Giáo trình Lò hơi và tuabin hơi (Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:144

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Lò hơi và tuabin hơi được biên soạn với mục tiêu giúp các bạn có thể trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại lò hơi, tua bin hơi; Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, ứng dụng của các thiết bị phụ lò hơi, tua bin hơi. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Lò hơi và tuabin hơi (Nghề: Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí (năm 2020)

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: LÒ HƠI VÀ TUABIN HƠI NGHỀ: SỬA CHỮA THIẾT BỊ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: 194/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa Vũng Tàu, năm 2020 (Lưu hành nội bộ)
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. Trang 2/144
LỜI NÓI ĐẦU Nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực có chất lượng cao để cung cấp cho ngành dầu khí nói riêng và cho toàn xã hội trong giai đoạn hiện nay đang đặt ra đối với người học nghề phải có kiến thức vững vàng và có kỹ năng nghề giỏi, đồng thời giúp cho người học cập nhật các thiết bị và công nghệ hiện đại, tiếp thu các phương pháp kiểm tra, bảo dưỡng sửa chữa tiên tiến. Để đáp ứng với những đòi hỏi trên, trong thời gian qua, tập thể tổ bộ môn cơ khí trường Cao Đẳng Dầu Khí đã tổ chức biên soạn giáo trình “Lò hơi và tuabin hơi” trình độ cao đẳng. Giáo trình “Lò hơi và tuabin hơi” có kết cấu gồm 12 chương, được bổ sung và cập nhật nhiều nội dung và kiến thức mới, những kinh nghiệm được rút ra từ những lần biên soạn trước và tài liệu của các nhà máy, xí nghiệp có công nghệ và thiết bị hiện đại trong và ngoài ngành Dầu khí. Nội dung của giáo trình gồm: Chương 1: Giới thiệu chung về lò hơi Chương 2: Nhiên liệu và quá trình cháy Chương 3: Kết cấu xây dụng và trang bị phụ Chương 4: Chế độ nước và lò hơi Chương 5: Bộ quá nhiệt Chương 6: Bộ hâm nước và bộ sấy không khí Chương 7: Khái niệm chung về tuabin hơi Chương 8: Kết cấu phần dộng tuabin hơi (Rotor) Chương 9: Kết cấu phần tĩnh tuabin hơi (Stator) Chương 10: Hệ thống các thiết bị phụ tuabin hơi Chương 11: Hệ thống ngưng hơi Chương 12: Những sự cố điển hình trong tuabin hơi. Giáo trình “Lò hơi và tuabin hơi” trình độ Cao đẳng là tài liệu bắt buộc đối với học viên nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí hệ Cao đẳng , đồng thời là tài liệu phục vụ cho việc tham khảo cho các học viên nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí hệ trung cấp, Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, nghề Vận hành nhà máy nhiệt điện, là tài liệu tham khảo bổ ích cho những người đang công tác trong các cơ quan, doanh nghiệp, nhà máy, xí nghiệp và trong các ngành, các lĩnh vực liên quan. Trong quá trình biên soạn, mặc dù tác giả đã có nhiều cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót. Tác giả hoan nghênh mọi ý kiến đóng góp của các độc giả, các học viên để giáo trình này ngày càng hoàn thiện và phục vụ tốt hơn Trang 3/144
sự nghiệp đào tạo nghề phục vụ cho công ngành công nghiệp dầu khí nói riêng và cho toàn xã hội. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn. BRVT, ngày 25 tháng 03 năm 2020 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Lê Anh Dũng 2. Đào Thị Phương Hoa 3. Nguyễn Thành Danh Trang 4/144
MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................3 MỤC LỤC .......................................................................................................................5 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .........................................................................................6 GIÁO TRÌNH MÔN HỌC ..............................................................................................8 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI .......................................................16 CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY. ...............................................31 CHƯƠNG 3: KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ TRANG BỊ PHỤ .....................................39 CHƯƠNG 4: