Lò hơi được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy công nghiệp như nhà máy hóa chất, đường, rượu, bia, nước giải khát, thuốc lá, dệt, giấy, chế biến thực phẩm,… hơi nước phục vụ cho các quá trình công nghệ như đun nấu, chưng cất các dung dịch, cô đặc và sấy sản phẩm,…thường là hơi bão hòa (cá biệt mới sử dụng hơi quá nhiệt). Áp suất hơi tương ứng với nhiệt độ bão hòa cần thiết cho quá trình công nghệ thường từ 110oC đến 250oC.
Tuy nhiên, mỗi ngành mỗi nhà máy lại có nhu cầu sử dụng nhiệt ở mức độ khác nhau. Để đáp ứng nhu cầu này, các nhà chế tạo lò hơi phải liên tục nghiên cứu và cập nhật các công nghệ tiên tiến để đưa ra những sản phẩm đa dạng phù hợp với từng yêu cầu của khách hàng cả về công nghệ và chi phí đầu tư. Điều này sẽ các doanh nghiệp có nhiều sự lựa chọn hơn, nhưng lại gặp khó khăn hơn trong việc đưa ra quyết định lựa chọn. Để giúp quý khách hàng dễ dàng hơn trong việc lựa chọn, GEETECH sẽ tổng hợp lại các loại lò hơi công nghiệp hiện phổ biến nhất hiện nay.
Các loại lò hơi công nghiệp phổ biến hiện nay
Đối với lò hơi nói chung lò hơi công nghiệp nói riêng có rất nhiều cách để phân loại lò hơi. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ phân loại lò hơi công nghiệp theo công nghệ đốt của lò.
Hiện nay, lò hơi công nghiệp được chia thành 03 loại chính:
- Lò hơi ghi tĩnh (ghi cố định)
I. Lò hơi tầng sôi
1. Lò hơi tầng sôi là gì?
Lò hơi tầng sôi (fluidized bed boiler) hay còn gọi là Nồi hơi tầng sôi là loại Lò hơi công nghiệp sử dụng buồng đốt kiểu tầng sôi để đốt cháy nhiên liệu. Buồng đốt tầng sôi tạo ra điều kiện hòa trộn rất tốt trên toàn bộ diện tích của buồng đốt nên nhiên liệu sẽ cháy kiệt trong khi nhiệt độ buồng đốt lại không quá cao, làm giảm lượng phát thải các loại khí có hại. Nó được coi là công nghệ lò hơi (nồi hơi) giảm phát thải các khí độc hại và thân thiện với môi trường.
2. Nhiên liệu đốt của lò hơi tầng sôi là gì?
Nhiên liệu đốt của lò hơi tầng sôi rất đa dạng: Than cám Indonesia, trấu rời, mùn cưa, dăm bào, bã mía, vỏ điều và các loại nhiên liệu Biomass khác (có thể đốt riêng lẻ hoặc trộn lẫn các nhiên liệu này với nhau).
3. Tiêu hao nhiên liệu của lò hơi tầng sôi bao nhiêu?
Tùy theo nhiệt trị, độ ẩm của từng loại nhiên liệu đốt mà tiêu hao nhiên liệu của lò hơi tầng sôi sẽ khác nhau, cụ thể như sau:
- Đối với đốt than cám: 160 ÷ 210 kg/tấn hơi
- Đối với đốt trấu: 175 ÷ 225 kg/tấn hơi
- Đối với đốt mùn cưa: 200 ÷ 250 kg/tấn hơi.
4. Công suất và áp suất làm việc của lò hơi tầng sôi bao nhiêu?
- Công suất sinh hơi: 1 tấn hơi/giờ ÷ 50 tấn hơi/giờ
- Áp suất hơi làm việc: 5 bar ÷ 25 bar
5. Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi
Sơ đồ nguyên lý của lò hơi tầng sôi
Nhiên liệu được cấp vào buồng đốt qua hệ thống cấp liệu đặt ở tường nước phía đầu buồng đốt. Lượng nhiên liệu cấp vào lò được điều chỉnh bởi tốc độ chuyển động của hệ cấp nhiên liệu vào lò.
