Ưu nhược điểm của buồng lửa lò ghi xích: + Cơ khí hóa quá trình cấp nhiên liệu và thải tro xỉ, vận hành nhẹ nhàng; + Hiệu suất lò cao hơn do có thể tổ chức tốt hơn quá trình cháy phân bố
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ HƠI
Tìm hiểu về lò hơi
1 Lò hơi đốt thủ công
Hình 1 Cấu tạo của lò hơi đốt thủ công
Hệ thống bao hơi gồm các bộ phận chính như van hơi, van nước cấp, ghi lò, buồng lửa, buồng chứa tro xỉ và nhiên liệu lọt ghi, cửa lò, cửa cấp nhiên liệu, và ống khói Nguyên lý hoạt động của hệ thống dựa trên việc điều chỉnh van hơi và van nước cấp để duy trì áp suất và nhiệt độ phù hợp trong lò Nhiên liệu được đưa vào buồng lửa qua cửa cấp nhiên liệu, đốt cháy sinh nhiệt, sau đó hơi nước được sinh ra và thoát ra qua van hơi Khí thải và khói được dẫn qua ống khói để xả ra ngoài, đảm bảo lò hoạt động an toàn và hiệu quả Các bộ phận phối hợp nhịp nhàng giúp hệ thống hoạt động ổn định, tiết kiệm năng lượng và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.
Khi than được đưa vào lớp nhiên liệu đang cháy, nó sẽ hấp thụ nhiệt, làm nhiệt độ tăng cao và thúc đẩy quá trình bay hơi nước trong nhiên liệu Quá trình này dẫn đến nhiên liệu khô dần, giúp duy trì và mở rộng ngọn lửa hiệu quả hơn trong quá trình đốt.
+ Chất bốc thoát ra găp oxy trong không khí sẽ bốc cháy
+ Nhiên liệu khi đạt đến nhiệt độ cháy sẽ bốc cháy
Để duy trì quá trình cháy hiệu quả, khí được cấp từ dưới lên trên ghi, giúp kiểm soát sự cháy của nhiên liệu Hiệu suất cháy phụ thuộc vào tỷ lệ giữa khí và nhiên liệu cùng chiều dày lớp nhiên liệu trên ghi Trong buồng lửa cố định, nhiên liệu được cấp theo chu kỳ khoảng 10 phút mỗi lần, và quá trình này bị ảnh hưởng khi cửa cấp nhiên liệu mở, làm thay đổi lượng không khí vào lò so với khi cửa đóng, trong đó chỉ có không khí thổi từ dưới lên khi cửa đóng.
=> không thể tránh khỏi lúc thiếu, lúc thừa không khí Ưu nhược điểm của buồng lửa ghi cố định:
+ Cấu tạo rất đơn giản, không có các chi tiết chuyển động, nên rẻ tiền;
+ Vận hành dễ dàng, đơn giản, luôn có lớp tro xỉ trên mặt ghi ngăn cách lớp than cháy nên ghi lò ít bị hư hỏng;
+ Công suất bị hạn chế (nhỏ hơn 2 T/h);
+ Hiệu suất thấp và khó nâng cao;
Hình 2 Cấu tạo của lò hơi ghi xích
Trong hệ thống lò hơi, bao hơi (1) đóng vai trò giữ áp suất khí nén, hỗ trợ vận hành ổn định Van hơi chính (2) điều chỉnh dòng hơi ra vào lò, đảm bảo an toàn và hiệu quả hoạt động Van nước cấp (3) kiểm soát lượng nước cung cấp cho lò, duy trì mức nước thích hợp để sinh nhiệt liên tục Ghi lò (4) giúp theo dõi nhiệt độ, áp suất bên trong lò, đảm bảo vận hành an toàn Buồng lửa (5) là nơi diễn ra quá trình đốt cháy nhiên liệu để tạo nhiệt Hộp tro xỉ (6) thu gom phần xỉ, tro còn lại sau quá trình đốt, dễ dàng xử lý thải ra môi trường Hộp gió (7) phân phối không khí vào buồng lửa, nâng cao hiệu quả đốt nhiên liệu Phễu than (8) giúp đưa than vào buồng lửa một cách chính xác và an toàn Ống khói (9) dẫn khí thải ra khỏi hệ thống, giảm thiểu độc hại cho môi trường Bộ sấy không khí, quạt gió (11) cung cấp khí tươi, duy trì điều kiện hoạt động tối ưu của lò Quạt khói (12) tạo dòng khí thải, giúp khí nóng thoát ra hiệu quả Bộ hâm nước (13) giữ cho nước trong lò luôn đủ nhiệt, đảm bảo quá trình đốt cháy liên tục Bơm nước cấp vào lò (13a) hỗ trợ cung cấp nước định kỳ, ngăn ngập hoặc cạn kiệt Dàn ống nước xuống (14) giúp làm mát hệ thống, duy trì nhiệt độ ổn định trong lò Ống góp dưới (15) kết nối các ống dẫn nước, đảm bảo dòng chảy liên tục Dàn ống nước lên (16) dẫn khí nóng qua các bộ phận làm mát, tối ưu hóa hiệu suất Dẫy ống pheston (17) là phần làm mát và trao đổi nhiệt chính trong hệ thống Bộ quá nhiệt (18) nâng cao nhiệt độ khí thải để tăng hiệu quả truyền nhiệt, giảm tiêu thụ nhiên liệu và tối ưu hóa hoạt động của hệ thống lò hơi.
