Lò hơi tầng sôi tuần hoàn cấu tạo và hoạt động

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn là thiết bị có công suất lớn, hiệu suất cao. Nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp lớn và trong sản xuất điện năng. Xin mời bạn đọc tìm hiểu chi tiết về loại lò hơi này ở bài viết dưới đây!

Giới thiệu thông tin cơ bản về lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn tên gọi quốc tế là Circulating Fluidized Bed Boiler – CFB. Lò sử dụng buồng đốt tầng sôi, kết hợp với công nghệ thu hồi và tái tuần hoàn hạt rắn và một số thiết bị phụ trợ khác, nhằm mục đích đem lại hiệu quả cao trong quá trình hoạt động.

Lò hơi dạng tuần hoàn là một hệ thống chuyển hoá năng lượng có công suất lớn, được sử dụng trong sản xuất điện năng. Ngoài ra còn được dùng để cung cấp năng lượng phục vụ cho các quy trình sản xuất công nghiệp.

Lò hơi CFB được cải tiến từ lò hơi tầng sôi với công nghệ tuần hoàn hạt rắn. Với công nghệ này lò sẽ hạn chế được hiện tượng dư thừa nhiệt lượng trong buồng đốt do nhiên liệu cháy gây ra. Từ đó giúp cho quá trình cháy nhiên liệu diễn ra hiệu quả nhất.

Cấu tạo của lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Ngoài những bộ phận cơ bản mà một lò hơi phải có. Sau đây chúng tôi xin giới thiệu những bộ phận chính của lò hơi tầng sôi tuần hoàn.

+ Buồng đốt tầng sôi tuần hoàn;

+ Thiết bị phân tách và thu hồi hạt rắn;

+ Thiết bị tuần hoàn hạt rắn;

+ Thiết bị trao đổi nhiệt bổ sung;

a. Buồng đốt lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Là không gian chính diễn ra quá trình cháy của nhiên liệu. Buồng đốt tầng sôi có không gian rộng và cao, được chia làm hai phần chính: buồng đốt dưới và buồng đốt trên.

Khu vực buồng đốt dưới được làm từ bê tông phủ bên ngoài lớp gạch chịu nhiệt để đảm bảo an toàn cho vách ướt. Buồng đốt dưới được tính từ mặt trên núm gió đến vị trí họng thổi gió cấp hai.

 Buồng đốt trên thường được tính từ họng gió cấp hai lên trên đỉnh. Có không gian rộng hơn buồng đốt dưới, để đảm bảo nhiên liệu nhẹ còn lại được cháy hoàn toàn.

b. Thiết bị phân tách và thu hồi hạt rắn

Có nhiệm vụ phân tách và thu hồi những hạt nhiên liệu rắn chưa cháy hết. Thiết bị này được chia làm hai dạng chính:

- Thiết bị phân tách dựa theo nguyên lý va đập (u-beam) – Sử dụng trong các lò IR-CFBC (lò tầng sôi nội tuần hoàn).

- Thiết bị phân tách dựa theo nguyên lí ly tâm (cyclone) – Sử dụng trong tất cả các lò CFBC còn lại.

Trong hai loại trên thì thiết bị hoạt động theo nguyên lý Cyclone thường được sử dụng rộng rãi hơn.

Cyclone được chia thành 2 loại:

- Cyclone ướt: Cấu tạo bằng một lớp bê tông khá mỏng và được giải nhiệt bằng bề mặt trao đổi nhiệt bao quanh.

- Cyclone khô: Cyclone được cấu tạo từ lớp bê tông chịu nhiệt dày hoặc gạch chịu nhiệt dày từ 350-500mm).

c. Thiết bị tuần hoàn hạt rắn

Có nhiệm vụ là hỗ trợ quá trình tuần hoàn hạt rắn đã được thu hồi từ cyclone về  lại buồng đốt. Bộ phận này thường đi kèm với một hệ thống tầng sôi nhỏ, đảm bảo cho quá trình tuần hoàn hạt rắn được hiệu quả.

Có cấu tạo hình dáng chữ J hoặc chữ L, chúng hoạt động giống như một cái van  có thể đóng ngắt, nên được gọi là van chữ J (J-valve) hoặc van chữ L (L-Valve).

Thiết bị tuần hoàn hạt rắn xuất hiện trong hầu hết các loại lò CFBC. Trong khi đó ở loại lò IR-CFBC,  do các hạt rắn thu hồi được có nhiệt độ khá thấp, nên được cưỡng bức tuần hoàn đưa về buồng đốt bằng các vít tải.

d. Thiết bị trao đổi nhiệt bổ sung.

