Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8630:2019 về Nồi hơi - Hiệu suất năng lượng và phương pháp xác định

• Số hiệu: TCVN8630:2019
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2019

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8630:2019

NỒI HƠI - HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH

Boilers - Energy efficiency and method for determination

Lời nói đầu

TCVN 8630:2019 thay thế TCVN 8630:2010.

TCVN 8630:2019 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 11 Nồi hơi và Bình chịu áp lực biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ khoa học và Công nghệ công bố.

NỒI HƠI - HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH

...

...

...

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về hiệu suất năng lượng và phương pháp xác định hiệu suất năng lượng đối với các loại nồi hơi đốt bằng nhiên liệu khi đưa vào sử dụng.

Phương pháp xác định hiệu suất nồi hơi quy định trong tiêu chuẩn này là phương pháp cân bằng thuận và phương pháp cân bằng nghịch.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho nồi hơi dùng để sản xuất điện.

2  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

2.1

Nồi hơi (Boiler)

Thiết bị trọn bộ để sản xuất hơi nước, ở trạng thái hơi bão hòa hoặc hơi quá nhiệt, có hoặc không có bộ phận tận dụng nhiệt lượng dư trong khói thải (bộ hâm nước, bộ sấy không khí).

...

...

...

Áp suất hơi của nồi hơi (Boiler steam pressure)

Áp suất hơi tại đầu ra của nồi hơi, tính bằng megapascal (MPa).

2.3

Nhiệt độ hơi của nồi hơi (Boiler steam temperature)

a) Đối với nồi hơi sản xuất hơi bão hòa là nhiệt độ hơi bão hòa tại áp suất hơi của nồi hơi, tính bằng độ Celsius (°C);

b) Đối với nồi hơi sản xuất hơi quá nhiệt là nhiệt độ hơi quá nhiệt tại điểm lấy hơi ra khỏi bộ quá nhiệt cuối cùng theo đường hơi, tính bằng độ Celsius (°C).

2.4

Nhiệt độ hơi tái quá nhiệt (Reheat steam temperature)

Nhiệt độ hơi tại điểm lấy hơi ra khỏi bộ tái quá nhiệt, tính bằng độ Celsius (°C);

...

...

...

Công suất hơi của nồi hơi (Boiler steam capacity)

Lượng hơi sản xuất ra trong 1 h, tính bằng tấn trên giờ (t/h):

a) Đối với nồi hơi sản xuất hơi bão hòa là công suất hơi bão hòa;

b) Đối với nồi hơi sản xuất hơi quá nhiệt và tái quá nhiệt là công suất hơi quá nhiệt và công suất hơi tái quá nhiệt.

2.6

Hiệu suất năng lượng của nồi hơi (Boiler energy efficiency)

Được thể hiện bằng tỷ lệ phần trăm giữa nhiệt lượng hữu ích để sản xuất hơi so với nhiệt lượng sinh ra bởi nhiên liệu cấp vào nồi hơi trong cùng một khoảng thời gian thử nghiệm.

Hiệu suất năng lượng của nồi hơi được xác định theo phương pháp cân bằng thuận hoặc phương pháp cân bằng nghịch tại thời điểm thí nghiệm.

2.7

...

...

...

Xác định hiệu suất nồi hơi bằng cách đo trực tiếp nhiệt lượng đầu vào và nhiệt lượng đầu ra.

CHÚ THÍCH: Phương pháp cân bằng thuận còn được gọi là phương pháp đo trực tiếp hoặc phương pháp đầu vào/đầu ra.

2.8

Phương pháp cân bằng nghịch (indirect method)

Xác định hiệu suất nồi hơi bằng cách đo kiểm lượng tiêu hao nhiên liệu và tổn thất nhiệt của nồi hơi.

CHÚ THÍCH: Phương pháp cân bằng nghịch còn được gọi là phương pháp đo gián tiếp hoặc phương pháp tổn thất nhiệt. Khi không có các số liệu thành phần nguyên tố của nhiên liệu thì có thể tính sơ bộ gần đúng như đã nêu tại Phụ lục B.

2.9

Hiệu suất năng lượng tối thiểu của nồi hơi (Minimum boiler energy efficiency)

Mức hiệu suất năng lượng thấp nhất cho phép của nồi hơi được quy định theo mức 3, mức 4, mức 5 trong Bảng 1, tùy theo loại nhiên liệu sử dụng và niên hạn sử dụng (xem Điều 3).

...

...

...

Tổng sản lượng hơi của nồi hơi trong thời gian thử nghiệm (Total boiler steam output during test priod)

Tổng sản lượng hơi của nồi hơi sản xuất ra trong suốt thời gian thử nghiệm.

2.11

Độ ẩm của hơi (Steam moisture)

Lượng nước chứa trong hơi bão hòa tính bằng kilogam nước trên kilogam hơi.

3  Yêu cầu về mức hiệu suất năng lượng của nồi hơi

Mức hiệu suất năng lượng của nồi hơi gồm 5 mức được nêu trong Bảng 1 dưới đây. Trong đó:

- Mức 1: mức tiết kiệm năng lượng loại 1.

- Mức 2: mức tiết kiệm năng lượng loại 2.

...

...

...

- Mức 4: mức tối thiểu áp dụng cho các nồi hơi đã vận hành từ trên 2 năm đến dưới 10 năm.

- Mức 5: mức tối thiểu áp dụng cho các nồi hơi đã vận hành từ 10 năm trở lên.

