Cấu tạo lò hơi đốt than

Trong ngành công nghiệp nặng, sản xuất điện năng, chế biến thực phẩm, dệt may, hay hóa chất – hơi nước gần như là “nguồn năng lượng sống”. Và để tạo ra hơi nước áp suất cao ổn định, lò hơi đốt than vẫn là một trong những giải pháp phổ biến nhờ chi phí nhiên liệu thấp và khả năng vận hành ổn định lâu dài.

Nếu thiếu lò hơi, nhiều dây chuyền sản xuất sẽ phải dừng lại. Trong nhà máy nhiệt điện, lò hơi thậm chí còn là “trái tim” quyết định công suất phát điện. Điều này khiến việc hiểu rõ cấu tạo lò hơi đốt than trở nên cực kỳ quan trọng.

Cấu tạo chi tiết thiết bị chính lò hơi đốt than

Cấu tạo chi tiết của hệ thống lò hơi đốt than gồm những bộ phận sau:

Buồng đốt: Buồng đốt là nơi diễn ra quá trình cháy của than để tạo nhiệt lượng. Đây là khu vực chịu nhiệt độ cực cao (có thể trên 1000°C).

Chức năng chính của buồng đốt là đốt cháy nhiên liệu than, sinh nhiệt cho toàn bộ hệ thống và suy trì quá trình cháy ổn định.

Tuỳ loại lò hơi mà có thể sử dụng than cục, than bột hay than tầng sôi để làm nhiên liệu.

Dàn ống sinh hơi: Các ống nước này bao quanh buồng đốt. Nước chảy trong ống và hấp thụ nhiệt từ buồng đốt để biến thành hơi nước.

Vai trò của dàn ống sinh hơi là tăng hiệu suất trao đổi nhiệt, bảo vệ vỏ lò khỏi nhiệt độ quá cao và tạo hơi nước sơ cấp.

Bao hơi: Bao hơi là nơi tách hơi nước khỏi nước lỏng sau khi nước được đun sôi trong các ống sinh hơi. Nó có chức năng tách hơi – nước và tích trữ tạm thời cũng như ổn định áp suất hệ thống.

Bộ quá nhiệt: Giúp tăng nhiệt độ hơi nước lên cao hơn nhiệt độ bão hòa → tăng hiệu suất turbine hoặc thiết bị sử dụng hơi.

Economizer (Bộ hâm nước): Tận dụng nhiệt khí thải để làm nóng nước cấp trước khi vào lò → tiết kiệm nhiên liệu.

Bộ sấy không khí: Gia nhiệt không khí trước khi cấp vào buồng đốt → tăng hiệu quả cháy.

Cấu tạo lò hơi đốt than ghi xích

Cấu tạo các thiết bị phụ lò hơi đốt than

Ngoài ra, hệ thống lò hơi đốt than còn gồm nhiều bộ phận, thiết bị phụ nữa để tạo nên một hệ thống lò hơi hoàn chỉnh, như: hệ cấp liệu; hệ thốn xử lý khói thải và ống khói; hệ thống quạt; hệ thống, vv.

Hệ cấp liệu than

Sau khi đã hiểu cấu tạo phần thân lò, trước tiên cần xem xét cách nhiên liệu được đưa vào lò để duy trì quá trình cháy ổn định.

Hệ cấp liệu là thiết bị phụ quan trọng giúp vận chuyển than từ kho chứa đến buồng đốt với lưu lượng ổn định. Hệ thống này thường gồm băng tải than, phễu chứa (bunker), bộ cấp liệu định lượng và các cơ cấu vận chuyển trung gian. Với lò hơi đốt than cục, hệ cấp liệu có thể sử dụng ghi xích để vừa cấp than vừa vận chuyển than cháy trong buồng đốt. Với lò than bột, hệ thống nghiền than và phun than sẽ được tích hợp thêm.

Vai trò chính của hệ cấp liệu là đảm bảo cung cấp đủ nhiên liệu theo tải vận hành của lò, tránh tình trạng cháy không hoàn toàn hoặc thiếu nhiệt. Ngoài ra, hệ thống còn giúp tự động hóa vận hành, giảm nhân công và tăng độ an toàn. Nếu hệ cấp liệu hoạt động không ổn định, toàn bộ hiệu suất lò hơi sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp.

Hệ thống xử lý khói thải và ống khói

Sau khi nhiên liệu cháy sinh nhiệt, bước tiếp theo cần quan tâm là cách xử lý khí thải để đảm bảo môi trường và hiệu suất hệ thống.