 Đó là các ống trao đổi nhiệt, được nhúng chìm trong buồng sôi bọt. Có nhiệm vụ gia nhiệt cho các hạt rắn đã được thu hồi từ Cyclone, sau đó mới được tuần hoàn trở lại buồng đốt.

Trong hỗn hợp các hạt rắn được thu hồi có một lượng nhỏ cacbon chưa cháy hết nên sẽ được cháy hết trong thiết bị này.

Hoạt động của lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Hệ thống cấp nhiên liệu tự động gồm băng tải, vít tải liệu, đưa nhiên liệu vào buồng đốt với tỉ lệ phù hợp. Nhờ quạt thổi liệu thổi nhiên liệu vào buồng đốt.

Không khí sau khi qua bộ sấy, được quạt gió cấp 1 thổi vào buồng đốt thông qua núm gió với tốc độ lớn để tạo lớp sôi.

Các hạt nhiên liệu được quạt thổi liệu phun vào buồng đốt hoà trộn với khí nóng và các hạt rắn, bốc cháy ở lớp tầng sôi lơ lững trong toàn bộ không gian buồng đốt

Hạt nhiên liệu thô được đốt cháy ở phía dưới buồng lửa. Lò hơi tầng sôi tuần hoàn có tốc độ dòng chảy và mức độ sôi lớn hơn. Khi đó có nhiều hạt nhiên liệu nhỏ theo dòng khí thoát ra khỏi tầng sôi tiếp tục cháy lơ lửng ở khu vực trên của buồng đốt.

Dòng khí vào lò từ quạt gió cấp 1 có tốc độ vô cùng lớn, làm cho các hạt rắn bị đẩy lên cao và sôi ở nửa trên của buồng đốt. Như vậy lớp sôi được phân bố đều trong buồng đốt. Vì vậy quá trình cháy đồng đều hơn và truyền nhiệt được gia tăng mạnh mẽ hơn.

Với lò CFB ngoài quá trình cháy sôi, còn có một hệ thống đốt cháy nhiên liệu tuần hoàn. Những hạt nhiên liệu lớn hơn chưa cháy hết hoàn toàn sẽ được thiết bị phân tách, thu hồi hạt rắn cùng với thiết bị tuần hoàn hạt rắn đưa trở về buồng đốt tiếp tục cháy kiệt. Cho nên thời gian cháy kéo dài, quá trình cháy diễn ra hoàn toàn và triệt để hơn, nên hiệu suất cháy cao, có thể đạt trên 99%.

Phần nhiệt lượng tạo ra từ buồng đốt đó sẽ được truyền toàn bộ cho dàn ống dẫn nước bố trí trong buồng đốt. Phần nhiệt đó sẽ đun sôi nước trong ống, tạo ra hơn 60% sản lượng hơi nhiệt cho lò hơi.

Phần khói và nhiệt lượng sau khi ra khỏi buồng lửa sẽ đi vào giàn ống lửa ngâm trong nước ở thân lò. Tại đây khói nóng trao đổi nhiệt với nước và có khoảng 40% hơi nước tiếp tục được tạo ra.

Lượng hơi nước được tạo ra được dẫn đến nơi tiêu thụ thông qua van cấp hơi vàd dường ống dẫn hơi.

Khói thải đi ra khỏi thân lò có nhiệt độ giảm xuống còn khoảng 250 - 300 độ C. Chúng được dẫn vào bộ hâm nước và bộ sấy không khí. Với mục đích là để gia nhiệt cho nước cấp đạt 150 độ C và gia nhiệt cho không khí lên đến 100 độ C.

Sau đó khói lò được dẫn qua hệ thống xử lý khí thải bao gồm bộ lọc bụi cyclone, tháp dập bụi ướt, bể lắng tro, để làm sạch bụi bẩn trước thải ra môi trường qua ống khói.

Trên đây là thông tin đầy đủ về cấu tạo và hoạt động của lò hơi tầng sôi tuần hoàn. Khách hàng có nhu cầu mua nồi hơi và các thiết bị hơi nhiệt hãy liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ:

HeX Boiler - CÔNG TY TNHH NĂNG LƯỢNG NHIỆT BÁCH KHOA.

Địa chỉ: Số 268B, Quốc Lộ 2, Khu 2, Xã Phù Lỗ, Huyện Sóc Sơn, Tp Hà Nội.

Hotline: 0917 754 059

Email: info@hexboiler.com