Cấu tạo lò hơi và nguyên lý làm việc của lò hơi

Lò hơi (hay còn gọi là nồi hơi) có thể hiểu là một hệ thống thiết bị có chức năng chuyển hóa nước thành hơi nước. Nhằm mục đích sử dụng nhiệt của hơi nước để phục vụ các quá trình sản xuất công nghiệp. Nguyên tắc hoạt động cơ bản của lò hơi đó là đốt cháy nhiên liệu (như than, dầu, nhiên liệu sinh khối…) trong buồng đốt. Nhiệt được sinh ra trong quá trình cháy nhiên liệu được sử dụng để gia nhiệt cho nước qua các dàn ống sinh hơi. Hơi nước sau khi sinh ra sẽ được tích tụ trong một thiết bị là bao hơi (hay còn gọi là balong hơi). Từ bao hơi, hơi nước sẽ được dẫn đi đến nơi tiêu thụ bằng một hệ thống ống dẫn.

Lắp ráp lò hơi tại công trường​

Vậy lò hơi - nồi hơi là  gì?

Lò hơi là một thiết bị, hệ thống thiết bị công nghiệp có chức năng chuyển hóa nước thành hơi nước. Bằng cách sử dụng năng lượng nhiệt được sinh ra trong quá trình cháy nhiên liệu. Các nhiên liệu như: than đá, dầu, biomass, trấu, củi và các loại nhiên liệu phổ biến khác. Hơi nước được sinh ra trong lò hơi (hay còn gọi là nồi hơi) được sử dụng trong công nghiệp như là một chất tải nhiệt. Các lĩnh vực phổ biến thường sử dụng lò hơi như: thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, bia rượu, nước giải khát, giặt là, bao bì. Để đáp ứng được nhu cầu về nhiệt, ngoài lò hơi ra người ta có thể sử dụng các thiết bị khác. Như lò gia nhiệt dầu, thậm chí là sử dụng khói nóng của lò đốt. Nhưng lò hơi vẫn được lựa chọn sử dụng nhiều nhất vì một số ưu điểm nổi bật sau đây:

• Nước là chất tải nhiệt rẻ nhất, và có ở hầu như khắp nơi trong tự nhiên. Nước sử dụng cho lò hơi nếu sau khi không sử dụng có thể thải bỏ ra môi trường mà không làm ảnh hưởng gì đến môi trường sống xung quanh.
• Lò hơi dễ vận hành, bảo trì, bảo dưỡng hơn các loại lò gia nhiệt khác.
• Hơi nước sử dụng trong các thiết bị dễ điều khiển vì mỗi trạng thái của hơi đều có các thông số về áp suất và nhiệt độ cụ thể.

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn đốt than

Nguyên lý làm việc của lò hơi

Nguyên lý làm việc của nồi hơi rất đơn giản. Nồi hơi là một bồn kín hình trụ có khả năng chứa nước và hơi nước. Nước được lưu trữ trong nồi hơi để tạo ra hơi nước. Nước được làm nóng bằng ngọn lửa hoặc khí nóng được tạo ra bởi quá trình đốt cháy nhiên liệu. Và do đó hơi nước được tạo ra trong lò hơi ở áp suất khác nhau. Theo các thông số thiết kế của nồi hơi và đặc điểm kỹ thuật của nó. Hơi nước sẽ được đưa qua một đường ống. Được cung cấp cho các đơn vị sản xuất khác nhau, nhà máy, các hệ thống sấy, dàn trao đổi nhiệt...

Nguyên lý làm việc của lò hơi tầng sôi

Các thiết bị chính trong hệ thống lò hơi

Hệ cấp liệu: được trang bị hoạt động một cách tự động hoặc bán tự động. Bao gồm các thiết bị như xe xúc lật, xe múc, phễu chứa liệu, gầu tải, băng tải, vít tải. Được bố trí điều khiển một cách liên động, tự định lượng và tự cấp liệu cho lò hơi. Hệ thống cấp liệu còn được bố trí thêm cân khối lượng để xác định lượng nhiên liệu tiêu hao.

