Câu 1 : Trình bày khái niệm và công dụng của nồi hơi, các thông số cơ bản của nồi hơi?

*Khái niệm: Nồi hơi (steam boiler) là một thiết bị có chức năng biến nước thành hơi nhờ nhiệt năng có được từ việc đốt cháy nhiên liệu hoặc biến đổi từ các nguồn năng lượng khác như điện năng, năng lượng nguyên tử...

*Công dụng: Nồi hơi tàu thủy nói chung có thể được dùng để sinh hơi phục vụ các mục đích như lai máy phát điện, lai các máy phụ, dùng để hâm sấy nhiên liệu, phòng ở hoặc dùng cho động cơ tua bin hơi lai chân vịt.

*Các thông số cơ bản của nồi hơi:

-Áp suất: Đối với nồi hơi tàu thủy, các thông số áp suất cần quan tâm gồm có: áp suất nồi hơi (áp suất làm việc), áp suất hơi sấy, áp suất hơi giảm sấy và áp suất nước cấp. Đơn vị đo thường được sử dụng đối với các loại áp suất này là kG/cm2 hoặc bar. 1 kG/cm2 = 1at = 0,981bar.

Áp suất nồi hơi pN là áp suất của nước và hơi bão hòa chứa trong thân (bầu) nồi hơi.

Áp suất hơi sấy phs là áp suất của hơi ra khỏi bộ sấy hơi (bộ quá nhiệt). Áp suất hơi sấy thấp hơn áp suất pN trong nồi hơi khoảng 1¸4kG/cm2

Áp suất hơi giảm sấy pgs là áp suất của hơi sau khi ra khỏi bộ giảm sấy. Áp suất hơi giảm sấy thấp hơn áp suất hơi sấy.

Áp suất nước cấp pnc là áp suất của nước được bơm cấp vào nồi hơi. Để nước có thể được nén vào nồi hơi, áp suất nước cấp phải cao hơn áp suất pN 3¸6kG/cm2 để thắng được sức cản trên đường ống cấp nước, tại bầu hâm nước cấp nồi, tại bầu hâm nước tiết kiệm...

-Nhiệt độ: Các thông số nhiệt độ đối với nồi hơi tàu thủy gồm có: nhiệt độ hơi sấy, nhiệt độ hơi bão hòa, nhiệt độ nước cấp, nhiệt độ khói, nhiệt độ không khí cấp.

Nhiệt độ hơi sấy ths là nhiệt độ của hơi quá nhiệt ra khỏi bộ sấy hơi

Nhiệt độ hơi bão hòa tS là nhiệt độ của hơi bão hòa trong thân (bầu) nồi

Nhiệt độ nước cấp tnc là nhiệt độ của nước được bơm cấp vào nồi, đây là giá trị áp suất được đo trước bộ tận dụng nhiệt hâm nước

Nhiệt độ khói qkl là nhiệt độ của khí lò ra khỏi nồi hơi, đo tại vị trí khí lò đi vào ống khói

Nhiệt độ không khí cấp qkk là nhiệt độ của không khí được cấp vào trong buồng đốt để thông gió cũng như duy trì quá trình cháy

-Sản lượng hơi: Sản lượng hơi là lượng hơi lớn nhất sinh ra trong một đơn vị thời gian dưới điều kiện nồi hơi cung cấp hơi nước ổn định lâu dài. Sản lượng hơi ký hiệu là D, có thể được đo bằng kg/h hoặc t/h (tấn/giờ).

Sản lượng hơi chung DN là tổng của sản lượng hơi sấy Dhs, sản lượng hơi giảm sấy Dgs và sản lượng hơi bão hòa Dx.

DN = Dhs + Dgs + Dx (kg/h)

-Suất tiêu hao nhiên liệu: Suất tiêu hao nhiên liệu là lượng nhiên liệu cần tiêu thụ để hệ động lực phát ra một mã lực có ích trong một giờ. Ký hiệu ge, đơn vị là kg/mlcih hoặc g/mlcih.

-Diện tích mặt hấp nhiệt: Diện tích mặt hấp nhiệt là tổng diện tích của các bề mặt kim loại (vách ống, ống nước sôi, ống hâm nước tiết kiệm, ống sấy hơi, ống sưởi không khí, ống lửa, hộp lửa, buồng đốt) tiếp xúc một phía với khí lò và phía còn lại với nước. Quá trình truyền nhiệt giữa khí lò và nước diễn ra thông qua các mặt hấp nhiệt. Diện tích mặt hấp nhiệt ký hiệu là H, đơn vị là m2.

-Dung tích buồng đốt là thể tích toàn bộ không buồng đốt. Dung tích buồng đốt ký hiệu là Vbđ, đơn vị là m3.

-Nhiệt tải dung tích buồng đốt là nhiệt lượng cung cấp vào buồng đốt trong một giờ trên một đơn vị dung tích buồng đốt. Nhiệt tải dung tích buồng đốt ký hiệu là qv, đơn vị là kCal/m2h.

Trong đó: Bt - Lượng tiêu hao nhiên liệu trong một giờ (kg/h).

QH - Nhiệt trị thấp của nhiên liệu (kCal/kg).

-Lượng nước nồi là lượng nước tại mặt tách hơi tính ở nhiệt độ bão hòa. Mặt tách hơi là bề mặt ngăn cách giữa không gian nước với không gian hơi của bầu nồi. Lượng nước nồi ký hiệu là Gn, đơn vị là kg.

Gn = gVn (kg)

Trong đó: g - Tỷ trọng của nước ở nhiệt độ bão hòa (kg/m3).

Vn - Dung tích nước tại mặt tách hơi (m3).

-Hiệu suất nhiêt của nồi hơi (boiler thermal efficiency) là tỷ số giữa nhiệt lượng có ích cấp cho nồi hơi và nhiệt lượng do nhiên liệu tỏa ra.

Câu 2: Trình bày các yêu cầu của nồi hơi tàu thủy?

*An toàn khi sử dụng. Đây là yêu cầu quan trọng nhất vì nếu có sự cố xảy ra trong quá trình hoạt động của nồi hơi, sự làm việc bình thường của máy móc xung quanh sẽ bị ảnh hưởng, gây tai nạn cho thuyền viên, làm ảnh hưởng đến hoạt động của tàu, các hệ thống phục vụ. Với nồi hơi chính, sự cố nồi hơi có thể làm cho tàu dừng. Do đó, ở dưới tàu chỉ có các kiểu nồi hơi có cấu tạo bền, chắc, đã qua thử nghiệm kỹ lưỡng mới được sử dụng.

*Kích thước nhỏ, gọn nhẹ, dễ bố trí trên tàu. Điều này nhằm tăng trọng tải, mở rộng tầm xa hoạt động của tàu. Do đó, nồi hơi tàu thủy thường là loại có nhiệt tải dung tích buồng đốt lớn, suất bốc hơi lớn, lưu tốc khí lò nhanh, số bầu nồi ít, đường kính bầu nồi và ống bé để giảm độ dày và trọng lượng.

*Cấu tạo đơn giản, thuận tiện cho việc khai thác, sửa chữa. Yêu cầu này cần được đảm bảo do thuyền viên trên tàu thường thay đổi liên tục. Ngoài ra, nồi hơi tàu thủy phải là loại phù hợp với trình độ của kỹ sư máy trên tàu.

*Tính kinh tế cao. Yêu cầu này thể hiện ở chỗ: đảm bảo hiệu suất ở toàn tải, hiệu suất giảm ít khi nhẹ tải; suất tiêu hao nhiên liệu thấp; tuổi thọ cao; chu kỳ bảo dưỡng, sửa chữa dài...

*Tính cơ động cao. Tính cơ động cao thể hiện ở chỗ: thời gian đốt nồi lấy hơi nhanh, có thể nhanh chóng tăng giảm tải để thích ứng với sự thay đổi chế độ làm việc của tuan bin hơi (với hệ động lực hơi nước); có năng lượng tiềm tàng lớn, buồng đốt ít quán tính; khi cần thiết có khả năng quá tải 25¸45%; các mặt hấp nhiệt không bị nhô lên khỏi mặt nước (với nồi hơi ống lửa) khi tàu lắc ngang ±30o hoặc chúi mũi ±12o; thích hợp với nhiều loại dầu đốt...

Yêu cầu đối với nồi hơi của các loại tàu không giống nhau. Tàu khách, tàu hàng chạy định tuyến được cung cấp đều đặn một loại dầu đốt, có điều kiện kiểm tra sửa chữa ở cảng, thời gian điều động tàu ít, hầu hết thời gian làm việc đều ở chế độ toàn tải nên cần bảo đảm hiệu suất cao khi tàu chạy bình thường (tốc độ định mức). Tàu kéo, tàu cá, tàu công trình... làm việc ở chế độ tải hay thay đổi, đôi khi lại cần lai dắt nên yêu cầu tính cơ động tốt và bảo đảm hiệu suất cao kể cả khi nhẹ tải. Tàu chiến yêu cầu thời gian đốt nồi lấy hơi thật ngắn và tính cơ động rất cao.

Yêu cầu đối với nồi hơi tàu thủy rất khác so với nồi hơi trên bờ: kích thước, trọng lượng, cấu tạo phải gọn nhẹ, đơn giản hơn, chất đốt tốt hơn. Song nồi hơi tàu thủy không phải lúc nào cũng hoạt động nên có điều kiện thường xuyên rửa nồi và sửa chữa. Nồi hơi trên bờ thông thường trên một năm mới dừng lò và tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa.

Câu 3: Trình bày các yêu cầu đối với chất đốt nồi hơi tàu thủy? Trình bày hiện tương ăn mòn điểm sương và ăn mòn vanadi?

*Nhiên liệu sử dụng cho nồi hơi tàu thủy phải đảm bảo những yêu cầu sau:

Nhiệt trị lớn: để tăng thêm trọng tải có ích và tăng thêm bán kính hoạt động của tàu

Không tự bén cháy trong két chứa trên tàu: để đảm bảo an toàn cho con tàu và thuyền viên

Không bị biến chất

Ít tro bụi, ít lưu huỳnh và chất độc: để ít tổn hại đến sức khỏe thuyền viên trên tàu, ít làm mục rỉ ống khói, bộ tận dụng nhiệt hâm nước, bộ sưởi không khí..

