Danh mục

Hỗ trợ trực tuyến

0917754059

Chăm sóc khách hàng

0917754059

Tin tức mới nhất

Lợi ích của việc sử dụng lò hơi đốt than trong sản...

Lò hơi đốt củi: Giải pháp tiết kiệm chi phí cho ng...

Lò hơi đốt củi: Cách vận hành và bảo trì hiệu quả...

Lợi ích kinh tế của lò hơi đốt củi trong ngành côn...

Xử lý cáu cặn lò hơi, ăn mòn lò hơi.

Name: LÒ HƠI BÁCH KHOA
Address: Thôn 3, Xã Vạn Phúc, Thanh Trì, Hà Nội, 100000, VN
Telephone: 0917754059
Price range: 100000VND-1000000000VND

Cáu cặn và ăn mòn trong lò hơi là yếu tố gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của lò hơi.

Xử lý tốt và triệt để cáu cặn sẽ kéo dài tuổi thọ và duy trì hiệu suất làm việc hiệu quả trong lò hơi.

Cáu cặn lò hơi là gì?

Trong quá trình vận hành lò hơi phục vụ sản xuất, nước được cấp vào lò hơi và hóa thành hơi nước. Khi đó chất khoáng có trong nước sẽ ở lại và lắng xuống ở các vị trí trong ống góp, ống trao đổi nhiệt, ba lông… Lò hơi giống như một thiết bị chưng cất, khi nước bay hơi sẽ để lại ở đáy lò một lượng khoáng cùng các chất gây ô nhiễm khác tạo thành chất rắn dạng không tan sau khi có tác dụng của nhiệt. Chính quá trình gia nhiệt để làm bay hơi lượng nước cấp vào mà lâu dần trong lò hơi sẽ hình thành cáu cặn. Thành phần hóa học của các chất cáu cặn trong lò hơi đó là: CaSiO₃, CaSO₄, CaCO₃…

Sau một thời gian dài hoạt động của lò hơi, lớp cặn kết tủa lại sẽ gây ra hiện tượng tắc nghẽn đường ống, làm giảm hiệu suất dẫn nhiệt trong hệ thống, dẫn đến lò hơi bị quá nhiệt gây hư hỏng hoặc nguy hiểm hơn có thể gây nổ. Thêm nữa, sự tích tụ cặn bẩn trong lò hơi còn dẫn đến việc lớp vỏ kim loại bị ăn mòn, lâu dần sẽ gây rò rỉ hư hại đường ống. Ngoài ra, trong nước còn chứa rất nhiều thành phần các chất khí hòa tan như CO₂, Oxy. Quá trình đun nóng nước sẽ là tác nhân khiến khí Oxy gây Oxi hóa kim loại, làm giảm độ bền của kim loại.

Lò hơi công nghiệp cần được xử lý cáu cặn đúng quy định

Lò hơi công nghiệp cần được xử lý cáu cặn đúng quy định

Tại sao cần phải xử lý cáu cặn lò hơi?

-Nếu không được xử lý cáu cặn đúng cách sẽ gây ra những tác hại sau đây:

Hiệu suất truyền nhiệt của lò hơi bị giảm xuống.
Chi phí nhiên liệu đốt tăng lên.
Gây ra sự ăn mòn nhanh chóng của thành ống lò. Đặc biệt, ống dẫn hơi được làm bằng kim loại hóa có chứa axit nên dễ bị oxi hóa ở nhiệt độ cao.
Lò hơi bị vỡ, tắc nghẽn và thậm chí nổ.
Ngoài ra, chúng còn gây hư hỏng nước, trầy xước và làm phù ống nồi hơi.

Cáu cặn hình thành trong quá trình lò hơi hoạt động

Các loại cáu cặn thường xuất hiện trong lò hơi

Cáu cặn trong lò hơi được phân loại như sau:

1.Lớp oxit sắt bảo vệ bề mặt, có màu nâu sẫm đến đen, rất mỏng và cứng. Lớp cặn này không làm tăng nhiệt độ của bề mặt tường trao đổi nhiệt.

2.Lớp cặn xốp: Lớp cặn này luôn làm tăng nhiệt độ của tường trao đổi nhiệt. Có màu xám hoặc hơi nâu nhạt được tạo thành từ các chất nhiễm bẩn trong nước.

3.Lớp cặn sa lắng xốp: lớp cặn này luôn tồn tại trong hệ thống lò hơi. Có màu nâu nhạt tới nâu đỏ, là sản phẩm của quá trình ăn mòn sắt.