Buồng đốt – Thân lò: Được thiết kế để đốt nhiên liệu cháy kiệt nhất có thể. Hấp thụ nhiệt tốt nhất cho quá trình sinh hơi. Bao gồm các thiết bị như: buồng đốt, béc đốt, chùm ống hấp thụ bức xạ nhiệt, chùm ống sinh hơi.

Bộ thu hồi nhiệt (bộ hâm nước, bộ sấy không khí): Để tận dụng nhiệt lượng từ khói thải, tăng hiệu suất của lò hơi và giảm nhiệt độ khói thải ra môi trường.

Hệ thống lọc bụi: Có thể lựa chọn một số trong các thiết bị lọc bụi sau: lọc bụi túi vải, lọc bụi tĩnh điện, cyclone lọc bụi đa cấp, tháp lọc bụi ướt, bể lắng tro. Để xử lý tro bụi từ quá trình cháy nhiên liệu của lò hơi. Mục đích để cho khói thải khi ra khỏi ống khói đảm bảo được các tiêu chuẩn môi trường do nhà nước quy định.

Quạt hút và ống khói: Khói thải sau khi đã được tận dụng nhiệt. Xử lý lọc bụi qua nhiều cấp sẽ được quạt hút đẩy lên ống khói và thải ra mồi trường.

Nguyên lý làm việc của lò hơi ghi xích đốt than cục

Cấu tạo lò hơi công nghiệp

Hệ thống lò hơi được tạo thành từ các hệ thống làm việc kết hợp song song với nhau. Như: hệ thống cấp nước, hệ thống hơi nước, hệ thống nhiên liệu – khói.

Hệ thống cấp nước lò hơi

Hệ thống nước cấp cung cấp nước cho nồi hơi và tự động điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu hơi. Nước được cung cấp cho lò hơi được chuyển đổi thành hơi được gọi là nước cấp. Các nguồn nước cấp là:

• Hơi nước ngưng tụ hoặc ngưng tụ được trả lại từ các quy trình.

• Nước bổ sung là nước thô phải đến từ nguồn bên ngoài hệ thống lò hơi và các quy trình của nhà máy.

Hệ thống hơi

Hệ thống hơi thu thập và kiểm soát hơi nước được tạo ra trong nồi hơi. Hơi nước được dẫn qua một hệ thống đường ống đến điểm sử dụng. Trong toàn hệ thống, áp suất hơi được điều chỉnh bằng van và được kiểm tra bằng đồng hồ đo áp suất hơi.

Hệ thống nhiên liệu

Hệ thống nhiên liệu bao gồm tất cả các thiết bị được sử dụng để cung cấp nhiên liệu cho buồng đốt để tạo ra nhiệt cần thiết. Các thiết bị cần thiết trong hệ thống nhiên liệu phụ thuộc vào loại nhiên liệu được sử dụng trong hệ thống.

Lò hơi tầng sôi đốt trấu

Các loại lò hơi công nghiệp phổ biến

Tùy vào cấu tạo, mục đích sử dụng và cơ chế hoạt động. Lò hơi công nghiệp được chia thành một số loại cơ bản. Chúng ta hãy cùng tìm hiểu rõ hơn mỗi loại nhé.

Lò hơi tầng sôi - đốt than cám, trấu rời, mùn cưa

Lò hơi tầng sôi, hay còn gọi là một công nghệ đốt trong lĩnh vực lò hơi. Rất hiệu quả để đốt các sản phẩm có kích thước nhỏ như than bột, trấu rời, mùn cưa. Dùng được cho lò hơi cả trong lĩnh vực công nghiệp và nhà máy điện. Công nghệ đốt này được gọi là công nghệ đốt tầng sôi, lò hơi tầng sôi, lò hơi đốt tầng sôi.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi

Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi

Một lớp các hạt rắn được cho là chất lỏng khi chất lỏng điều áp chất lỏng hoặc khí. Được truyền qua môi trường và làm cho các hạt rắn hoạt động giống như một chất lỏng trong một số điều kiện nhất định. Tầng sôi gây ra sự chuyển đổi trạng thái của các hạt rắn từ tĩnh sang động. Đốt tầng sôi là sự cháy của nhiên liệu rắn trong các điều kiện nêu trên.