Bảng 1 - Hiệu suất năng lượng của nồi hơi

Chủng loại nhiên liệu

Mức hiệu suất năng lượng

Công suất nồi hơi D, t/h

D < 3 ^1)

3 ≤ D ≤ 15 ^2^)

D > 15 ^3)

...

...

...

Than

Mức 1

76

82

85

Mức 2

73

78

82

...

...

...

70

75

78

Mức 4

68

72

75

Mức 5

65

...

...

...

72

Nhiên liệu sinh khối ^4)

Mức 1

75

78

82

Mức 2

73

76

...

...

...

Mức 3

70

73

75

Mức 4

68

70

72

Mức 5

...

...

...

68

70

Dầu

Mức 1

88

90

92

Mức 2

84

...

...

...

90

Mức 3

82

85

88

Mức 4

80

82

85

...

...

...

78

80

82

Khí đốt

Mức 1

88

91

94

Mức 2

...

...

...

89

92

Mức 3

82

87

90

Mức 4

81

85

...

...

...

Mức 5

80

83

85

CHÚ THÍCH:

^1) Không bắt buộc trang bị bộ phận thu hồi nhiệt khói thải của chính nồi hơi.

^2^) Khuyến khích trang bị bộ phận thu hồi nhiệt khói thải của chính nồi hơi.

^3^) Bắt buộc trang bị bộ phận thu hồi nhiệt khói thải của chính nồi hơi.

^4^) Nhiên liệu sinh khối là trấu, mùn cưa, dăm bào, bã mía, gỗ nén... và không bao gồm rác sinh hoạt.

...

...

...

4  Phương pháp xác định hiệu suất theo cân bằng thuận

4.1  Các thiết bị, dụng cụ đo kiểm và phân tích

a) Áp kế đo áp suất hơi, đang trong thời hạn kiểm định, cấp chính xác không thấp hơn cấp chính xác 1,5.

b) Áp kế đo áp suất nước, đang trong thời hạn kiểm định, cấp chính xác không thấp hơn cấp chính xác 2,5.

c) Nhiệt kế đo nhiệt độ nước cấp và nhiệt độ hơi quá nhiệt, sai số ± 0,5 °C.

d) Đồng hồ đo lưu lượng nước cấp, độ chia thang đo 1 L trong suốt chu kỳ thử nghiệm.

e) Đồng hồ đo lượng nhiên liệu lỏng hay nhiên liệu khí tiêu thụ, độ chia thang đo 0,1 L (nhiên liệu lỏng) hoặc 0,1 m^3 (nhiên liệu khí) trong suốt chu kỳ thử nghiệm.

f) Hệ thống xác định khối lượng nhiên liệu rắn, sai số ± 1 % trong suốt chu kỳ thử nghiệm.

g) Đồng hồ đo lượng hơi mà nồi hơi sản xuất ra (nếu có), độ chia thang đo 1 kg/h trong suốt chu kỳ thử nghiệm.

...

...

...

CHÚ THÍCH 1: Với các nồi hơi sản xuất hơi bão hòa không trang bị đồng hồ đo lượng hơi sản xuất ra thì xác định tổng lượng hơi sản xuất ra trong thời gian thử nghiệm qua đồng hồ đo lượng nước cấp. Khi đó, trong suốt chu kỳ thử nghiệm không được xả đọng, xả khí, lấy mẫu, thổi bụi, hoặc lấy hơi từ nguồn khác đưa vào hệ thống. Trường hợp bắt buộc phải xả lò trong chu kỳ thử nghiệm thì phải tính toán hiệu chỉnh theo lượng nước xả.

CHÚ THÍCH 2: Cần có các biện pháp để chuẩn xác đến mức tối đa lượng nhiên liệu rắn tiêu thụ trong suốt thời gian thử nghiệm.

CHÚ THÍCH 3: Cần lập quy trình lấy mẫu và xác định nhiệt trị của nhiên liệu để xác định chính xác nhiệt lượng đầu vào.

4.2  Đưa nồi hơi vào thử nghiệm

a) Xác định trạng thái vận hành nồi hơi:

- Vận hành bình thường;

- Vận hành trước khi đại tu;

- Vận hành sau đại tu.

Trong chu kỳ thử nghiệm, phụ tải vận hành trung bình của nồi hơi không được thấp hơn 75% công suất định mức.

...

...

...

- Đối với nhiên liệu rắn: Xác định lượng nhiên liệu rắn trước và sau khi tiến hành thử nghiệm, hoặc xác định lượng nhiên liệu sử dụng trong thời gian thử nghiệm.

- Đối với nhiên liệu lỏng: Theo chỉ số đồng hồ đo hoặc theo vị trí mức nhiên liệu lỏng trong bồn, khi bắt đầu và khi kết thúc thử nghiệm

- Đối với nhiên liệu khí: Theo chỉ số đồng hồ đo, khi bắt đầu và khi kết thúc thử nghiệm.

c) Ghi chỉ số đồng hồ đo lượng nước cấp.

d) Ghi chỉ số đồng hồ đo lượng hơi, nếu có.

e) Đối với nồi hơi có các đồng hồ tự ghi: Cần đánh dấu thời điểm bắt đầu thử nghiệm ở đồng hồ tự ghi.

f) Ghi chỉ số đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất nước cấp trong thời gian thử nghiệm;

g) Ghi chỉ số đồng hồ đo nhiệt độ, áp suất hơi trong thời gian thử nghiệm (hơi bão hòa đối với lò hơi bão hòa, hơi quá nhiệt và hơi tái nhiệt đối với lò hơi quá nhiệt)

4.3  Tiến hành thử nghiệm

...

...

...