+ Than từ phễu cấp than được rót lên ghi với một chiều dày được điều chỉnh sẵn và chuyển động cùng ghi vào buồng lửa;
+ Nhiên liệu nhận được nhiệt bức xạ từ ngọn lửa, vách tường, cuốn lò;
+ Nhiên liệu được sấy nóng, khô dần và chất bốc thoát;
+ Chất bốc và cốc cháy tạo thành tro xỉ và được gạt xỉ thải ra ngoài;
Không khí cấp vào buồng lửa thường được phân thành hai loại chính: gió cấp 1 từ dưới ghi lên và gió cấp 2 phía trên lớp nhiên liệu Buồng lửa lò ghi xích có những ưu điểm như tiết kiệm nhiên liệu và dễ điều chỉnh lượng không khí, nhưng cũng tồn tại nhược điểm như khả năng phân phối khí không đồng đều và dễ gây quá nhiệt nếu không kiểm soát tốt Hiểu rõ đặc điểm của hệ thống cấp khí giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của lò ghi xích và nâng cao hiệu quả đốt cháy.
+ Cơ khí hóa quá trình cấp nhiên liệu và thải tro xỉ, vận hành nhẹ nhàng;
Hiệu suất lò cao được nâng cao nhờ việc tổ chức quá trình cháy tốt hơn, đặc biệt là phân bổ không khí phù hợp để tối ưu quá trình cháy Nhờ đó, lò vận hành ổn định và tin cậy hơn, góp phần tăng năng suất và giảm thiểu sự cố trong quá trình sản xuất.
+ Ghi lò được làm mát khi ghi ở mặt dưới nên tuổi thọ được nâng lên;
+ 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 vượt quá 20% và hàm lượng tro không vượt quá 20-25%, đóng vai trò quan trọng trong quá trình đốt cháy hiệu quả và giảm thiểu khí thải ô nhiễm Nhiệt độ nóng chảy của tro xỉ cần đảm bảo trên 1.200ºC để tránh tình trạng tro nóng chảy bọc kín các hạt than chưa cháy, gây giảm hiệu suất đốt Kích cỡ hạt nhiên liệu cũng cần được kiểm soát chặt chẽ, không quá lớn hoặc quá nhỏ, nhằm đảm bảo cháy đều và tối ưu hóa quá trình đốt.
3 Lò hơi đốt than phun
Hình 3 Cấu tạo của lò hơi than phun
Hệ thống gồm các thành phần quan trọng như bao hơi (1), van hơi chính (2), đường nước cấp (3), vòi phun nhiên liệu (4) và buồng lửa (5) Phễu tro lạnh (6) giúp thu gom tro dưới đáy, trong khi hộp thu xỉ (7) đảm bảo xử lý xỉ hiệu quả Bơm nước cấp (8) cung cấp nước liên tục cho hệ thống, còn ống khói (9) thoát khí thải ra môi trường an toàn Bộ sấy không khí, quạt gió (11) giúp điều chỉnh lượng không khí cần thiết, phối hợp với quạt khói (12) để kiểm soát quá trình cháy Bộ hâm nước (13) cung cấp nước nóng cho hệ thống, và dàn ống nước xuống (14) giúp phân phối nhiệt đều khắp hệ thống, đảm bảo hiệu quả hoạt động tối ưu.
