Giáo trình Lò hơi (Phần 1)

1 
GIÁO TRÌNH 
LÒ HƠI 
2 
MỤC LỤC 
CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA LÒ HƠI ........................................ 3 
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ QUÁ TRÌNH CHÁY ...................................... 10 
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG NHIỆT VÀ HIỆU SUẤT LÒ HƠI .............................. 55 
CHƯƠNG 4: BUỒNG LỬA LÒ HƠI VÀ THIẾT BỊ ĐỐT NHIÊN LIỆU ............ 65 
CHƯƠNG 5: TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG LÒ HƠI .............................................. 181 
CHƯƠNG 6: QUÁ TRÌNH THỦY ĐỘNG TRONG LÒ HƠI ............................... 198 
CHƯƠNG 7: CHẾ ĐỘ NƯỚC CỦA LÒ HƠI ........................................................ 122 
CHƯƠNG 8: BỘ QUÁ NHIỆT ............................................................................... 162 
CHƯƠNG 9: BỘ HÂM NƯỚC VÀ BỘ SẤY KHÔNG KHÍ ................................. 182 
CHƯƠNG 10: KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ TRANG BỊ PHỤ .............................. 209 
CHƯƠNG 11: KIM LOẠI CHẾ TẠO LÒ HƠI VÀ TÍNH SỨC BỀN CÁC CHI 
TIẾT CỦA LÒ HƠI................................................................................................... 234 
CHƯƠNG 12: VẬN HÀNH LÒ HƠI ...................................................................... 245 
 3
 Ch−¬ng 1 NGUY£N Lý LµM VIÖC CñA Lß H¥I 
1.1. Vai trß cña lß h¬i vµ ph©n lo¹i 
1.1.1. Vai trß cña lß h¬i trong nÒn kinh tÕ 
Lß h¬i lµ thiÕt bÞ trong ®ã xÈy ra qu¸ tr×nh ®èt ch¸y nhiªn liÖu, nhiÖt l−îng táa 
ra tõ qu¸ tr×nh ch¸y sÏ truyÒn cho n−íc trong lß ®Ó biÕn n−íc thµnh h¬i. NghÜa lµ thùc 
hiÖn qu¸ tr×nh biÕn ®æi ho¸ n¨ng cña nhiªn liÖu thµnh nhiÖt n¨ng cña dßng h¬i. 
Lß h¬i lµ thiÕt bÞ cã mÆt gÇn nh− trong tÊt c¶ c¸c xÝ nghiÖp, nhµ m¸y. Trong c¸c 
nhµ m¸y c«ng nghiÖp nh− nhµ m¸y hãa chÊt, ®−êng, r−îu, bia, n−íc gi¶i kh¸t, thuèc 
l¸, dÖt, chÕ biÕn thùc phÈm . . . , h¬i n−íc phôc vô cho c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ nh− 
®un nÊu, ch−ng cÊt c¸c dung dÞch, c« ®Æc vµ sÊy s¶n phÈm . . . H¬i ë ®©y th−êng lµ h¬i 
b·o hßa, cã ¸p suÊt h¬i t−¬ng øng víi nhiÖt ®é b·o hßa cÇn thiÕt cho qu¸ tr×nh c«ng 
nghÖ. Lo¹i lß h¬i nµy ®−îc gäi lµ lß h¬i c«ng nghiÖp, cã ¸p suÊt h¬i thÊp, s¶n l−îng 
nhá. Trong nhµ m¸y ®iÖn, lß h¬i s¶n xuÊt ra h¬i ®Ó lµm quay tuèc bin, phôc vô cho 
viÖc s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng, ®ßi hái ph¶i cã c«ng suÊt lín, h¬i lµ h¬i qu¸ nhiÖt cã ¸p suÊt 
vµ nhiÖt ®é cao. Lo¹i nµy ®−îc gäi lµ lß h¬i ®Ó s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng. 
Nhiªn liÖu ®èt trong lß h¬i cã thÓ lµ nhiªn liÖu r¾n nh− than, gç, b· mÝa, cã thÓ 
lµ nhiªn liÖu láng nh− dÇu nÆng (FO), dÇu diezen (DO) hoÆc nhiªn liÖu khÝ. 
1.1.2. Ph©n lo¹i lß h¬i 
Ta cã thÓ ph©n lo¹i lß h¬i theo nhiÒu c¸ch: 
* Theo nhiÖm vô cña lß h¬i: 
Theo nhiÖm vô cña lß h¬i trong s¶n xuÊt ta cã: lß h¬i c«ng nghiÖp vµ lß h¬i s¶n 
xuÊt ®iÖn n¨ng. 
Lß h¬i c«ng nghiÖp phôc vô cho c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ë c¸c nhµ m¸y s¶n 
xuÊt c«ng nghiÖp (th−êng s¶n xuÊt h¬i b·o hoµ, ¸p suÊt h¬i kh«ng v−ît qu¸ 2,0Mpa, 
nhiÖt ®é t = 2500C). Lß h¬i phôc vô cho s¶n xuÊt ®iÖn s¶n xuÊt h¬i qu¸ nhiÖt, cã c«ng 
suÊt lín, ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é h¬i cao, th−êng lín h¬n 2,0Mpa vµ trªn 3500C. 
+ Theo chÕ ®é ®ãt nhiªn liÖu trong buång löa ta cã: Lß ghi thñ c«ng; lß ghi nöa 
c¬ khÝ; lß ghi c¬ khÝ (ghi xich); lß phun nhiªn liÖu láng, lß phun nhiªn liÖu khÝ; lß 
phun bét than th¶i xØ kh« hay th¶i xØ láng; lß buång ®èt xo¸y; lß buång löa tÇng s«i. 
+ Theo chÕ ®é tuÇn hoµn cña n−íc trong lß ta cã: Lß tuÇn hoµn tù nhiªn; lß tuÇn 
hoµn c−ìng bøc; lß trùc l−u. 
Tuy nhiªn c¸ch ph©n lo¹i nµy chØ thÓ hiÖn mét vµi ®Æc tÝnh nµo ®ã cña lß h¬i 
nªn thùc tÕ khi gäi tªn lß h¬i th−êng ng−êi ta kÕt hîp nhiÒu kiÓu ph©n lo¹i. 
 4 
 1.2. Nguyªn lý lµm viÖc cña lß h¬i trong nhµ m¸y ®iÖn 
Trong c¸c lß h¬i nhµ m¸y ®iÖn, h¬i ®−îc s¶n xuÊt ra lµ h¬i qu¸ nhiÖt. H¬i qu¸ 
nhiÖt nhËn ®−îc nhê c¸c qu¸ tr×nh: ®un nãng n−íc ®Õn s«i, s«i ®Ó biÕn n−íc thµnh h¬i 
b·o hßa vµ qu¸ nhiÖt h¬i ®Ó biÕn h¬i b·o hßa thµnh h¬i qu¸ nhiÖt cã nhiÖt ®é cao trong 
c¸c bé phËn cña lß. C«ng suÊt nhiÖt cña lß h¬i phô thuéc vµo l−u l−îng, nhiÖt ®é vµ ¸p 
suÊt h¬i. C¸c gi¸ trÞ nµy cµng cao th× c«ng suÊt lß h¬i cµng lín. 
HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt gi÷a ngän löa vµ khãi víi m«i chÊt trong 
lß h¬i phô thuéc vµo tÝnh chÊt vËt lý cña s¶n phÈm ch¸y vµ cña m«i chÊt tham gia qu¸ 
tr×nh (n−íc hoÆc h¬i trong lß) vµ phô thuéc vµo h×nh d¸ng, ®Æc tÝnh cÊu t¹o cña c¸c 
phÇn tö lß h¬i. 
Trªn h×nh 1.1 tr×nh bµy nguyªn lý cÊu t¹o cña lß h¬i buång löa phun tuÇn hoµn 
tù nhiªn hiÖn ®¹i trong nhµ m¸y ®iÖn. 
 H×nh 1.1. Nguyªn lý cÊu t¹o cña lß h¬i 
 1- buång ®èt; 2- dµn èng sinh h¬i; 3- vßi phun nhiªn liÖu + kh«ng khÝ; 
 4- èng n−íc xuèng; 5- bao h¬i; 6- èng dÉn h¬i trªn trÇn; 
7- bé qu¸ nhiÖt h¬i; 8- bé qu¸ nhiÖt trung gian h¬i; 9- bé h©m n−íc; 
 10- kho¶ng trèng ®Ó vÖ sinh vµ s÷a ch÷a; 11- bé sÊy kh«ng khÝ; 
Nhiªn liÖu vµ kh«ng khÝ ®−îc phun qua vßi phun sè 3 vµo buång löa sè 1, t¹o 
thµnh hçn hîp ch¸y vµ ®−îc ®èt ch¸y trong buång löa, nhiÖt ®é ngän löa cã thÓ ®¹t tíi 
 5
1.900 0C. NhiÖt l−îng táa ra khi nhiªn liÖu ch¸y trong buång löa truyÒn cho n−íc 
trong c¸c èng cña dµn èng sinh h¬i 2 lµm cho n−íc t¨ng dÇn nhiÖt ®é ®Õn s«i, trong 
èng sÏ lµ hçn hîp h¬i n−íc. Hçn hîp h¬i n−íc trong èng sinh h¬i 2 sÏ chuyÓn ®éng ®i 
lªn, tËp trung vµo bao h¬i sè 5. Trong bao h¬i sè 5, h¬i b·o hoµ sÏ t¸ch ra khái n−íc, 
n−íc tiÕp tôc ®i xuèng theo èng xuèng 4 ®Æt ngoµi t−êng lß. èng xuèng ®−îc nèi víi 
èng lªn b»ng èng gãp d−íi, nªn n−íc l¹i sang èng sinh h¬i sè 2 ®Ó tiÕp tôc nhËn nhiÖt. 
H¬i b·o hßa tõ bao h¬i sè 5 sÏ ®i theo c¸c çng dÉn h¬i 6 vµo c¸c èng xo¾n cña bé qu¸ 
nhiÖt sè 7. ë bé qu¸ nhiÖt h¬i b·o hßa chuyÓn ®éng trong c¸c èng xo¾n sÏ nhËn nhiÖt 
tõ khãi nãng chuyÓn ®éng phÝa ngoµi èng ®Ó biÕn thµnh h¬i qu¸ nhiÖt cã nhiÖt ®é cao 
h¬n vµ ®i vµo èng gãp ®Ó sang tua bin h¬i. ë s¬ ®å cã qu¸ nhiÖt trung gian, h¬i tõ tuèc 
bin vÒ bé qu¸ nhiÖt trung gian 8 ®Ó qu¸ nhiÖt l¹i råi l¹i quay trë l¹i tuèc bin; 
ë ®©y, èng sinh h¬i sè 2 ®Æt phÝa trong t−êng lß nªn m«i chÊt trong èng nhËn 
nhiÖt vµ sinh h¬i liªn tôc do ®ã trong èng èng sinh h¬i 2 lµ hçn hîp h¬i vµ n−íc, cßn 
èng xuèng 4 ®Æt ngoµi t−êng lß nªn m«i chÊt trong èng 4 kh«ng nhËn nhiÖt do ®ã 
trong èng 4 lµ n−íc. Khèi l−îng riªng cña hçn hîp h¬i vµ n−íc trong èng 2 nhá h¬n 
khèi l−îng riªng cña n−íc trong èng xuèng 4 nªn hçn hîp trong èng 2 ®i lªn, cßn 
n−íc trong èng 4 ®i xuèng liªn tôc t¹o nªn qu¸ tr×nh tuÇn hoµn tù nhiªn, bëi vËy lß h¬i 
lo¹i nµy ®−îc gäi lµ lß h¬i tuÇn hoµn tù nhiªn. 
Buång löa tr×nh bµy trªn h×nh 1.1 lµ buång löa phun, nhiªn liÖu ®−îc phun vµo 
vµ ch¸y l¬ löng trong buång löa. Qu¸ tr×nh ch¸y nhiªn liÖu xÈy ra trong buång løa vµ 
®¹t ®Õn nhiÖt ®é rÊt cao, tõ 1300 0C ®Õn 1900 0C, chÝnh v× vËy hiÖu qu¶ trao ®æi nhiÖt 
bøc x¹ gi÷a ngän löa vµ dµn èng sinh h¬i rÊt cao vµ l−îng nhiÖt dµn èng sinh h¬i thu 
®−îc tõ ngän löa chñ yÕu lµ do trao ®æi nhiÖt bøc x¹. §Ó hÊp thu cã hiÖu qu¶ nhiÖt 
l−îng bøc x¹ cña ngän löa ®ång thêi b¶o vÖ t−êng lß khái t¸c dông cña nhiÖt ®é cao 
vµ nh÷ng ¶nh h−ëng xÊu cña tro nãng ch¶y, ng−êi ta bè trÝ c¸c dµn èng sinh h¬i 2 
xung quanh t−êng buång löa. 
Khãi ra khái buång löa, tr−íc khi vµo bé qu¸ nhiÖt ®· ®i qua côm phecston, thùc 
chÊt côm feston chÝnh lµ d·y èng t−êng sau (®o¹n ®i qua cöa ra cña buång löa) ®−îc 
chia thµnh nhiÒu d·y (tõ 3 ®Õn 5 d·y) ®Ó khãi ®i qua dÔ dµng vµ gi¶m bët hiÖn t−îng 
mµi mßn mÆt ngoµi èng. ë ®©y khãi chuyÓn ®éng ngoµi èng truyÒn nhiÖt cho hçn hîp 
h¬i n−íc chuyÓn ®éng trong èng. Khãi ra khái bé qu¸ nhiÖt cã nhiÖt ®é cßn cao, ®Ó 
tËn dông phÇn nhiÖt thõa cña khãi khi ra khái bé qu¸ nhiÖt, ë phÇn sau nã ng−êi ta ®Æt 
thªm bé h©m n−íc 9 vµ bé sÊy kh«ng khÝ 11. 
Bé h©m n−íc cã nhiÖm vô gia nhiÖt cho n−íc ®Ó n©ng nhiÖt ®é cña n−íc tõ nhiÖt 
®é ra khái b×nh gia nhiÖt lªn ®Õn nhiÖt ®é s«i vµ cÊp vµo bao h¬i 5. §©y lµ giai ®o¹n 
®Çu tiªn cña qu¸ tr×nh cÊp nhiÖt cho n−íc ®Ó thùc hiÖn qu¸ tr×nh hãa h¬i ®¼ng ¸p n−íc 
trong lß. Sù cã mÆt cña bé h©m n−íc sÏ lµm gi¶m tæng diÖn tÝch bÒ mÆt ®èt cña lß h¬i 
vµ sö dông triÖt ®Ó h¬n nhiÖt l−îng táa ra khi ch¸y nhiªn liÖu, lµm cho nhiÖt ®é khãi 
tho¸t khái lß gi¶m xuèng, lµm t¨ng hiÖu suÊt cña lß. 
