Tin tức
NỒI HƠI (LÒ HƠI) LÀ GÌ? CÁC LOẠI LÒ HƠI PHỔ BIẾN
Nồi hơi (hay còn gọi là lò hơi) là thiết bị thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng dân dụng. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi nước thành hơi nước bằng cách sử dụng năng lượng từ việc đốt cháy nhiên liệu hoặc các nguồn nhiệt khác. Sự đa dạng về loại nhiên liệu, kích thước và thiết kế của nồi hơi cho phép chúng đáp ứng nhu cầu năng lượng đa dạng của các ngành công nghiệp khác nhau. Bài viết này sẽ giới thiệu về nồi hơi, nguyên lý hoạt động và các loại nồi hơi phổ biến hiện nay.
1. Nồi hơi (lò hơi) công nghiệp là gì?
Lò hơi đã xuất hiện hơn 150 năm nay, ban đầu chúng được thiết kế với hình dạng đơn giản như những cái ấm nước. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng trong các ngành công nghiệp, lò hơi đã không ngừng được cải tiến theo xu hướng tăng công suất, hiệu suất nhiệt, lắp đặt và vận hành đơn giản để phù hợp với các điều kiện thực tế.
Nồi hơi (lò hơi) công nghiệp - Industrial Boiler - là thiết bị dùng để cung cấp hơi nước nóng nhờ việc chuyển hóa nhiệt lượng từ quá trình đốt cháy các loại nhiên liệu như than, dầu, khí gas, biomass,...
Lò hơi công nghiệp thường được chế tạo bằng cách hàn và ghép nối các tấm thép dày có khả năng chịu lực tốt với nhau, nhờ đó lò hơi có thể đẩy áp suất lên cực cao từ vài Barg đến vài trăm Barg. Mức này lớn hơn nhiều lần so với việc sử dụng lò áp suất thông thường.
Ngày nay, lò hơi công nghiệp đã và đang được ứng dụng rộng rãi cho nhiều ngành sản xuất khác nhau như: Thực Phẩm & Đồ Uống, Giấy, Hóa Chất, Dệt nhuộm, Sắt - Thép, Thức ăn chăn nuôi… và hơi áp suất cao của lò hơi còn được ứng dụng trong lĩnh vực năng lượng khi kết hợp với tuabin để sản sinh ra điện phục vụ cho cuộc sống.
2. Nguyên lý hoạt động của lò hơi công nghiệp
Lò hơi công nghiệp hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển hóa nhiệt năng thành năng lượng hơi nước. Tương tự như một nồi áp suất khổng lồ, lò hơi là một hệ thống kín chứa nước. Khi nhiên liệu như than, dầu, khí gas, hoặc biomass,... được đốt cháy trong buồng đốt sẽ tạo ra khí nóng với nhiệt lượng cao.
Khí nóng tiếp xúc với bình chứa nước khiến lượng nước (chất lỏng) bên trong được làm nóng để đun sôi tạo hơi nước.
Hơi nước được tạo ra trong lò hơi ở các áp suất khác nhau (tùy theo kích thước và thông số kỹ thuật của lò). Mức áp suất này có thể được điều chỉnh tùy theo yêu cầu của quá trình sản xuất.
Sau đó, hơi nước sẽ lần lượt được truyền qua các hệ thống đường ống và phân phối cho các đơn vị sản xuất, nhà máy điện khác nhau,...
3. Phân loại lò hơi
Có rất nhiều loại lò hơi khác nhau tùy theo lĩnh vực hoạt động, sau đây là một số cách phân loại lò hơi phổ biến.
3.1 Phân loại theo lịch sử phát triển
Đây là cách phân loại cơ bản nhất với 2 loại lò hơi là: lò hơi ống lửa và lò hơi ống nước. Sự khác biệt chính của chúng là cách mà nhiệt được truyền vào nước để tạo ra hơi nước.
3.1.1 Lò hơi ống lửa (Fire-Tube Boiler)
Trong lò hơi ống lửa, khí nóng từ quá trình cháy đi qua một loạt các ống được nhúng trong một bình chứa đầy nước. Khi nhiệt độ của nước xung quanh các ống tăng lên, nó sẽ chuyển sang trạng thái hơi, tích tụ ở phía trên cùng của vỏ nồi hơi, sau đó được dẫn tới khu vực cần sử dụng.
Như vậy, đặc điểm để nhận biết lò hơi ống lửa là sản phẩm cháy đi bên trong ống, nước và hơi đi bên ngoài ống.
