Lò hơi tầng sôi

Lò hơi tầng sôi sử dụng công nghệ đốt mới được các công ty tiên phong về lĩnh vực lò hơi công nghiệp tại Việt Nam phát triển và ứng dụng trong thời gian gần đây. Mang lại một hiệu quả cực kỳ to lớn trong việc sử dụng nguồn phụ phẩm phế thải trong nghành nông nghiệp, lâm nghiệp như: trấu, mùn cưa.

Tổng quan về lò hơi tầng sôi

Đặc điểm nổi trội của lò hơi tầng sôi là hiệu suất lò hơi cao, lên đến 85%, dễ vận hành, có thể thiết kế phù hợp có 1 dải công suất rất rộng từ 1 đến 50 tấn/giờ.

Không phải ở đâu cũng có thể tìm được nguồn nhiên liệu phù hợp cả về giá cả và chất lượng để sử dụng cho lò hơi (nồi hơi), vì vậy ngoài lò hơi tầng sôi ra doanh nghiệp có thể tìm hiểu thêm về các loại hình lò hơi khác mà chúng tôi đang cung cấp như: lò hơi ghi tĩnh, lò hơi ghi xích, lò hơi công nghiệp, lò hơi đốt than, lò hơi đốt dầu, lò hơi đốt củi...

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, lọc bụi túi vải, tháp dập bụi ướt, bể dập bụi, bể lắng tro.

Chế tạo phần thân lò hơi tầng sôi

Lò hơi tầng sôi do Lò Hơi Bách Khoa thiết kế và chế tạo là loại tổ hợp ống lửa, ống nước, buồng đốt ngoài.

Công nghệ lò hơi đốt tầng sôi

Đây là một công nghệ đốt được phát triển từ công nghệ đốt trên ghi cố định. Gió cấp một được thổi từ dưới ghi lên. Khi tốc độ gió đủ lớn sẽ tạo ra một lực cuốn thắng được trọng lực của hạt và khi đó, các hạt sẽ bắt đầu dịch chuyển lên trên tạo ra một lớp hạt lơ lửng giống như một lớp chất lỏng.

Chiều cao lớp sôi được giữ cố định trong một khoảng cho phép nào đó. Không gian cháy chỉ chiếm một phần trong toàn bộ buồng đốt. Gió cấp vào từ quạt có hai nhiệm vụ: cung cấp không khí cho quá trình cháy của nhiên liệu, tạo và duy trì lớp sôi.

Khi tốc độ gió cấp vượt quá tốc độ gió tới hạn, chất rắn sẽ bị thổi bay ra khỏi lớp. Nếu hạt tương đối thô có thể sẽ quay trở lại mặt ghi do ảnh hưởng của trọng lực. Nếu tiếp tục tăng tốc độ gió thì có thể một bộ phận hoặc toàn bộ chất rắn trên mặt ghi rơi vào trạng thái chuyển động hai hướng: một hướng đi lên do lực nâng, một hướng đi xuống trở lại mặt ghi do trọng lực. Trạng thái này giống như trạng thái sôi của chất lỏng, tốc độ gió tại đó là umf (tốc độ sôi tối thiểu). Lúc đó, lớp chất rắn chuyển động từ trạng thái lớp cố định sang trạng thái lớp sôi hay lớp sôi. Khi tốc độ gió tiếp tục tăng, toàn bộ lớp sôi sẽ bị phá huỷ, các chất rắn trong lớp sôi đều bị bay ra ngoài, tương tự nếu tốc độ gió quá nhỏ không đủ để nâng khối lượng các hạt lên thì lớp sôi lại trở thành lớp cố định.