CHẾ ĐỘ NƯỚC LÒ HƠI .......................................................................52 CHƯƠNG 5: BỘ QUÁ NHIỆT ....................................................................................69 CHƯƠNG 6: BỘ HÂM NƯỚC VÀ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ ......................................79 CHƯƠNG 7: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TUABIN HƠI..............................................86 CHƯƠNG 8: KẾT CẤU PHẦN ĐỘNG CỦA TUABIN HƠI (ROTOR) ..................101 CHƯƠNG 9 : KẾT CẤU PHẦN TĨNH CỦA TUABIN HƠI (STATOR) .................114 CHƯƠNG 10: CÁC HỆ THỐNG THIẾT BỊ PHỤ CỦA TUABIN HƠI ...................121 CHƯƠNG 11: HỆ THỐNG NGƯNG HƠI.................................................................130 CHƯƠNG 12: NHỮNG SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH TRONG TUABIN HƠI ....................136 TÀI LIỆU THAM KHẢO: ..........................................................................................144 Trang 5/144
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. 1 Lò hơi Savery ................................................................................................17 Hình 1. 2 Lò hơi đốt thủ công .......................................................................................21 Hình 1. 3 Lò hơi ghi xích ..............................................................................................23 Hình 1. 4 Lò hơi đốt phun .............................................................................................24 Hình 1. 5 Lò hơi nhà máy điện ......................................................................................27 Hình 2. 1 Ngọn lửa sáng. ...............................................................................................36 Hình 2. 2 Ngọn lửa không sáng .....................................................................................37 Hình 3. 1 Kết cấu khung lò ...........................................................................................40 Hình 3. 2 Tường lò ........................................................................................................41 Hình 3. 3 Lò hơi dạng bình............................................................................................44 Hình 3. 4 Sơ đồ phát triển bề mặt sinh hơi ....................................................................45 Hình 3. 5 Lò hơi ống lò, ống lửa đặt nằm ngang. ..........................................................46 Hình 3. 6 Lò hơi đặt đứng .............................................................................................47 Hình 3. 7 Lò hơi ống nước nghiêng ..............................................................................47 Hình 3. 8 Lò hơi 1-2 balông và nhiều dàn ống ..............................................................49 Hình 3. 9 Lò hơi nhà máy điện nguyên tử .....................................................................50 Hình 4. 1 Bình trao đổi ion ............................................................................................62 Hình 4. 2 Nguyên lý của hệ thống xử lý nước trao đổi Kation .....................................63 Hình 4. 3 Sơ đồ trao đổi Kation Natri và Kation Hydro ...............................................64 Hình 4. 4 Bao hơi có đôm hơi .......................................................................................66 Hình 4. 5 Thiết bị rửa hơi và phân ly hơi ......................................................................67 Hình 5. 1 Các dạng ống xoắn của bộ quá nhiệt. ............................................................70 Hình 5. 2 Cấu tạo bộ quá nhiệt. .....................................................................................72 Hình 5. 3 Chuyển động của hơi trong bộ quá nhiệt.......................................................72 Hình 5. 4 Bố trí dòng hơi đi chéo ..................................................................................73 Hình 5. 5 Cấu tạo của bộ giảm ôn kiểu bề mặt .............................................................75 Hình 5. 