Kỹ thuật cháy: Đốt dầu FO bằng phương pháp tán sương áp lực chế độ đốt hai cấp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCMKỸ THUẬT CHÁYGVHD: TS. NGUYỄN VĂN TUYÊNNhóm 5Lý Quốc Vinh- C 21204536Võ Mạnh Hùng 21201478Lê Bá Trình 21204082Phan Công Tin 21203852Tp.HCM, 04/05/2015ĐỐT DẦU FO BẰNG PHƯƠNG PHÁP TÁN SƯƠNG ÁP LỰCCHẾ ĐỘ ĐỐT HAI CẤP1Dầu FONguyên lý tán sương bằng áp lựcSơ đồ hệ thống đốt dầu FO 2 cấpHoạt động của hệ thống: Khởi động, đốt HIGH, đốt LOWCấu tạo vòi phunThông số kỹ thuậtCấu tạo thiết bị đốt điển hìnhCác ưu, nhược điểmÁp dụng trong thực tế1NỘI DUNGPhan Công Tin2DẦU FO- FUEL OILDầu FO (Fuel Oil) còn được gọi là dầu Mazut hay dầu nhiên liệu, thường được dung làm nhiên liệu lỏng cho lò hơi.Dầu FO có nhiệt độ bay hơi cao.Dầu FO khi cháy không cần ngọn lửa mồi duy trì.Trong kỹ thuật chia thành FO nặng và FO nhẹ, tuy đặc trưng hóa học thay đổi theo từng loại nhưng không phải tất cả các đặc trưng ảnh hưởng đến việc sử dụng dầu FO làm nhiên liệu và các kỹ thuật sử dụng để đạt hiệu quả cao.Phan Công Tin3Lý Quốc VinhDẦU FO- FUEL OILKhả năng tán sương dầu theo nhiệt độ và độ nhớtPhan Công Tin4Lý Quốc VinhDẦU FO- FUEL OILQui trình chuẩn bị dầu FO để đốt trong lò hơi: - Sấy nóng dầu tại bể chứa 60-80ºC để giảm độ nhớt của dầu - Tách nước tại bể chứa, nước sẽ lắng xuống đáy và được bơm hút ra ngoài - Dầu FO từ bể được lọc thô để đến bơm dầu, bơm vào thiết bị đốt - Khi vào thiết bị đốt dầu được sấy trong bộ sấy dầu và lọc tinh - Dầu được bơm cao áp bơm vào vòi phun với áp suất cao ~20÷25 bar và phun thành sương Phan Công Tin5Lý Quốc VinhDẦU FO- FUEL OILTrên thị trường Việt Nam hiện nay, chủ yếu sử dụng các loại đầu đốt chế tạo theo nguyên lý cao áp của nhiều nước khác nhau. Các loại đầu đốt này sau thời gian sử dụng bộc lộ rõ các điểm sau: Do không chú trọng đến hệ thống lọc dầu trước khi vào bơm cao áp, nên thường bị giảm áp làm dầu đốt khó cháy và tiêu hao nhiên liệu tăng lên. Việc sửa chữa phục hồi hay thay mới thường có chi phí cao (từ 300 – 1.000USD/bơm). Việc cân chỉnh đầu đốt cao áp trong điều kiện chất lượng dầu không ổn định thường khó, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm. Đặc biệt, trong điều kiện chất lượng dầu xấu, đầu đốt cao áp khó đốt cháy. Phan Công Tin6Lý Quốc VinhTÁN SƯƠNG ÁP LỰCDầu được bơm tới vòi phun với áp suất cao qua bộ lọc, tới buồng xoáy. Dầu xoáy với vận tốc cao tiếp tục ra đến miệng phun. Dưới sự thay đổi đột ngột tiết diện giữa miệng phun và môi trường xung quanh, cùng với vận tốc xoáy cao, áp suất lơn, dầu bị phân tán thành các hạt sương nhỏ (10-200 µm), bay ra phía trước miệng đốt.Chất lượng tán sương phụ thuộc nhiều vào đột nhớt dầu, do vậy phải sấy dầu FO đến khoảng 120ºCPhan Công Tin7Lý Quốc VinhCHẾ ĐỘ ĐỐT 2 CẤPThiết bị đốt có 2 vòi phun dầu. Sau khi khởi động thiết bị thì chỉ có 1 vòi phun dầu hoạt động. Nếu buồng đốt cần công suất lớn hơn thì cả 2 vòi phun sẽ cùng hoạt động.Cách áp dụng chế độ đốt này giúp dễ dàng thay đổi công suất thiết bị trong phạm vi lớn mà không cần phải điều chỉnh phức tạp, ngoài ra còn sử dụng hiệu quả hơn nhiên liệu được cung cấp.Miệng đốt có 2 vòi phunPhan Công Tin8Lý Quốc VinhSƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐỐT DẦU 2 CẤPSơ đồ cấu tạo hệ thống đốt dầu 2 cấpPhan Công Tin9Lê Bá TrìnhSƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐỐT DẦU 2 CẤPSơ đồ cấu tạo hệ thống đốt dầu 2 cấp10Lý Quốc VinhHOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNGKHỞI ĐỘNG0s: vòng khởi động hộp điều khiển bắt đầu2s: Động cơ quạt bắt đầu chạy3s: Bộ đánh lửa được kết nối Bơm 3 hút nhiên liệu từ thùng