Luận án Nghiên cứu khi động, trao đổi nhiệt và vòng đời của công nghệ lớp sôi tuần hoàn
Công nghệ lớp sôi tuần hoàn (Circulating Fluidized Bed, CFB) được phát triển từ công nghệ đốt nhiên liệu rắn trên ghi cố định với đặc thù là các hạt nhiên liệu rắn và tro xỉ được lưu chuyển và tuần hoàn trong toàn bộ hệ thống CFB gồm buồng đốt, bộ phân ly (cyclone), và đường hồi (Return Leg). Do đặc thù này, lò hơi CFB có một số các ưu điểm nổi bật so với những lò hơi đốt nhiên liệu rắn khác, cụ thể là:
- Linh hoạt trong việc sử dụng nhiên liệu: Điều kiện khí động đặc biệt của CFB tạo điều kiện cho các hạt nhiên liệu cấp vào buồng lửa nhanh chóng được phân tán vào trong buồng đốt, nhanh chóng được gia nhiệt đến nhiệt độ bắt cháy;
- Hiệu suất cháy cao: Tùy thuộc vào tốc độ cấp nhiên liệu và sự tuần hoàn của hạt trong hệ thống, hiệu suất cháy trong lò hơi CFB đạt trên 90 [87]. Những đặc tính sau góp phần nâng cao hiệu suất cháy trong lò hơi CFB : i) Sự hỗn hợp khí-hạt tốt hơn, ii) Tốc độ cháy cao hơn (đặc biệt với các hạt than thô); và iii) Đa số các hạt nhiên liệu chưa cháy kiệt sẽ được tái tuần hoàn lại buồng lửa.
- Hiệu quả khử lưu huỳnh: Lò hơi CFB có hiệu quả khử lưu huỳnh cao do cháy ở nhiệt độ tương đối thấp (850-950oC), có thể đưa trực tiếp đá vôi vào trong buồng đốt, các hạt hấp thụ rất mịn cho phép tăng diện tích bề mặt phản ứng khử lưu huỳnh;
- Giảm phát thải NOx: Giảm phát thải NOx là một đặc tính hấp dẫn chủ yếu của lò hơi CFB. Các số liệu thu được trong các lò hơi CFB đưa ra giá trị phát thải NOx trong khoảng 50-150 ppm hay là 20-150 mg/MJ;
- Bề mặt cắt ngang buồng lửa nhỏ: Lượng nhiệt sinh ra trên một đơn vị diện tích bề mặt cắt ngang của buồng lửa (nhiệt thế diện tích) cao là một ưu điểm nổi bật trong lò hơi CFB. Hệ thống đốt CFB có một nhiệt thế diện tích vào khoảng 3,5-4,5 MW/m2 [87], có thể bằng hoặc cao hơn lò đốt than phun.
- Có số lượng điểm cấp nhiên liệu ít hơn: Hệ thống cấp nhiên liệu trong lò hơi CFB được đơn giản hoá do số lượng điểm cấp ít, yêu cầu diện tích ghi nhỏ và do vậy diện tích buồng đốt sẽ nhỏ hơn diện tích buồng đốt lò than phun cùng công suất.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu khi động, trao đổi nhiệt và vòng đời của công nghệ lớp sôi tuần hoàn
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------------------------- NGUYỄN MINH TIẾN NGHIÊN CỨU KHI ĐỘNG, TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ VÒNG ĐỜI CỦA CÔNG NGHỆ LỚP SÔI TUẦN HOÀN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NHIỆT HÀ NỘI-2018 HÀ NỘI – 10/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ----------------------------------------- NGUYỄN MINH TIẾN NGHIÊN CỨU KHI ĐỘNG, TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ VÒNG ĐỜI CỦA CÔNG NGHỆ LỚP SÔI TUẦN HOÀN Chuyên ngành: Kỹ thuật nhiệt Mã số: 62520115 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NHIỆT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM HOÀNG LƯƠNG HÀ NỘI-2018 Hà Nội-2016 HÀ NỘI – 10/2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu được trích dẫn có nguồn gốc. Các kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng được tác giả nào công bố trong bất kỳ công trình nào. Tác giả luận án NGUYỄN MINH TIẾN LỜI CẢM ƠN Với tất cả sự kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất, tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Phạm Hoàng Lương đã tận tình chỉ bảo và động viên trong suốt quá trình nghiên cứu và viết luận án để tác giả có thể hoàn thành bản luận án này. Tác giả xin trân trọng cảm ơn cảm ơn tập thể các Thầy cô giáo Phòng nghiên cứu năng lượng bền vững, Viện Tiên tiến khoa học và công nghệ, Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt-Lạnh, Viện Đào tạo sau đại học của Trường đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình góp ý và giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận án. Tác giả xin trân trọng cảm ơn Viện Tiên tiến khoa học và công nghệ, Chương trình giáo sư UNESCO (Đại học Bách khoa Hà Nội) đã hỗ trợ tài chính trong việc cải tạo mô hình buồng