6 Cấu tạo của bộ giảm ôn kiểu hỗn hợp ...........................................................75 Hình 5. 7 Nối bộ giảm ôn với đường nước lò hoặc nước cấp. ......................................76 Hình 5. 8 Cách bố trí bộ giảm ôn ..................................................................................76 Hình 5. 9 Các dạng đường khói đi tắt qua bộ quá nhiệt ................................................77 Hình 5. 10 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng cách thay đổi vị trí .......................77 Hình 5. 11 Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt bằng cách tái tuần hoàn khói ................78 Hình 6. 1 . Ống xoắn của bộ hâm nước .........................................................................81 Hình 6. 2 Bộ hâm nước bằng gang ................................................................................82 Hình 6. 3 Sơ đồ nối bộ hâm nước với bao hơi ..............................................................82 Hình 6. 4 Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt. ...................................................................83 Hình 6. 5 Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt ....................................................................84 Hình 7. 1 Cấu tạo tuabin xung kích và tuabin phản kích. .............................................90 Hình 7. 2 Tác dụng xung kích biến đổi động năng thành cơ năng. ...............................90 Hình 7. 3 Nguyên lý tác dụng xung lực của hạt hơi chuyển động lên cánh. ................91 Hình 7. 4 Sơ đồ tầng xung kích .....................................................................................91 Trang 6/144
Hình 7. 5 Sơ đồ tầng phản kích .....................................................................................92 Hình 7. 6 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của tuabin hơi ....................................................93 Hình 7. 7 Sơ đồ tuabin nhiều cấp tốc độ ......................................................................93 Hình 7. 8 Sơ đồ tuabin xung lực có ba tầng áp suất .....................................................94 Hình 7. 9 Tuabin phản lực nhiều tầng ...........................................................................94 Hình 7. 10 Các kiểu tuabin xung kích hỗn hợp ............................................................96 Hình 7. 11 Tuabin hỗn hợp xung kích - phản kích ........................................................96 Hình 7. 12 Sơ đồ nhiệt của tuabin ngưng hơi thuần túy và ...........................................97 Hình 7. 13 Sơ đồ nhiệt của tuabin ngưng hơi có trích hơi gia nhiệt hồi nhiệt ..............97 Hình 7. 14 Sơ đồ nhiệt của tuabin đối áp và giản đồ mhiệt cân bằng ...........................98 Hình 8. 1 Kết cấu của một rôto....................................................................................102 Hình 8. 2 Rôto rèn liền ................................................................................................103 Hình 8. 3 Ghép đĩa lên trục tuabin ..............................................................................104 Hình 8. 4 Rôto dạng tang trống ..................................................................................104 Hình 8. 5 Các dạng đĩa tuabin .....................................................................................105 .Hình 8. 6 Cánh động tuabin ........................................................................................106 Hình 8. 7 Cánh động phay bán hoàn chỉnh .................................................................107 Hình 8. 8 Các phương pháp ghép chân cánh với đĩa ...................................................107 Hình 8. 9 Cánh động dùng phương pháp hàn với roto ................................................108 Hình 8. 10 Gia cường cánh bằng các cụm dây đai kim loại ........................................109 Hình 8. 11 Trục tuabin .................................................................................................109 Hình 8. 12 Một số bộ làm kín kiểu khuất khúc ...........................................................111 Hình 8. 