(15) dàn ống nước lên; ống góp dưới (16); dẫy ống pheston (17); Bộ quá nhiệt (18) và bộ lọc bụi (19)
+ Than sau khi nghiện thành bột với kớch thước khoảng 40 àm được đưa vào buồng lửa bằng gió cấp 1 qua các vòi phun;
+ Tại đây hạt than nhận nhiệt từ bức xạ ngọn lửa, tường lò và bằng đối lưu với các sản phẩm cháy có nhiệt độ cao.
+ Bột than được nhận nhiệt và tiếp xúc với không khí đã được sấy nóng thoát chất bốc và cháy Ưu nhược điểm của lò đốt than phun
+ Là loại lò tương đối hiện đại, công suất từ trung bình trở lên;
+ Có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu kể cả loại có chất lượng tương đối thấp;
+ Có thể tự động hóa và điều chỉnh linh hoạt;
Loại lò này tuy có hiệu quả, nhưng lại khá cồng kềnh do cần trang bị các hệ thống phụ như hệ thống nghiền than và quán tính nhiệt nhỏ, dễ gây tắc lò Chính vì vậy, cần thiết phải bố trí thêm vòi phun dầu hỗ trợ để duy trì hoạt động ổn định, nhất là khi giảm phụ tải để tránh tình trạng tắt lò đột ngột.
Hình 4 Cấu tạo của lò hơi than phun
Nguyên lý làm viêc của lò hơi tái tuần hoàn:
+ Nhiên liệu sau khi sơ chế được đưa vào buồng lửa;
+ gió cấp 1 được cấp vào từ phía dưới buồng đốt là nhiệm vụ tạo lớp sôi Gió cấp 2 được cấp vào buồng lửa ở một độ cao nhất định.
+ Các hạt nhiên liệu chuyển động lên xuống trong buồng lửa và cháy.
Khi xảy ra cháy, các hạt than nhẹ dần dần bay theo khói thoát ra khỏi buồng lửa, giúp quá trình cháy diễn ra liên tục Trong bộ phận phân ly, các hạt than lắng đọng và được hút trở lại buồng lửa để tiếp tục quá trình cháy hiệu quả hơn.
+ Chu trình được lặp lại cho đến khi hạt than cháy kiệt.
+ Để khử lưu huỳnh trong than người ta đưa thêm vào buồng lửa đá vôi
Lượng nhiệt sinh ra trong quá trình cháy nhiên liệu được truyền cho các dàn ống sinh hơi xung quanh buồng lửa, giúp truyền nhiệt hiệu quả cho các bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấy không khí Khói thải ra khỏi lò hơi với nhiệt độ thấp (dưới 200ºC) được xử lý qua hệ thống thiết bị khử bụi, đảm bảo loại bỏ tro xỉ bay trước khi khói thoát ra môi trường qua ống khói Ưu điểm của hệ thống này là truyền nhiệt hiệu quả và kiểm soát khí thải, trong khi nhược điểm bao gồm chi phí bảo trì cao và cần kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo vận hành an toàn.
+ Có thể đốt kiệt nhiều loại nhiên liệu rắn có đặc tính khác nhau, kích thước tương đối thô (dưới 10 mm); Thường sử dụng đốt than chất lượng xấu
+ Nhiệt thế buồng lửa cao, cường độ truyền nhiệt lớn nên giảm được kích thước cũng như nguyên vật liệu
Việc sử dụng công nghệ mới giúp giảm ô nhiễm môi trường bằng cách giảm phát thải khí độc hại như NOx hơn 30% so với lò than phun, đồng thời có khả năng khử SOx khi bổ sung đá vôi vào buồng đốt Tuy nhiên, quá trình này gặp khó khăn trong việc kiểm soát quá trình tạo và thải xỉ, dẫn đến lượng bụi trong khói tăng cao, yêu cầu nâng công suất của hệ thống lọc bụi để duy trì tiêu chuẩn khí thải.
+ Mài mòn bề mặt truyền nhiệt lớn cần có các giải pháp giảm thiểu
+ Gió cấp 1 có áp suất cao tiêu tốn nhiều năng lượng.
Phân loại lò hơi
Chế độ chuyển động của nước
+ Lò hơi đối lưu tự nhiên;
+ Lò hơi tuần hoàn tự nhiên;
+ Lò hơi tuần hoàn cưỡng bức
+ Lò đốt tầng sôi, tầng sôi tuần hoàn.