Giá thành rẻ vì chi phí về dầu đốt có thể chiếm tới 30¸40% chi phí sử dụng tàu thủy

*Trình bày về ăn mòn điểm sương và ăn mòn vanadi:

-Lưu huỳnh khi cháy sẽ sinh ra SO2, SO3 sẽ kết hợp với H2O tạo thành a xít H2SO4. Khi nhiệt độ khói lò nhỏ hơn nhiệt độ điểm sương thì hơi H2SO4 và hơi H2O sẽ ngưng đọng lên các mặt hấp nhiệt và làm mục rỉ các bề mặt ấy. Sự ăn mòn này phụ thuộc vào thành phần lưu huỳnh, ôxi, hiđrô. Các chất hỗn hợp chuyển đổi từ khí sang lỏng ở điều kiện áp suất riêng phần PH2O=0.05-0.13 at, nhiệt độ bão hoà của nước là 31oC - 51oC. SO3 hoá lỏng ở nhiệt độ 120oC - 130oC. Như vậy hiện tượng ăn mòn này xảy ra khi nhiệt độ giảm đến 120oC - 130oC

Cơ chế:

S + O2 → SO2

2SO2 + O2 → 2SO3

SO3 + H2O → H2SO4

H2SO4 + Fe → FeSO4 + H2↑

3H2SO4 + Fe2O3 → Fe2(SO4) 3 + 3H2O

3H2O + Fe2O3 → 2Fe(OH)3

Do đó, để hạn chế hiện tượng ăn mòn điểm sương, cần duy trì nhiệt độ khói lò cao hơn nhiệt độ điểm sương ở áp suất tương ứng.

-Vanađi cháy sinh ra vanađi ô xít (V2O5) có nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, khoảng 6750 nhưng còn có thể giảm đến 550 ¸ 5800C nếu cũng có Na2SO4 và K2SO4 được tạo thành bởi sự kết hợp giữa K2O, Na2O với SO3 khi cháy lưu huỳnh. Ở nhiệt độ nóng chảy, V2O5 bám trên các bề mặt kim loại sẽ làm mục gỉ các bề mặt ấy.

Nguyên lí ăn mòn của Vanađi như sau:

V + O2 --> V2O5

V2O3 + O2 --> V2O5

Ở nhiệt độ nóng chảy V2O5 bám lên bề mặt kim loại

Fe + V2O5 --> Fe2O3 + V2O3

Và V2O3 lại hấp thụ ô xy trong khói lò trở lại thành V2O5, quá trình mục rỉ cứ thế tiếp diễn. Thí nghiệm cho thấy, V2O5 bám lên bề mặt có nhiệt độ trên 550oC trong 2000 giờ có thể ăn mòn bề mặt ấy sâu khoảng 1mm. Lượng Vanadi trong dầu đốt là không được quá 10-4 %.

Câu 4: Thế nào là cháy hoàn toàn và cháy không hoàn toàn? Các cách nhận biết quá trình cháy nhiên liệu trong buồng đốt nồi hơi?

*Để giảm bớt tổn thất về cháy trong buồng đốt cần tạo ra các điều kiện tạo cho chất đốt cháy hoàn toàn.

Cháy hoàn toàn nghĩa là các sản phẩm cháy (H2O, CO2, SO2, N2, O2) khi ra khỏi buồng đốt (nhiệt độ từ 800¸1200oC) không thể hòa hợp với ôxy mà tiếp tục cháy nữa, nói cách khác các thành phần cháy được đã cháy hết và tỏa nhiệt ra hết trong buồng đốt.

Ngược lại, khi cung cấp không đủ không khí, không khí không được trộn đều với dầu đốt, cung cấp quá nhiều không khí làm cho nhiệt độ buồng đốt thấp, hoặc dung tích buồng đốt quá hẹp thì quá trình cháy sẽ diễn ra không hoàn toàn. Trong khói lò ngoài H2O, N2, O2 ra còn có các khí cháy chưa kịp cháy như CO, H2, CH4, CmHn, đồng thời trên bề mặt hấp nhiệt còn có muội (muội là cácbon thuần tuý và hyđrô, hyđrô cháy hết còn lại cácbon ở dạng muội). Do đó, mọi quá trình cháy thực tế trong nồi hơi đều là cháy không hoàn toàn.

*Các cách nhận biết quá trình cháy nhiên liệu trong buồng đốt nồi hơi:

Ngọn lửa đốt dầu được cung cấp không khí vào với số lượng vừa phải sẽ có màu vàng nhạt, có thể lờ mờ nhìn thấy vách sau của buồng đốt. Nếu thiếu không khí ngọn lửa sẽ có màu vàng, thiếu nhiều không khi sẽ có màu da cam, rất thiếu không khí sẽ có màu đỏ. Nếu cung cấp quá nhiều không khí, có thể nhìn thấy rõ vách sau của buồng đốt qua ngọn lửa.

Trong trường hợp khí cháy chưa cháy hết đã đi lên tiếp xúc với thành vách buồng đốt, các bề mặt trao nhiệt có nhiệt độ cao, nó sẽ tiếp tục cháy (hiện tượng cháy muộn, hay còn gọi là cháy rớt) và có thể tạo muội bẩn, gây hư hỏng buồng đốt cũng như các mặt hấp nhiệt.

Để giảm bớt tổn thất về cháy trong buồng đốt, cần tạo ra các điều kiện để đưa quá trình cháy thực tế gần với quá trình cháy hoàn toàn. Các điều kiện đó là:

Cung cấp đầy đủ không khí. Quá ít không khí hoặc quá nhiều không khí đều không có lợi. Quá thừa không khí không những tốn thêm năng lượng cho việc thông gió của nồi hơi mà còn hạ thấp nhiệt độ trong buồng đốt, làm tăng nhiệt lượng tổn thất do khói lò mang đi

Trộn đều không khí với dầu đốt, nói cách khác là đảm bảo cho hỗn hợp dầu - không khí tơi, mịn, có khả năng phun sương tốt. Áp dụng các biện pháp để phun nhiên liệu thành dòng xoáy lốc trong buồng đốt là cách làm rất hiệu quả

Đảm bảo nhiệt độ trong buồng đốt đủ cao và phân bố đều đặn. Nhiệt độ buồng đốt quá cao (>2000oC) sẽ tạo điều kiện cho quá trình phân giải diễn ra và hấp thụ bớt một phần nhiệt lượng. Nhiệt độ buồng đốt quá thấp sẽ kéo dài giai đoạn chuẩn bị cháy, thậm chí làm tắt nồi. Nên duy trì nhiệt độ trong buồng đốt vào khoảng 1000¸2000oC

Buồng đốt đủ dung tích để cháy hết nhiên liệu, hạn chế hiện tượng cháy muộn

Câu 5: Thế nào là hệ số không khí thừa α.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy nhiên liệu trong buồng đốt nồi hơi?

*Trên thực tế, không thể đảm bảo trộn đều không khí với dầu đốt và cung cấp lượng không khí thích hợp cho mỗi giai đoạn cháy cũng như mỗi vùng của buồng đốt. Vì vậy, để đảm bảo cháy hoàn toàn, so với phương trình phản ứng cháy cần cung cấp thừa không khí, tức là lượng không khí thực tế cấp vào buồng đốt phải lớn hơn lượng không khí lý thuyết tính theo các phương trình phản ứng cháy.

Việc cung cấp thừa không khí được đặc trưng bởi hệ số không khí thừa, khí hiệu α, là tỷ số giữa lượng không khí thực tế cấp vào buồng đốt để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu và lượng không khí lý thuyết tính theo phản ứng cháy để đốt cháy hết 1kg nhiên liệu đó.

Cung cấp không đủ không khí sẽ không thể đảm bảo cháy hoàn toàn. Song cung cấp quá thừa không khí không những làm tăng lượng khói lò, kéo theo tăng tổn thất nhiệt do khói lò mang đi mà còn làm tăng lượng SO2 (vì SO2 dưới xúc tác của Fe2O3 sẽ sinh ra SO3), do đó tăng khả năng ăn mòn điểm sương. Vì vậy cần cung cấp không khí với hệ số không khí thừa vừa phải, phù hợp với kiểu buồng đốt, loại dầu đốt và tải trọng nồi hơi. Do đó, ngoài cách thường xuyên quan sát màu ngọn lửa và màu khói lò, cần định kỳ phân tích khói lò để biết hệ số không khí thừa a có được thích hợp không.

Đối với nhiên liệu là dầu, thành phần khí không cháy hết trong khói chủ yếu là CO, các thành phần khác rất ít, không đáng kể nên hệ số không khí thừa α được tính theo công thức rút gọn sau:

Trong đó, O2, CO, RO2 là thành phần ôxy, cácbon ôxit và khí hai nguyên tử (CO2, SO2) có trong khói.

Khi nhẹ tải, lượng dầu đốt cung cấp vào buồng đốt giảm nên hệ số không khí thừa a tăng lên, ngay cả khi đã điều chỉnh quạt gió để giảm lượng gió cung cấp vào. Ngược lại, khi quá tải a giảm vì phải đốt thêm dầu. Giá trị a ở mỗi tải trọng tùy thuộc vào lượng tiêu thụ nhiên liệu và khả năng cung cấp (điều chỉnh) quạt gió ở tải trọng ấy.

Khi nồi hơi hoạt động ở 75 ¸ 100% tải, có thể coi a » const.

