Lò hơi ghi xích: cấu tạo và nguyên lí hoạt động

Lò hơi (Nồi hơi) ghi xích là gì?

Lò hơi (nồi hơi) ghi xích là thiết bị sử dụng nhiệt từ nhiên liệu được đốt (than cám,  củi, trấu, biomass, …) để gia nhiệt nước thành hơi phục vụ cho nhu cầu sản xuất hoặc phát điện, là loại có buồng đốt, có trình độ cơ khí hóa cao nhất trong các loại buồng đốt ghi đốt nhiên liệu theo lớp. Đặc điểm của loại buồng đốt này là ghi xích chuyển động vô tận và lớp nhiên chuyển động đồng thời với ghi.

Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của lò hơi ghi xích

Cấu tạo

Hệ cấp nhiên liệu vào lò:

• Hệ cấp liệu bao gồm các thiết bị như xe xúc, phễu chứa nhiên liệu, gàu tải, băng tải, vít tải… được bố trí điều khiển một cách linh động, định lượng và tự động để cấp nhiên liệu cho lò hơi.

• Ngoài ra, hệ cấp liệu còn được trang bị thêm cân khối lượng để xác định lượng nhiên liệu tiêu hao cho lò hơi.

Ghi xích (buồng đốt) – Thân lò

• Phễu cấp liệu nằm ở ngoài khu vực buồng đốt, nhờ tác dụng của trọng lực mà nhiên liệu được rải đều trên mặt ghi, sau đó nhiên liệu đi cùng với ghi xích vào buồng đốt của lò hơi. Trong quá trình chuyển động của ghi, các giai đoạn của quá trình cháy nhiên liệu đã lần lượt xảy ra và chiếm những vùng nhất định theo chiều dài ghi. Xỉ tạo ra cuối quá trình cháy được gạt xuống phễu hứng xỉ nhờ thiết bị gạt xỉ.

• Quá trình cháy của nhiên liệu là quá trình phản ứng hoá học giữa các nguyên tố hoá học của nhiên liệu với oxi phát sáng và sinh ra nhiệt (quá trình cháy là quá trình oxi hoá). Chất oxi hóa chính là oxi (lấy từ không khí) cấp vào trong buồng đốt ghi xích thông qua các hộp gió. Các nguyên tố cháy được trong nhiên liệu (C, H, O, N, S, …) bị oxy hoá trong quá trình cháy, sản phẩm sau quá trình cháy gọi là khói.

• Khi quá trình cháy diễn ra, nhiệt lượng tỏa ra sẽ truyền nhiệt cho các dàn ống sinh hơi đặt xung quanh buồng đốt. Nước trong các ống của dàn ống sinh hơi được đun nóng đến sôi và sinh hơi. Hỗn hợp hơi nước sinh ra được đưa lên tập trung ở bao hơi. Bao hơi dùng để phân ly hơi ra khỏi hỗn hợp hơi nước. Phần nước chưa bốc hơi có trong bao hơi được đưa trở lại các dàn ống sinh hơi qua hệ thống ống xuống đặt ngoài vách ướt (để không hấp thụ nhiệt).

• Nước đi trong các ống nước xuống không được đun nóng, có trọng lượng riêng lớn hơn hỗn hợp hơi nước ở trong các dàn ống sinh hơi. Điều đó tạo nên sự chênh lệch trọng lượng cột nước làm cho môi chất chuyển động tuần hòan tự nhiên trong vòng tuần hoàn kín. Nhưng khi áp suất làm việc của nồi hơi đạt trạng thái cận tới hạn hoặc tới hạn trở lên thì phải sử dụng bơm tuần hoàn để hỗ trợ nước chuyển động qua dàn ống sinh hơi.

• Hơi ra khỏi bao hơi là hơi bão hòa, nếu cần chất lượng hơi quá nhiệt thì đưa hơi này qua bộ quá nhiệt để gia nhiệt thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao.