Tại buồng đốt của lò hơi tầng sôi diễn ra quá trình dao động hỗn hợp của những hạt nhiên liệu rắn (nhiên liệu than và tro, xỉ) được phân thành từng lớp theo tỉ trọng của hạt nhiên liệu và chiều cao buồng đốt. Quá trình dao động này được thực hiện chính là nhờ vận tốc của luồng gió cấp 1 được đưa vào lò từ sàn đáy của buồng đốt đủ lớn. Kết quả của gió với vận tốc lớn này tạo ra một lượng hỗn hợp các hạt nhiên liệu rắn xuôi theo dòng hỗn hợp không khí cháy đi ra khỏi buồng đốt. Trong quá trình cháy, các hạt nhiên liệu giảm dần kích thước và được hòa trộn với 1 phần xỉ (hạt nền) có sẵn trong buồng đốt tạo ra một lớp đệm nhiên liệu.
Cháy tầng sôi
Quá trình nhiên liệu cháy trong buồng đốt được phân thành từng tầng theo chiều cao của buồng đốt và tùy theo tốc độ của gió cấp 1 và cấp 2. Nhiệt từ lớp nhiên liệu cháy được truyền tới nước qua các tường nước được bố trí xung quanh buồng đốt, đỉnh buồng đốt. Khói nóng mang theo các hạt tro bay rời khỏi buồng đốt đi qua các bộ quá nhiệt (lò hơi quá nhiệt) và cuối cùng là dàn ống trao đổi nhiệt đối lưu rồi thoát ra khỏi lò.
Gió cấp 2 được đưa vào buồng đốt qua các vòi phun gió được đặt ở phía trên buổng đốt (bên trên các béc gió cấp 1) cung cấp không khí cho các lớp sôi phía trên để giảm NOx, điều chỉnh hệ số không khí thừa và điều chỉnh nhiệt độ cháy trong buồng đốt.
Sau khi thực hiện quá trình trao đổi nhiệt đối lưu ở phần đuôi lò, khói được đưa vào bộ thu hồi năng lượng, tận dụng lại nguồn nhiệt từ khói thải gia nhiệt cho nước cấp và không khí cấp vào lò. Bộ lọc bụi được bố trí đặt ở trước quạt hút, tách những hạt tro bay ra khỏi dòng khói, trước khi khói được quạt hút thải ra ngoài ống khói.
6. Ưu điểm nhược điểm của lò hơi tầng sôi
a. Ưu điểm của lò hơi tầng sôi
- Lò hơi tầng sôi đốt đa nhiên liệu: Than cám, trấu rời, trấu viên, củi viên, củi băm, mùn cưa, răm bào, rác ngành giấy và nhiều loại nhiên liệu biomass...
- Hiệu suất cao, tiết kiệm nhiên liệu, tiết kiệm chi phí vận hành nhờ lò hơi tầng sôi vận hành tự động liên tục, tận dụng nhiệt triệt để và nhiên liệu cháy kiệt hoàn toàn sau khi ra khỏi buồng đốt.
- Lò vận hành ổn định, tin cậy và đáp ứng phụ tải thay đổi linh hoạt.
- Hệ thống cấp liệu, thải xỉ tự động, dễ vận hành, tiết kiệm nhân công.
- Các chi tiết chuyển động trong lò hơi tầng sôi ít hơn nhiều so với các lò hơi sử dụng nguyên lý cũ như lò ghi xích nên bảo trì bảo dưỡng nhanh và chi phí thấp.
- Lò tầng sôi có thể đáp ứng được các tiêu chuẩn khí thải nghiêm ngặt mà không cần dùng đến các thiết bị xử lý đắt tiền.
- Không có hiện tượng đóng xỉ trong các giàn ống sinh hơi và bề mặt các ống nhúng chìm trong lớp sôi, giảm mức độ bám tro lên bề mặt ống trao đổi nhiệt ở phần đuôi lò.
- Tuổi thọ và độ bền cao.
b. Nhược điểm của lò hơi tầng sôi
Bên cạnh những ưu điểm thì lò hơi tầng sôi cũng có một số hạn chế như:
- Đối với lò tầng sôi đốt than đá có tỷ lệ cốc cao, đòi hỏi phải có chùm ống ngâm trong lớp sôi để giữ cho buồng đốt không bị quá nhiệt, tuy nhiên tuổi thọ của chùm ống này thường thấp do phải chịu mài mòn liên tục.
- Lò tầng sôi chỉ đốt hiệu quả với các nhiên liệu có kích thước nhỏ và đồng đều.