đốt lớp sôi tuần hoàn hiện có tại Viện Khoa học và Công nghệ Nhiệt-Lạnh, các cán bộ kỹ thuật tại các Công ty nhiệt điện Na Dương, Cao Ngạn, Uông Bí đã cung cấp số liệu thông tin về hiện trạng khai thác vận hành lò lớp sôi tuần hoàn (CFB), lò than phun (PF) tại các công ty này. Cuối cùng Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình và các bạn bè đã động viên, giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian nghiên cứu, thực hiện luận án. MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu đại lượng (theo chữ Latinh) TT Ký hiệu Tên đại lượng Thứ nguyên 1 A Diện tích mặt cắt ngang của lớp hạt [m2] 2 AR Diện tích mặt cắt ngang ống lên [m2] 3 AD Diện tích mặt cắt ngang ống xuống [m2] 4 Ab Diện tích vách nhận bức xạ [m2] 5 Ahtp Diện tích mặt cắt ngang của thiết bị đo thăm dò truyền nhiệt [m2] 6 B Thông số trong phương trình (1.64) [-] 7 Ccp Nhiệt dung riêng của cụm hạt (cp: cluster of particle) [kJ/kg.K] 8 Cg Nhiệt dung riêng của khí (g: gas) [kJ/kg.K] 9 ch Hệ số hiệu chuẩn trong phương trình (1.80) [-] 10 Cp Nhiệt dung riêng của hạt (p: particle) [kJ/kg.K] 11 cv Nồng độ thể tích hạt trung bình [-] 12 Cvs Nồng độ thể tích hạt trung bình tại mặt cắt ngang [-] 13 CD Hệ số nâng, tại phương trình 1.31 [-] 14 Cl Hệ số điều chỉnh đối với chiều dài ống [-] 15 Cpp Hệ số hiệu chỉnh phản ánh sự tham dự của hạt trong pha phân tán [-] 16 Ct Hệ số hiệu chỉnh về sự khác biệt nhiệt độ giữa vách và môi trường [-] 17 D Đường kính buồng đốt/ống lên [m] 18 Db Đường kính bọt [m] 19 DD Đường kính trong của ống nhựa Acrylic [m] 20 DLV Đường kính trong của van L [m] 21 DLV,h Đường kính trong van L (theo phương ngang của van L) [m] 22 Dbmax Kích thước cực đại của bọt khí [m] 23 dpt Đường kính của hạt thô [m] 24 dp Đường kính hạt (p: particle) [m] 25 dpi Đường kính hạt có tỷ phần xi [m] 26 dt Đường kính ống [m] 27 eb Độ đen của lớp (b: bed) [-] 28 ed Độ đen của pha phân tán (d: dilute phase) [-] 29 eg Độ đen của khí (g: gas) [-] 30 ep Độ đen của hạt (p: particle) [-] 31 ecp Độ đen của cụm hạt (cp: cluster of particle) [-] 32 ew Độ đen của vách [-] 33 ewall Độ đen của bề mặt trao đổi nhiệt [-] 34 ewt Độ đen của vật liệu vách [-] 35 f Tỷ phần trung bình diện tích theo thời gian của vách được bao phủ bởi hạt [-] 36 fc Tỷ phần hạt trong cụm hạt [-] 37 fcp Tỷ số vách được bao phủ bởi cụm hạt là hàm số độ rỗng trung bình tại mặt cắt ngang lớp sôi [-] 38 Phần diện tích được bao phủ bởi khí [-] 39 Tỷ phần thể tích hạt trong lớp [-] 40 Phần diện tích được bao phủ bởi hạt [-] 41 F Tỷ số độ lớn của hạt trong pha loãng [-] 42 FD Lực nâng hạt [N] 43 g Gia tốc trọng trường [m/s2] 44 gc Hệ số chuyển đổi =1(kg.m/N.s2) 45 Gd Dòng khối lượng hạt di chuyển xuống [kg/m2.s] 47 G0 Lưu lượng gió sơ cấp [m3/s] 48 gp Khối lượng hạt tuần hoàn [kg/s] 49 Gp Tốc độ tuần hoàn hạt [kg/m2.s] 50 GR Lưu lượng gió tuần hoàn hạt [m3/s] 51 Gu Dòng khối lượng hạt di chuyển lên [kg/m2.s] 52 K Hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới vách [W/m2.K] 53 KAR Hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên [W/m2.K] 54 Kgpb Hệ số truyền nhiệt khí hạt cho toàn bộ lớp (gpb: gas to particle of bed) [W/m2.K] 55 Kccp Hệ số truyền nhiệt đối lưu của cụm hạt (ccp: cluster of particle convective) [W/m2.K] 56 Kcb Hệ số trao đổi nhiệt cục bộ từ lớp tới vách [W/m2.K ] 57 Kdcp Hệ số trao đổi nhiệt do bởi dẫn nhiệt của cụm hạt (dcp: cluster of particle conductive) [W/m2.K] 58 Kc Hệ số truyền nhiệt đối lưu (c: convective) [W/m2.K] 59 Krcp Hệ số truyền nhiệt bức xạ của cụm hạt (rcp: radial of particle cluster) [W/m2.K] 60 Kcd Hệ số truyền nhiệt đối lưu của pha phân tán (cd: convective of dilute phase) [W/m2.K] 61 Kp Hệ số trao đổi nhiệt tương ứng với đường kính hạt dp. [W/m2.K] 62 Krd Hệ số truyền nhiệt bức xạ của pha phân tán (rd: Radial of dilute phase) [W/m2.K] 63 Kcg Hệ số truyền nhiệt đối lưu của khí (cg: convective of gas) [W/m2.K] 64 Kgpp Hệ số truyền nhiệt khí-hạt của hạt đơn (gas-particle) [W/m2.K] 65 Kcp Hệ số truyền nhiệt đối lưu của hạt (cp: convective of particle) [W/m2.K] 