Thông số thiết kế sản phẩm lò hơi tầng sôi

• Công suất: 3.000 – 100.000 kg/giờ
• Kiểu lò hơi: Cháy tầng sôi; tổ hợp ống nước, ống lửa; buồng đốt ngoài; tuần hoàn tự nhiên.
• Áp suất thiết kế: 8 – 25  kG/cm2
• Áp suất làm việc: 10 – 25  kG/cm2
• Áp suất thử thủy lực: 1.5 lần áp suất thiết kế,  kG/cm2
• Nhiệt độ hơi bão hoà: Tra theo bảng nhiệt độ hơi bão hòa theo áp suất.
• Nhiệt độ nước cấp: 80 oC
• Hiệu suất lò hơi: 82 %
• Nhiên liệu đốt: Than cám Indo, mùn cưa, trấu dời, củi viên, trấu viên, bột ghỗ, dăm bào và các nhiên liệu sinh khối khác
• Nguồn điện sử dụng: 380 VAC – 3 pha – 50Hz
• Tiêu chuẩn chế tạo: Theo TCVN 6413-1998, TCVN 7704-2007
• Cách nhiệt thân lò: Bọc bảo ôn bông ROCKWOOL dày 100 mm, bọc ngoài bằng tole mạ mầu dày 0,45 mm, đảm bảo nhiệt độ bên ngoài dưới 60 độ C.
• Tiếng ồn: Tiếng ồn cách nhà lò 1m nhỏ hơn 85 dB, phải đảm bảo theo quy chuẩn Việt Nam.
• Phát thải khói thải: Thành phần khí thải phù hợp với QCVN 19:2009/BTNMT
• Chế độ làm việc: Bán tự động và tự động hoàn toàn.

Thành phần và nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi

Kết cấu chính của lò hơi tầng sôi

• Hệ thống cung cấp nhiên liệu: hoàn toàn tự động;
• Phần buồng đốt;
• Phần thân lò (trao đổi nhiệt đối lưu);
• Bộ hâm nước, sấy không khí;
• Bộ Cyclone chùm khử bụi.
• Dàn ống sinh hơi gồm có: 2 dàn ống bức xạ bên, 1 dàn ống bức xạ trước, 1 dàn bức xạ sau và 1 chùm ống đối lưu.
• Các ống góp được bố trí quanh buồng đốt và liên kết với thân lò tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên.
• Toàn bộ cụm thân lò được đỡ trên bệ đỡ. Hệ thống cầu thang và sàn thao tác cho phép thực hiện các thao tác tại mọi vị trí cần thiết.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi

Tường lò được kết cấu nhiều lớp cấu tạo bằng gạch chịu lửa và bông gốm, bông thuỷ tinh để ngăn chặn sự thất thoát nhiệt ra ngoài môi trường để đảm bảo nhiệt thế buồng đốt và hiệu suất của lò, cũng như điều kiện làm việc của công nhân vận hành quanh lò.

Nhiên liệu từ kho chứa, qua hệ thống cung cấp nhiên liệu, đưa lên phễu chứa trung gian. Từ đây, nhiên liệu do tự trọng, qua van cấp liệu vào lò. Tại đây, nhiên liệu được đốt cháy kiệt trong buồng đốt.

Không khí cần thiết cho sự cháy được quạt gió (quạt FD) thổi qua bộ sấy không khí, tận dụng nhiệt của khói thải để gia nhiệt cho không khí trước khi cấp vào buồng đốt của lò hơi.

Bộ phận chính của hệ thống phân phối gió của lò hơi là ghi phân phối gió (gồm cả các chụp thổi gió và hộp gió dưới ghi) và đường ống dẫn gió cấp 1. Các thông số thiết kế và vận hành các loại gió có ảnh hưởng rất lớn đến việc vận hành lò.

Công dụng chủ yếu của ghi phân phối gió là nhờ vào trở lực của bản thân ghi khiến cho việc phân phối gió đều ở hai phía trên và dưới ghi, không khí đưa vào phần dưới buồng đốt phân phối đều và tạo một trạng thái sôi đồng đều. Hơn nữa, ghi phân phối gió còn có tác dụng  nâng đỡ lớp vật liệu trơ của lớp sôi. Khi lò hơi đang làm việc bình thường, nếu quạt gió đột nhiên dừng thì toàn bộ trọng lượng lớp liệu sẽ tác dụng lên bề mặt tấm ghi, vì vậy tấm ghi phải có khả năng chịu đựng được tải trọng lớn.

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. Tiếp đó dòng sản phẩm cháy đi qua cửa khói bố trí phía trên vách sau buồng đốt đi vào chùm ống đối lưu thực hiện quá trình trao đổi nhiệt đối lưu cho chùm ống và thoát ra khỏi lò.

Khói thoát ra từ lò hơi được dẫn vào bộ sấy không khí và bộ hâm nước qua 1 kênh khói được bố trí ở phần trên của chùm ống đối lưu. Khói nóng chuyển động qua bộ sấy không khí, bộ hâm nước và tiếp tục truyền nhiệt để sấy nóng không khí và gia nhiệt cho nước cấp trước khi vào lò hơi.