Khi nhẹ tải (dưới 75%), ta có thể xác định giá trị a phù hợp bằng công thức quy đổi sau:

Trong đó:

a', D' - Hệ số không khí thừa và lượng sinh hơi khi nhẹ tải.

a, D - Hệ số không khí thừa và lượng sinh hơi khi toàn tải.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy nhiên liệu trong buồng đốt nồi hơi:

-Thời gian chuẩn bị cháy ảnh hưởng rất nhiều đến toàn bộ quá trình cháy trong nồi hơi. Thời gian chuẩn bị cháy chủ yếu phụ thuộc vào các yếu tố sau:

Loại dầu đốt. Dầu đốt có ít chất bốc, hàm lượng tro, ẩm cao, nồng độ của thành phần cháy được không cao sẽ kéo dài thời gian chuẩn bị cháy. Ngược lại, với dầu đốt có nhiều chất bốc, ít tro, ẩm, nồng độ của thành phần cháy được cao, thời gian chuẩn bị cháy sẽ ngắn hơn. Dầu DO có tốc độ cháy rất nhanh vì trong giai đoạn chuẩn bị cháy, dầu lỏng được biến hoàn toàn thành khí cháy

Kết cấu và tình trạng kỹ thuật của thiết bị đốt dầu (súng phun, quạt gió...). Kích thước hạt dầu càng bé, khả năng tiếp xúc với khí nóng trong trong buồng đốt càng cao, do đó thời gian chuẩn bị cháy sẽ ngắn hơn. Điều này phụ thuộc vào chất lượng súng phun và khả năng hòa trộn, tán nhỏ nhiên liệu. Kết cấu thiết bị buồng đốt cũng ảnh hưởng tới tốc độ tương đối giữa dầu đốt với không khí. Khi tốc độ này nhanh và hỗn hợp lưu động kiểu xoáy lốc, không khí sẽ hòa trộn với dầu tốt hơn, giúp cho quá trình khuếch tán không khí tới các hạt dầu nhanh chóng hơn

Nhiệt độ và áp suất buồng đốt. Nhiệt độ và áp suất trong buồng đốt càng cao, nhiệt độ bén cháy của dầu càng thấp, thời gian chuẩn bị cháy càng ngắn

Nhiệt độ, áp suất và mật độ của không khí cấp vào. Không khí cấp vào có nhiệt độ, áp suất và mật độ cao sẽ làm cho hạt dầu nhanh chóng được sấy khô và nung nóng, làm tăng nhiệt độ bình quân của buồng đốt

Vị trí tương đối giữa dầu đang cháy với dầu mới cấp vào. Điều này được quyết định bởi kiểu kết cấu buồng đốt

Hệ số không khí thừa α. Hệ số không khí thừa tốt nhất là vào khoảng 1,05÷1,25. Với nồi hơi cũ, có thể chọn α lên đến 1,5 để đảm bảo dầu đốt được hoà trộn hết với không khí

Tốc độ phản ứng cháy hóa học. Tốc độ này phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ tuyệt đối. Áp suất hay nhiệt độ tuyệt đối càng cao thì nồng độ các chất tham gia phản ứng càng tăng, do đó tốc độ phản ứng cháy hoá học càng nhanh và quá trình cháy diễn ra nhanh hơn.

-Các yếu tố ảnh hưởng đến sự cháy ổn định. Cần đảm bảo quá trình cháy trong buồng đốt được ổn định để cho chất đốt tự bén cháy được kể cả khi nhẹ tải, giữ ngọn lửa ở vị trí thích hợp không làm hỏng tường buồng đốt hoặc đầu súng phun. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự cháy ổn định là:

Khả năng tự bén cháy của chất đốt.

Khả năng cung cấp không khí đầy đủ và liên tục.

Chất lượng thông gió, thể hiện ở việc liên tục đưa khí lò ra xa để cho không khí khuếch tán đến bề mặt của chất đốt.

Câu 6: Trình bày các tổn thất nhiệt trong nồi hơi. Các biên pháp hạn chế các tổn thất nhiệt đó?

Trong khi tính nhiệt, phải tính các tổn thất nhiệt, từ đó tính ra hiệu suất nồi hơi, lượng tiêu dùng chất đốt.

Nhiệt lượng (đối với 1 kg chất đốt) do chất đốt cấp vào buồng đốt chỉ được sử dụng một bộ phận Q1 biến nước thành hơi, còn lại bị tổn thất như tổn thất nhiệt Q2 do khói lò mang đi, tổn thất nhiệt Q3 do cháy không hoàn toàn về hóa học, tổn thất về cơ học Q4, tổn thất tản nhiệt ra ngoài trời Q5, tổn thất nhiệt Q6 do tàn tro xỉ lò còn nóng, do xả nước nồi nóng ra ngoài. Đối với nồi hơi đốt dầu thì Q4 = 0, Q6 = 0.

= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

Hoặc:

100% = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 %

* Tổn thất nhiệt do khói lò q2

Khi khói lò ra ống khói, nhiệt độ khói lò còn cao hơn nhiệt độ không khí lạnh cấp lò nên gây ra tổn thất nhiệt q2.

Trong đó:

Vk - Lượng khí lò (kể cả hơi ẩm trong khí lò ) do đốt 1kg chất đốt sinh ra (m3tc/kg).

Ckh - Nhiệt dung riêng của khói lò,

Ckh = 0,323 + 0,000018qkh (kCal/m3tcđộ)

tkkl - Nhiệt độ không khí lạnh (oC).

qkh - Nhiệt độ khói lò (oC).

Đối với nồi hơi đốt dầu, khi có số liệu phân tích khói lò, ta có thể tính Q2 như sau:

Tổn thất nhiệt q2 là tổn thất nhiệt lớn nhất, nó vào khoảng 5¸12% nhiều khi tới 20¸25%. Trị số của q2 phụ thuộc vào nhiệt độ khói lò, hệ số không khí thừa, tải trọng, thiết bị buồng đốt, các biện pháp làm giảm bớt q2 là:

1. Nếu có điều kiện nên tăng diện tích mặt hấp nhiệt tiết kiệm (bộ tận dụng nhiệt hâm nước và bộ sưởi không khí). Đây là biện pháp chính.

2. Giữ cho bề mặt hấp nhiệt sạch cáu cặn và muội.

3. Đốt lò với hệ số không khí thừa thích hợp cho kiểu buồng đốt, loại chất đốt và tải trọng nồi hơi.

4. điều chỉnh thiết bị buồng đốt cho phù hợp, đốt nồi đúng cách.

Bố trí các tấm dẫn khí (với nồi hơi ống nước) sao cho khí lò quét qua khắp các mặt hấp nhiệt đối lưu và phải sửa chữa ngay khi bị cháy hỏng.

Giảm được nhiệt độ khói lò sẽ giảm được tổn thất nhiệt do khói lò q2. Song nếu hạ thấp qkh đến dưới điểm sương, sẽ làm cho hơi nước trong khói lò ngưng đọng trên mặt hấp nhiệt tiết kiệm, làm mục rỉ nhanh chóng các bộ phận này.

Để đảm bảo cho khi nhẹ tải nhất tức là lúc nhiệt độ khói lò thấp nhất qkh vẫn không được nhỏ hơn điểm sương, nói chung thường chọn qkh lớn hơn 155oC cho khi tải trọng bình thường.

Riêng một số nồi hơi cho phép qkh nhỏ hơn 155oC, khi ấy các bộ phận hấp nhiệt tiết kiệm được chế tạo bằng vật liệu khó mục rỉ hoặc được rắc hóa chất (ví dụ: hỗn hợp 34% CaO, 20,8% MgO, 38,6% CO2) vào chất đốt hoặc vào dòng khí lò trước bộ sưởi không khí ở chế độ nhẹ tải

*Tổn thất hóa học q3:

Khi thiết bị buồng đốt không tốt, khi đốt lò với nhiệt độ buồng đốt quá thấp, hoặc đốt với hệ số không khí thừa a quá bé, sẽ làm cho các phản ứng cháy không hoàn toàn, trong khói lò bay lên trời có các chất khó còn cháy được như CO, H2, CH4 và cácbua hyđrô.

Đối với buồng đốt có cấu tạo và thiết bị đốt, cách đốt khéo léo q3 = 0,5¸1% ngược lại có thể tới 9¸10%. q3 có thể được tính gần đúng như sau, theo số liệu phân tích khói lò:

q3 = 3,2COa (%) (3-8)

Trong đó: CO - Nồng độ khí CO trong khói lò (%).

Ta thấy rằng khi nồng độ khí CO trong khói lò tăng 1% thì q3 tăng 4¸5%. Chú ý rằng khi lấy mẫu khói lò để phân tích nồng độ CO, phải lấy mẫu tại các điểm cách đều nhau trên một mặt cắt của đường khói. Khi đường khói bị hỏng nặng, phải lấy mẫu khí lò tại các nơi gần buồng đốt.

Với nồi hơi đốt dầu, khi thay đổi tải q3 biến đổi rất ít nên có thể lấy cùng một trị số q3 cho mọi tải trọng.

* Tổn thất nhiệt ra ngoài trời q5:

Do nhiệt độ bề mặt vỏ nồi hơi, bề mặt bầu nồi, đường ống cao hơn nhiệt độ khí trời, nên gây ra tổn thất q5.

Tổn thất q5 sẽ được giảm bớt nếu vỏ nồi hơi, bầu nồi, đường khí lò được bọc cách nhiệt dầy và khô, hoặc sử dụng vỏ hai lớp (ở giữa hai lớp có không khí cấp lò đi qua) để tránh rò rỉ hơi và nước.

Khi tính nghiệm nhiệt, q5 có thể tính gần đúng như sau:

Trong đó:

F - diện tích bề mặt ngoài nồi hơi (m2).

400 - nhiệt lượng tổn thất trên 1m2 bề mặt ngoài của nồi hơi (kCal/m2h).

30000 - nhiệt lượng tổn thất tại các bề mặt bầu nồi hộp ống (kCal/h).

Khi thay đổi tải, ta sử dụng công thức quy đổi:

Trong đó:

q5, Bt - tổn thất nhiệt ra ngoài và lượng chất đốt ở 100% tải.

, - tổn thất tản nhiệt ra ngoài và lượng tiêu chất đốt ở nhẹ tải.

Câu 7: Trình bày khái niệm hiệu suất nhiệt nồi hơi? Các biện pháp làm tăng hiêu suất nhiệt nồi hơi?

Hiệu suất nhiêt của nồi hơi là tỷ số giữa nhiệt lượng có ích Q1 giúp cho việc biến nước thành hơi nước trên nhiệt lượng mà chất đốt cấp vào lò.

hN = 100 - (q2 + q3 + q4 + q5 + q6) =

Chú ý rằng hN tính như trên chưa xét tới lượng nhiệt tiêu hao cho bản thân nồi hơi như việc cấp nhiên liệu, cấp nước, thông gió, thổi muội cho nồi hơi...

Hiệu suất nồi hơi là một thông số quan trọng, trực tiếp cho ta biết hiệu quả hoạt động của nồi hơi.

Nếu xét tới số năng lượng tự tiêu dùng cho bản thân nồi hơi (năng lượng cung cấp cho quạt lò, quạt hút khói lò, bơm cấp nước nồi, bơm nước ngưng, thiết bị chân không cho bầu ngưng...) được hiệu suất tinh của nồi hơi.