Bộ thu hồi nước và gió nồi hơi ghi xích

• Khói thải được sinh ra trong quá trình cháy của nhiên liệu, sau khi qua các chùm ống đối lưu của  lò hơi, năng lượng từ nguồn nhiệt này vẫn còn rất lớn. Vì vậy trong hệ thống nồi hơi phải sử dụng bộ hâm nước cấp và bộ sấy không khí cấp vào lò nhằm tận dụng nguồn nhiệt lượng này, tránh lãng phí năng lượng và đảm bảo hiệu suất lò đạt cao nhất.

• Nước từ bồn nước cấp sau khi được khử khí (loại bỏ oxi (O2) và Cacbonic (CO2) hòa tan có trong nước) được bơm vào bộ hâm nước. Tại đây, nước được gia nhiệt lên nhiệt độ phù hợp, sau đó tiếp tục di chuyển vào trong bao hơi của lò hơi.

• Tuy nhiên, bộ hâm nước cũng không nên thiết kế quá lớn, để tránh trường hợp không mong muốn là nước sinh hơi trong bộ hâm nước, tạo ra trở lực lớn trên đường nước cấp vào lò hơi.

• Không khí từ môi trường bên ngòai được quạt cấp đưa vào bộ sấy không khí để tận dụng tối đa lượng nhiệt của khói thải mang ra ngòai, khói sau khi qua bộ sấy không khí khoảng 110 -140^oC. Nhiệt độ khói thải cũng không nên để quá thấp nhằm tránh sự cố ăn mòn ống khói do hiện tượng đọng sương trong khói (SO2 hoặc NOx trong khói bị oxi hoá thành axit).

Hệ thống lọc bụi

• Hệ thống lọc bụi có thể sử dụng hệ thống lọc bụi túi, lọc bụi tĩnh điện hoặc tháp lọc ướt để xử lý bụi cho lò hơi. Các thiết bị lọc bụi này sẽ lọc, tách các hạt bụi trong khói thải, đảm bảo khói thải khi ra ống khói thoả mãn tất cả các thông số về tiêu chuẩn môi trường.

Quạt hút và ống khói

• Quạt hút là thiết bị hút khói thải từ buồng đốt lò hơi, đồng thời đẩy khói vào ống khói và thải ra môi trường.

• Quạt hút cũng là thiết bị duy trì áp âm trong buồng đốt nhằm tránh sự cố dương lò xảy ra, gây nguy hiểm cho người vận hành và hệ thống lò hơi.

Nguyên lí hoạt động

Cung cấp nhiên liệu:

• Lưu trữ nhiên liệu: Nhiên liệu được lưu trữ tại kho chứa, đảm bảo luôn có sẵn để cung cấp liên tục.

• Cấp liệu vào lò: Một hệ thống băng tải tự động hoặc máy cấp liệu sẽ đưa nhiên liệu từ kho chứa vào ghi xích, từ đó nhiên liệu sẽ được vận chuyển vào buồng đốt.

Quá trình đốt:

• Sấy khô: Khi nhiên liệu vào buồng đốt, nhiệt từ quá trình cháy sẽ làm khô nhiên liệu, loại bỏ độ ẩm.

• Khởi động cháy: Sau khi nhiên liệu khô, nhiệt độ tiếp tục tăng lên, các hợp chất dễ bay hơi bắt đầu cháy, sinh ra khí cháy.

• Cháy hoàn toàn: Khi nhiệt độ đủ cao, phần còn lại của nhiên liệu sẽ cháy hoàn toàn, giải phóng năng lượng nhiệt lớn nhất.

• Xử lý tro: Tro sau khi cháy sẽ rơi xuống phần đáy của lò và được loại bỏ qua hệ thống xả tro.

Gió cấp:

• Quạt gió: Quạt gió sẽ cung cấp luồng khí cần thiết để hỗ trợ quá trình cháy. Các quạt này thường được điều khiển bằng biến tần để điều chỉnh lưu lượng gió tùy theo nhu cầu.