- Áp suất và nhiệt độ của hơi, của nước cấp;

- Số lần, thời gian và lưu lượng xả trong ca;

- Nhiệt độ hơi và nước cấp;

- Số lần và thời gian thổi bụi bằng hơi hoặc nước (nếu có);

- Các hiện tượng khác.

4.3.2  Ghi chép phục vụ thử nghiệm

Ghi chép các chỉ số đầu và cuối của đồng hồ đo các thông số áp suất, nhiệt độ, lưu lượng các đối tượng đo cho:

- Từng ca;

- Từng ngày;

...

...

...

4.4  Kết thúc thử nghiệm

4.4.1  Xác định lượng nhiên liệu tiêu thụ

- Đối với nhiên liệu rắn: Theo khối lượng liệu tồn trước khi thử nghiệm, nhiên liệu nhập trong quá trình thử nghiệm và nhiên liệu dư sau khi kết thúc thử nghiệm, hoặc khối lượng nhiên liệu sử dụng trong quá trình thử nghiệm.

- Đối với nhiên liệu lỏng và nhiên liệu khí: Theo chỉ số đồng hồ đo.

4.4.2  Xác định lượng hơi đã sản xuất

- Nồi hơi không có thiết bị đo lưu lượng hơi: Lưu lượng hơi được xác định theo lưu lượng nước cấp có hiệu chỉnh theo lượng xả trong chu kỳ thử nghiệm.

- Nồi hơi có thiết bị đo lưu lượng hơi: Lưu lượng hơi được xác định theo thiết bị đo lưu lượng hơi có đối chiếu với lưu lượng nước cấp. Nếu có sai lệch giữa hai chỉ số thì lưu lượng hơi được lựa chọn là chỉ số thiết bị đo lưu lượng nước.

4.5  Xử lý các kết quả đo kiểm và phân tích mẫu

4.5.1  Xác định trị số trung bình của các lần đo và phân tích mẫu

...

...

...

- Áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt;

- Nhiệt độ nước cấp;

- Nhiệt trị thấp của nhiên liệu rắn hoặc nhiên liệu lỏng hoặc nhiên liệu khí.

Các trị số áp suất và nhiệt độ: Tính trung bình theo trọng số của các khoảng thời gian đo. Các trị số nhiệt trị của nhiên liệu: Theo trung bình cộng của các kết quả phân tích mẫu.

4.5.2  Tính hiệu suất năng lượng của nồi hơi theo phương pháp cân bằng thuận, η_t

- Khi nồi hơi sản xuất hơi bão hòa:

- Khi nồi hơi sản xuất hơi quá nhiệt và tái quá nhiệt:

...

...

...

 là nhiệt trị thấp trung bình của nhiên liệu, tính bằng kilojun trên kilogam (kJ/kg) đối với nhiên liệu rắn hoặc lỏng, tính bằng kilojun trên mét khối ở điều kiện tiêu chuẩn (kJ/Nm^3);

 là tổng lượng hơi và tổng lượng hơi tái quá nhiệt mà nồi hơi sản xuất ra trong thời gian thử nghiệm, tính bằng kilogam;

B_Σ là tổng lượng nhiên liệu tiêu thụ trong thời gian thử nghiệm, tính bằng kilogam (kg) đối với nhiên liệu rắn hoặc lỏng, tính bằng mét khối ở điều kiện tiêu chuẩn (Nm^3) đối với nhiên liệu khí;

h_nc là entanpi nước cấp, theo nhiệt độ nước cấp trung bình, tính bằng kilojun trên kilogam (kJ/kg);

 là entanpi của hơi tái quá nhiệt vào và ra khối nồi hơi, tính bằng kilojun trên kilogam (kJ/kg);

h_h là entanpi của hơi bão hòa hay hơi quá nhiệt ra khỏi nồi hơi (hơi chính), tính bằng kilojun trên kilogam (kJ/kg),

CHÚ THÍCH:

1. Đối với hơi bão hòa của các nồi hơi sản xuất hơi bão hòa: Cần xác định độ ẩm của hơi ra khỏi nồi hơi. Nếu không xác định được độ ẩm của hơi sản xuất thì căn cứ theo ý kiến chuyên gia ứng với từng loại cấu tạo nồi hơi để xác định độ ẩm của hơi, khi ấy:

h_h = h’ + r(1 - y)  …..(3)

...

...

...

h' là entanpi của nước sôi tại áp suất hơi bão hòa, kJ/kg;

r là nhiệt hóa hơi tại áp suất hơi bão hòa, kJ/kg;

y là độ ẩm của hơi.

Tra các đại lượng h' và r theo bảng đặc tính của nước và hơi nước ở trạng thái bão hòa (Bảng A.1 - Phụ lục A).

2. Đối với hơi quá nhiệt: Tra bảng hơi nước theo áp suất và nhiệt độ hơi quá nhiệt trung bình đã xác định được (từ Bảng A.2 đến Bảng A.10, Phụ lục A).

5  Phương pháp xác định hiệu suất theo cân bằng nghịch

5.1  Công thức tính

Hiệu suất nồi hơi theo cân bằng nghịch được xác định từ việc xác định các tổn thất nhiệt:

η_n = 100 - (q₂ + q₃ + q₄ + q₅ + q₆), %  .... (4)

...

...

...

q₂ là tổn thất nhiệt theo khói thải ra khỏi nồi hơi, %;

q₃ là tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về hóa học, %;

q₄, là tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học, %;

q₅ là tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh, %;

q₆ là tổn thất nhiệt do nhiệt của xỉ, %.

