Đề Cương Tốt Nghiệp môn Nồi Hơi

Câu 1 : Trình bày những yêu cầu đối với nồi hơi tàu thủy ? Giới thiệu các thông số công tác của nồi hơi tàu thủy.

a) Các yêu cầu :

1)      Sử dụng an toàn là yêu cầu quan trọng nhất, vì rằng không những khi nồi hơi hỏng làm cho tàu không chạy được, thậm chí gây ra tai nạn cho tàu, do đó nồi hơi chỉ được dùng các kiểu nồi hơi cấu tạo bền, chắc, đã qua thử thách lâu dài.

2)      Gọn, nhẹ, dễ bố trí lên tàu nhằm tăng trọng tải, mở rộng tầm xa hoạt động của tàu. Do đó nồi hơi dùng loại có nhiệt tải dung tích lò lớn, suất bốc hơi lớn, lưu tốc khí lò nhanh, số bầu nồi ít, đường kính bầu nồi và ống bé để giảm độ dầy và trọng lượng.

3)      Cấu tạo: Cấu tạo đơn giản, cách bố trí tiện việc coi sóc sửa chữa, ít mục rỉ, sử dụng đơn giản vì người đốt lò trên tàu thường thay đổi luôn, bảo đảm điều kiện làm việc cho họ được thoáng mát.

4)      Tính kinh tế cao: Đảm bảo hiệu suất ở toàn tải, hiệu suất giảm ít khi nhẹ tải, loại nồi hơi lớn đốt dầu nên đạt hiệu suất 91-93%. Nồi hơi của tàu dân dụng thường có hiệu suất cao vì nói chung yêu cầu về mặt trọng lượng và kích thước không cao lắm.

5)      Tính cơ động cao: Thời gian nhóm lò lấy hơi nhanh có thể nhanh chóng tăng giảm tải để thích ứng với sự thay đổi chế độ làm việc của động cơ. Khi điều chỉnh vị trí tàu, áp suất và nhiệt độ hơi nước vẫn tương đối ổn định, mặc dù khi ấy nhiệt độ nước cấp nồi thường biến đổi. Nồi hơi cần có năng lượng dự trữ lớn, buồng đốt ít quán tính. Khi cần thiết có khả năng quá tải 25 ¸45%. Khi tàu nghiêng lắc ngang ±300, nghiêng lắc dọc ± 120 bảo đảm các mặt hấp nhiệt không bị nhô lên khỏi mặt nước. Khi được cung cấp nhiều loại chất đốt ở nhiều cảng, vẫn làm việc trong trạng thái tương đối tốt.

Chú ý rằng yêu cầu của các loại tàu không giống nhau: Tàu khách, tàu hàng chạy định tuyến được cung cấp đều đặn một loại chất đốt, có điều kiện kiểm tra sửa chữa ở cảng, thời gian điều chỉnh vị trí tàu (manơ) ít, hầu hết thời gian làm việc đều ở toàn công suất nên cần bảo đảm hiệu suất cao khi tàu chạy bình thường (toàn tốc độ). Tàu kéo, tàu cá, tàu công trình… nhiều lúc kéo nhẹ lại cần lai dắt nên yêu cầu cơ động tốt và bảo đảm hiệu suất cao kể cả khi kéo nhẹ. Tàu chiến yêu cầu thời gian nhóm lò lấy hơi thật ngắn, tính cơ động cao.

Yêu cầu đối với nồi hơi tàu thủy khác xa so với nồi hơi trên bộ: Kích thước trọng lượng, cấu tạo phải gọn nhẹ, đơn giản hơn, chất đốt tốt hơn. Song nồi hơi tàu thủy thường dừng lò luôn nên có điều kiện thường xuyên rửa nồi và sửa chữa (còn trên bộ thường trên một năm mới dừng lò tiến hành sửa chữa).

Các yêu cầu kể trên có thể không hoàn toàn thống nhất với nhau. Ví dụ: Lượng nước nồi ít sẽ rút ngắn được thời gian nhóm lò, giảm trọng lượng nồi hơi, song mực nước nồi và áp suất hơi nước có thể kém ổn định.

b)  Các thông số chính của nồi hơi tàu thủy

1)      Áp suất (kG/cm2)

–          Áp suất nồi hơi PN là áp suất của nước và hơi bão hòa chứa trong thân (bầu) nồi hơi. Dựa vào PN tra bằng hơi nước bão hòa, ta sẽ tìm được trị số của nhiệt độ bão hòa ts.

–          Áp suất hơi sấy Phs là áp suất của hơi sấy ra bộ sấy hơi. áp suất hơi sấy thấp hơn áp suát PN trong nồi hơi từ 1 ¸ 4 kG/cm2.

–          Áp suất hơi giảm sấy Pgs là áp suất của hơi giảm sấy sau khi ra bộ giảm sấy. áp suất hơi giảm sấy thấp hơn áp suất hơi sấy.

–          Áp suất nước cấp Pnc cao hơn áp suất PN từ 3 ¸6 kG/cm2 để thắng được sức cản trên đường ống cấp nước, tại bầu hâm nước cấp nồi, tại bầu hâm nước tiết kiệm và nén nước vào nồi hơi.

2)      Nhiệt độ (oC)

Nhiệt độ hơi sấy ths là nhiệt độ của hơi sấy khi ra 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 cấp nồi, trước bộ hâm nước tiết kiệm.

Nhiệt độ khói lò qkl: là nhiệt độ của khí lò ra khỏi nồi hơi.

Nhiệt độ không khí cấp qkk là nhiệt độ của không khí nhập vào trong buồng đốt.

3)      Sản lượng hơi D (kg/h; t/h)

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

DN = Dhs + Dgs + Dx  ,  (t/h)                                                          (2.1)

Chú ý rằng Dx là lượng hơi bão hòa cung cấp cho máy phụ và hệ thống (chứ không phải là lượng hơi bão hòa sinh ra tạo bầu nôi) khi cần thiết, nồi hơi có thể quá tải đến sản lượng lớn nhất Dmax trong một số giờ qui định.

Dmax = 125 ¸140% DN

4)      Nhiệt lượng có ích: Qi (kcal/h; kJ/h)

Là nhiệt lượng đã dùng vào việc đun sôi, bốc hơi trong một giờ của nồi hơi, tức là nhiệt lượng đã dùng để biến nước cấp thành hơi nước mà nồi hơi cung cấp trong một giờ.

Qi = Dhs (ihs – inc) + Dgs (igs – inc) + Dx (ix – inc)                              (2.2)

Qi = DN (iX – inc) + Dhs (ihs – iX ) + Dgs (igs – ix)                             (2.2a)

Trong đó:

–          ihs, igs, ix– entanpi của hơi sấy, hơi giảm sấy, hơi bão hòa.

–          inc– entanpi của nước cấp nồi.

5)      Hiệu suất nồi hơi: hN(%)

Là tỷ số giữa nhiệt lượng có ích cho nồi hơi trên nhiệt lượng do chất đốt tỏa ra.

(2.3)

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

6)      Suất tiêu dùng chất đốt ge (kg/mlci.h)

Là số lượng chất đốt cần dùng để hệ động lực phát ra một mã lực có ích trong một giờ.

Nồi hơi đốt dầu (PN = 100 ¸120 kG/cm2, tS = 5500C) có ge = 200 ¸210 g/mlci.h.

7)      Mặt hấp nhiệt H (m2)

Là bề mặt kim loại (của vách ống, của ống nước sôi, ống hâm nước tiết kiệm, ống sấy hơi, ống sưởi không khí hoặc ống của ống lửa, hộp lửa, buồng đốt) hấp nhiệt, chất trao nhiệt (như khí lò, hơi sấy) truyền cho chất nhận nhiệt (nước, hơi nước, không khí). Riêng đối với bộ giảm sấy tính theo bề mặt hấp nhiệt của hơi truyền cho nước..

Diện tích mặt hấp nhiệt tính về phía tiếp xúc với khí lò. Riêng đối với bộ sưởi không khí và bộ giảm sấy, tính theo đường kính trung bình của ống.

–          Mặt hấp nhiệt bức xạ Hb là mặt hấp nhiệt cạnh buồng đốt, trực tiếp tiếp xúc với ngọn lửa. ở đây hình thức trao nhiệt chủ yếu là bức xạ trao nhiệt.

–          Mặt hấp nhiệt đối lưu Hđ là mặt hấp nhiệt ở xa buồng đốt và được khí lò quét qua. Hình thức trao nhiệt chính ở đây là trao nhiệt đối lưu.

–          Mặt hấp nhiệt bốc hơi Hbh là bề mặt hấp nhiệt của khí lò làm cho nước sôi và bốc hơi. Nó bao gồm mặt hấp nhiệt của vách ống và ống nước sôi.

–          Mặt hấp nhiệt tiết kiệm Htk là bề mặt hấp nhiệt của bộ hâm nước tiết kiệm và bộ sưởi không khí kiểu khí lò (nếu bộ sưởi không khí dùng hơi nước để sưởi nóng thì được tính vào Htk).

8)      Suất hấp nhiệt bề mặt qH (Kcal/m2h; kJ/m2)

Là số nhiệt lượng bình quân do 1m2 mặt hấp nhiệt nhận được trong 1 giờ.   , kJ/m2.h       (2.6)

9)      Suất bốc hơi d (Kg/m2h)

Là lượng hơi nước sinh ra bình quân trong 1 giờ 1m2 mặt hấp nhiệt.

, kg/(m2.h)                                                                    (2.5)

–          Nồi hơi ống lửa đốt dầu thông gió bằng quạt:      25-32

–          Nồi hơi ống lửa loại nhỏ:                                      20-50

–          Nồi hơi ống nước nhiệt tải cao:                            80-120

–          Nồi hơi ống nước loại vừa:                                   50-80

–          Nồi hơi ống nước tuần hoàn cưỡng bức:              50-100

Khi muội cáu đóng đầy, suất bốc hơi giảm.

Suất bốc hơi lớn nhất dmax phụ thuộc vào cường độ làm mát ống tức là phụ thuộc vào lưu tốc tuần hoàn và độ ổn định tuần hoàn.

10)  Dung tích buồng đốt: Vbd(m3)

Để bảo đảm cho chất đốt cháy hoàn toàn, ngoài yêu cầu cung cấp đầy đủ ô xy ra còn cần bảo đảm nhiệt độ trong không gian buồng đốt cao hơn nhiệt độ bén cháy của chất đốt, nhiệt độ khí lò trong buồng đốt cần đủ cao để truyền nhiệt xạ được mạnh mẽ, ngọn lửa của chất đốt không nên tiếp xúc đến các bề mặt không phải là bề mặt hấp nhiệt (nếu không thì số chất đốt chưa cháy hoàn toàn sẽ kết thành muội cốc trên các bề mặt ấy).

Vì vậy trị số của Vbd phải chọn vừa phải tuỳ theo kiểu buồng đốt, loại chất đốt, lượng chất đốt, nhiệt độ không khí lò. Trị số bé nhất của dung tích buồng đốt quyết định bởi xuất nhiệt tải dung tích buồng đốt.

Dung tích buồng đốt không tính đến dung tích đường khí lò của phần trao nhiệt đối lưu.

11)  Suất nhiệt tải dung tích buồng đốt qv (Kcal/m3h)

Là trị số giữa nhiệt lượng cung cấp vào buồng đốt trong một giờ trên dung tích buồng đốt.

,  kcal/m2.h                                                              (2.6)

Trong đó:

–          Bt– Lượng tiêu dùng chất đốt trong mỗi giờ, kg/h

–          – Lượng sinh nhiệt thấp của chất đốt, Kcal/kg

Đối với buồng đốt dầu, trị số qv cần bảo đảm cho gạch chịu lửa của buồng đốt không bị đốt hỏng. Trường hợp vách nồi hơi đốt dầu có diện tích lớn, trị số qv có thể lớn hơn qv = 0,6 ¸0,7.106 Kcal/m2h.

Nồi hơi tàu chiến có qv = 3.106 Kcal/m3h

Trong đó trị số bé của qv dùng cho khi không sưởi không khí hoặc cho mặt hấp nhiệt bức xạ Hb bé.

Chú ý rằng qv đặc trưng cho độ lâu dài của chất đốt lưu lại trong buồng đốt. Nếu cần xét đến nhiệt độ khí lò tại buồng đốt, thì ngoài nhiệt lượng  của chất đốt, còn phải xét đến nhiệt lượng vật lý của chất đốt, nhiệt lượng của không khí nóng mang vào buồng đốt.

12)  Dung tích hơi Vh (m3), dung tích nước Vn (m3) và lượng nước nồi Gn (kG)

Vh, Vn, Gn tính khi mực nước nồi bình thường, mặt tách hơi là bề mặt ngăn cách giữa không gian nước với không gian hơi của bầu nồi.

Lượng nước nồi Gn là lượng nước ở mặt tách hơi tính ở nhiệt độ bão hòa.

Gn = Vn. g ,  kg                                                                             (2.7)

Trong đó: g-‘ tỷ trọng của nước ở nhiệt độ bão hòa.