• Hệ thống cấp gió: Gió sẽ được phân phối đều qua các cửa gió tại buồng đốt, đảm bảo nhiên liệu được cháy đều và hiệu quả.

Hệ thống điều khiển:

• Cảm biến và đo lường: Các cảm biến nhiệt độ, áp suất, lưu lượng khí, và mức nhiên liệu sẽ liên tục giám sát trạng thái của lò hơi.

• Bộ điều khiển trung tâm: Dữ liệu từ các cảm biến sẽ được gửi đến bộ điều khiển trung tâm, nơi mà các thông số sẽ được điều chỉnh tự động để duy trì hiệu suất tối ưu.

• Giao diện người-máy (HMI): Giao diện này cho phép người vận hành giám sát và điều chỉnh các thông số của lò hơi theo yêu cầu thực tế.

Hệ thống xả:

• Bộ lọc bụi: Khí thải từ buồng đốt sẽ được lọc qua các bộ lọc bụi để loại bỏ các hạt bụi và tro mịn.

• Hệ thống xả thải: Sau khi được lọc, khí thải sẽ được xả ra môi trường qua ống khói, tuân thủ các tiêu chuẩn về bảo vệ môi trường.

Ưu và nhược điểm của lò hơi (nồi hơi) ghi xích

Ưu điểm của nồi hơi ghi xích

• Thích hợp đốt các loại nhiên liệu có kích thước to, có cỡ hạt lên đến 50mm, nhiên liệu đốt đa dạng;

• Cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng;

• Giải nhiệt ghi xích tốt, do trong quá trình vận hành chỉ có một nữa chiều dài ghi xích tiếp xúc với trực tiếp với nhiên liệu đang cháy;

• Dễ điều chỉnh tải theo như cầu (trong trường hợp tải hơi thấp);

• Hệ thống nồi hơi vận hành ở chế độ tự động, cần ít nhân công vận hành;

Nhược điểm của lò hơi ghi xích

• Do ghi xích là chi tiết cơ khí chuyển động nên rất dễ hư hỏng;

• Chi phí bảo trì cao;

• Hiệu suất nồi hơi không cao do xỉ mang nhiệt ra bên ngoài;

• Không chế tạo được lò có công suất lớn, do hiệu suất và buồng đốt không đảm bảo. Công suất vẫn hạn chế (dưới 100 T/h);

• Quán tính nhiệt lớn không điều chỉnh;

• Yêu cầu về nhiên liệu cao, đặc biệt là độ ẩm không được vượt quá 20%, độ tro cũng không được vượt quá 20-25%, nhiệt độ nóng chảy của tro xỉ cũng không được quá thấp. Nếu thấp hơn 1.200^oC tro xỉ nóng chảy sẽ bọc các hạt than chưa cháy. Kích cỡ hạt cũng đòi hỏi cao, không được quá lớn hoặc quá nhỏ.

Quy trình vận hành lò hơi ghi xích

Quy trình vận hành lò hơi ghi xích cần được thực hiện theo đúng các bước, quy định kỹ thuật. Có như vậy mới đảm bảo được chất lượng, sự an toàn trong quá trình vận hành, tránh được những rủi ro không đáng có có thể xảy ra.

Giai đoạn 1: Kiểm tra hệ thống lò

Trước khi tiến hành quy trình vận hành lò hơi ghi xích, bạn cần phải kiểm tra lò. Các bộ phận cần phải kiểm tra ở đây là loại van, bơm tay, bình cấp nước trung gian, bể chứa nước, hệ thống đường ống, các thiết bị đo lường và an toàn, nhiên liệu đốt, dụng cụ vận hành, nguồn nước,… Tất cả phải được xem xét, kiểm tra để xem đã đảm bảo kỹ thuật chưa, không được hư hỏng, nếu hư hỏng phải xử lý ngay.