Sau đó khói được dẫn qua bộ khử bụi cấu tạo dạng cyclon chùm, được quạt hút đưa qua bể dập bụi bằng nước đi qua ống khói và ra ngoài môi trường.

Tại sao chọn lò hơi công nghiệp tầng sôi Bách Khoa?

Lò hơi tầng sôi mang nhãn hiệu Lò Hơi Bách Khoa có các đặc điểm sau.

• Hoàn toàn tự động.
• Loại lò hơi tổ hợp ống nước, ống lửa, tuần hoàn tự nhiên.
• Nhiệt độ buồng đốt thấp (750 – 900 oC) thấp hơn nhiệt độ chảy của tro xỉ, giảm sự hình thành và phát thải NOx, giảm quá trình ăn mòn và mài mòn ở nhiệt độ cao.

Chế tạo buồng đốt lò hơi tầng sôi

Chế tạo lò hơi tầng sôi 20 tấn/giờ đốt vỏ cây băm

Dự án lắp đặt lò hơi tầng sôi công suất 16 tấn/giờ

Dự án lắp đặt lò hơi tầng sôi công suất 18 tấn/giờ

Dự án lắp đặt lò hơi tầng sôi 14 tấn/giờ tại Thanh Hóa

Ưu điểm của lò hơi tầng sôi

• Đặc điểm nổi trội đầu tiên là công nghệ lò hơi tầng sôi giúp lò hơi có thể đốt cháy hoàn toàn nhiều nhiên liệu thứ cấp, phế phẩm mà các lò hơi khác không thể đáp ứng được.
• Thứ 2 là công nghệ nồi hơi tầng sôi thiết kế bề mặt truyền nhiệt nhỏ và gọn hơn so với công nghệ cũ do vậy nhiệt sử dụng được tối đa, nhờ đó các nhiên liệu có thể cháy được hết.
• Nhiệt tạo ra mạnh và ổn định trong ngưỡng từ 800 – 900 độ C, các hạt cháy và nhiên liệu thường xuyên luân chuyển trong môi trường buồng đốt lò hơi cho nên nhiên liệu được đảm bảo cháy cùng, cháy kiệt.
• Khí NOx thải ra trong quá trình đốt lò cũng nhỏ hơn nhiều so với các công nghệ lò hơi truyền thống khác.
• Công nghệ lò hơi tầng sôi giúp giảm hiện tượng đóng xỉ trên bề mặt dàn ống sinh hơi và ống trao đổi nhiệt đối lưu của lò hơi. Đồng thời giảm hiện tượng bám tro trên bề mặt các thiết bị phía đuôi lò hơi.
• Một ưu điểm nữa đó chính là quá trình chuẩn bị nhiên liệu đơn giản hơn các phương pháp khác. Quá trình cấp nhiên liệu vào lò hơi được dễ dạng cơ giới hóa và tự động hóa như sử dụng các thiết bị như băng tải, vít tải.
• Giúp nhà máy tiết kiệm chi phí nhờ khả năng đốt cháy hoàn toàn nhiều loại nhiên liệu khác nhau.
• Có khả năng hoạt động tự động và liên tục.
• Tiết kiệm nhiên liệu tối đa trong quá trình vận hành, không bị tiêu hao nhiên liệu khi dừng sử dụng.
• Thân thiện môi trường, giảm ô nhiễm và các chất thải độc hại.
• Giúp tiết kiệm được thời gian, công suất cho việc vệ sinh lò.
• Dễ sử dụng, dễ vận hành và khởi động một cách nhanh chóng.
• Chi phí duy trì và sửa chữa thấp.
• Tuổi thọ và độ bền cao.

Với những ưu điểm trên thì không lý do gì mà bạn lại không chọn công nghệ này ứng dụng vào trong công việc sản xuất của doanh nghiệp.

Nhược điểm của lò hơi tầng sôi

Bên cạnh các ưu điểm nồi trội kể trên, lò hơi tầng sôi vẫn còn tồn tại một số nhược điểm, mà Lò Hơi Bách Khoa đang nghiên cứu thiết kế để tối ưu và hạn chế những nhược điểm của lò hơi tầng sôi đó là tiêu thụ điện năng cao cho hệ thống quạt cao áp, diện tích bề mặt ghi lớn, tổn thất nhiệt ra môi trường bên ngoài cũng khá lớn cùng với đó là  hiệu suất cháy ở buồng lửa thấp hơn so với công nghệ lò hơi phun than.

