BÀI 02: CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ HƠI

  1. Cấu Tạo Của Lò Hơi

Lò hơi (boiler) là thiết bị được sử dụng để tạo ra hơi nước bằng cách đun sôi nước. Cấu tạo của lò hơi bao gồm nhiều bộ phận và hệ thống phối hợp hoạt động để đảm bảo hiệu quả và an toàn. Dưới đây là các thành phần chính của lò hơi và chức năng của từng bộ phận:

  1. Buồng Đốt (Combustion Chamber)

Buồng đốt (Combustion Chamber) trong lò hơi là một phần quan trọng của hệ thống, nơi diễn ra quá trình đốt cháy nhiên liệu để tạo ra năng lượng nhiệt. Quá trình này đun nóng nước và biến nó thành hơi nước, cung cấp năng lượng cho các ứng dụng công nghiệp và dân dụng. Dưới đây là một cái nhìn chi tiết về buồng đốt trong lò hơi:

1.1. Chức năng của buồng đốt

1.1.1. Cháy nhiên liệu:

Buồng đốt là nơi diễn ra quá trình cháy của nhiên liệu (như than, dầu, khí đốt hoặc sinh khối) để tạo ra nhiệt năng.

1.1.2. Chuyển đổi nhiệt năng:

Nhiệt năng được tạo ra từ quá trình cháy được truyền tới nước trong nồi hơi để biến nước thành hơi nước.

1.1.3. Kiểm soát quá trình cháy:

Buồng đốt giúp kiểm soát việc cung cấp nhiên liệu và không khí, đảm bảo sự cháy hoàn toàn và hiệu quả.

1.2. Cấu tạo của buồng đốt

1.2.1. Vật liệu chịu lửa:

Buồng đốt được xây dựng bằng vật liệu chịu lửa để chịu được nhiệt độ cao và bảo vệ cấu trúc bên ngoài.

1.2.2. Vòi phun nhiên liệu:

Được sử dụng để phun nhiên liệu vào buồng đốt, đảm bảo nhiên liệu được phân phối đều và cháy hiệu quả.

1.2.3. Bộ điều chỉnh không khí:

Điều chỉnh lượng không khí được đưa vào buồng đốt để tối ưu hóa quá trình cháy.

1.2.4. Hệ thống đốt phụ trợ:

Bao gồm các thiết bị như quạt gió, bơm nhiên liệu, và bộ điều khiển tự động để duy trì và điều chỉnh quá trình cháy.

1.3. Hoạt động của buồng đốt

1.3.1. Cung cấp nhiên liệu:

Nhiên liệu được cung cấp vào buồng đốt thông qua các vòi phun hoặc băng tải, tùy thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng.

1.3.2. Cung cấp không khí:

Không khí được cung cấp vào buồng đốt để duy trì quá trình cháy. Sự kết hợp giữa nhiên liệu và không khí phải được kiểm soát chính xác để đảm bảo sự cháy hoàn toàn và hiệu quả.

1.3.3. Cháy nhiên liệu:

Nhiên liệu cháy trong buồng đốt tạo ra nhiệt lượng lớn, được sử dụng để đun nóng nước trong nồi hơi.

1.3.4. Xả khí thải:

Các khí thải và tro bụi sinh ra từ quá trình cháy được xả ra ngoài qua hệ thống thoát khí và lọc bụi.

1.4. Quản lý và bảo trì buồng đốt

1.4.1. Kiểm tra định kỳ:

Buồng đốt cần được kiểm tra định kỳ để đảm bảo không có cặn bã hoặc tắc nghẽn, gây cản trở quá trình cháy.

1.4.2. Làm sạch và bảo trì:

Loại bỏ bụi bẩn và cặn bã khỏi buồng đốt để duy trì hiệu suất hoạt động cao.

1.4.3. Kiểm tra hệ thống điều khiển:

Đảm bảo các bộ điều khiển và cảm biến hoạt động chính xác để duy trì quá trình cháy hiệu quả và an toàn.

Tổng kết

Buồng đốt (Combustion Chamber) trong lò hơi là một phần thiết yếu của hệ thống, đảm bảo quá trình cháy diễn ra hiệu quả và an toàn. Thiết kế, quản lý và bảo trì buồng đốt đúng cách là cần thiết để đảm bảo lò hơi hoạt động hiệu quả, an toàn và bền bỉ.

  1. Ống Nước (Water Tubes) hoặc Ống Lửa (Fire Tubes)

Ống nước (Water Tubes) và ống lửa (Fire Tubes) là hai loại thiết kế chính của lò hơi, mỗi loại có các đặc điểm và ứng dụng riêng biệt. Dưới đây là sự khác biệt và các chi tiết về cả hai loại ống này:

2.1. Lò hơi ống nước (Water Tube Boiler)

2.1.1. Đặc điểm:

– Cấu trúc: Nước chảy bên trong các ống, và các ống này được bao quanh bởi khí đốt hoặc lửa.

– Áp suất và nhiệt độ cao: Lò hơi ống nước thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu áp suất và nhiệt độ cao.

– Hiệu suất: Hiệu suất trao đổi nhiệt cao hơn do diện tích bề mặt lớn của các ống nước.

– An toàn: Khả năng chịu áp suất cao hơn, do đó ít nguy cơ nổ hơn so với lò hơi ống lửa.

2.1.2. Ứng dụng:

– Công nghiệp năng lượng: Sản xuất điện, nhà máy điện hạt nhân.

– Công nghiệp chế biến: Nhà máy hóa chất, lọc dầu, sản xuất thép.

Ví dụ:

– Lò hơi Babcock and Wilcox.

– Lò hơi Stirling.

2.2. Lò hơi ống lửa (Fire Tube Boiler)

2.2.1. Đặc điểm:

– Cấu trúc: Khí đốt hoặc lửa chạy bên trong các ống, và các ống này được bao quanh bởi nước.

– Áp suất và nhiệt độ thấp hơn: Lò hơi ống lửa thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu áp suất và nhiệt độ thấp đến trung bình.

– Hiệu suất: Hiệu suất trao đổi nhiệt thấp hơn do diện tích bề mặt trao đổi nhiệt nhỏ hơn.

– An toàn: Nguy cơ nổ cao hơn khi áp suất tăng.

2.2.2. Ứng dụng:

– Ứng dụng thương mại và công nghiệp nhẹ: Hệ thống sưởi ấm, nồi hơi công nghiệp quy mô nhỏ, nhà máy thực phẩm và đồ uống.

Ví dụ:

– Lò hơi Scotch Marine.

– Lò hơi Cornish và Lancashire.

2.2.3. So sánh giữa ống nước và ống lửa

2.2.3.1. Hiệu suất và ứng dụng

– Lò hơi ống nước: Có khả năng hoạt động ở áp suất và nhiệt độ cao hơn, thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng và sản xuất năng lượng.

– Lò hơi ống lửa: Phù hợp với các ứng dụng công nghiệp nhẹ và thương mại, nơi yêu cầu áp suất và nhiệt độ thấp hơn.

2.2.3.2. An toàn

– Lò hơi ống nước: An toàn hơn ở áp suất cao do thiết kế chịu áp suất tốt hơn.

– Lò hơi ống lửa: Nguy cơ nổ cao hơn khi hoạt động ở áp suất cao, cần các biện pháp an toàn nghiêm ngặt hơn.

2.2.3.3. Chi phí và bảo trì

– Lò hơi ống nước: Thường có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn và yêu cầu bảo trì phức tạp hơn do cấu trúc phức tạp và điều kiện hoạt động khắc nghiệt.

– Lò hơi ống lửa: Chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn và dễ bảo trì hơn do cấu trúc đơn giản.