66 Kr Hệ số truyền nhiệt bức xạ (r: radial) [W/m2.K] 67 Kw Hệ số truyền nhiệt do bởi dẫn nhiệt qua lớp khí giữa cụm hạt và vách [W/m2.K] 68 Kx Hệ số truyền nhiệt được tính toán tại độ cao x từ đỉnh của lớp [W/m2.K] 69 H Chiều cao ống lên (buồng đốt) tính từ mặt ghi [m] 70 HTG Chiều cao phía trên ghi phân phối [m] 71 Hv Chiều cao lớp theo phương thẳng đứng được đo từ mặt của ghi [m] 72 I Cường độ dòng điện [A] 73 Kt Hệ số chính xác trong phương trình (1.36) và (1.37). [-] 74 l Chiều cao thiết bị đo truyền nhiệt [m] 75 L Chiều cao lớp [m] 76 La Chiều cao đo hạt tuần hoàn [m] 77 Lb Chiều dài tia trung bình [m] 78 Lc Chiều dài di chuyển tiêu biểu của cụm hạt trên vách [m] 79 LD Chiều dài đoạn ống được sử dụng để đo thời gian rơi của hạt [m] 80 LLV,h Chiều dài theo thương ngang van L [m] 81 Lmf Chiều cao của lớp ở vận tốc sôi tối thiểu [m] 82 ma Dòng khối lượng hạt qua mặt ghi phân phối [kg/s] 83 mp Khối lượng hạt [kg] 84 PL Giáng áp tại van L (theo phương ngang của van) [Pa] 85 q Dòng nhiệt [W] 86 qbw Dòng nhiệt truyền từ lớp tới bề mặt vách [W/m2] 87 r Khoảng cách bán kính từ trục của buồng đốt [m] 88 r1, r2 Khoảng cách từ cặp nhiệt đến tâm ống [m] 89 R Bán kính hay ½ chiều rộng buồng đốt [m] 90 Ra Tốc độ mài mòn hạt [kg/s] 91 Rcp Nhiệt trở dẫn nhiệt trong cụm hạt [m2.K/W] 92 Rw Nhiệt trở tiếp xúc giữa cụm hạt và vách [m2.K/W] 93 tcp Thời gian cư trú của cụm hạt trên vách [s] 94 Tb Nhiệt độ của lớp [K] 95 Tf Nhiệt độ buồng đốt [K] 96 Tw Nhiệt độ bề mặt vách [K] 97 Twall Nhiệt độ bề mặt trao đổi nhiệt [K] 98 U Vận tốc khí trên bề mặt, được xác định như là tốc độ dòng khí trên một mặt cắt ngang qua của lớp. [m/s] 99 Ucp Vận tốc của cụm hạt (cp: Cluster of particle) [m/s] 100 Uch Vân tốc chèn (ch: Chocking – Chèn) là vận tốc mà tại đó lớp cố định bắt đầu chuyển sang lớp sôi nhanh [m/s] 101 Ucl Vận tốc trung bình của cụm hạt trên vách [m/s] 102 Upt Vận tốc của hạt thô là vận tốc của hạt thô có đường kính dcp trong lớp hạt có đường kính trung bình là dpLoại bỏ đại lượng này ! [m/s] 103 UE Tốc độ cấp nước vào ống lên ứng với giá trị cứ đại của độ rỗng lớp hạt =1 (nghĩa là không có hạt rắn trong ống lên) [m/s] 104 Ug, ug Vận tốc dòng khí trên bề mặt tương ứng với tổng tốc độ dòng khí [m/s] 105 Umf Vận tốc sôi tối thiểu [m/s] 106 UO,LV Vận tốc khí trên bề mặt tại van L [m/s] 107 Ut =(U-Up), Vận tốc tới hạn của hạt [m/s] 108 V Thể tích lớp [m3] 109 Ve Điện áp [V] 110 Vem Điện áp đo được từ đồng hồ [mV] 111 Vm Vận tốc rơi cực đại của cụm hạt trên vách [m/s] 112 Vp Vận tốc rơi trung bình của hạt trong ống xuống [m/s] 113 Vt Vận tốc tới hạn của lớp hạt trung bình [m/s] 114 W Tổng khối lượng lớp hạt [kg] 115 Wb Khối lượng hạt [kg] 116 WD Khối lượng hạt được rút ra từ đoạn ống đo [kg] 117 WF Khối lượng hạt trong buồng lửa [kg] 118 x Khoảng cách cụm tính từ bề mặt cánh [m] 119 xa Tỷ phần trọng lượng của hạt sau mài mòn tại dpi [-] 120 xi Tỷ phần trọng lượng hạt có đường kính dpi [-] 121 X Khoảng cách ở phía trên ghi phân phối [m] 122 Y Tỷ phần thể tích hạt trong pha phân tán [-] 123 z Trục tọa độ [m] 124 Z Thông số trong phương trình (1.80) [-] Ký hiệu đại lượng (theo số không thứ nguyên ) TT Ký hiệu Tên đại lượng Thứ nguyên 1 Ar Archimedes [-] 2 Nu Số Nusselt [-] 3 Nubed Số Nusselt dựa trên hệ số truyền nhiệt khí-hạt cho toàn bộ lớp [-] 4 Nucb Số Nusselt cục bộ [-] 5 Nup Số Nusselt dựa trên hệ số truyền nhiệt khí-hạt (Kgpdp/) [-] 6 NuTB Số Nusselt trung bình cho toàn bộ chiều cao của ống lên [-] 7 NuTBTN Số Nusselt trung bình theo thực nghiệm [-] 8 NuTNHQ Số Nusselt trung bình theo hồi quy [-] 9 Nuwp Số Nusselt của hạt-vách = hgp.dp/Kg [-] 10 Re Số Reynold [-] 11 Rec Số Reynold ở chế độ bắt đầu sôi rối được xác định theo phương trình (1.7) [-] 12 Rept Số Reynold của hạt thô, dựa trên vận tốc trượt khí-hạt [-] 13 Rep Số Reynold của hạt = [-] 14 Rep,mf Số Reynold của hạt ở điều kiện sôi [-] 15 Rek Số Reynold ở chế độ chuyển sang sôi rối hoàn toàn, được xác định theo phương trình (1.8) [-] 16 Ret Số Reynold dựa trên cột lớp trong ống (column) = U.dt. / [-] Ký hiệu đại lượng (theo chữ Hy Lạp ) TT Ký hiệu Tên đại lượng Thứ nguyên 1 Chênh lệch áp suất trên một đơn vị chiều dài [mmH2O/m] 2 Chiều dày không thứ nguyên của khe khí giữa vách và cụm hạt [-] 3 Chiều dày của hình vành khuyên [m] 4 Độ rỗng lớp hạt [-] 5 Độ rỗng trung bình tại mặt cắt ngang của pha loãng [-] 6 Độ rỗng trung bình của lớp [-] 7 ec Độ rỗng lớp ở trạng thái chèn [-] 8 ecp Độ rỗng cụm hạt [-] 9 Độ rỗng lớp hạt di chuyển trong ống xuống [-] 10 Độ rỗng lớp hạt ở điều kiện sôi tối thiểu [-] 11 Độ rỗng lớp hạt gần vách [-] 12 Độ rỗng lớp hạt gần vách, [-] [-] 13 Độ cầu của các hạt trong lớp [-] 14 Hệ số dẫn nhiệt của cụm hạt (cp: cluster of partical) [W/m.k] 15 Hệ số dẫn nhiệt của pha phân tán (d: dilute-phân tán) [W/m.k] 16 Hệ số dẫn nhiệt hiệu quả của một cụm hạt gần vách (cw: cluster nearby wall – cụm hạt gần vách) [W/m.K] 17 Hệ số dẫn nhiệt của khí (g: gas-khí) [W/m.K] 18 Hệ số dẫn nhiệt của hợp kim Inconel (W/m.K) 19 Hệ số dẫn nhiệt của hạt [W/m.K] 20 Độ nhớt động học của môi chất tạo sôi [kg/m.s] 21 Độ nhớt động học của khí [kg/m.s] 22 Độ nhớt động học của nước [kg/m.s] 23 Khối lượng riêng cụm hạt [kg/m3] 24 Khối lượng riêng của khí [kg/m3] 25 Khối lượng riêng của hạt [kg/m3] 26 Khối lượng riêng lớp hạt [kg/m3] 27 Khối lượng riêng trung bình lớp hạt tại mặt cắt ngang [kg/m3] 28 Hằng số Stefan Boltzmann (5,67.10-11) kW/m2.K4 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh các điểm đặc trưng của các quá trình tiếp xúc khí-rắn ở trên [87]. 6 Bảng 1.2 Biểu thức thực nghiệm xác định vận tốc sôi tối thiểu của một số tác giả [38, 95] 11 Bảng1.3 Chi tiết các nghiên cứu thực nghiệm về tốc độ tuần hoàn của các tác giả khác 21 Bảng 1.4 Các quá trình trao đổi nhiệt trong lò hơi lớp sôi tuần hoàn[87] 25 Bảng 1.5. Các mô hình lý thuyết về truyền nhiệt trong lớp sôi nhanh [86] 33 Bảng 1.6 Chi tiết các nghiên cứu thực nghiệm về trao đổi nhiệt từ lớp tới vách trong lớp sôi nhanh của một số tác giả khác 50 Bảng 1.7. Cơ sở dữ liệu cơ bản được sử dụng để xác định đặc tính các công nghệ năng lượng được so sánh [70]. 54 Bảng 2.1. Phân bố cỡ hạt của 3 loại cát được làm thí nghiệm 61 Bảng 2.2. Kết quả xác định đường kính trung bình tính toán của 3 loại cát được sử dụng cho thí nghiệm 62 Bảng 2.3 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên của 03 cỡ hạt có đường kính trung bình 200 µm, 300 µm và 400 µm 76 Bảng 2.4. Kết quả thí nghiệm ảnh hưởng của các thông số vận hành đối với tốc độ tuần hoàn hạt 78 Bảng 2.5. Kết quả xác định các hệ số của biểu thức hồi quy (2.18) bằng phần mềm Microsoft exel 82 Bảng 2.6 Các số liệu đo được từ thí nghiệm trao đổi nhiệt 97 Bảng 2.7 Quan hệ giữa khối lượng riêng lớp hạt, vận tốc gió sơ cấp và tốc độ tuần hoàn hạt với hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới tường ống lên 98 Bảng 2.8 Số liệu đo từ thí nghiệm trao đổi nhiệt dọc theo chiều cao ống lên khi không có hạt 101 Bảng 2.9 Quan hệ giữa thông số vận hành với trao đổi nhiệt từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên 102 Bảng 2.10. Kết quả xác định các hệ số của biểu thức hồi quy (2.27) bằng phần mềm Microsoft exel 103 Bảng 2.11 Ảnh hưởng của khối lượng riêng lớp sôi tới trao đổi nhiệt lớp-vách dọc theo chiều cao ống lên 105 Bảng 2.12. Kết quả xác định các hệ số của biểu thức hồi quy (2.29) bằng phần mềm Microsoft exel 108 Bảng 2.13. Hệ số trao đổi nhiệt trung bình tính cho toàn bộ chiểu cao lớp sôi 109 Bảng 3.1. Ưu điểm và tồn tại chính của phương pháp so sánh công nghệ dựa trên một tập các chỉ số/hiển thị. 115 Bảng 3.2 Ưu điểm và tồn tại chính của phương pháp mô hình hoá hệ thống chi phí tối thiểu để so sánh năng lượng 116 Bảng 3.3. Ưu điểm và tồn tại chính của phương pháp tư vấn để so sánh công nghệ 117 Bảng 3.4. Một số chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật, vận hành của 2 tổ máy 55MW [1] 122 Bảng 3.6 Thông số vận hành kỹ thuật, kinh tế và môi trường lò hơi số 5 + lò hơi số 6 [1] 126 Bảng 3.7 Thông số vận hành kỹ thuật, kinh tế và môi trường lò hơi số 7 + lò hơi số 8 [1] 126 