Trong đó:

- Dtd - lượng hơi nước tự tiêu dùng cho bản thân nồi hơi kg/h;

- itd - entanpi của hơi nước tự dùng cho nồi hơi, kcal/kg.

Thường thường

Hiệu suất nồi hơi phụ thuộc vào kiểu và kích thước nồi hơi, cấu tạo buồng đốt, số lượng và cách bố trí mặt hấp nhiệt, lại còn phụ thuộc vào cách sử dụng bảo dưỡng nồi hơi (phẩm chất chất đốt, độ dày lớp muội và lớp cáu nước trên mặt hấp nhiệt), nhiệt trong của nồi.

Trị số của h'N ở các tải trọng khác:

Khi thay đổi tải trọng, trị số các tổn thất nhiệt thay đổi, nên trị số của h'N biến đổi.

Khi quá tải, chất đốt không được cung cấp đầy đủ không khí và không được trộn đều với không khí làm tăng tổn thất q3, nhiệt độ khói lò tăng tổn thất khói lò q2 tăng, tuy tổn thất tản nhiệt q5 giảm song chỉ giảm ít nên h'N giảm.

Nồi hơi tàu thủy, thường có hiệu suất cao nhất hNmax ở khoảng 45 ¸ 60% tải trọng (ở tải trọng 45 ¸ 50% đối với nồi hơi có ít mặt hấp nhiệt tiết kiệm, hiệu suất cao). Sở dĩ nồi hơi tàu thủy thường không có hiệu suất cao nhất ở 100% tải, vì rằng nhiều khi nó phải quá tải và nhẹ tải. Khi tính nghiệm nhiệt ở trên 45% tải trọng có thể là: h'N = hN.

Khi nồi hơi làm việc rất nhẹ tải tuy rằng nhiệt độ khói lò thấp, song hệ số không khí thừa tăng lên làm cho tổn thất khói lò q2 giảm ít hoặc không giảm, tổn thất hóa học q3 tăng (vì nhiệt độ trong buồng đốt thấp), tổn thất tản nhiệt q5 tăng (vì số nhiệt lượng tản nhiệt ra ngoài hầu như không đổi mà lượng nhiệt chất đốt cấp vào giảm). Kết quả h'N giảm, nhất là khi bộ sưởi không khí làm việc lấy h'N = (0,08 ¸ 0,85)*hN. (Trong đó hN hiệu suất ở 100% tải).

Những nồi hơi có ít mặt hấp nhiệt tiết kiệm và hiệu suất thấp thì hN giảm nhiều khi quá tải và khi rất nhẹ tải, còn những nồi hơi có bề mặt hấp nhiệt tiết kiệm lớn và hiệu suất cao thì hN giảm ít.

Câu 8: Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động ,các bộ phận chính ,đặc điểm của nồi hơi ống lửa ngược chiều?(bản vẽ số 1)

1. Thân nồi hơi; 2. Đinh chằng dài; 3. Ống lửa chằng; 4. Ống lửa thường;5. Buồng đốt; 6. Vị trí lắp thiết bị buồng đốt; 7. Cửa thăm; 8. Đinh chằng ngắn; 9. Thiết bị buồng đốt; 10. Hộp lửa; 11. Ống thủy; 12. Mã đỉnh hộp lửa;13. Cửa lấy hơi ra; 14. Ống khói.

Nồi hơi có dạng hình trụ đặt nằm. Các chi tiết chính gồm có:

-Buồng đốt: có dạng hình trụ gợn sóng đặt nằm để tăng khả năng chịu giãn nở nhiệt. Có thể bố trí một hoặc 2 buồng đốt.

-Hộp lửa: có dạng hình hộp bán nguyệt phía dưới nối với cuối buồng đốt, phía trên là mặt sàng nối với các ống lửa. Trên đỉnh hộp lửa có mã đỉnh hộp lửa vừa làm kín hộp lửa vừa có tác dụng bảo vệ nồi hơi khi bị cạn nước nhờ nút bằng kim loại dễ nóng chảy. Hộp lửa được gia cố với vỏ nồi hơi nhờ các đinh chằng ngắn và đinh chằng dài.

-Các ống lửa: các ống lửa đặt nằm là nơi mà khí lò đi qua để trao nhiệt cho nước. Một đầu ống lửa nối với mặt sàng của hộp lửa, đầu kia nối với mặt sàng trước.

*Nguyên lý làm việc

-Phía khí lò: Nhiên liệuvà không khí được đốt cháy trong buồng đốt nồi hơi, một phần nhiệt trao cho nước bao quanh buồng đốt. Sau đó thoát lên hộp lửa. Tại đây phần nhiên liệu chưa cháy hết tiếp tục cháy. Khí lò được chia vào các ống lửa nằm trao nhiệt cho nước bên ngoài ống rồi thoát ra ngoài qua ống khói.

-Phía nước: nước bao bên ngoài buồng đốt, hộp lửa và các ống lửa nhận nhiệt từ khí lò hóa thành hơi. Phần hơi nước đi lên tập trung ở không gian hơi phía trên bầu nồi hình trụ. Tại không gian hơi hơi nước được tách ra và được dẫn đi sử dụng. Nước bổ xung cho phần nước đã sinh hơi nhờ bơm cấp nước vào bầu nồi.

*Đặc điểm, ứng dụng:

-Các ống lửa thẳng nên thuận lợi cho việc vệ sinh ống.

-Không cần chất lượng nước nồi hơi cao do tuần hoàn đơn giản.

-Năng suất hơi, thông số hơi thấp do tỷ lệ bề mặt trao đổi nhiệt thấp và hình dáng nồi hơi không thuận lợi cho tuần hoàn.

-Thời gian nhóm lò lấy hơi lâu do lươngj nước trong bầu nồi. Tuy nhiên năng lực tiềm tàng lớn.

-Lượng nước trong nồi hơi lớn nên khi nổ vỡ nồi hơi nguy hiểm.

-Do chiều cao không gian hơi khá lớn nên chất lượng hơi bão hòa sinh ra khá tốt.

-Do kích thước chiều ngang lớn nên cồng kềnh, không thuận lợi cho bố trí dưới tàu thủy.

-Thường ứng dụng làm nồi hơi phụ phục vụ hâm sấy nhiên liệuvà sinh hoạt cho một số tàu diesel. Tuy nhiên hiện nay ít được sử dụng.

Câu 9: Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động,các bộ phận chính, đặc điểm của nồi hơi ống nươc 2 bầu kiêủ chữ d nghiêng(bản vẽ số 2)

1. Vỏ nồi hơi2. Màn vách ống3. ống góp hơi4. Bầu trên5. Điểm thổi muội6. Bộ s­ởi không khí7. Cửa chui, kiểm tra8. Bộ hâm n­ước tiết kiệm9. Cụm ống nư­ớc sôi II10. Bộ sấy hơi11. Cụm ống n­ớc sôi I12. Van xả đấy13. Bầu nư­ớc14. Buồng đốt15. Chân bệ nồi hơi16.Hộp góp17. Vách ống

* Đặc điểm:

Kiểu nồi hơi này chỉ có hai bầu, ngoài ra còn có các bầu góp vào vách ống, chỉ có một đường khí lò, ống của các cụm ống nước sôi dốc nghiêng 35 ¸ 700 có vách ống ba phía hoặc bốn phía, bộ sấy hơi kiểu ống nằm (giữa hai cụm ống nước sôi), ống nước sôi cả hai đầu đều khá cong, có bộ hâm nước tiết kiệm hoặc bộ sưởi không khí hoặc có cả hai bộ. Có khi trong bầu dưới có đặt tấm dẫn để chia dòng nước cho vách ống và cho cụm ống nước sôi.

Có nồi hơi 2 bầu kiểu nghiêng (Chữ D nghiêng), hay 2 bầu kiểu đứng (chữ D đứng)

* Nguyên lý làm việc:

Phía khí lò: không khí và nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt thành khí lò có nhiệt độ cao quét qua màn ống, các ống lên, các ống xuống trao nhiệt cho nước ở trong ống. Sau cùng quét các bề mặt hấp nhiệt tiết kiệm (bộ hâm nước, bộ sưởi không khí) rồi thoát ra môi trường theo ống khói. Một phần nhiệt của khói lò được trao cho nước trong các màn vách ống trước, sau và bên cạnh. Nhờ bố trí hợp lý nhiều bề mặt hấp nhiệt trên đường khí lò mà hiệu quả trao đổi nhiệt của nồi hơi rất cao.

Phía nước: nguyên lí tuần hoàn của nước trong các ống là tuần hoàn tự nhiên. Nước trong các ống bố trí gần buồng đốt hơn nhận được nhiều nhiệt hơn nên sôi, tạo thành hơi. Hỗn hợp nước, hơi tỷ trọng nhẹ hơn nươvs trong các ống xa buồng đốt tự chảy lên trống hơi. Tại trống hơi phần hơi nhẹ hơn được tách ở phía trên, nước ở phía dưới lại theo các ống xuống bù vào phần nước đã sinh hơi. Nồi hơi có 3 mạch tuần hoàn chính:

1. Mạch tuần hoàn giữa trống nước và trống hơi: giữa trống nước và trống hơi hình thành 2 cụm ống. Cụm ống gần buồng đốt là cụm ống lên, cụm xa buồng đốt hơn là cụm ống xuống. Giữa hai cụm ống này được bố trí xen kẽ bộ sấy hơi.

2. Mạch tuần hoàn theo theo màn ống: màn ống được bố trí trước cụm ống lên và bộ sấy hơi nhận được nhiều nhiệt hơn và là các ống lên. Nước bổ xung cho các ống này được cấp từ ống nước qua ống nước cấp cho màn ống và ống góp cho màn ống.

3. Mạch tuần hoàn theo màn vách ống: Xung quanh buồng đốt ở mặt trước, mặt sau và mặt cạnh có bố trí các màn vách ống trước, sau và cạnh . Các vách ống này tiếp xúc với buồng đốt nên nhận nhiều nhiệt và là các ống lên. Nước bổ xung cho các màn vách ống này được cấp từ trống hơi theo các ống xuốg đặt phía sau màn vách ống.