5.2  Tính các đại lượng chuẩn bị

5.2.1  Tính toán các đại lượng theo thành phần hóa học của nhiên liệu

5.2.1.1  Tính các đại lượng thể tích

Trong các công thức tính toán trong tiêu chuẩn này, sử dụng các ký hiệu sau:

...

...

...

CO, H₂, H₂S, N₂, C_mH_n là thành phần các chất khí trong nhiên liệu khí, tính bằng phần trăm theo thể tích;

d_k là độ ẩm của nhiên liệu khí, tính bằng g/Nm^3.

- Thể tích không khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng:

- Thể tích không khí lý thuyết để đốt cháy 1 Nm^3 nhiên liệu khí:

- Thể tích hơi nước lý thuyết trong khói khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng:

- Thể tích hơi nước lý thuyết trong khói khi đốt cháy 1 Nm^3 nhiên liệu khí:

...

...

...

- Thể tích khí nitơ lý thuyết trong khói khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng:

- Thể tích khí nitơ lý thuyết trong khói khi đốt cháy 1 Nm^3 nhiên liệu khí:

- Thể tích hơi nước thực tế trong khói:

- Thể tích khí nitơ thực tế trong khói:

- Thể tích khí 3 nguyên tử RO₂ trong khói khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng:

...

...

...

- Thể tích khí 3 nguyên tử RO₂ trong khói khi đốt cháy 1 Nm^3 nhiên liệu khí:

- Thể tích khói khô lý thuyết khi đốt cháy 1 kg nhiên liệu rắn hoặc lỏng:

- Thể tích khói khô lý thuyết khi đốt cháy 1 Nm^3 nhiên liệu khí:

- Thể tích khói khô thực tế:

- Thể tích khói thực tế:

...

...

...

- Hệ số không khí thừa:

Với O₂ - tỷ lệ phần trăm ôxy trong khói, được xác định từ thiết bị phân tích khói khi thí nghiệm.

5.2.1.2  Tính entanpi của không khí và khói

Công thức chung

- Entanpi của khói lý thuyết:

- Entanpi của không khí lý thuyết:

...

...

...

Trong đó:

 là entanpi của khí 3 nguyên tử RO₂, khí N₂, hơi nước, của không khí, kJ/Nm^3, được xác định theo Bảng 2.

(ct)_tr là entanpi của tro, kJ/kg, được xác định theo Bảng 2.

a_b là tỷ lệ độ tro của nhiên liệu phân phối theo đường tro bay, %, được xác định theo Bảng 3.

A_lv là thành phần tro trong nhiên liệu theo mẫu làm việc (mẫu thực nhận), %.

Bảng 2 - Entanpi của 1 Nm^3 các khí và của 1 kg tro

Nhiệt độ, °C

(ct)_kk, kJ/Nm^3

...

...

...

(ct)_N2, kJ/Nm^3

(ct)_H2O, kJ/Nm^3

(ct)_tr, kJ/kg

100

129,95

170,03

129,58

151,02

81,0

...

...

...

261,24

357,46

259,92

304,46

169,8

300

394,89

558,81

392,01

...

...

...

264,0

400

531,20

771,83

526,52

626,16

360,0

500

670,90

...

...

...

683,80

794,85

458,0

600

813,36

1224,66

804,12

968,88

560,0

...

...

...

958,86

1431,07

947,52

1148,84

662,5

800

1090,56

1704,88

1093,60

...

...

...

768,0

900

1256,94

1952,28

1239,84

1526,13

825,0

1000

1408,70

...

...

...

1391,70

1722,90

985,0

1100

1562,55

2458,39

1513,74

1925,11

1092,0

...

...

...

1718,16

2716,56

1697,16

2132,28

1212,0

1300

1874,86

2976,74

1852,76

...

...

...

1360,0

1400

2032,52

3239,04

2028,72

2559,20

1585,0

1500

2191,68

...

...

...

2166,00

2779,05

1758,0

1600

2351,68

3768,80

2324,48

3001,76

1880,0

...

...

...

2512,26

4035,31

2484,04

3229,32

2065,0

1800

2674,26

4304,70

2643,66

...

...

...

2185,0

1900

2836,32

4573,98

2804,02

3690,57

2385,0

2000

3000,00

...

...

...

2965,00

3925,60

2514,0

2100

3163,02

5115,39

3127,32

4163,04

2640,0

...

...

...

3327,50

5386,48

3289,22

4401,98

2762,0

2300

3492,08

5658,46

3452,30

...

...

...

-

2400

3658,08

5930,40

3615,36

4887,60

-

2500

3823,00

...

...

...

3778,50

5132,00

-

5.2.2  Tính toán các đại lượng theo thành phần công nghệ của nhiên liệu

Khi không có các thành phần hóa học của nhiên liệu rắn hoặc lỏng, có thể tính toán các đại lượng theo thành phần công nghệ gồm độ tro, độ ẩm, nhiệt trị

5.2.2.1  Tính toán các đại lượng thể tích theo thành phần công nghệ:

- Thể tích không khí lý thuyết:

- Thể tích khói lý thuyết:

...

...

...

5.2.2.2  Tính entanpi của không khí và khói (tính gần đúng)

Entanpi của khói được tính gần đúng dựa trên các dữ liệu sau đây:

- Nhiệt dung riêng của khói được lấy là nhiệt dung riêng trung bình của khói, trong khoảng nhiệt độ khói thải dao động quanh 150 °C, có thể lấy bằng:

+ Đối với than và dầu nặng: c_tb = 1,38 kJ/Nm^3 °C;

- Enpanpi của không khí được xác định theo Bảng 2 tùy theo nhiệt độ tính toán của không khí cấp vào nồi hơi.