Bảng 3.8 Đặc tính kỹ thuật dầu FO [1] 127 Bảng 3.9 Kết quả quan trắc phát thải khí từ nhà máy điện Uông Bí [1] 128 Bảng 3.10. Thông số nhiên liệu than sử dụng cho nhà máy nhiệt điện Na Dương [ 5 ] 130 Bảng 3.11 Đặc tính đá vôi sử dụng cho nhà máy nhiệt điện Na Dương [ 5 ] 130 Bảng 3.12 Kết quả phân tích thành phần tro xỉ sử dụng cho nhà máy nhiệt điện Na Dương [ 5 ] 131 Bảng 3.13 Sản lượng điện hàng năm của NMNĐ Na Dương [5] 132 Bảng 3.14 Thời gian vận hành liên tục không bị sự cố dừng lò [5 ] 132 Bảng 3.15 Thời gian vận hành của các tổ máy trong một năm [ 5 ] 132 Bảng 3.16 Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, môi trường đạt được [5 ] 133 Bảng 3.17. Thông số định mức của từng nhà máy 134 Bảng 3.18. Các kết quả tính toán về phát t ... Experiments and CFD simulation, Chemical Engineering Journal (2011) 803-811. N. Chovichien, S. Pipatmanomai, S. Chungpaibulpatana (2013) Estimate of solids circulation rate through an L-valve in a CFB operating at elevated temperature, Powder Technology 235 (2013) 886-900. N. Eskin, A. Kılıç (1995) Calculation of steady-state operation characteristics of fluidized bed coal combustors, Bulletin of Istanbul Technical University 48 (1995) 11–36. Nag, P.K., and Ali, M.S., (1992) Effect of operating parameters on bed to wall heat transfer in a high temperature circulating fluidized beds, international Journal of Energy Reseảrch. Vol 16, pp 61-73. Nguyen Minh Tien and Pham Hoang Luong (2012), “Development of an experimental correlation for solid circulation rate in a circulation fluidized bed, Journal of Science & Technology (Technical Universities), no. 86-2012, 81-86 pp. Noymer, P. D. and Glicksman, L. R.,(2000) Descent velocities of particle clusters at the wall of a circulating fluidized bed, Chem. Eng. Sci., 55, 5283–5289, 2000. Pamela L. Spath, Margaret K. Mann and Dawn R.Kerr (1999) Life cycle assessment of coal fired power production, NREL, USA. Pham Hoang Luong and S.C. BHATTACHARYA (1993) A study of solid circulation rate in a circulating fluidized bed, International Journal of Energy Reseach, Vol 17, 479-490 (1993). Prabir Basu, P and Konuche, F., (1988), radiative heat transfer from a fast fluidized bed, In a Circulating Fluidized Bed Technology II (Editted by P.Basu and J.F.Large), pp 245-254. Pergamon Press. Oxford. Prabir Basu, (1990) Heat transfer in fast fluidized bed combustors, Chem. Eng. Sci., 45(10), 3123–3136. Prabir Basu, ScottA.Fraser (1991) Circulating Fluidized bed boiler, design and operations. Prabir. Basu and P.K NAG (1996) Heat transfer to wall of a circulating fluidized bed furnace, Chemical Engineering Science, Vol.51, No.1, pp.1-26. Prabir Basu.,(2006) Combustion and Gasification in Fluidized Beds, Taylor & Francis Group.LLC. P.Kalita, U.K.Saha, P.Mahanta (2013) Parametric study on the hydrodynamics and heat transfer along the riser of a pressurized circulating fluidized bed unit-Experimental Thermal and Fluid Science 44 (2013) 620–630. Perry, R. H. and Green, D. W., (1997), Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, McGraw-Hill, New York, pp. 5–17. Pettyjohn, E.A and Christiansen, E.B.,(1948) Chem. Eng.Prog., 44, 157. Qi, C.and Farag, I.H., 1993, Heat transfer mechanism due to particle convection in circulating fluidized bed, preprint volume, 4th International Conference on CFB, August 1-5 Pittsburgh, USA, pp. 396-401. Ranz, W.E. and Marshall, W.R., (1952), Chem.Eng. Prog., 48, 247. S.C Bhattacharya and Pham Hoang Luong (1994) Modelling heat transfer in a circulating fluidized bed, International Joural of energy Research, vol.18, pp 1-7 (1994). Senior, R.C. and Brereton, C., 1992, Modelling of circulating fluidized bed solids flow and distribution. Chem. Engng Sci.47, 281-296. Simeon N.Oka Fuidized Bed Combustion-2004. Subbarao, D. and Basu, P., (1986), A model for heat transfer in circulating fluidized beds, Int. J. Heat Mass Transfer, 39(3), 487–489 Sung Won Kim, Sang Done Kim (2002) Effects of particle properties on solids recycle in loop-seal of a