4.Lớp phồng rộp hoặc bong tróc cục bộ giống như cáu cặn do ăn mòn gây ra bởi oxy trong quá trình dừng lò. Lớp magnetite (Fe3O4) có vai trò bảo vệ ống lò và ống lửa trong suốt quá trình vận hành và dừng lò.

5.Cáu cặn không mong muốn do thành phần của nước hoặc sản phẩm ăn mòn: Cáu cặn này sẽ làm tăng nhiệt độ tường lò. Sự tăng nhiệt độ này phụ thuộc vào chiều dày, thành phần và độ xốp của lớp cặn. Gây ra sự quá nhiệt của vật liệu, làm giảm độ bền, làm hỏng hoặc gây nổ lò hơi. Đặc biệt nguy hiểm nhất là cặn silic và cặn chứa dầu hoặc mỡ.

Cáu cặn hình thành trong thân lò hơi

Cáu cặn hình thành trong thân lò hơi

Hiện tượng ăn mòn diễn ra trong lò hơi

Ăn mòn điện hoá diễn ra phổ biến nhất

Đây là phản ứng giữa vật liệu kim loại với môi trường mà kết quả là vật liệu hoặc cấu kiện bị phá huỷ sớm hơn tuổi thọ thông thường của nó.

-Vùng anôt là vùng mà kim loại bị ăn mòn và đi vào dung dịch dưới dạng cation kim loại (như ion Fe2+).

-Vùng catôt mà môi trường xung quanh hầu hết là nước phản ứng với điện tử từ anôt chuyển đến.

-Trong lò hơi, ăn mòn được quyết định chủ yếu bởi trạng thái khác nhau của lớp magnetite bảo vệ, khuyết tật trong lớp magnetite hoặc những điều kiện thông khí khác nhau của lớp magnetite. Cần chú ý rằng lớp magnetite bảo vệ giòn hơn và dương điện hơn thép.

Những phản ứng chung nhất trong quá trình ăn mòn ôxy trên sắt hoặc thép.

-Sự ăn mòn ôxy thường dẫn đến ăn mòn cục bộ gặp trong suốt quá trình dừng lò. Sự ăn mòn này giống như thép cacbon bị ăn mòn trong khí quyển.

-Ăn mòn ôxy mới xảy ra thường tạo nên gỉ màu nâu vàng. Ăn mòn ôxy đã sảy ra lâu và đã bị nung nóng thì có màu nâu đến nâu sẫm. Độ dẫn càng tăng khi ăn mòn sảy ra càng mạnh.

Các dạng ăn mòn khác trong hệ thống nồi hơi áp suất thấp là:

– Ăn mòn axit do axit cacbonic trong đường ống hơi và nước ngưng,

– Ăn mòn mài mòn hoặc ăn mòn do dòng chảy và ăn mòn xói mòn, cả hai đều chủ yếu chịu ảnh hưởng của điều kiện dòng chảy.

Ăn mòn xói mòn là kết quả của sự tạo bong bóng hơi và sự nổ tiếp theo hướng vào thành ống của chúng. Nâng áp suất ở đầu vào của bơm sẽ khắc phục được hiện tượng này.

Cáu cặn và hiện tượng ăn mòn trong lò hơi

Ảnh hưởng của nước đến việc hình thành cáu cặn và ăn mòn lò hơi

-Nước tự nhiên tuỳ theo nguồn gốc mà nó có chứa các hợp chất rất khác nhau. Nước tự nhiên sạch nhất là nước mưa. Tất cả các loại nước khác đều chứa các chất không tan và ít hoặc nhiều chất hoà tan như độ cứng, silic, sắt, mangan, hợp chất hữu cơ, oxy.

-Dưới đây là một số khái niệm thường được sử dụng để đánh giá chất lượng nước. Các tạp chất thường gặp trong nước, ảnh hưởng của chúng và nguy cơ của nó đối với nồi hơi cũng được giải thích.

Độ dẫn điện ảnh hưởng đến độ ăn mòn lò hơi

Tổng của tất cả các chất hoà tan (dẫn điện) trong nước có thể được xác định thông qua độ dẫn điện (nhiệt độ lấy làm chuẩn là 250C).

Độ dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ và độ dẫn tăng khi nhiệt độ tăng, ví dụ, tại 250C độ dẫn là 100μS/cm thì tại 1000C tăng lên khoảng 440μS/cm.

