Công nghệ lò hơi

 1. Sơ lược vài nét về lò hơi:

 Lò hơi có rất nhiều thông số, nhưng 2 thông số chính luôn gắn liền với lò hơi, đó là: Công suất (tấn hơi mỗi giờ) và áp suất (bar).

  1. Về công suất, tùy theo thiết kế mà chế tạo các lò hơi to nhỏ khác nhau - đơn vị: tấn hơi mỗi giờ, có khi gọi tắt là tấn/giờ hay tấn, lò nhỏ có thể dùng kg hơi mỗi giờ.

< >Còn áp suất thì: Thường từ 16 bar trở xuống, người ta dùng loại lò hơi thông dụng, nghĩa là cung cấp nhiệt để nước hóa thành hơi và dẫn đi sử dụng (không có bộ quá nhiệt). Hơi này còn gọi là hơi bão hòa vì nếu áp suất ổn định thì khả năng tiếp nhận nhiệt của nước hay hơi hiện có trong lò hơi không tăng thêm nữa. Còn một khái niệm khác, tại thời điểm nào đó nếu hơi không bị lấy đi thì lượng nước hóa hơi cân bằng với lượng hơi ngưng tụ; trong trường hợp hơi bị lấy đi thì lượng hơi sinh ra nhiều hơn lượng nước ngưng tụ để tạo trạng thái cân bằng mới; như thế, trong hơi luôn có nước, không nhiều thì ít, không thể không có. Vì thế, trong lò hơi phải có Bộ tách nước khỏi hơi.Khi có nhu cầu dùng áp suất trên 16 bar, trong cấu tạo lò hơi, người ta lắp thêm 1 bộ phận nữa gọi là bộ quá nhiệt. Bộ quá nhiệt này sấy hơi làm cho hơi nóng hơn rất nhiều (chính vì thế, hơi không còn bão hòa nữa mà chuyển sang hơi quá nhiệt hay hơi khô, do nhiệt cao hơn trạng thái ngưng tụ nhiều), gọi là lò hơi quá nhiệt. 2. Phân loại lò hơi:

 

Có nhiều cách phân loại theo các đại lượng liên quan đến lò hơi, trong đó có nhiên liệu, cấu tạo:

a. Theo nhiên liệu:

< >Ở thể khí (khí hóa lỏng LPG, khí thiên nhiên nén CNG, khí sinh học Biogas - khí hóa biomass, thực tế hiện nay chưa dùng khí hóa biomass đốt cho lò hơi): Đốt LPG sạch, đáp ứng yêu cầu cao nhưng chi phí nhiên liệu đắt, phù hợp với lò hơi công suất nhỏ, cần vệ sinh cao như sản xuất thuốc y khoa. Đốt CNG rất tốt nhưng ở thể khí nên chi phí vận chuyển rất cao, ngoại trừ hệ thống ống dẫn (hiện nay, CNG ở Nhà máy Dinh Cố đã được dẫn về tới KCN Việt Nam - Singapore 1, Thuận An, Bình Dương). Còn đốt biogas chỉ phù hợp với những nhà máy có chất thải và hầm biogas chứ chưa có ai mua về để đốt. Sản phẩm khí hóa biomass khác rất xa với biogas (Biogas có thành phần: CH4 khoảng 60% cũng là chất cháy chính, còn CO2 gần 30% và các khí khác). Còn khí hóa biomass hiện nay cho sản phẩm: CO2, CO, H2O, CH4 và N2 (do đưa không khí vào để khí hóa bằng cách đốt yếm khí) có tỷ lệ thay đổi rất lớn; trong đó CO và CH4 cháy được nhưng có tỷ lệ thấp, tổng số chỉ khoảng 20 - 25%.

 

Theo công bố của Ấn Độ (Trung tâm nghiên cứu khí hóa biomass đứng đầu thế giới) thì hiệu suất của lò khí hóa hiện nay có thể đạt tới 49%, như thế, thông thường các lò khí hóa khác có hiệu suất thấp hơn.

