Giới thiệu lò hơi công nghiệp: Lò hơi đốt ghi

Lò hơi và thiết bị gia nhiệt buồng lửa được chia tuỳ theo phương pháp cấp nhiên liệu cho lò và kiểu ghi lò. Các loại chính bao gồm buồng lửa ghi cố định và buồng lửa ghi xích.

Buồng lửa ghi cố định

Buồng lửa ghi cố định sử dụng kết hợp cháy trên ghi lò và cháy trong khi rơi. Nhiên liệu được đưa liên tục vào lò trên lớp nhiên liệu đang cháy, nhận được nhiệt và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy. Những hạt nhiên liệu to hơn (phần cốc) rơi trên ghi, cháy với một lớp nhiên liệu mỏng, cháy nhanh. Phương pháp đốt này rất linh hoạt với những dao động mức tải, vì việc đốt cháy tạo ra tức thời khi tốc độ cháy tăng. Vì vậy, buồng lửa ghi cố định được ưa chuộng hơn những loại buồng lửa khác trong các ứng dụng công nghiệp.

Buồng lửa ghi cố định

Cấu tạo thanh ghi

• Ưu điểm:

- Cấu tạo rất đơn giản, không có các chi tiết chuyển động trong buồng lửa nên làm việc chắc chắn, ít bị hư hỏng, ít sự cố;

- Vận hành đơn giản dễ dàng;

- Các vùng cháy xảy ra từ trên xuống dưới, dưới cùng là một lớp đệm xỉ, có tác dụng ngăn cản ghi tiếp xúc với lớp nhiên liệu đang cháy mãnh liệt, do đó ghi ít bị hỏng; lớp đệm xỉ còn có tác dụng hạn chế than lọt. Vì vậy buồng lửa này thích ứng với nhiều loại nhiên liệu có kích cỡ khác nhau.

• Nhược điểm:

- Do thao tác bằng tay nên cường độ lao động của công nhân đốt lò còn cao. Vì vậy, đòi hỏi phải hạn chế kích thước của buồng lửa, chiều sâu không quá 2,2m; chiều rộng không quá 2÷2,4 m; hai vấn đề này hạn chế việc tăng công suất của buồng lửa.

- Nhiên liệu cung cấp vào buồng lửa có tính chất định kỳ làm cho sản lượng hơi sản xuất ra bị dao động.

- Mỗi lần nạp than và thải xỉ phải mở cửa lò, do đó làm tăng không khí lạnh lọt vào buồng lửa nhiều, làm giảm nhiệt độ buồng lửa, ảnh hưởngđến quá trình cháy và truyền nhiệt, đồng thời làm cho các phần tử tiếp xúc với ngọn lửa (kim loại bề mặt đốt, tường bảo ôn) bị lạnh đột ngột, gây nên những ứng suất nhiệt, làm hỏng vật liệu.

- Việc cung cấp không khí không đáp ứng được yêu cầu của quá trình cháy, nên gây ra tổn thất rất nhiều.

Buồng lửa ghi xích

Lò ghi xích thuộc loại lò hơi công suất nhỏ hoặc trung bình. Nhiên liệu được cấp vào phần cuối của ghi lò đang chuyển động. Khi ghi chuyển động dọc theo chiều dài của buồng lửa, nhiên liệu cháy, còn xỉ rơi xuống phía dưới. Sử dụng loại lò này, cần phải có một số kỹ năng, nhất là khi thiết lập ghi, van điều tiết, và các vách ngăn để đảm bảo quá trình đốt sạch, không còn cacbon chưa cháy trong xỉ. Phễu cấp nhiên liệu chuyển động dọc theo phần cấp nhiên liệu của lò. Thiết bị chắn nhiên liệu được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu cấp vào lò thông qua kiểm soát độ dày lớp nhiên liệu. Kích cỡ nhiên liệu phải đều vì những hạt kích thước lớn không cháy hết tại thời điểm chúng đến cuối ghi.

Lò hơi ghi xích

• Ưu điểm:

- Toàn bộ công việc đưa nhiên liệu, thải xỉ được cơ khí hoá hoàn toàn;

- Quá trình cháy xảy ra liên tục cho nên lò có thể giữ được công suất cố định. Mặt khác các giai đoạn của quá trình cháy diễn ra theo từng vùng nhất định ở trên ghi cho nên có thể áp dụng biện pháp cung cấp không khí theo từng vùng được, bảo đảm hệ số không khí thừa có trị số hợp lý, giảm được tổn thất;

- Trong một chu trình làm việc, chỉ có một nửa ghi làm việc cho nên tăng được tuổi thọ của ghi, mặt khác có thể tiến hành sửa chữa những lá ghi bị gẫy, bị cháy (ghi vẩy ca) mà không cần thiết ngừng lò;

- Nhiệt thế diện tích ở trên ghi rất lớn nên lò khó bị tắt;

- So với các loại buồng đốt kiểu phun thì cấu tạo lò ghi xích đơn giản hơn, chi phí đầu tư và điện năng tự dùng giảm đi nhiều.