Chú ý rằng trong không gian nước (nhất là đối với nồi hơi ống nước) còn lẫn hơi nước, lượng hơi nước ấy thay đổi tuỳ theo tải trọng của nồi hơi.

13)  Bội số tuần hoàn(W)

Bội số tuần hoàn W là tỷ số giữa lượng nước nồi trên lượng sinh hơi trong mỗi giờ của nồi hơi.

(2.8)

–          Nồi hơi ống lửa:    W = 3 ¸ 8

–          Nồi hơi ống nước: W = 0,2¸ 1

14)  Suất chứa hơi nước của không gian hơi dh (m3/m3.h)

Là tỷ số giữa lượng sinh hơi trong mỗi giờ trên dung tích không gian hơi của bầu nồi.

(2.9)

Trong đó: V” thể tích riêng của hơi bão hòa trong bầu trên.

15)  Lượng nước dự trữ dưới mặt tách hơi Gn (kg)

Là lượng nước trong bầu nồi giữa mực nước bình thường với mực nước thấp nhất.

DGn = Ft.h. Dh. g’                                                                         (2.10)

Trong đó:

–          Ft.h – diện tích bề mặt tách hơi của bầu nồi, m2;

–          Dh- khoảng chiều cao giữa mực nước bình thường với mực nước thấp nhất, m;

16)  Chu kỳ không cấp cấp nước

Là khoảng thời gian không cần cấp nước vào nồi hơi nhờ số lượng nước dự trữ  dưới mặt tách hơi.

, phút                                                                     (2.11)

17)  Năng lực tiềm tàng của nồi hơi

Là khả năng sinh thêm hơi nhờ nhiệt lượng chứa trong nước, trong kim loại và vách buồng đốt khi cần đột ngột tăng lượng sinh hơi. Gọi D, D0 là lượng sinh hơi khi bình thường và khi cần đột ngột tăng lượng sinh hơi.

(2.12)

Trong đó:

–          r, r0: suất nhiệt bốc hơi khi bình thường và khi cần tăng đột ngột, Kcal/kg;

–          : độ biến thiên Entanpi của nước nồi khi áp suất nồi hơi biến đổi 1 kG/cm2, .

–          dp/dt: tốc độ thay đổi áp suất hơi trong nồi hơi, kG/cm2/s;

Đối với nồi hơi ống nước dp/dt » 3 kG/cm2/ph;

Đối với nồi hơi ống lửa cho phép dp/dz lớn hơn.

18)  Suất trọng lượng của nồi hơi trên lượng sinh hơi mỗi giờ hoặc diện tích mặt hấp nhiệt

,  kg/kg/h                                                                  (2.13)

,   kg/m2                                                                  (2.13a)

–          Nồi hơi ống lửa:    GND = 15 ¸ 18; GNH = 250 ¸ 430

–          Nồi hơi ống nước: GND 0,65 ¸ 8; GNH = 160 ¸ 220

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Câu 2: Yêu cầu đối với nước nồi và phương pháp kiểm tra chất lượng nước nồi

Yêu cầu đối với nước cấp nồi

Nồi hơi cung cấp hơi cho máy. Hơi thải của máy ngưng tụ thành nước ngưng cung cấp lại cho nồi hơi, nước ngưng cũng không hoàn toàn tinh khiết. Nước mặn ngoài tàu có thể rò lọt vào bầu ngưng hòa lẫn vào nước ngưng. Dầu bôi trơn của xi-lanh máy hơi nước được hơi thải mang vào bầu ngưng làm bẩn bề mặt trao nhiệt của bầu ngưng và của nồi hơi. Không khí và các chất khí khác rò lọt vào máy, vào các đường ống hơi thải, vào bầu ngưng, vào nồi hơi.

Ngoài ra, để bổ sung cho hơi số nước và nước ngưng bị hao hụt (rò hở, bốc hơi, xả nước đọng,…) cần bổ sung nước cho nồi hơi. Nước bổ sung ấy cần bảo đảm phẩm chất cao, đặc biệt là nồi hơi thông số cao.

_ Kiểm tra chất lượng nước nồi hơi

Để tính được chính xác lượng thuốc cần cho việc lọc nước ngoài nồi và lượng thuốc chống cáu khi lọc nước trong nồi để quyết định thời gian xả cặn và lượng nước xả, cần thường xuyên kiểm tra chất lượng nước.

Cứ 24 giờ 1 lần kiểm tra độ clorua của nước ngọt trong khoang nước, kiểm tra độ clorua và độ kiềm của nước trong nồi hơi ống lửa và nồi hơi liên hiệp ống lửa- ống nước. Cứ 12 giờ 1 lần kiểm tra độ clorua, độ phốt phát, độ nitrat, độ kiềm của nước trong nồi hơi ống nước. Cứ 4 giờ 1 lần kiểm tra độ clorua và lượng muối chung của nước đã lọc mềm hoặc của nước chưng cất.

Nước nồi lấy từ van lấy mẫu nước ra phải đưa vào bầu làm nguội (nước nồi đi trong ống ruột gà, nước làm nguội đi ở bên ngoài ống ruột gà) để khói bốc hơi, đảm bảo thí nghiệm được chính xác.

Nước nồi lấy từ van lấy mẫu nước ra phải đưa vào bầu làm nguội (nước nồi đi trong ống ruột gà, nước làm nguội đi ở bên ngoài ống ruột gà) để khói bốc hơi, đảm bảo thí nghiệm được chính xác.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Câu 3 : Trình bày tác hại của các tạp chất trong nước nồi hơi và phương pháp xử lý nước nồi hơi.

Nước trong nồi hơi không ngừng bốc hơi, muối khoáng và các cặn bẩn dân dần đọng lại dưới đáy nồi hơi và đóng thành cáu cứng, dày trên thành ống và các bề mặt hấp nhiệt, nghiêm trọng nhất là ở các bề mặt có nhiệt độ cao. Để giảm bớt cặn bẩn trong nồi hơi phải định kỳ hoặc liên tục xả cặn và thay bằng nước sạch. Nước xả cặn mang đi mất một số nhiệt lượng. Còn cáu cứng gây lên những tác hại như sau:

–          Cáu dẫn nhiệt rất kém làm giảm lượng nhiệt truyền cho các mặt hấp nhiệt (hệ số dẫn nhiệt của cáu thạch cao là 0,5 ¸2 Kcal/m.h.0C của cáu các bô nát can xi là 0,2 ¸1 Kcal/m.h.0C, cáu các bộ nát can xi  kết tinh 0,5 ¸5 Kcal/m.h.0C, cáu si li cát 0,07 ¸ 0,2 Kcal/m.h.0C)

–          Nhiệt trở của lớp cáu có khi rất lớn, làm cho nhiệt độ thành ống có thể lên cao tới mức nguy hiểm cho độ bền của ống. Lớp cáu xốp và bám không chặt lên bề mặt thì càng dễ gây nên quá nóng, sinh ra phù, nứt,…

–          Làm tăng nhanh tốc độ mục rỉ ở dưới lớp cáu.

–          Làm tăng cao nhiệt độ khói lò, làm giảm hiệu suất nồi hơi, làm tốn thêm chất đốt. Có thể ước tính lượng chất đốt tốn thêm như sau:

 

Độ dày lớp cáu (mm)

0,5

1,0

1,5

3,0

5,0

Chất đốt tốn thêm (%)

1

1,5 ¸2

2 ¸3

5

8

Màng dầu bám trên mặt hấp nhiệt có hệ số dẫn nhiệt bé (l = 0,05 ¸ 0,1 Kcal/m.h0C) màng dầu chỉ dày 0,2 mm có thể làm tổn thất 4 ¸ 6% chất đốt, làm cho ống bị quá nóng, mặt hấp nhiệt bị mục rỉ, nước nồi hơi bị nổi bọt.

Trong số các chất khí hòa tan trong nước nồi hơi ô xy O2 là nguy hại nhất, nhất là đối với các nồi hơi thông số cao, O­2  gâylên mục rỉ theo phản ứng (CO2 là xúc tác của quá trình mục rỉ thép):

Fe(OH)2 + 2CO2 = Fe(HCO3)2

4Pe(HCO3)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)2 + 8CO2

 Quá trình đóng cáu

Cáu gồm có các muối khoáng không hòa tan trong nước (CaSO4, Mg(OH)2, CaSiO3, CaCO3, MgCl2, CaCl2,…) dầu đã bị cháy, và có thể còn có ô xít  kim loại đã sinh ra do mục rỉ. Thành phần của cáu nồi hơi tàu thủy như sau:

CaO = 0,16 ¸ 40,4%                   MgO = 0,48 ¸ 0,16%

Fe2O3 = 0,08 ¸ 83,4%                 Al2O3 = 0 ¸ 16,65%

SiO2 = 0,14 ¸ 14,8%                   P2O5 = 0 ¸ 16,2%

SO2 = 0,83 ¸ 54,7%                    Dầu và chất hữu cơ khác 0,5 ¸50%.

Sự hình thành cáu là một quá trình hóa lý phức tạo, đó là quá trình các muối khoáng quá no trong nước tách ra lắng thành thể rắn. Chỉ khi đến trạng thái bão hòa (no) thì muối mới bắt đầu đóng cáu. Có loại muối như CaCl2, MgCl2, nhiệt độ càng cao thì độ hòa tan càng lớn (càng xa trạng thái bão hòa). Còn lại muối thứ hai như CaSO4, CaSiO3… nhiệt độ càng cao thì hòa tan càng kém, tức càng dễ bão hòa, dễ đóng cáu.

Quá trình đóng cáu thường diễn ra như sau. Theo đà bốc hơi của nước, nồng độ muối trong nước tăng dần lên. Đến khi đạt tới nồng độ tới hạn ở nhiệt độ này (tức đã no muối), muối sẽ lắng ra thành thể rắn bám lên mặt hấp nhiệt. Đầu tiên trong nước sinh ra những vẩn kết tủa rất nhỏ, các vẩn ấy lớn dần lên, rồi kết to dần lại thành tua, các tua ấy tách ra khỏi nước lắng lên mặt hấp nhiệt thành cáu.

Quá trình hình thành cáu ở mỗi nơi của nồi hơi một khác. Tại các bộ phận trao nhiệt nhiệt độ thấp, chỉ có muối cứng tạo thành cáu các bon nát, cũng có khi có phốt pho can xi, o xít sắt. Nơi bốc hơi mạnh, cáu các bon nát xốp bở. Nơi không bốc hơi, không có dòng nước chảy hỗn loạn sinh ra cáu các bon nát cứng.

Ở các ống nước sôi và vách ống, nhiêt độ khá cao nên có cáu cứng sunfat và silicát (CaSO4, CaSiO3, MgSiO3…) dầu đã cháy. Đáy nồi có đóng cáu bùn, nó gồm có CaCO3, Mg(OH)2, Ca3(PO4)2 và các tạp chất cơ học.

Quá trình sinh cáu cứng silicát tại các nồi hơi áp suất cao chủ yếu là do tuần hoàn yếu và kém ổn định, hơi nước chia lớp. Tại các nơi tuần hoàn yếu hoặc nước hơi chia lớp có thể sinh ra nhiều bóng hơi liên tục, dưới bóng hơi và lớp hơi có màng nước sôi có nhiệt độ sôi và nồng độ muối cao hơn nước trong nồi nói chung, ở đây muối hòa tan có thể đạt đến trạng thái bão hòa. Đầu tiên các muối silicát (CaSiO3, MgSiO3, Na2SiO3) có hệ số hòa tan âm lắng xuống. Rồi các muối dễ tan trong nước có nhiệt độ bão hòa gần nhiệt độ bão hòa của nồi hơi như Na2SO4, Na3PO4 lắng. Cuối cùng lắng là NaOH có nhiệt độ bão hòa cao hơn nhiều so với nhiệt độ bão hòa của nước sôi.

Các bóng hơi bám lên mặt hấp nhiệt trong một thời gian nhất định, thẻ tích bóng to dần lên, chất nước trong bóng bốc hơi sinh ra một lớp cáu mỏng trên mặt, ngay sau khi các bóng hơi nổi lên, vết muối còn lại bị hòa tan: các muối dễ hòa tan thì tan nhanh, các muối khó hòa tan thì chỉ hòa tan được một tí. Kết quả lớp cáu đóng rất cứng. Các bóng hơi liên tục thay thế nhau, toàn mặt hấp nhiệt dần dần bị phủ một lớp cáu.

Tốc độ sinh cáu phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của các bóng hơi. Do đó dùng cách tăng tuần hoàn của nước sẽ giảm được thời gian tiếp xúc của bóng hơi với mặt hấp nhiệt và sẽ giảm được tốc độ đóng cáu.

Tăng tốc độ của nước cũng giảm được cáu. Để chống cáu, biện pháp chủ yếu nhất là tiến hành lọc nươc. Lọc nước bao gồm lọc cặn bẩn, lọc dầu, lọc mềm (lọc muối), khử muối, khử khí. Có thể tiến hành lọc trong nồi hoặc lọc ngoài nồi, hoặc đồng thời lọc trong nồi  và ngoài nồi. Nếu nước cấp được lọc kỹ, xả cặn đầy đủ, có thể bảo đảm nồi hơi làm việc 8000 ¸ 10000 h mới phải dừng lò rửa cáu, nếu không lọc có khi chỉ qua 700 ¸ 800 h làm việc đã đóng cáu dày hàng mấy mi li mét, bắt buộc phải rửa nồi.