Tổng kết

Cả lò hơi ống nước và lò hơi ống lửa đều có những ưu điểm và hạn chế riêng, và sự lựa chọn giữa hai loại này phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng, bao gồm áp suất, nhiệt độ, chi phí và mức độ an toàn. Lò hơi ống nước thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp nặng và yêu cầu hiệu suất cao, trong khi lò hơi ống lửa phù hợp với các ứng dụng công nghiệp nhẹ và thương mại.

  1. Nồi Hơi (Boiler Drum)

Nồi hơi (Boiler Drum) trong hệ thống lò hơi là một thành phần quan trọng, đóng vai trò trung tâm trong việc tạo và chứa hơi nước. Dưới đây là một số thông tin chi tiết về nồi hơi:

3.1. Chức năng của nồi hơi

3.1.1. Tạo hơi nước:

Nồi hơi là nơi diễn ra quá trình trao đổi nhiệt giữa nước và khí đốt hoặc nhiên liệu cháy, chuyển nước từ trạng thái lỏng sang hơi.

3.1.1.1. Chứa nước và hơi nước:

Nồi hơi chứa cả nước và hơi nước. Phần nước ở phía dưới nồi hơi và phần hơi nước ở phía trên.

3.1.1.2. Tách hơi nước:

Nồi hơi cũng có chức năng tách hơi nước ra khỏi nước để cung cấp hơi nước sạch và khô cho các ứng dụng công nghiệp.

3.2. Cấu tạo của nồi hơi

3.2.1. Thân nồi hơi (Drum Shell):

Thân nồi hơi thường được làm bằng thép chịu nhiệt cao, có khả năng chịu được áp suất cao.

3.2.2. Ống trao đổi nhiệt (Heat Exchange Tubes):

Các ống này nằm trong nồi hơi, nước chạy qua chúng và nhận nhiệt từ quá trình đốt cháy nhiên liệu.

3.2.3. Van và cửa xả (Valves and Blowdown Ports):

Các van và cửa xả được sử dụng để kiểm soát áp suất và loại bỏ cặn bẩn, nước thải khỏi nồi hơi.

3.2.4. Cảm biến và thiết bị đo lường (Sensors and Gauges):

Các thiết bị này được sử dụng để đo áp suất, nhiệt độ, mức nước trong nồi hơi, đảm bảo vận hành an toàn và hiệu quả.

3.2.5. Bộ phân tách hơi (Steam Separator):

Bộ phận này giúp tách hơi nước khỏi nước để đảm bảo hơi nước cung cấp ra ngoài là khô và sạch.

3.3. Hoạt động của nồi hơi

3.3.1. Nạp nước:

Nước được nạp vào nồi hơi qua các đường ống nạp nước.

3.3.2. Trao đổi nhiệt:

Nước trong nồi hơi được đun nóng bởi khí đốt hoặc nhiên liệu cháy, chuyển hóa từ nước sang hơi.

3.3.3. Tách hơi:

Hơi nước sau khi được tạo ra sẽ được tách ra khỏi nước và chuyển đến các thiết bị sử dụng hơi trong hệ thống.

3.3.4. Xả cặn bẩn:

Cặn bẩn và nước thải được loại bỏ khỏi nồi hơi thông qua các van xả.

3.4. Quản lý và bảo trì nồi hơi

3.4.1. Kiểm tra định kỳ:

Nồi hơi cần được kiểm tra định kỳ để phát hiện sớm các vấn đề như rò rỉ, cặn bẩn tích tụ, hao mòn vật liệu.

3.4.2. Làm sạch nồi hơi:

Việc làm sạch định kỳ giúp loại bỏ cặn bẩn, đảm bảo hiệu suất trao đổi nhiệt và kéo dài tuổi thọ của nồi hơi.

3.4.3. Kiểm tra thiết bị đo lường:

Các cảm biến và thiết bị đo lường cần được kiểm tra và hiệu chuẩn định kỳ để đảm bảo thông tin chính xác cho việc vận hành an toàn và hiệu quả.

3.4.4. Bảo trì hệ thống van:

Hệ thống van và cửa xả cần được kiểm tra và bảo trì để đảm bảo hoạt động ổn định và ngăn ngừa sự cố.

Tóm lại

Nồi hơi (Boiler Drum) là một phần thiết yếu trong hệ thống lò hơi, chịu trách nhiệm tạo và chứa hơi nước cho các ứng dụng công nghiệp. Với cấu trúc và chức năng phức tạp, nồi hơi yêu cầu quản lý và bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động an toàn, hiệu quả và kéo dài tuổi thọ.

  1. Bộ Sấy Nước (Economizer)

Bộ sấy nước (Economizer) là một thành phần quan trọng trong hệ thống lò hơi, được thiết kế để tăng hiệu suất bằng cách tận dụng nhiệt từ khí thải để làm nóng nước cấp trước khi nó được đưa vào nồi hơi. Dưới đây là một số thông tin chi tiết về bộ sấy nước:

4.1. Chức năng của bộ sấy nước

4.1.1. Tiết kiệm năng lượng:

Bộ sấy nước sử dụng nhiệt từ khí thải của lò hơi để làm nóng nước cấp, giảm lượng nhiên liệu cần thiết để đun sôi nước trong nồi hơi.

4.1.2. Tăng hiệu suất lò hơi:

Bằng cách tận dụng nhiệt thải, bộ sấy nước giúp cải thiện hiệu suất tổng thể của lò hơi, giảm chi phí vận hành.

4.1.3. Giảm nhiệt độ khí thải:

Làm giảm nhiệt độ khí thải ra môi trường, từ đó giảm thiểu tác động môi trường và nâng cao hiệu suất năng lượng.

4.2. Cấu tạo của bộ sấy nước

4.2.1. Ống trao đổi nhiệt (Heat Exchange Tubes):

Là các ống mà qua đó nước cấp chảy và nhận nhiệt từ khí thải nóng đi qua các ống.

4.2.2. Vỏ ngoài (Casing):

Bảo vệ và bao quanh các ống trao đổi nhiệt, giữ nhiệt và ngăn khí thải thoát ra ngoài.

4.2.3. Cửa vào và ra (Inlet and Outlet Ports):

Cho phép nước cấp đi vào và nước nóng đi ra khỏi bộ sấy nước.

4.2.4. Hệ thống quạt gió (Draft Fans):

Hệ thống quạt có thể được sử dụng để đảm bảo khí thải lưu thông qua bộ sấy nước một cách hiệu quả.

4.3. Hoạt động của bộ sấy nước

4.3.1. Nước cấp chảy vào bộ sấy nước: Nước cấp đi vào bộ sấy nước qua cửa vào.

4.3.2. Trao đổi nhiệt: Nước di chuyển qua các ống trao đổi nhiệt, nhận nhiệt từ khí thải nóng đi qua các ống.

4.3.3. Nước nóng đi ra: Sau khi được làm nóng, nước cấp rời khỏi bộ sấy nước qua cửa ra và được đưa vào nồi hơi.

4.3.4. Khí thải thoát ra: Khí thải sau khi đã truyền nhiệt cho nước cấp sẽ thoát ra ngoài qua hệ thống ống khói hoặc được xử lý tiếp.

4.4. Quản lý và bảo trì bộ sấy nước

4.4.1. Kiểm tra định kỳ: Bộ sấy nước cần được kiểm tra định kỳ để phát hiện và sửa chữa kịp thời các sự cố như rò rỉ hoặc tắc nghẽn.

4.4.2. Làm sạch: Cặn bẩn và bụi có thể tích tụ trên các ống trao đổi nhiệt, giảm hiệu suất. Làm sạch định kỳ giúp duy trì hiệu suất tối ưu.

4.4.3. Kiểm tra hệ thống quạt: Hệ thống quạt cần được kiểm tra và bảo trì để đảm bảo khí thải lưu thông hiệu quả qua bộ sấy nước.

