Nghiên Cứu Kỹ Thuật Sấy Sử Dụng Bơm Nhiệt Để Bảo Quản Thiết Bị Lò Hơi Tại Nhà Máy Nhiệt Điện Cần Thơ

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu kết

quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất

kỳ công trình nghiên cứu nào khác.

Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên

cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận

đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học.

Đồng Nai, ngày 14 tháng 5 năm 2018

Người cam đoan

Trần Minh Sáng

ii

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết

ơn chân thành và sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn khoa học PGS.TS Dương

Văn Tài, TS Phạm Văn Tỉnh đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và

giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.

Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơ

điện và Công trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện

thuận lợi cho tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình.

Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp

nhiều ý kiến quý báu trong suốt quá trình làm và hoàn chỉnh luận văn.

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số

liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất

kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 14 tháng 5 năm 2018

Tác giả luận văn

Trần Minh Sáng

iii

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮA VIẾT TẮT ..........................VI

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ.......................................................VIII

DANH MỤC BẢNG BIỂU............................................................................ X

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU................................................................................... 2

3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU................................................................................... 2

3.1. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ............................................................. 2

3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ........................................................ 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................ 3

1.1. KHÁI QUÁT VỀ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CẦN THƠ .......................................... 3

1.2. NHỮNG VẤN ĐỀ TỒN TẠI CẦN GIẢI QUYẾT.................................................... 4

1.3. TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHỬ ẨM .............................. 6

1.3.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ ẨM. .................................................................... 6

1.3.2. CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ SẤY LẠNH - HÚT ẨM DÙNG BƠM NHIỆT12

1.4. CÔNG NGHỆ KHỬ ẨM. ................................................................................ 19

1.4.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ ẨM ĐÃ ÁP DỤNG. .............................................. 19

1.4.2. TÁC ĐỘNG CỦA HIỆN TƯỢNG ĐÓNG BĂNG DÀN BAY HƠI TÁCH ẨM ĐỐI VỚI

HỆ THỐNG SẤY LẠNH, HÚT ẨM. ......................................................................... 24

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BƠM NHIỆT............ 26

2.1. GIỚI THIỆU CHU TRÌNH LẠNH HAI NHIỆT ĐỘ BAY HƠI (SÔI)......................... 26

2.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG............................................................................ 27

2.2.1. PHƯƠNG TRÌNH TÍNH TOÁN ..................................................................... 28

2.2.2. ĐIỀU CHỈNH PHÂN TẦNG ÁP SUẤT BẰNG VAN KVP ................................. 29

2.3. SO SÁNH LÝ THUYẾT CHU TRÌNH LẠNH HAI NHIỆT ĐỘ SÔI VỚI CHU TRÌNH

iv

MỘT NHIỆT ĐỘ SÔI ............................................................................................ 31

2.4. NHỮNG ƯU ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG KHỬ ẨM BẰNG BƠM NHIỆT HAI NHIỆT ĐỘ

SÔI.................................................................................................................... 32

2.4.1. NÂNG CAO LƯỢNG NHIỆT THU HỒI TẠI DÀN LẠNH................................... 32

2.4.2. NÂNG CAO HỆ SỐ HIỆU QUẢ .................................................................... 33

2.4.3. TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG NHỜ ĐIỀU CHỈNH NĂNG SUẤT LẠNH Q0............. 34

2.4.4 ĐIỀU CHỈNH THÔNG SỐ TÁC NHÂN SẤY SAU KHI ĐI QUA DÀN LẠNH.......... 37

2.5. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH KHỬ ẨM................................................................. 42

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG KHỬ

ẨM BẢO QUẢN LÒ HƠI............................................................................ 46

3.1. XÂY DỰNG MÔ HÌNH TÍNH TOÁN HỆ THỐNG KHỬ ẨM BẢO QUẢN LÒ HƠI..... 46

3.2. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT, ẨM TRONG HỆ THỐNG KHỬ ẨM.................... 47

3.2.1 NHỮNG THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA LÒ HƠI:................................................... 47

3.2.2. TÍNH NHIỆT THỪA ................................................................................... 47

3.2.3. TÍNH ẨM THỪA ....................................................................................... 50

3.2.4. TỈ SỐ NHIỆT THỪA VÀ ẨM THỪA.............................................................. 51

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM........................................ 52

4.1 MỤC TIÊU, NỘI DUNG CỨU THỰC NGHIỆM ................................................... 53

4.1.1. MỤC TIÊU ............................................................................................... 53

4.1.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU THỰC NHIỆM...................................................... 53

4.2. CHỌN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................. 53

4.2.1. CHỌN PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM........................................................ 53

4.2.2. CHỌN HÀM MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ......................................................... 53

4.2.3. CHỌN THAM SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HÀM MỤC TIÊU ................................... 54