*) Các phương pháp xử lý nước nồi

_ Xử lý nước ngoài nồi

Xử lý nước ngoài nồi bao gồm: lọc cặn, lọc dầu, khử khí, khử muối cứng.

Có thể không cần khử muối ở ngoài nồi trong những trường hợp sau đây: Nồi hơi ống lửa được cung cấp bằng nước cấp có độ cứng chung dưới 8 mg đương lượng/l,  nồi liên hợp và nồi nước áp suất dưới 20 kG/cm2 được cung cấp bằng nước cấp bổ sung có độ cứng chung dưới 5 mg đương lượng /l.

Lọc cặn

Nước ngưng và nước ngoài bổ sung đi qua lưới lọc và các ngăn than cốc của bể lọc (bể nước nóng) sẽ lọc sạch cặn.

Lọc dầu

Nước ngưng của hơi làm việc với máy hơi có lượng dầu khoảng 50 mg/l với tua bin hơi 5 mg/l. Nên nước ngưng của hơi làm việc với máy hơi dùng bể lọc nhiều cấp, của tua bin hơi chỉ cần bể lọc 1 cấp. Vật liệu lọc thường dùng là: khăn bông, vải gai, than cốc than hoạt tính, gỗ, dạ bột antaxit.

Năng lực hút (chứa) dầu của chúng như sau: với than cốc cỡ 20 ¸ 25 mm là 5 g/kg; than cốc cỡ 10 ¸ 12 mm là 9g/kg.

Than cốc cỡ 5 ¸ 6 mm: 20g/kg; than hoạt tính: 250 g/kg; khăn bông: 200 g/kg; dạ thường: 160 ¸ 170 g/kg.

Dầu mỏ trong nước nồi có thể ở một trong ba trạng thái:

–          Trạng thái màng nổi: Bị giữ lại tại các ngăn của bể lọc.

–          Trạng thái giọt dầu lơ lửng trong nước: Bộ lọc kiểu cơ học giữ lại.

–          Trạng thái nhũ tương: Các hạt dầu rất nhỏ (< 0,0001mm) và mang điện tích cùng dấu ngăn không cho chúng kết lại thành hạt dầu to, chúng hầu như không bị bộ lọc cơ học giữ lại. Muốn tách nó ra khỏi nước, trước hết phải khử nhũ tương hoặc dùng bộ lọc dầu kiểu hấp thu. Vật liệu lọc dầu thường được chứa trong các ngăn của bể nước nóng, tốc độ chảy qua bể càng chậm thì chất lượng lọc càng tốt. Than hoạt tính có tác dụng hấp thu dầu rất tốt khi  lượng dầu trong nước ngưng dưới 6 mg/l, lưu tốc dòng nước qua bộ lọc dưới 5 ¸ 6 m/h và độ cao tầng than trên 100 mm than cốc và than hoạt tính có tác dụng lọc cơ  học lọc hấp thu và khử một phần nhũ tương.

Khi vật liệu lọc đã no dầu, phải thay hoặc rửa ngay, khả năng chứa dầu của bể lọc chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu lọc và cấu tạo của bể lọc (có bể chỉ chứa được     0,1 g/mli, có bể đạt tới 14 ¸15 g/mli bể lọc ở hình 9.2 chỉ chứa được 0,8 g/mli).

 

Hình 8.1. Bể lọc có năng lực chứa dầu cao

1; 2- Bộ phận lắng, lọc; K- than ốc; 0- than hoạt tính.

Dung tích của bể lọc tính theo mỗi mã lực chỉ thị nên vào khoảng 1,5 ¸ 2,5 lít/mli.

Ngoài bể lọc ra, có khi trên đường ống nước cấp chính còn có một đôi bầu lọc phụ kiểu lưới hoàng đồng.

 Khử khí

Nồi hơi áp suất dưới 20 kG/cm2 thường tiến hành loại trừ các chất khí trong nước cấp tại bầu ngưng và bể nước nóng.

Nồi hơi áp suất cao cần có thêm thiết bị khử khí riêng, khử khí có nhiều phương pháp.

Kiểu đun sôi: Nước cấp được dẫn vào bầu khử khí và đun sôi, các chất khí hòa tan sẽ bay đi. Đây là phương pháp thường dùng nhất, tuy rằng nó không khử được hoàn toàn hết chất khí.

Kiểu hóa học: Pha vào nước cấp các chất hấp thụ O2 như N2H4, Na2SO3.

N2H4 + O2 -> N2 + 2H2O

2Na2SO3 + O2 -> 2Na2SO4

Phương pháp này có thể khử khí hoàn toàn. Từ 1 kg O2 trong nước cần 1 kg N2H4.

Kiểu nhiệt hóa: Nước đi qua bầu khử khí được đun nóng và nhờ than hoạt tính hấp thụ chất khí.

Kiểu điện học: Dòng điện đi qua nước, ôxygen trong nước bị ion hóa mang điện tích âm và chạy đến cực dương tụ tập thành bóng hơi đi lên bay đi.

Ngoài ra, để giảm lượng khí trong nước, độ quá lạnh của nước ngưng nên hết sức bé (độ lạnh tăng 10C thì lượng O2 tăng 0,06 mg/l), để lọc nên dùng hơi thải hâm nóng hơi nước đến trên 50 ¸ 600C, cần thường xuyên theo dõi tình hình làm việc của vòi thoát khí ở bầu hâm nước và bộ hâm tiết kiệm.

Đối với các nồi hơi cao áp, nhất thiết phải dụng hệ thống kín cấp nước có bộ khử khí kiểu đun sôi.

Nồi hơi ống lửa có khi dùng bộ khử khí đặt trong nồi.

 Khử muối cứng

Trên tàu thường dùng các phương pháp khử muối cứng như: phương pháp trao đổi ion dương, phương pháp trao đổi ion âm, phương pháp điện tử, phương pháp điện hóa, phương pháp chưng cất nước.

a. Phương pháp trao đổi ion dương làm mềm nước

Cho nước đi qua các chất trao đổi ion dương như đá bọt, than hoàng hoa, vôphatít, espatit (ký hiệu chung của chúng là NaR), thì ion Na của chúng sẽ trao đổi ion Ca++ và Mg++ của muối cứng trong nước, làm cho các hợp chất khó hòa tan của Ca và Mg (tức muối cứng) trở thành những hợp chất dễ hòa tan của Na (NaHCO3, Na2SO4, NaCl)

Ca(HCO3) + 2NaR = CaR2 + 2NaHCO3

MgSO4 + 2NaR = MgR2 + Na2SO4

CaCl2 + 2NaR = CaR2 + 2NaCl

Kết quả độ cứng giảm (tuy rằng lượng muối chung không đổi vì rằng số lượng ion âm Cl, SO4-2, HCO3-2 … trong nước chưa hề thay đổi).

Tương ứng như vậy, có thể dùng các chất trao đổi ion H+.

Ca+2 + 2HR = CaR2 + 2H+

Khi  tất cả các ion Na+ sắp trao đổi hết với Ca+2 và Mg+2 cần dùng dung dịch 5 ¸ 10% NaCl tiến hành tái sinh với lưu tốc 7 ¸ 10 m/h.

CaR2 + H2SO4 = 2HR + CaSO4

Năng lượng trao đổi ion dương của đá bọt vào khoảng 100 ¸150 g đương lượng/m3(tức là 1 m3 đá bọt có thể làm mềm 100 ¸ 150 tấn nước có độ thấm ban đầu 1mg đương lượng/1 hoặc 10 ¸15 tấn nước có độ cúng 10 mg đương lượng/l), của than hoàng hóa 280 ¸ 360g đương lượng/l, espatit 400 g đương lượng/l; ôphatit 300 ¸ 600 g đương lượng/l.

Đá bọt (glauconhit thiên nhiên) là alumin silic của Fe và Mg ngậm nước, kí hiệu là (Na2O, Al2O3, SiO2). nH2O.Nó chỉ lọc được nước dưới 350C. Lưu tốc lọc 5 ¸15 m/h. Than hoàng hóa (than đá sunphát hóa) được dùng rộng nhất trên tàu vì rẻ, sẵn. Nó là sản phẩm của than đá tác dụng với H2SO4 đậm đặc (trên 96% H2SO4) với tỷ lệ 1: 4 (theo trọng lượng), nó có mạng hữu cơ phức tạp chứa nhiều nhóm sunfơ HSO3 và các bô xyn COOH. Nó có thể lọc được nước 60 ¸ 700C. Lưu tốc lọc là 20 ¸ 25m/h khi độ cứng của nước 1mg đương lượng/l, 10 ¸15 m/h khi 3 ¸ 6 mg đương lượng/l; 5 ¸ 10 m/h khi trên 6 mg đương lượng/l. Hao hụt hàng năm độ 6 ¸10%.

Trước khi tái sinh, cần cho dòng nước đi ngược chiều trong thời gian 15 ¸ 20 phút với lưu lượng 3 ¸ 5 l/g cho 1m2 mặt cắt bầu lọc để làm xốp vật liệu lọc. Sau khi tái sinh, cần rửa sạch NaCl hoặc H2SO4 bằng nước ngọt: trong 20 ¸ 25 phút đầu cho nước ngọt đi từ dưới lên trên với lưu tốc 4 ¸ 5 m/h, rồi xả ra ngoài tàu trong 25 ¸ 30 phút tiếp đó tăng lưu tốc đến 7 ¸ 8 m/h, phải đưa nước ấy vào két riêng để sau này làm xốp vật liệu lọc. Khi độ cứng của nước sau bầu lọc đạt 0,05 mg đương lượng/l là đã rửa xong.

Thường sau 12 ¸ 24 h lọc, phải tiến hành tái sinh và rửa độ 0,8 ¸ 1,2 h (tuỳ theo độ cứng của nước và dung tích bầu lọc).

Ưu điểm của phương pháp trao đổi ion Na+ làm mềm nước là:

–          Một trong những phương pháp tốt nhất làm mềm nước (đạt tới độ cứng 0,01 ¸0,03 mg đương lượng/l).

–          Vật liệu lọc có thể dùng lâu năm.

Song thiết bị của nó tương đối to, nặng, phải thường xuyên coi sóc, có trường hợp gây nên độ kiềm quá cao có thể sinh ra giòn kiềm, cần nhiều nước ngọt để rửa.

Các tàu lớn thường trang bị thiết bị lọc mềm này ngay cả một số tàu sông 200 ¸ 300 mã lực cũng áp dụng.

Làm mềm nước bằng cách trao đổi ion dương H+ khử được toàn bộ độ cứng các bon nát (độ kiềm), lượng cặn khô giảm trong nước có tính axit không thể cung cấp cho nồi hơi được.

b. Phương pháp trao đổi ion âm làm mềm nước

Nước có tính axít đi qua chất trao đổi ion âm (ion âm OH, CO3-2, HCO3) sẽ tiến hành trao đổi ion âm với a xít.

Trước khi trao đổi ion âm, phải làm cho tất cả các muối trong nước trở thành a xít tức là cho đi qua bộ trao đổi ion dương H+.

Khi trao đổi ion âm, sẽ diễn ra các phản ứng.

2RaOH + H2SO4 ® Ra2SO4 + 2H2O

2RaOH + H2SiO3 ® Ra2SiO3 + 2H2O

RaOH + HCl ® RaCl + H2O

Các chất trao đổi ion âm khác như Ra2CO3, RaHCO3 cũng có phản ứng tương tự.

Khi tái sinh dùng dung dịch kiềm (NaOH, Na2CO3, NaHCO3) để bảo đảm cung cấp nước có độ cứng bằng 0 cho các nồi hơi cao áp hiện đại, cho nước chưng cất đi qua bầu trao đổi ion dương H+ rồi qua bầu trao đổi ion âm.

c. Phương pháp lọc nước bằng từ trường

Cho dòng nước đi thẳng góc với đường sức từ của từ trường mạnh, tuy thành phần hóa học của muối cứng trong nước không hề biến đổi, song lý tính của nước biến đổi (độ nhớt tăng, sức căng bề mặt,… điện của các ion Ca+2, Mg+2 biến đổi).

Do đó các muối cứng lắng thành cáu bùn ở trong nồi hơi, mà không đóng cáu cứng.

Cường độ từ trường nên vào khoảng H = 120000 A/m, lưu tốc nước nên vào khoảng 1 m/s.

Có thể dùng nam châm vĩnh cửu, hoặc nam châm điện.

Bộ lọc  từ trường thường bố trí tại giữa bể lọc và bơm cấp nồi.

