước cấp II thì nước đã có nhiệt độ khoảng 1500C và nó được đưa đến bao hơi. Lượng không khí nóng đưa vào buồng (4) được lấy từ không khí nhờ quạt gió (21) và được hâm nóng bằng bộ hâm nóng không khí cấp I (18) và bộ hâm nóng không khí cấp II (19). Phần ống ở cửa ra buồng lửa gọi là ống pheston (8) được chia thành nhiều dãy (ống được đặt thưa) để giảm bớt tro, bẩn bám trên ống. Pheston còn hấp thụ thêm 1 phần nhiệt lượng của khói trước khi đi vào bộ quá nhiệt. Khói lò ra khỏi bộ quá nhiệt có nhiệt độ cao, vì vậy người ta đặt thêm bộ hâm nóng nước (11), (12) và bộ hâm nóng không khí (18), (19) để tiết kiệm nhiệt thừa của khói thải. Nhiệt độ khói thải khoảng 110 - 1700C. Quạt hút khói (22) để hút khói từ buồng đốt (4) và đẩy ra môi trường bằng ống khói (23). 1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của bao hơi. Sơ đồ thiết bị phân ly để đưa hỗn hợp hơi và nước dưới mức nước trong bao hơi (hình 2). 7 3 5 4 9 1 2 6 Hình 2: Cấu tạo bao hơi ống sinh hơi ống đưa nước cấp Tấm không đục lỗ Tấm đục lỗ ở khoang hơi Tấm đục lỗ đặt chìm ống lấy hơi Cánh hướng của tấm đục lỗ ống nước xuống Mép gỗ của tấm đục lỗ Nguyên lý làm việc: Hỗn hợp hơi - nước từ ống sinh hơi (1) đi vào bao hơi và được hướng xuống dưới tấm chắn có đục lỗ (3) nhờ 1 tấm chắn không đục lỗ (2). Hơi đi lên chỉ có thể chui qua lỗi đặt chìm trong nước, cách mức nước thấp nhất ở trong bao hơi khoảng 50 - 150mm. Gờ ghép của tấm đục lỗ (3) có kích thước không nhỏ hơn 50mm để ngăn hơi không lọt ra phía ngoài tấm đục lỗ. Nước cấp vào theo ống đưa nước cấp (6) rồi chảy vào máng lớn đặt dọc theo bao hơi giữa tấm (3) và vách bao hơi, rồi chảy tràn lên tấm đục lỗ. Tiết diện máng chọn theo yêu cầu, tốc độ nước đi trong máng khoảng 0,2 - 0,3m/s. Hơi nước trong bao hơi đã phân li nước đi qua tấm đục lỗ ở khoang hơi (7) và vào ống lấy hơi (8). Nhờ tấm đục lỗ (7) này mà hơi nước đi vào ống lấy hơi (8) được phân bố đồng đều và ổn định hơn. Mặt khác tấm (7) có tác dụng tách ẩm cho hơi nước lần cuối. Nước trong bao hơi được tuần hoàn khi đi xuống ống (9) để đun nóng. Tác dụng của tấm đục lỗ (3) là: Đảm bảo phụ tải của mặt bốc hơi được đồng đều Tăng trở lực của dòng làm cho động năng của dòng hơi giảm đi do đó hơi không đủ khả năng mang theo những giọt nước lớn Sử dụng tốt hơn thể tích khoang hơi và diện tích của mặt bốc hơi. 2. Các đặc tính kỹ thuật cơ bản của lò hơi a. Thông số hơi. Trong nhà máy nhiệt điện, các trị số áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt được chọn trên cơ sở kinh tế - kỹ thuật của chu trình nhiệt. Trong công nghiệp, lò hơi khi dùng để sản xuất hơi bão hoà thì có thể chỉ cần đặc trưng thông số hơi là áp suất (N/m3 = Pascal, 1 ATM = 105Pascal). b. Sản lượng hơi. Là số lượng hơi sản xuất ra của lò trong một đơn vị thời gian (đo bằng kg/s, kg/h, hoặc tấn/h). Người ta phân biệt các số lượng hơi sau đây: Sản lượng hơi định mức của lò hơi là sản lượng lớn nhất mà lò hơi có thể cho phép làm việc lâu dài ở thông số hơi quy định. Sản lượng hơi cực đại là sản lượng hơi lớn nhất mà lò có thể cho phép làm việc được. Thường Dkinh tế = (1,1 - 1,2)Dđm. Sản lượng hơi kinh tế là sản lượng hơi mà tại đó lò làm việc với hiệu suất cao nhất. Thường Dkinh tế = (0,8 - 0,9)Dđm. c. Nhiệt thế thể tích của buồng lửa Là lượng nhiệt sinh ra trong 1 đơn vị thể tích buồng lửa trong 1 đơn vị thời gian. Trong đó: Blv: Lượng nhiên liệu tiêu hao, m3/s Qt: Nhiệt trị của nguyên liệu, KJ/Kg Vbl: Thể tích buồng lửa, m3. d. Năng suất bốc hơi của lò hơi. Là khả năng bốc hơi của một đơn vị diện tích bề mặt đốt trong 1 đơn vị thời gian (kg/m2h), đặc tính này thường dùng cho các lò hơi nhỏ trong công nghiệp. e. Hiệu suất của lò hơi. Là tỉ số giữa lượng nhiệt mà môi chất hấp thụ được có ích so với lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa. Trường hợp đơn giản, hiệu suất có thể được xác định. Trong đó: D: Sản lượng của lò hơi, Kg/h Vì vậy tỉ số lượng nhiệt nước thêm vào trong 1 giờ và lượng nhiệt sinh ra trong 1 giờ bằng h và h < 1. Các đặc tính về thông số lò hơi được chọn tuỳ ý theo sản lượng, còn các đặc tính về nhiệt độ thế thể tích được chọn theo cấu tạo buồng lửa và loại nguyên liệu đốt. Bảng dưới đây trình bày các đặc tính của lò hơi đã được tiêu chuẩn hoá ở Liên Xô [I - 8]. Sản lượng định mức (tấn/h) áp suất hơi (MN/m2) Nhiệt độ hơi quá nhiệt (0C) Nhiệt độ hơi quá nhiệt trung gian (0C) Nhiệt độ nước cấp (0C) 10 1,4 250 20 2,4 425 6,5; 10; 15; 20; 25; 35; 50; 75 4 440 150 60; 90; 120; 160; 220 10 510 - 540 215 160; 210; 320; 420; 480 14 545 - 570 230 320; 500; 640 14 545 - 570 545 - 570 230 950 25,5 545 - 585 570 260 III. Bộ quá nhiệt Bộ quá nhiệt là 1 thiết bị dùng để gia nhiệt hơi từ trạng thái bão hoà ở áp suất trong bao hơi tới trạng thái quá nhiệt quy định. ở các lò hơi cũ, bộ quá nhiệt thường đặt sau dàn ống sinh hơi (pheston hay cụm ống đối lưu), nhiệt độ khói lò trước bộ quá nhiệt không quá 7000C, nhiệt độ hơi không quá 4000C. ở những lò hơi hiện đại thông số trung áp (3,28 NM/m2 và 4500C), cao áp (9,81 MN/m2 và 5100C), bộ quá nhiệt thường đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao (>10000C) để đảm bảo thu được hơi có nhiệt độ yêu cầu. Song những bộ quá nhiệt này chỉ đặt sau cụm ống pheston, do đó gọi là bộ quá nhiệt đối lưu. ở những lò hơi có nhiệt độ hơi cao hơn (> 5300C) đòi hỏi phải đặt bộ quá nhiệt ở vùng khói có nhiệt độ cao hơn. Khi đó những bộ quá nhiệt đặt ở phần trên buồng lửa (trước cụm ống pheston) gọi là bộ quá nhiệt nửa bức xạ, còn khi đặt xen kẽ với dàn ống hấp thụ nhiệt xung quanh buồng lửa thì gọi là bộ quá nhiệt bức xạ. Bộ quá nhiệt gồm cả 3 phần: bức xạ, nửa bức xạ, đối lưu gọi là bộ quá nhiệt tổ hợp. Tuỳ theo thông số của lò hơi mà tỷ số giữa các phần bề mặt đối của chúng khác nhau. Bảng dưới đây trình bày tỷ lệ hấp thụ của bộ quá nhiệt so với tổng lượng hấp thụ của lò: [II - 275]. Loại lò hơi Sản lượng hơi D, (tấn/h) Thông số hơi (MN/m2/0C) Lượng nhiệt hấp thụ của bộ quá nhiệt Din (KJ/Kg) Tỷ lệ so với tổng lượng nhiệt hấp thụ của lò Diqn/Di (%) Chính Trung gian BW 10 1,3/320 - 293 11 OR - 32 32 1,96/350 - 335 12,4 Гк 375/ 39 фт 75 3,82/450 - 523 19,4 Тп - 42 230 9,81/510 - 692 27,9 Тп -10 220 9,1/54 - 769 30,1 Тп - 80 420 13,72/570 - 913 36,2 Пk-39 950 25/585 3,7/570 1680 61,7 Тпп-200 2400 25/585 5,/570 và 1,5/570 1895 64 1. Bộ quá nhiệt đối lưu Bộ quá nhiệt đối lưu gồm những ông xoắn có đường kính khoảng 28 - 42mm, có bề dày nhỏ nhất theo điều kiện công nghệ chế tạo ống là 3mm, và lớn nhất theo điều kiện bền là 7mm. Những ống xoắn này có thể đặt đứng hay nằm ngang. Việc đặt ngang hay đứng phụ thuộc vào phương của dòng khói, để đảm bảo sao cho dạng lưu động tương hỗ giữa dòng hơi và dòng khói ở từng đoạn ống xoắn là dạng lưu động cắt. Bộ quá nhiệt có ống xoắn nằm ngang chủ yếu được dùng cho lò hơi nhỏ kiểu ống nước sinh hơi, nằm nghiêng vì thế nó lợi dụng triệt để không gian đường khói của lò, và cho phép xả được nước đọng do hơi trong các ống xoắn ngưng đọng lại lúc ngừng lò, do đó khắc phục được hiện tượng ăn mòn lò khi nghỉ. Song bộ quá nhiệt đặt ngang có nhược điểm là hệ thống treo đỡ các ống xoắn khá phức tạp. Trong bộ quá nhiệt có ống xoắn đặt đứng, mỗi ỗng xoắn được đặt trong 1 mặt phẳng vuông góc với ngực lò và đảm bảo đường hơi cắt đường khói nhiều lần. Các ống xoắn do nằm trong mặt phẳng trùng với phương chuyển động của dòng khói nên cũng được đốt nóng đồng đều, mặc dù trường nhiệt độ khói giảm dần đi theo chiều chuyển động của dòng khói. Việc đặt các ống xoắn đứng còn khắc phục được ảnh hưởng của trường nhiệt độ không đồng đều theo chiều cao đường khói đến lượng nhiệt hấp thụ của từng ống, tuy rằng ở những lò lớn hiện đại có khi chiều cao đường khói từ 6 - 8m, phụ tải nhiệt giữa phần trên và phần dưới ống xoắn có thể khác nhau 20%. Nhưng việc đặt ống xoắn như vậy sẽ không khắc phục được hiện tượng đốt nóng không đồng đều các ống xoắn do trường nhiệt độ khói không giống nhau theo chiều rộng đường khói. 1 6 6 4 5 3 2 Dàn ống sinh hơi nằm nghiêng ống góp ống dẫn hỗn hợp hơi Bao hơi ống xoắn của bộ quá nhiệt ống góp bộ quá nhiệt Hình 3. Cấu tạo bộ quá nhiệt nằm ngang ở những lò lớn có đường khói rộng tới 20m, phụ tải nhiệt trên mỗi ống xoắn có thể vượt quá 30% so với trị số trung bình. Vì các ống xoắn của bộ quá nhiệt luôn làm việc trong vùng khói có nhiệt độ cao, nên để giảm nguy hiểm do đóng xỉ trên ống khi đốt nguyên liệu nhiều tro, người ta thường lắp các ống xoắn theo dạng cụm ống song song. Những bộ quá nhiệt cấp I đặt sau bộ quá nhiệt cấp II (theo đường khói), do nhiệt độ khói đã giảm thấp nên có thể đặt so le được. Cũng vì lý do đóng xỉ lên ống, khoảng cách giữa các ống cần lớn hơn trị số giới hạn nào đó. Theo kinh nghiệm bước ngang tương đối và bước dọc tương đối . Thông thường mỗi cấp của bộ quá nhiệt hấp thụ vào khoảng 200 - 350 KJ/kg hoặc cao hơn một chút. Bộ quá nhiệt đặt đứng ưu điểm hơn so với bộ quá nhiệt nằm ngang nhất là về phần treo giữ. Nhưng có một nhược điểm rất lớn là không xả được nước đọng ra khỏi các ống xoắn. Nước đọng có trong các ống xoắn một mặt gây nên ăn mòn khi nghỉ, mặt khác ngăn cản không cho hơi thoát qua bộ quá nhiệt lúc khởi động lò (do áp xuất hơi còn thấp) tạo nên các túi hơi trong ống xoắn làm cho vách ống bị đốt nóng quá mức. 2. Bộ quá nhiệt bức xạ và nửa bức xạ. ở những lò hơi có thông số cao và siêu cao trở lên, tỷ lệ lượng nhiệt dùng để quá nhiệt hơi khá lớn, nhất là ở những lò có quá nhiệt trung gian, khiến cho kích thước bộ quá nhiệt rất lớn. Vì vậy đòi hỏi phải đặt một bộ phận quá nhiệt trong buồng lửa nghĩa là hấp thụ nhiệt bằng bức xạ. Nộ quá nhiệt nửa bức xạ bao gồm những chùm ống xoắn hình chữ U hoặc dị hình đặt dọc phía trên buồng lửa. Bước ngang của ống (khoảng cách giữa các dàn ống) bằng từ 700 - 1000mm. Việc chọn bước ống lớn như vậy sẽ khắc phục được khả năng tạo nên những cầu xỉ giữa các dàn ống quá nhiệt. Bộ quá nhiệt nửa bức xạ được sử dụng rộng rãi cho những lò hơi có nhiệt độ hơi khoảng 530 - 5400C trở lên. Bộ quá nhiệt bức xạ thường có dạng dàn ống đặt trên tường hay trên trần buồng lửa. Phụ tải nhiệt của nó thường cao hơn bộ quá nhiệt đối lưu từ 3á5 lần nên nhiệt độ kim loại thường cao hơn nhiều so với nhiệt độ hơi (từ 100 - 1400C). Vì vậy yêu cầu cao về kim loại để chế tạo và vận hành. IV. Các công thức liên quan. Nước cung cấp vào lò đến khi thành hơi quá nhiệt đã trải qua giai đoạn hấp thụ nhiệt: đun nước đến sôi, bốc hơi thành hơi bão hoà và quá nhiệt. Các giai đoạn này có thể diễn đạt bằng các phương trình sau; [I - 6]. Trong đó ih’n, ih"n: Entapi của nước khi vào và ra khỏi bộ hâm nước, Kj/Kg is: Entapi của nước sôi trong bao hơi, KJ/Kg r: Nhiệt hoá hơi ở áp suất trong bao hơi X: Độ khô của hơi nước khi ra khỏi bao hơi. tbh, tqn: Nhiệt độ bão hoà và hơi quá nhiệt, 0C Cp: Tỷ nhiệt của hơi quá nhiệt, KJ/Kg. độ Sau khi biến đổi ta có công thức Vì: (is + r) là entanpi của hơi bão hoà khô và Cp(tqn - tbh) là độ quá nhiệt của hơi quá nhiệt, nên biểu thức: is + r + Cp (tqn - th) chính là entanpi của hơi quá nhiệt (tqn) Do đó lượng nhiệt cần để sinh hơi của 1 kg môi chất Qmc = iqn - ih’n Nếu kể cả lượng nhiệt hấp thụ của bộ sấy không khí Qkk thì phương trình cân bằng nhiệt củ lò hơi sẽ là : Trong đó: Qđv: Lượng nhiệt đưa vào ứng với 1 kg nguyên liệu, bao gồm nhiệt của nguyên liệu, nhiệt không khí, và của nguồn khác đưa vào buồng lửa. h: Hiệu suất của lò hơi. B: Lượng khí tiêu hao, m3/h D: Sản lượng hơi của lò, Kg/h * Mối quan hệ giữa Entanpi và áp suất hơi nước. Tỷ lệ phân bố hấp thụ giữa các phần đun nóng đến sôi, bốc hơi và đến quá nhiệt luôn phụ thuộc vào thông số của lò hơi. Ta có đồ thị (i-p) biểu diễn sự phụ thuộc này [I-7]. 