Kh«ng khÝ l¹nh tõ ngoµi trêi ®−îc qu¹t giã hót vµo vµ thæi qua bé sÊy kh«ng khÝ 
11. ë bé sÊy, kh«ng khÝ nhËn nhiÖt cña khãi, nhiÖt ®é ®−îc n©ng tõ nhiÖt ®é m«i 
tr−êng ®Õn nhiÖt ®é yªu cÇu vµ ®−îc ®−a vµo vßi phun sè 1 ®Ó cung cÊp cho qu¸ tr×nh 
®èt ch¸y nhiªn liÖu. Khãi sÏ ®−îc qu¹t khãi hót ra khái lß tr−íc khi ®i qua khö bôi ®Ó 
 6 
th¶i ra ngoµi qua èng khãi. 
Nh− vËy bé h©m n−íc vµ bé sÊy kh«ng khÝ ®· hoµn tr¶ l¹i buång löa mét phÇn 
nhiÖt ®¸ng lÏ bÞ th¶i ra ngoµi. ChÝnh v× vËy ng−êi ta cßn gäi bé h©m n−íc vµ bé sÊy 
kh«ng khÝ lµ bé tiÕt kiÖm nhiÖt. 
Nh− vËy, tõ khi vµo bé h©m n−íc ®Õn khi ra khái bé qu¸ nhiÖt cña lß h¬i, m«i 
chÊt (n−íc vµ h¬i) tr¶i qua c¸c giai ®o¹n hÊp thô nhiÖt trong c¸c bé phËn sau: NhËn 
nhiÖt trong bé h©m n−íc ®Õn s«i, s«i trong dµn èng sinh h¬i, qu¸ nhiÖt trong bé qu¸ 
nhiÖt. 
NhiÖt l−îng m«i chÊt hÊp thu ®−îc biÓu diÔn b»ng ph−¬ng tr×nh: 
 Qmc = [i''hn - i'hn ]+ [is - i''hn + rx] + [r(1-x) + (i''qn - i'qn)], (1-1a) 
Trong ®ã: 
 Qmc lµ nhiÖt l−îng 1kg m«i chÊt nhËn ®−îc trong lß h¬i, kj/kg; 
 i'hn, i''hn : Entanpi cña n−íc vµo vµ ra khái bé h©m n−íc, kj/kg; 
 is, : Entanpi cña n−íc s«i trong bao h¬i, kj/kg; 
 r : NhiÖt Èn hãa h¬i cña n−íc, kj/kg; 
 x : ®é kh« cña h¬i ra khái bao h¬i, 
 i'qn, i''qn : Entanpi h¬i vµo vµ ra khái bé qu¸ nhiÖt, kj/kg; 
[i''hn - i'hn ] nhiÖt l−îng n−íc nhËn ®−îc trong bé h©m n−íc, kj/kg; 
[is - i''hn + rx] nhiÖt l−îng n−íc vµ h¬i nhËn ®−îc trong dµn èng sinh h¬i, kj/kg; 
[r(1-x) + (i''qn - i'qn)] nhiÖt l−îng h¬i nhËn ®−îc trong bé qu¸ nhiÖt, kj/kg; 
TØ lÖ nhiÖt l−îng hÊp thu ®−îc trong bé h©m n−¬c, dµn èng sinh h¬i, bé qu¸ 
nhiÖt phô thuéc vµo th«ng sè h¬i cña lß. ¸p suÊt cña h¬i cµng lín th× l−îng nhiÖt ®Ó 
bèc h¬i cµng nhá vµ l−îng nhiÖt ®Ó ®un n−íc ®Õn s«i cµng lín. Tõ ¸p suÊt t¬i h¹n trë 
lªn (22,3Mpa) th× l−îng nhiÖt ®Ó bèc h¬i b»ng kh«ng (r = 0), l−îng nhiÖt m«i chÊt hÊp 
thu ®−îc trong lß h¬i chØ ®Ó ®un n−íc ®Õn s«i vµ qu¸ nhiÖt h¬i. ChÝnh v× thÕ nªn lß cã 
¸p suÊt trªn tíi h¹n chØ ¸p dông cho kiÓu lß trùc l−u (lß bao h¬i n−íc lu«n ë tr¹ng th¸i 
s«i). 
BiÕn ®æi (1-1) ta ®−îc: 
Qmc = [is + r] + (i''qn - i'qn)] - i'hn (1-1b) 
 V× (is + r) lµ entanpi cña h¬i kh« ra khái bao h¬i còng chÝnh lµ entanpi i'qn cña 
h¬i vµo bé qu¸ nhiÖt, do ®ã tõ (1-1b) ta cã nhiÖt l−îng cÇn thiÕt ®Ó sinh h¬i 1kg n−íc 
lµ: 
 Qmc = i''qn - i'hn (1-1c) 
 7
1.3. C¸c ®Æc tÝnh kü thuËt cña Lß h¬i 
§Ó x¸c ®Þnh mét lß h¬i, ng−êi ta th−êng dïng c¸c ®Æc tÝnh kü thuËt chÝnh cña lß 
nh− sau: 
1- Th«ng sè h¬i cña lß: 
§èi víi lß h¬i cña nhµ m¸y ®iÖn, h¬i s¶n xuÊt ra lµ qu¸ nhiÖt nªn th«ng h¬i cña 
lß ®−îc biÓu thÞ b»ng ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é h¬i qu¸ nhiÖt: Pqn (Mpa), tqn (0C). ¸p suÊt vµ 
nhiÖt ®é h¬i qu¸ nhiÖt ®−îc chän trªn c¬ së so s¸nh kinh tÕ kü thuËt cña chu tr×nh 
nhiÖt. 
§èi víi lß h¬i c«ng nghiÖp trong c¸c nhµ m¸y c«ng nghiÖp, h¬i n−íc ë ®©y 
th−êng lµ h¬i b·o hßa, ¸p suÊt h¬i t−¬ng øng víi nhiÖt ®é b·o hßa cÇn thiÕt cho qu¸ 
tr×nh c«ng nghÖ, do ®ã th«ng sè cña lo¹i lß h¬i nµy lµ ¸p suÊt P (Mpa). 
2- S¶n l−îng h¬i cña lß: 
S¶n l−îng h¬i cña lß lµ l−îng h¬i mµ lß s¶n xuÊt ra ®−îc trong mét ®¬n vÞ thêi 
gian (kg/h hoÆc t/h hoÆc kg/s). Th−êng dïng 3 kh¸i niÖm s¶n l−îng. 
- S¶n l−îng h¬i ®Þnh møc (D®m): lµ s¶n l−îng h¬i lín nhÊt lß cã thÓ ®¹t ®−îc, 
®¶m b¶o vËn hµnh trong thêi gian l©u dµi, æn ®Þnh víi c¸c th«ng sè h¬i ®· cho mµ 
kh«ng ph¸ hñy hoÆc g©y ¶nh h−ëng xÊu ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña lß. 