4.4.4. Kiểm tra độ kín của vỏ ngoài: Đảm bảo vỏ ngoài không bị rò rỉ, giữ nhiệt và ngăn khí thải thoát ra ngoài.

4.5. Lợi ích của bộ sấy nước

4.5.1. Tiết kiệm nhiên liệu: Giảm lượng nhiên liệu cần thiết để đun sôi nước, dẫn đến tiết kiệm chi phí.

4.5.2. Giảm khí thải: Giảm nhiệt độ khí thải ra môi trường, giảm thiểu tác động môi trường.

4.5.3. Tăng tuổi thọ lò hơi: Giảm căng thẳng nhiệt lên lò hơi bằng cách cung cấp nước cấp đã được làm nóng trước, giúp kéo dài tuổi thọ của lò hơi.

Tóm lại

Bộ sấy nước (Economizer) trong hệ thống lò hơi là một thiết bị quan trọng giúp tăng hiệu suất năng lượng bằng cách tận dụng nhiệt thải để làm nóng nước cấp. Với vai trò tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành, bộ sấy nước là một phần không thể thiếu trong thiết kế và vận hành hiệu quả của lò hơi. Bảo trì và kiểm tra định kỳ là cần thiết để đảm bảo bộ sấy nước hoạt động hiệu quả và bền bỉ.

  1. Bộ Quá Nhiệt (Superheater)

Bộ quá nhiệt (Superheater) là một thành phần quan trọng trong hệ thống lò hơi, có nhiệm vụ làm tăng nhiệt độ của hơi nước sau khi nó đã được tạo ra từ nước trong nồi hơi. Điều này giúp cải thiện hiệu suất và hiệu quả của hệ thống. Dưới đây là các thông tin chi tiết về bộ quá nhiệt:

5.1. Chức năng của bộ quá nhiệt

5.1.1. Tăng nhiệt độ hơi nước:

Bộ quá nhiệt làm tăng nhiệt độ của hơi nước bão hòa từ nồi hơi, biến nó thành hơi quá nhiệt. Hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn hơi bão hòa nhưng không có sự thay đổi về áp suất.

5.1.2. Cải thiện hiệu suất:

Hơi quá nhiệt có hiệu suất cao hơn khi sử dụng trong các tuabin và máy phát điện, giúp tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống.

5.1.3. Giảm thiểu hiện tượng ngưng tụ:

Hơi quá nhiệt ít có khả năng ngưng tụ khi đi qua các thiết bị, giảm nguy cơ hư hỏng thiết bị và tăng tuổi thọ của hệ thống.

5.2. Cấu tạo của bộ quá nhiệt

5.2.1. Ống quá nhiệt (Superheater Tubes):

Các ống này là nơi hơi nước đi qua và nhận nhiệt từ khí đốt hoặc các nguồn nhiệt khác.

5.2.2. Bộ phận gia nhiệt (Heating Elements):

Các bộ phận gia nhiệt này truyền nhiệt trực tiếp đến các ống quá nhiệt.

5.2.3. Vỏ ngoài (Casing):

Bảo vệ và bao quanh các ống quá nhiệt, giữ nhiệt và ngăn nhiệt thoát ra ngoài.

5.2.4. Cảm biến và thiết bị điều khiển (Sensors and Control Devices):

Đo lường nhiệt độ và điều khiển quá trình quá nhiệt để đảm bảo hơi nước đạt đến nhiệt độ mong muốn.

5.3. Hoạt động của bộ quá nhiệt

5.3.1. Hơi nước bão hòa vào bộ quá nhiệt:

Hơi nước bão hòa được tạo ra từ nồi hơi sẽ đi vào bộ quá nhiệt qua các ống dẫn.

5.3.2. Trao đổi nhiệt:

Hơi nước bão hòa đi qua các ống quá nhiệt và nhận nhiệt từ khí đốt hoặc nguồn nhiệt khác, làm tăng nhiệt độ của nó.

5.3.3. Hơi nước quá nhiệt ra khỏi bộ quá nhiệt:

Hơi nước đã được quá nhiệt sẽ rời khỏi bộ quá nhiệt và đi đến các thiết bị sử dụng hơi như tuabin hoặc máy phát điện.

5.4. Quản lý và bảo trì bộ quá nhiệt

5.4.1. Kiểm tra định kỳ:

Bộ quá nhiệt cần được kiểm tra định kỳ để phát hiện sớm các vấn đề như rò rỉ hoặc tắc nghẽn.

5.4.2. Làm sạch các ống quá nhiệt:

Cặn bẩn và cặn bám có thể tích tụ trên các ống quá nhiệt, làm giảm hiệu suất. Việc làm sạch định kỳ giúp duy trì hiệu suất tối ưu.

5.4.3. Kiểm tra cảm biến và thiết bị điều khiển:

Đảm bảo các cảm biến và thiết bị điều khiển hoạt động chính xác để duy trì nhiệt độ hơi nước ở mức mong muốn.

5.4.4. Kiểm tra vỏ ngoài:

Đảm bảo vỏ ngoài không bị rò rỉ, giữ nhiệt và ngăn nhiệt thoát ra ngoài.

5.5. Lợi ích của bộ quá nhiệt

5.5.1. Tăng hiệu suất hệ thống:

Hơi quá nhiệt có hiệu suất cao hơn khi sử dụng trong các tuabin và máy phát điện, giúp tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống.

5.5.2. Giảm hiện tượng ngưng tụ:

Hơi quá nhiệt ít có khả năng ngưng tụ khi đi qua các thiết bị, giảm nguy cơ hư hỏng thiết bị và tăng tuổi thọ của hệ thống.

5.5.3. Tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu:

Bằng cách tăng nhiệt độ hơi nước, bộ quá nhiệt giúp sử dụng năng lượng nhiệt hiệu quả hơn, giảm lượng nhiên liệu cần thiết.

Tóm lại

Bộ quá nhiệt (Superheater) là một phần quan trọng trong hệ thống lò hơi, có vai trò làm tăng nhiệt độ của hơi nước để cải thiện hiệu suất và hiệu quả của hệ thống. Với thiết kế và chức năng phức tạp, bộ quá nhiệt yêu cầu quản lý và bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Bằng cách tăng nhiệt độ hơi nước, bộ quá nhiệt giúp tối ưu hóa hiệu suất năng lượng và kéo dài tuổi thọ của hệ thống lò hơi.

  1. Hệ Thống Cấp Nước (Feedwater System)

Hệ thống cấp nước (Feedwater System) là một phần thiết yếu trong hệ thống lò hơi, đảm bảo cung cấp nước sạch và ở áp suất cần thiết để nồi hơi hoạt động hiệu quả. Dưới đây là thông tin chi tiết về hệ thống cấp nước trong lò hơi:

6.1. Chức năng của hệ thống cấp nước

6.1.1. Cung cấp nước cho nồi hơi: Đảm bảo cung cấp nước liên tục và đủ số lượng cho nồi hơi.

6.1.2. Điều chỉnh áp suất và nhiệt độ nước: Điều chỉnh áp suất và nhiệt độ nước cấp để phù hợp với yêu cầu của nồi hơi.

6.1.3. Bảo vệ nồi hơi: Ngăn ngừa hiện tượng thiếu nước, giúp bảo vệ nồi hơi khỏi hư hỏng và tăng tuổi thọ của thiết bị.

6.2.3. Loại bỏ tạp chất: Loại bỏ các tạp chất và cặn bã trong nước để đảm bảo nước cấp sạch và không gây hại cho nồi hơi.

6.2. Cấu tạo của hệ thống cấp nước

6.2.1. Bình chứa nước cấp (Feedwater Tank): Chứa nước cấp trước khi nước được bơm vào nồi hơi.

6.2.2. Bơm nước cấp (Feedwater Pump): Bơm nước từ bình chứa vào nồi hơi ở áp suất và lưu lượng cần thiết.

6.2.3. Bộ gia nhiệt nước cấp (Feedwater Heater): Làm nóng nước cấp trước khi đưa vào nồi hơi để tăng hiệu suất nhiệt.

6.2.4. Hệ thống xử lý nước (Water Treatment System): Loại bỏ tạp chất và các chất gây hại từ nước cấp, bao gồm hệ thống lọc và hóa chất xử lý.