5.3  Tính các tổn thất nhiệt

5.3.1  Tổn thất nhiệt theo khói thải ra khỏi nồi hơi, q₂

Trong tính toán, có thể chọn giá trị (ct)_kki = 39 kJ/m^3 (là entanpi của không khí cấp vào nồi hơi ở 30 °C)

...

...

...

Trong đó:

V_kkh là thể tích khói khô, xác định theo công thức (12), Nm^3/kg

CO là tỷ lệ khí CO trong khói, được xác định từ thiết bị phân tích khói khi thí nghiệm, %

5.3.3  Tổn thất nhiệt do cháy không hoàn toàn về cơ học, q₄

Trong đó:

C_x, C_b ,C_l là tỷ lệ phần trăm cacbon trong xỉ, tro bay và than lọt, %

a_x, a_b, a_l là tỷ lệ độ tro của nhiên liệu phân phối theo đường xỉ, đường tro bay và than lọt (xác định theo Bảng 3).

...

...

...

Phương thức đốt

Chủng loại

Xỉ, a_x

Tro bay, a_b

Than lọt, a_l

Ghi dồn cấp

0,75 - 0,85

0,20 - 0,10

0,05

...

...

...

0,75 - 0,85

0,20 - 0,10

0,05

Ghi có cơ cấu hất than

0,65 - 0,75

0,30 - 0,20

0,05

Lớp sôi

0,50 - 0,60

...

...

...

-

Phun than

0,10 - 0,20

0,90 - 0,80

-

CHÚ THÍCH:

- Khi lựa chọn trong bảng cần đáp ứng điều kiện a_x + a_b + a_l = 1

- Đối với nồi hơi đốt dầu và đốt khi thì q₄ = 0.

5.3.4  Tổn thất nhiệt do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh, q₅

...

...

...

a) Xác định q₅ theo Hình 1:

- Khi lò hơi làm việc ở phụ tải định mức, thì q₅ được xác định theo đồ thị.

- Khi lò hơi làm việc ở phụ tải khác với phụ tải định mức thì q₅ được xác định như sau:

Trong đó q5,  là tổn thất ứng với phụ tải định mức D và phụ tải thực tế D_x trong thời gian thử nghiệm

Hình 1 - Đồ thị xác định tổn thất q₅ theo sản lượng D

(1 - đối với nồi hơi có bề mặt đốt phần đuôi; 2 - đối với nồi hơi không có bề mặt đốt phần đuôi)

b) Khi xác định tổn thất q₅ theo đồ thị trên Hình 2, do công suất nồi hơi tính theo triệu kcal/h nên không cần hiệu chỉnh theo phụ tải nồi hơi (khi không phải là phụ tải định mức).

...

...

...

Hình 2 - Đồ thị xác định tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh

5.3.5  Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài q₆

Trong đó:

a_x là tỷ lệ độ tro của nhiên liệu phân phối theo đường xỉ

t_x là nhiệt độ của xỉ thải ra khỏi lò, °C

c_x là nhiệt dung riêng của xỉ được xác định theo Bảng 4 dưới đây, kJ/kg °C

Bảng 4 - Nhiệt dung riêng của xỉ

Nhiệt độ, °C

...

...

...

Nhiệt độ, °C

Nhiệt dung riêng, kJ/kg °C

Nhiệt độ, °C

Nhiệt dung riêng, kJ/kg °C

100

0,805

800

0,957

1500

...

...

...

200

0,844

900

0,970

1600

1,117

300

0,876

1000

...

...

...

1700

1,214

400

0,900

1100

0,995

1800

1,214

500

...

...

...

1200

1,002

1900

1,254

600

0,933

1300

1,004

2000

...

...

...

700

0,954

1400

1,113

-

-

Phụ lục A

(Tham khảo)

...

...

...

Bảng A.1 - Đặc tính của nước và hơi nước ở trạng thái bão hòa (theo áp suất tuyệt đối)

Áp suất, MPa

Nhiệt độ bão hòa, °C

Thể tích riêng, m^3/kg

Entanpi, kJ/kg

Nước, v’

Hơi, v”

Nước bão hòa, h’

Nhiệt hóa hơi, r

...

...

...

0,0010

6,983

0,0010001

129,21

29,34

2485,0

2514,4

0,0015

13,036

...

...

...

87,98

54,71

2470,7

2525,5

0,002

17,513

0,0010012

67,01

73,46

...

...

...

2533,6

0,003

24,100

0,0010027

45,67

101,00

2444,6

2545,6

0,004

...

...

...

0,0010040

34,80

121,41

2433,1

2554,5

0,005

32,898

0,0010052

28,19

...

...

...

2423,8

2561,6

0,0075

40,316

0,0010079

19,239

168,77

2406,2

2574,9

...

...

...

45,833

0,0010102

14,675

191,83

2392,9

2584,8

0,015

53,997

0,0010140

...

...

...

225,97

2373,2

2599,2

0,02

60,086

0,0010172

7,650

251,45

2358,4

...

...

...

0,03

69,124

0,0010223

5,229

289,30

2336,1

2625,4

0,04

75,886

...

...

...

3,993

317,65

2319,2

2636,9

0,05

81,345

0,0010301

3,240

340,56

...

...

...

2646,0

0,075

91,785

0,0010375

2,2169

384,45

2278,6

2663,0

0,1

...

...

...

0,0010434

1,6937

417,51

2257,9

2675,4

0,15

111,37

0,0010530

1,1590

...

...

...

