Lò hơi tầng sôi tuần hoàn là gì?

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn có cấu tạo và hoạt động như thế nào? Lò hơi tầng sôi tuần hoàn có điểm gì khác biệt so với các loại lò hơi khác? Xin mời bạn đọc tìm hiểu chi tiết ở bài viết dưới đây.

Giới thiệu về lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidized Bed Boiler – CFB) là thiết bị tạo ra hơi nhiệt ở áp suất cao bằng việc sử dụng công nghệ buồng đốt tầng sôi. Đồng thời kết hợp với công nghệ thu hồi và tái tuần hoàn hạt rắn cùng với một số thiết bị phụ trợ khác.

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn là một hệ thống chuyển hoá năng lượng được sử dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất điện hoặc cung cấp năng lượng phục vụ cho các quy trình sản xuất cần đến hơi nhiệt.

Lò hơi CFB được cải tiến từ lò hơi tầng sôi với công nghệ tuần hoàn hạt rắn. Với mục đích giảm thiểu sự cháy kiệt năng lượng quá mức, giúp cho quá trình cháy nhiên liệu diễn ra hiệu quả nhất.

Cấu tạo và hoạt động

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

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 (lower part) và buồng đốt trên (upper part). Buồng đốt dưới được tính từ mặt trên núm gió đến vị trí họng thổi gió cấp hai, còn buồng đốt trên thường được tính từ họng gió cấp hai lên trên đỉnh buồng đốt.

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 trên có không gian rộng hơn buồng đốt dưới, để đảm bảo nhiên liệu nhẹ còn lại được cháy hoàn toàn.

Thiết bị phân tách và thu hồi hạt rắn (separator)

Thiết bị này được chia làm hai dạng chính:

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

Thiết bị hoạt động theo nguyên lý Cyclone thường được sử dụng rộng rãi hơn trong các lò hơi tầng sôi. 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).

Thiết bị tuần hoàn hạt rắn (loopseal).

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

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.

Thiết bị trao đổi nhiệt bổ sung (external/internal heat exchanger).

 Đó là các ống trao đổi nhiệt, được nhúng chìm trong buồng sôi bọt. Có nhiệm vụ giải 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.

Nguyên lý 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.

Quạt gió cấp 1 thổi không khí đi vào bộ sấy để tăng nhiệt độ lên cao, sau đó đi vào buồng đốt từ phía dưới để tạo lớp sôi và cấp oxy cho quá trình đốt cháy nhiên liệu.

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 và toàn bộ không gian buồng đốt.

Cũng giống như lò hơi tầng sôi lò hơi tầng sôi tuần hoàn (gọi tắt CFB) có sử dụng buồng đốt tầng sôi. 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 nhỏ theo dòng khí thoát ra khỏi tầng sôi tiếp tục cháy lơ lửng ở khu vực trên của buồng đốt.

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn yêu cầu phải nâng cao tốc độ dòng khí, với mục đích làm tăng mật độ của nhiên liệu hạt nhỏ ở phần lơ lửng thuộc nữa trên buồng đốt. Vì vậy quá trình cháy đồng đều hơn và truyền nhiệt được gia tăng mạnh mẽ hơn.

Sự khác biệt giữa lò CFB so với lò đốt tầng sôi FB là ở chỗ ngoài quá trình cháy sôi, còn có một hệ thống đốt cháy nhiên liệu tuần hoàn. Các hạt nhiên liệu lớn hơn không 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. Thời gian cháy kéo dài cháy hoàn toàn nên hiệu suất cháy cao, có thể đạt trên 99%.

Khói và nhiệt lượng sau khi ra khỏi buồng lửa đi vào giàn ống đối lưu (hoặc giàn ống lửa) để trao đổi nhiệt với nước. Nước sau khi được gia nhiệt sẽ đạt đến điểm sôi và tạo ra hơi nước ở nhiệt độ cao và áp suất lớn. Đây chính là sản phẩm chính của lò hơi, cung cấp cho các quá trình sản xuất trong công nghiệp.

Khói thải đi ra khỏi buồng đốt có nhiệt độ giảm xuống còn khoảng 250 - 300 độ C. Lượng khói thải này được dẫn qua bộ hâm nước và bộ sấy không khí. Tại đây nước cấp và không khí được đốt nóng để tăng hiệu quả tạo hơi nước và quá trình cháy trong buồng đốt.

Khói thải sau đó được dẫn qua hệ thống xử lý khí thải bao gồm hệ thống lọc bụi cyclone, tháp dập bụi ướt, bể lắng tro, để làm sạch và đưa ra môi trường qua ống khói thải.

Trên đây là chi tiết về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi tuần hoàn. Với hệ thống tuần hoàn hạt rắn trong quá trình cháy của nhiên liệu, đã đem lại hiệu quả cao trong tiết kiệm nhiên liệu và đạt hiệu suất cao trong quá trình tạo hơi nhiệt.

Quý khách hàng có nhu cầu lắp đặt lò hơi tầng sôi tuần hoàn hãy liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ:

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

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

Hotline: 0917 754 059.

Email: info@hexboiler.com