6.2.5. Van và thiết bị điều khiển (Valves and Control Devices): Điều chỉnh lưu lượng và áp suất nước cấp vào nồi hơi.

6.3. Hoạt động của hệ thống cấp nước

6.3.1. Thu thập nước: Nước được thu thập từ các nguồn nước như nước ngưng tụ, nước sạch từ hệ thống cung cấp nước.

6.3.2. Xử lý nước: Nước được xử lý để loại bỏ các tạp chất và chất gây hại trước khi đưa vào bình chứa nước cấp.

6.3.3. Làm nóng nước cấp: Nước cấp được làm nóng trong bộ gia nhiệt nước cấp để tăng hiệu suất nhiệt của nồi hơi.

6.3.4. Bơm nước vào nồi hơi: Nước cấp sau khi được làm nóng sẽ được bơm vào nồi hơi thông qua bơm nước cấp và hệ thống van điều khiển.

6.3.5. Điều chỉnh và kiểm soát: Hệ thống điều chỉnh lưu lượng, áp suất và nhiệt độ nước cấp để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn của nồi hơi.

6.4. Quản lý và bảo trì hệ thống cấp nước

6.4.1. Kiểm tra định kỳ:

Kiểm tra định kỳ các bộ phận của hệ thống cấp nước như bơm, van, và thiết bị điều khiển để đảm bảo hoạt động hiệu quả.

6.4.2. Làm sạch bình chứa và ống dẫn:

Làm sạch định kỳ bình chứa và ống dẫn để ngăn ngừa tắc nghẽn và cặn bã tích tụ.

6.4.3. Kiểm tra hệ thống xử lý nước:

Đảm bảo hệ thống xử lý nước hoạt động tốt, thay thế các bộ lọc và thêm hóa chất xử lý khi cần thiết.

6.4.4. Kiểm tra hệ thống gia nhiệt:

Đảm bảo bộ gia nhiệt nước cấp hoạt động hiệu quả để duy trì nhiệt độ nước cấp tối ưu.

6.5. Lợi ích của hệ thống cấp nước

6.5.1. Tăng hiệu suất nồi hơi:

Cung cấp nước cấp đã được làm nóng và xử lý, giúp tăng hiệu suất nhiệt và hiệu suất tổng thể của nồi hơi.

6.5.2. Bảo vệ nồi hơi:

Ngăn ngừa hiện tượng thiếu nước và bảo vệ nồi hơi khỏi hư hỏng do tạp chất và cặn bã.

6.5.3. Tiết kiệm năng lượng:

Tận dụng nhiệt từ các nguồn nước ngưng tụ và làm nóng nước cấp trước khi đưa vào nồi hơi, giúp tiết kiệm năng lượng.

6.5.4. Tăng tuổi thọ thiết bị:

Bảo trì và kiểm tra định kỳ giúp tăng tuổi thọ của các thiết bị trong hệ thống cấp nước và nồi hơi.

Tóm lại

Hệ thống cấp nước (Feedwater System) trong hệ thống lò hơi đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước sạch và phù hợp cho nồi hơi, đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn. Việc quản lý và bảo trì hệ thống cấp nước là cần thiết để duy trì hiệu suất cao và bảo vệ nồi hơi khỏi hư hỏng.

  1. Hệ Thống Đốt (Firing System)

Hệ thống đốt (Firing System) trong hệ thống lò hơi là thành phần quan trọng chịu trách nhiệm chuyển hóa nhiên liệu thành năng lượng nhiệt, cung cấp nhiệt lượng cần thiết để đun sôi nước và tạo ra hơi nước. Dưới đây là thông tin chi tiết về hệ thống đốt trong lò hơi:

7.1. Chức năng của hệ thống đốt

7.1.1. Chuyển hóa nhiên liệu thành năng lượng nhiệt:

Hệ thống đốt chuyển hóa năng lượng hóa học trong nhiên liệu thành năng lượng nhiệt thông qua quá trình đốt cháy.

7.1.2. Cung cấp nhiệt cho nồi hơi:

Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy được truyền đến nước trong nồi hơi, tạo ra hơi nước.

7.1.3. Điều chỉnh quá trình đốt cháy:

Hệ thống đốt điều chỉnh lượng nhiên liệu và không khí cung cấp để tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu khí thải.

7.2. Cấu tạo của hệ thống đốt

7.2.1. Buồng đốt (Combustion Chamber):

Nơi diễn ra quá trình đốt cháy nhiên liệu. Buồng đốt được thiết kế để chịu nhiệt độ cao và đảm bảo đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu.

7.2.2. Bộ cấp nhiên liệu (Fuel Feeding System):

Cung cấp nhiên liệu vào buồng đốt. Hệ thống này có thể bao gồm các bơm nhiên liệu, băng tải, hoặc các thiết bị khác tùy thuộc vào loại nhiên liệu sử dụng (dầu, khí, than, sinh khối).

7.2.3. Bộ cấp không khí (Air Supply System):

Cung cấp không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy. Hệ thống này thường bao gồm quạt gió, bộ điều chỉnh không khí và ống dẫn khí.

7.2.4. Bộ điều khiển và cảm biến (Control and Sensor System):

Giám sát và điều chỉnh các thông số của quá trình đốt cháy như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng nhiên liệu và không khí.

7.2.5. Hệ thống xử lý khí thải (Flue Gas Treatment System):

Xử lý khí thải trước khi thải ra môi trường, bao gồm các bộ lọc, bộ tách bụi và các thiết bị giảm khí thải độc hại.

7.3. Hoạt động của hệ thống đốt

7.3.1. Cung cấp nhiên liệu và không khí:

Nhiên liệu và không khí được cấp vào buồng đốt theo tỷ lệ phù hợp để đảm bảo đốt cháy hoàn toàn.

7.3.2. Đốt cháy nhiên liệu:

Nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt, chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng nhiệt.

7.3.3. Truyền nhiệt:

Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy được truyền đến nước trong nồi hơi thông qua các bề mặt trao đổi nhiệt.

7.3.4. Điều chỉnh quá trình đốt cháy:

Hệ thống điều khiển tự động điều chỉnh lượng nhiên liệu và không khí để duy trì hiệu suất tối ưu và giảm thiểu khí thải.

7.4. Quản lý và bảo trì hệ thống đốt

7.4.1. Kiểm tra định kỳ:

Thực hiện kiểm tra định kỳ các bộ phận của hệ thống đốt để phát hiện và khắc phục sớm các vấn đề như rò rỉ, hao mòn, hoặc hư hỏng.

7.4.2. Làm sạch buồng đốt:

Loại bỏ cặn bã và bụi bẩn tích tụ trong buồng đốt để duy trì hiệu suất đốt cháy cao.

7.4.3. Bảo trì bộ cấp nhiên liệu và không khí:

Đảm bảo các bộ phận của hệ thống cấp nhiên liệu và không khí hoạt động hiệu quả và không bị tắc nghẽn.

7.4.4. Kiểm tra hệ thống điều khiển và cảm biến:

Đảm bảo các thiết bị điều khiển và cảm biến hoạt động chính xác để duy trì quá trình đốt cháy ổn định.

7.4.5. Xử lý khí thải:

Bảo trì và kiểm tra hệ thống xử lý khí thải để đảm bảo khí thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn quy định.

7.5. Lợi ích của hệ thống đốt hiệu quả

7.5.1. Tăng hiệu suất lò hơi:

Hệ thống đốt hiệu quả giúp tối ưu hóa việc chuyển hóa nhiên liệu thành năng lượng nhiệt, tăng hiệu suất của lò hơi.