Hơi nước được sinh ra theo các các mạch tuần hoàn kể trên là hơi bão hòa khô tập trung phía trên trống hơi. Hơi này được dẫn qua bộ sấy hơi. hơi quá nhiệt có thông số cao được đem đi sử dụng (tới tua bin hơi chính). Một phần hơi được trích qua bộ giảm sấy phụ đặt trong trống nước. Tại đây thông số hơi giảm xuống và được dẫn đi sử dụng cho các tua bin phụ. Van điều chỉnh nhiệt độ sẽ tự động điều chỉnh lượng hơi qua bộ giảm sấy điều chỉnh nhĩệt độ hoặc đi tắt qua lỗ tiết lưu nhờ đó điều chỉnh được nhiệt độ hơi tới tua bin chính. Nước cấp cho nồi hơi được cấp qua bộ hâm nước tiết kiệm sau đó được các bơm cấp nước nồi cấp vào trống hơi

*Đặc điểm ứng dụng:

Đây là loại nồi hơi sử dụng chủ yếu làm nồi hơi cho các tàu thủy hiện nay do có các đặc điểm sau:

1) Có thông số hơi cao do bố trí nhiếu nhizều bề mặt trao đổi nhiệt, có cường độ trao đổi nhiệt cao.

2) Năng suất hơi cao và hiệu suất nhiệt cao do bố trí hợp lí các mạch tuần hoàn.

3) Thông số hơi ổn địnhdo bố trí bộ tự động điều chỉnh nhiệt độ hơi và các bộ sấy hơi, bộ giảm sấy.

4) Kích thước gọn nhẹ do bố trí hợp lí các bề mặt trao đổi nhiệt rất phù hợp trang bị cho các tàu thủy.

5) Các ống cong, bố trí dày nên đòi hỏi chất lượng nước cao.

Tuy nhiên nồi hơi đòi hỏi người khai thác phải có trình độ, phải tuyệt đối tuân thủ quy trình khai thác. Đặc biệt là chương trình thổi muội và xử lí nước nồi hơi. Chất lượng nước đòi hỏi cao.

Câu 10: Trinh bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động,các bộ phận chính,đặc điểm của nồi hơi ống nước thẳng đứng?(bản vẽ số 3)

1động cơ điện quạt gió 2.biến áp đánh lửa 3.bướm gió 4.quat gió 5.hộp gió 6.loa gió 7.thân nồi 8.lớp cách nhiệt 9.ống nước 10.khoang khí lò 11.trống nước 12. trông hơi 13.hộp ống khói 14.nắp trên 15. nắp dưới 16.buồng đốt 17.mặt sàng 18.đáy nồi 19.thiết bị đốt nồi

*Nguyên lý hoạt động:

-Phía khí lò: Nhiên liệu và không khí được cấp vào buồng đốt từ phía trên, cháy và trao nhiệt bức xạ cho nước trong ống của hàng ống tiếp xúc với buồng đốt. Sau đó thoát qua cung khuyết của hàng ống phía trong quét qua khe hở giữa hai hàng ống, trao nhiệt cho nước bên trong hai hàng ống. Sau đó khí lò lưu động tới cung khuyết của hàng ống bên ngoài rồi thoát ra ngoài qua ống khói.

-Phía nước: Nước trong các ống nước đứng nhận nhiệt của khí lò quét bên ngoài. Hàng ống phía trong do tiếp xúc với buồng đốt, nhận nhiệt bức xạ, sôi và sinh hơi. Hỗn hợp nước, hơi có tỷ trọng nhẹ đi lên trống hơi. Nước trong hàng ống phía ngoài nhận nhiệt ít hơn, chưa đủ sôi nên có tỷ trọng nặng hơn chảy xuống khoang nước, bù vào lượng nước đã sinh hơi tạo thành vòng tuần hoàn. Tại không gian hơi, hơi nước được tách ra và được dẫn đi sử dụng. Nước bổ xung cho phần nước đã sinh hơi được bơm cấp nước nồi cấp vào trống nước.

Đặc điểm kết cấu và ứng dụng:

1.Các ống nước thẳng đứng nên thuận lợi cho việc vệ sinh ống.

2.Không cần chất lượng nước nồi hơi cao do ống nước to, thẳng, tuần hoàn đơn giản.

3.Năng suất, thông số hơi thấp do tỷ lệ bề mặt trao đổi nhiệt thấp.

4.Lượng nước trong nồi hơi lớn lên nổ khi nổ vỡ nguy hiểm.

5.Do chiều cao không gian hơi khá lớn nên chất lượng hơi bão hoà sinh ra khá tốt.

Thường ứng dụng làm nồi hơi phụ trong hệ thống liên hợp nồi hơi phụ-bộ tận dụng nhiệt khí xả, phục vụ hâm sấy nhiên liệu và sinh hoạt cho một số tàu Diesel.

Câu 11:Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động,các bộ phận chính,đặc điểm của nồi hơi ống nước tuần hoàn cưỡng bức kiểu Lamon?(bản vẽ số 4)

1.buông đốt 2.thân nồi 3.cụm ống nước sôi 4.cụm ống sấy hơi 5.cụm ống hâm nước 6.bầu hơi 7.bơm tuần hoàn 8.màn vách ống 9.thiết bị buồng đốt

Hệ thống nồi hơi này bao gồmcác bộ phận chính: thân nồi hơi, buồng đốt, các cụm ống nước, bầu tách hơi, bơm tuần hoàn và bơm cấp nước.

Thân nồi hơi thường có dạng hình trụ, là nơi đặt buồng đốt và các cụm ống nước. Các cụm ống nước thường được uốn thành tựng cuộn, đặt bên trong thân nồi. Một số trường hợp sử dụng các cuộn ống đặt chồng lên nhau, nối chung vào các ống góp thẳng đứng.

*Nguyên lý hoạt động:

Nhiên liệu và không khí được cấp vào và đốt cháy trong buồng đốt. Khí lò tạo ra quét dọc qua các chồng ống nước, trao nhiệt cho nước ở trong ống, rồi thoát ra ống khói. Nước trong các ống lưu động cưỡng bức nhờ bơm tuần hoàn hút nước từ phía dưới của bầu tách hơi. Nước được cấp cho các cụm ống từ phía trên để đảm bảo nhiệt độ nước tăng dần. Dọc theo đường lưu động của nước trong ống, nhiệt độ nước tăng dần, sôi và sinh hơi. Hỗn hợp nước và hơi được đưa tới bầu tách hơi, ở đây phần hơi được tách ra, nổi lên phía trên và được đưa đi sử dụng. Lượng nước ở phía dưới tiếp tục được bơm tuần hoàn hút và đưa đến cụm ống nước. Bơm cấp nước có nhiệm vụ cấp nước vào bầu tách hơi (phần không gian nước) để bổ xung cho lượng nước đã sinh hơi.

*Đặc điểm: Loại nồi hơi này không cần trống nước, nên lượng nước trong nồi hơi tương đối nhỏ. Vì vậy chúng an toàn hơn nhiều so với các loại nồi hơi khác. Nhờ lượng nước nhỏ cộng với cường độ trao đổi nhiệt cao do tuần hoàn cưỡng bức, nên loại nồi hơi này thường có trọng lượng, kích thước nhỏ hơn nhiều so với các nồi hơi tuần hoàn tự nhiên có cùng công suất. Lượng nước nhỏ cũng giúp cho thời gian sinh hơi nhanh, điều này là đặc biệt hữu ích trong các trường hợp cần cung cấp hơi nhanh. Nhờ tuần hoàn cưỡng bức, loại nồi hơi này cho phép sử dụng các ống nước cong và có đường kính nhỏ hơn, nên tăng diện tích bề mặt trao nhiệt trên một đơn vị thể tích, tăng cường độ trao đổi nhiệt nhờ đối lưu cưỡng bức. Nhờ sử dụng tuần hoàn cưỡng bức, con cho phép sử dụng buồng đốt tăng áp, tăng nhiệt tải dung tích buồng đốt, giảm trọng lượng, kích thước của nồi hơi. Tuy nhiên, do các cụm ống nước cong, nhỏ, cường độ bay hơi trên một đơn vị diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cao, nên đòi hỏi chất lượng nước nồi hơi cao. Đồng thời cần đặc biệt chú ý cấp nước cho các cụm ống nước khi nồi hơi làm việc ở các chế độ quá độ hay khi khởi động. Để đảm bảo hoạt động an toàn, loại nồi hơi này thường được trang bị một hệ thống tự động điều khiển, giám sát và bảo vê. Hệ thống này tự động đưa bơm tuần hoàn vào hoạt động khi đốt nồi hơi và tự động dừng nồi hơi khi nhiệt độ các cụm ống nước quá cao.

Câu 12:Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động,các bộ phận chính,đặc điểm của nồi hơi liên hợp phụ-khí xả ống lửa nằm?(bản vẽ số 5)

1.thân nồi 2.khoang nước 3.ống lửa nồi hơi khí xả 4.ông khói nồi hơi phụ 5.ông lửa nồi hơi phụ 6.thiết bị buồng đốt 7.buồng đốt nồi hơi phụ 8.hộp lửa nồi hơi phụ 9.đường khí xả động cơ diesel vào 10.ống khói nồi hơi khí xả.

*Cấu tạo

Thân nồi hơi có dạng hình trụ thẳng đứng chia làm hai phần: cụm ống lửa nằm của nồi hơi phụ và cụm ống lửa nằm của nồi hơi khí xả. Các cụm ống lửa được liên kết qua hai mặt sàng tạo nên sự ngăn cách giữa không gian nước và không gian khí lò. Buồng đốt được bố trí phía dưới cùng. Nửa dưới nồi hơi có bố trí đường ống khói cho nồi hơi phụ. Nửa trên có bố trí đường khí xả từ động cơ diesel vào và đường ống khói của nồi hơi khí xả. Hình dưới mô tả nồi hơi liên hợp ống lửa nằm.

*Nguyên lý hoạt động

-Nồi hơi phụ: Khi làm việc với nồi hơi phụ, nhiên liệu và không khí được đốt cháy trong buồng đốt 7 của nồi hơi trao nhiệt cho nước bao bên ngoài. Sau đó thoát lên hộp lửa và chia vào các ống lửa. Khí lò tiếp tục trao nhiệt cho nước bên ngoài ống, cuối cùng thoát ra ngoài qua ống khói 4. Nước bên ngoài ống nhận nhiệt của khí lò sôi, bốc hơi. Hỗn hợp nước-hơi có tỷ trọng nhẹ thoát lên không gian hơi. phần hơi tách ra được đưa đi sử dụng.

