Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Nghiên cứu khí động, trao đổi nhiệt và vòng đời của công nghệ lớp sôi tuần hoàn...

Tài liệu Nghiên cứu khí động, trao đổi nhiệt và vòng đời của công nghệ lớp sôi tuần hoàn

.PDF
183
250
57
  • i
    LỜI CAM ĐOAN
    Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu ca riêng tôi. Các s liệu được trích
    dn ngun gc. Các kết qu trình bày trong lun án trung thực chưa từng được tác
    gi nào công b trong bt k công trình nào.
    Tác gi lun án
    NGUYN MINH TIN
    B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
    TRƯỜNG ĐẠI HC BÁCH KHOA HÀ NI
    -----------------------------------------
    NGUYN MINH TIN
    NGHIÊN CU KHI ĐỘNG, TRAO ĐI NHIT V VNG ĐỜI CA
    CÔNG NGH LP SÔI TUN HOÀN
    Chuyên ngành: K thut nhit
    Mã s: 62520115
    LUN ÁN TIN SĨ K THUT NHIT
    NGƯỜI HƯỚNG DN KHOA HC:
    PGS.TS PHẠM HOÀNG LƯƠNG
    HÀ NI-2018
    Hà Ni-2016
    B GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
    TRƯỜNG ĐẠI HC BÁCH KHOA HÀ NI
    -----------------------------------------
    NGUYN MINH TIN
    NGHIÊN CU KHI ĐỘNG, TRAO ĐI NHIT V VNG ĐỜI CA
    CÔNG NGH LP SÔI TUN HOÀN
    LUN ÁN TIN SĨ K THUT NHIT
    HÀ NI-2018
    Trang 1
  • ii
    LI CẢM ƠN
    Vi tt c s kính trng và biết ơn sâu sắc nht, tác gi xin chân thành cảm ơn thầy
    giáo hướng dn PGS.TS Phạm Hoàng Lương đã tn tình ch bảo động viên trong sut
    quá trình nghiên cu và viết luận án để tác gi có th hoàn thành bn lun án này.
    Tác gi xin trân trng cảm ơn cảm ơn tập th các Thy giáo Phòng nghiên cu
    năng lượng bn vng, Vin Tiên tiến khoa hc công ngh, Vin Khoa hc Công
    ngh Nhit-Lnh, Vin Đào tạo sau đại hc ca Tờng đại hc Bách Khoa Nội đã tn
    tình góp ý và giúp đỡ tác gi trong quá trình thc hin lun án.
    Tác gi xin trân trng cảm ơn Viện Tiên tiến khoa hc công ngh, Chương trình
    giáo UNESCO (Đại hc Bách khoa Nội) đã hỗ tr tài chính trong vic ci to
    hình buồng đốt lp sôi tun hoàn hin có ti Vin Khoa hc và Công ngh Nhit-Lnh, các
    cán b k thut ti các Công ty nhiệt điện Na Dương, Cao Ngạn, Uông đã cung cấp s
    liu thông tin v hin trng khai thác vn hành lp sôi tun hoàn (CFB), than phun
    (PF) ti các công ty này.
    Cui cùng Tác gi xin bày t lòng biết ơn sâu sc tới gia đình các bạn đã
    động viên, giúp đỡ tác gi trong sut thi gian nghiên cu, thc hin lun án.
    Trang 2
  • iii
    MC LC
    LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i
    LI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii
    MC LC ........................................................................................................................... iii
    DANH MC KÝ HIU, CH VIT TT ...................................................................... vi
    DANH MC BNG BIU ................................................................................................ xi
    DANH MC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ ..................................................................................... xiii
    M ĐẦU ............................................................................................................................... 1
    1. Tính cấp thiết của đề tài ..................................................................................................... 1
    2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .......................................................................................... 2
    3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................................... 2
    4. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................................... 2
    5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ........................................................................... 3
    6. Điểm mới của luận án ........................................................................................................ 4
    7. Bố cục của luận án ............................................................................................................. 4
    CHƯƠNG 1-TNG QUAN V KHÍ ĐỘNG HC, TRAO ĐI NHIT TRONG
    LP SÔI TUN HOÀN NG DỤNG PHÂN TÍCH VNG ĐỜI ĐỂ SO SÁNH
    CÔNG NGH ...................................................................................................................... 5
    1.1. Khí động học lớp sôi tuần hoàn ...................................................................................... 5
    1.1.1. Các trạng thái tương tác khí-hạt .................................................................................. 5
    1.1.2. Cơ chế của lớp sôi ....................................................................................................... 7
    1.1.2.1. Lớp chặt .................................................................................................................... 7
    1.1.2.2. Lớp sôi nhanh ........................................................................................................... 8
    1.1.2.3. Phân bố giáng áp và độ rỗng trong buồng đốt lớp sôi nhanh ................................... 9
    1.1.2.4.Vận tốc sôi tối thiểu ................................................................................................. 10
    1.1.2.5.Vận tốc tới hạn ........................................................................................................ 12
    1.2. Nghiên cứu thực nghiệm về tốc độ tuần hoàn hạt trong buồng đốt .............................. 14
    1.2.1. Nghiên cứu thực nghiệm của Phạm Hoàng Lương và cộng sự ................................. 14