Lò hơi ống lửa
Lò hơi ống lửa có chi phí đầu tư thấp nhờ vào cấu tạo khá đơn giản nhưng chính cấu tạo này lại hạn chế khả năng ứng dụng của nó trong những yêu cầu tăng công suất và hiệu suất cao.
3.1.2 Lò hơi ống nước (Water-Tube-Boiler):
Lò hơi ống nước được thiết kế với các ống chứa nước được gia nhiệt từ bên ngoài bằng khí nóng trong quá trình cháy. Khí nóng sinh ra khi đốt cháy nhiên liệu sẽ tiếp xúc với bề mặt các ống, khiến nước trong ống chuyển thành hơi nước. Sau đó, hơi nước này được thu thập trong một balong hơi hoặc ống góp, rồi được chuyển đến khu vực cần sử dụng.
Như vậy, đặc điểm để nhận biết lò hơi ống nước là nước và hơi đi bên trong ống, sản phẩm cháy đi bên ngoài ống.
Lò hơi ống nước
Lò hơi ống nước có hiệu suất nhiệt cao hơn so với lò hơi ống lửa, nhưng chúng phức tạp hơn để có thể xây dựng và chất lượng nước là một yếu tố quan trọng đến hiệu suất của lò. Do đó, nguồn nước cấp cần được lọc và xử lý (Bộ làm mềm nước, khử khí ...) để hoạt động hiệu quả nhất.
3.2 Phân loại theo áp suất:
- Lò hơi hạ áp: Lò hơi có áp suất sinh ra nhỏ hơn 15 bar, nhiệt độ nhỏ hơn 350 ºC.
- Lò hơi trung áp: Lò hơi có áp suất sinh ra từ 15 đến 60 bar, nhiệt độ nhỏ từ 350 đến 450 ºC
- Lò hơi cao áp: Lò hơi có áp suất sinh ra trên 60 bar, nhiệt độ nhỏ từ 450 đến 540 ºC
- Lò hơi siêu cao áp: Lò hơi có áp suất trên 140 bar.
Ngoài ra, trong một số ứng dụng đặc biệt, lò hơi hoạt động trên áp suất tới hạn (Áp suất tới hạn của nước Pth nuớc = 225,3 bar) nên còn được gọi là lò hơi trên tới hạn (Supercritical boilers).
3.3 Phân loại theo sản lượng hơi:
- Lò hơi công suất nhỏ: D < 20 T/h
- Lò hơi công suất trung bình: 20 ≤ D < 75 T/h
- Lò hơi công suất lớn: D ≥ 75 T/h
** Trong đó, ký hiệu D là sản lượng hơi theo thiết kế (Đơn vị kg/s hay kg/h hay Tấn/h) là lượng hơi sinh ra trong một đơn vị thời gian.
3.4 Phân loại theo chế độ tuần hoàn nước:
- Lò hơi tuần hoàn tự nhiên có bao hơi (Natural circulation or Drum boilers)
- Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức (Forced circulation boilers)
- Lò hơi trực lưu (Once-through or No-drum boilers)
3.5 Phân loại theo cách đốt nhiên liệu
- Lò hơi đốt theo lớp: Nhiên liệu rắn (than, củi, bã mía, v.v...) được xếp thành lớp trên ghi để đốt. Có loại ghi cố định, có loại ghi chuyển động thường gọi là ghi xích, có loại ghi xích thuận chiều, có loại ghi xích ngược chiều.
- Lò hơi đốt phun: Nhiên liệu khí, nhiên liệu lỏng phun thành bụi, nhiên liệu rắn nghiền thành bột được phun vào buồng lửa, hỗn hợp với không khí và tiến hành các giai đoạn của quá trình cháy trong không gian buồng lửa.
- Lò hơi đốt đặc biệt: Thường gặp hai loại là buồng lửa xoáy và buồng lửa tầng sôi.
- Buồng lửa xoáy có thể đốt được than cám nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ. Nhiên liệu và không khí được đưa vào buồng lửa hình trụ theo chiều tiếp tuyến với tốc độ cao. Dưới tác dụng của lực ly tâm, xỉ lỏng và các hạt nhiên liệu có kích thước lớn bám sát thành lớp vào tường lò, rồi đến các lớp có kích thước nhỏ hơn, những lớp này cháy hoàn toàn theo lớp, còn những hạt than nhỏ cùng với chất bốc chuyển động ở vùng trung tâm và cháy trong không gian. Như vậy có thể xem trong buồng lửa xoáy vừa đốt theo lớp vừa đốt trong không gian.
