Lò hơi là gì? Vận hành lò hơi có hiệu quả cao nhất?

1. Lò hơi là gì?​

Là thiết bị chuyên dụng được hoạt động bằng nguồn nhiên liệu phù hợp để cung cấp nhiệt hoặc hơi nước nóng cho dây chuyền sản xuất, đời sống hoặc để hoạt động thiết bị khác như chạy tuabin phát điện.

1.1. Lò tải nhiệt dầu​

• Dầu được gia nhiệt có thể lên đến 400 độ C, sau đó được đi cung cấp nhiệt cho thiết bị sản xuất qua bộ trao đổi nhiệt gián tiếp, nhiệt độ dầu bị giảm xuống và được bơm đưa về gia nhiệt lại. Chu trình hoàn toàn tuần hoàn kín.
• Có đường tách khí tự động từ dòng tuần hoàn dầu.
• Có bơm châm dầu bổ sung để đảm bảo hệ thống tuần hoàn dầu luôn đầy.
• Hoạt động ở áp suất thấp (khoảng 1-3 bar) nên chi phí sản xuất lò cũng thấp.
• Do cung cấp được nhiệt độ cao hơn lò hơi nước nên ứng dụng nhiều để truyền nhiệt.
• Năng suất lò thường dùng là Kcal/giờ.
• Chi phí vận hành thấp, không tốn chi phí xử lý nước và hoá chất.
• Hiệu quả cao đến trên 90%.
• Tuy nhiên cần chọn đúng loại vật liệu tiếp xúc dầu do nhiệt độ cao, thường xuyên kiểm tra chất lượng dầu tải (khoảng 4- 6 tháng / 1 lần).

1.2. Lò hơi nước​

Lò hơi nước gọi tắt là lò hơi hay nồi hơi, là chuyển nước trạng thái nước dạng lỏng thành hơi bão hoà hoặc hơi quá nhiệt.

Hơi bão hoà là hơi mà loại hơi mà pha lỏng và pha khí của nước cùng tồn tại ở một môi trường có nhiệt độ và áp suất nhất định.

Nước được chuyển từ dạng lỏng sang hơi mang nhiệt được đi đến điểm sử dụng hoặc trao đổi gián tiếp qua bộ trao đổi nhiệt hoặc trực tiếp vào sản phẩm, 1 phần hơi còn lại sẽ ngưng tụ và tiếp tục sử dụng lại.

Năng suất lò: phổ biến tấn hơi / giờ, ngoài ra còn có theo năng lượng như BTU, KW

Tấn hơi/giờ nghĩa là khả năng lò chuyển nước dạng lỏng là Tấn hay m3 thành tấn hay m3 hơi tại áp suất nhất định nào đó, ví dụ 1 T/h là 1 m3 nước thành 1 m3 hơi…Tuy nhiên cần phải xác định nhiệt độ nước cấp bằng cách xác định tỉ lệ hồi là bao nhiêu % trước khi thiết kế lò.

Cũng cần lưu ý chất lượng nước cấp vào vì không phải 100% nước được chuyển thành hơi mà còn phải xả đáy lò để tránh ăn mòn, cặn bám. Độ dày của cặn bám của phần lửa (fireside) và phần nước (waterside) cũng làm giảm đáng hiệu suất lò.

Nhiệt độ thu hồi từ nước ngưng tụ sẽ giúp tiết kiệm nhiều nhiên liệu đốt.

2. Vận hành lò có hiệu quả cao nhất​

Bài toán chi phí vận hành hay tiết kiệm năng lượng là hàng đầu cho lò hơi vì chi phí quá cao, trong khi việc này là hoàn toàn trong khả năng của mỗi công ty. Các hạng mục sau đây mang lại nhiều cũng như tiêu tốn nhiều năng lượng

1. Tận dụng nhiệt khói thải để gia nhiệt nước đầu vào.
2. Thu hồi nước ngưng tụ.
3. Tránh cặn bám cho lò bằng cách xử lý nước cấp bằng giải pháp phù hợp với từng nguồn nước nhằm để giảm lượng xả đáy, có thể chỉ còn 2 – 3% vì chi phí rất nhiều để gia nhiệt nước đã xử đến áp suất đang vận hành
4. Tránh cặn cho lò bằng cách dùng hoá chất phù hợp và vệ sinh lò định kỳ khi cần thiết cặn bám gây tổn thất nhiệt rất lớn cho lò hơi, như 0.8 mm cặn có thể làm tổn thất 3% – 7% năng lượng hay chi phí vận hành. Nếu cặn dày hơn thì sẽ tốn năng lượng hơn

• Chỉnh tỉ lệ nhiên liệu và khí cho buồng đốt bằng tốc độ quạt, motor qua biến tần với các đầu dò áp lực hơi, nhiệt độ…Dùng các đầu dò để đo khí Oxi, CO, nhiệt độ để chỉnh cho phù hợp
  • Nếu oxi thấp thì nhiên liệu không cháy hết, chỉ mới tạo ra sản phẩm trung gian mà chưa phải cuối cùng sẽ thu năng lượng thấp
  • Nếu oxi quá nhiều sinh ra nhiệt cao hơn mức cần thiết, dư thừa sẽ làm tăng nhiệt ở khí thải
  • Gia nhiệt không khí nóng trước khi đốt
• Vệ sinh buồng đốt: Cặn bám do nhiên liệu đốt từ than, rác thải… có tốc độ bám rất nhanh, sẽ gây cản trở trao đổi nhiệt nên cần vệ sinh định kỳ. Các nhiên liệu đốt từ khí thiên nhiên sẽ ít bám hơn rất nhiều
• Bảo ôn tốt để tránh tổn thất nhiệt cho toàn hệ thống lò hơi, bao gồm cả nước ngưng tụ, thu hồi
• Thu hồi nhiệt từ xả đáy: Việc xả đáy để bỏ tạp chất nhưng cũng bỏ đi lượng nhiệt đáng kể, lắp bộ trao đổi nhiệt để gia nhiệt nước bổ sung sẽ tiết kiệm được cho những lò có tỉ lệ xả đáy nhiều.
• Kiểm soát xả đáy tốt: Việc xả đáy tự động hoặc bằng tay nếu nghiêm túc thực hiện để tránh TDS ở trong khoảng Mức thấp ( Lo ) < TDS < Mức cao (Hi) là điều tốt. Nếu TDS > Hi thì không chỉ cặn bám cho lò màng có nguy cơ mang theo tạp chất làm nghẹt các van trên đường hơi và các thiết bị trao đổi nhiệt, dẫn đến truyền nhiệt kém và chi phí bảo trì cao. Ngược lại, nếu TDS < Lo thì xả đáy quá nhiều, sẽ tốn rất nhiều năng lượng