Các bước vận hành lò hơi tầng sôi

Người vận hành phải thực hiện nghiêm ngặt qui trình, quy phạm đã ban hành trong khi vận hành lò hơi. Mọi thông số kĩ thuật cần thiết và tình trạng hoạt động của lò hơi phải được ghi vào sổ theo dõi vận hành để làm cơ sở cho việc đánh gía đúng chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật nhằm đưa lò hơi vào chế độ vận hành tối ưu, cũng như tìm giải pháp kĩ thuật đảm bảo tuổi thọ lâu dài cho lò hơi.

• Kiểm tra mức nước trong lò hơi.
• Kiểm tra bể chứa nước mềm đảm bảo đầy.
• Chọn bơm cấp 1 hoặc 2 để vận hành.
• Mở vale xả khí. Bật công tắc ở vị trí cấp nước. Bơm cấp sẽ bắt đầu khởi động và mức nước bắt đầu tăng lên trong lò hơi. Đèn bơm cấp sẽ mở. Sau đó đến mức làm việc bơm cấp sẽ dừng và đèn này sẽ tắt.
• Đóng Vale hơi chính.
• Đóng vale khói của quạt ID&FD đến mức tối thiểu.
• Kiểm tra và bảo đảm rằng tất cả các thiết bị khác ở điều kiện hoạt động tốt.
• Để công tác quay vào vị trí đốt lò. Nếu mức nước là thấp còi báo động sẽ kêu. Để công tắc quay vào vị trí cấp nước cho đến khi mức nước là đủ.

Chế độ đốt lò hơi

Trong quá trình cấp hơi, lò phải giữ đúng chế độ đốt tức là phải đảm bảo nhiên liệu cháy hoàn toàn, nếu có nhiều khói đen thì phải cấp thêm gió, tăng sức hút; nếu không nhìn rõ khói thì phải hạn chế viêc cấp gió, giảm sức hút. Nếu khói ra có mầu xám là chế độ đốt tốt. Than cho vào lò phải rải đều trên mặt ghi và cho vào từng lượng nhỏ để duy trì việc cháy của nhiên liệu đều trên mặt ghi. Thao tác cấp nhiên liệu, cào xỉ phải nhanh chóng và sau đó đóng ngay cửa cấp nhiên liệu lại.

Chiều dầy lớp than trên mặt ghi dao động khoảng 300mm. Chiều dầy lớp than, củi, củi trấu trên mặt ghi dao động khoảng 500mm. Xỉ được cào ra bằng cửa tro, cửa bụi. Việc cào xỉ, bụi được thực hiện theo chu kỳ và thao tác cần tăng sức hút của lò bằng cách mở to lá chắn khói.

Cấp hơi nước

Khi áp suất trong lò gần tương đương áp suất làm việc tối đa thì chuẩn bị cấp hơi. Trước khi cấp hơi mực nước trong không nên để cao mức bình thường. Khi cấp hơi chế độ cháy phải ổn định.

Khi cấp hơi mở từ từ van hơi chính đẻ một lượng hơi nhỏ làm nóng đường ống dẫn hơi và xả hết nước đọng trên đường ống dẫn hơi khoảng 10 ÷ 15 phút, trong thời gian quan sát hiện tượng dãn nở ống và giá đỡ ống, nếu thấy bình thường thì mở hết cỡ van hơi chính để cấp hơi đi. Việc mở van hơi phải từ từ, khi mở hết cỡ thì xoay ngược lại nửa vòng vô lăng van hơi lại.

Để tránh hiện tượng hơi có lẫn nước, nước được cấp vào lò phải từ từ, không nên cho mức nước trong lò cao quá mức bình thường theo ống thuỷ.

Cấp nước cho lò hơi

Trong thời gian vận hành lò phải giữ vững mực nước trong lò hơi, không nên cho lò vận hành lâu ở mức thấp nhất và mức cao nhất giới hạn. Lò hơi được cấp nước tự động do bơm cấp nước đảm đương.