    1.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm của Sung Won Kim và cộng sự ........................................ 14
    1.2.3. Nghiên cứu thực nghiệm của Myung Won Seo và các cộng sự ................................ 15
    1.2.4. Nghiên cứu thực nghiệm của Tzeng Lim và các cộng sự .......................................... 16
    1.2.5. Nghiên cứu thực nghiệm của Kalita và các cộng sự ................................................. 17
    1.2.6. Nghiên cứu thực nghiệm của Jong Hun Lim và các cộng sự .................................... 18
    1.2.7. Nghiên cứu thực nghiệm của N. Chovichien và các cộng sự .................................... 19
    1.2.8. Nghiên cứu thực nghiệm của Tatjana và các cộng sự ............................................... 20
    1.2.9. Đánh giá các nghiên cứu mô hình lý thuyết và mô hình thực nghiệm xác định tốc độ
    tuần hoàn hạt trong lớp sôi tuần hoàn .................................................................................. 23
    1.3. Truyền nhiệt trong lớp sôi tuần hoàn ............................................................................ 24
    1.3.1. Nguyên lý truyền nhiệt trong lớp sôi tuần hoàn ........................................................ 24
    1.3.2. Cơ chế truyền nhiệt trong lớp sôi tuần hoàn .............................................................. 25
    1.3.2.1. Truyền nhiệt từ khí tới hạt ...................................................................................... 25
    1.3.2.2. Truyền nhiệt từ lớp sôi tới vách.............................................................................. 27
    1.4. Mô hình lý thuyết truyền nhiệt từ lớp tới vách ............................................................. 33
    1.4.1. Thành phần đối lưu hạt (K
    cp
    ) ..................................................................................... 34
    1.4.2. Thành phần đối lưu pha phân tán (K
    cd
    ) ..................................................................... 38
    1.4.3. Thành phần bức xạ (K
    r
    ) ............................................................................................. 39
    1.5. Các nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách trong lớp sôi tuần hoàn ... 41
    Trang 3
  • iv
    1.5.1. Nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách của Gupta và Nag ............... 41
    1.5.2. Nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách của Kalita và cộng sự ......... 42
    1.5.3. Nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách của Pagliuso và cộng sự ..... 43
    1.5.4. Nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách của Afsin Gungor và cộng sự
    ............................................................................................................................................. 44
    1.5.5. Nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách của Koksal và cộng sự ....... 45
    1.5.6. Nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách của Nirmal và cộng sự ....... 46
    1.5.7. Đánh giá các nghiên cứu mô hình lý thuyết và mô hình thực nghiệm về trao đổi nhiệt
    trong buồng đốt lớp sôi tuần hoàn ....................................................................................... 52
    1.6. Vòng đời và ứng dụng phân tích vòng đời để so sánh công nghệ năng lượng ............. 53
    1.6.1. Các khái niệm về Vòng đời ....................................................................................... 53
    1.6.2. Ứng dụng phân tích Vòng đời để so sánh công nghệ năng lượng ............................. 53
    CHƯƠNG 2-NGHIÊN CU THC NGHIM KHÍ ĐỘNG HC V TRAO ĐI
    NHIT TRONG LP SÔI TUN HOÀN ...................................................................... 56
    2.1. Hệ thống thí nghiệm ..................................................................................................... 56
    2.2. Nghiên cứu thực nghiệm về khí động học lớp sôi tuần hoàn ....................................... 64
    2.2.1. Mô hình xác định tốc độ tuần hoàn hạt trong buồng đốt lớp sôi tuần hoàn .............. 64
    2.2.2. Nghiên cứu thực nghiệm xác định tốc độ tuần hoàn hạt trong buồng đốt lớp sôi tuần
    hoàn ..................................................................................................................................... 65
    2.2.2.1. Quá trình thí nghiệm ............................................................................................... 66
    2.2.2.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu ................................................................... 67
    2.2.2.4. Kết luận về nghiên cứu thực nghiệm về khí động học lớp sôi tuần hoàn ............... 85
    2.3. Nghiên cứu thực nghiệm truyền nhiệt trong lớp sôi tuần hoàn của tác giả .................. 86
    2.3.1. Nghiên cứu thực nghiệm xác định hệ số trao đổi nhiệt dọc theo chiều cao ống lên . 86
    2.3.1.1. Quá trình thí nghiệm ............................................................................................... 86
    2.3.1.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu ................................................................... 86
    2.3.1.3. Kết quả thí nghiệm và các đánh giá ........................................................................ 89
    2.3.1.4. Kết luận nghiên cứu thực nghiệm trao đổi nhiệt từ lớp tới vách trong buồng đốt lớp
    sôi tuần hoàn ...................................................................................................................... 109
    CHƯƠNG 3-NGHIÊN CU VNG ĐỜI CA CÔNG NGH LP SÔI TUN