13 Khớp nối cứng ...........................................................................................112 Hình 8. 14 Khớp nối kiểu bánh răng ...........................................................................112 Hình 8. 15 Khớp nối dạng lò xo ..................................................................................113 Hình 9. 1 Đặt bánh tĩnh trong thân tuabin ...................................................................117 Hình 9. 2 Một nửa bánh tĩnh đúc .................................................................................117 Hình 9. 3 Thân và trụ đỡ thân tuabin ...........................................................................118 Hình 9. 4 Sơ đồ bố trí các máng lót của các ổ đỡ cứng và mềm .................................119 Hình 9. 5 Tác dụng của ổ chặn kiểu một vành chặn ...................................................120 Hình 10. 1 Sơ đồ nguyên tắc của một hệ thống sấy nóng tuabin hơi ..........................123 Hình 10. 2 Hệ thống xả phần ngưng (nước đọng) của tuabin hơi ...............................125 Hình 10. 3 Bộ điều tốc ly tâm......................................................................................126 Hình 10. 4 Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh trực tiếp .........................................................127 Hình 10. 5 Sơ đồ điều chỉnh gián tiếp .........................................................................128 Hình 11. 1 Sơ đồ nguyên lý của thiết bị ngưng hơi ....................................................132 Hình 11. 2 Sơ đồ bình ngưng hơi bề mặt hai chặng ....................................................132 Hình 11. 3 Sơ đồ nguyên lý của êjectơ ........................................................................133 Hình 11. 4 Sơ đồ nguyên lý của êjectơ hai cấp ...........................................................134 Trang 7/144
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 1. Tên môn học: Lò hơi và tuabin hơi 2. Mã môn học: CK19MH06 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: 3.1 Vị trí: Là môn học thuộc môn học chuyên môn của chương trình đào tạo. Môn học này được dạy trước các môn: Sửa chữa thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị gia nhiệt, thiết bị tách và được giảng dạy sau các môn học/ mô đun cơ sở. 3.2 Tính chất: Môn học nhằm trang bị cho học sinh các kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của một số loại lò hơi phổ biến, về tua bin hơi. Giới thiệu cho học sinh các bộ phận cơ bản của lò hơi và tua bin hơi. 3.3 Ý nghĩa và vai trò của môn học: Giới thiệu cho học sinh các bộ phận cơ bản của lò hơi và tua bin hơi. Giới thiệu phương pháp vận hành, khắc phục sự cố của lò hơi, tua bin hơi trong quá trình vận hành.. 4. Mục tiêu của môn học: 4.1 Về kiến thức A1. Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các loại lò hơi, tua bin hơi A2. Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, ứng dụng của các thiết bị phụ lò hơi, tua bin hơi 4.2 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm B1. Vận dụng được các tiêu chuẩn của TCVN7704-2007 khi sửa chữa, thiết kế nồi hơi khi cần. B2. Phân tích được các sự cố thường gặp trong sử dụng tua bin hơi. 4.3 Về năng lực tự chủ và trách nhiệm C1. Có thái độ học tập hăng hái, tích cực, nghiêm túc trong suốt quá trình học tập. 5. Nội dung môn học: 5.1.Chương trình khung: Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Thực hành/ Kiểm Số Mã MH/MĐ Tên môn học, mô đun tín Tổng thực tập/ tra TT /HP Lý chỉ số thí nghiệm/ thuyết bài tập/ LT TH thảo luận Các môn học chung/đại I 21 435 157 255 15 8 cương 1 MHCB19MH02 Chính trị 4 75 41 29 5 0 2 MHCB19MH08 Pháp luật 2 30 18 10 2 0 3 MHCB19MH06 Giáo dục thể chất 2 60 5 51 4 Trang 8/144
Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Thực hành/ Kiểm Số Mã MH/MĐ Tên môn học, mô đun tín Tổng thực tập/ tra TT /HP Lý chỉ số thí nghiệm/ thuyết bài tập/ LT TH thảo luận Giáo dục quốc phòng và 4 MHCB19MH04 4 75 36 35 2 2 An ninh 5 MHCB19MH10 Tin học cơ bản 3 75 15 58 2 6 TA19MH02 Tiếng anh 6 120 42 72 6 0 Các môn học, mô đun II 76 1755 599 1079 47 33 chuyên môn ngành, nghề II.1 Môn học, mô đun cơ sở 17 300 193 90 17 3 7 CK19MH01 Vẽ kỹ thuật 1 2 45 15 28 2 0 8 CK19MH02 Vẽ kỹ thuật 2 3 75 15 57 3 0 9 CK19MH03 Cơ kỹ thuật 4 60 56 0 4 1 10 CK19MH04 Vật liệu cơ khí 3 45 42 0 3 1 11 CK19MH05 Dung sai 3 45 42 0 3 1 12 ATMT19MH01 An toàn – vệ sinh lao động 2 30 23 5 2 0 Môn học, mô đun chuyên II.2 môn ngành, 59 1455 406 989 30 30 nghề 13 CK19MH06 Lò hơi và tua bin hơi 5 75 70 0 5 0 Lò gia nhiệt và thiết bị trao 14 CK19MH07 5 75 70 0 5 0 đổi nhiệt 15 CK19MH08 Thiết bị tách 2 30 28 0 2 0 16 CK19MH09 Kỹ thuật sửa chữa cơ khí 4 60 56 0 4 0 17 CK19MĐ01 Gia công cắt gọt kim loại 1 6 165 14 145 1 5 18 CK19MĐ02 Gia công cắt gọt kim loại 2 3 75 14 58 1 2 Sửa chữa bảo dưỡng van 19 CK19MĐ03 6 165 14 145 1 5 công nghiệp 1 Sửa chữa bảo dưỡng van 20 CK19MĐ04 3 75 14 58 1 2 công nghiệp 2 21 CK19MĐ05 Sửa chữa bảo dưỡng bơm 1 3 75 14 58 1 2 22 CK19MĐ06 Sửa chữa bảo dưỡng bơm 2 2 45 14 29 1 1 Sửa chữa bảo dưỡng máy 23 CK19MĐ07 4 90 28 58 2 2 nén khí Sửa chữa bảo dưỡng động 24 CK19MĐ08 5 120 28 87 2 3 cơ đốt trong 25 HCB19MĐ01 Hàn cơ bản 3 75 14 58 3 0 26 KTĐ19MĐ22 Thực tập điện cơ bản 2 45 14 29 1 1 27 CK19MĐ09 Thực tập sản xuất 2 105 14 88 0 3 28 CK19MĐ10 Tiểu luận tốt nghiệp 4 180 0 176 0 4 Trang 9/144
Thời gian học tập (giờ) Trong đó Số Thực hành/ Kiểm Số Mã MH/MĐ Tên môn học, mô đun tín Tổng thực tập/ tra TT /HP Lý chỉ số thí nghiệm/ thuyết bài tập/ LT TH thảo luận Tổng cộng 97 2190 756 1334 62 41 5.2 Chương trình chi tiết môn học: Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm tra Số thí Nội dung tổng quát Tổng Lý TT nghiệm, số thuyết thảo luận, LT TH bài tập Chương 1: Giới thiệu chung 1 8 8 về lò hơi. 1.1 Vai trò của lò hơi và phân loại. Nguyên lý làm việc của lò hơi 1.2 dùng nhiên liệu hữu cơ. 1 1.3 Các đặc tính kỹ thuật của lò hơi. Chương 2: Nhiên liệu và quá 2 4 3 trình cháy. 2.1 Nhiên liệu. 2.2 Cơ sở lý thuyết cháy. Chương 3: Kết cấu xây dựng 3 10 10 và trang bị phụ. 3.1 Khung lò và tường lò. 3.2 Dàn ống buồng lửa và bao hơi. 3.3 Các loại lò hơi. 1 Chương 4: Chế độ nước lò 4 6 5 hơi. Các tạp chất trong nước thiên 4.1 nhiên và những chỉ tiêu chất lượng nước. Trang 10/144
Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm tra Số thí Nội dung tổng quát Tổng Lý TT nghiệm, số thuyết thảo luận, LT TH bài tập Ảnh hưởng của chất lượng nước 4.2 cấp tới vận hành lò hơi. Các phương pháp xử lý nước 4.3 trong lò hơi. 4.4 Phương pháp thu nhận hơi sạch 5 Chương 5: Bộ quá nhiệt 6 6 5.1 Vai trò phân loại bộ quá nhiệt. 5.2 Sơ đồ cấu tạo bộ quá nhiệt. Điều chỉnh nhiệt độ hơi quá 5.3 nhiệt. Chương 6: Bộ hâm nước và 6 6 6 bộ sấy không khí 6.1 Bộ hâm nước. 6.2 Bộ sấy không khí. II Phần 2 : Tuabin hơi Chương 7: Khái niệm chung 7 6 5 về tuabin hơi. Khái niệm chung và lịch sử phát 7.1 1 triển của tuabin. 7.2 Lý thuyết cơ bản về tuabin hơi. 7.3 Phân loại tuabin hơi. Chương 8: Kết cấu phần động 8 8 7 tuabin hơi (Rotor). 8.1 Cấu tạo chung của rotor. 1 8.2 Cánh động tuabin hơi và giá đỡ. 8.3 Trục tuabin và bộ chèn trục 8.4 Khớp nối trục. Trang 11/144
Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm tra Số thí Nội dung tổng quát Tổng Lý TT nghiệm, số thuyết thảo luận, LT TH bài tập Chương 9: kết cấu phần tĩnh 9 8 8 tuabin hơi (Stator) 9.1 Cấu tạo chung của stator. Cánh tĩnh và bánh tĩnh tuabin 9.2 hơi. 9.3 Vỏ tuabin 9.4 Gối đỡ. Chương 10: Các hệ thống các 10 6 6 thiết bị phụ tuabin hơi. 10.1 Hệ thống sấy tuabin hơi. 10.2 Hệ thống xả tuabin hơi. Hệ thống điều chỉnh công suất 10.3 tuabin. Chương 11: Hệ thống ngưng 11 3 3 hơi 11.1 Tổng quan hệ thống ngưng hơi. 11.2 Bình ngưng hơi. 11.3 Thiết bị rút không khí. Chương 12: Những sự cố điển 1 12 4 3 hình trong tuabin hơi. Sự cố nhiệt độ và áp lực hơi 12.1 mới không đạt yêu cầu. 12.2 Sự cố trong hệ thống ngưng hơi. Hiện tượng thủy kích tuabin hơi 12.3 . Sự cố cọ xát giữa phần động và 12.4 phần tĩnh và hiện tượng cong trục. Trang 12/144
Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm tra Số thí Nội dung tổng quát Tổng Lý TT nghiệm, số thuyết thảo luận, LT TH bài tập Cộng 75 70 5 6. Điều kiện thực hiện môn học: 6.1. Phòng học Lý thuyết: Đáp ứng phòng học chuẩn 6.2. Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình, mô hình học tập, 6.4. Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế về công tác xây dựng phương án gia công, sản xuất tại xí nghiệp. 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 7.2. Phương pháp: Người học được đánh giá tích lũy môn học như sau: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng dầu khí như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Trang 13/144
Phương Phương Hình thức Chuẩn đầu ra Số Thời pháp đánh pháp tổ chức kiểm tra đánh giá cột điểm giá kiểm tra Tự luận/ Viết/ A1, A2, A3, Thường Trắc nghiệm/ Sau 15 Thuyết B1, B2, B3, 1 xuyên Báo cáo/trả giờ. trình/Câu hỏi C1, C2 lời câu hỏi Viết/ Tự luận/ Thuyết Trắc nghiệm/ Sau 15 Định kỳ A4, B4, C3 1 trình/Trắc Báo cáo/Thực giờ nghiệm hành A1, A2, A3, A4, Tự luận và Viết/thuyết A5, Kết thúc môn trắc Sau 45 trình/Trắc B1, B2, B3, B4, 1 học nghiệm/Thực giờ nghiệm B5, hành C1, C2, C3, 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó được quy đổi sang điểm chữ và điểm số theo thang điểm 4 theo quy định của Bộ Lao động Thương binh và Xã hội về đào tạo theo tín chỉ. 8. Hướng dẫn thực hiện môn học 8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Cao đẳng, trung cấp nghề sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí. 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 8.2.1. Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gồm: thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, bài tập tình huống, câu hỏi thảo luận * Bài tập: Phân chia nhóm nhỏ thực hiện bài tập theo nội dung đề ra. * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề ra. * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học: Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: - Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu) - Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. - Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 4-6 người học sẽ được cung cấp chủ đề Trang 14/144
thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. - Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. - Tham dự thi kết thúc mô đun. - Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Giáo trình kỹ thuật nhiệt - PGS TS Nguyễn Bốn - PGS TS Hoàng Ngọc Đồng - Giáo trình công nghệ lò hơi và mạng nhiệt -PGS.TS.Phạm Lê Dzần - TS.Nguyễn Công Hân) - Giáo trình Lò hơi_PGS.TS Hoàng Ngọc Đồng - Giáo trình Bảo dưỡng sửa chữa lò hơi - Giáo trình Kỹ thuật lò hơi - GS.TS. Phạm Xuân Vượng (chủ biên), PSG.TS. Nguyễn Văn Muốn. - Lò Hơi - Hoàng Ngọc Đồng - Kỹ thuật Nhiệt - Điện - Phan Quang Xưng, Hoàng Ngọc Đồng - Steam Turbine - American Petroleum Institute - Phạm Lương Tuệ - Thiết bị tuabin hơi - ĐH Bách Khoa HN Trang 15/144
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1 Chương 1 là chương giới thiệu về cấu tạo công dụng của lò hơi từ đó người học có cái nhìn tổng quan về môn học. ❖ MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG 1: 1. Về kiến thức: - Nêu được vai trò, tác dụng của lò hơi trong công nghiệp cũng như trong nhà máy nhiệt điện. - Trình bày được nguyên lý hoạt động của một số loại lò hơi đang được ứng dụng phổ biến trong công nghiệp. 2. Về kỹ năng: - Nhận biết được cấu tạo chi tiết của một số loại nồi hơi được ứng dụng trong thực tiễn. - Đo và kiểm tra được các thông số của nồi hơi như áp suất, nhiệt độ, nhiệt lượng… 3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Ý thức được tầm quan trọng và ý nghĩa thực tiễn của lò hơi trong nghành cơ khí, áp dụng vào thực tế sản xuất. - Tuân thủ nội quy, quy định nơi làm việc. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.; ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: phòng học theo tiêu chuẩn - Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn, bút viết bảng/phấn trắng và màu, giẻ lau; - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan, - Các điều kiện khác: không có Trang 16/144
❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng hoặc kiểm tra viết dưới 30 phút.) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết/thực hành: 01bài kiểm tra định kỳ ❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 1 1.1 VAI TRÒ CỦA LÒ HƠI VÀ PHÂN LOẠI. 1.1.1 Vai trò của lò hơi. a. Lịch sử phát triển lò hơi. Lò hơi đầu tiên được biết đến là một thiết bị sinh hơi được phát minh vào thế kỷ đầu tiên sau Công nguyên bởi Alexandria. Tuy nhiên, thiết bị sinh hơi đó của ông ta không được đưa vào sử dụng và chỉ được dùng làm đồ chơi. Vào năm 1698, một người Anh là Thomas Savery đã được cấp bằng sáng chế về bơm nước vận hành bằng hơi từ một lò hơi. Lò hơi của Savery là một ấm đun nước lớn được nạp nước vào một phần nhất định và được đun ở dưới đáy. Hình 1. 1 Lò hơi Savery Hai loại lò hơi là lò hơi ống nước và lò hơi ống lửa. Trong lò hơi ống nước, nước chảy trong các ống mà chúng được đặt trên ngọn lửa trong buồng đốt. Nhiệt từ ngọn lửa được hấp thụ bởi các ống này và làm cho nước trong chúng được nóng Trang 17/144
lên tới sôi. Hơi sinh ra được thu lại từ các ống trong lò hơi. Bởi vì ngọn lửa không trực tiếp tác động vào lò hơi nên lò hơi ống nước được xem là có thiết kế an toàn hơn so với lò hơi ống lửa. Tuy nhiên, tất cả các lò hơi đều cần có van an toàn để ngăn ngừa nổ lò do sự tăng liên tục áp suất xảy ra khi hơi được sinh ra liên tục trong một dung tích kín. Trong lò hơi ống lửa, các ống không chứa nước mà chúng chỉ cho khói nóng đi bên trong từ buồng đốt để ra ống khói. Khi khói nóng đi trong các ống lửa mà các ống này được đặt chìm trong nước thì nước ở xung quanh các ống này nhận được nhiệt và nóng lên tới sôi và sinh hơi. Đó là loại lò hơi ống lửa cũ nhất. Các lò hơi ống lửa loại nhỏ được sử dụng trong các máy quay dùng sức hơi nước và trong các đầu máy kéo xe lửa. Lò hơi ống lửa bây giờ được dùng chủ yếu trong các mục đích sưởi ấm, đặc biệt là loại đốt dầu vì nó yêu cầu các điều kiện vận hành đơn giản và dễ vận hành. Nhiều loại lò hơi ống lửa khác nhau như các lò chọn bộ được lắp đặt trước khi bán, sẵn sàng đưa vào làm việc. Những lò hơi chọn bộ này không yêu cầu nền móng có cầu trúc đặc biệt lắm và tốt ít công cho việc lắp đặt tại hiện trường. Ngày nay, hầu hết các nhà máy nhiệt điện lớn, các trung tâm nhiệt điện và các tàu thuỷ lớn đều sử dụng các lò hơi loại ống nước. Chúng có hiệu suất cao hơn so với các lò hơi ống lửa và có thể chế tạo được với các áp suất lớn hơn. Lò hơi ống nước có thể được thiết kế và xây dựng với kích thước lớn. Sự phát triển của công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn được cải tiến và đạt được tới một mức cao do chúng có tính cạnh tranh so với những loại lò hơi khác. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB) có thể sử dụng các loại nhiên liệu mà các loại lò hơi khác khó đốt hoặc không thể đốt được. b. Khái niệm tổng quát Hơi nước đã được loài người sử dụng từ rất lâu. Đặc biệt là sau khi máy hơi nước ra đời. Ngày nay, không ngành công nghiệp nào lại không dùng đến hơi nước. Từ những ngành công nghiệp nhẹ, hơi - nước được dùng để nhuộm, hấp giặt các sản phẩm như: bông, vải, sợi, quần áo. Trong ngành công nghiệp nặng, hơi nước được dùng để chạy các Turbin phát điện. Ngành giao thông vận tải dùng hơi nước để chạy tàu hoả, tàu thuỷ. Ngành công nghiệp thực phẩm, hơi nước dùng để chế biến thực phẩm. Cuối cùng hơi nước còn dùng để vệ sinh, tẩy rửa công nghiệp và được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau của sinh hoạt đời sống. Muốn có được hơi nước người ta có thể đạt được bằng cách đơn giản nhất là dùng một cái lò để đun nước lên. Đó là hoàn toàn thủ công và lạc hậu. Công nghiệp càng phát triển lên, nhu cầu về hơi nước cũng ngày càng tăng, do đó công cụ để sản xuất ra hơi nước cũng phải cải tiến và đạt đến một trình độ hiện đại. Bởi Trang 18/144
thế dù thiết bị có hiện đại đến như thế nào thì nó vẫn phải mang một cái tên muôn thủa “LÒ HƠI”. Lò hơi là gì? Lò hơi là một thiết bị cơ khí dùng để sản xuất ra hơi nước. c. Vai trò của lò hơi trong công nghiệp và sản xuất điện. Lò hơi là thiết bị trong đó xảy ra các quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhiệt lượng toả ra sẽ biến nước thành hơi, biến năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng của dòng hơi Lò hơi là thiết bị có mặt gần như trong tất cả các xí nghiệp, nhà máy, để sản xuất hơi nước phục vụ cho quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy điện ; phục vụ cho các quá trình đun nấu, chưng