Nồi hơi đốt than

Lò hơi đốt than (hay còn gọi là nồi hơi đốt than) là loại lò hơi sử dụng nhiên liệu than để đun sôi và chuyển hóa nước thành hơi nước, thường được sử dụng trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp như thực phẩm, nước giải khát, may mặc, thức ăn gia súc... Tùy theo nhu cầu và đặc trưng sử dụng hơi nước, nhà chế tạo sẽ có thiết kế lò hơi phù hợp với các thông số về áp suất và nhiệt độ hơi nước riêng. Do áp suất và nhiệt độ làm việc trong lò hơi thường rất cao nên vật liệu để chế tạo lò hơi thường phải sử dụng các loại thép chuyên dùng chịu nhiệt và chịu áp suất cao.

Lò hơi đốt than là loại lò hơi được sử dụng lâu đời nhất trên thế giới, đặc biệt là loại lò hơi được sử dụng cho động cơ tàu hỏa, tàu thủy ở các thế kỷ trước.

Hiện nay, người ta thiết kế ra nhiều mẫu lò hơi đốt than để phù hợp với nhu cầu của người sử dụng, phù hợp với từng loại than để có mẫu lò hơi đốt than mang lại nhiều hiệu quả kinh tế nhất. Các loại lò hơi đặc trưng như lò hơi đốt than ghi xích, lò hơi đốt than tầng sôi, lò hơi đốt than ghi cố định.

Hình ảnh chế tạo lò hơi đốt than tại xưởng sản xuất

Chế tạo thân lò hơi đốt than tầng sôi

Chế tạo buồng đốt lò hơi tầng sôi đốt than

Lắp đặt lò hơi đốt than tầng sôi 20 tấn/giờ

Lắp đặt lò hơi đốt than công suất 16 tấn/giờ

Lắp đặt lò hơi đốt than công suất 20 tấn/giờ

Lắp đặt lò hơi đốt than công suất 15 tấn/giờ

Ứng dụng của lò hơi đốt than

Mỗi loại lò hơi đốt than có các cấu tạo, đặc điểm, nguyên lí hoạt động phù hợp với nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Lò hơi đốt than được sử dụng nhiều trong các nhà máy công nghiệp để cung cấp và dẫn các nguồn nhiệt, nguồn hơi đến các máy móc cần sử dụng. Lò hơi đốt than được sử dụng phổ biến trong ngành các ngành công nghiệp như: dệt, may, thực phẩm, nước ngọt, rượu bia, hải sản, thức ăn gia súc, hóa học.

Tùy vào mục đích sử dụng cũng như công nghệ mà chúng ta chia rra một số tên gọi khác nhau.

Các công nghệ lò hơi đốt than phổ biến

Lò hơi đốt than tầng sôi

Đây là một công nghệ đốt được phát triển từ công nghệ đốt trên ghi cố định. Gió cấp một được thổi từ dưới ghi lên. Khi tốc độ gió đủ lớn sẽ tạo ra một lực cuốn thắng được trọng lực của hạt và khi đó, các hạt sẽ bắt đầu dịch chuyển lên trên tạo ra một lớp hạt lơ lửng giống như một lớp chất lỏng.

Chiều cao lớp sôi được giữ cố định trong một khoảng cho phép nào đó. Không gian cháy chỉ chiếm một phần trong toàn bộ buồng đốt. Gió cấp vào từ quạt có hai nhiệm vụ: cung cấp không khí cho quá trình cháy của nhiên liệu, tạo và duy trì lớp sôi.

Khi tốc độ gió cấp vượt quá tốc độ gió tới hạn, chất rắn sẽ bị thổi bay ra khỏi lớp. Nếu hạt tương đối thô có thể sẽ quay trở lại mặt ghi do ảnh hưởng của trọng lực. Nếu tiếp tục tăng tốc độ gió thì có thể một bộ phận hoặc toàn bộ chất rắn trên mặt ghi rơi vào trạng thái chuyển động hai hướng: một hướng đi lên do lực nâng, một hướng đi xuống trở lại mặt ghi do trọng lực. Trạng thái này giống như trạng thái sôi của chất lỏng, tốc độ gió tại đó là umf  (tốc độ sôi tối thiểu). Lúc đó, lớp chất rắn chuyển động từ trạng thái lớp cố định sang trạng thái lớp sôi hay lớp sôi. Khi tốc độ gió tiếp tục tăng, toàn bộ lớp sôi sẽ bị phá huỷ, các chất rắn trong lớp sôi đều bị bay ra ngoài, tương tự nếu tốc độ gió quá nhỏ không đủ để nâng khối lượng các hạt lên thì lớp sôi lại trở thành lớp cố định.