+ Theo loại nhiên liệu sử dụng: Lò đốt than, lò đốt dầu, lò đốt khí;
+ Theo dạng thải tro xỉ: Thải xỉ lỏng, thải xỉ khô;
+ Theo áp suất buồng lửa: áp suất âm, áp suất dương;
+ Theo đặc điểm bề mặt truyền nhiệt: Lò ống lửa, lò ống nước, lò đứng, lò nằm…
VẬN HÀNH LÒ HƠI
Khái niệm chung về vận hành lò hơi
- Vận hành lò hơi là công việc thao tác, điều khiển phức tạp theo đúng quy trình.
Quy trình vận hành được xác định rõ các thông số chính của hơi, nước, khói và không khí dựa trên không gian định mức, đảm bảo các tiêu chuẩn về công suất tối đa, tối thiểu và trung gian, đồng thời xác định độ lệch cho phép của các thông số này để duy trì hoạt động hiệu quả và an toàn của hệ thống.
Nhiệm vụ chính của công việc vận hành lò hơi là đảm bảo hoạt động tin cậy và an toàn trong thời gian dài, tối ưu hóa hiệu suất và độ kinh tế của hệ thống Đồng thời, vận hành lò hơi phải đáp ứng đúng các yêu cầu về năng lượng, thông số hơi, lưu lượng khí và nước nóng để thỏa mãn nhu cầu tiêu thụ của các hộ tiêu thụ Việc duy trì hoạt động ổn định và an toàn của lò hơi giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu rủi ro về kỹ thuật.
- Các công việc vận hành lò hơi bao gồm:
+ Chuẩn bị và khởi động lò;
+ Trông coi điều khiển và điều chỉnh lò hơi ở chế độ làm việc bình thường;
+ Ngưng lò, bảo quản và bảo dưỡng lò trong thời gian ngừng lò.
2 Quy phạm vận hành thiết bị của lò hơi
- Nắm vững các văn bản tài liệu sau:
+ Quy phạm quản lý kĩ thuật các nhà máy điện;
+ Quy phạm an toàn về các thiết bị chịu áp lực;
+ Quy phạm an toàn về phòng chống cháy nổ;
+ Quy trình vận hành lò hơi;
+ Các quy trình về vận hành các thiết bị phụ của phân xương lò hơi.
Ngoài ra, còn phải nắm vững các tài liệu kĩ thuật của lò hơi như: Bản vẽ lò hơi và các phần chịu áp lực.
- Sơ đồ nhiệt lò hơi.
Biểu các chế độ vận hành.
- Sơ đồ hệ thống phụ trợ: cấp nhiên liệu.Hệ thống bôi trơn thiết bị.
- Sơ đồ và các biểu hiện các chế độ ngừng lò và khởi động lò.
II Các chế độ vận hành hệ thống lò hơi
1 Khởi động và ngừng lò
Nhiệm vụ chính của công việc vận hành lò hơi là đảm bảo hoạt động tin cậy và an toàn trong thời gian dài Vận hành đúng quy trình giúp lò hơi duy trì hiệu suất cao, tối ưu hóa chi phí vận hành và đạt được hiệu quả kinh tế tối đa Đồng thời, vận hành lò hơi chính xác nhằm đáp ứng tốt các nhu cầu của hộ tiêu thụ về lưu lượng, thông số hơi, lưu lượng nước nóng, góp phần đảm bảo cung cấp năng lượng ổn định và liên tục.
Chế độ làm việc ổn định là trạng thái mà các thông số xác định hoạt động của lò hơi duy trì không đổi hoặc chỉ lệch nhỏ so với giá trị trung bình trong thời gian dài Trong chế độ này, các đặc tính tĩnh thể hiện rõ mối quan hệ giữa các tham số ra và vào của lò hơi, đảm bảo hiệu suất vận hành ổn định Việc duy trì chế độ làm việc ổn định giúp tối ưu hóa quá trình vận hành, giảm thiểu rủi ro và tăng tuổi thọ thiết bị.
Chế độ làm việc thay đổi là hình thức hoạt động của lò hơi với công suất hơi biến thiên phù hợp theo yêu cầu phụ tải của hệ thống tiêu thụ Việc điều chỉnh này giúp tối ưu hóa hiệu quả vận hành và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lò hơi Chế độ làm việc linh hoạt đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu thay đổi của phụ tải, đảm bảo cung cấp hơi phù hợp với tiêu chuẩn kỹ thuật Tìm hiểu về các chế độ làm việc của lò hơi giúp nâng cao hiệu suất hoạt động và duy trì độ bền của thiết bị trong quá trình sử dụng.