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 420 840 1260 1680 2100 2520 2940 3360 P, NM/m 2 KJ/Kg Entanpi của hơi bão hoà khô D ipn D ibh =R D is Entanpi của nước sôi is r=0 Dis: Lượng nhiệt dùng để đun nóng nước đến sôi Dibh: Lượng nhiệt dùng để bốc hơi nước Diqn: Lượng nhiệt dùng để quá nhiệt hơi đến nhiệt độ quy định r: ẩn nhiệt hoá hơi r = ồ nhiệt ở trạng thái hơi - tổng nhiệt ở trạng thái lỏng K: Biến đổi tới hạn (là điểm tại đó trạng thái hơi, lỏng không phân biệt nhau được). Từ đồ thị ta thấy đun nước tới áp suất càng lớn thì lượng nhiệt dùng để bốc hơi nứơc càng bé và lượng nhiệt để đun sôi càng lớn. ở áp suất tới hạn, lượng nhiệt dùng để bốc hơi bằng 0 (r = 0) khi đó lượng nhiệt hấp thụ của môi chất chỉ dùng để đun sôi nước và quá nhiệt hơi. Trong lò, hơi nước luôn ở trạng thái sôi nên không thể làm việc ở áp suất từ tới hạn trở lên được. V. Bộ hâm nóng nước Là bề mặt truyền nhiệt đặt ở phía sau lò hơi để tận dụng nhiệt của khói lò sau khi đi ra từ bộ quá nhiệt, có tác dụng là nâng cao hiệu suất của lò hơi. Vì thế mà bộ hâm nóng nước còn có tên gọi là bộ tiết kiệm nhiên liệu. ở đầu vào của bộ hâm nóng nước, nhiệt độ kim loại có trị số nhỏ nhất so với các bề mặt truyền nhiệt chịu áp suất của lò. Hầu hết ở các lò, do nhiệt độ không khí nóng không cao nên toàn bộ lượng nhiệt còn lại ở phần nhiệt được dùng để gia nhiệt cho bộ hâm nóng nước. Vì vậy bộ hâm nóng nước thường làm việc ở trạng thái sôi. Tỷ lệ bốc hơi nước (tỷ lệ sôi) có thể lên tới 30% hoặc cao hơn. ở những lò hiện đại việc phân loại sôi hay không sôi không thể hiện gì sự khác biệt về cấu tạo, mà chỉ thể hiện sự khác nhau về quá trình nhiệt của bộ hâm nước mà thôi. Cấu tạo bộ hâm nước được chia làm 3 loại sau: loại ống thép trơn, ống thép có cánh, loại bằng gang. Loại ống thép có cánh, cánh nằm dọc theo bên ngoài ống bằng cách hàn hoặc chế tạo liền một khối với ống. Cánh cũng có thể dạng hình đĩa (bằng gang) lắp khít với ống. Việc đặt thêm cánh làm tăng thêm bề mặt truyền nhiệt cho ống, hiện nay hầu như không sử dụng loại này do chế tạo phức tạp. 1. Bộ hâm nước bằng ống thép trơn Bộ hâm nước bằng ống thép trơn được sử dụng chủ yếu cho các loại là hơi hiện đại. Cấu tạo của nó gồm những ống thép có đường kính ngoài thường là 28, 32, 38mm. Các ống xoắn được chế tạo dưới dạng những đoạn ống uốn đem hàn với nhau trong cùng một mặt phẳng. Để tiện việc sửa chữa, người ta thường đặt các mối hàn ở gần tường lò. Hiện nay, ngay tại nhà máy chế tạo người ta đã uốn và nối sẵn ống xoắn với ống góp thành từng cụm và lắp ghép sau này được tiến hành theo phương pháp lắp khối mà không dùng biện pháp núc để nối. Sơ đồ ống xoắn (hình 4) theo chiều cao của ống xoắn bộ hâm nước được chia thành nhiều cụm cách nhau khoảng 0,5m để dễ dàng cho việc sửa chữa và làm vệ sinh [II - 296]. Hình 4: ống xoắn bộ hâm nước Để hạn chế kích thước của lò, các ống xoắn được bố trí so le. Bán kính uốn không quá lớn nhưng cũng không quá nhỏ vì khi ấy tại chỗ uốn sẽ sinh ra những ứng suất cục bộ. Thường lấy bán kính bằng 1,5 - 2 lần đường kính ống. Để hạn chế bám bẩn, bước ngang giữa các ống lấy bằng 2 - 3 lần đường kính ống. Bề mặt cấu tạo, cơ cấu treo hay đỡ ống xoắn của bộ hâm nước không có gì khác với cơ cấu giữ ống xoắn của bộ quá nhiệt nằm ngang. Các cơ cấu treo hay đỡ ống xoắn được tựa lên hay treo vào các dầm đỡ. Dầm đỡ có dạng hình ống được gắn với khung lò. Vì dầm đặt trong vùng khói có nhiệt độ cao nên người ta thường cách nhiệt dầm đỡ và làm mát bằng dòng không khí lưu động tự nhiên qua dầm hoặc lưu động cưỡng bước bằng cách nối dầm với đầu hút hay đầu đẩy của quạt gió. Người ta thường đỡ và giữ ống xoắn bằng các đai thép bộc lấy ống xoắn hoặc treo trên những móc giữ. Để đảm bảo các ống xoắn khỏi bị mài mòn thường che ống xoắn bằng những lá chắn hay đưa vùng ống bị mài mòn nhất ra khỏi đường khói của lò. Về mặt truyền nhiệt cũng như về mặt cấu tạo thì mặt phẳng ống xoắn có thể đặt song song hay vuông góc với ngực lò. Tuỳ vào sự bố trí đó mà tốc độ nước đi trong ống xoắn sẽ lớn nhất hay nhỏ nhất. Song thực ra việc bố trí ống xoắn không phải dựa trên yêu cầu của tốc độ nước mà chủ yếu là để bảo vệ cụm ống khỏi bị mòn. Hiện nay, người ta thường bố trí ống xoắn nằm rong mặt phẳng song song với ngực lò vì nếu bố trí ống xoắn vuông góc tường sau lò thì khi ấy các ống xoắn đều đi qua vùng khói có nồng độ tro lớn nhất nên các ống xoắn đều bị mài mòn. ở những lò lớn do chiều rộng của lò rất lớn nên bộ hâm nước nóng thường chia làm 2 phần, có 2 đường nước đi riêng và khi đó đoạn ống uốn nằm gần nhau của 2 phần (giữa đường khói) cũng cần được bảo vệ khỏi mài mòn bởi tro bay [II - 297]. Một số là bé ở các nước, để đảm bảo tốc độ nước trong ống xoắn, người ta có thể bố trí ống xoắn theo dạng không gian chứ không phải trong một mặt phẳng. Khi đó toàn bộ bộ hâm nước chỉ có một ống xoắn. Việc này cho phép giảm được bước dọc của ống khá nhiều, do đó kích thước không gian của bộ hâm nước giảm đi nhiều nhưng chế tạo và sửa chữa tương đối phức tạp. 2. Bộ hâm nước bằng gang Bộ hâm nước bằng gang gồm những ống bằng gang đúc. Đường kính trong khoảng từ 76 - 120mm, dài từ 1,5 - 3m. Những ống này thường đặt nối tiếp với nhau bằng những cút nối bằng gang. Thực chất bộ hâm nước bằng gang cũng chỉ gồm một ống xoắn bố trí theo dạng không gian. Do gang có hệ số dẫn nhiệt kém nên để tăng cường hệ số truyền nhiệt người ta đúc thêm cánh cho các ống và gọi là ống bằng gang có cánh. Vì các ống và cút nối được gắn với nhau nhờ mặt bích và bulông nên việc lắp bộ hâm nước này tương đối dễ dàng. Số ống được nối trong mỗi dãy ngang thường 2 - 10 ống, còn theo dãy dọc từ 4 - 14 ống. Trở lực trung bình qua mỗi dãy ống khoảng 15 - 20N/m2. Do các ống có cánh nên tro bám lên ống rất nhiều, vì vậy ở đây người ta lắp thêm thiết bị thổi bụi. Bộ hâm nước bằng gang được sử dụng khá rộng rãi cho các lò công nghiệp và lò nhỏ không có những phương pháp xử lý nước hoàn thiện (như không có biện pháp khử khi nước cấp) do gang chịu ăn mòn tốt hơn thép. Mặt khác, do gang ít bền hơn thép, dòn không chịu được tác dụng va đập nên người ta không dùng gang để chế tạo cho những bộ hâm nước có áp suất lớn. ở Liên bang Nga hiện nay bộ hâm nước bằng gang chỉ chế tạo để làm việc với áp suất 2,75MN/m2, ở một số nước khác thì áp suất khoảng 6MN/m2. Vì gang không chịu được tác dụng va đập nên để tránh hiện tượng thuỷ kích trong ống của bộ hâm nước thì nước phải không được sôi và sinh hơi. Theo phạm vi cấu tạo để vận hành an toàn lò hơi, nước ra khỏi bộ hâm nước bằng gang có nhiệt độ nhỏ hơn 400C so với nhiệt độ của nước trong lò. Mặt khác, trong giai đoạn nhóm lò do nước không đi qua bộ hâm nước để cung cấp vào lò nên để tránh việc khói đốt nóng ống và làm bốc hơi nước cần bố trí đường khói tắt không cho qua bộ hâm nước. VI. Cấu tạo bộ hâm nóng không khí. Theo nguyên tắc truyền nhiệt bộ hâm nóng không khí được chia làm 2 loại: loại thu nhiệt và loại hồi nhiệt. ở loại thu nhiệt, nhiệt truyền trực tiếp từ khói tới không khí qua vách kim loại. ở loại hồi nhiệt, khói đầu tiên đốt nóng kim loại rồi nhiệt tích tụ lại ở đây sau đó truyền cho không khí. Như vậy mỗi phần từ của bộ hâm nóng không khí sẽ làm việc ở trạng thái tiếp xúc với khói, khi thì với không khí. Bộ hâm nóng không khí kiểu thu nhiệt là loại được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, về mặt cấu tạo nó có thể gồm các kiểu sau: kiểu bằng tấm thép, kiểu bằng ống gang và ống thép. Nhưng kiểu tấm thép hiện nay không được sử dụng, còn bộ hâm nóng không khí kiểu ống thép thì đang được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Nó gồm một hệ thống những ống đứng so le và được giữ với nhau bởi 2 mặt sàng, trong đó khói đi trong ống còn không khí đi ngoài ống. Thông thường người ta chế tạo bộ hâm nóng không khí thành từng cụm (khối), khi lắp lò chúng được nối với nhau tạo thành bộ hâm nóng không khí . Kích thước của khối này được chọn theo kích thước của đường khói đối lưu, thường một cạnh của khối lấy bằng chiều sâu của đường khói, còn cạnh kia được chọn trên cơ sở kích thước chiều rộng và số khối (ước số theo bề rộng của lò). Việc chia thành khối như vậy cho phép vận chuyển và lắp ráp dễ dàng. Sơ đồ bộ hâm nóng không khí thành các khối và cách nối các khối với nhau được trình bày (hình 5) [II - 302]. 