Phương pháp tính toán thiết kế lò hơi tầng sôi: Thiết kế ghi cấp gió

Ghi cấp gió là bộ phận có nhiệm vụ cấp một phần lớn không khí cần cho sự cháy. Tuy nhiên, trong các lò hơi lớp sôi, ghi còn phải đảm bảo cung cấp gió để tạo một lớp sôi ổn định ở mọi chế độ làm việc của lò, không tạo vùng lắng, cũng không quá mạnh để xảy ra hiện tượng cuốn hạt bay khỏi lớp sôi (đặc biệt là khi ghi phân phối gió không đều).

Tổng quan về ghi cấp gió

Ghi phân phối gió là cấp một phần lớn không khí cần cho sự cháy, nhưng trong các lò hơi lớp sôi, ghi còn phải đảm bảo cung cấp gió để tạo một lớp sôi ổn định ở mọi chế độ làm việc của lò, không tạo vùng lắng, cũng không quá mạnh để xảy ra hiện tượng cuốn hạt bay khỏi lớp sôi (đặc biệt là khi ghi phân phối gió không đều). Tấm ghi lò tầng sôi phải đảm bảo được các điều sau:

• Đảm bảo đỡ được lớp nhiên liệu của lớp sôi ở trạng thái tĩnh (gồm trọng lượng bản thân ghi, trọng lượng lớp vật liệu trơ và trọng lượng than nằm trong lớp);
• Đưa một lượng không khí đủ qua ghi với một trở lực khí động thích hợp;
• Đảm bảo lưu lượng và tốc độ gió đồng đều ở toàn bề mặt ghi, tạo điều kiện duy trì lớp vật liệu trên ghi ở trạng thái sôi hợp lý và ổn định.

Thiết kế tấm lỗ của ghi

Tấm lỗ ghi thường phải có hình dạng và kích thước phù hợp với phần tiết diện của buồng đốt lớp sôi có bố trí ghi. Các lỗ trên ghi phải bố trí đều với mật độ bố trí lỗ ghi (số lỗ lắp chụp thổi gió/1m2 diện tích ghi) thích hợp. Các lỗ có thể bố trí theo hình tam giác đều hoặc hình vuông (tấm lỗ hình chữ nhật) hoặc theo các vòng tròn đồng tâm.

Bố trí lỗ trên tấm ghi chữ nhật

Nói chung mật độ lỗ trên tấm ghi chọn trong khoảng 20 lỗ đến 30 lỗ trên 1m². Bề dày tấm ghi bằng thép có thể lấy từ 15÷20mm, nếu dùng tấm gang chịu nhiệt bề dày cần tăng lên tới 30÷40mm. Bước lỗ ghi lấy bằng 1,5÷1,75 lần chu vi vòng tròn bố trí các mắt thổi gió của nấm gió. Các tấm ghi phải được phân thành các tấm nhỏ, để thuận tiện chế tạo, lắp đặt. Sau khi lắp đặt phải có biện pháp ghép chặt để chống cong vênh khi ghi làm việc ở nhiệt độ cao, gây lọt gió từ dưới hộp gió. Để thuận tiện cho việc treo đỡ, cố định, kích thước bố trí các lỗ cần nhỏ hơn kích thước thực của tấm ghi 50÷100mm.

Để thải các tạp vật lớn không cháy, các khối xỉ lớn, tro xỉ thừa khi cần điều chỉnh phụ tải lò, vv. Tấm ghi cần bố trí một số điểm thải đáy, thường là các lỗ để lắp ống có kích thước n= 100÷150mm, hoặc có thể số lượng lỗ thải đáy chọn từ 1÷6 tùy theo công suất lò và thuận tiện cho việc thải xỉ khi vận hành. Khi kích thước ghi lớn có thể chọn theo giá trị sau: 1 lỗ xả đáy/3÷ 4m² ghi.

Thiết kế chụp thổi gió

Chụp thổi gió thường sử dụng loại thổi gió ngang hoặc thổi gió chéo xuống 15^o. Chụp thổi gió ngang có ưu điểm là có các dòng không khí thổi ngang rất nhỏ tác dụng tương hỗ với nhau gây xáo trộn lớp liệu mãnh liệt, nhưng tác dụng tạo sôi kém do tác dụng nâng hạt không mạnh, các hạt lớn dễ bị lắng đọng, tạo các vùng chết. Chụp thổi gió chéo xuống 15^o có tác dụng thổi các hạt lắng đọng ở vùng giữa các chụp gió, cải thiện hiệu quả sôi, nhưng thiết kế chế tạo phức tạp. Thực tế ta thường thiết kế chụp thổi gió có cải tiến các rãnh dẫn hướng như hình sau:

Chụp thổi gió ngang có rãnh dẫn hướng

Tổn thất áp suất của toàn bộ ghi cần chọn trong khoảng 0,1÷0,3 tổn thất áp suất của lớp, tổn thất ghi chủ yếu là tổn thất khí động khi qua các lỗ thổi gió. Hệ số mở lỗ ghi (tổng tiết diện lỗ thổi gió / tiết diện ghi) lấy bằng 0,5÷2%.

Lớp chịu lửa bảo vệ ghi

Tấm ghi làm việc ở nhiệt độ cao dễ bị cong vênh nên cần được bảo vệ bằng một lớp vật liệu chịu lửa có bề dày nhất định. Bề dày lớp chịu lửa phụ thuộc chiều cao của nấm thổi gió, nhưng nói chung cần có bề dày cỡ 100÷150mm. Sau khi đã bố trí xong các nấm gió (thử nghiệm cân bằng gió và cố định chặc nấm gió vào tấm ghi), bố trí một lớp phủ kín, một lớp cách nhiệt và một lớp chịu lửa, cho đến cách tâm các lỗ thổi gió dưới cùng khoảng 15÷ 20mm, không nên lớn quá 20mm vì dễ gây đọng tro khi làm việc. Nếu bố trí lớp chịu lửa quá gần có thể gây tắc các lỗ thổi gió.

Qua bài viết này, hy vọng bạn đã có những cái nhìn rõ hơn về bộ phận ghi của lò hơi tầng sôi cũng như  cách thiết kế ghi. Các phần khác về phương pháp tính toán thiết kế lò hơi tầng sôi, Lò hơi Bách Khoa chúng tôi sẽ cập nhật ở các bài viết khác. Nễu bạn quan tâm, vui lòng truy cập và tìm hiểu thêm trên  website: www.hex-boilers.com và www. https://hex-boilers.webflow.io/.