cất các dung dịch, sấy sản phẩm trong các quá trình công nghệ ở các nhà máy hoá chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến nông sản và thực phẩm… Tùy thuộc vào nhiệm vụ của lò hơi trong sản xuất, có thể phân thành hai loại: - Trong các nhà máy công nghiệp như nhà máy hóa chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, chế biến thực phẩm…..hơi nước phục vụ cho các quá trình công nghệ như đun nấu, chưng cất các dung dịch, cô đặc và sấy sản phẩm….. thường dùng là hơi bão hòa. Áp suất hơi tương ứng với nhiệt độ bão hoà cần thiết cho quá trình công nghệ, nhiệt độ thường từ 110 đến 1800C. Loại lò hơi này được gọi là lò hơi công nghiệp, có áp suất thấp, sản lượng nhỏ. - Trong nhà máy điện, lò hơi sản xuất ra hơi để làm quay tuabin, phục vụ cho việc sản xuất điện năng, đòi hỏi có công suất lớn, hơi là hơi quá nhiệt có áp suất và nhiệt độ cao. Loại này được gọi là lò hơi nhà máy điện. Nhiên liệu đốt trong lò hơi có thể là nhiên liệu rắn như than, củi, bã mía, có thể là nhiên liệu lỏng như dầu nặng (FO), Dầu diezen (DO) hoặc nhiên liệu khí. 1.1.2 Phân loại lò hơi. a. Dựa vào sản lượng hơi, thường chia thành ba loại: - Lò hơi công suất nhỏ, sản lượng thường quy ước dưới 20T/h. - Lò hơi công suất trung bình, thường qui ước sản lượng hơi từ 20 đến 75T/h. - Lò hơi công suất lớn, thường qui ước sản lượng hơi trên 75T/h. b. Dựa vào thông số của hơi, thường chia thành 4 loại: - Lò hơi thông số thấp,qui ước áp suất p < 15bar, nhiệt độ t
khi còn chia thành lò hơi dưới hoặc trên thông số tới hạn. c. Dựa vào chế độ chuyển động của nước trong lò hơi, có thể chia thành 4 loại: - Lò hơi đối lưu tự nhiên:môi chất chỉ chuyển động đối lưu tự nhiên do sự chênh lệch về mật độ trong nội bộ môi chất mà không tạo thành được vòng tuần hoàn tự nhiên, thường gặp trong loại lò hơi công suất nhỏ. - Lò hơi tuần hoàn tự nhiên: đây là loại lò hơi thường gặp, nhất là trong phạm vi công suất trung bình và lớn. Khi vận hành, môi chất chuyển động theo vòng tuần hoàn, nghĩa là theo một quĩ đạo khép kín rõ ràng, nhờ sự chênh lệch mật độ trong nội bộ môi chất. Cũng chỉ có lò hơi dưới tới hạn mới có thể có tuần hoàn tự nhiên. - Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức: dưới tác dụng của bơm, môi chất chuyển động theo quĩ đạo khép kín, gặp trong lò hơi có thông số cao. Với lò hơi thông số siêu tới hạn chỉ có thể tuần hoàn cưỡng bức. - Lò hơi đối lưu cưỡng bức: trong loại lò hơi này, dưới tác dụng của bơm, môi chất chỉ đi thẳng một chiều, nhận nhiệt, biến dần thành hơi đưa ra sử dụng mà không có tuần hoàn đi lại. d. Dựa theo cách đốt nhiên liệu - Lò hơi đốt theo lớp: nhiên liệu rắn (than, củi, bã mía v.v…) được xếp thành lớp trên ghi để đốt. Có loại ghi cố định, có loại ghi chuyển động thường gọi là ghi xích, có loại ghi xích thuận chiều, có loại ghi xích ngược chiều. - Lò hơi đốt phun: nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn được nghiền thành bột được phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy trong không gian buồng lửa. - Lò hơi đốt đặc biệt, thường gặp hai loại: buồng lửa xoáy và buồng lửa tầng sôi. + Buồng lửa xoáy có thể đốt được than cám nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ. Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao. Dưới tác dụng của lực ly tâm, xỉ lỏng và các hạt nhiên liệu có kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lò, rồi đến các lớp có kích thước nhỏ hơn, những lớp này cháy hoàn toàn theo lớp, còn những hạt than nhỏ cùng với chất bốc chuyển động ở vùng trung tâm và cháy trong không gian. Như vậy có thể xem trong buồng lửa xoáy vừa đốt theo lớp vừa đốt trong không gian. + Buồng lửa tầng sôi (tầng lỏng), nhiên liệu rắn nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ sau khi được đưa vào, dưới tác động của gió có tốc độ đủ cao, dao động lên xuống trong một khoảng không gian nhất định của buồng lửa và tiến hành tất cả các giai đoạn của quá trình cháy. Có loại buồng lửa tầng sôi cháy ở nhiệt độ cao, tro chảy thành xỉ, kết lại rơi xuồng ghi xích rồi thải ra ngoài, có loại cháy ở nhiệt độ thấp, khoảng 8000C, không để tro nóng chảy mà để tro cọ xát với nhau và cọ xát với Trang 20/144