1 2 3 a) b) Hình 5: Sơ đồ chia bộ hâm nóng không khí thành khối và cách nối các khối. a. Các khối b. Chi tiết nối giữa 2 khối 1. Mặt sàng; 2. ống; 3. Vành bù dãn nở nhiệt và làm kín Khi nối các khối là để ngăn không khí lọt vào trong đường khói qua các kẽ hở, giữa các mặt sàn người ta đặt các vành bù, giữa các khối của bộ hâm nóng với khung lò cũng đặt vành bù. Vành bù là những tấm tôn mỏng nối giữa mặt sàng với khung lò. Vì bộ hâm nóng làm việc ở trạng thái không có áp suất nên chế tạo lá tôn dày khoảng 1,25 - 1,5mm, uốn lại và hàn mí. Các ống thép có đường kính nằm trong phạm vi 25 - 51mm, và hiện nay có xu hướng sử dụng hai loại đường kính 40mm và 51mm, vành bù là dày 1,5mm. Mặt sàng được tính theo điều kiện bền, thường đối với mặt trên và dưới lấy bằng 15 - 25mm. Để tăng cường độ cứng của bộ hâm nóng, giữa 2 mặt sàng trên và dưới còn đặt thêm mặt sàng trung gian, mặt này có bề dày nhỏ từ 5 - 10mm. Nó có tác dụng để phân chia đường không khí thành nhiều đường cắt đường khói nhiều lần. Mỗi khối của bộ hâm nóng không khí có thể chia từ 1 đến 2 mặt sàng trung gian. Khi thiết kế bộ hâm nóng không khí thì bề mặt truyền nhiệt yêu cầu đã biết trước, còn tiết diện khói qua cũng được xác định bằng cách lựa chọn tốc độ khói trên cơ sở tốc độ khói giới hạn theo được mài mòn bởi tro bay. Bộ hâm nóng không khí kiểu ống có những ưu điểm sau: - Đơn giản trong chế tạo, làm việc và lắp ráp dễ dàng - ống dễ dàng được làm sạch vì tro bám trong ống không nhiều, lợi về kinh tế - Khắc phục được hiện tượng lọt khí vào trong khói - Tiêu hao kim loại tương đối bé, khoảng 24kg cho 1m2 bề mặt truyền nhiệt. Khuyết điểm chủ yếu của bộ hâm nóng không khí kiểu ống là: Các ống thép không bền vững dưới tác dụng ăn mòn của khói ở nhiệt độ cao và tác dụng mài mòn bởi tro bay. Vì vậy bộ hâm nóng không khí kiểu ống thép được dùng để gia nhiệt không khí tới 4000C, nhiệt độ khói trước nó không quá 5500C. Khi nhiệt độ khói và không khí cao hơn người ta thường dùng bộ hâm nóng không khí kiểu ống bằng gang, do gang bền vững hơn dưới tác dụng ăn mòn và mài mòn. Để tăng hệ số truyền nhiệt, ống gang thường._. có cánh ở ngoài và có răng ở trong ống. Mặt khác, số lượng ống theo chiều rộng đường khói được xác định theo điều kiện đảm bảo tốc độ khói, còn chiều dài ống được xác định theo điều kiện bảo đảm bề mặt đốt. Khuyết điểm chủ yếu của bộ hâm nóng không khí bằng ống gang là kích thước cồng kềnh, suất tiêu hao kim loại rất lớn, độ lọt không khí nhiều và dễ bám tro. Nhưng do có khả năng chống ăn mòn và mài mòn cao nên được sử dụng để chế tạo bộ hâm nóng không khí cấp I khi đốt nguyên liệu nhiều lưu huỳnh, nguyên liệu rất ẩm và nhiệt độ khói thải thấp, hay để chế tạo bộ hâm nóng không khí cấp II khi cần dùng không khí có nhiệt độ quá cao. Trong các thiết bị lò đốt (lò luyện kim, lò cốc…) nhiệt độ khói thải ra khỏi lò còn rất cao (> 10000C) nên người ta dùng khói này để gia nhiệt không khí. Nhưng vì nhiệt độ khói rất cao nên đòi hỏi kim loại chế tạo phải là thép hợp kim chống gỉ, và cấu tạo của bộ hâm nóng không khí khá đơn giản thường chỉ gồm 1 ống có hai ngăn, một ngăn để không khí và một ngăn để khói đi. VIII. Quạt gió (quạt đẩy) [VII-112]. Quạt gió dùng để vận chuyển không khí hoặc không khí có áp suất chung không vượt quá 1500mmHg. Quạt gió tạo ra hiệu số áp suất để thắng áp lực vận tốc và trở lực. Hiệu số áp suất này rất nhỏ cỡ mm cột nước. Căn cứ vào áp suất làm việc người ta phân làm 3 loại: Quạt áp suất thấp từ 6 đến 100mmHg Quạt áp suất trung bình từ 100 - 200 mmHg Quạt áp suất cao từ 200 - 1500 mmHg Cấu tạo quạt đẩy gồm 1 vỏ hình xoắn ốc làm bằng thép tấm. Bên trong thân có guồng gồm rất nhiều cánh ngắn uốn cong. Không khí hay khí được hút qua cửa ở tâm của guồng, rồi bị cánh guồng cuốn theo, nhờ lực ly tâm văng ra thành vỏ và được đẩy ra khỏi quạt với áp suất lớn hơn áp suất hút một chút. Vì quạt có tiếp xúc với khí nên các bộ phận bên trong phải được bảo vệ bằng cách phủ 1 lớp vật liệu chống ăn mòn hoặc làm bằng vật liệu không ăn mòn. VII. Quạt hút (Quạt hướng trục) [VII-114] Dùng để vận chuyển khí hay không khí có áp suất nhỏ (không quá 25mmH2O). Cấu tạo quạt gồm có cánh guồng đặt trong vỏ, guồng có nhiều cánh bố trí theo hướng tâm. Khi guồng quay, không khí đập vào cánh guồng với một góc nào đó và tạo nên 1 luồng không khí chuyển động song song với trục của quạt. Đối với quạt hút, khi mở máy phải mở các van hay lá chắn trước, vì khi đóng lá chắn công suất của quạt sẽ tăng đến cực đại. Hiệu suất của quạt khoảng 0,5 - 0,85. IX. ống hút ống khói dùng để đưa không khí hay khói lò từ các thiết bị ra môi trường. Cấu tạo ống khói gồm các ống hình nón bằng thép được lắp ghép với nhau, hoặc xây bằng gạch. Chiều cao của ống khói tuỳ thuộc vào yêu cầu, thường từ 15 - 20m. Thông thường đường kính ống ở đáy lớn hơn đường kính ống ở trên đỉnh, do đó tăng tốc độ của khói khi ra khỏi ống và làm cho khói lò không còn đọng lại trong ống khói. Với nhà máy nhiệt điện lượng sản phẩm cháy rất lớn, trong khói có nồng độ lớn của CO2, ngoài ra còn có SO2, do đó ống khói thường có chiều cao rất lớn, có khi tới 100 - 250m. ống khói còn có tác dụng bảo vệ môi trường xung quanh nhà máy nhiệt điện. Phần II: Nước trong nhà máy nhiệt điện Cấp nước trong nhà máy nhiệt điện phục vụ cho các mục đích: - Để làm nước sinh hoạt, nước cứu hoả - Để vệ sinh phân xưởng và các thiết bị - Quan trọng nhất là dùng để sản xuất hơi trong nồi hơi và dùng cho các thiết bị khác (chất tải nhiệt trong thiết bị truyền nhiệt, trong máy lọc chân không thùng quay và dùng để làm nguội các trục chuyển động…) Nước được lấy từ các nguồn sau như: sông, ao, hồ hay giếng khoan. Dù lấy từ nguồn nào thì trong nước luôn có lẫn tạp chất, tạp chất gồm: tạp chất cơ học tồn tại ở dạng lơ lửng, tan (ion Ca2+, Mg2+, Na+, Cl-, SO42-…). Hàm lượng các anion và cation phụ thuộc vào nguồn nước của từng vùng. Ví dụ trong nguồn nước thông dụng: tổng hàm lượng các ion (cation và anion) cũng chính là hàm lượng muối trong nước là 735mg/l, trong đó: - Hàm lượng cation: Ca2+ là 80 mg/l Mg2+ là 20,5 mg/l Na+ là 13,5 mg/l - Hàm lượng anion: SO4 2- là 165,4 mg/l Cl- là 182 mg/l Trong nhà máy nhiệt điện, nước được coi là nguyên liệu chính để sản xuất ra hơi nước. Năng suất của bộ phận chuẩn bị nước phụ thuộc vào năng suất của lò hơi và các nhu cầu khác phụ trợ cho nhà máy để làm việc. Trong lò hơi diện tích truyền nhiệt của các ống dẫn nước có thể dẫn từ vài trăm mét vuông đến vài ngàn mét vuông tùy theo công suất hơi cần sản xuất, các ống dẫn nước bố trí dọc theo tường buồng đốt, dọc theo đường chuyển động của khói lò. Do đó các bề mặt sinh hơi bằng bức xạ, bằng đối lưu, bề mặt truyền nhiệt của các ống truyền nhiệt rất dễ tạo ra cáu bẩn bám vào bề mặt ống. Vấn đề làm sạch cáu bẩn của các ống dẫn nước là rất khó khăn so với làm sạch bề mặt truyền nhiệt của nồi hơi trong các ngành công nghiệp khác. Nguyên nhân tạo ra sự cáu bẩn trong lò hơi và trong các đường ống là do trong quá trình vận hành các ion Ca2+, Mg2+, SO42- có trong nước sẽ kết hợp lại với nhau tạo thành muối không tan (CaSO4, Mg(OH)2, MgSO4, CaSO3…) bám lên bề mặt ống làm giảm hệ số truyền nhiệt của ống, ảnh hưởng tới công suất của lò hơi. ở những chỗ có cáu bẩn bám thì ống lại bị nung nóng đến nhiệt độ quá quy định, dẫn tới ống bị phá hỏng, sự cố kỹ thuật xảy ra nên phải ngừng vận hành để sửa chữa. Hệ số dẫn nhiệt của cáu bẩn bé hơn hàng trăm lần so với hệ số dẫn nhiệt của thép, nên khi có cáu bẩn bám thì nhiệt độ và sự hấp thụ nhiệt của lò giảm đi, lượng tiêu hao nhiên liệu tăng lên. Ngoài ra, cáu bẩn còn làm tăng nhanh quá trình ăn mòn bề mặt đốt, thường thể hiện dưới dạng ăn mòn cục bộ, gây nên những hố sâu, khe nứt. Để đảm bảo lò hơi hoạt động tốt, có hiệu quả cao thì nước cấp cho lò phải đạt các chỉ tiêu chất lượng sau: Độ cứng Ho của nước được quy định theo sản lượng của lò + Lò hơi ống nước, áp suất dưới 1,6MN/m2: H0 Ê 0,3 mgdl/l + Lò hơi ống nước, áp suất từ 1,6-3,15 MN/m2: H0 Ê 0,02 mgdl/l áp suất từ 3,15-10 MN/m2: H0 Ê 0,01 mgdl/l áp suất từ 10 MN/m2 trở lên: H0 Ê 0,005 mgdl/l + Lò hơi ống lò và ống lửa từ 10MN/m2 H0 Ê 0,5 mgdl/l Lượng oxy thì khi áp suất dưới 3,15MN/m2 thì không quá 0,03mg/l, khi áp suất trên 3,15MN/m2 thì không quá 0,02 mg/l Hàm lượng các vật chất khác trong nước cũng nằm trong phạm vi trong bảng sau: Bảng hàm lượng cho phép của các vật chất trong nước. áp suất trong bao hơi MN/m2 Hàm lượng cho phép cực đại (mg/l) SiO32- Fe2+ CO2- Dầu < 4 - 70 - 3 4 - 10 0,1 35 20 1 > 10 0,05 20 10 0,5 Tóm lại: Độ cứng của nước là tổng nồng độ các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước và được đo bằng miligam (hay microgam) đương lượng trong một lít Độ kiềm của nước là tổng hàm lượng các ion cacbonat, hydrat và những gốc muối củ các axit yếu khác. Độ khô kết là tổng hàm lượng của các vật chất còn lại sau khi chưng cất nước, đo bằng mg/l Chỉ tiêu nồng độ ion hydro còn trong nước (độ pH) là chỉ tiêu quan trọng của nước: pH < 5,5 là nước có tính axit mạnh pH = 5,5 - 6,5 là nước có tính axit yếu pH = 6,5 - 7,5 là nước trung tính pH = 7,5 - 8,5 là nước có tính kiềm yếu pH = 7,5 - 8,5 là nước có tính kiềm mạnh Nước có hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ < 0,005 mgdl/l được gọi là nứơc mềm, ngược lại là nước cứng. I. Các phương pháp chống cáu trong lò hơi. Để ngăn ngừa việc sinh cáu trong lò hơi, người ta dùng 2 phương pháp xử lý chủ yếu sau: Hạn chế tới mức tối thiểu số lượng những vật chất có trong nước có khả năng tạo cáu trong lò trước khi đưa vào lò Biến những vật chất có khả năng sinh cáu (do nước cấp chưa được xử lý hay xử lý chưa hết) thành những vật chất tách ra ở pha cứng thành những dạng bùn, rồi dùng phương pháp xả lò để loại chúng ra khỏi lò. Phương pháp này gọi là phương pháp xử lý nước trong lò. Các phương pháp xử lý nước bên trong lò dựa trên nguyên tắc. Dùng những chất hoá học đưa vào trong lò sánh để tạo ra kết tủa, những chất đó là những hóa chất như: NaOH, Na2CO3, Na3PO4.12H2O…, trong đó Na3PO4 là hoá chất được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Dùng phương pháp nhiệt để phân huỷ đối với một số chất hoà tan, tạo nên những chất khó tan và tách ra ở pha rắn dạng bùn. Phương pháp này được dùng nhờ thiết bị làm mềm nước bằng nhiệt đặt trong lò, ở thiết bị này nước bị đốt nóng đến nhiệt độ bão hoà nhờ nguồn nhiệt của khói lò. Tại nhiệt độ này những muối của canxi và magiê hoà tan trong nước là các loại bicacbonat bị phân huỷ theo phương trình sau: Ca(HCO3)2 đ CaCO3 ¯ + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 đ MgCO3 + CO2 + H2). Và sau đó MgCO3 bị thuỷ phân: MgCO3 + H2O đ Mg(OH)2¯ + CO2 Do đó CaCO3 và Mg(OH)2 được tách ra ở dạng bùn, đồng thời ở nhiệt độ này độ hoà tan của CaSO4 cũng bị giảm, nó tách ra ở thể rắn trong thiết bị làm mềm. Như vậy khi đi ra khỏi thiết bị này nước đã được làm mềm đi rất nhiều. II. Các phương pháp xử lý nước trước khi vào lò. Việc xử lý nước là đảm bảo đến mức tối thiểu những chất tan và không tan có trong nước có khả năng sinh thành cáu