(Hệ đo lường SI định nghĩa: S = 1Ω, trong đó, S: Siemen; Ω: điện trở ; 1S = 1 000 000 μS). Độ dẫn điện của nước được quyết định bởi các chất hoà tan như muối, axit (kể cả axit cacbonic), bazơ và một số chất hữu cơ, xem hình 9, nhưng silic không có ảnh gì tới độ dẫn của nước.

Các chất hoà tan trong nước nói trên phần lớn đều phân li thành các ion có điện tích khác nhau phụ thuộc vào hoá trị của chúng. Các ion tích điện dương gọi là cation (như Na+, Ca++, Fe+++) và tích điện âm gọi là anion (như Cl-, SO42-, PO43-). Thậm chí một phần rất nhỏ của nước cũng phân li thành cation H+ và anion OH-, vì vậy mà nước nguyên chất cũng có độ dẫn điện. Tại 250C, nước nguyên chất có độ dẫn khoảng 0,055μS/cm tương đương với điện trở khoảng 18,2 MΩ.cm = 18.200.000 Ω.cm!

Ở châu Á, độ dẫn của nước mưa khoảng 10- 20μS/cm, của nước sông (không bị ảnh hưởng của nước biển) khoảng 100- 300μS/cm và của nước giếng hoặc nước ngầm cũng có giá trị tương tự. Độ dẫn của nước lợ có thể lên tới 10. 000- 20. 000μS/cm.
Độ dẫn của nước ảnh hưởng tới ăn mòn, độ dẫn càng cao thì tốc độ ăn mòn càng lớn

Độ pH ảnh hưởng đến ăn mòn lò hơi

Độ phân li rất thấp của nước nguyên chất quyết định giá trị pH trung tính là 7, pH thấp hơn 7 là đặc trưng của môi trường axit với độ axit tăng khi pH giảm về 0, và pH lớn hơn 7 là đặc trưng của môi trường bazơ (hoặc kiềm) với độ kiềm tăng khi pH tăng đến 14. Cần lưu ý rằng mỗi một bậc pH là kết quả của sự thay đổi nồng độ gấp 10 lần! Ví dụ như 0,4 mg/l xút (NaOH) trong nước sẽ cho pH = 9, nước có chứa 4 mg/l NaOH cho pH = 10, tương tự như vậy với dung dịch có 40 mg/l thì pH = 11 và 400 mg/l pH = 12. Dung dịch xút có nồng độ 1mmol/l tương đương với 40 mg/l xút (NaOH).

Nước có độ kiềm vừa phải (pH 9 – 12) là điều kiện lí tưởng để bảo vệ sắt khỏi ăn mòn! Axit hoặc nước có tính axit sẽ hoà tan lớp magnetite bảo vệ và phá huỷ sắt/thép.

Độ cứng là nguyên nhân chính gây cáu cặn lò hơi

Độ cứng của nước (chủ yếu là hợp chất của canxi và magie) được phân loại thành độ cứng cacbonat và độ cứng phi cacbonat.

Độ cứng cacbonat (canxi/magie bicacbonat) là độ cứng chỉ có thể tan được trong nước cùng với một lượng axit cacbonic (do CO2 hoà tan trong nước). Nếu lượng CO2 này bị loại bỏ do đun sôi hoặc giảm đi do phun trong không khí hoặc đun nóng thì canxi cacbonat (đá vôi) sẽ kết tủa và tạo thành cặn cacbonat.

Các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới thường có mưa to nên chỉ có ít đá vôi được tạo thành, vì vậy độ cứng cacbonat của nước thô tương đối thấp.

Độ cứng phi cacbonat (canxi/magie clorua, sunphat, nitrat…) có thể hoà tan tốt trong nước, chỉ có canxi sunphat (thạch cao) tạo cặn nếu nồng độ của nó lớn hơn 2g/l = 2000mg/l. Nước thô bị nhiễm bẩn bởi nước biển hoặc nước lợ có độ cứng phi cacbonat cao vì nước biển có hàm lượng NaCl rất cao, thậm chí cả CaCl2 và MgCl2 cũng nhiều.

Khi có silic trong nước (dạng axit silic, oxit silic) thì cả độ cứng cacbonat và phi cacbonat đều tạo cặn canxi/magie silicat (cặn silic) và làm giảm hệ số truyền nhiệt.

Con đường dễ dàng, an toàn và thông dụng nhất để khử độ cứng của nước là áp dụng bình làm mềm nước, nó chuyển các hợp chất canxi và chất của natri rất dễ tan trong nước.