Lọc nước bằng từ trường thiết bị đơn giản. Nhưng chỉ nên dùng cho nồi hơi ống lửa và nồi hơi liên hiệp ống lửa – ống nước mà độ cứng của nước cấp dưới 4 ¸5 mg đương lượng/l và lượng nước bổ xung dưới 3 ¸ 5% lượng sinh hơi của nồi hơi. Khi lọc nước bằng từ trường, lượng cặn bùn sinh ra nhiều nên phải tăng số lần xả cặn và lượng nước xả.

d. Phương pháp điện hóa làm ngọt nước (khử muối)

Khi có dòng điện đi qua, nước cần khử muối bị ion hóa các ion dương (Na+, Mg+2) đi qua các màng 2 (hình 8.3), các ion âm (Ci, SO-2,..) đi qua các màng 3. Do đó tạic ác ngăn số chẵn (II, IV, VI…) nồng độ muối tăng lên, còn trong các ngăn số lẻ (I, III, V…) nước được làm ngọt.

Phương pháp điện hóa làm ngọt nước tốn nhiều năng lượng (hơn cả phương pháp chưng cất hồi nhiệt) và còn trong giai đoạn thí nghiệm.

 

 

 

 

 

 

Hình 8.2. Sơ đồ thiết bị điện hóa làm ngọt nước.

1- Bể có hàng trăm ngăn; 2- Màng chất dẻo pomime tổng hợp có các
nhóm axit H2CO3 cho điện dương đi qua song không thấm nước; 3- Màng chất dẻo
polime tổng hợp các nhóm kiềm, cho ion âm đi qua, cũng không thấm nước;
4,5- Điện cực nối với nguồn điện một chiều 100 ¸ 120 V.

e. Phương pháp chưng cất nước ngọt

Khử muối theo phương pháp trao đổi ion, phương pháp từ trường, phương pháp hóa học, cần mang theo trên tàu khá nhiều nước ngọt. Do đó cá tàu đi biển xa thường trang bị thiết bị chưng cất nước biển thành nước ngọt.

Nước biển đi vào bầu chưng cất nhờ hơi thải 1 ¸ 2 kG/cm2 của các máy phụ hoặc hơi trích từ tua bin đun sôi bốc thành hơi qua bầu ngưng đọng thành nước cất. Có khi lợi dụng nhiệt của khói lò để đun sôi trong bộ chưng cất nước kiểu chân không.

Nước chưng cất qua một cấp chỉ đạt được lượng muối chung 20 ¸ 20 mg/l. Muốn có nước tinh khiết hơn (lượng muối chung 1 ¸ 2 mg/l), cần chưng cất lại lần thứ hai, lần thứ ba.

Có khi tiến hành khử muối theo phương pháp liên hợp: Đầu tiên khử muối bằng phương pháp chưng cất, hoặc phương pháp điện hóa, sau cho qua bầu trao đổi ion dương và bầu trao đổi ion âm.

 Xả cặn cho nồi hơi

Ngoài việc lọc nước đảm bảo phẩm chất của nước cấp, cần có biện pháp bảo đảm phẩm chất của nước trong nồi (lượng muối chung, độ kiềm, độ clorua). Nước nồi không ngừng bốc hơi, nồng độ các tạp chất tăng lên. Vì vậy cần tiến hành xả cặn nồi và xả cặn đáy bể thay nước sạch vào đảm bảo phẩm chất của nước nồi, do đó hạn chế lượng muối theo hơi nước vào bộ sấy hơi và tua bin.

–          Xả cặn nổi (gạn mặt) nhằm xả ra ngoài loại cặn bẩn lơ lửng và dầu. Thường cứ 4 giờ xả cặn nổi 1 lần, xả xong mực nước tại ống thủy hạ xuống không quá   mực nước bình thường trong ống thủy.

–          Xả cặn đáy nhằm xả cặn bùn đọng dưới đáy nồi ra ngoài. Thường thường cứ 24 giờ xả 1 lần, xả xong mực nước hạ xuống độ  mực nước bình thường trong ống thủy.

Nước xả Dx của nồi hơi tàu thủy tuần hoàn tự nhiên chỉ tuỳ thuộc vào lượng muối của nước nồi và của nước cấp.

,  kg/h.

Trong đó:

Snc, Sh, Snn– lượng muối của nước cấp, của hơi nước, của nước nồi.

Lượng nước xả Dx thường chiếm 0,5 ¸ 2% lượng sinh hơi của nồi hơi. Khi định kỳ xả cặn, mất khá nhiều nước và nhiệt. Khi liên tục xả cặn, ít mất nhiệt và nước.

Khi xả định kỳ, có thể cho nước xả đi qua ống ruột gà đặt trong bể lọc để giảm bớt tổn thất nhiệt do nước xả mang đi. Khi xả liên tục, nước xả cặn nồi được đưa vào bộ chưng cất nước ngọt.

Xả cặn nồi hơi ống nước nằm:

Khi ấy giảm bớt độ  lượng chất đốt, vì rằng khi xả cặn từ bầu góp, cặn ra có thể phá hoại sự tuần hoàn trong cụm khóm ống nước sôi I, làm nứt vỡ ống,…

_Xử lý nước trong nồi

Cho trực tiếp thuốc chống cáu vào trong nước nồi hơi là một trong những phương pháp thường dùng cho nồi hơi, nhất là loại vừa và nhỏ.

Khi ta cho thuốc chống cáu như xút, kali các bon nát, natri phốt phát vào trong nước nồi hơi, chúng phản ứng hóa học với các muối cứng trong nước là cho muối cứng lắng thành cáu bùn để xả ra ngoài khi xả cặn.

Khi xút tác dụng với muối cứng tạm thời:

2NaOH + Ca (HCO3)2 -> CaCO3 + Na2CO3 + 2H2O

2NaOH + Mg(HCO3)2 -> Mg(OH)2 + 2NaHCO3.

NaCO3 sinh ra sẽ phản ứng với muối vĩnh cửu.

Khi xút tác dụng với muối vĩnh cửu:

2NaOH + MgCl2 -> Mg(OH)2 + 2NaCl

2NaOH + MgSO4 -> Mg(O)2 + Na2SO4.

Khi Natri các bô nát phản ứng với muối cứng vĩnh cửu:

Na2CO3 + CaSO4 -> CaCO3 + Na2SO4

Na2CO3 + CaCl2 -> CaCO3 + 2NaCl

Khi phốt phát natri tác dụng với muối cứng tạm thời và muối cứng vĩnh cửu.

3Ca(HCO3)2 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2 + 6NaHCO3

3Mg(HCO3)2 + 3Na3PO4 -> Mg3(PO4)3 + 6NaHCO3

3MgSO4 + 2Na2PO4 -> Mg3(PO4)2 + 6NaCl

Phương pháp chống cáu này dựa trên nguyên lý chuyển hóa cân bằng hóa học tạo ra điều kiện thuận lợi cho cáu bùn (CaCO3, Ca3(PO4)2, Mg(PO4)2…) lắng xuống tức là tạo ra những điều kiện lý hóa thuận lợi cho các muối các bô nát, các muối phốt phát của canxi và magiê chóng đạt tới giới hạn hòa tan khi nồng độ canxi và magiê vẫn giữ nguyên.

Ví dụ muốn cho CaSO4 không đóng cáu cứng, phải cho Na2CO3 vào nước nồi để tăng nồng độ ion CO3-3 sẽ đạt được giới hạn hòa tan của CaCO3 trong khi nồng độ Ca+2 còn rất nhỏ so với giới hạn hòa tan của CaSO4 kết quả là CaCO3 lắng xuồng (dạng bùn) chứ không phải là CaSO4 (dạng cáu cứng).

Thuốc chống cáu tốt nhất là Na2PO4 vì cáu bùn phốt phát rất ít hòa tan trong nước và chống đóng cáu  silíc có hiệu quả. Song vì Na3PO4 đắt tiền nên chỉ các nồi hơi cao áp (PN > 60 kG/cm2)  mới dùng hoặc hòa thuốc phốt phát. Cũng có thể dùng Na4P2O7 nhưng phải thêm NaOH để không sinh ra cáu NaFePO4.

Đối với các nồi hơi áp suất không lớn hơn 80 ¸ 90 kG/cm2 có thể cho thêm NaNO3 làm thành màng bảo vệ, giữ cho mặt nồi hơi không bị mục rỉ. Lượng NaNO3 trong nước nên vào khoảng 35 ¸ 40% độ cứng chung. NaNO3 cũng có thể dùng cho nồi hơi ống nước có PN > 20 kG/cm2.

Các nồi hơi áp suất vừa và thấp còn dùng các hóa chất rẻ tiền như NaOH, Na2Co3 thay cho 1 phần Na3PO4.12H2O như thế giảm được chi phí về thuốc chống cáu vì 1 kg NaOH chống cáu tương đương 3 ¸ 4 kg CaPO4.12H2O song như vậy không thể đạt độ mềm cao nhất, vì cáu lắng và tan nhiều trong nước nhất là CaCO3.

Có nhiều phương pháp đưa thuốc vào nồi.

–          Phương pháp 1: Dung dịch thuốc được đưa ngay vào bầu nồi hơi nhờ ống phun hơi ép thuốc vào. Cách này rất tốt, vì không đóng cáu bẩn trên đường ống đưa thuốc vào, nên được dùng khi nước sau bầu hâm trên 800C.

–          Phương pháp 2: Thuốc được pha trong nước ngưng nóng và hòa vào bể nước nóng (bể lọc). Cũng có thể đặt bình dung dịch trước đường ống hút nước của bơm cấp, nếu nước có độ cứng cao, sẽ đóng nhiều cáu bẩn trên đường ống.

Tốt nhất nên pha thuốc liên tục vào nồi. Nồi hơi ống lửa thường định kỳ 4 giờ 1 lần cho thuốc vào nồi. Như vậy rất đơn giản song độ kiềm của nước kém ổn định. Muốn pha liên tục cần dùng thiết bị đặc biệt điều chỉnh lượng dung dịch thuốc vào nồi.

Ngoài phương pháp lọc nước trong nồi theo phương pháp trên, còn có thể dùng phương pháp siêu âm chống đóng cáu cho các nồi hơi ống lửa và nồi hơi liên hợp ống lửa ống nước. Sóng siêu âm phá hoại quá trình kết tinh của muối lên mặt hấp nhiệt, làm  cho các tinh thể của chúng vỡ nhỏ thành cáu bùn. Sóng siêu âm còn có thể phá vỡ cáu cũ, vì rằng mođun của thép và của cáu khác nhau.

Ưu điểm của phương pháp này là: tốn ít năng lượng, thiết bị nhỏ gọn, rẻ.

 

 

 

 

 

 

 

Hình 8.3. Nguyên lý siêu âm chống cáu.

Nguyên lý làm việc của thiết bị siêu âm chống cáu như sau: Hình 9.1 khi mở công tắc C, điện từ bộ chính lưu được nạp vào tụ điện T, khi đóng công tắc C, điện từ tụ điện T phóng qua cuộn dây của bộ dao động co giãn điện từ G, làm phát ra sóng siêu âm.

Điện trở R dùng để hạn chế cường độ dòng điện khi đóng công tắc C(1).

Công suất mới mạch xung trên 120W.

Khi chống cáu bằng thiết bị siêu âm, nước nồi cần giữ độ kiềm vào khoảng     50 ¸70 mg/l NaOH. Khi dùng phương pháp này tốn ít thuốc chống cáu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Câu 4 : Trình bày các sự cố thường gặp khi khai thác nồi hơi.

1.Cạn nước nồi chưa nghiêm trọng

_ Hiện tượng : mức nước rất thấp trong ống thuỷ qua bộ báo động (Low water Level)

 

_ Nguyên nhân :

 

 

_Khắc phục : Cạn nước nồi chưa nghiêm trọng (mức nước nồi giảm nhanh song vẫn còn thấy ở ống thủy) kiểm tra ống thủy có bị tắc không, nếu ống thủy không bị tắc thì giảm lượng chất đốt, tăng lượng nước cấp, dùng tay điều chỉnh lượng nước cấp.

 

2.Cạn nước nồi nghiêm trọng

_ Hiện tượng : Trong ống thuỷ không thấy mức nước: xả đáy ống thuỷ thì thấy hơi ra. Nghiêm cấm không được cho nước vào. Tắt nồi hơi, xả hết hơi và để nguội từ từ.

 

_Nguyên nhân :

 

_Khắc phục : Cạn nước nồi nghiêm trọng: (không còn nhìn thấy mực nước trong ống thủy) nếu mở van xả dưới của ống thủy thấy có hơi phụt ra, có chỗ kim loại đã bị nóng đỏ thì ngừng cấp chất đốt, tuyệt đối không được tiếp tục cấp nước, tắt quạt gió và quạt hút khói, dùng tay giật van an toàn để hạ thấp áp suất nồi hơi đến 0, đóng kín các cửa buồng đốt, chờ đến khi nhiệt độ nước nồi đến 60 ¸700C thì tiến hành xả nước nồi, sau đó kiểm tra kỹ bên trong nồi. Nếu phát hiện có chỗ bị quá nóng (như có chỗ kim loại hoặc cáu nước đã bị đổi màu) thì không nên cho nồi hơi tiếp tục làm việc trở lại nếu chưa được đăng kiểm kiểm tra.