7.5.2. Giảm chi phí nhiên liệu: Đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu giúp giảm lượng nhiên liệu cần thiết, từ đó giảm chi phí vận hành.

7.5.3. Giảm khí thải:

Hệ thống đốt hiệu quả giúp giảm lượng khí thải độc hại, bảo vệ môi trường và tuân thủ các quy định về khí thải.

7.5.4. Tăng tuổi thọ thiết bị:

Bảo trì định kỳ và vận hành hiệu quả giúp giảm hao mòn và tăng tuổi thọ của các bộ phận trong hệ thống đốt.

Tóm lại

Hệ thống đốt (Firing System) trong hệ thống lò hơi đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa nhiên liệu thành năng lượng nhiệt, cung cấp nhiệt lượng cần thiết cho quá trình tạo hơi nước. Việc quản lý và bảo trì hệ thống đốt đúng cách không chỉ tăng hiệu suất và giảm chi phí vận hành mà còn bảo vệ môi trường và tăng tuổi thọ của thiết bị.

  1. Hệ Thống Khói Thải (Flue Gas System)

Hệ thống khói thải (Flue Gas System) trong hệ thống lò hơi là một phần quan trọng nhằm quản lý và xử lý khí thải sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu. Dưới đây là thông tin chi tiết về hệ thống khói thải:

8.1. Chức năng của hệ thống khói thải

8.1.1. Loại bỏ khí thải:

Loại bỏ khí thải sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu trong lò hơi.

8.1.2. Giảm thiểu ô nhiễm:

Xử lý và giảm thiểu các chất gây ô nhiễm trong khí thải trước khi thải ra môi trường.

8.1.3. Bảo vệ môi trường:

Đảm bảo khí thải ra môi trường đạt các tiêu chuẩn về môi trường, giảm thiểu tác động tiêu cực đến không khí và sức khỏe con người.

8.1.4. Tối ưu hóa hiệu suất:

Thu hồi và tận dụng nhiệt lượng còn lại trong khí thải để tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống.

8.2. Cấu tạo của hệ thống khói thải

8.2.1. Ống khói (Chimney/Stack):

Làm nhiệm vụ dẫn khí thải ra khỏi lò hơi và thải ra ngoài không khí.

8.2.2. Bộ lọc bụi (Dust Collector):

Loại bỏ các hạt bụi và các hạt rắn có trong khí thải.

8.2.3. Bộ hấp thụ khí (Absorber):

Hấp thụ và loại bỏ các chất khí độc hại như SO2, NOx, CO, và các hợp chất hữu cơ bay hơi.

8.2.4. Bộ giảm âm (Silencer):

Giảm tiếng ồn phát sinh từ khí thải khi ra ngoài môi trường.

8.2.5. Hệ thống tuần hoàn khí thải (Flue Gas Recirculation):

Tái tuần hoàn một phần khí thải trở lại buồng đốt để tăng hiệu suất đốt cháy và giảm nhiệt độ khí thải.

8.2.6. Bộ trao đổi nhiệt (Heat Exchanger):

Thu hồi nhiệt lượng còn lại trong khí thải để sử dụng lại trong quá trình đốt cháy hoặc các mục đích khác.

8.3. Hoạt động của hệ thống khói thải

8.3.1. Thu gom khí thải:

Khí thải từ quá trình đốt cháy nhiên liệu được thu gom và dẫn qua các ống dẫn đến hệ thống khói thải.

8.3.2. Lọc bụi:

Khí thải đi qua bộ lọc bụi để loại bỏ các hạt bụi và hạt rắn.

8.3.3. Hấp thụ chất độc hại:

Khí thải tiếp tục đi qua bộ hấp thụ để loại bỏ các chất khí độc hại như SO2, NOx, CO.

8.3.4. Giảm tiếng ồn:

Khí thải đi qua bộ giảm âm để giảm tiếng ồn phát sinh.

8.3.5. Thu hồi nhiệt:

Khí thải được dẫn qua bộ trao đổi nhiệt để thu hồi nhiệt lượng còn lại.

8.3.6. Thải ra môi trường:

Khí thải sau khi đã được xử lý sẽ được thải ra ngoài qua ống khói, đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường.

8.4. Quản lý và bảo trì hệ thống khói thải

8.4.1. Kiểm tra định kỳ:

Thực hiện kiểm tra định kỳ các bộ phận của hệ thống khói thải để phát hiện và sửa chữa kịp thời các sự cố.

8.4.2. Làm sạch bộ lọc bụi và bộ hấp thụ:

Làm sạch định kỳ bộ lọc bụi và bộ hấp thụ để duy trì hiệu suất xử lý khí thải.

8.4.3. Kiểm tra ống khói và ống dẫn:

Đảm bảo ống khói và ống dẫn không bị tắc nghẽn hoặc hư hỏng.

8.4.4. Kiểm tra bộ giảm âm:

Đảm bảo bộ giảm âm hoạt động hiệu quả để giảm thiểu tiếng ồn.

8.4.5. Bảo trì bộ trao đổi nhiệt:

Đảm bảo bộ trao đổi nhiệt hoạt động hiệu quả để thu hồi nhiệt lượng tối đa từ khí thải.

8.5. Lợi ích của hệ thống khói thải hiệu quả

8.5.1. Bảo vệ môi trường:

Giảm thiểu khí thải độc hại và các chất gây ô nhiễm, bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.

8.5.2. Tăng hiệu suất năng lượng:

Tận dụng nhiệt lượng còn lại trong khí thải để tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống.

8.5.3. Tuân thủ quy định:

Đảm bảo khí thải ra môi trường đạt các tiêu chuẩn và quy định về môi trường.

8.5.4. Giảm chi phí vận hành:

Thu hồi nhiệt lượng và giảm chi phí nhiên liệu thông qua việc tái tuần hoàn khí thải.

Tóm lại

Hệ thống khói thải (Flue Gas System) trong hệ thống lò hơi đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý và giảm thiểu khí thải, bảo vệ môi trường và tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống. Việc quản lý và bảo trì hệ thống khói thải đúng cách giúp đảm bảo hoạt động hiệu quả, giảm chi phí vận hành và đáp ứng các tiêu chuẩn về môi trường.

  1. Các Thiết Bị Bảo Vệ và Điều Khiển (Safety and Control Devices)

Trong hệ thống lò hơi, các thiết bị bảo vệ và điều khiển đóng vai trò quan trọng để đảm bảo an toàn vận hành và tối ưu hóa hiệu suất. Dưới đây là một số thiết bị bảo vệ và điều khiển chính trong hệ thống lò hơi:

9.1. Thiết bị bảo vệ:

9.1.1. Van an toàn (Safety Valve):

– Chức năng: Giải phóng áp suất khi áp suất trong lò hơi vượt quá mức an toàn.

– Hoạt động: Tự động mở khi áp suất vượt quá giới hạn được thiết lập, giảm áp suất để ngăn ngừa các sự cố nổ lò hơi.

9.1.2. Van điều áp (Pressure Relief Valve):

– Chức năng: Giảm áp suất một cách kiểm soát để đảm bảo áp suất trong lò hơi không vượt quá mức cho phép.

– Hoạt động: Tự động điều chỉnh và giảm áp suất khi cần thiết để bảo vệ lò hơi và hệ thống.

9.1.3. Van xả tự động (Blowdown Valve):

– Chức năng: Xả bớt nước và các chất cặn bã từ lò hơi để duy trì chất lượng nước và hiệu suất lò hơi.

  • Hoạt động: Cài đặt để tự động xả nước theo chu kỳ hoặc khi có cảnh báo quá mức chất bẩn.

9.2. Thiết bị điều khiển:

9.2.1. Bộ điều khiển mức nước (Water Level Controller):

– Chức năng: Theo dõi và duy trì mức nước trong nồi hơi ở mức an toàn.