2226,2

2693,4

0,2

120,23

0,0010608

0,8854

504,70

2210,6

2706,3

...

...

...

133,54

0,0010735

0,6056

561,4

2163,2

2724,7

0,4

143,62

0,0010839

...

...

...

604,7

2133,0

2737,6

0,5

151,84

0,0010928

0,3747

640,1

2107,4

...

...

...

0,6

158,84

0,0011009

0,3155

670,4

2085,0

2755,5

0,7

164,96

...

...

...

0,27268

697,1

2064,9

2762,0

0,8

170,41

0,0011150

0,24026

720,9

...

...

...

2767,5

0,9

175,36

0,0011213

0,21481

742,6

2029,5

2772,1

1,0

...

...

...

0,0011274

0,19429

762,6

2013,6

2776,2

1,5

198,29

0,0011539

0,13166

...

...

...

1945,2

2789,9

2,0

212,37

0,0011766

0,09954

908,6

1888,6

2797,2

...

...

...

233,84

0,0012163

0,06663

1008,4

1793,9

2802,3

4,0

250,33

0,0012521

...

...

...

1087,4

1712,9

2800,3

5,0

263,91

0,0012858

0,03943

1154,4

1639,7

...

...

...

7,5

290,50

0,0013677

0,025327

1292,7

1474,2

2766,9

10,0

310,96

...

...

...

0,018041

1408,0

1319,7

2727,7

15,0

342,13

0,0016579

0,010340

1611,0

...

...

...

2615,0

20,0

365,70

0,0020370

0,005877

1826,5

591,9

2418,4

22,12

...

...

...

0,0031700

0,00317

2107,4

0,0

2107,4

Bảng A.2 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Nhiệt độ

t, °C

...

...

...

P = 0,30 MPa (133,5°C)

P = 0,40 MPa (143,6°C)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

...

...

...

2706,2

0,6058

2724,9

0,4624

2738,1

150

0,9599

2769,1

0,6340

...

...

...

0,4709

2752,8

200

1,0805

2870,7

0,7164

2865,9

0,5343

2860,9

...

...

...

1,1989

2971,2

0,7964

2967,9

0,5952

2964,5

300

1,3162

3072,1

...

...

...

3069,6

0,6549

3067,1

350

1,4330

3173,9

0,9536

3172,0

0,7140

...

...

...

400

1,5493

3277,0

1,0315

3275,5

0,7726

3273,9

450

1,6655

...

...

...

1,1092

3380,3

0,8311

3379,0

500

1,7814

3487,7

1,1867

3486,6

...

...

...

3485,5

600

2,0130

3704,8

1,3414

3704,0

1,0056

3703,2

700

...

...

...

3928,8

1,4958

3928,2

1,1215

3927,6

800

2,4755

4159,8

1,6500

...

...

...

1,2373

4158,8

900

2,7066

4397,6

1,8042

4397,3

1,3530

4396,9

...

...

...

2,9375

4642,3

1,9582

4642,0

1,4686

4641,7

Bảng A.3 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Nhiệt độ

...

...

...

P = 0,50 MPa (151,8°C)

P = 0,60 MPa (158,8°C)

P = 0,80 MPa (170,4°C)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

...

...

...

0,3748

2748,1

0,3156

2756,1

0,2403

2768,3

200

0,4250

2855,8

...

...

...

2850,6

0,2609

2839,7

250

0,4744

2961,0

0,3939

2957,6

0,2932

...

...

...

300

0,5226

3064,6

0,4344

3062,0

0,3242

3056,9

350

0,5702

...

...

...

0,4743

3166,1

0,3544

3162,2

400

0,6173

3272,3

0,5137

3270,8

...

...

...

3267,6

450

0,6642

3377,7

0,5530

3376,5

0,4139

3373,9

500

...

...

...

3484,5

0,5920

3483,4

0,4433

3481,3

600

0,8041

3702,5

0,6698

...

...

...

0,5019

3700,1

700

0,8970

3927,0

0,7473

3926,4

0,5601

3925,3

...

...

...

0,9897

4158,4

0,8246

4157,9

0,6182

4157,0

900

1,0823

4396,6

...

...

...

4396,2

0,6762

4395,5

1000

1,1748

4641,4

0,9789

4641,1

0,7341

...

...

...

Bảng A.4 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Nhiệt độ

t, °C

P = 1,00 MPa (179,9°C)

P = 1,20 MPa (188,0°C)

P = 1,40 MPa (195,0°C)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

...

...

...

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

0,1944

2777,1

0,1633

2783,7

0,1408

...

...

...

200

0,2060

2828,3

0,1693

2816,1

0,1430

2803,0

250

0,2328

...

...

...

0,1924

2935,6

0,1636

2927,9

300

0,2580

3051,6

0,2139

3046,3

...

...

...

3040,9

350

0,2825

3158,2

0,2346

3154,2

0,2003

3150,1

400

...

...

...

3264,5

0,2548

3261,3

0,2178

3258,1

450

0,3305

3371,3

0,2748

...

...

...

0,2351

3366,1

500

0,3541

3479,1

0,2946

3476,9

0,2522

3474,8

...

...

...

0,4011

3698,6

0,3339

3697,0

0,2860

3695,4

700

0,4478

3924,1

...

...

...

3922,9

0,3195

3921,7

800

0,4944

4156,1

0,4118

4155,2

0,3529

...

...

...

900

0,5408

4394,8

0,4506

4394,0

0,3861

4393,3

1000

0,5872

...

...

...

0,4893

4639,4

0,4193

4638,8

Bảng A.5 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Nhiệt độ

t, °C

P = 1,60 MPa (201,4°C)

...