- Kho chứa nhiên liệu dự trữ lớn hơn so với lò hơi ghi xích và ghi tĩnh.
Hệ thống lò hơi tầng sôi
Mời quý độc giả tham khảo Lò hơi tầng sôi của Geetech tại đây.
II. Lò hơi ghi xích
1. Lò hơi ghi xích là gì?
Lò hơi ghi xích (chain grate boiler) hay còn gọi là nồi hơi ghi xích là loại Lò hơi công nghiệp sử dụng buồng đốt kiểu ghi xích để đốt cháy nhiên liệu.
Lò hơi ghi xích là loại có buồng đốt có trình độ cơ khí hoá cao nhất trong các loại buồng đốt ghi đốt nhiên liệu theo lớp. Đặc điểm của loại buồng đốt này là ghi xích chuyển động vô tận và lớp nhiên chuyển động đồng thời với ghi.
Tuy nhiên để đảm bảo điều kiện phục vụ của người công nhân vận hành, ghi xích không thể được thiết kế rộng quá 4,5m và dài hơn 8m. Điều này khiến công suất nhiệt của buồng đốt bị hạn chế, tối đa cũng chỉ khoảng 40 MW, nên sản lượng hơi tối đa đạt 100 tấn/giờ.
2. Nhiên liệu đốt của lò hơi ghi xích là gì?
Lò hơi ghi xích đốt được đa nhiều loại nhiên liệu như: Than cám, than viên Indonesia, than Việt Nam, củi viên, củi băm, trấu viên, vỏ điều và các loại nhiên liệu Biomass khác (có thể đốt riêng lẻ hoặc trộn lẫn các nhiên liệu này với nhau).
3. Tiêu hao nhiên liệu của lò hơi ghi xích bao nhiêu?
Tùy theo nhiệt trị, độ ẩm của từng loại nhiên liệu đốt mà tiêu hao nhiên liệu của lò hơi ghi xích sẽ khác nhau, cụ thể như sau:
- Đối với đốt than: 180 ÷ 230 kg/tấn hơi
- Đối với đốt củi viên nén: 200 ÷ 250 kg/tấn hơi
- Đối với đốt củi băm: 220 ÷ 270 kg/tấn hơi.
4. Công suất và áp suất làm việc của lò hơi ghi xích bao nhiêu?
- Công suất sinh hơi: 1 tấn hơi/giờ ÷ 40 tấn hơi/giờ
- Áp suất hơi làm việc: 5 bar ÷ 25 bar
5. Nguyên lý hoạt động của lò hơi ghi xích
Sơ đồ nguyên lý của lò hơi ghi xích
Nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt trên mặt ghi xích và chạy từ đầu lò đến cuối lò và xỉ được thải ra ngoài sau khi làm mát bằng nước. Buồng đốt được xây bằng gạch chịu lửa để tạo ra buồng đốt nóng với nhiệt độ cao để than dễ bắt cháy. Trong buồng đốt có vòm cuốn bức xạ nhiệt tạo ra những vùng tâm cháy của buồng đốt, than được đốt cháy và gió nóng được dẫn từ đuôi buồng đốt lên phía trên để tận dụng nhiệt của xỉ làm cho than cháy kiệt và đồng thời làm cho xỉ nguội trước khi thải ra ngoài. Nhiệt lượng toả ra trong buồng đốt được truyền bằng bức xạ cho các dàn ống vách bên, vách trước và vách sau của buồng đốt.
Khói nóng được tiếp tục dẫn đi qua bộ hâm nước, bộ sấy không khí (bộ tiết kiệm nhiệt) nhiệt của khói nóng được truyền qua giàn ống làm nâng cao nhiệt độ nước cấp vào lò sau đó đi vào bộ sấy không khí dạng ống chùm, khói nóng đi trong lòng chùm ống, bên ngoài chùm ống là luồng khí lạnh từ quạt đẩy thổi qua. Khói nóng sau khi đi qua bộ sấy không khí, nhiệt được trao đổi từ khói nóng sang không khí lạnh, giúp nhiệt độ không khí trước khi cấp vào buồng đốt lên đến khoảng từ 80oC đến 120oC. Việc không khí được gia nhiệt trước khi cấp vào lò hơi giúp quá trình cháy trong buồng đốt xảy ra hiệu quả hơn, nhiên liệu được sấy nhanh trước khi cháy, giảm hiện tượng khói trong quá trình khởi động lò hơi.