Độ kiềm ảnh hưởng đến tốc độ cáu cặn và ăn mòn lò hơi

Độ kiềm là thông số quan trọng trong quá trình vận hành nồi hơi, nó cho phép xác định các thành phần khác nhau của nước bằng cách chuẩn độ với axit 0,1N khi xác định giá trị độ kiềm m/p dương và với bazơ 0,1N khi xác định giá trị độ kiềm m/p âm . Độ kiềm được phân loại thành độ kiềm tổng, độ kiềm hỗn hợp, độ kiềm NaOH.

Độ kiềm tổng (độ kiềm m dương) là độ kiềm gây nên bởi bicacbonat (ví dụ từ độ cứng cacbonat hoặc natri bicacbonat (sản phẩm phản ứng của độ cứng cacbonat trong quá trình mềm nước), nó bao gồm cả độ kiềm hỗn hợp (độ kiềm p dương) và độ kiềm NaOH nếu có.

Nếu nước chỉ có có độ kiềm m dương, tức là nước chỉ chứa bicacbonat (như độ cứng cacbonat hoặc NaHCO3), đây là đặc trưng cơ bản của nước thô hoặc nước sau khi làm mềm.

Nếu nước có độ kiềm m âm biểu hiện môi trường axit có pH thấp hơn 4,3 và được xác định bằng cách chuẩn độ với NaOH 0,1N.

Độ kiềm hỗn hợp (độ kiềm- p dương) được gây nên bởi tất cả các hợp chất có tính kiềm với pH > 8.2 như cacbonat (soda), Na3PO4 và kiềm tự do (như xút ăn da NaOH), và nó thay thế phép đo độ kiềm NaOH. Độ kiềm hỗn hợp bao gồm cả độ kiềm NaOH.

Giá trị độ kiềm p âm (- p) chỉ thị pH < 8,2 và thể hiện môi trường có tính kiềm hoặc axit yếu, nó được xác định bằng cách chuẩn độ với NaOH 0,1N.

Độ kiềm NaOH chỉ cho biết hàm lượng kiềm tự do trong nước nhưng nó cần xác định theo một qui trình đặc biệt trước khi chuẩn độ xác định độ kiềm p (chỉ thị phenolphtalein)

Chất chỉ thị được dùng khi xác định độ kiềm m là metyl da cam, nó chuyển màu tại pH = 4,3. Chất chỉ thị được dùng khi xác định độ kiềm p là phenolphtalein, nó chuyển màu tại pH = 8,2.

Điều này có nghĩa là nước chỉ có tính kiềm khi nó có giá trị kiềm p. Sự chuyển tiếp giữa giá trị độ kiềm p âm/dương, độ kiềm m âm/dương, pH và dải thay đổi chỉ thị

Đối với nồi hơi nằm ngang, cần phải kiểm tra độ kiềm hỗn hợp p và tổng kiềm của nước nồi.

Silic tạo cặn lò hơi

Những quốc gia thuộc khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới thường có mưa to, nước thô thường có hàm lượng silic (ôxit silic) và/hoặc silicat (hợp chất của silic với canxi, magiê, nhôm, ví dụ như nhôm silic: đất sét) từ trung bình đến cao, đặc biệt là nước sông sau khi mưa to. Cả silic và silicat đều có nguồn gốc từ các khoáng dưới lòng đất như granit, mica, đất sét, bazan…, bởi vì đá vôi gần như tan hoàn toàn trong nước mưa.

Silic và silicat có thể tồn tại ở dạng hoà tan hoặc bán hoà tan (keo) và rất khó loại trừ hoặc giảm bớt đi bằng cách xử lí nước. Lọc cơ học và làm mềm nước không thể loại trừ được silic và silicat.

Độ hoà tan của ôxit silic (SiO2) trong nước tăng mạnh theo nhiệt độ và độ kiềm. Trong nước trung tính hoặc kiềm yếu độ hoà tan của nó rất thấp, vì vậy sẽ hình thành lớp cặn silic.

Silicat hầu như không tan trong nước, trừ silicat kiềm (Na và K), vì vậy nếu trong môi trường không có phôtphat mà có mặt đồng thời cả silicat và độ cứng thì sẽ tạo cặn silicat.

Sắt và mangan tạo cặn lò hơi

Hợp chất của sắt và mangan luôn có trong nước mặt và nước giếng nếu hàm lượng oxy thấp. Hiện tượng này xảy ra phần lớn ở trong lòng đất có các chất hữu cơ như bùn đáy sông, trong một số trường hợp có thể có cả H2S.