Chế độ xả bẩn - xả đáy lò hơi

Tuỳ theo chế độ nước cấp ở từng đơn vị sử dụng lò mà xác định số lần xả bẩn trong một ca. Nước cấp càng cứng, độ kiềm càng cao thì số lần xả càng nhiều. Ít nhất trong một ca phải xả bẩn 2 lần, mỗi lần từ 2 ¸ 3 hồi, mỗi hồi từ 10 ¸ 15 giây. Trước khi xả nên nâng cao mức nước trong lò hơi lên mức nước trung bình khoảng 25 ¸ 50mm theo ống thuỷ là vừa. Ống thuỷ phải được thông rửa ít nhất 2 lần trong một ca. Van an toàn cũng phải được kiểm tra 1 lần trong 1 ca.

Yêu cầu về nước cấp lò hơi

Nước cấp có độ cứng toàn phần không vượt quá 0,5mgđl/lít: PH = 7 ¸ 10.

Lưu ý khi vận hành lò hơi tầng sôi

Để chuẩn bị cho nó một cách thực tế xung quanh lò hơi và kiểm tra những điểm định kỳ sau:

• Nước cấp mềm phải được kiểm tra sau thường xuyên. Nếu nước cấp thấy cứng, nước mềm phải được tái sinh ngay lập tức.
• Không có tiếng ồn qúa mức từ động cơ của quạt hay của bất kì bộ phận chuyển động nào khác.
• Tất cả các van và chỗ nối là không rò rỉ.
• Không có bất cứ bộ phận nào của lò hơi bị đun nóng quá mức.
• Bơm cấp đang làm việc ở trạng thái on-off cũng đảm bảo chức năng của công tác điều khiển mức và nó phải đảm bảo rằng lưu lượng nước thích hợp được duy trì.
• Khí thải từ ống khói là bình thường.
• Không có sự phát tia điện hay mất liên lạc ở trong những mạch điện đó.
• Tất cả các bộ điều khiển và thiết bị an toàn là đang hoạt động đầy đủ.
• Áp suất hơi và mức nước ổn định phải được duy trì trong phạm vi yêu cầu duy trì.
• Không có việc cháy quá mức của nhiên liệu trong buồng đốt.
• Việc xả bẩn lò hơi một cách đều đặn. Tần xuất xả bẩn phụ thuộc vào chất lượng của nước đang sử dụng cho lò hơi.
• Xả bẩn trong công tắc điều khiển mức và ống thuỷ mỗi lần trong một ca.
• Xả một ít nước cấp của bể mỗi lần một ca, để loại bỏ cáu cặn có thể bị lắng xuống.
• Ghi lại nhiệt độ khói thoát.
• Duy trì áp suất buồng đốt trong khoảng -2 ¸ -5 mm nước. Điều chỉnh nhờ cánh hướng quạt ID.
• Đảm bảo nhịêt độ khói thoát là ở trong phạm vi yêu cầu của tải. Nếu cao kiểm tra sự bám bẩn của bề mặt truyền nhiệt hay vật cản lối thoát của khói.
• Kiểm tra và duy trì dòng điện trong động cơ của quạt, bơm... trong phạm vi giới hạn và được ghi trong sổ lộ trình của chúng.
• Đảm bảo rằng không có không khí rò rỉ trong lối ra ổng khói.
• Đảm bảo đúng kích thứơc của nhiên liệu. Không có các vật lạ như miếng kim loại, đá... trong nhiên liệu và không có sự hỏng hóc máy cấp nhiên liệu khi vận hành.
• Kiểm tra và đảm bảo rằng khói hay bộ khử tro bay trong nhà lò hơi được giới hạn.
• Đảm bảo rằng tất cả sự hoạt động của lò được ghi một cách chính xác trong sổ nhật ký vận hành bao gồm cả hoá chất, xả bẩn.

Lưu ý khi dừng lò hơi tầng sôi

Ngừng lò hơi bình thường

Thực hiện theo trình tự sau:

• Dừng cấp nhiên liệu.
• Đợi cho đến khi nhiệt độ buồng đốt giảm xuống dưới 4000C thì tắt quạt đẩy, quạt hút. Để mở hẳn các cửa xem lửa, mở hết cỡ van gió quạt hút để lò tiếp tục nguội đi bằng gió đối lưu tự nhiên. Bật công tắc bơm cấp nước.
• Đóng van hơi chính, sau đó từ từ nhẹ nhàng mở van xả khí (van hơi phụ) để hạ áp suất lò hơi và để van xả khí ở trạng thái mở để tránh mở ở trạng thái mở để tránh tạo áp lực chân không trong balông lò hơi khi nước trong lò nguội đi.
• Quá trình cháy hết nhiên liệu, làm nguội tự nhiên của lò hơi đến độ lò không tự sinh hơi được nữa mất khoảng 2h. Lúc này công tắc đang ở bật nên nếu mực nước lò tụt xuống dưới mức trung bình bơm cấp sẽ tự chạy cấp nước bổ sung vào lò hơi.
• Để cho buồng đốt nguội hẳn đi thì tiến hành xả đáy lò hơi, các ống góp, các ống thủy tối sáng và các áp kế. Quá trình xả đáy lò hơi và các ống góp tiến hành cho đến khi tổng lượng chất rắn hòa tan trong nước lò ít hơn 3500 ppm. Trong khi xả đáy nếu mức nước trong lò cạn xuống dưới mức trung bình bơm cấp nước sẽ tự chạy cấp nước bổ xung vào lò. Tuy vậy phải giám sát chặt chẽ để đảm bảo chắc chắn rằng mức nước lò luôn hiện diện trong ống thủy trong suốt quá trình xả đáy và khi xả đáy xong phải ở mức nước làm việc. Sau đó ngắt cầu dao chính cắt điện hoàn toàn khỏi tủ điện.
• Để nước trong lò nguội xấp xỉ nhiệt độ môi trường thì đóng chặt tất cả các van của lò hơi gồm: Van hơi chính, van hơi phụ, van nước cấp, các van xả đáy các loại.
• Đưa toàn bộ hệ thống cấp nước gồm các bơm, bể, van, đường ống...vào trạng thái dừng.
• Vệ sinh sạch sẽ toàn bộ lò hơi và các bộ phận phụ trợ. Kết thúc quá trình hoạt động của lò hơi.
• Việc tháo nước ra khỏi lò hơi để vệ sinh phải có sự đồng ý của người phụ trách nhà lò hơi và chỉ được tháo nước khi áp suất hơi bằng 0 kg/cm2 và nhiệt độ nước lò 70 ¸ 80 0C, đồng thời thực hiện kênh van an toàn lên từ từ.

Ngừng lò sự cố

Thực hiện theo trình tự sau

• Chấm dứt cung cấp nhiên liệu và không khí, lá chắn khói đóng gần hoàn toàn.
• Nhanh chóng cào than, củi, củi trấu đang cháy ra khỏi buồng đốt.
• Sau khi đã chấm dứt sự cháy thì đóng hết các cửa van và lá chắn khói lại.
• Đóng van cấp hơi và cho thoát hơi ra ngoài bằng cách kênh van an toàn lên.
• Cấp đầy nước vào lò (Nếu là sự cố cạn nước thì nghiêm cấm việc cấp nước vào lò)
• Để lò nguội từ từ dưới sự giám sát của người vận hành lò. tuyệt đối nghiêm cấm việc dùng nước để dập lửa trong lò.

Lò hơi tầng sôi ứng dụng trong nhà máy nhiệt điện

Công nghệ lò hơi tầng sôi cũng có lịch sử phát triển tương đối lâu (khoảng từ năm 1918) nhưng giai đoạn đầu chưa được quan tâm nhiều trong lĩnh vực phát điện từ các loại nhiên liệu rắn. Chỉ từ những năm 1970, công nghệ này mới nhận được sự quan tâm đặc biệt trong nỗ lực tìm kiếm các giải pháp đốt nhiên liệu rắn hiệu quả theo hướng thân thiện với môi trường nhằm giảm bớt sự phụ thuộc vào dầu mỏ, và ngày càng trở thành một giải pháp cạnh tranh với công nghệ than phun.

Dạng phổ biến nhất hiện nay của công nghệ lò hơi tầng sôi là tầng sôi tuần hoàn (CFB). Công nghệ này có tính ưu việt rõ rệt đối với việc đốt than xấu (hoạt tính thấp, hàm lượng lưu huỳnh cao, khó nghiền) và có chất lượng biến đổi trong dải rộng.

Về mặt công suất, lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFB đã được thương mại hóa thành công ở mức 300MW và chuẩn bị thương mại hóa mức 600MW. Về mặt thông số, hiện nay lò CFB chủ yếu được chế tạo với thông số dưới tới hạn (lò hơi tầng sôi CFB thông số trên tới hạn đầu tiên trên thế giới sẽ chỉ được đưa vào vận hành vào cuối năm 2009).