Khói nóng sau khi đi qua các bộ tận dụng nhiệt khói thải, sẽ được dẫn đi qua các thiết bị chuyên biệt xử lý các thành phần như cyclone lọc bụi, bộ lọc bụi túi vải, tháp dập bụi, bể lắng tro… Khói thải sau khi hoàn thành nhiệm vụ truyền nhiệt cho các bộ tiết kiệm nhiệt, được xử lý xong sẽ được thải ra môi trường qua ống khói. Khói thải ra môi trường đảm bảo tiêu chuẩn quy định của bộ tài nguyên môi trường Tiêu chuẩn QCVN19:2009/BTNMT cột B.
6. Ưu nhược điểm của lò hơi ghi xích
a. Ưu điểm của lò hơi ghi xích
- Thích hợp đốt các loại nhiên liệu có kích thước to, có cỡ hạt lên đến 50mm, nhiên liệu đốt đa dạng
- Hệ thống cấp liệu, thải xỉ tự động, dễ vận hành, tiết kiệm nhân công
- Giải nhiệt ghi xích tốt, do trong quá trình vận hành chỉ có một nữa chiều dài ghi xích tiếp xúc với trực tiếp với nhiên liệu đang cháy
- Dễ điều chỉnh tải theo như cầu (trong trường hợp tải hơi thấp)
- Hệ thống lò hơi vận hành ở chế độ tự động, cần ít nhân công vận hành
b. Nhược điểm của lò hơi ghi xích
- Bên cạnh những ưu điểm thì lò hơi ghi xích cũng có một số hạn chế như:
- Do ghi xích là chi tiết cơ khí chuyển động nên bảo trì bảo dưỡng phức tạp, tốn nhiều nhân công
- Chi phí bảo trì cao, thời gian sửa chữa thay ghi xích mất nhiều thời gian
- Hiệu suất nồi hơi không cao do xỉ mang nhiệt ra bên ngoài
- Không chế tạo được lò có công suất lớn, do hiệu suất và buồng đốt không đảm bảo
Hệ thống lò hơi ghi xích
Mời quý độc giả tham khảo Lò hơi ghi xích của Geetech tại đây.
III. Lò hơi ghi tĩnh (ghi cố định)
1. Lò hơi ghi tĩnh là gì?
Lò hơi ghi tĩnh hay còn gọi là Nồi hơi ghi tĩnh là loại Lò hơi công nghiệp sử dụng buồng đốt kiểu ghi cố định để đốt cháy nhiên liệu.
Lò hơi ghi tĩnh có thể được xem là loại lò hơi được sử dụng phổ biến và phát triển lâu đời nhất. Phù hợp với những doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng lượng hơi vừa và nhỏ.
2. Nhiên liệu đốt của lò hơi ghi tĩnh là gì?
Nhiên liệu đốt của lò hơi ghi tĩnh: Than cục, củi cây, củi trấu, củi ép từ mùn cưa, ...
3. Tiêu hao nhiên liệu của lò hơi ghi tĩnh bao nhiêu?
Tùy theo nhiệt trị, độ ẩm của từng loại nhiên liệu đốt mà tiêu hao nhiên liệu của lò hơi ghi tĩnh sẽ khác nhau, cụ thể như sau:
- Đối với đốt than Việt Nam: 150 ÷ 200 kg/tấn hơi
- Đối với đốt củi cây: 350 ÷ 400 kg/tấn hơi
- Đối với đốt củi trấu: 250 ÷ 300 kg/tấn hơi
4. Công suất và áp suất làm việc của lò hơi ghi tĩnh bao nhiêu?
- Công suất sinh hơi: 0,5 tấn hơi/giờ ÷ 10 tấn hơi/giờ
- Áp suất hơi làm việc: 5 bar ÷ 15 bar
5. Nguyên lý hoạt động của lò hơi ghi tĩnh
Sơ đồ nguyên lý của lò hơi ghi tĩnh
Nhiên liệu được đưa qua cửa lò vào ghi bằng phương pháp thủ công, nhiên liệu mới đưa vào nằm trên lớp nhiên liệu cũ đang cháy. Không khí cung cấp cho quá trình cháy được thổi từ gầm ghi lên qua lớp tro xỉ, được gia nhiệt tới một nhiệt độ nhất định, đồng thời có tác dụng làm cho một ít cốc chưa cháy hết trong xỉ tiếp tục cháy hết.