Hệ thống xử lý khói thải có nhiệm vụ loại bỏ bụi, SO₂, NOx và các chất ô nhiễm trước khi khí thải ra môi trường. Các thiết bị phổ biến gồm lọc bụi tĩnh điện (ESP), cyclone tách bụi, tháp hấp thụ khử lưu huỳnh (FGD) và bộ lọc túi vải. Sau khi xử lý, khí sạch sẽ được dẫn ra ngoài qua ống khói cao nhằm khuếch tán khí thải an toàn.

Ống khói không chỉ đơn giản là đường thoát khói mà còn tạo lực hút tự nhiên giúp dòng khí lưu thông trong lò. Thiết kế chiều cao và đường kính ống khói phải tính toán kỹ để đảm bảo phát tán khí tốt và tránh ảnh hưởng khu vực xung quanh.

Hệ thống quạt gió và quạt hút

Tiếp theo, để duy trì quá trình cháy và lưu thông khí trong lò, hệ thống quạt đóng vai trò không thể thiếu.

Hệ thống quạt trong lò hơi đốt than thường gồm quạt cấp gió (FD Fan), quạt hút khói (ID Fan) và đôi khi có quạt gió sơ cấp (PA Fan). Quạt cấp gió cung cấp oxy cho quá trình cháy, trong khi quạt hút khói tạo áp suất âm trong buồng đốt giúp hút khí thải ra ngoài.

Nếu hệ thống quạt hoạt động sai lệch, có thể gây cháy không hoàn toàn hoặc rò rỉ khói ra ngoài. Do đó, quạt thường được điều khiển bằng biến tần để thay đổi lưu lượng gió theo tải lò, giúp tối ưu hiệu suất cháy và tiết kiệm điện năng.

Cấu tạo lò hơi đốt than

Hệ thống điện và điều khiển lò hơi đốt than

Cuối cùng, để liên kết tất cả các hệ thống cơ khí thành một hệ vận hành đồng bộ, cần đến hệ thống điện và điều khiển trung tâm.

Hệ thống điện và điều khiển là “bộ não” của lò hơi. Nó bao gồm tủ điện, PLC/DCS điều khiển trung tâm, cảm biến đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và mức nước. Nhờ hệ thống này, lò hơi có thể vận hành tự động, duy trì thông số ổn định và phát hiện sự cố sớm.

Ngoài ra, hệ thống còn tích hợp các chức năng bảo vệ an toàn như ngắt lò khi áp suất vượt mức, cảnh báo mức nước thấp hoặc quá nhiệt. Trong các nhà máy hiện đại, toàn bộ quá trình vận hành lò hơi được giám sát trên phòng điều khiển trung tâm, giúp tăng độ an toàn và giảm sai sót con người.

Cấu tạo lò hơi đốt than tầng sôi

Hiểu cấu tạo lò hơi đốt than để làm gì?

Sau khi đã nắm cấu tạo cơ bản, giờ là lúc hiểu vì sao việc nắm rõ hệ thống này lại cực kỳ giá trị. Hiểu cấu tạo lò hơi đốt than giúp:

Vận hành an toàn: Lò hơi là thiết bị áp suất cao → nếu sai sót có thể gây sự cố nghiêm trọng.

Tối ưu hiệu suất: Biết vị trí tổn thất nhiệt → điều chỉnh vận hành → tiết kiệm nhiên liệu.

Bảo trì đúng cách: Hiểu cấu tạo giúp phát hiện sớm các hiện tượng như rò rỉ ống, cáu cặn hay các vật liệu bị ăn mòn để từ đó có hướng xử lý kịp thời.

Cơ hội nghề nghiệp: Ngành năng lượng, nhiệt điện, cơ khí nhiệt luôn cần kỹ sư hiểu sâu về lò hơi.

Cấu tạo lò hơi đốt than

Kết luận

Trước khi kết thúc, hãy cùng nhìn lại bức tranh tổng thể để hệ thống hóa kiến thức.

Lò hơi đốt than là hệ thống kỹ thuật phức tạp gồm nhiều bộ phận phối hợp chặt chẽ. Từ buồng đốt tạo nhiệt, dàn ống sinh hơi truyền nhiệt, đến bao hơi tách hơi nước – tất cả tạo thành chu trình sản xuất hơi nước hiệu quả.

Trong bối cảnh năng lượng vẫn cần ổn định và chi phí hợp lý, lò hơi đốt than vẫn giữ vai trò quan trọng ở nhiều quốc gia và ngành công nghiệp. Vì vậy, hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó là nền tảng cực kỳ giá trị cho bất kỳ ai theo đuổi lĩnh vực kỹ thuật – năng lượng.