- Còn trong lò hơi buồng lửa tầng sôi (tầng lỏng), nhiên liệu rắn nguyên khai hoặc nghiền sơ bộ sau khi được đưa vào, dưới tác động của gió có tốc độ rất cao, dao động lên xuống trong một khoảng không gian nhất định của buồng lửa và tiến hành tất cả các giai đoạn của quá trình cháy. Có loại buồng lửa tầng sôi cháy ở nhiệt độ cao (1.000°C trở lên), tro chảy thành xỉ, kết lại rơi xuống ghi xích rồi thải ra ngoài. Có loại buồng lửa tầng sôi cháy ở nhiệt độ thấp, khoảng 800°C, không để hình thành oxit nitơ (NOx). Loại này có hiệu quả xử lý tốt, không để tro nóng chảy mà để tro cọ xát với nhau và cọ xát với cát trộn vào để biến thành bụi mịn, bay theo sản phẩm cháy rồi được thu hồi ở các bộ khử mùi.
4. Một số loại lò hơi phổ biến khác
Với hơn 30 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực đầu tư xây dựng, vận hành và bảo trì lò hơi chuyên nghiệp, Thuận Hải tự hào là đơn vị hàng đầu cung cấp các giải pháp lò hơi tiên tiến đáp ứng mọi nhu cầu của các ngành công nghiệp nói chung.
Trong bài viết này, hãy cùng điểm qua một số loại lò hơi phổ biến đã và đang được Thuận Hải áp dụng cho các khách hàng sau:
4.1 Lò hơi ghi xích (Chain Grate Boiler):
Lò hơi ghi xích
Lò hơi ghi xích sử dụng hệ thống ghi xích để chuyển động kéo theo nhiên liệu ra phía sau, gió được cấp từ dưới mặt ghi lên phía trên để đốt cháy. Nhiên liệu được đốt cháy ở dạng cốc hoặc dạng hạt, thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp lớn và có nhu cầu nhiệt lượng cao.
4.2 Lò hơi ghi đẩy (Step Grate Combustion Boiler):
Lò hơi ghi đẩy
Lò hơi này có cấu tạo mặt ghi bậc thang chuyển động xen kẽ, đẩy nhiên liệu di chuyển trên bề mặt đốt. Sự di chuyển bước tiến cho phép việc đốt cháy hiệu quả hơn và linh hoạt hơn đối với các loại nhiên liệu khác nhau.
4.3 Lò hơi tầng sôi (Fluidized Bed Boiler):
Lò hơi tầng sôi
Lò hơi tầng sôi là loại lò hơi công nghiệp sử dụng buồng đốt kiểu tầng sôi (được tạo thành từ hàng triệu hạt cát, xỉ hoặc một số loại vật liệu đặc biệt) để đốt cháy nhiên liệu. Buồng đốt tầng sôi tạo ra điều kiện hòa trộn rất tốt trên toàn bộ diện tích của buồng đốt nên nhiên liệu sẽ cháy kiệt trong khi nhiệt độ buồng đốt lại không quá cao, làm giảm lượng phát thải các loại khí có hại.
Mỗi dự án lò hơi trên đều được Thuận Hải thiết kế và điều chỉnh theo nhu cầu cụ thể của khách hàng, cam kết mang lại hiệu quả vượt trội và giá trị bền vững lâu dài.
Nếu doanh nghiệp bạn đang cần tư vấn về giải pháp lò hơi phù hợp, hãy liên hệ ngay với Thuận Hải để được hỗ trợ và giải đáp nhanh chóng nhé!
------------------------------------
Tài liệu tham khảo:
- Đặng Thành Trung. Giáo trình lò hơi. (2012). Việt Nam: NXB Đại học Quốc gia TPHCM
- PGS.TS Nguyễn Lê Dzần, TS. Nguyễn Công Hân. (2005). Công nghệ lò hơi và mạng nhiệt. Việt Nam: NXB Khoa học và kỹ thuật
Theo dõi Thuận Hải
Có Thể Bạn Quan Tâm


VẬN HÀNH LÒ HƠI LÀ GÌ? CÁCH VẬN HÀNH LÒ HƠI HIỆU QUẢ, TIẾT KIỆM
Vận hành lò hơi hiệu quả, tiết kiệm là vấn đề được nhiều doanh nghiệp hiện nay đặc biệt quan tâm. Theo thống kê, trên cả nước đang có khoảng 9000 lò hơi đang hoạt động. Tuy nhiên, nhiều lò hơi có hiệu suất năng lượng thấp, kém hiệu quả về kinh tế. Nhiều doanh nghiệp gặp trở ngại trong việc ổn định sản xuất đang dần thay thế sang lò hơi hiện đại hơn và có quy trình vận hành chuyên nghiệp.