Quá trình chuyển đổi từ trạng thái làm việc ổn định ban đầu sang trạng thái ổn định mới là một quá trình quá độ, trong đó các thông số hệ thống thay đổi từ giá trị ban đầu sang giá trị sau cùng Hiểu rõ quá trình quá độ giúp tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của hệ thống và đảm bảo sự ổn định trong quá trình chuyển đổi Việc phân tích chính xác các đặc điểm của quá trình quá độ là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu quả vận hành và tránh các sự cố không mong muốn.
Kiểm tra toàn bộ thiết bị lò hơi:
- Kiểm tra thiết bị chính, phụ, hệ thống van, hệ thống đo lường điều khiển…
Khi kiểm tra các van nước đọng, cần đảm bảo các van này ở vị trí đóng để tránh rò rỉ Các van xả không khí phải mở để thoát khí hiệu quả, trong khi van xả hơi của bộ quá nhiệt cần mở để phòng chống quá nhiệt Đồng thời, van hơi chính phải đóng để đảm bảo an toàn và hoạt động đúng quy trình của hệ thống.
- Kiểm tra buồng lửa và đường khói
Trong quá trình kiểm tra, cần kiểm tra toàn bộ bề mặt đốt của lò, đường bảo ôn, các lỗ, cửa và thiết bị phụ để đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn Các thiết bị phải được kiểm tra và duy trì ở trạng thái tốt, đúng quy định của quy trình vận hành nhằm đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu và an toàn cho hệ thống.
1.1.1 Khởi động lò từ trạng thái lạnh
- Nước được cấp vào lò đến mức nước thấp nhất trong bao hơi và giữ ổn định.
- Nước cấp vào lò thường bơm từ bình khử khí nhiệt độ 102 - 1040C (nhiệt độ cụ thể tùy thuộc vào áp suất của bình khử khí);
Khi nước cấp được đưa vào lò, các ống của bộ hâm nước, dàn ống sinh hơi và bao hơi sẽ được đốt nóng đều và nhanh chóng nhờ vào chiều dày mỏng (3-5mm) của chúng Điều này giúp quá trình làm nóng diễn ra hiệu quả, tối ưu hóa hoạt động của hệ thống và đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng cao.
Bao hơi có chiều dày lớn, làm cho quá trình đốt nóng toàn bộ thân của nó diễn ra chậm và không đồng đều Thành bên trong nhận nhiệt trực tiếp sẽ nhanh nóng hơn các phần bên ngoài, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ theo chiều dày của bao hơi (balông) Độ chênh nhiệt độ này có thể được xác định bằng công thức tính toán phù hợp.
X: là chiều dày vách tính đến bề mặt nhận nhiệt.
ω: là tốc độ tăng nhiệt độ vách (ω`÷90oC/h);
a: Hệ số dẫn nhiệt của vách (m2/h).
Trong quá trình đốt nóng kim loại, thời gian cấp nước nóng vào lò thường kéo dài từ 1 đến 1,5 giờ đối với lò hơi công nghiệp có thông số trung bình, và từ 1,5 đến 2 giờ đối với lò hơi của nhà máy nhiệt điện có thông số cao Quá trình này giúp giảm thiểu các ứng suất lớn trong kim loại bao hơi, đảm bảo an toàn và tối ưu hiệu suất hoạt động của lò hơi.
Trước khi nhóm lò, cần chạy quạt gió ít nhất 5 phút để đẩy hơi khí cháy còn tồn đọng trong lò, giúp tránh nguy cơ nổ khi nhóm lò Lò đốt than trên ghi có thể nhóm bằng củi hoặc bằng dầu, tùy theo loại lò Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình đốt là sự thay đổi nhiệt độ kết cấu trong buồng lửa, cần được kiểm soát để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của lò.
Vách các lò hơi lớn và vách bao hơi thường bị đốt nóng không đều trong giai đoạn đầu của quá trình đốt lò, gây ra chênh lệch nhiệt độ đáng kể giữa phần trên và phần dưới Phần trên của bao hơi không có nước nóng chậm hơn so với phần dưới có nước, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ có thể lên đến 50°C Sự khác biệt nhiệt độ này có thể gây uốn cong bao hơi khi nhóm lò hoạt động.