circulating fluidized bed, Powder Technology 124 (2002)76-84. Tatjana, Kaluđerović Radoičić, MihalĐuriš, Radmila Garić-Grulović, Zorana Arsenijević and Željko Grbavčić (2014) “Solid circulation rate and particle collisions in quasi two-dimensional water fluidized beds of spherical particles”, Powder Technology 253 (2014) 295–303. Bổ sung đánh số tài liệu tham khảo Tung, Y., Li, J.and Kwauk, M., (1988) Radial voidage profile in a fast fluidied bed, in Fluidization 88 (Editted by M.Kwauk and D.Kunii), PP. 139-145. Science Press, Beijing. Tzeng Lim, Shusheng Pang, Justin Nijdam (2012) Investigation of solids circulation in a cold model of a circulating fluidized bed, Powder Technology 226 (2012) 57-67. Walter Short, Daniel J.Packey, and Thomas Holt (1995) National Renewable Energy Laboratory, A Manual for the Economic Evaluation of Energy Efficiency and Renewable Energy Technologies. Watanabe, T., Yong, C., Hasatani, M., Yushen, X., and Naruse, I., (1991) Gas to particle heat transfer in fast fluidized bed, In Circulating Fluidized Bed Technology III, Basu, P., Hasatani, M., and Horio, M., Eds., Pergamon Press, Oxford, pp. 283–287. Wen, C.Y. and Miller, E.N. (1961), Heat transfer in solid-gas transport lines, Ind, Eng.Chem., 53 pp 51-53. Werdermann, C.C. and Werther J., 1994, Heat transfer in large-scale circulating fluidized bed combustors of different sizes, in Circulating Fluidized Bed Technology IV 9Editted by A. Avidan), pp 428-435. AIChE, New York. Wirth, K.E. and Seiter, M., (1991), Solid concentration and solids velocity in the wall region of circulating fluidized beds, Proceedings of the 1991 International Conference on Fluidized Bed Combustion (Editted by E.J.Anthony), Vol. 1, pp. 311-316. Montreal. Wirth, K.E., 1994, Prediction of heat transfer in circulating fluidized beds, in Circulating Fluidized Bed Technology IV (Editted by A. Avian), pp. 291-296. AIChE, New York Wu, R. L., Grace, J. R., and Brereton, C. M. H., (1990) Instantaneous local heat transfer and hydrodynamics in a circulating fluidized bed., Int. J. Heat Mass Transfer, 34, 2019–2027. Ziegler, E.N., Koppel, L.B and Brazelton, W.T., (1964) Effects of solid thermal properties on the heat transfer to gas fluidized beds. Ind. Engng Chem. Fudam. 3, 324-328. DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyễn Minh Tiến, Phạm Hoàng Lương (2015), “Nghiên cứu thực nghiệm về trao đổi nhiệt trong lớp sôi tuần hoàn”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ các trường đại học kỹ thuật số 109/2015, trang 92-97. Nguyễn Minh Tiến, Phạm Hoàng Lương, “ Phân tích và lựa chọn biểu thức xác định tốc độ tuần hoàn hạt trong buồng đốt lớp sôi tuần hoàn” (2016), Tạp chí Năng lượng nhiệt số 129-5/2016, trang 7-10. Nguyễn Minh Tiến, Phạm Hoàng Lương, (2017) “So sánh công nghệ nhiệt điện đốt than theo quan điểm phát thải vòng đời CO2”, Tạp chí Năng lượng nhiệt, NLN*134-3/2017, 06 trang. PHỤ LỤC Hình PL .1 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,44 m/s, W=30kg, dp=400) Hình PL.2 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,42 m/s, W=30kg, dp=400) Hình PL.3 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/, W=25kg, dp=300) Hình PL.4 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s -W=30kg, d300) Hình PL.5 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,44 m/s, W=30kg, dp=300) Hình PL.6 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,44 m/s, W=25kg, dp=300) Hình PL.7 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,42 m/s, W=30kg, dp=300) Hình PL.8 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,42 m/s, W=25kg, dp=300) Hình PL.9 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, W=25kg, dp=200) Hình PL.10 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, W=30kg, dp=200) Hình PL.11 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, W=20kg, dp=200) Hình PL.12 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,44 m/s, W=30kg, dp=200) Hình PL.13 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,44 