Nguyên lý buồng đốt tầng sôi đốt than là quá trình nhiên liệu than được đưa vào lớp sôi, gặp nhiệt độ cao và tự bốc cháy. Lớp sôi là lớp vật liệu bao gồm: than và tro chưa cháy hết chuyển động lên xuống do được cột gió thổi từ các béc gió từ dưới lên tạo thành. Gió cấp dưới béc ngoài việc tạo thành lớp sôi còn có chức năng cung cấp chính nguồn oxy cho quá trình đốt.

 Là công nghệ đốt mới được các công ty tiên phong về lĩnh vực lò hơi công nghiệp tại Việt Nam phát triển và ứng dụng trong thời gian gần đây. Với loại nhiên liệu phù hợp nhất là than cám. Ngoài ra công nghệ lò hơi tầng sôi còn mang lại một hiệu quả cực kỳ to lớn trong việc sử dụng nguồn phụ phẩm phế thải trong nghành nông nghiệp, lâm nghiệp như: trấu, mùn cưa...

Ngoài các thiết bị chính, để đảm bảo lượng khói thải ra môi trường đảm bảo theo quy định của bộ tài nguyên và môi trường, chúng tôi thiết kế thêm các thiết bị và hạng mục khác như: cyclonđa cấp, lọc bụi túi vải, tháp dập bụi ướt, bể dập bụi, bể lắng tro.

Ưu điểm của lò hơi đốt than tầng sôi: hiệu suất lò hơi cao, lên đến 85%, dễ vận hành, có thể thiết kế phù hợp có 1 dải công suất rất rộng từ 1 đến 50 tấn/giờ.

Hạn chế của lò hơi đốt than tầng sôi: không phải ở đâu cũng có thể tìm được nguồn nhiên liệu phù hợp cả về giá cả và chất lượng để sử dụng cho lò hơi (nồi hơi), vì vậy ngoài lò hơi tầng sôi ra doanh nghiệp có thể tìm hiểu thêm về các loại hình lò hơi khác mà chúng tôi đang cung cấp như: lò hơi đốt than ghi tĩnh, lò hơi đốt than ghi xích…

Lò hơi đốt than ghi xích

Nhiên liệu than cục sẽ được cháy từ từ trên mặt ghi, trong khi ghi xích được điều chỉnh để di chuyển với tốc độ vừa đủ để nhiên liệu đủ thời gian cháy hết trong buồng đốt và di chuyển xuống bể chứa tro xỉ khi đã cháy hết. Theo thống kê thì hiện nay các lò hơi (nồi hơi) sử dụng ghi thì lò hơi ghi xích chiếm tỷ lệ cao hơn do nó có cơ cấu cấp nhiên liệu và thải xỉ bằng cơ cấu tự động giúp vận hành đơn giản và tiết kiệm nhân công hơn.

Lò hơi ghi xích là loại lò hơi đốt được khá nhiều loại nhiên liệu với các loại kích thước khác nhau như: than cục, củi cây, củi trấu, viên nén mùn cưa.

Ưu điểm lò hơi đốt than ghi xích

• Do kết cấu chuyển động nên 2 quá trình quan trọng trong vận hành nồi hơi đó là cấp nhiên liệu và thải tro xỉ được tự động hóa, giúp giảm được nhân công vận hành.
• Hiệu suất cao, quá trình cháy ổn định.
• Mặt dưới của ghi được làm mát liên tục nên tuổi thọ ghi lò cao.

Nhược điểm lò hơi đốt than ghi xích

• Công suất hạn chế: < 100 tấn/giờ.
• Yêu cầu khá cao về nhiên liệu: độ ẩm không vượt quá 20%, độ tro lớn hơn 20-25%,kích cỡ nhiên liệu không được quá nhỏ, vì sẽ bị lọt vào mặt sàng ghi.

Lò hơi đốt than ghi tĩnh

Là loại hình lò hơi có thể được coi là được sử dụng và phát triển lâu đời nhất trong các nghành công nghiệp ở Việt Nam. Phù hợp với những doanh nghiệp có nhu cầu sử dụng lượng hơi vừa và nhỏ. Nhiên liệu chủ yếu sử dụng cho loại hình lò hơi đốt than ghi tĩnh đó là: củi cây, củi trấu, than cục...