ở trong lò trước khi đưa vào lò. Tuỳ theo lò hơi và yêu cầu của nước cấp mà người ta chọn biện pháp và mức xử lý khác nhau: 1. Xử lý nước bằng phương pháp lắng cặn. Nguyên tắc của phương pháp này giống như khi chống cáu bên trong lò bằng hoá chất. Tuỳ theo hóa chất được dùng mà ta có các phương pháp sau: Vôi hoá: Ca(OH)2 Vôi hóa - xôđa: (CaO + Na2CO3) Xút: NaOH Xút - xôđa: (NaOH + Na2CO3) Xút - vôi: (NaOH + CaO) Ví dụ: khi dùng xút (NaOH) thì quá trình phản ứng xảy ra. Ca(HCO3)2 + 2NaOH đ CaCO3¯ + Na2CO3 + 2H2O Mg(HCO3)2 + 2NaOH đ MgCO3 + Na2CO3 + 2H2O MgCO3 + 2NaOH đ Mg(OH)2¯ + Na2CO3 MgCl2 + 2NaOH đ Mg(OH)2¯ + 2NaCl CO2 + 2NaOH đ Na2CO3 + H2O CaCl2 + Na2CO3 đ CaCO3¯ + 2NaCl CaSO4 + Na2CO3 đ CaCO3¯ + Na2SO4 2. Xử lý nước bằng phương pháp trao đổi cation Quá trình làm mềm nước bằng trao đổi giữa các cation dễ đóng cáu canxi (Ca2+), magiê (Mg2+) với cation của nhựa trao đổi ion. Nhựa trao đổi ion không tan trong nước - những chất này gọi là cationit. Trong kỹ thuật chủ yếu sử dụng các loại như sau: Natri, hydro, amôn (NaR, HR, NH4R). Trong đó R là gốc của cationit không hoà tan trong nước, đóng vai trò của một anion. Do đó, các cation dễ đóng cáu cặn sẽ được giữ lại, còn các cation dễ hoà tan thì đi theo nước cấp vào lò hơi. Cationit có tác dụng loại bỏ ion dương trong nước được thể hiện như sau: + Khi dùng cationit natri, phản ứng xảy ra. Ca(HCO3)2 + 2NaR đ CaR2 + 2NaHCO3 Mg(HCO3)2 + 2NaR đ MgR2 + 2NaHCO3 MgCl2 + 2NaR đ MgR2 + 2NaCl CO2 + 2NaOH đ Na2CO3 + H2O CaSO4 + Na2R đ CaR2 + Na2SO4 MgSO4 + 2NaR đ MgR2 + Na2SO4 + Khi dùng cationit hydro thì Mg(HCO3)2 và Ca(HCO3)2 được phản ứng như trên nhưng CaCl2, MgSO4 lại tạo ra axit. CaCl2 + 2HR đ CaR2 + 2HCl MgSO4 + 2HR đ MgR2 + H2SO4 + Khi dùng NH4R thì tạo ra các muối amon CaCl2 + 2NH4R đ CaR2 + 2NH4Cl Mg(HCO3)2 + 2NH4R đ MgR2 + 2NH4HCO3 NaSO4 + 2NH4R đ 2NaR + (NH4)2SO4 Ta thấy khi sử dụng cationit natri toàn bộ ion Ca2+ và Mg2+ đều được khử, độ cứng còn lại rất nhỏ khoảng 0,01 - 0,015, nhưng độ kiềm và các ion khác trong nước thì không thay đổi. Khi dùng cationit hydro thì độ cứng và độ kiềm được khử nhưng khi ấy các anion của các muối lại tạo thành axit, không thuận lợi cho việc cung cấp cho lò hơi. Vì vậy, người ta thường dùng phối hợp cả 2 phương pháp trao đổi cationit natri và hydro. Còn khi dùng cationit NH4R thì độ cứng cũng giảm đi còn rất nhỏ nhưng lại tạo các muối amon, khi đưa vào lò sẽ phân huỷ nhiệt tạo thành NH3 và H2SO4 theo phản ứng sau. NH4Cl đ NH3 HCl (NH4)SO4 đ 2NH3 + H2SO4 Do đó, axit sẽ ăn mòn các hợp kim đồng, vì vậy phương pháp này cũng sử dụng phối hợp với phương pháp trao đổi cationit natri. Trong quá trình làm việc cationit dần dần bị kiệt hết vai trò cationit, vì vậy để khôi phục khả năng làm việc của nó người ta cho chúng trao đổi với những chất có khả năng cung cấp cation. Để hoàn nguyên cationit natri người ta dùng dung dịch NaCl có nồng độ 6 - 8%; cationit hydro dùng dung dịch HCl hay H2SO4 1 - 1,5%; cationit amon dùng bằng các muối amôn. Ví dụ: CaR2 + 2NaCl đ 2NaR + CaCl2 CaR2 + H2SO4 đ 2HR + CaSO4 Sơ đồ nối tiếp phối hợp bình cationit hydro và Nari được trình bày ở hình 6. Hình 6. Sơ đồ nối tiếp phối hợp bình cationit hydro và natri. Bình cationit natri Thùng chứa nước rửa ngược bình cationit hydro Bình cationit hydro Bình khử khí Dung dịch muối hoàn nguyên Quạt gió Dung dịch axi hoàn nguyên Thùng trung gian Bình chứa nước rửa ngược bình caionit natri Bơm 3. Xử lý nước bằng phương pháp trao đổi anion Nguyên tắc của phương pháp này cũng giống như phương pháp trao đổi cation. ở đây các anion của muối và axit trao đổi với anion của anionit theo phản ứng: 2RaOH + H2SO4 à Ra2SO4 + 2H2O RaOH + HCl à RaCl + H2O Anionit ở trên cung cấp ion hydroxyl OH-, cũng có thể dùng các anionit cacboxyl Ra2CO3 hay RaHCO3. Bằng phương pháp này đã khử được triệt để các axit có trong nước. Vì vậy muốn khử muối đầu tiên biến nó thành axit bằng cách cho đi qua bình trao đổi cationit hydro, sau đó cho qua bình trao đổi anion. Sơ đồ sử dụng phối hợp các bình trao đổi, hình 7 Hình 7. Sơ đồ sử dụng phối hợp các bình trao đổi H1, A1, Na: Bình trao đổi cation hydro, anion, natri T: Thùng đựng nước K: Bình khử khí Như vậy khi nước đi qua bình anionit thì hàm lượng các ion SO42-, Cl-, NO3-… có trong nước sẽ giảm Để tái sinh anionit bằng cách ngâm chúng vào dung dịch kiềm (NaOH) 10%. Khi đó sẽ xảy ra phản ứng. Ra2SO4 + 2NaOH đ 2RaOH + Na2SO4 Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị đơn giản và cho hiệu suất cao. Ngày nay, ngoài các phương pháp kể trên người ta còn sử dụng rộng rãi các phương pháp xử lý nước bằng điện trường, từ trường, siêu âm cho các lò hơi công nghiệp. Phần iii: Nguồn gốc - thành phần - tính chất của khí tự nhiên I. Nguồn gốc Dầu mỏ và khí là nguồn hydrocacbon rất phong phú trong tự nhiên, nó được phát hiện rất nhiều và nằm rải rác ở khắp nơi trên thế giới. Thành phần những cấu tử trong khí thay đổi trong một phạm vi khá rộng tuỳ thuộc theo mỏ dầu hay mỏ khí khai thác. Vấn đề tìm ra nguồn gốc của dầu mỏ và khí có nhiều cách khác nhau, nhưng có một quan điểm tương đối được các nhà khoa học công nhận là chúng được xuất phát từ những vật liệu hữu cơ ban đầu, những vi sinh vật sống ở biển chủ yếu như: phù du, rong rêu, tảo và một phần xác động vật ở các dòng sông hội tụ qua, chúng bị chìm xuống đáy biển và lún sâu trong lòng đất, được biến đổi qua nhiều giai đoạn để tạo thành dầu mỏ và khí. Đối với khí thì có 3 loại chính sau: - Khí thiên nhiên (khí tự nhiên) - Khí ngưng tụ - Khí đồng hành Khí thiên nhiên là loại khí xuất hiện từ trong các mỏ dầu khí tự nhiên. Thường thì khí được tạo ra từ những mỏ dầu đã tồn tại lâu năm (mỏ tồn tại sâu trong lòng đất lớn hơn 5km, tại đây nhiệt độ và áp suất cao nên dầu sẽ bị cracking để trở thành những phần tử nhỏ rồi trở thành khí). Mỏ dầu càng nhiều tuổi thì thành phần nhẹ càng nhiều đồng thời cũng nhiều khí. Từ những vật liệu hữu cơ ban đầu đó, để tạo nên dầu khí như ngày nay thì đã trải qua quá trình tích tụ và biến đổi, xảy ra trong khoảng thời gian ít nhất là hàng triệu năm với nhiều điều kiện khác nhau của môi trường. Song quá trình này có thể phân chia thành 4 giai đoạn chính sau: 1. Giai đoạn 1: Tích đọng các vật liệu hữu cơ có ban đầu Những vật liệu hữu cơ ban đầu, dù là xác động vật ở biển hay trên đất liền sau khi chết dễ bị lắng xuống đáy biển, sẽ bị các vi khuẩn phá huỷ, chúng tạo nên khí và các sản phẩm hoà tan trong nước. Phần bền vững nhất là của xác động thực vật chưa bị phá huỷ hoặc chưa kịp phá huỷ sẽ dần dần lắng động tạo nên các lớp trầm tích ở đáy biển. Sự lắng đọng này trải qua hàng triệu năm, các lớp trầm tích sẽ chồng lên nhau làm cho lớp trầm tích đầu tiên càng bị lún chìm và chịu những áp suất lớn. Do đó lượng nước trong các lớp trầm tích này ngày càng bị ép đẩy ra noài đến khi chỉ còn khoảng 10%. Sự lắng tụ này trong thiên nhiên xảy ra rất chậm chạp chỉ đạt 1 - 2mm, vài chục mm trong hàng nghìn năm. 2. Giai đoạn 2: Biến đổi các chất hữu cơ bền vững thành các hydrocacbon ban đầu của dầu khí. Trong thành phần hữu cơ các xác động thực vật, các chất lipit là bền vững nhất, nó không bị vi khuẩn phá huỷ và được bảo vệ tương đối nguyên vẹn khi lắng đọng và do đó nó đóng vai trò quan trọng trong việc biến đổi để tạo nên dầu khí. Lipit là tên chung của một nhóm chất mà đặc trưng của chúng là các phần tử có các mạch hydrocacbon thẳng hoặc vòng như: axit béo, các este của các axit béo, các rượu cao, các chất sáp, nhựa, các chất mang mầu (picmen), licnhin…, các chất này khi nằm trong các lớp trầm tích ngày càng bị ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất. Càng xuống sâu thì nhiệt độ và áp suất càng tăng lên (nhiệt độ từ 100 - 2000C, P = 200 - 1000atm). Với điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác cùng với thời gian lâu như vậy, các chất lipit bền vững và vi khuẩn đều bị biến đổi do các phản ứng hoá học để tạo nên các hydrocacbon ban đầu của dầu khí. 3. Giai đoạn 3. Di cư của dầu khí đến các bồn chứa thiên nhiên. Các hydrocacbon ban đầu của dầu khí thường nằm dưới dạng phân bố rải rác trong các lớp trầm tích chứa dầu gọi là “đá mẹ”, vì áp suất ban đầu trong các lớp trầm tích rất cao và vì những biến động của địa chất nên các hydrocacbon ban đầu này được tạo ra trong đá mẹ liền bị đẩy ra ngoài và buộc chúng phải tìm đường di cư đến nơi ở mới. Quá trình di cư đó diễn ra trong các lớp sa thạch đá vôi hoặc các loại nham thạch có độ rỗng, xốp được gọi là “đá chứa” và nó sẽ ở lại đó nếu cấu trúc địa chất có khả năng giữ được nó, bảo vệ nó nghĩa là tạo được bể chứa tự nhiên. Những bể chứa này là những cái “bẫy” chỉ có vào mà không có ra, với cấu trúc bao giờ cũng có một tầng đá chắn ở trên thường là lớp đá bùn, mịn hoặc nút muối có tác dụng giữ dầu khí ở lại. Trong suốt quá trình di cư, các hydrocacbon dầu khí ban đầu sẽ chịu nhiều biến đổi hoá học làm cho thành phần và tính chất của nó thay đổi, kết quả là chúng sẽ nhẹ hơn ban đầu. 4. Giai đoạn 4. Biến đổi tiếp tục trong bể chứa tự nhiên. ở giai đoạn này, tính chất của dầu khí biến đổi rất ít không đáng kể. Tuy nhiên vẫn có sự biến đổi theo hướng làm tăng độ biến chất. Nếu các “bẫy” dầu nằm không sâu lắm, tầng đá chắn không đủ khả năng bảo vệ tốt thì một bộ phận dầu khí có thể bay hơi, nước sẽ lẫn vào và gây oxi hóa làm cho dầu xấu đi…. kết quả là làm dầu nặng đi nhiều và có mặt thêm nhựa và asphanten. Dầu và khí trong thiên nhiên đều có cùng một nguồn gốc. Chính vì vậy, nơi nào có dầu thì nơi ấy có khí và ngược lại. Tuy nhiên, do quá trình di cư có thể khác nhau mặc dù chúng sinh ra ở một nơi vì thế chúng vẫn có thể cư trú ở những nơi khác xa nhau. Vì vậy, có thể gặp những “bẫy” chứa khí nằm xa những “bẫy” chứa dầu. II. Phân loại, thành phần và đặc tính của khí tự nhiên. Khí tự nhiên có thành phần khí chủ yếu là CH4 chiếm tỷ lệ từ 80 - 98% thể tích khí. Phần còn lại bao gồm các khí khác như etan (C2H6), propan (C3H8) và butan (C4H10) ngoài ra còn có một số khí như: N2, CO2, H2S, CO, H2, O2 chiếm tỷ lệ rất nhỏ trong khí thiên nhiên. Trong các loại khí không thuộc hydrocacbon kể trên thì N2 chiếm phần lớn. 1. Khí mỏ khí. Là loại khí thu được từ các mỏ khí tự nhiên, các mỏ này là các túi khí nằm sâu dưới mặt đất, mỏ này không có dầu ở dạng lỏng. Thành phần mỏ khí chủ yếu là các loại khí nhẹ từ C1 đến C5, mà trong đó chủ yếu là CH4 (90%) và các đồng đẳng của metan (các hydrocacbon no), khí này còn gọi là khí nghèo vì ít các khí nặng từ C2 - C5 do đó chúng không có ích nhiều cho hoá dầu. 2. Khí ngưng tụ. Là khí sau khi đã tách hết các sản phẩm lỏng ngưng tụ (giống như xăng nhẹ). Khí mỏ ngưng tụ cũng tồn tại thành một mỏ riêng và không có dầu mỏ ở dạng lỏng. Thường thì các mỏ này nằm sâu trong lòng đất, nhiệt độ và áp suất có thể thay đổi, nhưng khí thoát lên khỏi mặt đất do giảm nhiệt độ và áp suất, các khí ở dạng C5 - C6 sẽ bị ngưng tụ lại. Trong thành phần khí lúc này chỉ còn phần nhẹ C1 -C4, hàm lượng khí metan là chủ yếu chiếm tới 90% thể tích, còn lại rất ít đồng đẳng của metan và C2 - C4, lượng C5 - C6 còn lại rất ít (nhỏ hơn 0,7%). 