< >Ở thể lỏng (dầu diesel DO, dầu mazut FO, dầu tái chế FOr): Đốt dầu DO thì sạch hơn, béc ít bị nghẹt hơn, có thể không cần sấy dầu trước khi bơm vào đầu đốt; còn đốt dầu FO thì rẻ hơn nhưng phải sấy nhiên liệu trước khi bơm vào đầu đốt. Dầu tái chế là dầu thu được bằng cách đốt yếm khí cao su, giá rẻ hơn nữa nhưng sản xuất FOr ở thị trường có tính nhỏ lẻ, nên béc dễ bị nghẹt do cặn. 

 

< >Ở thể rắn: than, than cám, củi, củi băm, mạt cưa, củi trấu, trấu vỏ, vỏ điều, vỏ cà phê, . . .; đặc biệt than Indonesia, giá rẻ và nguồn cung cấp ổn định, phù hợp ở những địa phương gần thủy cảng. Nói chung, nên tùy thuộc từng địa phương và thời điểm thực tế, so sánh và cân nhắc tất cả các yếu tố liên quan, nhân viên vật tư chọn nhiên liệu để đốt lò hơi sao cho chi phí thấp nhất.Đốt củi, củi băm, mạt cưa cho tuổi thọ của lò cao nhất do nhiệt độ thấp (khoảng 550 - 7000C), tro và khói ít, dường như không sinh nhựa khi đốt. Do nhiệt trị thấp nên thường phải đến 210 - 220 kg củi tạp cho mỗi tấn hơi, phù hợp ở những vùng gần rừng, . . . hay gia công đồ gỗ nhiều.

 

Đốt củi trấu, trấu vỏ ở nhiệt độ khoảng 600 - 8000C, khói và nhựa (lignin có mùi hắc) cũng ít nhưng tro nhiều (gấp 8 lần đốt củi băm) nếu dùng lò ống lửa rất mau bị nghẹt, thường 180 - 185 kg trấu cho mỗi tấn hơi, phù hợp ở các tỉnh miền tây.

Đốt vỏ điều, vỏ cà phê cho nhiệt độ cao hơn (khoảng 700 - 9000C), khói nhiều do lượng dầu còn lại trong vỏ nên lò cần đốt ở chế độ cháy mãnh liệt, giàu Ô-xy; chỉ cần 165 - 170 kg vỏ cho mỗi tấn hơi. Tuy đốt vỏ ít tro nhưng dầu còn trong vỏ nhiều nên cũng dễ gây nghẹt ống lửa dù không bằng đốt củi trấu; nhưng một khi đã nghẹt ống lửa thì rất khó lấy ra.

Than cục, than cám Việt Nam ít dùng vì giá đắt, song than Indonesia được sử dụng rất nhiều vì giá rẻ và nguồn cung cấp ổn định, tuy có sinh ra khí SOX và NOX nhưng khi thiết kế và chế tạo phải chọn chế độ cháy sao cho đạt tiêu chuẩn về môi trường QCVN19-2009. Đặc biệt đốt than rất ít tro nhưng do nhiệt cao (900 - 12000C), lò mau hư nhất là bộ ghi. Nhiệt trị than cao, than Indonesia cần 130 – 135 kg cho mỗi tấn hơi, còn thanViệt Nam chỉ cần 95 - 105 kg cho mỗi tấn hơi.

b. Cấu tạo lò hơi:

Các lò hơi đốt nhiên liệu rắn dường như đều có cấu tạo giống nhau, phần khác biệt chỉ là buồng đốt, còn gọi là buồng lửa.

< >Ở buồng đốt, nhiên liệu rắn được đổ hay trải trên ghi. Ghi hở là ghi chỉ giữ nhiên liệu còn cho tro xỉ rơi qua, phù hợp cho những lò hơi công suất nhỏ.  Thường dùng cho những nhiên liệu dạng cục, thanh có kích thước lớn hơn 30 mm (vì nhỏ dễ bị lọt ghi). Loại ghi này đứng yên nên còn có tên là lò hơi ghi tĩnh. Ngày trước, ghi này thường là những thanh đúc bằng gang, có tuổi thọ thấp chỉ khoảng 1 – 2 năm là bị cháy hoặc cong vênh. Ngày nay hầu như được thay thế bằng các ống ghi nước, nước chảy trong ống tuần hoàn về ba-lông nên các thanh ghi được giải nhiệt liên tục nên nhiệt độ thấp hơn nhiều. Ghi nước có giá thành hạ và tuổi thọ rất cao, thường xấp xỉ với tuổi thọ lò hơi.Loại lò này đơn giản, giá thành hạ, nhưng tro bụi nhiều khi lò sử dụng qua một thời gian.