...

...

P = 2,00 MPa (212,4°C)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

0,1237

...

...

...

0,1104

2795,9

0,0996

2798,3

225

0,1329

2857,8

0,1168

2847,2

...

...

...

2836,1

250

0,1419

2919,9

0,1250

2911,7

0,1115

2903,2

300

...

...

...

3035,4

0,1403

3029,9

0,1255

3024,2

350

0,1746

3146,0

0,1546

...

...

...

0,1386

3137,7

400

0,1901

3254,9

0,1685

3251,6

0,1512

3248,3

...

...

...

0,2053

3363,5

0,1821

3360,9

0,1635

3358,2

500

0,2201

3472,6

...

...

...

3470,4

0,1757

3468,2

600

0,2502

3693,9

0,2220

3692,3

0,1996

...

...

...

700

0,2794

3920,5

0,2482

3919,4

0,2233

3918,2

800

0,3087

...

...

...

0,2743

4152,4

0,2467

4151,5

900

0,3378

4392,6

0,3002

4391,9

...

...

...

4391,1

1000

0,3669

4638,2

0,3261

4637,6

0,2934

4637,0

...

...

...

Nhiệt độ

t, °C

P = 2,5 MPa (224,0°C)

P = 3,0 MPa (233,9°C)

P = 3,5 MPa (242,6°C)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

...

...

...

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

0,0801

2801,9

0,0667

2803,2

0,0571

2802,6

250

...

...

...

2880,9

0,0706

2856,5

0,0588

2829,7

300

0,0989

3009,6

0,0812

...

...

...

0,0685

2978,4

350

0,1098

3127,0

0,0906

3116,1

0,0768

3104,8

...

...

...

0,1201

3240,1

0,0994

3231,7

0,0846

3223,2

450

0,1302

3351,6

...

...

...

3344,8

0,0920

3338,0

500

0,1401

3462,7

0,1162

3457,2

0,0992

...

...

...

600

0,1593

3686,8

0,1325

3682,8

0,1133

3678,9

700

0,1784

...

...

...

0,1484

3912,2

0,1270

3909,3

800

0,1972

4149,2

0,1642

4146,9

...

...

...

4144,6

900

0,2160

4389,3

0,1799

4387,5

0,1541

4385,7

1000

...

...

...

4635,6

0,1955

4634,1

0,1675

4632,7

Bảng A.7 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Nhiệt độ

t, °C

...

...

...

P = 4,5 MPa (257,4°C)

P = 5,0 MPa (263,9°C)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

...

...

...

2800,8

0,0441

2797,9

0,0395

2794,2

275

0,0546

2887,3

0,0473

...

...

...

0,0414

2839,5

300

0,0589

2961,7

0,0514

2944,2

0,0454

2925,7

...

...

...

0,0665

3093,3

0,0584

3081,5

0,0520

3069,3

400

0,0734

3214,5

...

...

...

3205,6

0,0578

3196,7

450

0,0803

3331,2

0,0708

3324,2

0,0633

...

...

...

500

0,0864

3446,0

0,0765

3440,4

0,0686

3434,7

600

0,0989

...

...

...

0,0877

3670,9

0,0787

3666,8

700

0,1110

3906,3

0,0985

3903,3

...

...

...

3900,3

800

0,1229

4142,3

0,1092

4140,0

0,0982

4137,7

900

...

...

...

4383,9

0,1197

4382,1

0,1077

4380,2

1000

0,1465

4631,2

0,1302

...

...

...

0,1172

4628,3

Bảng A.8 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Nhiệt độ

t, °C

P = 6,0 MPa (275,6°C)

P = 7,0 MPa (285,8°C)

P = 8,0 MPa (295,0°C)

...

...

...

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

0,0325

2784,6

0,0274

...

...

...

0,0235

2758,7

300

0,0362

2885,5

0,0295

2839,9

0,0243

2786,5

...

...

...

0,0423

3043,9

0,0353

3016,9

0,0301

2988,1

400

0,0474

3178,2

...

...

...

3159,2

0,0343

3139,4

450

0,0522

3302,9

0,0442

3288,3

0,0382

...

...

...

500

0,0567

3423,1

0,0482

3411,4

0,0418

3399,5

600

0,0653

...

...

...

0,0557

3650,6

0,0485

3642,4

700

0,0736

3894,3

0,0629

3888,2

...

...

...

3882,2

800

0,0817

4133,1

0,0699

4128,4

0,0610

4123,8

900

...

...

...

4376,6

0,0768

4373,0

0,0671

4369,3

1000

0,0976

4625,4

0,0836

...

...

...

0,0731

4619,6

Bảng A.9 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Nhiệt độ

t, °C

P = 9,0 MPa (303,3°C)

P = 10,0 MPa (311,0°C)

P = 12,5 MPa (327,8°C)

...

...

...

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

0,0205

2742,9

0,0180

...

...

...

0,0135

2674,3

350

0,0258

2957,3

0,0224

2924,0

0,0161

2826,6

...

...

...

0,0301

3118,8

0,0264

3097,4

0,0201

3040,0

450

0,0335

3258,0

...

...

...

3242,3

0,0231

3201,4

500

0,0368

3387,4

0,0328

3375,1

0,0256

...

...

...

600

0,0429

3634,1

0,0384

3625,8

0,0303

3604,6

700

0,0486

...

...

...

0,0436

3870,0

0,0346

3854,6

800

0,0541

4119,1

0,0486

4114,5

...

...

...