4.2.4. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC ĐẠI LƯỢNG NGHIÊN CỨU .......................... 55

4.2.5. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM .............................................................................. 55

4.2.6. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM............................................ 55

v

4.2.6.1 XÁC ĐỊNH SỐ LẦN THÍ NGHIỆM.............................................................. 55

4.3. TỔ CHỨC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM .............................................................. 59

4.4. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐƠN YẾU TỐ ............................................................ 59

4.4.1. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN NĂNG SUẤT TÁCH ẨM........................... 59

4.4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA VẬN TỐC KHÔNG KHÍ ĐẾN NĂNG SUẤT TÁCH ẨM......... 60

4.5. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ĐA YẾU TỐ ........................................................... 62

4.5.1. CHỌN VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ CÁC GIÁ TRỊ BIẾN THIÊN CỦA THÔNG SỐ ĐẦU

VÀO .................................................................................................................. 62

4.5.2. XÂY DỰNG MA TRẬN THỰC NGHIỆM ....................................................... 63

4.5.3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐA YẾU TỐ............................................................ 64

4.6. XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ TỐI ƯU CỦA THAM SỐ ẢNH HƯỞNG................................ 65

4.6.1. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TỐI ƯU .................................... 65

4.6.2. XÁC ĐỊNH GIÁ THÔNG SỐ HỢP LÝ CỦA HỆ THỐNG BƠM NHIỆT BẢO QUẢN

THIẾT BỊ LÒ HƠI TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN CẦN THƠ ........................................ 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................... 68

1. KẾT LUẬN..................................................................................................... 68

2. KIẾN NGHỊ .................................................................................................... 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮA VIẾT TẮT

CÁC CHỮA VIẾT TẮT

NSTP : nông sản thực phẩm;

HTS : hệ thống sấy;

TNS : tác nhân sấy;

VL : vật liệu;

VLS : vật liệu sấy;

HPE : dàn bay hơi áp suất cao;

LPE : dàn bay hơi áp suất thấp;

TL : tiết lưu;

COP : hệ số hiệu quả của bơm nhiệt;

SMER : lượng ẩm riêng, g/kWh;

CÁC KÝ HIỆU

Q01, Q02 : năng suất lạnh lần lượt tạo ra bởi HPE và LPE, W;

Qkt : nhiệt ngưng tụ tại dàn ngưng trong, kW;

F : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m2

;

tb1, tb2 : nhiệt độ không khí trong buồng tạo ra lần lượt bởi HPE và LPE,

0C;

t01, t02 : nhiệt độ sôi của môi chất lần lượt trong HPE và LPE, 0C;

Qh : năng lượng hiệu quả do buồng sấy thu được từ bơm nhiệt;

Ne : điện năng cấp cho hệ thống, kWh;

Ga : lượng ẩm tách được, kg;

 : thời gian, h;

k : hệ số truyền nhiệt, W/ m2K;

qk : năng suất nhiệt riêng của bơm nhiệt, W;

vii

q0 : năng suất lạnh riêng của bơm nhiệt, W;

ε : hệ số lạnh của bơm nhiệt;

φ : hệ số nhiệt của bơm nhiệt;

Δt : độ chệnh lệch nhiệt độ, 0C;

viii

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Số hiệu

hình

Tên hình Trang

1.1 Nhà máy nhiệt điện Ô Môn 4

1.2 Bộ xông gió quay bị hỏng 5

1.3 Các múi trao đổi nhiệt bị rỉ sét, hư hỏng 5

1.4

Hệ thống sấy bằng điện trở để bảo quản thiết bị

lò hơi

6

1.5 Nguyên lý máy hút ẩm 8

1.6 Sơ đồ nguyên lý máy sấy lạnh BK - BSH18A 14

1.7

Quá trình sấy lạnh của máy sấy lạnh trên đồ thị

I-d.

14

1.8

Quá trình trao đổi nhiệt - ẩm của VLS và không

khí

17

1.9 Phương pháp khử ẩm bằng hóa chất 20

1.10 Quá trình khử ẩm bằng máy điều hòa không khí 21

1.11 Quá trình khử ẩm không khí bằng bơm nhiệt 22

1.12 Sơ đồ phương pháp sây lạnh bằng chất hấp phụ 23

2.1 Sơ đồ cách mắc các dàn bay hơi 27

2.2 Sơ đồ nguyên lý chu trình lạnh hai nhiệt độ sôi 27

2.3 Hình ảnh và cấu tạo van điều chỉnh áp suất KVP 29

2.4

Sơ đồ lắp đặt của hệ thống lạnh 2 nhiệt độ bay

hơi bằng van KVP 30

2.5

Quá trình thu nhiệt từ không khí của hệ thống

một và hai nhiệt độ sôi

33