Ưu điểm của lò hơi đốt than ghi tĩnh

Diện tích mặt ghi lớn, chắc chắn, tuổi thọ lâu bền, sử dụng được đa dạng các loại nhiên liệu.

Hạn chế của lò hơi đốt than ghi tĩnh

Do cơ chế cấp liệu như củi trấu, củi cây vào buồng đốt của lò hơi đốt than ghi tĩnh chưa được cơ giới hóa hoàn toàn,cho nên các doanh nghiệp cần lưu ý khi lựa chọn lò hơi đốt than ghi tĩnh cho nhà máy sử dụng, chỉ nên dùng lò hơi ghi tĩnh cho công suất lò hơi khoảng 1 đến 8 tấn/giờ. Nếu nhu cầu về lượng hơi của doanh nghiệp lớn hơn thì có thể cân nhắc đến việc sử dụng các loại lò hơi khác như: lò hơi đốt than tầng sôi, lò hơi đốt than ghi xích

Phần buồng đốt lò hơi đốt than ghi tĩnh bao gồm

• Ghi lò: được chế tạo bằng gang chịu nhiệt độ cao với thiết kế đặc biệt phù hợp với các loại nhiên liệu như than cục, củi, củi trấu tùy theo yêu cầu của khách hàng.
• Phần thể xây: Được thiết kế và thi công đặc biệt đảm bảo hiệu quả hoạt động ổn định, lâu dài và nâng cao hiệu suất quá trình cháy kiệt nhiên liệu trong buồng đốt.
• Phần nhận nhiệt bức xạ: Được cấu tạo từ các ống thép đúc chịu nhiệt chuyên dùng cho lò hơi. Có tác dụng nhận nhiệt bức xạ trực tiếp từ quá trình cháy của nhiên liệu sinh ra trong buồng đốt.
• Phần thải tro xỉ: Sử dụng 02 vít thải tro xỉ để cơ khí hóa hệ thống thải tro xỉ. Đây là một trong các cải tiến quan trọng của lò hơi đốt than ghi tĩnh so với các sản phẩm khác trên thị trường nhằm hiện đại hóa, giảm tối đa sức lực của con người trong quá trình vận hành lò.

Ngoài ra, với mục đích tạo điều kiện thuận lợi nhất cho người vận hành, các sản phẩm của LÒ HƠI BÁCH KHOA được nghiên cứu, thiết kế, chế tạo với các cửa vận hành, thao tác một cách hợp lý nhất. Các vị trí cửa vệ sinh, xả đáy ống góp được thiết kế theo tiêu chí thuận lợi nhất cho việc bảo dưỡng, bảo trì.

• Duy trì trạng thái tầng sôi nói trên, hai đầu đọc nhiệt độ phải có tầng sôi tốt để can nhiệt đo đúng nhiệt độ thật của buồng đốt. Giữ cho nhiên liệu cháy đều và giữ cho nhiệt độ buồng đốt tăng chậm dần đến nhiệt độ cấp nhiên liệu. Ở giai đoạn này nều nhiệt độ buồng đốt không tăng lên được hoặc tăng quá chậm thì giảm gió cho phù hợp, nếu nhiệt độ tăng lên quá nhanh thì tăng gió cho phù hợp.

• Quan sát nhiệt độ buồng lửa để điều chỉnh tăng dần áp suất quạt đẩy, điều chỉnh tương ứng van gió quạt hút để có áp lực buồng đốt -2 đến -5mm cột nước. Đồng thời với quá trình tăng dần tốc độ cấp nhiên liệu để tăng dần nhiệt độ buồng đốt. Lúc này nhiên liệu đã đạt đến trạng thái tầng sôi hoàn toàn, lò bắt đầu cháy ổn định. Khi nhiệt độ buồng đốt đạt 700 đến 7200C thì kết thúc quá trình điều khiển các van gió để duy trì tầng sôi ổn định của nhiên liệu. Từ giai đoạn này chỉ có điều chỉnh tốc độ cấp nhiên liệu để khống chế nhiệt độ  buồng đốt ổn định ở trong khoảng 800 đến 8500C.

• Khi thấy hơi xì ra qua van xả khí (van hơi phụ), để cho hơi xì xả hết không khí trong khoang hơi thì đóng van xả khí lại. Quan sát đồng hồ áp lực, nếu áp suất lò đạt đến áp suất làm việc thì tiến hành mở van hơi chính để hòa hơi cấp cho sản xuất.