chứa qua đường ống 1 và bộ lọc 2 tạo áp lực đẩy piston 4 và nhiên liệu trở về thùng chứa qua đường ống 5 – 7. Vít 6 đóng mạch về phía hút và van solenoid 8 – 11 – 16 ngắt điện, đóng đường tới vòi phun. Xy lanh thủy lực 15, piston A mở cửa van khí, chuẩn bị xả khí bắt đầu với việc cung cấp khí cấp thứ nhất.Lê Bá Trình11Lý Quốc VinhHOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNGKHỞI ĐỘNG22s: Van Solenoid 8 và 16 mở và tiếp đến là nhiên liệu thông qua các đường ống 9 và bộ lọc 10 sau đó được phun thông qua các vòi phun, đốt cháy khi nó tiếp xúcvới tia chớp. Đây là ngọn lửa cấp 1.29s: Các biến áp đánh lửa tắt.36s: Nếu các thiết bị điều khiển TR đóng hoặc được thay thế bởi một dây nhảy, các van điện từ cấp 2 cửa 11 mở ra và nhiên liệu đi vào van 12 và đẩy piston mà mở ra hai đoạn: một đến đường ống 13, bộ lọc 14, và vòi phun cấp 2, và một tới xi lanh 15, piston B, mở cửa van quạt khí trong cấp 2.Vòng khởi động kết thúc.Lê Bá Trình12Lý Quốc VinhHOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNGKHỞI ĐỘNGGiản đồ tuần tự khi khởi động thiết bị đốtLê Bá Trình13Lý Quốc VinhHOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNGVẬN HÀNHHoạt động ở chế độ đốt 2 cấp, đầu đốt có thể làm việc theo nhiệt độ nhiệt độ yêu cầu của hệ thống. Tỉ lệ 2:1 đạt được nhờ các vòi phun khi đốt được cung cấp dầu và khí 2 cấp. Không khí vào được điều chỉnh bằng cách quay động cơ servo. Khi ở chế độ 2 cấp, đầu đốt điều chỉnh đầu ra theo yêu cầu bằng cách thay đổi giữa 2 mức được thiết lập sẵn. Lê Bá Trình14Võ Mạnh HùngVÒI PHUNCẤU TẠO15Võ Mạnh HùngVÒI PHUNTHÔNG SỐKg/h1,46 – 6,55Góc PhunLưu lượng phun theo tiêu chuẩn EN (tiêu chuẩn chung của châu Âu)Góc phun: 30°/45°/60°/80°16Võ Mạnh HùngVÒI PHUNKiểu phun: H/ S/ B/ NTHÔNG SỐKiểu Hollow và Solid là thông dụng nhất ở Việt Nam, 2 loại còn lại rất ít gặp17Võ Mạnh HùngVÒI PHUNHOẠT ĐỘNG CỦA VÒI PHUN TẠI MIỆNG ĐỐTVIDEO 118Võ Mạnh HùngTHÔNG SỐ KỸ THUẬT19Võ Mạnh HùngTHÔNG SỐ KỸ THUẬTVõ Mạnh HùngTHÔNG SỐ KỸ THUẬT20Võ Mạnh HùngTHÔNG SỐ KỸ THUẬT21KÍCH THƯỚC NGỌN LỬAVõ Mạnh HùngTHÔNG SỐ KỸ THUẬTVÙNG LÀM VIÊC22Trở lực của lò23Võ Mạnh HùngTHIẾT BỊ ĐỐT ĐIỂN HÌNHLý Quốc VinhVIDEO 224Lý Quốc VinhƯU- NHƯỢC ĐIỂMĐỐT DẦU FO BẰNG PP TÁN SƯƠNG ÁP LỰCƯU ĐIỂMNHƯỢC ĐIỂM- Dầu có áp suất cao (đến 30 at) được dưa vào đầu đốt sẽ cải thiện độ mịn của việc phun sương. - Kết cấu đơn giản. - Béc phun dầu là chi tiết đòi hỏi gia công cầu kỳ, chính xác và đòi hỏi vật liệu chịu mài mòn. - Chất lượng dầu ảnh hưởng nhiều đến việc đốt cháy25Lý Quốc VinhƯU- NHƯỢC ĐIỂMGIẢI PHÁPMột số nhà đầu tư có đủ năng lực tài chính thường chọn loại đầu đốt gió tán sương hay chén xoay – đây là hai kiểu đầu đốt ít kén dầu. Tuy vậy, như đã trình bày ở trên, kiểu đầu đốt chén xoay thường có giá thành cao. Trong trường hợp dầu nặng phổ biến trên thị trường Việt Nam hiện nay, giải pháp dùng gió tán sương là một giải pháp hợp lý với chất lượng phun sương tốt và giá thành có thể chấp nhận được. 26Lý Quốc VinhTHỰC TẾVIDEO 327Lý Quốc VinhTÀI LIỆU THAM KHẢO[1]Chương 5-Basu P., Kefa C., Jestin L.: Boilers and Burners – Theory and Design. Springer – Verlag, New York, 2000[2]Bài giảng Kỹ Thuật Cháy- TS Nguyễn Văn Tuyên-2015[3]Lò Hơi và Thiết Bị Đốt- Đào Ngọc Chân, Hoàng Ngọc Đồng- 2008[4][5][6][7][8]ý Quốc VinhCÂU HỎIhttps://www.youtube.com/watch?v=E3C-TAOsE2E [VIDEO 1]- Hoạt động của các loại béc phunhttps://www.youtube.com/watch?v=aoH9-VKlqjM   [VIDEO 2]- Thiết bị đốt thực tế (đốt dầu DO, tán sương áp lực, 1 cấp đốt)                                  [VIDEO 3]- Video này là lúc TN Kỹ Thuật Cháy- AE nào cũng làm chắc không cần down