- S¶n l−îng h¬i cùc ®¹i (Dmax): lµ s¶n l−îng h¬i lín nhÊt mµ lß cã thÓ ®¹t ®−îc, 
nh−ng chØ trong mét thêi gian ng¾n, nghÜa lµ lß kh«ng thÓ lµm viÖc l©u dµi víi s¶n 
l−îng h¬i cùc ®¹i ®−îc. S¶n l−îng h¬i cùc ®¹i b»ng: 
 Dmax = (1,1 - 1,2) D®m (1-2) 
- S¶n l−îng h¬i kinh tÕ lµ s¶n l−îng h¬i mµ ë ®ã lß lµm viÖc víi hiÖu qu¶ kinh tÕ 
cao nhÊt. S¶n l−îng h¬i kinh tÕ b»ng: 
 Dkt = (0,8 - 0,9) D®m (1-3) 
3- HiÖu suÊt cña lß: 
 HiÖu suÊt cña lß lµ tØ sè gi÷a l−îng nhiÖt mµ m«i chÊt hÊp thô ®−îc (hay cßn 
gäi lµ l−îng nhiÖt cã Ých) víi l−îng nhiÖt cung cÊp vµo cho lß (sinh ra trong buång 
löa). HiÖu suÊt cña lß ký hiÖu b»ng η, ®−îc x¸c ®Þnh: 
 lv
t
'
hnqn
BQ
)ii(D −=η (1-4) 
Trong ®ã: D lµ s¶n l−îng h¬i, (kg/h); 
 iqn lµ entanpi cña h¬i qu¸ nhiÖt, (Kj/kg); 
 i’hn lµ entanpi cña n−íc ®i vµo bé h©m nø¬c, (Kj/kg); 
 B lµ l−îng nhiªn liÖu tiªu hao trong mét giê, (kg/h); 
 Qt
lv: NhiÖt trÞ thÊp lµm viÖc cña nhiªn liÖu, (Kj/kg). 
4- NhiÖt thÕ thÓ tÝch cña buång löa: 
NhiÖt thÕ thÓ tÝch cña buång löa lµ l−îng nhiÖt sinh ra trong mét ®¬n vÞ thêi 
 8 
gian trªn mét ®¬n vÞ thÓ tÝch cña buång löa. 
bl
lv
t
v V
BQ
q = , (W/m3) (1-5) 
Trong ®ã: 
 Vbl: ThÓ tÝch buång löa, (m
3); B, (kg/s), 
 §èi víi c¸c lß h¬i nhá, ng−êi ta cßn chó ý ®Õn c¸c ®Æc tÝnh sau ®©y 
 5- NhiÖt thÕ diÖn tÝch trªn ghi: 
 NhiÖt thÕ diÖn tÝch trªn ghi lµ nhiÖt l−îng sinh ra trong mét ®¬n vÞ thêi gian 
trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch bÒ mÆt cña ghi: 
R
BQ
q
lv
t
r = , (W/m2) (1-6) 
R: diÖn tÝch mÆt ghi, (m2). 
6- N¨ng suÊt bèc h¬i cña bÒ mÆt sinh h¬i: 
N¨ng suÊt bèc h¬i cña bÒ mÆt sinh h¬i lµ kh¶ n¨ng bèc h¬i cña mét ®¬n vÞ diÖn 
tÝch bÒ mÆt ®èt (bÒ mÆt sinh h¬i) trong mét ®¬n vÞ thêi gian, ký hiÖu lµ S, th−êng dïng 
cho c¸c lß h¬i c«ng nghiÖp c«ng suÊt nhá. 
H
DS = , (kg/m2h) (1-7) 
D: S¶n l−îng h¬i cña lß, (kg/h); 
H: diÖn tÝch bÒ mÆt sinh h¬i (bÒ mÆt ®èt), (m2). 
 10
Ch−¬ng 2 
Nhiªn liÖu vµ qu¸ tr×nh ch¸y 
2.1. Nhiªn liÖu 
2.1.1. Kh¸i niÖm vÒ nhiªn liÖu 
 Nhiªn liÖu lµ nh÷ng vËt chÊt khi ch¸y ph¸t ra ¸nh s¸ng vµ nhiÖt n¨ng. Trong 
c«ng nghiÖp th× nhiªn liÖu ph¶i ®¹t c¸c yªu cÇu: Cã s½n trong tù nhiªn víi tr÷ l−îng 
lín, dÔ khai th¸c, gi¸ thµnh rÎ, khi ch¸y kh«ng sinh ra c¸c chÊt g©y nguy hiÓm. 
 Nhiªn liÖu cã thÓ ph©n thµnh hai nhãm chÝnh: nhiªn liÖu v« c¬ vµ nhiªn liÖu 
h÷u c¬. 
2.1.1.1. Nhiªn liÖu h÷u c¬: 
Nhiªn liÖu h÷u c¬ lµ nhiªn liÖu cã s½n trong thiªn nhiªn do qu¸ tr×nh ph©n hñy 
h÷u c¬ t¹o thµnh. Nhiªn liÖu h÷u c¬ th−êng dïng trong lß h¬i c«ng nghiÖp vµ n¨ng 
l−îng cã 3 lo¹i: 
 + KhÝ thiªn nhiªn. 
 + Nhiªn liÖu láng: dÇu nhÑ (Diezen DO), dÇu nÆng (dÇu ®en FO). 
 + Nhiªn liÖu r¾n: theo tuæi h×nh thµnh nhiªn liÖu ta cã gç, than bïn, than n©u, 
than mì, than ®¸, nöa antraxit vµ antraxit (c¸m). 
2.1.1.2. Nhiªn liÖu v« c¬: 
 Nhiªn liÖu v« c¬ lµ nhiªn liÖu h¹t nh©n, ®−îc dïng trong c¸c lß h¬i cña nhµ 
m¸y ®iÖn nguyªn tö. Nã sinh nhiÖt do ph¶n øng ph©n hñy h¹t nh©n cña mét sè ®ång vÞ 
c¸c nguyªn tè nÆng nh−: ®ång vÞ cña uran U235 ; ®ång vÞ cña uran U238 t¹o ra pr«tn 
P238. Kh¶ n¨ng to¶ nhiÖt cña nhiªn liÖu h¹t nh©n rÊt l¬n, cã thÓ ®¹t 8.1010 kj/kg. 
 Trong gi¸o tr×nh nµy chóng ta chØ nghiªn cøu nhiªn liÖu h÷u c¬. 
2.1.2. Thµnh phÇn nhiªn liÖu 
Nhiªn liÖu bao gåm nh÷ng chÊt cã kh¶ n¨ng bÞ oxy hãa gäi lµ chÊt ch¸y vµ 
nh÷ng chÊt kh«ng thÓ bÞ oxy hãa gäi lµ chÊt tr¬. 
Nhiªn liÖu th−êng ®−îc ph©n tÝch theo thµnh phÇn c¸c chÊt t¹o nªn chóng. 