    HOÀN ............................................................................................................................... 111
    3.1. Các khái niệm về vòng đời ......................................................................................... 111
    3.1.1. Vòng đời .................................................................................................................. 111
    3.1.2. Khái niệm đường biên của một vòng đời ................................................................ 111
    3.2. Các bước thực hiện đánh giá vòng đời ....................................................................... 112
    3.2.1. Kiểm kê nguồn ........................................................................................................ 112
    3.2.2. Phân tích tác động môi trường................................................................................. 113
    3.2.3. Phân tích và đề xuất các cơ hội cải thiện, tăng hiệu suất sử dụng năng lượng, giảm ô
    nhiễm môi trường .............................................................................................................. 114
    3.3. Các phương pháp so sánh công nghệ năng lượng ...................................................... 114
    3.3.1. So sánh dựa trên một bộ các hiển thị/chỉ số ............................................................ 114
    3.3.2. So sánh dựa trên cách tiếp cận hệ thống .................................................................. 115
    3.3.3. So sánh dựa trên các phương pháp tư vấn ............................................................... 116
    3.4. So sánh công nghệ nhiệt điện đốt than theo quan điểm phát thải vòng đời CO
    2
    ....... 117
    3.4.1. Giới hạn so sánh ...................................................................................................... 117
    3.4.2. Tính toán chi phí sản xuất điện ................................................................................ 117
    3.4.3. Chi phí biên giảm phát thải khí nhà kính................................................................. 118
    3.4.4. Hệ số phát thải CO
    2
    của các khâu trong quá trình sản xuất điện năng .................... 119
    3.4.4.1. Tính toán hệ số phát thải vòng đời CO
    2
    ............................................................... 119
    3.4.4.2. Hệ số phát thải CO
    2
    tại khâu khai thác than ......................................................... 119
    Trang 4
  • v
    3.4.4.3. Hệ số phát thải CO
    2
    khâu vận chuyển than .......................................................... 120
    3.4.4.4. Hệ số phát thải khí CO
    2
    tại khâu sản xuất điện .................................................... 120
    3.5. So sánh công nghệ đốt than tại nhà máy nhiệt điện Uông Bí và Na Dương .............. 121
    3.5.1. Đặc tính công nghệ của hai nhà máy ....................................................................... 121
    3.5.1.1. Đặc tính công nghệ nhà máy nhiệt điện Uông Bí sử dụng công nghệ đốt than phun
    (Pulverized Fuel, PF)[1]: ................................................................................................... 121
    3.5.1.2. Đặc tính công nghệ nhà máy nhiệt điện Na Dương sử dụng công nghệ đốt lớp sôi
    tuần hoàn (Circulation fluidized bed, CFB)[ 3, 5, 15]:...................................................... 128
    3.5.2. Lựa chọn các thông số đầu vào của hai nhà máy .................................................... 134
    3.5.3. Kết quả tính toán của phương án ............................................................................. 136
    3.5.4. Đánh giá ................................................................................................................... 137
    3.5.5. Kết luận ................................................................................................................... 138
    CHƯƠNG 4- KT LUẬN V ĐỀ XUT ..................................................................... 139
    4.1. Kết luận ...................................................................................................................... 139
    4.1.1. Khí động học trong lớp sôi tuần hoàn ..................................................................... 139
    4.1.2. Trao đổi nhiệt trong lớp sôi tuần hoàn .................................................................... 140
    4.1.3. Sử dụng công nghệ lớp sôi tuần hoàn để sản xuất điện năng .................................. 142
    4.1.4. Ý nghĩa thực tiễn của luận án .................................................................................. 142
    4.2. Đề xuất ........................................................................................................................ 143
    4.2.1. Khí động học trong lớp sôi tuần hoàn ..................................................................... 143
    4.2.2. Trao đổi nhiệt trong lớp sôi tuần hoàn .................................................................... 143
    4.2.3. Sử dụng vòng đời để so sánh công nghệ năng lượng .............................................. 143
    TÀI LIU THAM KHO ............................................................................................... 144
    DANH MC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CA LUN ÁN ......................... 150
    PH LC ............................................................................................................................. 1
    Trang 5

Mô tả:

Tài liệu liên quan