• Nhược điểm:

- Công suất của buồng lửa bị hạn chế vì không thể tăng diện tích mặt ghi, chiều dày lớp nhiên liệu ở trên ghi và tốc độ ghi lên quá giới hạn cho phép;

- Nhiệt độ không khí nóng không được tăng cao, mặt khác có một vùng ghi tiếp xúc trực tiếp với lớp cốc bốc cháy, nên lá ghi không được bảo vệ, dễ bị cháy hỏng;

- Buồng lửa chỉ thích ứng với những loại nhiên liệu có tính chất và cỡ hạt nhất định phù hợp với thiết kế. Đối với những loại nhiên liệu có cỡ hạt không đồng đều thì rất khó làm việc. Khi dùng nhiên liệu có cỡ hạt bé hơn thiết kế thì tổn thất do lọt tăng lên nhiều;

- Quán tính nhiệt của buồng lửa lớn nên điều chỉnh phụ tải của lò không được dễ dàng;

- Tuy buồng lửa có trình độ cơ khí cao, song vẫn đòi hỏi tốn nhiều sức lao động để trải đều nhiên liệu trên ghi, vệ sinh lò.

- Buồng lửa ghi xích được sử dụng hợp lý cho những lò hơi có sản lượng từ 10÷120 tấn/giờ. Ngày nay lò ghi xích chỉ dùng cho những lò hơi có sản lượng từ 10÷35 tấn/giờ, những lò hơi có sản lượng lớn hơn thì nên dùng lò tầng sôi hoặc than phun. Buồng lửa ghi sẽ làm việc có hiệu quả tốt nhất với nhiên liệu có đặc tính kỹ thuật như sau:

+ Độ ẩm không quá 20%;

+ Độ tro A không quá 20%;

+ Nhiệt độ chảy của tro không dưới 1200oC;

+ Than có tính thiêu kết vừa phải;

+ Cỡ hạt đồng đều, lớn không quá 40mm, không nên có cỡ hạt nhỏ hơn 6 mm. Tốt nhất là cỡ hạt 18÷35mm.

- Các lò ghi xích ở nước ta hiện nay đều phải dùng than cám, với cỡ hạt chủ yếu lại bé hơn 1mm. Đó là những khó khăn rất lớn đối với các loại buồng lửa ghi xích ở nước ta.

Buồng lửa kiểu hất than

Than được hất vào buồng lửa bằng thiết bị cơ khí hoặc khí nén hoặc cả cơ khí lẫn khí nén. Cơ chế hất than có tác dụng phân loại nhiên liệu (hạt bé rơi gần, hạt to rơi xa).

Các hạt rất nhỏ trong quá trình hất có thể được cháy trong không gian buồng lửa trước khi rơi xuống ghi. Máy hất than bằng cơ khí sử dụng sự quay liên tục của tay quay để hất than vào buồng lửa. Máy hất than bằng khí nén sử dụng áp lực không khí nén để thổi than vào buồng lửa.

Sơ đồ cấu tạo phương pháp hất than

Hất than bằng cơ khí – khí nén

• Ưu điểm

- Do có phân loại cỡ hạt nhiên liệu trên ghi nên buồng lửa cháy tốt hơn, đốt được những nhiên liệu có cỡ hạt tương đối không đều, nhất là loại than cám;

- Tốc độ cháy của buồng lửa tăng nhanh hơn so với buồng lửa ghi xích, giới hạn các vùng cháy ngắn hơn và do đó đã tăng được tốc độ ghi, công suất của buồng lửa tăng hơn, hạn chế được tổn thất do cháy không hết về cơ khí của lớp nhiên liệu trên ghi (tổn thất trong xỉ và do lọt);

- Trình độ cơ khí hoá của buồng lửa cao hơn. Trong buồng lửa ghi cố định, khâu đưa than đã được cơ khí hoá, trong buồng lửa ghi xích, ngoài việc đưa than bằng cơ khí, khâu trang than và cời lửa cũng giảm bớt đi rất nhiều.

• Nhược điểm:

- Tổn thất do cháy không hết trong các hạt than bay theo khói tương đối lớn, mặt khác làm cho các bề mặt đối lưu bị mài mòn nhiều. Trong thực tế lúc đốt than cám, nhất là cám antraxit, số lượng than chưa cháy hết bay theo dòng khói tăng lên rất nhiều nên người ta đã sử dụng lại lượng than này bằng cách thu hồi tro bay và phun trở lại buồng lửa.

- Không sử dụng được tất cả các loại nhiên liệu như những loại hạt có cỡ hạt lớn, những loại nhiên liệu ẩm nhiều và những loại nhiên liệu có tính bết dính trên đường vận chuyển (than cám ẩm).