Thµnh phÇn cña mét chÊt nµo ®ã trong nhiªn liÖu lµ tû sè gi÷a khèi l−îng hoÆc thÓ 
tÝch cña chÊt ®ã víi tæng khèi l−îng hoÆc thÓ tÝch nhiªn liÖu ta ®ang kh¶o s¸ ...  trë 
cña v¸ch kim lo¹i. Nh− vËy ®èi víi bé qu¸ nhiÖt hÖ sè truyÒn nhiÖt ®−îc x¸c ®Þnh theo 
c«ng thøc: 
 1
1
1 2 2
1
1 1 11
k α
ε ε αα α α
= = ⎛ ⎞+ + + +⎜ ⎟⎝ ⎠
, W/m2K (5-40) 
 C«ng thøc nµy ®−îc dïng ®Ó tÝnh bÒ mÆt truyÒn nhiÖt cña bé qu¸ nhiÖt. ë bé 
qu¸ nhiÖt th−êng 2 1000α ≥ W/m2K vµ 1 100α < W/m2K, tuy nhiªn khi kh«ng kÓ ®Õn 
nhiÖt trë 21 α cã thÓ ph¹m sai sè trong viÖc x¸c ®Þnh bÒ mÆt ®èt cña bé qu¸ nhiÖt ®Õn 
4%. 
 ë bé h©m n−íc vµ bÒ mÆt sinh h¬i cã ( ) 32 5 20 10α = ÷ × (W/m2K) nªn nhiÖt 
trë 21 α cã thÓ bá qua, do ®ã: 
 ( )1 1k 1= α + εα , W/m2K (5-41) 
 ë bé sÊy kh«ng khÝ 1 2α ≈ α . V× ®èi víi bé sÊy kh«ng khÝ ta kh«ng cã nh÷ng 
sè liÖu vÒ nhiÖt trë cña líp b¸m bÈn ε vµ møc ®é bäc kh«ng ®Òu bÒ mÆt bëi dßng 
khãi vµ dßng kh«ng khÝ nªn ¶nh h−ëng ®ång thêi cña chóng ®−îc kÓ ®Õn b»ng hÖ sè 
sö dông ξ x¸c ®Þnh qua thùc nghiÖm. Do vËy hÖ sè truyÒn nhiÖt ®èi víi bé sÊy kh«ng 
khÝ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc: 
 1 2
1 2
1 2
1k 1 1
α α= ξ = ξ α +α+α α
, W/m2K (5-42) 
 HÖ sè sö dông ξ phô thuéc d¹ng nhiªn liÖu ®èt vµ kiÓu bé sÊy kh«ng khÝ. 
 HÖ sè truyÒn nhiÖt k ë bé sÊy kh«ng khÝ quay (kiÓu hoµn nhiÖt) ®−îc x¸c ®Þnh 
theo c«ng thøc: 
1 1 2 2
k 1 1
x x
ξπ=
+α α
, W/m2K (5-43) 
trong ®ã: 1x F / Fg= lµ tû sè gi÷a diÖn tÝch tiÕt diÖn cho khãi ®i vµ diÖn tÝch tiÕt diÖn 
tæng cña bé sÊy kh«ng khÝ; 2x F / Fkk= lµ tû sè gi÷a diÖn tÝch tiÕt diÖn cho kh«ng khÝ 
®i vµ diÖn tÝch tiÕt diÖn tæng cña b« sÊy kh«ng khÝ; 1α vµ 2α lµ hÖ sè táa nhiÖt tõ khãi 
®Õn v¸ch kim lo¹i vµ tõ v¸ch kim lo¹i cho kh«ng khÝ; π lµ hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh h−ëng 
cña tÝnh kh«ng æn ®Þnh cña sù trao ®æi nhiÖt, ®−îc x¸c ®Þnh phô thuéc vµo tèc ®é quay 
cña r«to nh− sau: 
n (vßng/phót) 0,5 1,0 1,5≥
π 0,85 0,97 1,0
Ver. 1.0 191
 HÖ sè táa nhiÖt tõ khãi ®Õn v¸ch èng cña chïm èng ®èi l−u 1α ®−îc x¸c ®Þnh 
theo c«ng thøc sau: 
 ( )1 1 ®l bxα ξ α α= + , W/m2K (5-44) 
trong ®ã 1ξ lµ hÖ sè sö dông kÓ ®Õn sù gi¶m l−îng nhiÖt hÊp thu cña bÒ mÆt truyÒn 
nhiÖt do khãi bao phñ kh«ng ®Òu. §èi víi c¸c èng ®−îc khãi bao phñ ngang ë c¸c lß 
h¬i hiÖn ®¹i lÊy hÖ sè 1ξ = . 
a. HÖ sè táa nhiÖt ®èi l−u ®lα 
 HÖ sè táa nhiÖt ®èi l−u phô thuéc vµo tèc ®é vµ nhiÖt ®é dßng, kÝch th−íc 
th¼ng x¸c ®Þnh, sù bè trÝ èng trong chïm, d¹ng bÒ mÆt (tr¬n hay cã c¸nh) vµ ®Æc ®iÓm 
dßng khãi bao phñ bÒ mÆt ®ã (däc, ngang hay chÐo), c¸c tÝnh chÊt cña m«i tr−êng 
ch¶y qua chïm èng, vµ trong mét sè tr−êng hîp vµo nhiÖt ®é v¸ch èng. 
* HÖ sè táa nhiÖt ®èi l−u khi dßng khãi bao phñ ngang chïm èng ®Æt song 
song vµ c¸c b¨ng èng, tÝnh chung cho toµn bé bÒ mÆt truyÒn nhiÖt vµ theo ®−êng kÝnh 
ngoµi cña èng ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 
 0,2 Re Pr C C
d
0,65 0,33
®l z s
λα = , W/m2K (5-45) 
víi zC ®−îc hiÖu chØnh vÒ sè d·y èng theo ®−êng khãi ®i, ®−îc x¸c ®Þnh tïy thuéc 
vµo sè d·y trung b×nh trong tõng chïm nhá cña chïm èng ®−îc kh¶o s¸t nh− sau: 
( )10 0,91 0,0125 2
10 1
2 z 2
2 z
z C z
z C
⎧ < → = + −⎪⎨ ≥ → =⎪⎩
, (5-45a) 
vµ sC ®−îc hiÖu chØnh vÒ ®Æc tÝnh h×nh häc cña chïm èng, tïy thuéc vµo b−íc däc vµ 
ngang t−¬ng ®èi, 2σ vµ 1σ : 
( )1 2 3 1
2
-23
2
s 1C
σσ⎡ ⎤⎛ ⎞= + − −⎢ ⎥⎜ ⎟⎝ ⎠⎢ ⎥⎣ ⎦
, (5-45b) 
trong ®ã 1 1s dσ = vµ 2 2s dσ = . 
 Khi 2 ≥ 2, 1 < 1,5 th× Cs =1, (5-45c) 
 Khi 2 3 th× thay 1 = 3 vµo c«ng thøc (5-45b) 
* HÖ sè táa nhiÖt ®èi l−u khi dßng khãi bao phñ ngang chïm èng ®Æt sole ®−îc 
x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 
 Re Pr C C
d
0,6 0,33
®l s z' '
λα = , W/m2K (5-46) 
trong ®ã: s'C lµ hÖ sè ®−îc x¸c ®Þnh tïy thuéc vµo b−íc ngang t−¬ng ®èi 1σ vµ 
vµo gi¸ trÞ cña 
1
1
1
2'
σ
σ −ϕ = σ − , (5-47) 
Ver. 1.0 192
ë ®©y 2'σ lµ b−íc t−¬ng ®èi trung b×nh theo ph−¬ng ®−êng chÐo gi÷a c¸c èng, vµ z'C 
lµ hiÖu chØnh sè d·y èng theo ®−êng khãi ®i. 