 

3.Mức nước nồi hơi quá cao xảy ra lúc mới đốt

_Hiện tượng :

 

_Nguyên nhân :

 

_Khắc phục : Nước nồi quá cao: Trước hết phải kiểm tra ống thủy có bị tắc không, rồi mới giảm lượng nước cấp, tạm thời giảm bớt lượng hơi cung cấp cho máy nếu cần thì xả bớt một ít nước nồi. Trường hợp nước sôi trào ra đường ống hơi, để tránh xảy ra nén nước làm vỡ ống và máy cần lập tức xả nước cho đường ống hơi, bộ sấy hơi và máy, ngừng cung cấp hơi vào máy, ngừng đốt. Nước nồi quá cao có thể là do cấp quá nhiều nước hoặc do hiện tượng sôi trào. Hiện tượng sôi trào phát sinh khi tăng đột ngột tải trọng nồi hơi, làm giảm áp suất nồi hơi, nước nồi hơi bốc hơi mãnh liệt, số lượng bóng hơi trong nước đột nhiên tăng lên, mực nước nồi vụt lên rất cao, hoặc do nồng độ muối trong nước hoặc do nồng độ thuốc chống cáu quá cao, bọt thuốc kiềm và váng dầu nổi trên mặt nước nồi làm giảm độ cao của không gian hơi.

 

4.Cháy hỏng các bề mặt trao đổi nhiệt:

_ Hiện tượng :Khi các bề mặt trao đổi nhiệt bị cháy thì khói lò trắng, áp suất hơi giảm, tiêu thụ nước nồi tăng lên

_ Nguyên nhân :

–          Do cáu cặn dày làm cho các bề mặt TĐN quá nhiệt khi nồi hơi hoạt động gây ra giòn, thủng kim loại

–          Do ăn mòn và quá nhiệt

_ Khắc phục :  Cháy hỏng mặt hấp nhiệt: ống hoặc bầu bị quá nóng, bị võng, bị phù lún, bị nứt, nổ vỡ, khi ống bị vỡ, sẽ nghe tiếng nổ và áp suất hơi nước giảm sút, thấy hơi nước từ ống khói phụt ra, hơi nước và ngọn lửa từ trong buồng đốt phụt ra ngoài.

Trường hợp ống hoặc buồng đốt bị võng hoặc phù lún, lập tức ngừng cấp chất đốt, ngừng cấp nước, tách nồi hơi khỏi ống hơi, cho nguội dần rồi kiểm tra.

Thân nồi hơi ống lửa nếu nhóm lò, tắt lò đột ngột có thể bị cong, rò hở ở mối tán, mối nối. Buồng đốt bị lún cục bộ hay biến dạng toàn bộ có thể là do cạn nước (nếu đỉnh buồng đốt có một vết lún ngắn) hoặc có nơi đọng dầu hoặc do đóng cáu cặn (nếu vết lún ở vùng cách đỉnh 450).

 

5.Áp suất hơi thấp hoặc cao

Điều chỉnh áp suất: dùng rơ le áp suất để chỉnh. Đối với nồi hơi phụ khí xả, điều chỉnh lượng khí xả vào nồi hơi, hoặc có thể điều chỉnh áp suất hơi bằng van tràn

6.Nồi hơi không cháy

Do hệ thống nhiên liệu: chất lượng phun sương kém, nhiệt độ hâm dầu thấp, nến đánh lửa bị bẩn, hoặc do lượng không khí cấp vào quá nhiều, độ mở của bướm khí không đảm bảo

Khi đang hoạt động do tín hiệu bảo vệ: mức nước, nhiệt độ dầu Fo, áp suất dầu

7.Trường hợp ống bị vỡ:

_Lập tức đóng van của nồi hơi, giật van an toàn ngừng cấp chất đốt tăng cường thông gió và hút khói để đuổi hơi nước lên trời, rồi đóng các cửa thông với buồng đốt cho nồi hơi nguội dần. Chú ý rằng nếu ống bị vỡ do nước nồi quá cạn, cần tiếp tục cấp nước cho đến khi buồng đốt đã tắt ngọn lửa.

Trường hợp vỡ ống ở giữa cụm ống sẽ khó tìm kiếm, khi ấy có thể dùng nút gỗ bịt chặt dưới ống, rót nước vào đầy ống mà xem.

Ống bị hỏng nếu chưa kịp thay,, có thể tháo bộ ống cũ, rồi nút lỗ phía trong bầu bằng cái nút rỗng bằng thiếc hoặc bằng đồng chóp. Nếu nút từ phía ngoài bầu cũng tạm được, song phải nút thêmmột nút bằng thép ít các bon, phía ngoài có bọc cách nhiệt. Cũng có thể từ phía trong bầu vặn nút có ren bằng thép CT5.

Nồi hơi ống lửa có ống lửa bị hỏng, nếu dùng thiết bị nút chuyên dùng bịt cổ ống ấy, vẫn cho nồi hơi tiếp tục làm việc được.

Rò nhiều nước và hơi: phải dừng ngay. Chú ý chỉ được xem chỗ rò sau khi đã hạ thấp áp suất tới 0. Nếu rò ít (chỉ thấy vết muội) thì cho phép tiếp tục làm việc, song phải giảm tải.

8. Vách buồng đốt hư hỏng:

Nếu gạch bị đổ sạt phải dừng lò ngay để sửa chữa. Nếu cần có thể tạm thời tiếp tục đốt lò song phải giảm ngọn lửa ở gần chỗ ấy. Nếu vách gạch bị ẩm ướt do ống nứt vỡ, phải sấy khô trước khi nhóm lò.

Nếu tấm dẫn khí bị hỏng nên tranh thủ chữa gấp.

Cháy muội trong bộ sưởi không khí: ngừng đốt ngừng cung cấp không khí đóng kín mọi cửa buồng đốt bướm khí lò liên tục thổi muội bằng hơi nước, hoặc mở cửa ở gần nơi cháy dùng bình bọt chữa cháy.

Để tránh tai nạn cháy muội, phải thổi muội thường xuyên định kỳ.

9. Áp suất hơi quá cao: Nếu van an toàn đã thoát hơi mà áp suất vẫn không giảm, phải ngưng hoạt động quạt gió vào buồng đốt, đóng kín các cửa buồng đốt hoặc bướm khí, tạm thời ngừng cấp chất đốt, tăng cường cấp nước.

10. Áp suất hơi quá thấp: Nếu ngọn lửa vẫn mạnh thì cần kiểm tra mực nước nồi, nếu là do mực nước nồi quá thấp làm giảm diện tích mặt hấp nhiệt, cần giảm bớt lượng hơi nước cung cấp, nếu là nồi hơi ống lửa nên tạm thời dừng lò.

11. Súng phun bị tắt có thể là do nước lọt vào két dầu hoặc bầu hâm dầu hoặc súng phun bị tắc vì cặn, hoặc súng phun bị bịt bởi bóng khí do không khí từ két dầu hoặc buồng đệm không khí của bơm dầu.

Súng phun bị phun lửa ra ngoài: có thể là do áp suất trong khoang nồi hơi thấp hơn áp suất trong buồng đốt hoặc do sự cháy nổ của hỗn hợp khí, lập tức khóa van dầu chính, dừng bơm dầu, tăng áp suất không khí trong khoang nồi hơi.

Phát sinh nạn cháy khoang nồi hơi: Chữa cháy bằng bình bọt, khóa chặn các đường ống dầu thông đến đó, giảm bớt lượng phun dầu, nếu cần ngừng bơm dầu, đóng tất cả các van trước nồi hơi, rút toàn bộ người ra khỏi, đóng kín cửa của khoang nồi hơi và tất cả các lối thông, tắt quạt gió dùng hệ thống hơi nước hoặc CO2 mà dập lửa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Câu 5. Trình bày quy trình chuẩn bị và vận hành đưa nồi hơi vào hoạt động

Chuẩn bị

Trước khi nhóm lò với nồi hơi sau kỳ sửa chữa hoặc rửa nồi, cần kiểm tra kỹ nồi hơi và các thiết bị cả bên trong bên ngoài, không bỏ sót dụng cụ và các đồ vật khác, các cửa đảm bảo không bị rò, trước khi đóng, nắp cửa phải lau chùi sạch và bôi graphit để bảo vệ đệm lót khỏi bị cháy. Kiểm tra bên ngoài: kiểm tra van dẫn hơi chính, van an toàn, van đồng hồ áp suất, van cấp nước, van xả mặt, xả đáy, van xả khí, Nếu cần đem cân lại van an toàn và kẹp chì lại. Kiểm tra các van ở vị trí sãn sàng làm việc.

Kiểm tra và đưa các hệ thống phục vụ vào hoạt động: Việc cấp nước: kiểmc tra các két, van nước bổ xung, van từ két đén nồi hơi, via các bơm xem có hoạt động tốt không. Sau đó tiến hành khởi động hệ thống cấp nước. Với hệ thống nhiên liệu: kiểm tra các van ống. Nếu dùng dầu FO phải hâm, bật nguồn hâm, các bộ phận như: bầu hâm, rơ le nhiệt độ, bơm tuần hoàn nhĩên lĩệu sẽ hoạt động. Sau khi chuyển giữa 2 chế độ FO và DO phải chú ý các van by-pass. Kiểm tra các đường ống hơi, bình ngưng tụ.

 Điểm lửa

Trước khi điểm lửa nhóm lò, cần vặn mở van dò mực nước hoặc van xả nước của ống thủy để kiểm tra xem trong nồi hơi có còn nước không.

Cần thực hiện đúng qui định nhóm lò, bảo đảm thời gian nhóm lò lấy hơi không ngắn hơn mức qui định giữ đúng tốc độ, nâng cao áp suất trong từng giai đoạn của thời gian nhóm lò, thực hiện đầy đủ các khâu kiểm tra và biện pháp an toàn.

Bật công tắc điều khiển ở chế độ bằng tay hoặc tự động (Manual – Auto)

Ở chế độ đốt bằng tay thì trình tự khởi động như sau:

1)      Bật quạt gió và bơm nhiên liệu

2)      Sau khoảng 30 giây bật thiết bị đánh lửa

3)      Đóng van điện từ thì nồi hơi sẽ cháy

Ở chế độ tự động tự độngL

1)      Ấn nút COMBUSTION

2)      Quan sát sự cháy

3)      Quan sát sự tăng áp suất hơi, sự tăng nhiệt độ

4)      Theo dõi các thông số làm việc: Pnc, PN, Pnl, Tnl

5)      Khi áp suất hơi bắng 0.2 áp suất định mức thì xả khí cho nồi hơi qua van an toàn

6)      Hâm hệ thống đường ống để tránh dòng nước xê dịch trong hệ thống đường ống gây bục gioăng, vỡ ống

7)      Khi áp suất nồi hơi bằng 0.5 áp suất định mức thì hé mở van hơi, đồng thời mở các van xả nước.

 Đưa nồi hơi vào hoạt động

Sưởi nóng đường ống hơi

Khi đạt tới áp suất định mức PN, trước lúc dẫn hơi từ nồi hơi vào đường ống hơi chính. Cần sưởi nóng đường ống này trong 15 ¸20 phút, xả kỹ nước đọng nhằm tránh gây lên ứng suất nhiệt lớn (nhất là đường ống hơi nước thông số cao cần bọc cách nhiệt tốt, tốc độ tăng nhiệt độ 2 ¸30C và tránh hiện tượng nén nước do hơi nước gặp lạnh ngưng đọng gây lên. Trước khi bắt đầu sưởi đường ống, cần mở các van xả nước của đường ống chính, chờ đến khi được đọng xả hết, rồi hé mở van hơi chính (hoặc chỉ mở van thông ngang). Khi hơi khô bắt đầu ra van xả nước mỏ to van hơi chính và đóng van xả nước.

 

 

 

 Ghép các nồi hơi

Trước khi ghép hai hoặc nhiều nồi hơi cùng cung cấp hơi, cần mở van thông ngang hoặc van nồi hơi cho hơi nước từ nồi hơi có áp suất cao đi sang nồi hơi áp suất thấp hơn, chờ đến khi dứt hẳn tiếng hơi lưu động trong ống nước mới được mở hết sức từ từ van hơi chính.

 Coi  sóc nồi hơi khi làm việc

Để đảm bảo an toàn và hiệu suất phải thường xuyên theo dõi xem xét mực nước và áp suất nhiệt độ hơi, nhiệt độ nước cấp, tình hình cháy, định kỳ xả cặn, thổi muội  kiểm tra phân tích chất lượng nước và khói, kiểm tra và điều chỉnh các máy phụ và thiết bị. Nếu coi sóc không tốt, hiệu suất nồi hơi có thể bị giảm mất 5 ¸10 % cũng có thể gây tai nạn.

Phải cố giữ cho áp suất và nhiệt độ hơi nước, nhiệt độ nước cấp ổn định. Phải cấp nước đều đặn, liên tục. Trường hợp cần bổ sung thêm nước nguội, phải bổ sung từ từ.

Khi sóng to mực nước nồi lên cao hơn mực nước bình thường, song không được quá cao để khỏi trào nước vào bộ sấy hơi và đường ống hơi.

Khi mực nước nồi bị giảm do đột ngột giảm bớt lượng hơi cấp cho máy. Không nên vội vã tăng cường cấp nước, vì có thể dăm ba phút sau sẽ trở lại mực nước cũ. Ngược lại khi mực nước nồi tăng lên do đột ngột tăng lượng hơi cấp cho máy cũng như vậy.