m/s, W=25kg, dp=200) Hình PL.14 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,44 m/s, W=20kg, dp=200) Hình PL.15 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,42 m/s, W=30kg, dp=200) Hình PL.16 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,42 m/s, W=25kg, dp=200) Hình PL.17 Phân bố áp suất dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,42 m/s, W=25kg, dp=200) Hình PL.18 Ảnh hưởng của gió sơ cấp đến tốc độ tuần hoàn hạt ở các giá trị vận tốc gió tuần hoàn hạt khác nhau (W=30kg, dp=300) Hình PL.19 Ảnh hưởng của gió sơ cấp đến tốc độ tuần hoàn hạt ở các giá trị vận tốc gió tuần hoàn hạt khác nhau (W=30kg, dp=200) Hình PL.20 Ảnh hưởng của gió sơ cấp đến tốc độ tuần hoàn hạt ở các giá trị vận tốc gió tuần hoàn hạt khác nhau (W=25kg, dp=200) Hình PL.21 Ảnh hưởng của gió sơ cấp đến tốc độ tuần hoàn hạt ở các giá trị vận tốc gió tuần hoàn hạt khác nhau (W=20kg, dp=200) Hình PL.22 Ảnh hưởng của vận tốc gió tuần hoàn hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt tại các giá trị gió sơ cấp khác nhau (W=25kg, dp=300) Hình PL.23 Ảnh hưởng của vận tốc gió tuần hoàn hạt đối với tốc độ tuần hoàn hạt tại các giá trị gió sơ cấp khác nhau (W=30kg, dp=400) Hình PL.24 Ảnh hưởng của vận tốc gió tuần hoàn hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt tại các giá trị gió sơ cấp khác nhau( W=30kg, dp=200) Hình PL.25 Ảnh hưởng của vận tốc gió tuần hoàn hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt tại các giá trị gió sơ cấp khác nhau (W=25kg, dp=200) Hình PL.26 Ảnh hưởng của vận tốc gió tuần hoàn hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt tại các giá trị gió sơ cấp khác nhau( W=25kg, dp=200) Hình PL.27 Ảnh hưởng của khối lượng lớp đến tốc độ tuần hoàn hạt với các giá trị khác nhau của gió sơ cấp ( Ur=0,44 m/s, dp=200) Hình PL.28 Ảnh hưởng của khối lượng lớp đến tốc độ tuần hoàn hạt với các giá trị khác nhau của gió sơ cấp (Ur=0,42 m/s, dp=200) Hình PL.29 Ảnh hưởng của khối lượng lớp đến tốc độ tuần hoàn hạt với các giá trị khác nhau của gió sơ cấp ( Ur=0,46 m/s, dp=300) HìnhPL.30 Ảnh hưởng của khối lượng lớp đến tốc độ tuần hoàn hạt với các giá trị khác nhau của gió sơ cấp (Ur=0,44 m/s, dp=300) Hình PL.31 Ảnh hưởng của khối lượng lớp đến tốc độ tuần hoàn hạt với các giá trị khác nhau của gió sơ cấp ( Ur=0,42 m/s, dp=300) Hình PL.32 Ảnh hưởng của đường kính hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt với các kích thước hạt khác nhau (Ur=0,44 m/s,W=30kg) Hình PL.33 Ảnh hưởng của đường kính hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt với các kích thước hạt khác nhau (Ur=0,42 m/s,W=30kg) Hình PL.34 Ảnh hưởng của đường kính hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt với các kích thước hạt khác nhau (Ur=0,46 m/s,W=25kg) Hình PL.35 Ảnh hưởng của đường kính hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt với các kích thước hạt khác nhau (Ur=0,42 m/s,W=30kg) Hình PL.36 Ảnh hưởng của đường kính hạt đến tốc độ tuần hoàn hạt với các kích thước hạt khác nhau (Ur=0,42 m/s,W=25kg) Hình PL.37 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=6,07 m/s dp=200) Hình PL.38 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=25kg, U0=5,46 m/s, dp=200) Hình PL.39 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=5,46 m/s, dp=200) Hình PL.40 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=25kg, U0=5,16 m/s, dp=200) Hình PL.41 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=5,16 m/s, dp=200) Hình PL.42 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=6,07 m/s, dp=300) Hình PL.43 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=25kg, U0=6,07 m/s, dp=300) Hình PL.44 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=5,46 m/s, dp=300) Hình PL.45 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=25kg, U0=5,46 m/s, dp=300) Hình PL.46 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=5,16 m/s, dp=300) Hình PL.47 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=25kg, U0=5,16 m/s, dp=300) Hình PL.48 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=6,07 