Ver. 1.0 193
* §èi víi chïm èng trong ®ã mét phÇn èng bè trÝ sole, mét sè èng bè trÝ song 
song th×: 
H H
H H
sole sole ss ss
®l
sole ss
α +αα = + , W/m
2K (5-48) 
 NÕu phÇn èng bè trÝ sole (song song) > 85% toµn bé bÒ mÆt truyÒn nhiÖt th× 
chïm èng ®ã ®−îc coi nh− lµ chïm èng sole (song song). 
* HÖ sè táa nhiÖt khi bao phñ däc bÒ mÆt truyÒn nhiÖt bëi dßng rèi mét pha 
(khãi, kh«ng khÝ, n−íc, h¬i) ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 
 0,023 Re Pr C C C
d
0,8 0,4
®l t d l
λα = , W/m2K (5-49) 
trong ®ã: tC lµ hÖ sè hiÖu chØnh vÒ nhiÖt ®é phô thuéc vµo nhiÖt ®é cña dßng khãi vµ 
nhiÖt ®é v¸ch èng; dC lµ hÖ sè hiÖu chØnh vÒ ®−êng kÝnh èng; lC lµ hÖ sè hiÖu chØnh 
vÒ chiÒu dµi t−¬ng ®èi (khi (l / d) 50≥ th× 1lC = ). 
* HÖ sè táa nhiÖt ®èi l−u ®èi víi bé sÊy kh«ng khÝ quay (tèc ®é quay cña r«to 
1,5 5n = ÷ vßng/phót) vÒ phÝa khãi vµ vÒ phÝa kh«ng khÝ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc 
sau: 
dA Pr C C
d
0,8
0,4t®
®l t l
t®
ωλ ⎛ ⎞α = ⎜ ⎟ν⎝ ⎠ , W/m
2K (5-50) 
ë ®©y: A lµ hÖ sè ®−îc x¸c ®Þnh bëi lo¹i vËt liÖu vµ c¸ch bè trÝ bÒ mÆt truyÒn nhiÖt; λ 
lµ hÖ sè dÉn nhiÖt cña khãi vµ kh«ng khÝ, W/mK; t®d lµ ®−êng kÝnh t−¬ng ®−¬ng, m; 
ω l tèc ®é tÝnh to¸n cña khãi vµ kh«ng khÝ, m/s. 
b. HÖ sè táa nhiÖt do bøc x¹ cña s¶n phÈm ch¸y bxα 
 HÖ sè táa nhiÖt do bøc x¹ cña s¶n phÈm ch¸y ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc 
sau 
 ( )
q
t
bx
bx
tr
α = θ− , W/m
2K (5-51) 
5.3.2.3. §é chªnh nhiÖt ®é trung b×nh 
 §é chªnh nhiÖt ®é trung b×nh cho toµn bÒ mÆt truyÒn nhiÖt lµ hiÖu sè nhiÖt ®é 
cña m«i tr−êng nãng vµ m«i tr−êng ®−îc ®èt nãng, phô thuéc vµo ph−¬ng chuyÓn 
®éng t−¬ng hç gi÷a hai m«i tr−êng. 
H×nh 5.3. Sù thay ®æi nhiÖt ®é cña c¸c m«i 
tr−êng däc theo bÒ mÆt truyÒn nhiÖt. 
a - ChuyÓn ®éng cïng chiÒu; b - ChuyÓn 
®éng 
ng−îc chiÒu. 
Ver. 1.0 194
Trong tr−êng hîp hai dßng chuyÓn ®éng cïng chiÒu thuÇn tóy vµ ng−îc chiÒu thuÇn 
tóy th× ®é chªnh nhiÖt ®é trung b×nh ®−îc tÝnh nh− lµ hiÖu trung b×nh logarit c¸c nhiÖt 
®é m«i tr−êng nãng vµ m«i tr−êng ®−îc ®èt nãng (xem h×nh vÏ 5.3) 
ln
t tt t
t
∆ −∆∆ = ∆
∆
l b
l
b
, oC (5-52) 
trong ®ã: 
 lt∆ lµ hiÖu sè nhiÖt ®é lín cña 2 m«i tr−êng; 
 bt∆ lµ hiÖu sè nhiÖt ®é nhá cña 2 m«i tr−êng (nãng vµ ®−îc ®èt nãng). 
Khi 
t 1,7
t
l
b
∆ ≤∆ th× víi ®é chÝnh x¸c cho phÐp cã thÓ tÝnh t∆ nh− sau: 
t tt t
2
l b∆ + ∆∆ = = θ− , oC (5-53) 
trong ®ã θ vµ t lµ nhiÖt ®é trung b×nh cña hai m«i tr−êng. Khi nhiÖt ®é cña mét trong 
hai m«i chÊt kh«ng thay ®æi còng cã thÓ tÝnh t∆ theo c¸c c«ng thøc trªn. 
NÕu t 0,92 tth ng∆ ≥ ∆ th× ®é chªnh lÖch nhiÖt ®é ®èi víi s¬ ®å phøc t¹p bÊt kú nµo 
còng cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: 
t t
t
2
th ng∆ + ∆∆ = , oC (5-54) 
trong ®ã tht∆ vµ ngt∆ lÇn l−ît lµ ®é chªnh nhiÖt ®é trung b×nh khi hai dßng cïng chiÒu 
vµ ng−îc chiÒu hoµn toµn. 
 §èi víi s¬ ®å hçn hîp song song vµ hçn hîp nèi tiÕp ta x¸c ®Þnh t∆ nh− sau: 
 t tng∆ = ψ∆ , oC (5-55) 
víi ψ lµ hÖ sè tÝnh ®æi tõ s¬ ®å dßng ng−îc chiÒu sang s¬ ®å phøc t¹p h¬n. HÖ sè ψ 
trong dßng c¾t nhau tïy thuéc sè lÇn c¾t nhau vµ sù thay ®æi nhiÖt ®é cña m«i tr−êng 
nãng vµ m«i tr−êng ®−îc ®èt nãng. 
5.4 TÝnh nhiÖt thiÕt bÞ lß h¬i 
5.4.1 Kh¸i niÖm 
 TÝnh nhiÖt cña lß h¬i cã thÓ lµ tÝnh chÕ t¹o hay tÝnh kiÓm tra. Ph−¬ng ph¸p tÝnh 
lµ chung cho c¶ hai tr−êng hîp. TÝnh nhiÖt chÕ t¹o vµ tÝnh nhiÖt kiÓm tra kh¸c nhau ë 
môc ®Ých tÝnh vµ c¸c ®¹i l−îng cÇn ph¶i t×m. 