Chú ý rằng mực nước trong ống thủy bao giờ cũng thấp hơn mực nước trong bầu nồi, vì răng nhiệt độ nước trong ống thủy thấp nhiệt nhiệt độ nước trong bầu nồi (có khi tới 100 ¸1200C).

Phải thông rửa ống thủy ít nhất hai lần mỗi  ca. Nếu mực nước trong ống thủy không động, ống thủy chắc là bị tắc.

Khi một ống thủy bị hỏng, phải lập tức chữa ngay. Nồi hơi làm việc với ống thủy còn lại không được lâu quá 20 phút. Nếu cả hai ống thủy đều hỏng, phải dừng lò ngay.

Các áp kế phải kiểm nghiệm mỗi năm một lần. Nước nồi phải tiến hành phân tích mỗi ngày đêm ít nhất một lần, xả cặn nồi mỗi ngày đêm ít nhất phải một lần. Trước khi xả cặn tăng mực nước nồi đến mức cao hơn bình thường 20 ¸ 30mm, phải mở van thông trước khi mở van xả cặn nổi, xả cặn nổi cho phép tiến hành ở áp suất cao hoặc thấp. Xả cặn đáy: cứ 2 ¸ 3 ngày một lần tuỳ theo kết quả phân tích nước nồi. Nếu đường ống xả không có vòng nghẽn, chỉ cho phép xẩ ở áp suất 4 ¸ 5KG/cm2 để cho đường ống xả khỏi bị rung và đập nước. Khi xả cặn đáy phải cẩn thận, phải luôn chú ý mực nước nồi, đề phòng tai nạn xả cặn nước nồi. Chỉ dùng tay vặn van xả, cấm không dùng cà lê hoặc đòn quay. Tuyệt đối không xả cặn đáy cho hộp vách ống khi nồi hơi đang làm việc. Trước khi xả cặn đáy, cần tăng mực nước nồi lên đến mép trên của ống thủy.

Thổi muội: Tiến hành định kỳ, số lần thổi muội tuỳ theo chất đốt và lượng muội tro. Không được ngại tốn hơi nước mà giảm số lần thổi muội. Trước khi thổi phải xả hết nước đọng trong đường ống hơi, khi thổi nên quay chậm bộ thổi muội, không được để cố định làm mặt hấp nhiệt bị quá lạnh, thứ tự cho hơi nước vào các bộ phận thổi muội, nên theo hướng khí lò đi, khi thổi muội cần tăng cường thông gió lò để cho khí lò mang muội lên trời.

Khi gặp sóng gió to: Cần chú ý kiểm tra độ chắc chắn về cố định nồi hơi, nên xả thêm nước nồi, giảm nồng độ muối và kiềm trong nước nồi để tránh hiện tượng sôi trào.

Dừng nồi hơi

Trường hợp chỉ cần ngừng cung cấp hơi dưới 1 ¸2 ngày nên ủ lò, như vậy không những đỡ tốn công sức, lại làm tăng thêm tuổi thọ của nồi hơi, tuy tốn thêm một số chất đốt.Nồi hơi đốt dầu ủ lò bằng cách chỉ giữ lại ống phun ở chính giữa, hoặc giảm lượng dầu phun (trường hợp chỉ có một súng phun).Trước khi ủ lò, phải cấp nước đến mực cao nhất vì rằng khi ngừng cung cấp hơi sẽ phát sinh hiện tượng sôi bồng, làm sụt mực nước nồi.

Trước khi tắt lò cũng phải cấp thêm nước để xả cặn nồi. Phía theo đúng thời gian tắt lò đã qui định. Phải cho nồi hơi nguội dần, phải đóng kín tất cả các cửa bướm khí và các van (trừ van xả của bộ sấy hơi) đến khi áp suất hơi nước chỉ  còn 0,5 ¸1 kG/cm2 tiến  hành xả cặn đáy.

Câu 6. Nêu một số sự cố thường gặp khi khai thác TuaBin hơi ( hiện tượng, nguyên nhân, biện pháp khắc phục )

_Rung động của tua bin và nguyên nhân

Mục này chỉ đề cập đến rung động của tua bin ở vòng quay bình thường chứ không phải rung động ở vòng quay cộng hưởng.

Bất kỳ động cơ tua bin nào, kể cả tua bin hoàn toàn tốt, khi làm việc đều có rung động nhỏ, nhưng bất kỳ thiếu sót nào của động cơ, cung động đều làm tăng lên và có thể dẫn đến nguy hiểm, không an toàn. Rung động quá giới hạn bình thường là một hiện tượng chứng tỏ trong tua bin có thiếu sót nào đó.

Nguyên nhân gây rung động có thể chia ra ba loại chính:

– Do cấu tạo và những thiếu sót về cấu tạo

– Do lắp ráp, thiếu sót về lắp ráp và đặt máy.

– Do vận hành, hư hỏng do vận hành gây ra.

* Rung động của các cánh động: Cánh động đàn hồi nên sinh ra dao động riêng dưới ảnh hưởng của ngoại lực tác dụng có chu kỳ. Bánh động có hai dao động cơ bản là: Dao động khi bánh tua bin uốn võng tạo thành hình cái dù thắt nút hoặc không thắt nút.

Khi tồn tại dao động sẽ dẫn đến rung động tua bin. Sự tăng hoặc giảm đột ngột phụ tải động cơ thì bánh động có thể bị rung động mạnh và rơi vào vùng cộng hưởng. Sự cố thường bắt đầu bằng một đường nứt ở thân bánh do mỏi của kim loại gây ra và cuối cùng sự cố có thể gây ra (gãy, vỡ bánh) ngay ở ứng suất thấp hơn ứng suất cần để làm gãy bánh động.

Để tránh rung động mạnh, ta chế tạo bánh động với kim loại cứng hơn và khoan các lỗ cân bằng.

Khi chuẩn bị khởi động được làm ấm đồng đều thì ở giá trị nhiệt độ cao của bánh sẽ làm giảm được tần số dao động riêng của nó (nhờ sự làm thấp mô đun đàn hồi của kim loại). Nếu vành bánh nóng hơn may ơ (khi sấy không đều, khi tải tăng đột ngột) sẽ làm tăng dao động, do sức kéo của các lớp kim loại có nhiệt độ cao hơn.

* Rung động của cánh động và vành đai gia cường: rung động của nhóm này là nguyên nhân thường gây ra sự cố các cánh động, phá vành đai, gãy cánh, vì kim loại bị mỏi. Nói chung, những lực phức tạp hỗn loạn gây ra rung động thường do độ không đồng đều cấp hơi và luồng hơi chảy trong tua bin. Đường nứt của cánh động do rung động thường xuất hiện ở chân cánh động, nơi ứng suất tập trung.

* Rung động toàn bộ tua bin: Có thể do lắp ráp vận hành gây ra, các nguyên nhân về lắp ráp như:

– Không cân bằng các chi tiết quay;

– Lắp ráp không chính xác, không xét đến sự dãn nở nhiệt khi công tác;

– Các khe hở hướng tâm, hướng trục không đúng, không đối xứng;

Các nguyên nhân do vận hành có thể là:

– Việc sấy tua bin không đầy đủ, hoặc thực hiện không đúng qui trình làm cong trục;

– Các khối quay bị mất cân bằng do cánh bị mòn, gãy và đóng muối…;

– Thân tua bin bị dãn nở vĩnh viễn của gang, do sấy nóng không đều, phụ tải thay đổi đột ngột, hoặc lực kéo từ các đường ống bắt với thân tua bin;

– Dầu bôi trơn không đủ hoặc không tốt;

– Hơi có thông số cao hơn định mức.

_ Thuỷ kích

Nguyên nhân gây ra thủy kích là khi đưa hơi có lượng nước khá lớn vào tua bin và thường gây ra các sự cố rất nghiêm trọng, phần nhiều do khai thác nồi hơi và việc xả nước ở thân, các tầng công tác với hơi bão hòa không được chu đáo.

Nước từ nồi hơi lọt vào đường ống hơi theo những nguyên nhân sau:

– Nồi hơi bị quá tải đột ngột;

– Lượng nước cấp vào nồi quá lớn;

– Nước sủi bọt do chất lượng quá kém;

– Nước ngưng đọng ở bộ quá nhiệt trong nồi thời gian ngừng công tác.

Thủy kích có thể xảy ra trong thời gian khởi động tua bin, nếu đường ống hơi, các hộp van không được sấy nóng và xả nước đọng cẩn thận qua các bộ phận tách nước.

Những hiện tượng thủy kích:

– Nhiệt độ hơi đo bằng nhiệt kế ở cửa vào tua bin bị hạ thấp đột ngột. Đây là hiện tượng chính xác nhất (ví dụ: Có tua bin hoạt động bình thường với hơi quá nhiệt là 3500C, nhiệt độ ở cửa vào thân tua bin chỉ còn 1500C và kéo dài hàng chục phút).

– Các van trên đường hơi công tác và các mép bích ở khu vực áp suất cao bị rỉ nước và hơi ẩm.

– Số vòng quay tua bin hạ thấp và xuất hiện tiếng ù, rung động trong thân tua bin.

– Bị giảm độ chân không trong bầu ngưng.

– Nhiệt độ dầu ra khỏi các ổ đỡ, ổ chặn tăng lên, có thể có hơi dầu bốc lên.

Trong các hiện tượng trên, đôi khi xảy ra mà không thủy kích.

Khi thủy kích, trong tua bin đáng lẽ cánh động của các tầng đều bị phá hoại trước tiên. Nhưng thực tế thường là các tầng trung gian hoặc các tầng cuối bị hư hỏng. Nước bị cuốn hút theo buồng hơi sẽ có động năng rất lớn phá hoại bất kỳ chi tiết nào trên đường đi của nó. Tuy nhiên trước khi vào tua bin, nước bị phân tách ở các bình tách nước, bình này bị thủy kích đầu tiên sau đó luồng hơi và nước qua các van, rãnh quang co, nó bị giảm dần động năng. Như thế nếu nói rằng động năng của luồng nước là nguyên nhân chính phá hỏng các chi tiết bên trong tua bin là không chính xác.

Nghiên cứu quá trình thủy kích trong tua bin ta thấy rằng: Khi có khối lượng nước khá lớn vào tua bin hay nước đọng ở các tầng công tác mà không được xả ra ngoài thì sẽ có một phần cánh động ngập nước. Do rô to đang quay nước bị cuốn theo vành bánh tạo nên vòng nước quay. Vì có những vòng nước này, vì độ ẩm hơi khá lớn và sự làm việc của các tầng lúc này rất xa với chế độ tính toán, tổn thất trong tua bin tăng lên. Dẫn tới giảm công suất và vòng quay tua bin. áp suất tăng đột ngột tác dụng vào thân máy những lực phụ do lực ly tâm của nước tạo ra làm cho các mép bích xì hơi. Lưu lượng bị dao động, lực dọc trục tăng, làm tăng phụ tải ở các ổ đỡ và ổ chặn. Phụ tải này có thể rất lớn nếu vòng nước quay theo vành bánh được choán đầy tầng này lúc do áp lực trước tầng tăng lên còn sau tầng áp lực giảm đi. Độ chênh này làm cho lực dọc trục tăng lên đột ngột rô to bị đẩy lùi về sau gây ra va chạm giữa phần động và phần tĩnh, va chạm ở các bộ làm kín. Tất nhiên ở những phần có khe hở hướng kính bé hơn sẽ bị phá hủy trước.

Khi phát hiện dấu hiệu thủy kích, để không dẫn tới sự cố nghiêm trọng, cần lập tức đóng hơi ở cửa vào tua bin. Tiếng thủy kích ở các bộ phận tách nước, các hộp van rất lớn, khi ta nhận thấy điều đó ta phải cắt hơi vào động cơ.

Cần đo đà quay của tua bin bị sự cố vì thủy kích nếu thời gian đó nhỏ hơn bình thường cần tháo để kiểm tra các ổ đỡ, ổ chặn.

Biện pháp cơ bản ngăn ngừa thủy kích là việc vận hành phải đúng đắn. Các van xả nước trên ống và thân phải công tác tin cậy ở các chế độ sấy, khởi động. Khi khởi động phải từ từ với lượng hơi nhỏ của van ma nơ. Khi chuyển đường hơi này sang đường hơi khác cần thận trọng vì lúc đó dễ gây ra thủy kích.

_ Sự uốn võng các bánh tĩnh

Bánh tính là một vách ngăn hai bánh động kề nhau nó chịu áp lực hướng về phía áp suất thấp. Trị số của áp lực này phụ thuộc vào độ chênh áp suất ở hai phía bánh tĩnh và diện tích bị làm ướt bởi hơi. Dưới tác dụng của áp lực này bánh tĩnh sẽ bị uốn.

Khi khai thác bánh tĩnh có thể bị uốn vì lý do sau:

– Phụ tải tăng đột ngột;

– Tua bin quá tải;

– Phụ tải dao động;

– Sự dãn nở vĩnh cửu của bánh tĩnh bằng gang;

– Cong bánh tĩnh do thủy kích.