3. Khí đồng hành. Khí đồng hành được khai thác từ các mỏ dầu đồng thời với các quá trình khai thác dầu mỏ ở thể lỏng. Trong khí này không có C5 và C6 nên không có hiện tượng ngưng tụ thành lỏng. Song loại khí này có khá nhiều C2, C3 và n-C4, izo-C4, là nguyên liệu rất quan trọng cho công nghiệp hoá dầu, do vậy nó còn có tên là khí giàu. Hàm lượng khí metan trong khí này khoảng 30% đến 40%. Như vậy so với mỏ khí tự nhiên thì hàm lượng metan của khí đồng hành là ít hơn và hàm lượng C2 - C4 là nhiều hơn. Ngoài ra trong khí đồng hành còn có các khí như: H2S, CO2, N2 và H2O. Bảng: Thành phần khí tự nhiên và khí đồng hành khai thác từ một mỏ của CHLB Nga (% thể tích) [IV-14]. Các cấu tử Khí tự nhiên Khí đồng hành Tây Siberi Uzbekistann Quibisep Volgagrad CH4 99 87,2 39,91 76,25 C2H6 0,05 1,99 23,32 8,13 C3H8 0,01 0,32 17,72 8,96 C4H10 (n và izo) 0,003 0,13 5,78 3,54 C4H12 và cao hơn 0,001 0,15 1,1 3,33 CO2 0,05 3,6 0,46 0,83 H2S - 5,5 0,35 - N2 và khí trơ 0,4 1,11 11,36 1,25 Bảng: Thành phần hoá học trung bình của khí tự nhiên và khí đồng hành ơ Việt Nam (% thể tích). Các cấu tử Khí đồng hành Khí tự nhiên Bạch Hổ Đại Hùng Rồng Tiền Hải Rồng tự nhiên CH4 73 77 78 87,6 84 C2H6 13 10 3,0 3,1 6,0 C3H8 7,0 5,0 2,0 1,2 4,0 C4H10 2,9 3,3 1,0 1,0 2,0 C5H12 2,5 1,2 1,0 0,8 2,0 N2 0,5 0,5 13,0 3,3 10,0 CO2 0,7 3,0 2,0 3,0 4,0 Bảng: Hằng số vật lý của hydrocacbon C1 - C4 Cấu tử Khối lượng phân tử Nhiệt độ tới hạn (0C) áp suất tới hạn (Mpa) Nhiệt độ hoá lỏng ở áp suất khí quyển (0C) C1 16,043 -82 4,60 -161,49 C2 30,07 32 4,88 -88,63 C3 44,097 97 4,25 -42,07 Izo-C4 58,124 135 3,65 -11,73 n-C4 58,124 152 3,80 -0,6 Phần IV Các phương pháp xử lý khí trước khi đốt Khí sau khi khai thác nên chưa được tinh khiết, chúng còn chứa các tạp chất cơ học, hơi nước, khí trơ và các chất H2S, CO2… vì thế khi phun nhiên liệu vào buồng đốt, các tạp chất cơ học bám trên thành buồng đốt làm giảm hệ số truyền nhiệt nên lượng nhiệt mà nước trong dàn ống nhận được sẽ giảm xuống, do đó hiệu suất sinh hơi sẽ kém. Mặt khác, các hợp chất H2S, CO2 trong khí tự nhiên sẽ làm tăng thể tích, làm giảm nhiệt cháy của khí, đồng thời H2S khi cháy còn tạo ra SO2 (khí) làm ô nhiễm môi trường và ăn mòn thiết bị kim loại (ăn mòn axit). Qua đó khí tự nhiên trước khi đưa vào sử dụng cần phải qua các công đoạn loại các tạp chất kể trên bằng các quá trình tách bụi, tách hơi nước và các khí axit. I. Làm sạch khí khỏi các tạp chất cơ học Đối với quá trình lấy nhiên liệu khí để sử dụng cho nhà máy nhiệt điện thì công đoạn làm sạch tạp chất cơ học còn để tránh các hiện tượng tạo muội khói nhiều, hoặc làm tắc nghẽn đường ống, vòi phun và gây hiện tượng phun nhiên liệu không đồng đều. Làm sạch khí tự nhiên khỏi tạp chất cơ học được thực hiện chủ yếu nhờ các thiết bị cơ học. Người ta phân thành hai nhóm các phương pháp làm sạch khô và ướt. 1. Phương pháp làm sạch khô. Sử dụng các thiết bị giữ bụi: xyclon, lắng bụi và lọc điện. 1.1. Thiết bị xyclon Nguyên lý làm việc là sử dụng lực li tâm, xuất hiện khi dòng khí có chứa bụi được thổi vào với tốc độ cao theo phương tiếp tuyến với thành thiết bị và sau đó theo đường xoáy trôn ốc. Bụi này văng ra khỏi dòng khí do lực ly tâm rơi xuống thùng chứa bụi, còn các dòng khí đã sạch bụi được dẫn ra theo ống dẫn ở giữa của xyclon. 1. Thùng xyclon 2. Thùng chứa bụi 3. Van tháo bụi I. Khí vào có chứa bụi II. Khí sạch đi ra Hình 8. Sơ đồ xyclon [IV-101]. Ưu điểm của phương pháp này là hiệu suất tương đối cao, có thể làm sạch bụi có đường kính nhỏ, thiết bị đơn giản. Để tăng cường người ta có thể sử dụng 1 hệ các xyclon nối tiếp nhau. 1.2. Thiết bị lắng bụi. Dựa vào khối lượng của hạt bụi lớn nên chúng bị lắng xuống. Phương pháp này chỉ dùng đối với khí chứa những hạt bụi có đường kính lớn. Cơ sở của phương pháp này là do dòng khí lẫn bụi đi qua một phòng, do khí giảm tốc độ khi vào phòng nên dưới tác dụng của trọng lực các hạt lơ lửng lắng xuống đáy phòng. Để hạt bụi có đủ thời gian lắng xuống đáy người ta phải thiết kế phòng có chiều dài sao cho thời gian dòng khí đi qua phòng phải bằng thời gian của hạt bụi có kích thước nhỏ nhất. Mặt khác tốc độ khí sẽ không được quá lớn nếu không dòng khí sẽ kéo theo các hạt bụi đã lắng (do xoáy lốc). 1.3. Thiết bị lọc điện Nguyên lý làm việc dựa trên cơ sở quá trình ion hoá khí, tức là phân li các nguyên tử khí thành các ion tích điện âm và dương chuyển động đến các điện cực trái dấu. Các hạt bụi trong điện trường có tích điện âm, chúng chuyển động về cực dương, tại đó trung hoà điện và do trọng lượng nên bị rơi xuống thùng chứa. Thiết bị lọc điện chỉ làm việc với dòng điện 1 chiều điện thế cao 40 - 70 KV, để tăng khả năng dẫn điện của bụi và do đó làm cho bụi lắng xuống tốt hơn người ta làm ẩm khí. Có 2 loại thiết bị lọc điện: loại ống và loại bản. Mức độ làm sạch khí của phương pháp lọc này cao, từ 90 - 98%. Đặc điểm của phương pháp này là tách bụi với hiệu suất cao, kể cả những hạt bụi có kích thước nhỏ. Nhưng phương pháp này tốn kém do sử dụng dòng điện 1 chiều với hiệu điện thế rất cao. Do đó, phương pháp này chỉ dùng khi dòng khí làm nguyên liệu cho tổng hợp hoá học, nếu dùng khí để đốt thì không phải dùng phương pháp này hay ít khi dùng. 2. Phương pháp làm sạch ướt. Sử dụng các thiết bị lọc: scrullen, xyclon, máy rửa quay… Tốc độ dòng khí có thể đạt từ 0,5 - 1,5m/sec. Những thiết bị lọc khí kiểu này có độ làm sạch từ 80 - 90%. Nguyên tắc của phương pháp này làm cho dòng khí lẫn bụi đi qua lớp chất lỏng, hoặc phun chất lỏng thành những hạt nhỏ vào dòng khí, chất lỏng sẽ làm ẩm bụi và làm cho kích thước, trọng lượng của hạt bụi tăng lên rồi bị cuốn theo chất lỏng, do đó khí được làm sạch. Trong quá trình thiết bị làm việc tạo thành một thể tích bọt khá lớn, do đó những thiết bị này còn có tên là thiết bị bọt. I. Khí có chứa bụi II. Khí sạch đi ra III. Dầu sạch IV. Dầu có chứa bụi 1. Vỏ thiết bị. 2.Lưới phân phối 3. Thùng chứa 4. Phễu thu khí 5. Phễu rót lỏng Hình 9. Sơ đồ thiết bị bọt [IV-104]. Các thiết bị loại này đạt được 98 - 99% bụi bị loại có đường khính lơn hơn 5mm và đạt được 75- 80% với hạt bụi có đường kính nhỏ hơn 5mm. II. Sấy khí (là tách hơi nước ra khỏi khí) Hơi nước có khả năng tạo hợp chất hydrat với hydrocacbon. Các hydrat này là các tinh thể trắng, chúng có thể bịt kín đường ống dẫn hoặc vòi phun gây khó khăn cho việc vận chuyển khí và làm việc của vòi phun. Để ngăn sự tạo hydrat trong khí người ta phải làm giảm lượng ẩm trong khí sao cho áp suất riêng phần của hơi nước nhỏ hơn áp suất bão hoà của hydrat. Một trong những chất hấp thụ đầu tiên được dùng để sấy khí nhiên liệu là glyxerin, sau đó người ta còn dùng dietylen glycol và trietylenglycol. Các phương pháp hất thụ để sấy khí được sử dụng rộng rãi vì sơ đồ thiết bị đơn giản, dễ tính toán thiết kế, dễ vận hành, quá trình liên tục nên có thể tự động hoá, giá thành thiết bị thấp, ít tiêu hao tác nhân sấy khí, các chất hấp thụ dễ chế tạo. Dưới đây là các sơ đồ nguyên lý công nghệ sấy bằng phương pháp hấp thụ [IV-109, 111, 117, 118]. a. Sơ đồ nguyên lý công nghệ sấy bằng etylen glycol. Thùng chứa Thiết bị đun sôi đáy tháp Tháp hấp thụ Thiết bị làm lạnh Tháp nhả hấp thụ Tháp tách Thiết bị trao đổi nhiệt I. Khí đưa vào sấy III. Dung dịch etylen glycol II. Khí sau khi sấy IV. Etylen glycol bão hoà nước V. Nước đi tưới b. Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ làm sạch khí khỏi H2S và CO2 bằng etanol amin được mô tả hình sau: Hình 11: Sơ đồ nguyên lý công nghệ hấp thụ bằng etanol amin. 1. Tháp hấp thụ 2,3,4: Thiết bị phân ly 5,6. Thiết bị làm nguội bằng không khí. 7,8. Thiết bị làm lạnh bằng nước. 9. Thiết bị trao đổi nhiệt 10. Tháp nhả hấp thụ 11. Bộ phận đun nóng I. Khí nguyên liệu II. Khí sạch (khí ngọt) III. Dung môi bão hoà IV. Khí phân ly V. Dung môi đã nhả hấp thụ một phần VI. Khí axit VII. Dung môi đã tái sinh tuần hoàn trở lại tháp hấp thụ. c. Sơ đồ sấy khí bằng phương pháp hấp thụ đơn giản gồm 2 tháp được mô tả hình sau: Hình 12: Sơ đồ nguyên lý công nghệ sấy khí bằng phương pháp hấp thụ. 1. Thùng chứa 2,3.Tháp hấp thụ 4. Bơm 5. Thiết bị làm nguội 6. Tháp tách nước ngưng tụ 7. Thiết bị gia nhiệt 8. Điều khiển lưu lượng dòng I. Khí đưa vào sấy II. Khí sau khi sấy III. Khí đưa qua gia nhiệt để tái sinh IV. Khí ẩm sau tái sinh chất hấp thụ. d. Sơ đồ công nghệ làm sạch khí bằng dung dịch etanolamin và etylen glycol được mô tả hình vẽ dưới đây. Hình 13: Sơ đồ làm sạch khí bằng dung dịch etanolamin và etylen glycol. 1. Tháp hấp thụ 2. Tháp nhả hấp thụ 3,4. Thiết bị đun sôi đáy tháp I. Khí vào II. Khí sạch III. Dung dịch etanolamin IV. Dung dịch etylenglycol V. Nước VI. Khí axit (H2S, CO2). Bản chất của quá trình sáy khí xảy ra như sau: trong tháp hấp thụ, khí đi từ dưới lên, lỏng đi từ trên xuống. Hơi nước trong khí bị chất lỏng hấp thụ, bên trong của tháp hấp thụ có chứa các đĩa để tăng diện tích tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng. Quá trình này tiến hành ở nhiệt độ khoảng 200C và áp suất từ 2 - 6mPa. Tiếp đó là quá trình hấp thụ bằng các chất rắn như silicegen, oxit nhôm hoạt tính, bôxit hoạt tính, zeolit 4A và 5A. Các chất rắn được chứa đầy trong tháp hấp thụ, sau đó cho khí đi qua thì các chất rắn sẽ hút ẩm trong khí vào các lỗ mao quản. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi hơn cả vì sơ đồ thiết bị đơn giản, dễ tính toán thiết kế, dễ vận hành, quá trình liên tục nên có thể tự động hoá và ít tiêu hao tác nhân sấy khí. II. Làm sạch khỉ khỏi H2S và CO2 (làm ngọt khí). Khí tự nhiên và khí đồng hành còn có các tạp chất có tính axit như H2S và CO2. H2S là khí độc và có hại đối với quá trình chế biến và sản xuất công nghiệp. Mà trong công nghiệp tổng hợp hoá dầu thì H2S làm ngộ độc xúc tác, tạo ra những sản phẩm không mong muốn, giảm hiệu suất…., gây độc hại cho con người và làm ô nhiễm môi trường. Có nhiều phương pháp công nghiệp làm sạch khí khỏi H2S và CO2. Nhưng được sử dụng rộng rãi nhất là phương pháp etanolamin (1930 cho đến nay). Người ta dùng dung dịch monoetanol amin có nồng độ 15 - 40% trong nước vì nhiệt độ sôi của monoetanol amin là 1700C nên nó hoà tan vô hạn trong nước. ._., trong khi đó lưu lượng của khí thiên nhiên cấp cho lò vẫn giữ nguyên không đổi thì dưới tác dụng của nhiệt độ cao khí thiên nhiên sẽ bị phân huỷ. Trong lò đốt lúc đó chứa toàn các chất cháy được dưới dạng khí hơi, nếu sau đó cho không khí trở lại lò đốt sẽ gây hỗn hợp nổ. Hay mức nước trong bao hơi nếu không được cấp liên tục có thể một lúc nào đó lượng nước trong bao hơi cạn hết sẽ dẫn tới cháy nổ… Do đó ta thấy đo lường và tự động hoá trong sản xuất hơi nước của nồi hơi nhà máy nhiệt điện là khâu kĩ thuật quan trọng. Sử dụng các dụng cụ đo lường và tự động hoá cho phép tiến hành sản xuất hơi nước một cách ổn định về cả sản lượng hơi và thông số hơi. Các thông số đo đạt được cho phép người sản xuất dự toán được tình trạng làm việc của từng bộ phận, từng thiết bị trong dây chuyền sản xuất. Dựa vào đó nếu thấy cần thiết có thể cho phép sửa chữa từng thiết bị hay sửa chữa toàn bộ. Yêu cầu cơ bản của các dụng cụ đo lường và tự động hoá là có độ chính xác cao, độ trễ của dụng cụ nhỏ, cấu tạo đơn giản, làm việc chắc chắn trong thời gian dài và trong trường hợp cần thiết có thể chuyển sang chế độ bằng tay. Để lò đốt làm việc ổn định thì việc sử dụng các dụng cụ đo lường và tự động hoá không những là cần thiết mà là yêu cầu bắt buộc của các quá trình chế biến và sử dụng dầu khí. Các thiết bị đo kiểm của nồi hơi bao gồm các thiết bị an toàn là những thiết bị bảo đảm cho nồi hơi hoạt động bình thường và an toàn; các thiết bị đo kiểm nhiệt là những thiết bị dùng để kiểm tra và hiệu chỉnh nhiệt của nồi hơi. Các thiết bị an toàn bao gồm:các van an toàn, các khí cụ chỉ mức nước, các đồng hồ đo nhiệt, đo áp suất, các van cài, van triệt hồi và van xả. Các thiết bị đo nhiệt gồm: các thiết bị đo lượng hơi tiêu thụ, đo độ loãng khí trên đường dẫn khí lò, đo nhiệt độ hơi quá nhiệt, đo nhiệt độ buồng đốt, nhiệt độ khí thoát và đo thành phần khói. Các thiết bị này có thể lắp và đo tại chỗ cũng như có thể lắp tập trung và kiểm tra trung tâm điều khiển. Ngày nay, nồi hơi đã được trang bị các thiết bị điều chỉnh tự động các quá trình nhiệt của nồi hơi như: cung cấp nhiên liệu, cung cấp nước, điều chỉnh tự động nhiệt độ hơi, nhiệt độ khói, và việc làm loãng khí ở buồng đốt… Nhờ tự động hoá nên tăng năng suất thiết bị công nghệ trên cơ sở vận hành ở chế độ công nghệ tối ưu, tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm, giảm chi phí nguyên liệu và các vật liệu phụ, cải thiện điều kiện làm việc cho công nhân (nhất là trong môi trường độc hại: bụi, nhiệt…) cải thiện khâu tổ chức và quản lý trong nhà máy. Mặt khác nhờ tự động hoá các khâu của lò hơi nên số lượng công nhân trong phân xưởng kiểm nhiệt có tăng lên đôi chút. Các kí hiệu của dụng cụ đo và tự động hoá. PIC LRA TI T0 FRC PZ Bộ điều chỉnh lưu lượng, tự ghi, tác động vào van điều chỉnh, đặt tại trung tâm điều chỉnh. Van an toàn của bao hơi Báo động mức nước trong bao hơi, lắp tại trung tâm điều khiển. Thiết bị đo nhiệt độ, lắp tại trung tâm điều chỉnh. Dụng cụ đo áp suất. Dụng cụ đo nhiệt độ. Cơ cấu chấp hành hoặc cơ cấu điều chỉnh. Dụng cụ đo lưu lượng. Thiết bị đo áp suất lắp đặt tại trung tâm điều chỉnh, thực hiện bằng cơ cấu chấp hành. Trong lò đốt, điều quan trọng nhất là phải khống chế được lưu lượng nhiên liệu khí thiên nhiên và không khí đưa vào lò. Để điều chỉnh lưu lượng tự động trên đường dẫn không khí vào lò. Lưu lượng khí thiên đưa vào lò cũng được điều chỉnh tự động. Do lưu lượng không khí và khí thiên nhiên khống chế cố định nên khi đó hệ số dư của không khí trong buồng đốt được cố định gần với giá trị mong muốn a= 1,05. Nhiệt độ khói thải ra khỏi buồng đốt phản ánh tỉ lệ giữa phần sinh nhiệt và hấp thụ nhiệt trong buồng lửa. Theo qui định thì nhiệt độ đó là 1150 0 C. Vì vậy phải đo nhiệt độ khói lò khi ra khỏi buồng đốt để dự đoán quá trình truyền nhiệt trong lò đốt. Ngoài ra, lượng nước cấp vào bao hơi cũng được khống chế tự động để ổn định mức nước. Tại bao hơi còn được đặt các van an toàn khi áp suất trong bao hơi quá qui định thì van an toàn tự động mở để thoát hơi ra ngoài. Hơn nữa hơi quá nhiệt cung cấp cho phân xưởng tua bin hơi cần có áp suất và nhiệt độ ổn định. Do đó cần điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt cũng như áp suất hơi nước quá nhiệt. Các thông số nhiệt độ và áp suất hơi quá nhiệt được dẫn về trung tâm điều khiển của phân xưởng. Hiệu quả sử dụng nhiệt của nồi hơi quá nhiệt độ và áp suất khói thải ra ống khói, do đó cần đo 2 thông số này. Tại tường cách nhiệt của buồng lửa cũng được lấp đặt dụng cụ đo nhiệt độ nhằm kiểm tra độ an toàn của buồng lửa khi lò hơi được vận hành, tránh được nhiệt độ quá cao gây thủng lò và đảm bảo an toàn cho công nhân (nhiệt độ mặt ngoài của tường bảo ôn phải không quá 500C). 1. Điều chỉnh sản lượng hơi của lò: Thực chất của việc điều chỉnh sản lượng hơi của lò là điều chỉnh lượng nhiên liệu và tương ứng vơí lượng không khí cung cấp vào buồng lửa. Như đã biết khi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa thay đổi thì sẽ phá huỷ cân bằng nhiệt của lò và làm thay đổi sản lượng, áp suất lò hơi. Vì vậy các xung lượng điều chỉnh cũng là sản lượng hơi và tốc độ thay đổi áp suất. Các xung này tác động lên bộ điều chỉnh nhiên liệu để điều chỉnh lượng nhiên liệu đưa vào lò. Khi lượng nhiên liệu thay đổi thì đồng thời cũng tác động lên bộ điều chỉnh không khí để điều chỉnh lượng không khí cho phù hợp với chế độ kinh tế nhất. 2. Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt. Hầu như bất kì một chế độ vận hành nào thay đổi cũng đều dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ hơi quá nhiệt. Như chế độ thay đổi phụ tải nhiệt của lò, thay đổi lượng không khí cấp, thay đổi lưu lượng của nhiên liệu…Những thay đổi này sẽ dẫn tới phân bố lại tỷ lệ hấp thụ nhiệt giữa phần bức xạ và phần đối lưu cuả lò. Do đó ở những lò có bộ quá nhiệt hoàn toàn đối lưu thì nhiệt độ hơi quá nhiệt thường thay đổi trong phạm vi rộng. Thiết bị điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt hay được dùng là giảm ôn bề mặt hoặc hỗn hợp. Để duy trì nhiệt độ hơi quá nhiệt ở mức đã cho, thì cần bảo đảm tỷ số giữa lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa và lưu lượng cấp. Khi tỷ số này bị phá huỷ thì nhiệt độ hơi quá nhiệt sẽ bị thay đổi. 3. Điều chỉnh mức nước trong bao hơi. Sự thay đổi mức nước xảy ra chủ yếu do phá huỷ cân bằng vật chất giữa lưu lượng hơi và lưu lượng nước cấp. Việc điều chỉnh lưu lượng nước cấp cũng như điều chỉnh mức nước là một trong những bộ điều chỉnh tự động quan trọng nhất của bao hơi. Điều chỉnh mức nước có thể dùng 2 xung lượng về sự thay đổi lưu lượng hơi và mức nước trong bao hơi, rồi từ đây tác động lên sự điều chỉnh nước cấp để thay đổi lưu lượng nước cấp. Song vì lò còn có hiện tượng sôi buồng mức nước khi thay đổi áp suất nên việc điều chỉnh mức nước bằng 2 xung như vậy thường thiếu chính xác. Vì vậy hiện nay người ta sử dụng rộng rãi bộ điều chỉnh có 3 xung lượng, lưu lượng hơi, mức nước và lưu lượng nước cấp. 4. Điều chỉnh hệ số không khí thừa. Độ kinh tế của các quá trình cháy được đánh giá quá các tổn thất của quá trình cháy. ảnh hưởng lớn nhất đến tổn thất của quá trình cháy là chế độ cung cấp không khí, nghĩa là hệ số không khí thừa. Chế độ vận hành cần được điều chỉnh sao cho hệ số không khí thừa luôn luôn trùng với giá trị có lợi nhất. Trong thực tế vận hành để xác định hệ số không khí thừa có lợi nhất thì cần phải tiến hành những thí nghiệm đặc biệt. Vì vậy người ta thường đánh giá hiệu quả của quá trình cháy trực tiếp qua trị số CO2+ SO2 và O2 trong khói thải. Việc điều chỉnh phụ thuộc vào loại nhiên liệu đốt và loại thiết bị buồng lửa. Đơn giản nhất là quá trình điều chỉnh không khí theo sự thay đổi lượng nhiệt sinh ra trong buồng lửa, khi ấy xung lượng tác động sẽ là xung lượng nhiệt. Do sự thay đổi nhiệt sinh ra trong buồng lửa nên dẫn đến sự thay đổi sản lượng hơi và áp suất lò hơi vì vậy sẽ xuất hiện một xung lượng nhiệt độ thể hiện tổng của hai xung lượng: sự thay đổi sản lượng hơi và tốc độ thay đổi áp suất, trong đó xung lượng về sự thay đổi áp suất thu được nhờ so lệch điện tử bằng cách biến tín hiệu áp suất bằng tín hiệu điện. Những xung lượng này sẽ tác động lên bộ điều chỉnh không khí để thay đổi lượng không khí đưa vào buồng lửa. Nhiệt độ là đại lượng ảnh hưởng trực tiếp đến hầu hết các quy trình công nghệ. Vì vậy các thiết bị đo nhiệt độ tồn tại ở mọi nơi trong đời sống và trong kĩ thuật. Trong mỗi khoảng nhiệt độ được sử dụng các thiết bị đo khác nhau. Tại những nơi đo nhiệt độ thấp thì dụng cụ đo nhiệt thường được đặt ngay tại thiết bị cần đo và thường sử dụng nhiệt kế dãn nở chất lỏng thuỷ tinh, với nguyên lý hoạt động dựa trên sự dãn nở vì nhiệt của chất lỏng trong nhiệt kế. Cặp nhiệt điện là cảm biến đo nhiệt độ, chuyển tín hiệu nhiệt độ sang tín hiệu điện áp dựa trên hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng này như sau: lấy 2 dây dẫn có bản chất kim loại khác nhau nối chặt lại nhau ở 2 đầu, rồi đốt nóng một đầu thì trong vòng dây sẽ xuất hiện dòng điện. Sự xuất hiện dòng điện này có thể giải thích bằng hiện tượng khuếch tán điện tử tự do. Để đo nhiệt độ của thiết bị thì nhiệt độ của một đầu phải giữ cố định, đầu này được gọi là đầu tự do hay đầu lạnh, đầu còn lại của cặp nhiệt điện được nhúng vào môi trường đo nhiệt độ và nó được gọi là đầu làm việc hay đầu nóng. Do sự chêng lệch nhiệt độ nên có sự khếch tán điện tử tự do, do đó giữa 2 đầu xuất hiện một sức điện động và thông qua sức điện động này có thể đo được hiệu nhiệt độ của 2 đầu dây. Với quá trình như đo áp suất dụng cụ đơn giản nhất là áp kế chữ U- thiết bị đo áp suất tại chỗ. Nguyên lý làm việc là sự hình thành cột dịch thể chênh lệch giữa hai mức dịch thông nhau dưới tác động của 2 áp suất khác nhau. Hiệu số của 2 áp suất này được