-Nồi hơi khí xả: Khi tàu chạy hành trình, khí xả từ động cơ diesel chính được dẫn vào nồi hơi, chia vào các ống lửa, trao nhiệt cho nước bên ngoài ống sau đó thoát ra ngoài qua ống khói. Nước bên ngoài ống nhận nhiệt của khí xả sôi và bốc hơi. Hỗn hợp nước- hơi có tỷ trọng nhẹ thoát lên không gian hơi. Phần hơi tách ra trong không gian hơi được đưa đi sử dụng.

*Đặc điểm, ứng dụng

1) Cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng.

2) Không đòi hỏi chất lượng nước cao.

3) Năng suất sinh hơi thấp do tỷ lệ bề mặt trao đổi nhiệt thấp;

4) Thông số hơi thấp nhưng chất lượng hơi tốt do chiều cao không gian hơi lớn.

5) Thời gian nhóm lò lấy hơi lâu do lượng nước trong bầu nồi lớn. Tuy nhiên năng lượng tiềm tàng lớn.

Câu 13: Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động,các bộ phận chính,đặc điểm của nồi hơi liên hợp phụ-khí xả ống lửa đứng?(bản vẽ số 6)

Làm sau!

Câu 14: Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động,các bộ phận chính,đặc điểm của hệ thống liên hợp nồi hơi phụ-khí xả?(bản vẽ số 7)

1- Đường ống hỗn hợp nước hơi; 2- Hộp góp ra; 3- Hộp góp vào; 4- ống ruột gà của nồi hơi khí thải;5- Đường ống nước; 6- Bơm cưỡng bức tuần hoàn; 7- ống dầu cung cấp cho buồng đốt; 8- Quạt gió; 9- Súng phun; 10- Két nước cấp; 11- Bơm nước cấp nồi; 12- Nồi hơi ống lửa; 13- Đường ống hơi đi tiêu dùng; 14-Van an toàn; 15- Van; 16-Nồi hơi khí xả

*Nguyên lý hoạt động:

-Nồi hơi phụ: Nồi hơi phụ được đưa vào hoạt động khi động cơ Diesel chính không hoạt động. Khi ấy không cần chạy bơm tuần hoàn cấp nước cho bộ tận dụng nhiệt khí xả. Hơi nước sinh ra từ nồi hơi phụ được đem đi sử dụng phục vụ các mục đích trên tàu. Nồi hơi phụ sử dụng trong hệ thống có thể là nồi hơi ống nước hoặc nồi hơi ống lửa.

-Bộ tận dụng nhiệt khí xả: Khi động cơ Diesel chính làm việc, khí xả quét qua cụm ống của bộ tận dụng nhiệt khí xả, trao nhiệt cho nước trong ống rồi thoát ra ống khói. Nước trong cụm ống được cấp qua ống góp nước nhờ bơm tuần hoàn hút nước từ khoang nước nồi hơi phụ. Nước trong cụm ống nhận nhiệt của khí lò ngoài ống, sôi, bốc hơi. Hỗn hợp nước, hơi qua ống góp ra trở về trống hơi. Tại đây hơi được tách ra và được đưa đi sử dụng. Phần nước chảy xuống trống nước và lại được bơm tuần hoàn cấp tới bộ tận dụng nhiệt khí xả. Như vậy ở chế độ làm việc với bộ tận dụng nhiệt khí xả, nồi hơi phụ đóng vai trò như một bầu phân ly nước-hơi.

*Các bộ phận chính:

Khi tầu đậu chỉ có nồi hơi phụ 12 (ống lửa ngược chiều) hoạt động. Súng phun 9 nhờ không khí của quạt gió tiến hành phun sương. Van 14, 15 được đóng lại để tách nồi hơi khí thải ra. Bơm cấp nồi 11 hút nước từ két nước cấp 10 vào không gian nước của nồi hơi.

Khi tàu chạy nồi hơi khí thải cung cấp hơi nước, còn nồi hơi phụ không hoạt động và chỉ có tác dụng của một bầu phân ly hơi.

Nước từ không gian nước của nồi hơi phụ 12 qua van 15 hút vào bơm cưỡng bức tuần hoàn 6, qua các ống ruột gà của nồi hơi khí thải 4 hấp nhiệt của khí thải động cơ, hình thành hỗn hợp nước - hơi qua van 14 vào nồi hơi phụ 12 tiến hành phân ly thành nước và hơi, hơi nước từ nồi hơi phụ 12 qua van hơi chính theo đường ống 13 đến nơi tiêu dùng. Bơm cưỡng bức tuần hoàn 6 làm việc liên tục trong suốt thời gian máy chính chạy. Để cung cấp đủ hơi nước trong lúc manơ điều động tàu hoặc khi máy chính chạy ở chế độ nhỏ tải ta có thể phải cho nồi hơi phụ cùng hoạt động đồng thời.

*Đặc điểm:

Hệ thống này có ưu điểm là bộ tận dụng nhiệt khí xả rất nhỏ gọn, dễ bố trí trên đường ống xả của động cơ Diesel. Tuy nhiên bộ tận dụng nhiệt khí xả có mật độ cụm ống khá dày đặc nên tăng sức cản trên đường xả của động cơ Diesel. Để tránh sức cản lớn và tăng cường độ trao đổi nhiệt cần tuyệt đối tuân thủ chế độ thổi muội cho bộ tận dụng nhiệt khí xả

Câu 15: Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động,đặc điểm của súng phun áp lực?(bản vẽ số 8)

1.Đầu súng phun 2.Lắp chụp 3.Bép phun 4.Thân súng phun 5.Tay cầm 6.Đường dẫn dầu 7.Đường dầu vào a.Buồng lốc xoáy b.Rãnh tiếp tuyến c.Lỗ phun

Súng phun kiểu áp lực còn được gọi là súng phun ly tâm cơ học hoặc súng phun ly tâm không quay, hoặc súng phun kiểu ly tâm.

Lợi dụng hiệu ứng ly tâm tạo nên bởi thế năng của cột áp dầu (dầu đi qua rãnh tiếp tuyến của buồng xoáy lốc của vòi phun) mà phun dầu thành sương. Dầu cung cấp cho súng phun có cột áp 8 ¸10 kG/cm2 nhờ bơm dầu. Dầu được dẫn vào rãnh 1 của súng phun, khi qua (2 ¸ 6) rãnh hẹp b của vòi phun sẽ tăng lưu tốc lên rất nhanh. Chú ý rằng rãnh b có hướng tiếp tuyến với buồng xoáy lốc 2 hình côn của vòi phun cho nên khi dòng dầu đi qua vòi phun không những đạt lưu tốc nhanh, lại còn chuyển động xoáy mỗi lúc một nhanh, kết quả dòng dầu theo mặt côn của buồng xoáy lốc a vừa xoay vừa tiến nhanh dần lên phía trước. Khi ra lỗ dầu C, dòng dầu có hình nón với độ dày mỏng, lực căng bề mặt bé, lực quán tính của chuyển động xoáy lốc lớn hơn nội lực ma sát của dầu, nên dòng dầu bị phá vỡ ra thành các hạt sương dầu kết thành hình nón.

Động năng của dòng dầu (do thế năng của dầu tạo ra) không những phải khắc phục nội lực ma sát của dầu (độ nhớt) mà còn phải khắc phục lực ma sát giữa dòng dầu với bề mặt rãnh trên vòi phun. Vì vậy đó cũng là một lý do giải thích vì sao rãnh tiếp tuyến phải rất nhỏ, rất nhẵn.

Hình dạng ngọn lửa (độ dài và góc phun sương) chủ yếu phụ thuộc vào tỷ số ft/f0

Với ft: tổng diện tích mặt cắt các rãnh tiếp tuyến

f0 diện tích của lỗ phun.

Khi tỷ số ft/f0 bé, lực quán tính tác dụng lên giọt dầu lớn làm tăng phần lưu tốc hướng kính của giọt sương dầu (còn phần lưu tốc hướng trục bị giảm tương đối) kết quả ngọn lửa ngắn và có góc phun lớn.

Chất lượng phun dầu chủ yếu quyết định bởi cột áp của dầu, trạng thái bề mặt rãnh tiếp tuyến buồng xoáy lốc và lỗ phun. áp suất dầu càng cao, chất lượng phun sương càng tốt, thậm chí dầu rò ra ở lỗ phun cũng hóa sương. Vòi phun cần chế tạo bằng thép hợp kim nhiều crôm và nhiều Niken (Cr » 81%, Ni »18%) để chịu mòn tốt, các bề mặt rãnh dẫn dầu phải nhẵn bóng, mỗi ca đốt lò đều phải lau rửa súng phun, các vòi phun đã mòn nhiều phải thay mới.

*Các phương pháp điều chỉnh lượng dầu phun:

+ Với loại súng phun không điều chỉnh được: có thể tiến hành theo những cách sau đây:

- Thay đổi áp suất dầu phun: sẽ ảnh hưởng đến chất lượng phun sương, nên chỉ có thể dùng trong phạm vi tải trọng 70 ¸ 100%.

- Tắt bớt súng phun (với nồi hơi có nhiều súng phun): nhưng làm cho ngọn lửa cháy không đều khắp buồng đốt.

- Thay vòi phun cỡ khác: có thể dùng cho mọi phạm vi tải trọng.

+ Với loại súng phun điều chỉnh được:

- Tiến hành bằng cách điều chỉnh áp suất dầu thừa (do đó điều chỉnh lượng dầu phun) từ súng phun trở về đường ống hút của bơm dầu (dầu thừa có thể lấy từ buồng xoáy lốc hoặc lấy tại sau lỗ phun trên hình 5.4.

- Ngoài ra có ba loại súng phun có cấu tạo cho phép điều chỉnh mặt cắt rãnh tiếp tuyến, bằng súng phun điều chỉnh như hình 5.5a, hoặc bằng xi lanh điều chỉnh hoặc bằng cách xoay vành ngoài 3 . Khi ấy không làm biến đổi áp suất dầu trước rãnh tiếp tuyến.

- Thay đổi thể tích buồng xoáy lốc.

Ưu điểm của loại súng phun điều chỉnh áp lực dầu thừa là điều chỉnh trong phạm vi rộng của tải trọng nồi hơi, dễ thực hiện tự động hóa điều chỉnh, đảm bảo được tốc độ góc nhanh của dòng dầu ngay cả khi nhẹ tải, do đó có chất lượng phun sương tốt.