_ Sự cố do thiếu sót ổ đỡ và ổ chặn

Sự cố của nhóm này thường gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Vì gối chặn bị chảy ba bít, rô to sẽ dịch dọc trục phá hoại các chi tiết động và tĩnh.

Một số tua bin có đặt rơ le cảm ứng mức dịch dọc trục để cắt hơi vào tua bin nhưng không hoàn toàn tin cậy vì rơ le chỉ hoạt động khi có sự dịch trục.

Nguyên nhân sự cố các gối chặn là:

– Thủy kích làm tăng dọc trục đột ngột (có tính chất bước nhảy);

– Tăng lựcdọc trục do rò hơi nhiều theo dọc trục;

– Tăng lực dọc trục do các rãnh cánh bị bẩn, hình dạng rãnh bị mất chính xác;

– Chất lượng dầu nhờn kém;

– Không khí lọt vào hệ thống bôi trơn, khó hình thành màng dầu và nêm dầu;

– Lắp ráp ổ sai.

 

_ Cong trục

Khi rô to nóng rồi nguội hoặc sấy không đều, sẽ tồn tại độ cong nào đó (độ cong này chỉ có tính chất tạm thời và mất đi khi động cơ sấy tốt) và làm ẩm khi chạy vòng quay nhỏ. Ngoài ra, độ cong vĩnh cửu của trục có thể do:

– Sau khi động cơ bị thủy kích.

– Do va chạm trục với các phần tĩnh.

_ Thiếu sót của cánh động

Cánh động tua bin là bộ phận chủ yếu nhất của động cơ, giá thành chế tạo rất cao. Việc thay cánh rất phức tạp, tốn công, vì thế cần tìm mọi biện pháp để kép dài tuổi thọ của cánh.

Những nguyên nhân gây ra hư hỏng cánh có thể chia ra làm 4 nhóm:

– Thiếu sót do chế tạo, vật liệu, lắp ráp sai;

– Thiết sót về kết cấu;

– Ăn mòn do tác dụng hóa học đóng muộn…;

– Thủy kích và va chạm vào phần tĩnh.

Những dấu hiệu gián tiếp biểu hiện hư hỏng cánh động.

– Thay đổi trị số bình thường của áp suất hơi công tác trên các tầng kiểm tra, hoặc cường độ dòng điện của động cơ via trục bị thay đổi.

– Xem xét hóa nghiệm nước ngưng tụ: Nếu cánh bị gãy có thể các phần cứng sẽ chọc thủng ống bầu ngưng làm nước biển lẫn vào nước ngưng.

_ Thiếu sót của bầu ngưng

Trong thực tế, thiếu sót của bầu ngưng biểu thị bằng sự hạ thấp độ chân không đột ngột hoặc từ từ với trị số tương đối nhỏ. Nguyên nhân của hiện tượng đầu thường phụ thuộc vào thiếu sót của bơm phun tia hoặc của bơm tuần hoàn và dễ dàng tìm ra còn hiện tượng sau khó tìm được nguyên nhân.

Khi khai thác, các nguyên nhân hạ thấp độ, chân không có thể là:

– Nước làm mát không đủ.

– Nhiệt độ nước làm mát quá cao.

– ống ngưng tụ bị bẩn.

– Không khí lọt nhiều vào hệ thống.

Khi tổ hợp làm việc ở trạng thái bình thường, bầu ngưng tốt, ta đo nhiệt độ cảu:

– Nước làm mát ở lối ra của bầu ngưng.

– Hơi thoát ở lối ra tua bin hay lối vao bầu ngưng.

– Nước ngưng tụ.

– Hỗn hợp hơi khí rút ra từ bầu ngưng.

Những nhiệt độ này cần đo ở một số lưu lượng hơi đi vào bầu ngưng tương ứng ở một số phụ tải của tua bin hoặc ở các nhiệt độ khác nhau của nước làm mát vào bầu ngưng.

Theo trị số đo được ở bảng ta dựng các đồ thị sau:

– Độ tăng nhiệt độ nước làm mát theo lưu lượng hơi thải.

– Chênh lệch nhiệt độ hơi thải và nước làm mát ra khỏi bầu ngưng, theo lưu lượng hơi ở các nhiệt độ khác nhau của nước làm mát bầu ngưng.

– Độ quá lạnh của nước ngưng tụ theo lưu lượng hơi ở các nhiệt độ khác nhau của nước vào làm mát bầu ngưng.

Sử dụng các đồ thị lấy được trên để so sánh với đồ thị cho trong lý lịch máy ta có thể suy ra các nguyên nhân về sự thay đổi độ chân không của bầu ngưng.

 

Nhân xét về triệu chứng

Nguyên nhân có thể gây ra hệ thấp độ chân không

– Nhiệt độ hơi ở lối vào bầu ngưng thấp hơn nhiệt độ tương ứng với áp suất của nó. – Không khí lọt vào tua bin quá nhiều (có thể qua các bộ làm kín phía ngoài).
– Nhọt độ nước làm mát ở lối ra bình ngưng tăng cao, còn độ chênh lệch nhiệt độ so với nhiệt độ hơi thoát vẫn bình thường. – Nước làm mát không đầy đủ: Do bơm sự cố, bị e, lưới lọc bị tắc.
– Chênh lệch giữa nhiệt độ của nước ngưng tụ và của nước làm mát ở lối ra bình ngưng vượt quá trị bình thường (đối với cùng một phụ tải của tua bin và nhiệt độ nước vào bầu ngưng) nhưng độ chênh nhiệt độ nước vào và ra bầu ngưng vẫn bình thường.

 

– Các cống của bình ngưng bị bẩn, các bơm phun tia làm việc kém, bình ngưng bị lọt khí trời.
– Chênh lệch giữa nhiệt độ không khí (hồn hợp khí hơi) rút ra từ bầu ngưng với nhiệt độ nước làm mát vào bầu ngưng tăng quá giá trị bình thường ở một chế độ xác định. – ống bình ngưng bị bẩn.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Câu 7. Nêu quy trình sấy nóng Tuabin hơi và ống hơi trước khi đi vào hoạt động

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hình 4.3. Sơ đồ bao phủ hút hơi làm kín của các bộ làm kín phía ngoài.

4.3. Hệ thống sấy nóng tua bin hơi

Nếu khởi động tua bin từ trạng thái nguội lạnh, hơi đi tới nhóm ống phun của nhóm đó và một phần thân tua bin. Những khu vực còn lại của thân tua bin về phía nạp hơi vẫn còn lạnh, do độ chênh lệch nhiệt độ, sự giãn nở nhiệt có thể dẫn tới biến dạng thân, gây kẹt trục với các bộ làm kín hoặc cánh kẹt với bánh tĩnh…

Vì vậy, trước khi khởi động tua bin cần phải sấy nóng nó đồng đều. Để giải quyết được việc này người ta bố trí một hệ thống chuyên dùng để cấp hơi bão hòa tới các điểm khác nhau trên thân tua bin. Đó là hệ thống sấy nóng tua bin (hình 4.3).

Hỡi bão hòa từ nồi hơi được cấp tới hộp van 1, từ đấy hơi được cấp tới để sấy tua bin theo những nhánh ống riêng. Về phía nạp hơi của tua bin cao áp có 4 ống 2 đưa hơi nóng tới các hộp ống phun ở cả phía  trên và phía dưới thân. Ngoài ra, ở cửa phía thân cao áp này về phía cuối còn cả hai nhành cấp hơi số 6.

Hơi sấy quét qua thân cao áp, rồi qua ống 5 tới tua bin thấp áp, ở đấy hơi sấy nóng nửa phía trên của mỗi hộp van nạp hơi, còn nửa phía dưới được sấy nóng nhờ các đường ống 4, các ống này đưa hơi đến cả hai phía tua bin thấp áp.

Để sấy phần giữa tua bin thấp áp, hơi được cấp qua ống 3 tới hộp ống phun của tua bin hành trình lùi. Hơi sau khi đi sấy nóng tua bin sẽ về bầu ngưng. Phần hơi sẽ được ngưng tụ sẽ thoát ra theo hệ thống riêng. Trong suốt thời gian sấy tại bầu ngưng được duy trì một độ chân không không cao lắm, chứng 400mm Hg. Độ tăng nhiệt độ bão hòa của hơi do sự giảm độ chân không, cho phép nâng nhiệt độ thân tua bin ở các tầng cuối thân thấp áp, xúc tiến cho việc sấy nóng đồng đều hơn. Việc sấy tua bin thường được tiến hành trong vòng 20 ¸ 60 phút tuỳ thuộc vào kết cấu của nó.

Nhiệt độ thân tua bin được kiểm tra nhờ các nhiệt kế bố trí ở vài điểm theo hình chiều dài thân. Độ đồng đều sấy tua bin được đảm bảo bằng cách điều chỉnh lượng hơi tại các van ở hộp van và cho quay (via) rô to. Không cho phép độ chênh lệch nhiệt độ ở hai điểm gần nhau trên thân quá 200C. Sự giãn nở thân được kiểm tra trong quá trình sấy nhờ các que dò chuyên dùng.

Việc sấy tua bin được xem như kết thúc khi đạt được các giá trị nhiệt độ theo các mặt bích nằm ngang như sau:

– Tua bin cao áp 80 ¸ 1000C;

– Tua bin thấp  áp 70 ¸ 900C.

Ngoài ra khi kết thúc quá trình sấy, người ta phải ghi lại sự giãn nở thân tua bin, giá trị này từ 1 ¸ 3 mm và phụ thuộc vào kết cấu tua bin, nhiệt độ sấy.

Quá trình sấy tua bin là nguyên công lâu dài vất vả, mất nhiều thời gian nhất trong giai đoạn chuẩn bị đưa tua bin vào hoạt động, là một nguyên công quan trọng, nếu mắc 1 thiếu sót, sai lầm nhỏ cũng dẫn đến những hậu quả đáng tiếc khi khởi động tua bin.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hình 4.4. Sơ đồ nguyên tắc của một hệ thống sấy nóng của tua bin hơi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Câu 8: Trình bày các phương pháp điều chỉnh công suất TuaBin hơi.

Nguyên lý điều chỉnh công suất tua bin chính

Trong trường hợp chân vịt là định bước và điều kiện hàng hải là cố định thì muốn thay đổi vận tốc tàu phải thay đổi vận tốc quay của tua bin. Sự thay đổi này đồng nghĩa với sự thay đổi công suất của tua bin, mà công suất đó tỷ lệ với vận tốc quay.

Trong trường hợp điều kiện hàng hải thay đổi, ví dụ như trong trường hợp bão tố, sẽ có thể xuất hiện sự thay đổi vận tốc quay của tua bin trong khi đó lượng hơi và nhiệt giáng là cố định. Sự thay đổi này không đồng thời với sự thay đổi của tua bin. Mỗi tua bin với sự điều chỉnh chỉ có một điểm duy nhất của đặc tính phụ tải, mà tại đó hiệu suất của tổ hợp là lớn nhất.

Công suất có ích của tua bin được tính theo công thức:

Để thay đổi công suất tua bin, ta có thể:

– Thay đổi nhiệt giáng của hơi phân bổ trong tua bin (H­a);

– Thay đổi lượng tiêu thụ hơi qua tua bin (G).

Trong thực tế có thể điều chỉnh công suất tua bin hơi theo các cách:

– Thay đổi nhiệt giáng hơi bằng tiết lưu hơi;

– Thay đổi lượng hơi tiêu thụ;

– Thay đổi nhiệt giáng của hơi và đồng thời thay đổi lượng hơi tiêu thụ;

– Điều chỉnh lượng hơi bao gồm hai hoặc nhiều phương pháp trên.

 Hệ thống điều chỉnh công suất tua bin qua tiết lưu.

Đây là phương pháp điều chỉnh về chất lượng, là phương pháp điều chỉnh đơn giản nhất. Bằng các đóng bớt van hơi chính vào tua bin thì sẽ xuất hiện tiết lưu và giảm lượng hơi tức là thay đổi Ha và G.

Hình 4.5 là sơ đồ điều chỉnh tiết lưu. Trong trường hợp đóng bớt 1 phần van điều chỉnh khi áp suất của hơi đến tua bin sẽ là P’0 < P0, điểm dãn nở đầu tiên là A1 khi ta so sánh với A0 thì nhiệt giáng lý thuyết H’a < Ha và như vậy công suất cũng giảm theo. Nếu tiếp tục đóng bớt van điều chỉnh thì sẽ dịch chuyển sự giãn nở ban đầu đến các điểm A2, A3

Khi điều chỉnh bằng tiết lưu cùng với sự giảm áp suất ban đầu là sự giảm lượng hơi qua tua bin, đồng thời hiệu suất có ích he cũng giảm vì hiệu suất chỉ thị hi giảm. Trong phương pháp điều chỉnh này thì công suất giảm nhanh hơn sự giảm dòng hơi, bởi vì khi đóng hơi nhỏ thì tổn thất trong các van của tua bin là lớn.

Khuyết điểm của phương pháp này là làm cho hiệu suất chung giảm. Do đó phương pháp này chỉ được ứng dụng cho các tua bin có công suất không lớn lắm.