 

< >Ghi kín không cho tro xỉ rơi qua, có 2 loại: Loại ghi chạy tuần hoàn nên còn có tên là lò hơi ghi xích, phù hợp cho những lò có công suất lớn (lớn hơn 10 tấn hơi mỗi giờ, càng lớn càng tỏ rõ những ưu điểm của nó). Vì nhiên liệu cháy trên ghi từ trục chủ động đến bị động, cuối hành trình tro xỉ hay nhiên liệu cháy chưa hết đều bị đổ xuống hố xỉ, đưa ra ngoài nên thường dùng cho những nhiên liệu có kích thước nhỏ khoảng 10 - 30 mm. Lò ghi tĩnh và lò ghi xích có chung đặc tính là cháy diện tích trên mặt ghi. Loại lò này rất đắt do bộ ghi của nó.Loại ghi kín nhưng đứng yên có công nghệ khác hẳn cháy thể tich trong buồng lửa nên gọi là Lò hơi tầng sôi. Đặc tính của lò tầng sôi là tro được lấy ra phía sau ba-lông, nên cần phải tính toán kỹ khi thiết kế để ống lửa không bị nghẹt bởi tro bụi. Lò tầng sôi là công nghệ mới nhất hiện nay, đốt kiệt nhiên liệu tạo hiệu quả rất cao và đặc biệt là rất ít khói, bụi. Đặc biệt, lò tầng sôi phù hợp với nhiều loại kích thước nhiên liệu.Lò tầng sôi phù hợp cho những lò hơi có công suất 1 – 15 tấn hơi mỗi giờ.

 

Bao quanh mặt trong của buồng đốt bao giờ cũng là các ống nước để tận dụng nhiệt, còn các ống trao đổi nhiệt, nếu ở trong ba-lông là những ống chứa khói nóng, gọi là ống lửa, nếu ở ngoài ba-lông là những ống chứa nước, gọi là ống nước. Ba-lông có thể có một, hai, bốn hay nhiều hơn nữa cho một lò hơi.

< >Các phần khác: đưa nhiên liệu vào buồng đốt có băng tải cấp liệu, đưa nước vào lò có bơm cao áp (do nước trong lò hơi là tối quan trọng, ngoại trừ trường hợp chế tạo và kiểm định đều làm ẩu, còn tất cả các trường hợp nổ lò hơi đều do nước: cạn quá mức – lò nóng quá mức, vận hành bơm nước vào lò); để nâng cao hệ số an toàn, bơm nước thường được lắp 1 cặp: một cái chạy, một cái nghỉ. Đưa gió vào và lấy khói ra khỏi buồng lửa có quạt cấp và quạt hút. Để tận dụng nhiệt thì dùng khói thải hâm nước trước khi bơm vào ba-lông hay sấy gió trước khi thổi vào buồng lửa. Tro theo khói được tách ra nhờ quán tính bằng cyclon khô. Cuối cùng khói và bụi được xử lý bằng bể dập bụi, phần còn lại thoát ra ngoài qua ống khói.Xin lưu ý là, gọi là bể dập bụi thật là đúng với chức năng của nó vì khói giảm rất ít. Vì thế, tốt nhất là đốt nhiên liệu sao cho cháy hoàn toàn lại đạt hiệu quả cao chứ đừng đốt nhiên liệu cháy không hết sinh nhiều khói, vừa tốn nhiên liệu lại phải tìm đủ cách để xử lý khói, thực tế rất khó hoặc tốn kém.

 

 

Chúc Qúy vị an toàn lò hơi, giảm phí nhiên liệu, hạ giá sản xuất để công ty ngày càng thịnh đạt.

Chia sẻ:
Bài viết khác:
Go Top