– Hoạt động: Sử dụng cảm biến để điều chỉnh hệ thống cấp nước và xả nước để giữ cho mức nước luôn ổn định.

9.2.2. Cảm biến nhiệt độ (Temperature Sensor):

– Chức năng: Giám sát và điều khiển nhiệt độ trong lò hơi.

– Hoạt động: Gửi tín hiệu về bộ điều khiển để điều chỉnh lượng nhiên liệu và khí thổi để duy trì nhiệt độ an toàn và hiệu suất.

9.2.3. Đồng hồ đo áp suất (Pressure Gauge):

– Chức năng: Hiển thị áp suất trong lò hơi để nhân viên vận hành có thể theo dõi và điều chỉnh.

– Hoạt động: Cung cấp thông tin về áp suất hiện tại để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.

9.3. Các thiết bị khác:

9.3.1. Bộ giảm áp (Pressure Reducing Valve):

– Chức năng: Giảm áp suất nước cấp vào lò hơi đến mức an toàn.

– Hoạt động: Đảm bảo áp suất nước cấp vào không quá cao, bảo vệ các thiết bị trong hệ thống khỏi những tác động không mong muốn.

9.3.2. Bộ điều khiển tự động (Automatic Control):

– Chức năng: Điều khiển tự động các hoạt động của lò hơi như cấp nước, cấp nhiên liệu, và điều chỉnh nhiệt độ.

– Hoạt động: Sử dụng các cảm biến và bộ điều khiển để tự động hoá các quy trình, giảm sự can thiệp của con người và tối ưu hóa hiệu suất.

Các thiết bị này không chỉ đảm bảo an toàn mà còn giúp hệ thống lò hơi hoạt động hiệu quả, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Quản lý và bảo trì định kỳ các thiết bị này là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và an toàn.

Lò hơi là một hệ thống phức tạp bao gồm nhiều bộ phận và hệ thống phối hợp hoạt động để đảm bảo tạo ra hơi nước một cách hiệu quả và an toàn. Việc hiểu rõ cấu tạo và chức năng của từng bộ phận giúp người vận hành và bảo dưỡng lò hơi có thể duy trì hoạt động ổn định và kéo dài tuổi thọ thiết bị.

  1. Nguyên Lý Hoạt Động Của Lò Hơi

Lò hơi (boiler) là thiết bị chuyển đổi năng lượng từ nhiên liệu thành nhiệt năng dưới dạng hơi nước. Dưới đây là các bước và nguyên lý hoạt động cơ bản của lò hơi:

  1. Quá Trình Cung Cấp Nhiên Liệu và Không Khí

Quá trình cung cấp nhiên liệu và không khí cho lò hơi là một phần quan trọng trong quá trình hoạt động của lò hơi. Dưới đây là mô tả chi tiết về quá trình này:

1.1. Cung cấp nhiên liệu

1.1.1. Loại nhiên liệu:

Lò hơi có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau như than đá, dầu, khí đốt, sinh khối, hay nhiên liệu khí hóa lỏng (LPG), tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu của hệ thống.

1.1.2. Hệ thống cung cấp nhiên liệu:

– Nhiên liệu rắn (than đá): Thường được vận chuyển và lưu trữ trong hệ thống silo hoặc kho lưu trữ và được cấp vào lò hơi thông qua hệ thống băng tải hoặc hệ thống vận chuyển khác.

– Nhiên liệu lỏng (dầu, LPG): Được cấp vào lò hơi thông qua hệ thống bơm và hệ thống ống dẫn nhiên liệu.

– Nhiên liệu khí (khí đốt): Được cung cấp thông qua hệ thống đường ống dẫn khí đốt và hệ thống van điều khiển áp suất.

1.1.3. Bộ điều khiển nhiên liệu:

Điều khiển lượng nhiên liệu cung cấp vào lò hơi để duy trì điều kiện đốt cháy an toàn và hiệu quả. Bộ điều khiển này thường điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu so với không khí để đảm bảo hỗn hợp nhiên liệu phù hợp cho quá trình đốt.

1.2. Cung cấp không khí

1.2.1. Hệ thống cung cấp không khí:

Không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy được cung cấp thông qua hệ thống đường ống khí và bộ điều khiển.

1.2.2. Bộ điều khiển không khí:

Điều khiển lượng không khí cung cấp vào lò hơi để đảm bảo tỷ lệ nhiên liệu và không khí phù hợp cho quá trình đốt cháy hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.

1.3. Quá trình hoạt động

1.3.1. Đốt cháy:

Nhiên liệu và không khí được phối hợp và đốt cháy trong buồng đốt của lò hơi.

1.3.2. Điều khiển và giám sát:

Hệ thống điều khiển tự động giám sát các thông số như áp suất, nhiệt độ, lưu lượng nhiên liệu và không khí để điều chỉnh và duy trì điều kiện hoạt động lò hơi trong phạm vi an toàn và hiệu quả.

1.3.3. Kiểm soát ô nhiễm:

Đảm bảo quá trình đốt cháy được kiểm soát để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bằng cách sử dụng các thiết bị kiểm soát và thiết bị xử lý khí thải.

Quá trình cung cấp nhiên liệu và không khí cho lò hơi đòi hỏi sự chính xác và kiểm soát để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối đa, đồng thời đảm bảo an toàn và tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường. Các thiết bị và hệ thống liên quan đến quá trình này thường được thiết kế và vận hành một cách tự động và an toàn để đảm bảo khả năng vận hành liên tục và hiệu quả của lò hơi.

  1. Quá Trình Đốt Cháy

Quá trình đốt cháy trong hệ thống lò hơi là quá trình cơ bản nhằm chuyển đổi năng lượng hóa học từ nhiên liệu thành năng lượng nhiệt, được áp dụng để tạo ra hơi nước hoặc nước nóng để sử dụng trong các quy trình công nghiệp hoặc để tạo ra điện năng. Dưới đây là mô tả chi tiết về quá trình này:

2.1. Chuẩn bị nhiên liệu và không khí

– Nhiên liệu: Loại nhiên liệu sẽ được sử dụng (than đá, dầu, khí đốt, sinh khối) sẽ được chuẩn bị và cung cấp vào hệ thống lò hơi.

– Không khí: Không khí cần thiết cho quá trình đốt cháy cũng được cung cấp vào lò hơi để hỗ trợ trong quá trình cháy.

2.2. Phối hợp nhiên liệu và không khí

– Hỗn hợp nhiên liệu/không khí: Nhiên liệu và không khí được hỗn hợp với tỷ lệ nhất định để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra hiệu quả và an toàn.

– Sự hoà hợp: Điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu và không khí là cực kỳ quan trọng để đảm bảo cháy đầy đủ và không có khí thừa, dẫn đến hiệu suất nhiệt cao và tiết kiệm nhiên liệu.

2.3. Buồng đốt (Combustion chamber)

– Chức năng: Là nơi nhiên liệu và không khí gặp nhau và bị thiêu đốt.

– Điều kiện: Buồng đốt được thiết kế để cung cấp điều kiện phù hợp để phản ứng hóa học xảy ra một cách hiệu quả, bao gồm nhiệt độ, áp suất và lưu lượng không khí.

2.4. Quá trình cháy

– Phản ứng hóa học: Nhiên liệu, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp, reacats với oxy trong không khí để sản xuất nhiệt và khí thải.

– Nhiệt lượng: Năng lượng hóa học của nhiên liệu được chuyển đổi thành nhiệt lượng, nâng cao nhiệt độ của hơi nước hoặc nước nóng trong lò hơi.

2.5. Kiểm soát quá trình

– Điều khiển: Hệ thống điều khiển tự động giám sát và điều khiển quá trình cháy để duy trì điều kiện hoạt động lò hơi ở mức an toàn và hiệu quả.