xác định thông qua cột dịch thể chênh lệch giữa hai mức. Cảm biến đo Chuyển đổi đo Chỉ thị đo P l U n Trong công nghiệp đòi hỏi phải chuyền dẫn tín hiệu đo được đến những nơi cần thiết, ở cách xa các khu sản xuất. Các hệ thống đo áp suất tự động đáp ứng được yêu cầu này. Cấu trúc của một hệ thống đo áp suất tự động được mô tả như sau: Hệ thống gồm 3 phần: cảm biến đo, chuyển đổi đo, và chỉ thị đo. Cảm biến đo có vai trò nhận tín hiệu áp suất P và tín hiệu khác. Phần lớn các cảm biến đo đều ở dạng dịch chuyển cơ học . Chuyển đổi đo làm nhiệm vụ chuyển độ dịch chuyển cơ học sang tín hiệu điện hay tín hiệu khí nén để chuyển về cho thiết bị. Chỉ thị đo được đặt ở phòng điều khiển trung tâm. Đo lưu lượng là một trong những thiết bị do lưu lượng dịch thể chất khí và hơi quá nhiệt chảy trong đường ống là hiệu áp suất 2 bên thiết bị thu hẹp. Thiết bị thu hẹp đóng vai trò cảm biến đo, được đặt trong đường ống tạo nên điểm thắt dòng chảy cục bộ trong ống dẫn. Như vậy tại vị trí này tốc độ dòng chảy tăng lên, nghĩa là động năng dòng chảy tăng, dẫn đến thế năng dòng chảy giảm xuống. Tại vị đặt thiết bị thu hẹp sẽ có hiện tượng chuyển đổi thế năng sang động năng của dòng chảy và 2 bên thiết vị thu hẹp sẽ xuất hiện áp suất ∆P phụ thuộc vào lưu lượng của dòng chảy. Hệ thống đo lưu lượng theo độ giảm áp bao gồm: thiết bị thu hẹp để chuyển tín hiệu lưu lượng sang tín hiệu áp suất, thiết bị chuyển đổi áp suất sang thiết bị cần thiết thích hợp với thiết bị chỉ thị đo, thông thường là thiết bị điện và phần tử cuối cùng nó là thiết bị chỉ thị đo. Sơ đồ mô tả nguyên lý của một hệ thống đo lưu lượng dựa trên phương pháp đo lưu lượng theo độ giảm áp thay đổi mà hiện nay được sử dụng rộng rãi như sau: D P/I I q I/U Q q u III D P I II Cấu trúc của hệ thống bao gồm: cảm biến đo là thiết bị thu hẹp chuyển tín hiệu lưu lượng q sang tín hiệu điện áp ∆P. Thiết bị chuyển đổi II chuyển tín hiệu áp suất ∆P sang tín hiệu một chiều. Ưu điểm của tín hiệu dòng là có thể truyền được đi xa mà không bị tổn thất trên đường dẫn. Phần tử thứ III là bộ xử lý tín hiệu. Bộ xử lý này thực hiện chức năng đầu tiên là chuyển tín hiệu dòng nhận được sang tín hiệu áp chuẩn trên cơ sở điện áp U và các thông số của công thức tính lưu lượng. Đồng thời nó cũng tính tổng lượng vật chất Q chảy qua theo các công thức tích phân. Các giá trị Q, q được hiển thị trên bảng số. D. An toàn lao động I. Những vấn đề chung về an toàn lao động và thanh tra lò hơi. Thiết bị lò hơi trong nhà máy nhiệt điện là thiết bị lớn nhất và vận hành hết sức phức tạp, nó đạt được trình độ cơ khí hoá và tự động hoá cao. Trong quá trình vận hành luôn phải đòi hỏi lò hơi làm việc đạt hiệu suất và đảm bảo an toàn cao. Mà quá trình hoạt động của lò hơi là một chuỗi logic có liên quan chặt chẽ với nhau, nên chỉ một khâu nhỏ trong dây chuyền có vấn đề thì sẽ dẫn đến phải ngưng làm việc hay gây cháy, nổ toàn bộ phận xưởng nhà máy. Lò hơi làm việc ở trạng thái có áp suất, nhiệt độ cao. Khi độ bền của các kim loại, các phần tử lò hơi không chịu nổi tác dụng của nhiệt độ và áp suất thì lò sẽ bị phá huỷ. Nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này là: - Kỹ thuật chế tạo gia công không đảm bảo (hàn, tán...) - Vận hành không đúng khiến cho nhiệt độ kim loại quá lớn, giới hạn bền của kim loại giảm đi quá thấp như: đóng cáu bề mặt đốt, cạn nước lò, chế độ thuỷ động của lò bị phá huỷ. Giới hạn bền của kim loại giảm đi khi đó trong kim loại sinh ra những ứng suất dao động nhiệt độ... Tác hại của sự cố nổ lò hơi là rất lớn và nghiêm trọng. Ngoài phá hỏng nhà cửa, vật chất, thiết bị còn gây thương vong cho người do hơi ép và nhiệt độ cao, do các mãnh kim loại văng ra… Vì vậy tất cả các nước trên thế giới đều thành lập ra các cơ quan thanh tra lò hơi để kiểm tra về mặt cấu tạo và vận hành của lò hơi. Về mặt cấu tạo cần quy định lò hơi có những khả năng dãn nở nhiệt tự do của tất cả các chi tiết, khả năng xem xét sửa chữa, làm sạch lò cũng như các phần tử của nó cả mặt ngoài và trong, khả năng bảo vệ kim loại của bề mặt đốt cũng như không phải bề mặt đốt, như qui định về mức nước tối thiểu trong lò. Kích thước các lỗ cửa chui phải không nhỏ hơn 300x 400 mm ở lò và 325x420 mm ở buồng lửa. Lò phải có đầy đủ các phương tiện kiểm tra đo lường tối thiểu như áp kế, ống thuỷ, van an toàn. Về mặt chế tạo, nguyên vật liệu chọn chủ yếu đối với các chi tiết làm việc ở áp suất cao; những quy định về mặt công nghệ chế tạo như : đúc, hàn và các phương tiện kiểm tra mối hàn và những dụng cụ cho phép. Khi thiết kế lò hơi cần phải đảm bảo khoảng cách an toàn giữa khu sản xuất với các khu phục vụ của công nhân theo phạm quy. Ngoài ra còn có yêu cầu cụ thể về chế độ quản lý vận hành nhà lò, những yêu cầu về mặt đăng ký, khám nghiệm kỹ thuật lò bao gồm khám nghiệm bên trong, thử áp lực nước và thử độ kín hơi của lò. II. An toàn về cháy nổ trong lò hơi. 1. Nguyên nhân gây nổ trong lò hơi. Do sự rò rỉ các chất lỏng và khí có khả năng gây cháy nổ. Mức độ nguy hiểm phụ thuộc vào kích thước và vị trí lỗ rò rỉ. Nếu là lỗ nhỏ và tại những nơi thoáng thì không nguy hiểm bằng những nơi đóng kín. Khi bị rò rỉ thì nguyên liệu sẽ tích tụ tạo ra những đám mây mù, nếu gặp điều kiện thích hợp sẽ gây nên cháy nổ. Lò hơi sử dụng khí thiên nhiên làm chất đốt thuộc loại sản xuất dễ gây cháy, nổ đối với oxy không khí. Tất cả các thành phần có trong khí thiên nhiên CH4, C2H6, C3H8, C4H10 đều tồn tại một giới hạn tự bốc cháy đó là giới hạn tự bốc cháy dưới và tự bốc cháy trên. Ví dụ: hỗn hợp của CH4 với không khí thì giới hạn đó là 15% và 75% về thể tích. Nếu nồng độ CH4 trong khí quyển nhỏ hơn 15% và lớn hơn 75% thì không cháy được. Biết được giới hạn tự bốc cháy của mỗi cấu tử có thể tính được giới hạn tự bốc cháy của khí thiên nhiên theo công thức: ; % thể tích Trong đó: CH4, C2H6, C3H8, C4H10- nồng độ các cấu tử khí trong hỗn hợp, % thể tích. a,b,c,d- giới hạn tự bốc cháy dưới (hoặc trên) của các cấu tử CH4, C2H6, C3H8, C4H10. Khi khí bị rò rỉ nếu gặp vật nóng, ngọn lửa, tia lửa điện... thì sẽ gây nổ toàn phân xưởng. Hơn nữa ở đây nhiệt độ khói lò và hơi nước quá nhiệt là rất lớn. Do đó càng gây mối nguy hiểm khi xảy ra cháy nổ. Cháy nổ do cán bộ công nhân trong nhà máy vi phạm công tác an toàn phòng cháy chữa cháy, sử dụng nguồn nhiệt không đảm bảo an toàn theo đúng quy định như chập mạch, quá tải. Do hệ thống chống sét tại các công trình không đảm bảo an toàn theo tiêu chuẩn kĩ thuật, do lâu ngày không kiểm tra bị tuột mối nối, đứt hay do điều kiện trở tiếp đất vượt quá (theo qui định không quá 10 W) nên bị sét đánh vào công trình gây cháy nổ. Do các thiết bị điện không đảm bảo an toàn nên gây nên chập điện, quá tải, cháy động cơ... III. Các biện pháp an toàn tại phân xưởng. Để đảm bảo an toàn cho tính mạng và tài sản thì mọi người khi làm việc trong nhà máy phải chấp hành đầy đủ mọi nội qui về an toàn phòng cháy nổ trong nhà máy, đồng thời có nhiệm vụ phổ biến những kiến thức này cho những người mới đến công tác tại phân xưởng. 1. Xây dựng các nội qui, qui trình thao tác phòng chống cháy tại các công đoạn trong phân xưởng. - Quy trình vận hành, điều khiển quạt. - Quy trình vận hành nồi hơi và sử dụng hơi nước. - Nội qui phòng chống cháy nổ. - Nội qui ra vào cơ quan, phân xưởng. 2. Phổ biến kiến thức nghiệp vụ phòng chống, chữa cháy cho cán bộ công nhân viên. - Thường xuyên tổ chức các lớp bồi dưỡng nâng cao nghiệp vụ phòng chống cháy cho công nhân. - Xây dựng các phương án chữa cháy tại các phân xưởng và định kì 3á6 tháng; kiểm tra các phương tiện chữa cháy như: bình bọt, bình khí, bể nước cứu hoả… - Thành lập đội cứu hoả tại đơn vị. - Phân giao nhiệm vụ từng người khi cháy xảy ra. - Xây dựng các hành lang an toàn khi nhà máy gặp sự cố; mỗi công nhân viên phải được trang bị bảo hộ lao động và kiến thức nghĩa vụ công việc tại phân xưởng của mình. 3. Trang bị giám sát, báo cháy chữa cháy. - Tại phân xưởng của các công đoạn có khả năng gây cháy nổ phải được trang bị bình CO2, bình MFZ, xô, xẻng bể cát cứu hoả, các loại bơm nước… để chữa cháy. - Khi cần sửa chữa thiết bị, đường ống… thì trước hết phải thổi bằng hơi nước để đuổi các sản phẩm cháy ra ngoài rồi mới tiến hành sửa chữa. - Các công trình xây dựng ở phân xưởng nồi hơi (nhà, nền, tường) phải được làm từ vật liệu không có khả năng gây nổ. Nhà không có tường bao quanh để tạo ra hệ thống thoáng cho khu vực sản xuất, đồng thời làm mát được khu vực gần lò hơi. - Bơm, quạt cần đặt riêng trong một khu vực có tường bảo vệ vì khi khởi động bơm, quạt có thể xuất hiện tia lửa điện gây nổ. - Trong sản xuất để đảm bảo an toàn phải thường kiểm tra sự rò rỉ của khí thiên nhiên ra môi trường. Để phát hiện khí bị rỉ thì dùng các dụng cụ phân tích hoặc phát hiện mới. Trong thực tế, để vận chuyển khí thiên nhiên bằng đường ống, người ta pha thêm một lượng rất nhỏ Mercaptan vào khí vì Mercaptan gây mùi khó chịu nên dễ phát hiện. E. phần xây dựng. I. Giới thiệu chung. Việc xác định địa điểm xây dựng thuộc một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của quy hoạch trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư. Địa điểm lựa chọn hợp lí hay không ảnh hưởng rất lớn đến xây dựng, kinh doanh của nhà máy. Ngoài ra nó còn có tác động rất lớn đến môi trường sống của đô thị và khu vực lân cân. Phân xưởng nồi hơi nhà máy nhiệt điện năng suất 30 tấn hơi/ giờ, được xây dựng bên trong nhà máy nhiệt điện thuộc khu công nghiệp Dung Quất- Quảng Ngãi với diện tích tổng mặt bằng là 9900m2. Với số công nhân sửa chữa và vận hành thuộc phân xưởng là 57 người. II- Phân tích điạ điểm xây dựng: 1.Các yêu cầu chung: - Địa điểm xây dựng được lựa chọn phải phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt. - Nhà máy phải gần kho nguyên liệu, gần nơi tiêu thụ sản phẩm, hạn chế tối đa chi phí vận chuyển nhiên liệu sản phẩm. - Địa điểm xây dựng phải tận dụng được tối đa hệ thống giao thông quốc gia, tận dụng phù hợp nguồn năng lượng, hệ thống mạng lưới cung cấp điện. - Địa điểm xây dựng phải ở cuối hướng gió, mật độ dân cư thưa, cách xa nguồn nước sạch và phải ở vùng có nhiều cây xanh. Và phải ở gần khu cung cấp vật liệu xây dựng chú ý đến khả năng cung ứng nhân lực cho xây dựng cũng như vận hành nhà máy sau này. 2. Các yêu cầu về khu đất xây dựng. - Chọn khu đất có kích thước và hình dáng thuận lợi cho việc xây dựng, phải cao ráo thoáng đãng, phải tương đối bằng phẳng, có độ dốc tự nhiên tốt i= 0,5á1%. - Khu đất được chọn phải không có mỏ khoáng ở dưới, nền đất phải chắc, nền xây dựng trên đất sét, sét pha cát hoặc đất đá ong…, có cường độ khu đất xây dựng phải là 1,5á2,5 kg/cm2. - Diện tích khu đất xây dựng được tính toán thỏa mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của xây dựng của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạn mục công trình. 