Nhiệt từ lớp nhiên liệu cháy được truyền tới nước qua các tường nước được bố trí xung quanh buồng đốt, đỉnh buồng đốt và dàn ống trao đổi nhiệt đối lưu rồi thoát ra khỏi lò.
Sau khi thực hiện quá trình trao đổi nhiệt đối lưu ở phần đuôi lò, khói được đưa vào bộ thu hồi năng lượng, tận dụng lại nguồn nhiệt từ khói thải gia nhiệt cho không khí cấp vào lò. Bộ lọc bụi được bố trí đặt ở trước quạt hút, tách những hạt tro bay ra khỏi dòng khói, trước khi khói được quạt hút thải ra ngoài ống khói.
6. Ưu điểm nhược điểm của lò hơi ghi tĩnh
a. Ưu điểm của lò hơi ghi tĩnh
- Chi phí đầu tư thấp
- Thiết kế đơn giản, nhỏ gọn so với lò hơi tầng sôi và lò ghi xích
- Đốt được các nhiên liệu kích thước lớn và kích cỡ không đồng đều
- Cấu trúc ghi buồng đốt của lò hơi ghi tĩnh có thể sử dụng đốt kèm các loại nhiên liệu khác như: trấu, mùn cưa, biomass, củi trấu, viên nén mùn cưa, than cục…
- Điện năng sử dụng cho lò hơi ghi tĩnh thấp hơn do không dùng đến quạt cao áp như lò hơi tầng sôi, ngoài ra cũng không sử dụng một số thiết bị bắt buộc ở lò hơi tầng sôi như: quạt cấp liệu, quạt hồi tro, quạt gió cấp 2…
- Lò hơi đốt ghi tĩnh là lò hơi có chế độ vận hành tương đối đơn giản so với các loại lò hơi khác.
- Tuổi thọ cao, bảo trì sửa chữa đơn giản, linh hoạt
b. Nhược điểm của lò hơi ghi tĩnh
- Giới hạn về công suất, bởi vì với lò hơi ghi tĩnh thường được đưa bằng thủ công vào buồng đốt, cho nên khi công suất lớn đồng nghĩa với việc trong một giờ phải cấp một lượng củi rất lớn bằng sức người vào buồng đốt để vận hành lò hơi. Thông thường chỉ nên sử dụng lò hơi đốt củi với công suất nhỏ hơn 10 tấn hơi/giờ.
- Trong quá trình nhóm lò để khởi động lò hơi hoặc khi cấp nhiên liệu vào buồng đốt thường tạo ra một lượng khói đen thải ra ống khói, ảnh hưởng đến môi trường sống xung quanh.
- Việc thu mua củi để đốt lò hơi nếu không được kiểm soát đúng cách và tuân thủ theo các quy định của cơ quan nhà nước thì sẽ gây ra hiện tượng phá rừng bừa bãi, gây mất cân bằng hệ sinh thái trong môi trường sống của trái đất.
- Vận hành thủ công, tốn nhiều nhân công.
Hệ thống lò hơi ghi tĩnh
Mời quý độc giả tham khảo Lò hơi ghi tĩnh của Geetech tại đây.
Trên đây là những chia sẻ về kinh nghiệm chế tạo, cung cấp và vận hành của chúng tôi về lò hơi công nghiệp hiện nay. Hy vọng qua bài viết này sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn và dễ dàng hơn trong việc lựa chọn kiểu lò hơi phù hợp với nhiên liệu sẵn có và nhu cầu sản xuất của bạn.
Nếu có gì chưa rõ hoặc cần thêm thông tin gì, các bạn có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi theo thông tin dưới đây để được hỗ trợ tốt nhất.
Trân trọng cảm ơn!
Thông tin liên hệ:
CÔNG TY TNHH GEETECH
Địa chỉ: Số 11A Ngách 28 Ngõ 207 Bùi Xương Trạch, P. Khương Đình, Q. Thanh Xuân, TP. Hà Nội, Việt Nam.
Xưởng sản xuất: Phường Đồng Nguyên, TP. Từ Sơn, Bắc Ninh.
Điện thoại: 088 65 99989 – 091 146 3383.
Email: geetechboiler@gmail.com
Website: www.geetech.com.vn
MST: 031 585 3072