4102,8

900

0,0596

4365,7

0,0536

4362,0

0,0427

4352,9

1000

...

...

...

4616,7

0,0584

4613,8

0,0466

4606,5

Bảng A.10 - Đặc tính của hơi quá nhiệt (theo áp suất tuyệt đối và nhiệt độ)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

...

...

...

P = 20,0 MPa (365,8°C)

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Thể tích riêng v, m^3/kg

Entanpi h, kJ/kg

Bão hòa

0,0103

...

...

...

0,00793

2529,3

0,00587

2412,3

375

0,0139

2858,9

0,01056

2752,3

...

...

...

2602,6

400

0,0157

2975,7

0,01246

2902,4

0,00995

2816,9

450

...

...

...

3157,9

0,01520

3111,4

0,01272

3061,7

500

0,0208

3310,8

0,01739

...

...

...

0,01479

3241,2

600

0,0249

3583,1

0,02107

3561,3

0,01819

3539,0

...

...

...

0,0286

3839,1

0,02434

3823,5

0,02113

3807,8

800

0,0321

4091,1

...

...

...

4079,3

0,02387

4067,5

900

0,0355

4343,7

0,03035

4334,5

0,02648

...

...

...

1000

0,0388

4599,2

0,03322

4592,0

0,02902

4584,7

Phụ lục B

...

...

...

Xác định các tổn thất bằng phương pháp tính gần đúng

B.1  Tổn thất nhiệt do khói thải (q₂)

Tổn thất nhiệt do khói thải được xác định theo công thức:

Trong đó:

m, n là hệ số tính toán, phụ thuộc chủng loại nhiên liệu, được lựa chọn theo Bảng B.1.

α là hệ số không khí thừa, xác định theo 5.2.1.1.

t_kkl là nhiệt độ không khí lạnh cấp vào lò, °C

Bảng B.1 - Hệ số tính toán đối với các loại nhiên liệu khác nhau

...

...

...

Nhiên liệu sinh khối

Than bitum

Than antraxit

Dầu, khí đốt

m

0,6

0,4

0,3

0,5

...

...

...

3,8

3,6

3,5

3,45

B.2  Tổn thất nhiệt do nhiên liệu cháy không hoàn toàn về hóa học (q₃)

Tổn thất nhiệt do nhiên liệu cháy không hoàn toàn về hóa học (q₃) được xác định theo Bảng B.2.

Bảng B.2 - Tổn thất nhiệt do nhiên liệu cháy không hoàn toàn về hóa học (q₃)

Đại lượng

Đơn vị

...

...

...

CO

% (ppm)

CO ≤ 0,05

(CO ≤ 500)

0,05 < CO ≤ 0,1

(500 < CO ≤ 1000)

CO > 0,1

(CO > 1000)

q₃

...

...

...

0,2

0,5

1

B.3  Tổn thất nhiệt do nhiên liệu cháy không hoàn toàn về cơ học (q₄)

Tổn thất nhiệt do nhiên liệu cháy không hoàn toàn về cơ học (q₄) được xác định theo 5.3.3.

B.4  Tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh (q₅)

a) Trường hợp phụ tải trong vận hành thực tế của nồi hơi không thấp hơn 75% công suất định mức, thì tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh (q₅) có thể chọn trực tiếp trong Bảng B.3.

Bảng B.3 - Tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh (q₅) theo công suất định mức của nồi hơi

Công suất định mức của nồi hơi

...

...

...

≤ 4

6

10

15

20

35

≥ 65

Tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh q_5,dm

%

...

...

...

2,4

1,7

1,5

1,3

1,1

0,8

b) Trường hợp phụ tải trong vận hành thực tế của nồi hơi thấp hơn 75% công suất định mức, thì tổn thất do tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh (q₅) trong Bảng B.3 có thể hiệu chỉnh theo công thức (B.2) dưới đây:

Trong đó:

...

...

...

D_tt là phụ tải vận hành thực tế của nồi hơi, t/h

c) Trường hợp phụ tải trong vận hành thực tế nồi hơi thấp hơn 30% công suất định mức, thì hiệu chỉnh theo điều kiện phụ tải 30%, Nếu không thể đo kiểm được phụ tải thực tế của nồi hơi thì phụ tải được tính theo 65% công suất định mức.

B.5  Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài (q₆)

Tổn thất nhiệt do xỉ mang ra ngoài q₆ xác định theo 5.3.5.

Khi chọn nhiệt độ và nhiệt dung riêng của xỉ, thì đối với nồi hơi đốt trên ghi và nồi hơi đốt than phun thải xỉ rắn thì lấy theo mức nhiệt độ 600°C, xỉ của nồi hơi lớp sôi lấy theo mức nhiệt độ 800 °C.

Đối với nồi hơi đốt dầu và đốt khí thì q₆ = 0.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ASME PTC 4 - 2013, Fired steam generators.

...

...

...

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Thuật ngữ và định nghĩa

3  Mức hiệu suất năng lượng tối thiểu của nồi hơi

4  Phương pháp thử khi xác định hiệu suất theo cân bằng thuận

4.2  Đưa nồi hơi vào thử nghiệm

4.3  Tiến hành thử nghiệm

4.4  Kết thúc thử nghiệm

...

...

...

5  Phương pháp thử để xác định hiệu suất theo cân bằng nghịch

5.1  Công thức tính

5.2  Tính các đại lượng chuẩn bị

5.3  Tính các tổn thất nhiệt

Phụ lục A (Tham khảo) Đặc tính của nước và hơi nước

Phụ lục B (Tham khảo) Xác định các tổn thất bằng phương pháp tính gần đúng