 TÝnh nhiÖt chÕ t¹o nh»m x¸c ®Þnh kÝch th−íc buång löa vµ ®é lín bÒ mÆt 
truyÒn nhiÖt cña mäi phÇn tö cña lß h¬i ®−îc thiÕt kÕ, ®Ó ®¶m b¶o nhËn ®−îc s¶n 
l−îng h¬i vµ c¸c th«ng sè ®Þnh møc cña h¬i øng víi thµnh phÇn nhiªn liÖu vµ nhiÖt ®é 
n−íc cÊp cho tr−íc. Trong nhiÖm vô tÝnh to¸n ph¶i cho biÕt s¶n l−îng h¬i ®Þnh møc 
cña lß, c¸c th«ng sè cña h¬i ë chç ra khái bé qu¸ nhiÖt, nhiÖt ®é n−íc cÊp vµ ®Æc tÝnh 
cña nhiªn liÖu. KiÓu lß, ph−¬ng ph¸p ®èt nhiªn liÖu, kiÓu buång löa, nhiÖt ®é khãi 
Ver. 1.0 195
tho¸t vµ nhiÖt ®é kh«ng khÝ nãng hoÆc cho tr−íc trong nhiÖm vô thiÕt kÕ hoÆc chän 
tïy thuéc vµo c¸c th«ng sè h¬i, s¶n l−îng h¬i cña lß vµ ®Æc tÝnh cña nhiªn liÖu. NÕu lß 
h¬i cã bé qu¸ nhiÖt trung gian th× trong nhiÖm vô thiÕt kÕ cÇn cho biÕt l−u l−îng vµ 
th«ng sè cña h¬i qu¸ nhiÖt trung gian ë chç vµo vµ ra khái bé qu¸ nhiÖt trung gian. 
 ViÖc tÝnh nhiÖt kiÓm tra ®−îc tiÕn hµnh cho lß h¬i ®· cã s½n, nh− vËy lµ ®· biÕt 
kiÓu lß h¬i vµ buång löa, ®Æc tÝnh h×nh häc cña c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt kh¸c cña lß. 
Môc ®Ých tÝnh ë ®©y lµ x¸c ®Þnh ®é kinh tÕ cña lß vµ ®¸nh gi¸ møc ®é lµm viÖc tin cËy 
cña lß ®èi víi nhiªn liÖu ®· cho, ph¸t hiÖn c¸c ®Æc tÝnh nhiÖt cña lß ë nh÷ng phô t¶i 
kh¸c nhau vµ kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh (sù lµm viÖc cña lß h¬i). ViÖc tÝnh to¸n cã thÓ thùc 
hiÖn ë phô t¶i ®Þnh møc vµ ë phô t¶i kh¸c ®Þnh møc. TÝnh kiÓm tra còng ®−îc tiÕn 
hµnh sau khi c¶i tiÕn buång löa hoÆc c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt kh¸c nh»m n©ng cao s¶n 
l−îng vµ tÝnh kinh tÕ cña thiÕt bÞ lß h¬i. TÝnh kiÓm tra ®−îc thùc hiÖn khi thay ®æi 
nhiÖt ®é n−íc cÊp, nhiÖt ®é h¬i qu¸ nhiÖt, nhiªn liÖu ®èt cã tÝnh chÊt kh¸c so víi nhiªn 
liÖu dïng khi thiÕt kÕ. C¸c ®¹i l−îng cÇn ph¶i t×m khi tÝnh kiÓm tra lµ nhiÖt ®é khãi ë 
cuèi buång löa bl''θ vµ trªn däc ®−êng khãi ®i vµ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é vµ tèc ®é khãi, 
n−íc, h¬i, kh«ng khÝ ë tõng phÇn tö cña lß h¬i. 
 Sau khi tÝnh nhiÖt cña lß h¬i cã thÓ trªn c¬ së c¸c sè liÖu nhËn ®−îc ®Ó tiÕn 
hµnh tÝnh khÝ ®éng, thñy ®éng, søc bÒn vµ chÕ ®é nhiÖt ®é cña c¸c èng, chÕ ®é n−íc 
vµ chÊt l−îng h¬i, ®éng lùc häc cña thiÕt bÞ lß h¬i vµ toµn bé khèi lß h¬i tuabin. TiÕp 
sau ®ã tÝnh hÖ thèng chuÈn bÞ nhiªn liÖu vµ c¸c phÇn tö cña lß nh− vßi phun chÝnh, vßi 
phun phô,  
5.4.2 Nh÷ng ph−¬ng tr×nh c¬ b¶n 
 ThiÕt bÞ lß h¬i bao gåm mét sè l−îng lín c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt ®Æt nèi tiÕp 
nhau däc ®−êng khãi ®i. Sù lµm viÖc cña tõng bÒ mÆt truyÒn nhiÖt vµ cña toµn bé lß 
h¬i ®−îc m« t¶ b»ng mét hÖ c¸c ph−¬ng tr×nh: C©n b»ng vËt chÊt, c©n b»ng n¨ng 
l−îng, trao ®æi nhiÖt vµ trao ®æi chÊt, tr¹ng th¸i vµ chuyÓn ®éng. 
1. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt 
 Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt ®−îc viÕt c¶ cho chÊt t¶i nhiÖt vµ cho khãi. 
 §èi víi chÊt t¶i nhiÖt ta cã: 
 D D Dh ncÊp x¶= + , kg/s (5-56) 
 §èi víi khãi ta cã: 
 ( )V V 1 V0 0k k kk= + α − , (5-57) 
2. Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng n¨ng l−îng 
 a. Ph−¬ng tr×nh liªn hÖ gi÷a l−îng nhiÖt sinh ra vµ l−îng nhiÖt sö dông trong 
thiÕt bÞ lß h¬i: 
 ( ) ( ) ( )BQ D i i D i i D i ilv r vt lß qn nc trg trg trg x¶ nc'η = − + − + − , (5-58) 
 víi 
6
i
i 2
1 qlß
=
η = −∑ , % 
Ver. 1.0 196
 b. Ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn sù c©n b»ng gi÷a l−îng nhiÖt nhËn ®−îc tõ s¶n phÈm 
ch¸y céng víi l−îng lät kh«ng khÝ l¹nh vµ nhiÖt l−îng truyÒn cho m«i chÊt vµ to¶ vµo 
m«i tr−êng xung quanh: 
 ( )B I I Q D itt lät'' '⎡ ⎤ϕ − + ∆ = ∆⎣ ⎦ , (5-59) 
3. Ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i 
 Khãi lµ mét hçn hîp nhiÒu chÊt khÝ kh¸c nhau. Quan hÖ gi÷a thÓ tÝch khãi vµ 
nhiÖt ®é ®−îc thÓ hiÖn qua ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i cña khÝ lý t−ëng. NhiÖt dung riªng 
cña tõng chÊt khÝ thµnh phÇn trong khãi phô thuéc vµo nhiÖt ®é vµ cho trong c¸c b¶ng. 
Sù liªn hÖ gi÷a c¸c th«ng sè cña chÊt t¶i nhiÖt (ph−¬ng tr×nh tr¹ng th¸i) ®−îc cho d−íi 
d¹ng b¶ng (b¶ng c¸c tÝnh chÊt vËt lý nhiÖt cña n−íc vµ lß h¬i). 
4. Ph−¬ng tr×nh trao ®æi nhiÖt 
 §−îc viÕt riªng cho tõng bÒ mÆt truyÒn nhiÖt. Khi tÝnh to¸n ta gi¶i ph−¬ng 
tr×nh nµy cïng víi c¸c ph−¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt vµ c©n b»ng n¨ng l−îng viÕt 
cho tõng bÒ mÆt truyÒn nhiÖt. 
 Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng vËt chÊt cña bÒ mÆt truyÒn nhiÖt diÔn t¶ sù kh«ng thay 
®æi l−u l−îng cña chÊt t¶i nhiÖt vµ cña khãi theo thêi gian. §èi víi chÊt t¶i nhiÖt th× 
®iÒu ®ã cã nghÜa lµ cã thÓ cã sù thay ®æi l−u l−îng chÊt t¶i ë ®Çu hay cuèi bÒ mÆt 
truyÒn nhiÖt, cßn trong ph¹m vi bÒ mÆt truyÒn nhiÖt l−u l−îng kh«ng thay ®æi 
 D = const (5-60a) 
 §èi víi ®−êng khãi ta coi r»ng cã lät kh«ng khÝ l¹nh ë ®Çu vµ cuèi bÒ mÆt 
truyÒn nhiÖt, b¶n th©n bÒ mÆt truyÒn nhiÖt lµm viÖc víi l−îng lät kh«ng ®æi vµ ®−îc 
tÝnh b»ng gi¸ trÞ trung b×nh sè häc: 
 BVk = const (5-60b) 
 §èi víi bÒ mÆt truyÒn nhiÖt ®èi l−u vµ nöa bøc x¹ ph−¬ng tr×nh trao ®æi nhiÖt 
cã d¹ng 
 D i kH t∆ = ∆ , (5-60c) 
trong ®ã t∆ lµ ®é chªnh lÖch nhiÖt ®é trung b×nh logarit. 
 HÖ c¸c ph−¬ng tr×nh (5-60a) - (5-60c) ®−îc viÕt cho tõng bÒ mÆt truyÒn nhiÖt. 
5.4.3. Thø tù tÝnh to¸n 
1. Thø tù tÝnh nhiÖt thiÕt kÕ lß h¬i cã bao h¬i (cã tuÇn hoµn tù nhiªn) 
Ph¸c th¶o kiÓu d¸ng lß h¬i; 
 - TÝnh to¸n thÓ tÝch kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn thiÕt vµ thÓ tÝch s¶n phÈm ch¸y. 
X¸c ®Þnh thÓ tÝch thùc cña kh«ng khÝ vµ s¶n phÈm ch¸y (khãi); 
 - X¸c ®Þnh entanpi cña s¶n phÈm ch¸y vµ cña kh«ng khÝ; 
 - TiÕn hµnh c©n b»ng nhiÖt cña lß h¬i, x¸c ®Þnh c¸c tæn thÊt nhiÖt 2q , 3q , 4q , 
5q , 6q , tÝnh hiÖu suÊt cña lß h¬i, tÝnh l−îng nhiªn liÖu tiªu hao thùc tÕ vµ l−îng nhiªn 
liÖu tiªu hao tÝnh to¸n; 
 - ThiÕt kÕ buång löa: Chän tiÕt diÖn buång löa dùa vµo nhiÖt thÕ diÖn tÝch tiÕt 
diÖn ngang cña buång löa fq (kW/m
2), chän s¬ bé nhiÖt ®é khãi ra khái buång löa 
Ver. 1.0 197
θ bl'' , sau ®ã x¸c ®Þnh diÖn tÝch toµn bé c¸c t−êng cña buång löa vF (m2), diÖn tÝch bÒ 
mÆt hÊp thu nhiÖt b»ng bøc x¹ cña c¸c dµn èng sinh h¬i ®Æt trong buång löa. ViÖc tÝnh 
to¸n nhiÖt buång löa ®−îc kÕt thóc b»ng viÖc kiÓm tra sù phï hîp cña nhiÖt thÕ thÓ 
tÝch cña buång löa vq (kW/m
3), gi¸ trÞ cña nã kh«ng ®−îc v−ît gi¸ trÞ giíi h¹n cho 
trong c¸c b¶ng; 
 - TÝnh nhiÖt pheston hoÆc bé qu¸ nhiÖt kiÓu b¨ng èng ®Æt ë cöa ra buång löa; 
 - Ph©n phèi nhiÖt l−îng cho c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt ®Æt sau buång löa; 
 - ThiÕt kÕ bé qu¸ nhiÖt ®èi l−u; 
 - ThiÕt kÕ bé h©m n−íc; 
 - ThiÕt kÕ bé sÊy kh«ng khÝ. 
2. Thø tù tÝnh nhiÖt kiÓm tra lß h¬i 
 ViÖc tÝnh nhiÖt kiÓm tra lß h¬i ®−îc thùc hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn 
tiÕp. Lóc ®Çu cho s¬ bé nhiÖt ®é khãi th¶i ra khái lß h¬i th¶iθ , trªn c¬ së ®ã thùc hiÖn 
tÝnh nhiÖt cña lß h¬i vµ tÝnh to¸n chÝnh x¸c gi¸ trÞ cña th¶iθ . TiÕp ®ã x¸c ®Þnh hiÖu suÊt 
cña lß h¬i lßη vµ tÝnh c¸c l−îng nhiªn liÖu tiªu hao B , ttB . Sau khi chän s¬ bé gi¸ trÞ 
cña nhiÖt ®é kh«ng khÝ nãng KKNt cã thÓ tÝnh nhiÖt cña buång löa vµ c¸c bÒ mÆt 
truyÒn nhiÖt kh¸c. 
 NhiÖm vô cña viÖc tÝnh buång löa lµ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é thùc cña khãi ë cöa ra 
buång löa θ bl'' . Tr−íc hÕt cho s¬ bé mét gi¸ trÞ cña θ bl'' vµ sÏ lµm chÝnh x¸c sau ®ã 
theo c«ng thøc: 
 0,6
T 273
a1 M
Bo
a
bl
bl
''θ = −⎛ ⎞+ ⎜ ⎟⎝ ⎠
, oC (5-61) 
 Khi cã sù sai kh¸c lín (trªn 100 oC) ph¶i chän gi¸ trÞ kh¸c cña bl''θ vµ tÝnh l¹i. 
ViÖc tÝnh c¸c bÒ mÆt truyÒn nhiÖt ®èi l−u ®Æt sau buång löa còng theo ph−¬ng ph¸p 
gÇn ®óng liªn tiÕp. TÝnh CBQ vÒ phÝa khãi hay vÒ phÝa m«i chÊt sau ®ã so s¸nh CBQ 
víi TNQ . ë pheston sai kh¸c gi÷a CBQ vµ TNQ cho phÐp ®Õn 5%, ®èi víi c¸c bÒ mÆt 
truyÒn nhiÖt ®èi l−u kh¸c cho phÐp sai kh¸c gi÷a CBQ vµ TNQ lµ 2%. 
 ViÖc tÝnh to¸n ®−îc coi lµ kÕt thóc nÕu gi¸ trÞ cña nhiÖt ®é khãi th¶i th¶iθ chän 
s¬ bé vµ gi¸ trÞ tÝnh to¸n sai kh¸c nhau b»ng hoÆc nhá h¬n 10± oC vµ nhiÖt ®é kh«ng 
khÝ nãng chän vµ tÝnh sai kh¸c nhau nhá h¬n hay b»ng 40± oC. NÕu kh«ng tháa m·n 
nh÷ng yªu cÇu trªn ph¶i tÝnh l¹i b»ng viÖc chän gi¸ trÞ míi cña th¶iθ . 
 Ngµy nay cã thÓ øng dông nh÷ng thµnh tùu cña c«ng nghÖ th«ng tin vµo viÖc 
gi¶i bµi to¸n tÝnh nhiÖt cña lß h¬i. Muèn vËy tr−íc hÕt ph¶i x©y dùng m« h×nh to¸n 
cña lß h¬i, lËp tr×nh ®Ó gi¶i trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö. Thêi gian gi¶i bµi to¸n tÝnh nhiÖt lß 
h¬i trªn m¸y tÝnh ®iÖn tö kho¶ng d−íi 10 phót.