Nhược điểm của nó là: Khi nhẹ tải có góc phun quá lớn làm cháy hỏng gạch buồng đốt quanh súng phun, lượng dầu nóng thừa trở về nhiều nên cần làm mát cho ống góp dầu thừa, cần tăng áp suất dầu lên 1,5 ¸2 lần, hệ số không khí thừa tăng 10 ¸15%, phạm vi điều chỉnh hẹp (vì rằng muốn giảm lượng phun dầu xuống 4 lần thì cần giảm áp suất dầu xuống 16 lần).

Súng phun áp lực tuy chất lượng phun sương không bằng súng phun kiểu hơi nước hoặc không khí nén, song được dùng rộng nhất trên tàu vì tốn ít năng lượng cho việc phun sương, đơn giản, bền chắc.

Câu 16: Trình bày các yêu cầu đối với van an toàn của nồi hơi. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van an toàn kiểu đẩy thẳng ,có vành điều chỉnh?(bản vẽ số 9)

Khi áp suất trong bầu nồi và áp suất trong bầu sấy hơi bắt đầu vượt quá áp suất qui định cho nồi hơi ấy, van an toàn sẽ tự động xả bớt một phần hơi nước ra ngoài trời, bảo đảm an toàn cho nồi hơi.

*Yêu cầu đối với van an toàn:

- Phải đóng mở dứt khoát, không rung giật

- Phải có tay giật sự cố.

- Ống xả hơi thừa không được đặt trực tiếp lên van vì làm cong vênh van, hơi thừa xả ra không được tiếp xúc với lò xo của van.

- Theo qui định của đăng kiểm, nồi hơi có mặt hấp nhiệt > 12m2 phải có ít nhất 2 van an toàn, và được điều chỉnh sao cho van thứ nhất mở ra khi áp suất trong nồi vượt qúa áp suất qui định là 0,5at, van thứ hai mở ra khi áp suất vượt quá áp suất qui định là 0,7at.

- Mỗi van an toàn đều có kẹp chì của cơ quan đăng kiểm.

- Khi thử thuỷ lực nồi hơi phải tháo van an toàn ra và dung bích mù bịt lại, không được nén lò xo để đóng kín van.

- Đối với nồi hơi ống lửa: Khi van an toàn đã mở hoàn toàn, lò vẫn đốt bình thường, van hơi chính đóng lại vẫn đảm bảo áp suất trong bầu trên không vượt quá 1,08PN trong vòng 15 phút. Còn đối với nồi hơi ống nước, không vượt quá 1,10PN trong vòng 7 phút.

- Van an toàn phải được đặt phía trên của bầu hơi.

- Thân van bằng gang chỉ được dùng khi hơi nước < 10at và 1800C.

- Tổng diện tích bé nhất của lõi hơi qua van an toàn được tính theo công thức qui phạm:

Trong đó: n: số van

d: đường kính trong vành tì, cm

h: độ cao nâng van, cm

D: lượng sinh hơi định mức của nồi hơi, kg/h

P: áp suất nồi hơi, at

A=0,0075 đối với van có h≤d/20

A=0,015 đối với van có h≥d/25

*Cấu tạo:

1.Đường hơi vào 2.Lỗ xả 3.Vít hãm 4.Đế van 5.Tay giật 6.Nắp đậy 7.Bu lông chỉnh 8.Đế lò xo trên 9.Thân van 10.Lò xo 11.Ty van 12.Đế lò xo dưới 13.Vành trượt 14.Cửa hơi ra 15.Vành điều chỉnh

*Nguyên lý hoạt động:

Khi nồi hơi làm việc bình thường, nấm van được đóng kín nhờ lực căng của lò xo cân bằng với áp lực hơi đẩy van lên.

Khi áp suất trong bầu nồi quá cao, áp lực hơi thắng lực căng của lò xo, nấm van 4 bị đội lên xả hơi thừa ra.

Khi cần điều chỉnh áp suất làm việc qui định của nồi hơi, vặn đai ốc 7 để điều chỉnh lực lò xo, sau đó niêm phong chì lại.

Nếu không có vành điều chỉnh 15, van sẽ bị rung giật khi đóng mở van: khi áp lực hơi vừa lớn hơn lực căng lò xo, nấm van đã bị đội lên ngay đồng thời lực căng lò xo tăng lên và lò xo đẩy van đóng lại ngay trước khi xả xong hơi thừa. Vì vậy van an toàn nên có vành điều chỉnh 15, hình thành không gian hình vành khăn và làm tăng thêm diện tích nấm van bị hơi nước tác dụng lên do đó lực căng lò xo được điều chỉnh với áp lực lớn hơn. Nhờ thế khi áp suất hơi trong bầu nồi lớn hơn áp suất qui định van vẫn chưa bắt đầu mở. Khi áp suất hơi lớn hơn nhiều so với áp suất qui định hơi nước mới đẩy nấm van lên một cách dứt khoát, ổn định được như vậy là nhờ tác dụng tiết lưu của vành điều chỉnh 15 tạo lên không gian hình vành khăn có áp suất hơi tác dụng lên phần diện tích tăng thêm của nấm van. Vậylực căng R của lò xo khi điều chỉnh xong phải là:

R = (PN + DP) (F + DF)

Trong đó:

PN : áp suất quy định của nồi hơi;

DP: độ tăng áp suất khi van bị đẩy lên;

F: diện tích cơ bản của nấm van;

DF: phần diện tích tăng thêm của nấm van do nhờ không gian hình vành khăn.

Khi đóng, van phải chờ đến khi áp suất hơi hạ thấp nhiều mới đóng lại được.

(PN - DP) (F+ DF) < (PN - DP)F

Trong đó:

DP- độ giảm áp suất so với áp suất qui định khi van đóng lại.

Thông thường:

DP = 0,04 PN

Khi cần điều chỉnh áp suất bắt đầu mở van, vặn vành điều chỉnh 15 lên hay xuồng mà điều chỉnh mức độ thông nhau giữa không gian hình vành khăn với khí trời. Việc điều chỉnh này thường tiến hành như sau:, trước khi siết chặt lò xo vặn vành điều chỉnh 15 sao cho nấm van mở ra khi áp suất trong nồi hơi là 0,25 ¸ 0,5 kG/cm2. Van an toàn kiểu đẩy thẳng ổn định được dùng rộng rãi cho nồi hơi tàu thủy với áp suất dưới 20 kG/cm2, vì rằng cấu tạo đơn giản làm việc đảm bảo, tiện điều chỉnh.

Song nó không dùng cho nồi hơi trên 20 kG/cm2 vì rằng khi ấy lò xo rất lớn, chóng mất tính đàn hồi, khó điều chỉnh. Đặc biệt là rất khó chế tạo lò xo, dễ rò hở (hơi cao áp có thể tích riêng bé).

Câu 17: Trình bày các yêu cầu đối với van an toàn của nồi hơi. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của van an toàn kiểu xung?(bản vẽ số 10)

Khi áp suất trong bầu nồi và áp suất trong bầu sấy hơi bắt đầu vượt quá áp suất qui định cho nồi hơi ấy, van an toàn sẽ tự động xả bớt một phần hơi nước ra ngoài trời, bảo đảm an toàn cho nồi hơi.

*Yêu cầu đối với van an toàn:

- Phải đóng mở dứt khoát, không rung giật

- Phải có tay giật sự cố.

- Ống xả hơi thừa không được đặt trực tiếp lên van vì làm cong vênh van, hơi thừa xả ra không được tiếp xúc với lò xo của van.

- Theo qui định của đăng kiểm, nồi hơi có mặt hấp nhiệt > 12m2 phải có ít nhất 2 van an toàn, và được điều chỉnh sao cho van thứ nhất mở ra khi áp suất trong nồi vượt qúa áp suất qui định là 0,5at, van thứ hai mở ra khi áp suất vượt quá áp suất qui định là 0,7at.

- Mỗi van an toàn đều có kẹp chì của cơ quan đăng kiểm.

- Khi thử thuỷ lực nồi hơi phải tháo van an toàn ra và dung bích mù bịt lại, không được nén lò xo để đóng kín van.

- Đối với nồi hơi ống lửa: Khi van an toàn đã mở hoàn toàn, lò vẫn đốt bình thường, van hơi chính đóng lại vẫn đảm bảo áp suất trong bầu trên không vượt quá 1,08PN trong vòng 15 phút. Còn đối với nồi hơi ống nước, không vượt quá 1,10PN trong vòng 7 phút.

- Van an toàn phải được đặt phía trên của bầu hơi.

- Thân van bằng gang chỉ được dùng khi hơi nước < 10at và 1800C.

- Tổng diện tích bé nhất của lõi hơi qua van an toàn được tính theo công thức qui phạm:

Trong đó: n: số van

d: đường kính trong vành tì, cm

h: độ cao nâng van, cm

D: lượng sinh hơi định mức của nồi hơi, kg/h

P: áp suất nồi hơi, at

A=0,0075 đối với van có h≤d/20

A=0,015 đối với van có h≥d/25

*Cấu tạo:

1.Van chính 2.Cửa thoát hơi 3.Ty van chính 4.Xy lanh lực 5.Lò xo van chính 6.vít điều chỉnh 7.Đế trên lò phụ 8.Lò xo van phụ 9.Ty van phụ 10.Đế dưới lò xo phụ 11.Đế van phụ 12.Đường hơi xung

*Nguyên lý hoạt động:

Khi áp suất nồi hơi vượt quá áp suất qui định van phụ được mở dẫn mạch xung theo đường ống vào ngăn bên trên piston của van chính, piston có diện tích lớn hơn diện tích nấm van chính , nếu nấm van của piston bị đẩy xuống dưới, hơi thừa qua van chính mà thoát ra.

Khi áp suất nồi hơi đã giảm đến áp suất qui định van phụ đóng lại, ngăn bên trên piston nhờ ống mà thông với khí trời, kết quả nấm van chính đóng lại dưới tác dụng áp lực của hơi nồi hơi lên nấm van và lực nén của lò xo .

Van an toàn mạch xung chỉ có các lò xo nhỏ, nấm van chính khi không xả hơi thừa được đóng kín nhờ áp lực của hơi nước; nhỏ gọn; bền chắc cho cả trường hợp áp suất cao nhiệt độ cao. Vì vậy khi áp suất nồi hơi trên 20 kG/cm2 thường dùng loại van an toàn này.