3. Các yêu cầu về môi trường vệ sinh công nghiệp. - Khi địa điểm xây dựng được chọn cần xét đến mối quan hệ mật thiết giữa khu dân cư đô thị và khu công nghiệp. Điều đó là không tránh khỏi trong quá trình sản xuất các nhà máy thường thải ra các chất độc hại như: khí độc, nước thải,…, hoặc các yếu tố bất lợi khác như: tiếng ồn, cháy nổ, ô nhiễm môi trường…Để hạn chế tối đa ảnh hưởng xấu của môi trường công nghiệp tới khu dân cư cần thoả mãn các điều kiện sau: + Địa điểm xây dựng phải thoả mãn các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp. Hạn chế tối đa sự cố sản xuất, đảm bảo vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu và bố trí hướng cho hợp lí. + Khu đất cũng như địa điểm xây dựng phải đảm bảo được việc thải của nhà máy để không ảnh hưởng đến môi trường đời sống xung quanh. 4. Vị trí địa lí của địa điểm xây dựng. Lựu chọn địa điểm xây dựng phân xưởng là khu công nghiệp Dung Quất- Quảng Ngãi. - Về dân cư: Quảng Ngãi là khu vực thuộc miền trung Việt Nam nên nền kinh tế nhìn chung chưa phát triển, các ngành dịch vụ thương mại và trình độ dân trí chưa cao, không đồng đều. - Đặc điểm khí hậu: Tại đây một năm thường có 2 mùa là mùa mưa và mùa khô. Khí hậu nói chung không ôn hoà, quanh năm nắng nóng nên nhiệt độ thường khá cao. - Đặc điểm về địa hình: Quảng Ngãi nói chung là không bằng phẳng, phía tây là dãy núi Trường Sơn, phía đông tiếp giáp với biển, nhưng có độ dốc phù hợp với yêu cầu xây dựng (i< 0,1) và không có nằm trên mỏ nên có độ chịu nén cao. - Ưu điểm của địa hình Quảng Ngãi: Quảng Ngãi nói chung là một tỉnh nằm trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế, với dự án phát triển khu công nghiệp tập trung và khu công nghiệp cao. Có sân bay Chu Lai, cảng nước sâu Dung Quất, cùng với hệ thống đường quốc lộ đi qua nên thuận tiện về mặt giao thông. - Nhược điểm: Cơ sở hạ tầng ở đây chưa phát triển nên gặp khó khăn trong quá trình vận hành sau này. Khí hậu khắc nghiệt, thường có bão lụt. III. Phân tích tổng mặt bằng nhà máy. 1- Nguyên tắc phân vùng. Tuỳ theo đặc thù sản xuất của nhà máy mà người thiết kế sẽ vận dụng nguyên tắc phân vùng cho hợp lý. Trong thực tế thiết kế, biện pháp phân chia khu đất thành các vùng theo đặc thù sử dụng là phổ biến nhất. Biện pháp này chia nhà máy thành 4 vùng chính. - Vùng trước nhà máy: Bao gồm các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, các gara để xe ôtô, xe máy, xe đạp, cổng vào, phòng bảo vệ và cây xanh cảnh quan. - Vùng sản xuất : Bao gồm phân xưởng sản xuất, phòng điều khiển trung tâm, kho chứa nguyên lệu sản xuất, sản phẩm. - Vùng các công trình phụ: Bao gồm các kho công cụ, phân xưởng cơ khí, trạm điện, bộ phận nước sinh hoạt, xử lý nước thải, nhà cứu hoả, nhà để bơm, quạt, ống khói… - Vùng kho tàng và phục vụ giao thông bao gồm bến bãi để xe bốc hàng hoá, hệ thống đường giao thông trong nhà máy. 2. Ưu, nhược điểm của nguyên tắc phân vùng. a. Ưu điểm: - Dễ dàng quản lý theo ngành, theo các xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất. - Thích hợp với các nhà máy có những xưởng, những công đoạn có các đặc điểm và điều kiện sản xuất khác nhau. - Đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lí các bộ phận phát sinh, các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như khí độc, bụi, cháy nổ… -Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông bên trong nhà máy. - Thuận lợi trong quá trình phát triển mở rộng nhà máy. - Phù hợp với đặc điểm khí hậu xây dựng ở nước ta. b. Nhược điểm: - Dây chuyền sản xuất phải kéo dài, không liên tục. - Hệ thống đường ống kĩ thuật và mạng lưới giao thông tăng. - Hệ số xây dựng, hệ số sử dụng thấp. 3/ Các hạng mục công trình. STT Tên công trình Chiều dài Chiều rộng Số tầng Số lượng Diện tích sử dụng 1 Nhà bảo vệ 6m 6m 1 3 108m2 2 Nhà để xe đạp, xe máy 12m 9m 1 1 108 m2 3 Nhà để ô tô 18m 9m 1 1 162m2 4 Nhà hành chính 24m 12m 1 1 288m2 5 Nhà ăn, hội trường, nhà nghỉ 30m 12m 1 1 360m2 6 Khu vệ sinh 12m 9m 1 1 108m2 7 Nhà điều khiển trung tâm 12m 9m 1 1 108m2 8 Khu sản xuất 18m 12m 1 1 216m2 9 Trạm điện 6m 6m 1 1 36m2 10 Nhà để bơm, quạt, máy nén 12m 9m 1 1 108m2 11 Nhà sửa chữa cơ khí 12m 9m 1 1 108m2 12 Nhà cứu hoả 12m 9m 1 1 108m2 13 Khu vực ống khói 6m 6m 1 1 36m2 14 Khu vực chứa nước mềm 12m 9m 1 1 108m2 15 Khu xử lý nước 12m 6m 1 1 72m2 16 Khu xử lý khí trước khi đốt 12m 6m 1 1 72m2 Tổng 2106m2 4. Các dữ liệu kinh tế kĩ thuật. Để đánh giá, lựa chọn phương án thiết kế tổng mặt bằng nhà máy, người ta còn dựa vào một số chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật, trong đó có 2 chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật quan trọng nhất là hệ số xây dựng và hệ số dụng tính toán trên cơ sở sau: - Hệ số sử dụng: - Hệ số xây dựng: Trong đó: C= 9900.0,4 = 3960 m2 B= 9900.0,05 = 495 m2 F: diện tích toàn phân xưởng của nhà máy và các công trình kỹ thuật bằng 2106 m2. B: diện tích sân bê tông (kho, bãi…) bằng 495 m2. C: diện tích chiếm đất của đường giao thông, hè, rãnh thoát nước bằng 3960 m2. Do đó: Hệ số sử dụng: Hệ số xây dựng: = 26,27%. IV. Các thông số kĩ thuật trong xây dựng: 1. Công trình lò hơi: Là nhà có mái che, không có tường bao bọc để tránh sự phá huỷ do có thể bị cháy nổ. - Móng nhà bê tông cốt thép có giằng móng. - Nền bê tông và ximăng cát sỏi. - Kết cấu mái fibrôximăng, xà gỗ bằng thép. - Cột, chọn bước bằng 6 m, kích thước cột 400x 600 mm. 2. Nhà hành chính, nhà nghỉ, sinh hoạt, nhà bảo vệ, y tế, vệ sinh, nhà điều khiển trung tâm, nhà để bơm quạt. - Giằng móng bê tông cốt thép. - Nền vững ximăng 30 mm, lát gạch đá hoa. - Tường gạch bao quanh 220 mm, tường ngăn 110mm. - Kết cấu mái bằng, bê tông cốt thép dày 9mm. 3. Nhà để xe đạp, xe máy, ôtô: - Tường gạch 100 mm. - Dầm mái bằng bê tông cốt thép, dầm dốc về 2 phía, kết cấu mái fibrôximăng, xà gỗ bằng thép. - Nền bê tông ximăng, cát sỏi. - Cột bằng bê tông cốt thép, kích thước 300x400 mm. 4. Nhà kho, nhà sửa chữa: - Móng giằng bê tông cốt thép. - Cột phần trên vai cột 300x400 mm, phần dưới vai cột 400x600 mm. Chọn cột một thân nhà có cẩu trục nhỏ hơn 30 tấn. - Dầm mái bằng bê tông cốt thép, nghiêng về 2 phía, mái bằng fibrôximăng, xà gỗ bằng thép. - Nền có kết cấu bằng bê tông ximăng cát sỏi. - Tường gạch 200 mm trát vữa ximăng. 5. ống khói - Móng gằng bê tông cốt thép. - Toàn bộ đổ bằng bê tông cốt thép, phía ngoài trát vữa ximăng, bê trong lát gạch chịu lửa, chịu axit. 6. Bể chứa : - Tường gạch bao quanh dầy 220mm - Đan bê tông cốt thép, chống thấm bao quanh 7. Giao thông trong phân xưởng Đường giao thông trong phân xưởng được trải nhựa, có chiều rộng 6m, gồm 2 cổng vào phân xưởng : cổng chính và cổng phụ cổng chính được nối liền với đường quốc lộ. Phía sau phân xưởng giáp với phân xưởng tuốc bin và nơi cung cấp nước, nhiên liệu khí thiên nhiên. Đường được bố trí thuận lợi cho việc đi lại và vận chuyển các thiết bị lắp đặt cũng như khi sửa chữa. Phần kết luận Trải qua một thời gian làm việc năng động cùng với sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy PGS. Nguyễn Thế Dân, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài "Thiết kế buồng đốt khí thiên nhiên của lò hơi nhà máy nhiệt điện năng suất 30 T hơi/giờ". Trong suốt quá trình tra cứu và tìm hiểu tất cả các kiến thức về tầm quan trọng của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện. Việc sản xuất và sử dụng nhiệt của lò hơi nước đã góp phần quan trọng trong công nghiệp hoá- hiện đại hoá đất nước và nâng cao đời sống. Nội dung đồ án hoàn thành gồm các phần sau: A- Phần lý thuyết: - Mở đầu - Khái niệm cơ bản về lò hơi nhà máy nhiệt điện. - Nước trong nhà máy nhiệt điện. - Nguồn gốc- thành phần- tính chất của khí tự nhiên. - Các phương pháp xử lý khí trước khi đốt. - Cấu tạo và nguyên lý làm việc của vòi phun. - Đặc điểm quá trình cháy nhiên liệu trong buồng lửu. B- Phần tính toán công nghệ. - Thể tích buồng lửa: Vbl= 106,239 m3. - Bề mặt bức xạ của dàn ống: Hbx= 108,413 m3. - Lượng nhiên liệu tiêu hao: B= 3150,733 m3ktn/h. - Số lượng vòi phun là 2, đặt ở hai đầu đối diện nhau: - Hiệu suất của lò hơi h= 88,056%. C. Phần dụng cụ đo và tự động hoá. D. Phần an toàn lao động trong phân xưởng. E. Phần tính toán xây dựng. Phân xưởng được xây dựng tại nhà máy nhiệt điện thuộc khu công nghiệp Dung Quất- Quảng Ngãi với diện tích tổng mặt bằng là 9900 m2. Tài liệu tham khảo Thiết bị lò hơi tập 1- Trương Duy Nghĩa- Ngô Sỹ Mão. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật- 1987. Thiết bị lò hơi tập 2- Trường ĐHBK Hà Nội- 1985 Tổng hợp hữu cơ và hoá dầu- Phan Minh Tân. Trường ĐHBK- TP. HCM- 1997. Công nghệ chế biến khí tự nhiên và đồng hành- Nguyễn Thị Minh Hiền, nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật- 2002. Hoá học dầu mỏ và khí- PGS.TS. Đinh Thị Ngọ. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật - 2001. Công nghệ chế biến dầu mỏ và khí tự nhiên - Lê Văn Hiếu. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật- 2001. Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hoá học, tập 1. Trường ĐHBK Hà Nội - 1999. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất và thực phẩm, tập 1. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật - 1992. Tính toán quá trình, thiết bị công nghệ hoá chất và thực phẩm, tập 1-GS.TS Nguyễn Bin. Nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật - 1999. Công nghệ lò hơi và mạng nhiệt- Phạm Lê Dần, Nguyễn Công Hoan. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - 1999. Sổ tay tóm tắt các đại lượng hoá lí. Trường ĐHBK Hà Nội - 1972. Cơ sở tự động hoá - Nguyễn Văn Hoà. Nhà xuất bản giáo dục - 2000. Cơ sở xây dựng nhà công nghiệp - PGS. Ngô Bình. Trường ĐHBK Hà Nội - 1997. Ví dụ và bài tập về quá trình thiết bị công nghệ hoá học. Trường ĐHBK Hà Nội 1997. Tạp chí dầu khí số 1- 2003. Tạp chí dầu khí số 3 - 2003. Thông tin dầu khí Thế giới số 9- 2003. Mục lục Trang ._.