Có 2 loại buồng đốt lò hơi tầng sôi chính:

• Đốt cháy tầng sôi bong bóng.

• Đốt cháy tầng sôi tuần hoàn.

Theo cách sắp xếp như vậy, các yếu tố chính dẫn đến sự hóa lỏng như sau:

• Kích thước hạt nhiên liệu rắn.

• Hỗn hợp nhiên liệu không khí.

Quá trình đốt cháy tầng sôi diễn ra khi quạt gió cưỡng bức cung cấp không khí cho buồng đốt của lò hơi. Trong buồng đốt, nhiên liệu được cấp lên trên ghi và được làm nóng trước khi tạo lớp sôi. Không khí đi vào ghi lò từ các nấm phun gió được lắp trên mặt ghi. Và phía trên vòi phun, được rải một lớp cát để chống lại chuyển động đi lên của không khí. Nhưng với vận tốc đủ lớn, khi áp suất của không khí cân bằng với trọng lượng của cát. Hiện tượng tạo ra lớp sôi của nhiên liệu trong buồng đốt sẽ xảy ra.

Nhiên liệu được cấp vào phễu liệu trung gian bằng băng tải. Được đưa trực tiếp vào buồng đốt nhờ một hệ thống vít tải được điều khiển tự động theo công suất tiêu thụ hơi. Nhiệt thoát ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt tầng sôi, làm nóng các ống trao đổi nhiệt được bố trí xung quanh và tạo ra hơi nước. Những ưu điểm chính của lò hơi tầng sôi là tăng cường hiệu quả nhiệt, loại bỏ tro dễ dàng.

Một loại khác của dạng buồng đốt tầng sôi là đốt cháy tầng sôi tuần hoàn. Được áp dụng cho nhiên liệu có giá trị gia nhiệt cao hơn.

Trong đó, nhiên liệu chưa cháy được đưa trở lại buồng đốt với sự trợ giúp của quạt và ống dẫn cưỡng bức. Đảm bảo đốt cháy kiệt nhiên liệu và sinh nhiệt tối đa.

Ngoài ra, tốc độ của không khí trong lò hơi tầng sôi tương đối cao hơn so với các loại lò hơi khác. Một trong những nhược điểm chính là tiêu thụ điện năng cho các quạt cao áp để tạo lớp sôi trong buồng đốt.

Các động cơ được lắp đặt cho quạt cao áp tiêu thụ nhiều năng lượng hơn so với động cơ được lắp đặt trong cùng công suất lò hơi khác như lò hơi đốt gỗ, củi…

Lò hơi ghi xích - đốt than cục, củi trấu, viên nén mùn cưa

Lò hơi ghi xích là loại lò hơi đốt được khá nhiều loại nhiên liệu với các loại kích thước khác nhau như: than cám, than cục, củi cây, củi trấu, trấu...

Nguyên lý đốt của lò hơi ghi xích

Nhiên liệu sẽ được cháy từ từ trên mặt ghi, trong khi ghi xích được điều chỉnh để di chuyển với tốc độ vừa đủ để nhiên liệu đủ thời gian cháy hết trong buồng đốt và di chuyển xuống bể chứa tro xỉ khi đã cháy hết.

Theo thống kê thì hiện nay các lò hơi (nồi hơi) sử dụng ghi thì lò hơi ghi xích chiếm tỷ lệ cao hơn. Do nó có cơ cấu cấp nhiên liệu và thải xỉ bằng cơ cấu tự động giúp vận hành đơn giản và tiết kiệm nhân công hơn.

Nguyên lý làm việc của lò hơi ghi xích

Ưu điểm: Do kết cấu chuyển động nên 2 quá trình quan trọng trong vận hành nồi hơi. Đó là cấp nhiên liệu và thải tro xỉ được tự động hóa, giúp giảm được nhân công vận hành. Hiệu suất cao, quá trình cháy ổn định. Mặt dưới của ghi được làm mát liên tục nên tuổi thọ ghi lò cao.