Câu 18: Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động các chú ý khi khai thác ống thủy sáng?(bản vẽ số 11)

1-Đường thông không gian hơi 2- Mặt trước ống thuỷ 3- Bulông 4- Mặt kính 5- Ống thủy tinh 6- Phần khúc xạ ánh sáng 7- Đường thông không gian nước 8- Mặt chia độ

Theo qui định của cơ quan Đăng kiểm mỗi nồi hơi ít nhất phải có 2 ống thủy đặt sát ngay cạnh bên bầu trên để thấy rõ mực nước trong nồi hơi.

*Nguyên lý hoạt động:

Ống thủy áp dụng nguyên tắc 2 bình thông nhau, mức nước nhìn thấy trong ống thủy bằng mức nước trong nồi hơi: nửa trên ống thủy thông với không gian hơi của bầu nồi, nửa dưới ống thủy thông với không gian nước của bầu nồi, mực nước trong ống thủy vẫn là mực nước trong nồi hơi.

Ngoài các kiểu ống thủy mô tả ở đây ra còn có ống thủy quang học. Nó gồm có một tấm mắt cáo đặt trong không gian nước của bầu trên và một tấm gương pharabôn đặc biệt. Mặt sau của tấm mắt cáo ấy chiếu lên tấm gương pharabôn có đèn điện soi cho thấy mực nước.

Để xem mực nước, dùng ống thuỷ tinh (cho trường hợp hơi bão hòa dưới 18 kG/cm2) hoặc tấm thủy tinh phẳng (cho trường hợp PH > 20 kG/cm2). Để có ánh đèn soi rõ thêm đường mực nước, mặt sau ống thủy được mài nhám, còn tấm thủy tinh phẳng có khắc 2 ¸ 3 rãnh dài hình tam giác nhờ tác dụng bức xạ tia sáng đi qua rãnh tam giác nên đứng ngoài nhìn vào thấy nước mầu đen hoặc mầu sẫm, còn hơi nước màu trắng, do đó từ xa nhìn vẫn rõ.

Mặt ống thủy của nồi hơi dưới 40 kG/cm2 làm bằng thủy tinh ống thường, trên 40 kG/cm2 phải làm bằng pha lê để khỏi chất kiềm phá hoại.

*Các chú ý khi khai thác:

Để thuận lợi cho việc vệ sinh, bảo dưỡng, các ống thủy bao giờ cũng được nối với thân nồi qua các van. Mỗi ống thủy có 3 van (một van nối thông với không gian hơi, một van nối thông với không gian nước, một van xả bẩn) để thông rửa ống thủy Trong trường hợp hư hỏng ống thủy (ví dụ mặt thủy tinh bị vỡ), có thể đóng các van này để cách ly ống thủy khỏi nồi hơi.

Để ống thủy chỉ báo chính xác mức nước trong nồi hơi, cần giữ cho các đoạn ống nối không bị tắc bằng cách định kỳ xả ống thủy. Khi làm việc các van nối với không gian hơi và không gian nước luôn mở, van xả bẩn luôn đóng. Khi cần xả ống thủy ta đóng van nối với không gian hơi và không gian nước, mở van xả bẩn sau đó mở lần lượt các van nối với không gian hơi và không gian nước để thông các đoạn ống trên, dưới.

Câu 19: Trình bày sơ đồ cấu tạo,nguyên lý hoạt động các chú ý khi khai thác ống thủy tối?(bản vẽ số 12)

*Cấu tạo:

1.Ống chất lỏng không đổi 2.Gờ chắn cặn 3.Ống chữ U chứa chất lỏng nặng 4.Mực chất lỏng nặng đo mức nước nồi hơi 5.Cửa xổ bổ xung chất lỏng nặng 6.Cột chất lỏng nặng 7.Van xả nước 8.Van thông với không gian hơi 9.Khoang ngưng tụ 10.Ống thủy tinh 11.Ông thủy sáng 12.Van thông với không gian nước 13.Đường nước ngưng tràn 14.Ngăn nước ngưng 15.Vít xả khí 16.Cửa bổ xung nước 17.Van xả chất lỏng nặng

Các nồi hơi tàu thủy thường được bố trí ở trên cao và xa nơi điều khiển. Để thuận tiện cho người khai thác, thiết bị chỉ báo mức nước từ xa được ứng dụng.

*Nguyên Lý hoạt động:

Một số nồi hơi kiểu cũ còn sử dụng ống thủy tối (ống thủy đặt thấp) để chỉ báo mức nước từ xa. Thiết bị này cũng áp dụng nguyên tắc bình thông nhau như ống thủy tại chỗ, nhưng phần chỉ báo đặt từ xa là một ống chữ U chứa một chất lỏng nặng. Một nhánh của chữ U nối với khoang hơi luôn chứa đầy nước cảm ứng một cột áp tĩnh không đổi, nhánh còn lại nối với không gian nước cảm ứng một cột áp tĩnh thay đổi theo mức nước nồi hơi. Nhờ vậy bằng cách xem mức chất lỏng nặng trong ống chữ U có thể suy ra mức nước nồi hơi.

Tuy nhiên loại thiết bị này hiện nay hầu như không được sử dụng vì cồng kềnh, khó lắp đặt và không có khả năng tổ hợp làm thiết bị cảm ứng mức nước phục vụ cho việc tự động điều khiển mức nước nồi hơi.

Câu 20: Trình bày đặc điểm,sơ đồ,nguyên lý hoạt động và ưu nhược điểm của hệ thống nhiên liệu nồi hơi?(bản vẽ số 13)

*Cấu tạo:

1.Két dầu DO 2.Két dâu FO 3.Van ba ngả 4.Phin lọc 5.Bơm nhiên liệu 6.Áp kế 7.Nhiệt kế 8.Các rơ le nhiệt 9.Bầu hâm 10.Súng phun 11.Van điên từ 12.Rơ le áp suất

* Nguyên lý hoạt động của hệ thống như sau: Nhiên liệu từ các két DO hoặc FO được bơm nhiên liệu hút qua các van chặn (thường là các van đóng nhanh), van ba ngả, phin lọc rồi được đẩy qua bầu hâm. Bằng cách thay đổi vị trí của van ba ngả có thể sử dụng một trong hai phin lọc hoặc cả hai. Nếu sử dụng nhiên liệu nặng (HFO), nhiên liệu sẽ được hâm tới nhiệt độ cao tại bầu hâm (khoảng 95-120oC), sau đó được đưa tới súng phun.

Tuỳ từng điều kiện mà van điện từ bố trí trên đường dầu hồi có thể được điều khiển đóng hoặc mở theo các chương trình được đặt sẵn từ bộ điều khiển trung tâm. Nếu van điện từ đóng, áp suất nhiên liệu sau bơm cấp sẽ tăng lên và nhiên liệu sẽ được súng phun phun vào buồng đốt; nếu van điện từ mở, áp suất nhiên liệu thấp không đủ để mở van tuần hoàn trên súng phun nên không được cấp vào buồng đốt mà tuần hoàn ngược trở lại bơm. Tín hiệu lệnh được đưa tới bộ điều khiển trung tâm để đóng van điện từ khi có nhu cầu cấp nhiên liệu vào buồng đốt, nghĩa là khi áp suất hơi trong nồi hơi thấp. Điều này xảy ra khi mới bắt đầu đốt nồi hơi hoặc khi nồi hơi đang hoạt động ở chế độ tự động mà áp suất hơi giảm đến giá trị đặt trước. Tuy nhiên, nhiên liệu chỉ có thể được cấp vào buồng đốt nồi hơi (van điện từ đóng lại) khi các điều kiện để đảm bảo cho quá trình cháy đủ như: quạt gió đã chạy; nhiệt độ hâm nhiên liệu đảm bảo, áp suất nhiên liệu đảm bảo; mức nước nồi hơi không thấp.

Khi đốt với nhiên liệu FO thì bầu hâm được đưa vào hoạt động. Thông thường người ta sử dụng các bầu hâm điện. Nhiệt độ hâm nhiên liệu được điều chỉnh tự động nhờ các rơ le nhiệt. Một rơle nhiệt đảm nhận nhiệm vụ đóng, ngắt nguồn hâm khi nhiệt độ nhiên liệu thấp hay cao (ví dụ: đóng khi nhiệt độ giảm tới 95oC, ngắt khi nhiệt độ tăng đến 120oC); ngoài ra còn có các rơle nhiệt điều khiển bơm tuần hoàn nhiên liệu, báo động nhiệt độ nhiên liệu cao (trên 145oC). Khi nhiệt độ nhiên liệu quá thấp (dưới 85oC) một rơle nhiệt đưa tín hiệu báo động nhiệt độ nhiên liệu thấp đồng thời van điện từ được mở để nhiên liệu tuần hoàn qua bầu hâm, dừng quá trình cháy.

Một số nồi hơi có thể được thiết kế cháy ở hai chế độ: cháy thấp và cháy cao (low/high flame). Khi ấy trình tự hoạt động của hệ thống nhiên liệu là: NGẮT - CHÁY THẤP - CHÁY CAO - CHÁY THẤP - NGẮT (OFF/LOW/HIGH/LOW/OFF). Việc chuyển từ cháy thấp sang cháy cao thực chất là tăng lượng nhiên liệu cấp vào buồng đốt nồi hơi.

Thông thường có hai cách để thay đổi lượng nhiên liệu cấp: sử dụng hai súng phun; sử dụng hai chế độ áp suất phun nhiên liệu. Với trường hợp đầu tiên bơm cấp nhiên liệu đồng thời tới hai súng. Hai súng phun này được điều khiển độc lập: ở chế độ cháy thấp chỉ một súng phun được đưa vào làm việc; khi chuyển sang cháy cao, cả hai súng phun đều cấp nhiên liệu vào buồng đốt. Trường hợp thứ hai chỉ có một súng phun nhưng hệ thống được trang bị thiết bị phun nhiên liệu đặc biệt: ở chế độ cháy thấp hệ thống được điều chỉnh để làm việc với áp suất nhiên liệu thấp (ví dụ: 2MPa), khi ấy một lượng nhiên liệu được hồi trở lại; khi chuyển sang cháy cao hệ thống sẽ tăng áp suất phun nhiên liệu lên (ví dụ: 4MPa), khi ấy lượng nhiên liệu cấp vào cũng tăng theo.