– Giám sát: Các thông số như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng nhiên liệu và không khí được giám sát để đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra đúng cách và tuân thủ các tiêu chuẩn quy định.

2.6. Xử lý khí thải

– Bộ lọc khí thải: Sau khi cháy, khí thải được xử lý để loại bỏ các chất ô nhiễm như CO2, NOx, SOx và các hợp chất hữu cơ bay hơi trước khi được thải ra môi trường.

Quá trình đốt cháy trong hệ thống lò hơi đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng sạch và hiệu quả cho các ứng dụng công nghiệp và sản xuất. Việc thiết kế và vận hành hệ thống đốt cháy cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo an toàn, bảo vệ môi trường và tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của lò hơi.

  1. Truyền Nhiệt

Trong hệ thống lò hơi, quá trình truyền nhiệt là quá trình chuyển đổi và truyền tải năng lượng từ nguồn nhiệt (nhiên liệu đốt cháy) sang nước để tạo ra hơi nước hoặc nước nóng. Đây là quá trình cơ bản để sản xuất năng lượng nhiệt trong các ứng dụng công nghiệp và sản xuất. Dưới đây là các phương pháp chính để truyền nhiệt trong hệ thống lò hơi:

3.1. Truyền nhiệt bằng phương pháp dẫn

– Ống nước (Water tubes) và ống lửa (Fire tubes): Trong lò hơi có thể sử dụng các ống nước hoặc ống lửa để truyền nhiệt. Nước được điều hòa qua các ống này để hấp thụ nhiệt từ lửa hoặc năng lượng nhiệt khác. Quá trình này diễn ra qua tiếp xúc trực tiếp giữa lửa và ống, hoặc thông qua tường chia cách nhiệt.

– Buồng đốt (Combustion chamber): Nơi nhiên liệu được đốt cháy để tạo ra nhiệt. Năng lượng nhiệt từ quá trình đốt cháy được truyền nhiệt sang bề mặt của buồng đốt, từ đó nó sẽ tiếp tục được chuyển tiếp sang nước hoặc chất làm lạnh để tạo ra hơi nước hoặc nước nóng.

3.2. Truyền nhiệt bằng phương pháp tỏa

– Bề mặt truyền nhiệt (Heat exchange surfaces): Bao gồm các bề mặt của ống nước, ống lửa, hoặc các tấm chia nhiệt, nơi nhiệt từ nguồn nhiệt chuyển đổi sang nước trong hệ thống lò hơi. Đây là quá trình chính để nước hấp thụ nhiệt và biến thành hơi nước hoặc nước nóng.

3.3. Quá trình chuyển đổi

– Hệ thống nước lò hơi (Boiler water system): Nước trong lò hơi được tuần hoàn qua các phần khác nhau của hệ thống để tiếp tục hấp thụ nhiệt từ nguồn nhiệt và chuyển đổi thành hơi nước hoặc nước nóng.

3.4. Quản lý nhiệt độ và áp suất

– Thiết bị điều khiển nhiệt và áp suất: Được sử dụng để điều chỉnh và duy trì các thông số như nhiệt độ và áp suất trong lò hơi, để đảm bảo quá trình truyền nhiệt diễn ra hiệu quả và an toàn.

Quá trình truyền nhiệt trong hệ thống lò hơi đóng vai trò cực kỳ quan trọng để đảm bảo sản xuất năng lượng hiệu quả và an toàn. Việc thiết kế và vận hành hệ thống phải được chăm sóc và bảo trì định kỳ để đảm bảo hiệu suất tối ưu và tuổi thọ của lò hơi.

  1. Quá Trình Tạo Hơi

Quá trình tạo hơi trong hệ thống lò hơi là quá trình chuyển đổi năng lượng từ nguồn nhiệt (nhiên liệu đốt cháy) sang hơi nước. Đây là quá trình cơ bản để sản xuất hơi nước trong các ứng dụng công nghiệp và sản xuất. Dưới đây là mô tả chi tiết về quá trình này:

4.1. Chuẩn bị nhiên liệu và không khí

– Nhiên liệu: Loại nhiên liệu (ví dụ: than đá, dầu, khí đốt) được cung cấp vào hệ thống lò hơi để sử dụng làm nguồn nhiệt.

– Không khí: Không khí cần thiết để hỗ trợ quá trình đốt cháy của nhiên liệu, được cung cấp thông qua hệ thống đường ống khí.

4.2. Đốt cháy và sinh nhiệt

      – Buồng đốt (Combustion chamber): Nơi nhiên liệu và không khí được phối hợp và thiêu đốt để tạo ra năng lượng nhiệt. Quá trình đốt cháy sản sinh nhiệt độ cao.

4.3. Truyền nhiệt vào nước

      – Bề mặt truyền nhiệt (Heat exchange surfaces): Năng lượng nhiệt từ quá trình đốt cháy được chuyển đổi và truyền nhiệt sang nước trong hệ thống lò hơi. Các bề mặt này có thể bao gồm ống nước, ống lửa hoặc các tấm chia nhiệt, nơi nước được hấp thụ nhiệt để chuyển đổi thành hơi nước.

4.4. Sản xuất hơi nước

      – Hệ thống nước lò hơi (Boiler water system): Nước trong lò hơi được tuần hoàn qua các phần khác nhau của hệ thống để hấp thụ nhiệt từ nguồn nhiệt và chuyển đổi thành hơi nước. Quá trình này diễn ra trong các buồng chưng cất nước hoặc qua các ống nước được truyền nhiệt bởi nhiệt từ lửa.

4.5. Kiểm soát nhiệt độ và áp suất

– Thiết bị điều khiển (Control devices): Được sử dụng để điều chỉnh và duy trì các thông số như nhiệt độ và áp suất trong lò hơi, đảm bảo quá trình sản xuất hơi nước diễn ra một cách an toàn và hiệu quả.

4.6. Xử lý hơi nước và khí thải

– Xử lý hơi nước: Hơi nước sau khi được tạo ra sẽ được sử dụng cho các mục đích như sưởi ấm, sản xuất điện, hoặc quá trình công nghiệp khác.

– Xử lý khí thải: Khí thải từ quá trình đốt cháy sẽ được xử lý để giảm thiểu tác động môi trường, bằng cách sử dụng các thiết bị lọc khí thải và hệ thống kiểm soát ô nhiễm.

Quá trình tạo hơi trong hệ thống lò hơi đòi hỏi sự chính xác và quản lý kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả vận hành, an toàn và bảo vệ môi trường. Việc bảo trì định kỳ và kiểm tra các thiết bị là rất quan trọng để duy trì hoạt động ổn định và tiết kiệm năng lượng của hệ thống lò hơi.

  1. Quá Nhiệt Hơi Nước:

Quá nhiệt hơi nước trong hệ thống lò hơi là quá trình gia tăng nhiệt độ của hơi nước sau khi nó đã được sản xuất từ quá trình đốt cháy và truyền nhiệt. Đây là một phần quan trọng của hệ thống lò hơi để tăng cường hiệu suất và sử dụng hơi nước vào các quá trình công nghiệp hoặc sản xuất khác. Dưới đây là mô tả chi tiết về quá trình quá nhiệt hơi nước:

5.1. Bộ quá nhiệt (Superheater)

– Chức năng: Bộ quá nhiệt là một thành phần trong hệ thống lò hơi được sử dụng để tăng nhiệt độ của hơi nước lên cao hơn so với nhiệt độ bão hòa ở áp suất làm việc của lò hơi. Quá nhiệt hơi nước giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống bằng cách cung cấp hơi nước nóng hơn và năng lượng nhiệt lớn hơn.

– Vận hành: Hơi nước từ bộ chưng cất trong lò hơi đi qua bộ quá nhiệt, nơi nó tiếp tục được truyền nhiệt từ lửa hoặc nhiên liệu khác, gia tăng nhiệt độ trước khi được sử dụng cho các mục đích như sưởi ấm, sản xuất điện, hay quá trình công nghiệp.