Nhược điểm: Công suất hạn chế: < 100 tấn/giờ. Yêu cầu khá cao về nhiên liệu: độ ẩm không vượt quá 20%, độ tro lớn hơn 20-25%. Kích cỡ nhiên liệu không được quá nhỏ, vì sẽ bị lọt vào mặt sàng ghi.

Lò hơi ghi tĩnh - đốt củi cây, trấu thanh, than cục 

Lò hơi đốt củi là gì?

Là loại hình lò hơi có thể được coi là được sử dụng và phát triển lâu đời nhất. Phù hợp với những doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng lượng hơi vừa và nhỏ. Nhiên liệu chủ yếu sử dụng cho loại hình lò hơi ghi tĩnh đó là: củi cây, củi trấu, than cục...

Ưu điểm: Diện tích mặt ghi lớn, chắc chắn, tuổi thọ lâu bền, sử dụng được đa dạng các loại nhiên liệu.

Hạn chế: Do cơ chế cấp liệu như củi trấu, củi cây vào buồng đốt của lò hơi đốt củi chưa được cơ giới hóa hoàn toàn. Cho nên các doanh nghiệp cần lưu ý khi lựa chọn lò hơi đốt củi. Chỉ nên dùng lò hơi ghi tĩnh cho công suất lò hơi khoảng 1 đến 8 tấn/giờ. Nếu nhu cầu về lượng hơi lớn hơn thì có thể cân nhắc đến việc sử dụng các loại lò hơi khác. Như: lò hơi tầng sôi, lò hơi ghi xích, lò hơi đốt trấu, lò hơi đốt than...

Ngoài các thiết bị chính, để đảm bảo lượng khói thải ra môi trường. Đảm bảo theo quy định của bộ tài nguyên và môi trường. Chúng tôi thiết kế thêm các thiết bị và hạng mục khác như: cyclonđa cấp và hệ thống dập bụi ướt, bể dập bụi, bể lắng tro.

Lò hơi ghi xích đốt than

Các thiết bị không thể thiếu trong hệ thống lò hơi

Các công ty chế tạo lò hơi thường sản xuất các thiết bị chính. Trong một hệ thống lò hơi công nghiệp và các thiết bị liên quan như: bồn chứa nước, thiết bị trao đổi nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí, các cyclone lọc bụi, thiết bị lọc bụi túi vải, tháp dập bụi, bể dập bụi...

Lò hơi đốt than tầng sôi

CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA

Công ty TNHH Năng Lượng Nhiệt Bách Khoa là một trong số ít các công ty lò hơi, nồi hơi tại Việt Nam. Có đủ năng lực để thực hiện sản xuất, cung cấp, lắp đặt nồi hơi, sửa chữa nồi hơi, cung cấp hơi nước bão hòa. Chúng tôi có nhiều kinh nghiệm đã tham gia thi công xây lắp các công trình lớn về nồi hơi công nghiệp.

Chúng tôi chế tạo và lắp đặt các loại nồi hơi đa dạng cả về công nghệ đốt và nhiên liệu đốt để phù hợp với nhu cầu của khách hàng. Về nồi hơi đốt các loại nhiên liệu có thể kể đến như: nồi hơi đốt than, nồi hơi đốt trấu, nồi hơi đốt củi, nồi hơi đốt dầu, nồi hơi đốt gas, nồi hơi đốt củi trấu, nồi hơi đốt viên nén mùn cưa… Về công nghệ đốt có thể kể đến như: lò hơi tầng sôi, lò hơi ghi xích, lò hơi ghi tĩnh, lò hơi đốt vòi phun cho lò đốt dầu, lo hơi đốt ghi thang…

Ngoài ra Lò hơi Bách Khoa còn tư vấn thiết kế lắp đặt các loại thiết bị trao đổi nhiệt, thiết bị xử lý khói bụi lò hơi. Có hiệu quả hoạt động rất cao, đạt tiêu chuẩn về mồi trường. Đang được ứng dụng vào các hệ thống mà Lò Hơi Bách Khoa đang cung cấp trên thị trường.