Đối với tua bin chính thì được thực hiện tại van ma nơ chính, còn đối với các tua bin phụ đôi khi người ta lắp thêm van tiết lưu đặc biệt.

 Điều chỉnh công suất tua bin theo khối lượng

Nguyên lý điều chỉnh này là dựa trên sự phân chia cụm thiết bị dãn nở của cấp thứ nhất thành vài nhóm mà mỗi một nhóm có chức năng như một van chặn riêng biệt và quá trình điều chỉnh được thực hiện qua việc đóng hoặc mở các van đó. Do đóng hoặc mở các van sẽ làm cho lượng hơi đi vào tua bin thay đổi mà không làm thay đổi nhiệt giáng.

Điều chỉnh theo khối lượng như ở hình 4.6 thì cụm thiết bị dãn nở được chia thành 4 nhóm I, II, III, IV. Hơi đi vào cụm I được điều chỉnh bằng van ma nơ chính số 2, còn lại các cụm II, III, IV được điều chỉnh bằng các van đặc biệt 3a, 3b, 3c.

Ưu điểm lớn nhất của phương pháp này là mở hết van hơi chính và các van điều chỉnh để đạt được chứng giá trị công suất theo yêu cầu, trong khi đó không hoàn toàn xuất hiện tiết lưu của dòng hơi vào tua bin.

Hệ thống điều chỉnh công suất tua bin đồng thời cả khối lượng và chất lượng

Phương pháp điều chỉnh này được thực hiện theo các bước sau: Trong tua bin người ta lắp vài nhóm thiết bị dãn nở (như hình 4.7). Khả năng thay đổi công suất của tổ hợp – Trong các trường hợp điêù chỉnh theo khối lượng- có thể được thực hiện ngắt quãng. Ở những giá trị công suất trung bình của tua bin có thể điều chỉnh bằng tiết lưu toàn bộ lượng hơi qua van ma nơ hoặc trên các van của các cụm thiết bị dãn nở. Phương pháp điều chỉnh hỗn hợp này có ưu điểm là điều chỉnh không lớn lắm.

Đồ thị ở hình 4.7 lấy được trong quá trình thực hiện điều chỉnh ở sơ đồ hình 4.6. Ở giai đoạn đầu khi các van 3a, 3b, 3c đóng hoàn toàn, lượng hơi qua cụm I đạt giá trị lớn nhất là G1. Cũng có thể cho tiét lưu bằng van ma nơ 2 và lúc này quan hệ giữa áp suất dòng hơi trước cụm I với G được biểu thị bằng đoạn GA1. Nếu như chúng ta muốn tăng lưu lượng dùng hơi thì mở hết van 3a để đưa cụm II vào làm việc. Lúc này lưu lượng dòng hơi tăng từ G1 đến G1 + G2 và điều chỉnh được thực hiện bằng tiết lưu quan van 2 – đoạn B1A2. Ở đây chúng ta cần lưu ý một điều là nếu như van 3a được mở hoàn toàn ngay từ ban đầu thì dòng hơi dùng điều chỉnh là từ O đến G1 + G2 như vậy trên đồ thị phải là đoạn OA2. Qua đó thấy rằng về mặt năng lượng được tận dụng hơn (do giảm được tổn thất) nếu điều chỉnh dọc theo đường gấp khúc OA1, B1, A2… Tiếp tục mở các van 3b và 3c thì quá trình xảy ra tương tự.

Tiết lưu không xảy ra tại các điểm say đây của đặc tính điều chỉnh A1, A2, A3, A4 có nghĩa là tất cả các van ma nơ và các van điều chỉnh 3a, 3b, 3c để mở hoàn toàn.

Ví dụ: Nếu như lượng hơi tức thời qua tua bin là Gx (kg/s) G1 + G2 < Gx < G1 + G2 + G3 + G4 thì trước cụm I, II, III sẽ có một áp suất là Px. Do kết quả đóng một phần van ma nơ nên áp suất có trong van ma nơ này sẽ giảm đi một giá trị là DPzm, độ giảm áp suất ở cấp điều chỉnh thứ I là DPr, độ giảm áp suất của các cấp còn lại của tua bin là DP.

Trong trường hợp điều chỉnh hỗn hợp với tiết lưu tại các van điều chỉnh thì cũng hoàn toàn giống như đã thu được trên hình 4.7. Qua cụm I là G1 và sự điều chỉnh của dòng hơi trong khoảng từ O đến G1 được thực hiện trong van ma nơ. Đặc tính điều chỉnh trước cụm I được thể hiện dọc theo đường gấp khúc OA1A2. Ở đây chúng ta cần lưu ý đối với khoảng O-G1 thì thực hiện trong van ma nơ. Đặc tính điều chỉnh trước cụm I được thể hiện dọc theo đường gấp khúc OA1A2. Ở đây chúng ta cần lưu ý đối với khoảng O-G1 thì đặc tính này hoàn toàn giống đặc tính trên hình 4.6 và quá trình là đoạn thẳng OA1. Nếu chúng ta cần tăng lưu lượng lớn hơn G1 thì mở van điều chỉnh 3a với điều kiện mở hoàn toàn van manơ 2. Trước cụm I vẫn chế ngự một áp suất P0, trước cụm II thì áp suất sẽ thay đổi dọc theo đường đặc tính A’1, A’2, A’4. Tương tự khi mở van 3b (thì đặc tính trước cụm III là A’2A3A4) mở van 3c (thì đặc tính trước cụm IV là đường A’3A4).

Áp suất hơi trước các cụm II, III, IV thay đổi dọc theo đường đặc tính A1” A2A4, A2A3A4, A3”A4.

Ví dụ: Lưu lượng dòng hơi tức thời qua tua bin là Gx (kg/s)

G1 + G2 < Gx < G1 + G2 + G3 + G4

Áp suất hơi trước cụm I và cụm II là P0 và trước cụm II là Px, đến tua bin với dòng hơi không tiết lưu là
G1 + G2 (kg/s) còn tiết lưu trong van 3b là Gx – (G1 + G2), (kg/s). Sự giảm áp suất trong cấp điều chỉnh 3b là DPz’r. Sự giảm áp suất trong các cấp còn lại của tua bin với Gx là DP.Quá trình tiết lưu hơi trong các van điều chỉnh được tận dụng hơn trong van ma nơ 2, bởi vì các van điều chỉnh này thực hiện bằng tay dễ dàng hơn so với van 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Điều chỉnh công suất bằng phương pháp chất lượng cùng với số lượng rất được ứng dụng cho các tua bin chính của tàu hàng.

 Điều chỉnh công suất tua bin theo phương pháp nối tiếp

Với mục đích cần tăng công suất của tua bin thì một phần hơi mới chúng ta không dẫn vào cấp thứ nhất mà dẫn vào các cấp tiếp theo đó.

Khi mở van điều chỉnh 1 (hình 4.8) hơi sẽ đi đến tầng điều chỉnh sau đó đi qua toàn bộ tua bin, với mục đích cần tăng công suất tua bin thì ta mở tiếp van số 2, lượng hơi đến tua bin được tăng lên (tầng thứ 2 sau tầng kectic). Tiếp tục mở van 3 thì thêm một lượng hơi tức khắc đến tầng thứ 4. Trong trường hợp dẫn hơi mới qua các van phụ (van nối tiếp) trước tầng thứ 4 thì áp suất sẽ tăng từ giá trị P1 đến P’1 , cùng với sự tăng dòng hơi qua tầng tiếp theo ở tỷ số P’1/P1 là sự giảm nhiệt trên các tầng nhất định.

Ở tầng thứ nhất sẽ giảm một phần dòng hơi và giảm sự tổn thất nhiệt, nhưng khi có lượng hơi phụ qua van 2 hoặc van 3 thì toàn bộ công suất tăng lên.

Trên các tàu đặc biệt (tàu chiến chẳng hạn) yêu cầu tua bin làm việc với thời gian dài ở dải công suất thấp. Để đảm bảo an toàn ở vận tốc kinh tế và để chắc chắn đạt hiệu suất tốt ở dải công suất thấp thì kết cấu trong tua bin cao áp phải có các tầng đặc biệt, mà ta gọi là các tầng của dải công suất thấp.

Trong hành trình với vận tốc kinh tế hoặc trong thời gian làm việc ở chế độ toàn bộ hay một phần công suất thì hơi phải qua các tầng đặc biệt.

Phương pháp điều chỉnh này gọi là phương pháp điều chỉnh nối tiếp cùng với các tầng của công suất thấp.

Hiện nay tồn tại hai loại kết cấu khác nhau đó là điều chỉnh nối tiếp ở bên trong và điều chỉnh nối tiếp ở bên ngoài.

 Điều chỉnh công suất của tua bin theo phương pháp hỗn hợp

Trong thực tế điều chỉnh công suất của tua bin thỉnh thoảng chúng ta gặp các hệ thống điều chỉnh hỗn hợp bao gồm hai hoặc nhiều các phương pháp trên.

Các phương pháp điều chỉnh phụ thuộc vào các loại tàu và mục đích sử dụng của tàu. Trong trường hợp các tàu khách, ngoài công suất khai thác để đạt được một công suất khai thác, có lúc cần công suất để ma nơ, để đạt được công suất này chúng ta có thể ứng dụng phương pháp điều chỉnh số lượng đồng thời với điều chỉnh chất lượng. Còn khi cần công suất cực đại thì điều chỉnh theo phương pháp nối tiếp.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Câu 9 : Tua bin tiếp tục quay theo quán tính từ lúc ngừng cấp hơi vào tua bin cho tới lúc rô to ngừng hẳn gọi là đà quay.

Đối với từng tua bin, thời gian đà quay đều khác nhau. Thậm chí đối với một tua bin sau từng thời gian khai thác thời gian này cũng thay đổi. Đối với người khai thác, mỗi lần dừng tua bin cần kiểm tra thời gian này và ghi kết quả nhật ký máy.

Đồ thị biểu diễn sự thay đổi số vòng quay rô to theo thời gian (kể từ lúc ngừng cấp hơi vào tua bin) gọi là đồ thị đà quay hay đường cong đà quay.

Đường cong đà quay cũng là một tiêu chuẩn để phán xét về tình trạng kỹ thuật của tua bin. Có thể thành lập đồ thị này bằng cách. Khi giảm từ từ số vòng quay tua bin, ta dùng đồng hồ bấm giây ghi lại số vòng quay giảm dần của rô to theo từng phút (hoặc 1/2 phút). Dùng các số liệu đó để lập nên đồ thị đà quay trên hệ trục toạ độ (vòng quay rô to – thời gian) kể từ lúc ngừng cấp hơi vào tua bin.

Để có thể so sánh các đồ thị đà quay lấy được trong các lần khác nhau thì độ giảm chân không theo thời gian của các lần lấy đồ thị phải như nhau.

Có thể lấy đồ thị đà quay của tua bin mới lắp đặt sau khi nó công tác được
200 ¸ 300 giờ đầu làm đồ thị đà quay tiêu chuẩn. Thời  kỳ này trạng thái tua bin rất tốt. So sánh đường cong đà quay ở các thời kỳ khác với đường cong tiêu chuẩn ta có thể phán xét, đánh giá được những thiếu sót của tua bin.

Rõ ràng từ việc nghiên cứu về quá trình công tác của tua bin ta thấy rằng sau khi ngừng cấp hơi vào tua bin rô to sẽ quay chậm lại do tổn thát, chủ yếu là quạt gió và ma sát ổ đỡ. Tổn thất do quạt gió trên các cánh động rất lớn khi vòng quay rô to cao, tổn thất ma sát lớn khi vòng quay rô to thấp. Xem đồ thị sau đây ta thấy khởi đầu, đường cong 1 dốc hơn đường cong 2 chứng tỏ tua bin này bị tổn thất cho quạt gió khá lớn, tức là có thể do thiếu sót của cánh động, cũng đồ thị này đoạn cuối của đường cong 2 dốc hơn chứng tỏ có thiếu sót ở ổ chặn, ổ đỡ làm cho ma sát tăng  lên.

Khi dừng tua bin trong điều kiện sự cố, cần phải dừng nhanh ta có thể giảm thời gian đà quay bằng cách phá độ chân không trong bình ngưng (tăng áp suất bầu ngưng).

Nếu đường cong đà quay lấy được trong quá trình khai thác càng gần dạng với đường cong tiêu chuẩn thì chứng tỏ tua bin công tác ở trạng thái tốt.

Hình 5.4 là đồ thị minh họa về đường cong đà quay  của hai tua bin. Các đường 1 và 2 đều có biểu hiện thiếu sót trong tua bin.

Khoảng 6 phút đầu ở đồ thị trên. Cả hai đường cong đều khá dốc do phụ tải hơi cắt hẳn và tổn thất do quạt gió lớn. Khoảng thời gian trung gian thường kéo dài do quán tính của các chi tiết chuyển đọng quay khá lớn. Giai đoạn cuối cùng càng thoải chứng tỏ trạng thải ổ đỡ, sự bôi trơn tốt, ma sát nhỏ.

 

Hình 5.4. Đồ thị về đường cong đà quay của tua bin.

 

 

This entry was posted in HỆ ĐỘNG LỰC TÀU THỦY. Bookmark the permalink.

Gửi phản hồi

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s