Giai đoạn 2: Nhóm lò

Giai đoạn nhóm lò cần được thực hiện qua 2 bước là chuẩn bị và thực hiện nhóm lò. Theo đó, chuẩn bị nhóm lò bạn cần phải đóng van xả, van hơi, van an toàn, mở van khí, van cấp nước, van lưu thông, va ba ngã. Đồng thời, tiến hành bơm nước đúng vạch quy định, đóng van cấp nước, mở van bơm nước, đưa nhiên liệu vào bồng đốt bằng kỹ thuật phù hợp với từng loại nhiên liệu. 

Nếu là củi thì rải một lớp củi khô chẻ nhỏ bên dưới củi to lên bên trên ghi. Nếu là đốt than thì rải một lớp than mỏng xung quanh buồng đốt, ở giữa có chất củi khô rồi mở cửa gió, lá chắn khói để lò được thông gió khoảng 15 phút.

Nhóm lò được thực hiện bằng cách dùng giẻ khô tẩm dầu mồi lửa rồi đưa vào buồng đốt, thời gian nhóm lò khoảng 40 phút. Khi lò xuất hiện hơi nước cần đóng các van lại, kiểm tra tình trạng van,.. Tùy thuộc vào áp suất lò đạt được trong quá trình vận hành bao nhiêu mà bạn phải đóng mở các van sao cho phù hợp, đảm bảo an toàn. 

Giai đoạn 3: Tiến hành vận hành lò

Quy trình vận hành lò hơi ghi xích cần được đáp ứng các yếu tố là chế độ đốt lò, cấp hơi, cấp nước và xả bẩn. Lò phải được dùng đúng chế độ đốt mới đảm bảo nhiên liệu được cháy hoàn toàn và hiệu quả. Song song với quá trình đốt là quá trình cấp nhiên liệu với độ dày cần thiết và lấy tro, xỉ ra bên ngoài.Khi áp suất lò gần tương đương với áp suất làm việc tối đa thì phải thực hiện quá trình cấp hơn. Mực nước trước khi cấp hơi không nên để cao hơn mức bình thường và khi cấp hơi chế độ đốt phải cháy ổn định. 

Chế độ cấp nước cần được thực hiện trong thời gian vận hành lò, và phải giữ mực nước trong nồi hơi không nên ở mức quá cao hoặc quá thấp giới hạn. Có thể cấp nước cho lò bằng bình cấp nước trung gian hoặc bơm điện.

Chế độ xả bẩn tùy thuộc vào chế độ cấp nước ở từng đơn vị sử dụng lò sao cho phù hợp trong một ca. Nước cấp càng cứng, càng có độ kiềm cao thì số lần xả càng nhiều và ngược lại. Yêu cầu nước khi cấp cho lò cần phải đạt kỹ thuật ở độ cứng toàn phần không được vượt quá 0,5mgđl/lít: PH = 7 – 10.

Giai đoạn 4: Thực hiện Ngừng lò

Tiếp theo bạn ngừng cấp than, đóng cửa tro, cửa than, đóng bớt lá chắn khói, cho lò nguội từ từ có sự giám sát. Việc tháo nước ra khỏi lò để vệ sinh phải có sự đồng ý của người phụ trách, chỉ được tháo nước khi áp suất hơi bằng 0kg/cm, nhiệt độ nước lò 70 – 80°C. Và phải đồng thời thực hiện các kênh van an toàn lên từ từ

Trên đây là một số thông tin về lò hơi ghi xích. Nếu cần tư vấn hay đặt mua vui lòng liên hệ Lò hơi Bách Khoa để được tư vấn.

Thông tin liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN LÒ HƠI BÁCH KHOA

Địa chỉ: Số 15A/8 Đường Tam Bình, P. Hiệp Bình Chánh, Tp Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh

Hotline: 0917 754 059

Email: truongnv@hexboiler.com