5.2. Lợi ích của quá nhiệt hơi nước

– Tăng hiệu suất: Hơi nước quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn giúp cải thiện hiệu suất của hệ thống lò hơi, giảm thiểu tổn thất nhiệt và tăng khả năng sử dụng năng lượng.

– Giảm hao hụt: Giúp giảm hao hụt nhiệt trong quá trình truyền nhiệt và chuyển đổi năng lượng từ nguồn nhiệt sang hơi nước.

– Nâng cao chất lượng hơi nước: Hơi nước quá nhiệt thường có ít hàm lượng ẩm hơn, do đó hữu ích hơn cho các quá trình công nghiệp như turbin điện.

5.3. Thiết kế và vận hành

– Vật liệu và thiết kế: Bộ quá nhiệt thường được làm từ các vật liệu chịu nhiệt như thép không gỉ hoặc hợp kim đặc biệt để đảm bảo sự an toàn và hiệu quả trong môi trường làm việc cao nhiệt độ.

– Điều khiển nhiệt độ: Quá trình quá nhiệt cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo nhiệt độ hơi nước ra từ bộ quá nhiệt đáp ứng các yêu cầu công nghiệp cụ thể.

Quá nhiệt hơi nước là một phần không thể thiếu trong hệ thống lò hơi công nghiệp để đảm bảo sản xuất hơi nước với chất lượng cao và hiệu suất tối đa. Việc thiết kế và vận hành bộ quá nhiệt cần phải được thực hiện cẩn thận để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành của hệ thống.

  1. Cung Cấp Hơi Nước

Quá trình cung cấp hơi nước trong hệ thống lò hơi là quá trình cung cấp hơi nước hoặc nước nóng cho các quy trình công nghiệp, sưởi ấm, hay sản xuất điện. Đây là một phần rất quan trọng trong hoạt động của lò hơi và yêu cầu các bước và thiết bị chuyên dụng để đảm bảo nước được cung cấp một cách an toàn và hiệu quả. Dưới đây là mô tả chi tiết về quá trình này:

6.1. Hệ thống nước cấp (Feedwater system)

– Nguồn nước: Nguồn nước cung cấp vào hệ thống lò hơi có thể là nước cấp thành phố, nước giếng, hoặc nước đã qua xử lý để đảm bảo chất lượng nước phù hợp cho quá trình chế biến.

– Xử lý nước: Trước khi nước được cung cấp vào lò hơi, nó cần được xử lý để loại bỏ các tạp chất và ion gây ăn mòn, cũng như điều chỉnh pH để bảo vệ hệ thống lò hơi và tăng tuổi thọ của các thiết bị.

6.2. Bơm cấp nước (Feedwater pumps)

– Chức năng: Bơm cấp nước đảm bảo nước được tuần hoàn và cung cấp với áp suất và lưu lượng phù hợp vào lò hơi. Các bơm này thường là các bơm đa tầng để đảm bảo áp suất đủ lớn cho quá trình sản xuất hơi nước.

6.3. Bồn chứa nước cấp (Feedwater tank)

– Chức năng: Bồn chứa nước cấp thường được sử dụng để lưu trữ và cân bằng nước cấp trước khi được cung cấp vào lò hơi. Nó cũng giúp loại bỏ các khí khác nhau từ nước.

6.4. Hệ thống tiền nhiệt (Preheating system)

– Chức năng: Trong một số hệ thống, nước có thể được tiền nhiệt bằng cách sử dụng bộ quá nhiệt để gia tăng hiệu suất và giảm thiểu mức nhiệt cần thiết từ nhiên liệu để tạo ra hơi nước.

6.5. Quá trình sản xuất hơi nước

– Buồng chưng cất (Boiler drum): Nơi nước được nung nóng và biến thành hơi nước. Các vòng lặp tuần hoàn trong hệ thống lò hơi giúp duy trì nước ở nhiệt độ và áp suất phù hợp để tạo ra hơi nước.

6.6. Kiểm soát và bảo trì

– Thiết bị điều khiển (Control devices): Các thiết bị điều khiển tự động được sử dụng để giám sát và điều chỉnh quá trình cung cấp nước và sản xuất hơi nước để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của hệ thống.

Quá trình cung cấp hơi nước trong hệ thống lò hơi yêu cầu sự phối hợp chặt chẽ giữa các thiết bị và quy trình để đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định. Việc bảo trì định kỳ và kiểm tra các thiết bị là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất cao và tuổi thọ dài của hệ thống.

  1. Quá Trình Xả Thải

Quá trình xả thải trong hệ thống lò hơi là quá trình loại bỏ khí thải sau quá trình đốt cháy nhiên liệu và sản xuất hơi nước. Đây là một phần quan trọng trong việc bảo vệ môi trường và duy trì hoạt động hiệu quả của hệ thống lò hơi. Dưới đây là mô tả chi tiết về quá trình này:

7.1. Khí thải từ quá trình đốt cháy

– Sản phẩm khí thải: Sau quá trình đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt, các sản phẩm khí thải bao gồm khí CO2 (carbon dioxide), CO (carbon monoxide), SO2 (sulfur dioxide), NOx (nitrogen oxides), hơi nước, và các hợp chất hữu cơ và không hữu cơ khác.

7.2. Hệ thống xả thải

– Lò xả (Stack): Lò xả là nơi các khí thải từ quá trình đốt cháy được điều hướng và xả ra môi trường bên ngoài. Lò xả thường có cao độ để tạo sự khuếch tán và giảm thiểu tác động của khí thải lên môi trường.

– Hệ thống xử lý khí thải: Đôi khi, trước khi khí thải được xả ra môi trường, nó sẽ đi qua các thiết bị xử lý để giảm thiểu tác động môi trường như việc loại bỏ bụi mịn, khí NOx, SO2, hay hấp thụ hơi nước.

7.3. Quản lý và tuân thủ

– Quản lý môi trường: Quá trình xả thải phải tuân thủ các quy định pháp luật về môi trường và bảo vệ không khí.

– Giám sát và bảo trì: Hệ thống xả thải cần được giám sát và bảo trì định kỳ để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả. Các thiết bị đo lường và kiểm soát được sử dụng để đảm bảo chất lượng khí thải đáp ứng tiêu chuẩn.

7.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xả thải

– Loại nhiên liệu: Loại nhiên liệu đốt cháy sẽ ảnh hưởng đến thành phần và lượng khí thải sinh ra.

– Thiết kế hệ thống lò hơi: Thiết kế của lò hơi và hệ thống xả thải sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả và tính chất của khí thải.

Quá trình xả thải trong hệ thống lò hơi là một phần không thể thiếu để đảm bảo sự bền vững và bảo vệ môi trường trong các hoạt động công nghiệp và sản xuất. Việc thiết kế, vận hành và bảo trì hệ thống này là rất quan trọng để đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường và duy trì hoạt động hiệu quả của lò hơi.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi bao gồm quá trình đốt cháy nhiên liệu để tạo nhiệt, truyền nhiệt đến nước để tạo hơi, và cung cấp hơi nước cho các ứng dụng khác nhau. Hệ thống điều khiển và xả thải đảm bảo hoạt động hiệu quả và tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và môi trường. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của lò hơi giúp người vận hành duy trì và tối ưu hóa hiệu suất của thiết bị.

Lò hơi là một thiết bị quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, yêu cầu sự hiểu biết sâu rộng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động để vận hành an toàn và hiệu quả. Hiểu rõ về các thành thành phần và quy trình hoạt động của lò hơi giúp đảm bảo hoạt động liên tục và tránh các sự cố không mong muốn.

https://daynghedaivietphat.com/bai-02-cau-tao-va-nguyen-ly-hoat-dong-cua-lo-hoi/

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

error: Content is protected !!