Các hợp chất của sắt và mangan có thể tạo lớp cặn trên đường ống có mầu vàng nhạt. Sau khi tiếp xúc với oxy (không khí) nó sẽ tạo ra lớp cặn xốp màu nâu. Đây chính là nguyên nhân đóng cặn trên đường ống cũng như làm giảm hoạt tính của hạt nhựa làm mềm nước do tạo lớp màng màu nâu trên bề mặt nhựa làm mềm. Các muối sắt làm cho sợi vải bị ố vàng.

Trong nhiều trường hợp, tiến hành phun nước trong không khí và lọc cơ học thì có thể loại bỏ được sắt. Đối với các hợp chất của mangan, quá trình oxy hoá trong không khí thường không đủ để loại bỏ chúng mà phải sử dụng các chất có khả năng ôxy hoá mạnh hơn.

Chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến hình thành cáu cặn lò hơi

Chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến hình thành cáu cặn lò hơi

Hợp chất hữu cơ phân huỷ tạo thành tạp chất trong lò hơi

Các chất hữu cơ trong nước thô có thể có nguồn gốc tự nhiên (như xác thực vật bị phân huỷ, than bùn) hoặc từ sinh hoạt của con người hoặc từ công nghiệp (như nước thải, nước có nguồn gốc công nghiệp), thậm chí nước ngưng tụ tuần hoàn cũng có thể bị nhiễm bẩn bởi các sản phẩm hữu cơ (như sữa, dầu thực vật, dung môi). Nhiều hợp chất hữu cơ có khả năng tạo thành bọt trong nồi hơi, làm ảnh hưởng đến chất lượng hơi do bị lẫn nước nồi (BW). Một số chất hữu cơ như đường và rượu bị phân huỷ thành axit hữu cơ và làm giảm pH của nước nồi. Dầu và chất béo cũng có thể làm cho hệ thống điều khiển không thể hoạt động được, nó tạo một lớp màng trên bề mặt kính và có thể hình thành lớp cặn nguy hiểm. Hyđro cacbon có nhiệt độ sôi dưới 1300C thường không gây ảnh hưởng xấu tới nồi hơi.

Các chất khí gây ăn mòn lò hơi

Ôxy, nitơ, cacbon dioxit luôn hoà tan trong nước nếu nước tiếp xúc với không khí. Độ hoà tan của tất cả các chất khí trong nước phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ. Ôxy gây nên ăn mòn ôxy trên thép cacbon hoặc thép hợp kim thấp nếu pH quá thấp hoặc nếu thép không tạo được lớp magnetite bảo vệ. Nitơ không gây tổn hại đến sự vận hành nồi hơi. Cacbon dioxit làm giảm pH và gây nên ăn mòn axit trên thép cacbon.

Ôxy và nitơ trong nước có thể loại bỏ dễ dàng bằng cách đun nóng và ở điều kiện sôi hàm lượng của chúng gần như bằng 0. Một số hoá chất như natri sunphit và hyđrazin có khả năng khử ôxy. Cacbon dioxit chỉ có thể loại bỏ bằng cách đun nóng với điều kiện pH của nước dưới 7- 8 hoặc pH > 8. Nếu nhiệt độ vận hành của bộ khử khí trong khoảng 135 – 140 độ C.

Xử lý cáu cặn lò hơi nồi hơi công nghiệp

Xử lý cáu cặn lò hơi nồi hơi công nghiệp

Một số thiết bị xử lý cáu cặn trong lò hơi:

Tháp giải nhiệt (cooling tower)
Thiết bị trao đổi nhiệt (heat exchangers)
Thiết bị làm mát
Hệ thống phun nhiên liệu
Máy bơm
Lò cảm ứng (induction oven) và các quá trình làm mát trong nông nghiệp, công nghiệp, xử lý nước thải…

Quy trình xử lý cáu cặn lò hơi nồi hơi công nghiệp

Quy trình xử lý cáu cặn lò hơi nồi hơi công nghiệp

Để lò hơi hoạt động ổn định và hiệu quả, thì việc xử lý và loại bỏ cáu cặn là rất quan trọng. VIệc xử lý phải đúng nguyên tắc, quy trình và đúng định kỳ.

Công ty Năng lượng Nhiệt Bách Khoa cung cấp đầy đủ dịch vụ bảo dưỡng, bảo trì, cải tạo, tẩy rửa cáu cặn lò hơi. Chúng tôi luôn sẵn sàng phục vụ chu đáo, khi quý khách hàng có nhu cầu.