m/s, dp=400) Hình PL.49 Phân bố chênh lệch áp suất dọc theo chiều cao ống lên theo nhiệt độ lớp sôi (Ur=0,46 m/s, W=30kg, U0=5,46 m/s, dp=400) Hình PL.50 Phân bố khối lượng riêng lớp hạt dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, W=25kg, dp=200) Hình PL.51 Phân bố khối lượng riêng lớp hạt dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, W=25kg, dp=300) Hình PL.52 Phân bố khối lượng riêng lớp hạt dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, W=30kg, dp=300) Hình PL.53 Phân bố khối lượng riêng lớp hạt dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, W=30kg, dp=400) Hình PL.54 Hệ số trao đổi nhiệt cục bộ từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, U0=5,16 m/s, W=30kg) Hình PL.55 Hệ số trao đổi nhiệt cục bộ từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, U0=6,07 m/s, W=30kg) Hình PL.56 Hệ số trao đổi nhiệt cục bộ từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, U0=5,16 m/s, W=25kg) Hình PL.57 Hệ số trao đổi nhiệt cục bộ từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, U0=5,46 m/s, W=25kg) Hình PL.58 Hệ số trao đổi nhiệt cục bộ từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46 m/s, U0=6,07 m/s, W=25kg) Hình PL.59 Ảnh hưởng của vận tốc gió sơ cấp đối với hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46m/s, W=25kg, dp=200) Hình PL.60 Ảnh hưởng của vận tốc gió sơ cấp đối với hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46m/s, W=30kg, dp=300) Hình PL.61 Ảnh hưởng của vận tốc gió sơ cấp đối với hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới vách dọc theo chiều cao ống lên (Ur=0,46m/s, W=25kg, dp=300) Hình PL.62 Sự thay đổi dọc theo chiều cao ống lên của hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới vách khi không có hạt (Ur=0,46m/s,U0=5,16-6,67 m/s) Hình PL.63 Ảnh hưởng của nhiệt độ lớp sôi đối với hệ số trao đổi nhiệt từ lớp tới vách Hình PL.64 Ảnh hưởng của khối lượng riêng hạt đối với hệ số trảo đổi nhiệt từ lớp tới vách Bảng PL-01 Danh sách thiết bị đo TT Thiết bị đo Hãng sản xuất, Model, Độ chính xác Nước sản xuất/xuất xứ 1 Cân bàn có dải đo đến 30kg Nhơn Hòa, PDM 074-2007 0,15%-0,5% Việt Nam 2 Đồng hồ đo lưu lượng gió sơ cấp KROHNE -H250/M9 1,6% Cộng hòa liên bang Đức 3 Đồng hồ đo lưu lượng tuần hoàn hạt KROHNE- DK 46/47/48/800 1%-4% Cộng hòa liên bang Đức 4 Đồng hồ đo áp suất Siemen-SITRANS P, ZD series 0,5% Cộng hòa liên bang Đức 5 Đồng hồ đo chênh lệch áp suất Walcher-PU/PI, PS10 2% Cộng hòa liên bang Đức 6 Bộ cảm biến đo đồng thời mật độ dòng nhiệt và nhiệt độ bề mặt vách CAPTEC- model HFS 100FT độ nhạy 68,5 V/(W/m2; Cặp nhiệt dạng T có dải đo từ -500C-1800C Cộng hòa Pháp 7 Thiết bị hiển thị nhiệt độ bề mặt vách UDC 700 Universal Honeywell-Model DC70 1000000 0,01% Cộng hòa Pháp 8 Thiết bị hiển thị dòng nhiệt từ lớp tới vách Mastech - MS8218 ±0.03%. Cộng hòa Pháp 9 Cặp nhiệt đo nhiệt độ lớp sôi Loại K (Ni/CrNi) ±1.5% Cộng hòa liên bang Đức Bảng PL-02. Một số hình ảnh màn hình máy tính trong quá trình tiến hành thí nghiệm Chế độ thí nghiệm ảnh hưởng của thông số vận hành đến Gp: dp=200; W=30kg; U0=170 m3/h; Ur=14,5 m3/h Chế độ thí nghiệm ảnh hưởng của thông số vận hành đến Gp: dp=200; W=30kg; U0=220 m3/h; Ur=14,5 m3/h Chế độ thí nghiệm ảnh hưởng của thông số vận hành đến hệ số trao đổi nhiệt: dp=200; W=30kg; U0=170 m3/h; Ur=14,5 m3/h Chế độ thí nghiệm ảnh hưởng của thông số vận hành đến hệ số trao đổi nhiệt: dp=300; W=30kg; U0=170 m3/h; Ur=14,5 m3/h
File đính kèm:
- luan_an_nghien_cuu_khi_dong_trao_doi_nhiet_va_vong_doi_cua_c.doc
- Bia.doc
- LATSKT Nhiệt (N.M.TIẾN)06022018.pdf
- Thông tin đưa lên trang Web (NCS.N.M.Tiến)06022018.docx
- Thông tin đưa lên trang Web (NCS.N.M.Tiến)06022018.pdf
- Tóm tắt luận án TSKT Nhiệt 06022018.doc
- Tóm tắt luận án TSKT Nhiệt 06022018.pdf
- Trang bìa tóm tắt luận án TSKT Nhiệt (N.M.TIẾN) 06022018.doc
- Trang bìa tóm tắt luận án TSKT Nhiệt (N.M.TIẾN) 06022018.pdf
- Trích yếu luận án TS (NCS.N.M.Tiến)06022018.docx
- Trích yếu luận án TS (NCS.N.M.Tiến)06022018.pdf