Đặc điểm quá trình cháy trong lò hơi CFB là: than và đá vôi đập nhỏ được đưa đồng thời vào phần dưới buồng đốt cháy ở trạng thái lơ lửng nhờ không khí có cột áp và nhiệt độ cao thổi từ dưới lên. Nhiệt độ buồng đốt được duy trì ở nhiệt độ từ 850°C đến 930oC. Vật liệu buồng đốt (than, đá vôi, xỉ, v.v) được xáo trộn mạnh ở phần dưới buồng đốt sau đó bị cuốn ra khỏi buồng đốt, được gom lại bởi các xyclon hiệu suất cao rồi lại đưa trở lại buồng đốt. Quá trình “tuần hoàn” như vậy kéo dài thời gian lưu lại của các hạt than trong vùng có nhiệt độ cao, giúp tăng mức độ cháy kiệt. Sản phẩm cháy là tro xỉ lẫn thạch cao, một phần được thải ra ngoài qua hệ thống thải tro xỉ đáy lò, còn lại phần lớn bay theo khói lò và được thu gom tại thiết bị khử bụi tĩnh điện.

Công nghệ này không yêu cầu nghiền than thật mịn như công nghệ than phun mà chỉ cần đập than sơ bộ đến cỡ hạt dưới 5mm, nên tiêu thụ điện tự dùng cho việc chế biến than nhỏ hơn nhiều so với công nghệ than phun. Tuy nhiên, vì cần phải lắp đặt các quạt gió và quạt khói có cột áp lớn và công suất lớn, nên tiêu hao điện tự dùng của lò hơi CFB thực tế lớn hơn lò PC.

Do nhiệt độ buồng đốt thấp và có thể khử lưu huỳnh ngay trong buồng đốt nhờ đá vôi, mức phát thải NOx có thể dưới 300mg/m3tc và SOx dưới 150mg/m3tc mà không cần phải lắp đặt thiết bị khử bên ngoài buồng đốt.

Sự có mặt của các xyclon làm tăng đáng kể kích thước của lò hơi. Để tránh mài mòn do tuần hoàn hạt rắn, các bề mặt truyền nhiệt của lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFB thường đặt phía sau xyclon; hơn nữa, do hạn chế về mặt truyền nhiệt (nhiệt độ buồng đốt và khói lò ra khỏi buồng đốt thấp), nên lò CFB yêu cầu diện tích bề mặt truyền nhiệt lớn hơn. Kết quả là lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFB có kích thước lớn và giá thành đắt hơn khá nhiều so với lò PC cùng công suất.

Tìm hiểu về lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Có hai kiểu tầng sôi tuần hoàn có thể áp dụng , đó là :

• Kiểu tuần hoàn tự nhiên (natural circulation)
• Kiểu tuần hoàn có trợ giúp (assisted circulation)

Kiểu lò hơi tầng sôi tuần hoàn tự nhiên

Đây là kiểu lò phổ biến ở các nhà máy nhiệt điện đốt than ở nước ta hiện nay. Loại tuần hoàn tự nhiên có cấu hình đơn giản, dễ vận hành, có nhiều kinh nghiệm sử dụng.

Kiểu lò hơi tầng sôi tuần hoàn có cưỡng bức

Đối với kiểu thiết kế này, chuyển động tuần hoàn trong các vòng sinh hơi của lò hơi được hỗ trợ bằng các bơm tuần hoàn lò hơi. Đường ống nước xuống từ bao hơi được cấp vào đầu hút các bơm, đầu đẩy bơm cấp vào các ống góp dưới của các dàn ống sinh hơi.

Loại lò hơi tuần hoàn trợ giúp phức tạp hơn so với loại tuần hoàn tự nhiên về cấu hình và cách bố trí các thiết bị như: cần có các bơm tuần hoàn lò hơi với thiết kế đặc biệt để làm việc liên tục trong điều kiện môi chất có áp suất và nhiệt độ cao, hệ thống van, đường ống và phụ kiện.  Chi phí đầu tư và vận hành cho kiểu lò này cũng cao hơn so với lò tuần hoàn tự nhiên.

Ngoài ra, kiểu lò tuần hoàn có trợ giúp hiện vẫn chưa có trong các nhà máy nhiệt điện than ở nước ta, lực lượng vận hành chưa có kinh nghiệm đối với kiểu lò này.