- Các dàn ống phía trên nhận nhiều nhiệt nóng hơn phía dưới và toàn bộ dàn ống bị giãn nở dài.
Trong hệ thống ống do nhận nhiệt không đồng đều, quá trình tuần hoàn môi chất bị ảnh hưởng, dẫn đến sinh nhiệt không đều và gây ra ứng suất nhiệt có thể gây nứt các đầu nối Sự đốt nóng không đều trong các dàn ống sinh hơi và ống góp tạo ra sự khác biệt rõ ràng trong quá trình tuần hoàn, chính điều này khiến tốc độ đốt lò bị hạn chế Để nâng cao hiệu quả hoạt động và giảm thiểu rủi ro hỏng hóc, cần kiểm soát nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ hệ thống ống.
Để tăng tốc độ đốt lò và giảm chi phí khởi động, cần áp dụng các giải pháp đảm bảo nhiệt độ đốt nóng lò đều, như bố trí vòi phun hợp lý, sử dụng nhiều vòi phun công suất nhỏ và nâng cao hệ thống tuần hoàn nước trong lò Trong quá trình hoạt động, sự thay đổi nhiệt độ trong bộ hâm nước đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì quá trình đốt nóng liên tục và hiệu quả Việc kiểm soát tốt nhiệt độ này giúp tối ưu hóa quá trình đốt, giảm thiểu tiêu thụ nhiên liệu và nâng cao hiệu suất làm việc của lò.
Các giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế lò hơi
1 Giải pháp quản lý kỹ thuật và tổ chức vận hành
Mục tiêu chính của chúng tôi là duy trì các thiết bị công nghệ luôn trong trạng thái kỹ thuật tối ưu, đảm bảo đáp ứng yêu cầu của nhà chế tạo và vận hành ổn định, tin cậy cao Đồng thời, đào tạo nâng cao trình độ cho cán bộ vận hành là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả và bền vững trong hoạt động.
Người vận hành cần nắm vững kiến thức lý thuyết và thực tiễn về các quá trình công nghệ phức tạp xảy ra trong thiết bị Họ phải điều khiển thành thạo các hệ thống thiết bị để đảm bảo vận hành đúng quy trình Việc am hiểu sâu sắc giúp tối ưu hóa hiệu suất và đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành công nghiệp.
Tổ chức kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật vận hành
Kịp thời phát hiện các biến động bất thường và xác định nguyên nhân gây ra những biến động này giúp đảm bảo hiệu suất thiết bị luôn ổn định Việc phân tích nhanh chóng các chỉ tiêu kỹ thuật của thiết bị là chiến lược quan trọng để đưa ra các giải pháp khắc phục hiệu quả Theo dõi và xử lý đúng lúc các sự cố kỹ thuật giúp giảm thiểu rủi ro và tối ưu hóa hoạt động sản xuất Đảm bảo kỹ thuật thiết bị hoạt động liên tục, dựa trên việc giám sát chặt chẽ các chỉ tiêu kỹ thuật, góp phần nâng cao năng suất và giảm thiểu thời gian dừng máy.
Xây dựng kế hoạch và đảm bảo việc thực hiện nghiêm túc quy trình
Duy tu bảo dưỡng thiết bị công nghệ nhằm đảm bảo bảo tuổi thọ và hiệu suất của thiết bị công nghệ.
2 Giải pháp kỹ thuật công nghệ chủ yếu
2.1 Hiệu suất lò và vận hành kinh tế
= [D(i ƞ qn – inc )+Dqn.tg (i ra qn.tg – i vao qn.tg ) +Dnx (i’ – inc )] / BQ tt p
= 1- q2 - q3 – q4 – q5 – q6 ƞ Đảm bảo vận hành buồng đốt tối ưu:
Buồng lửa cần được vận hành hợp lý để đảm bảo quá trình cháy nhiên liệu diễn ra hoàn chỉnh nhất, giúp nâng cao hiệu quả đốt và tiết kiệm nhiên liệu Ngọn lửa phải nằm chính giữa tâm buồng đốt và duy trì ở độ cao phù hợp để đảm bảo quá trình cháy diễn ra ổn định, an toàn và hiệu quả.
+ Các bề mặt truyền nhiệt sạch, hệ số trao đổi nhiệt cao;
+ Hệ số không khí thừa đảm bảo ở tỷ lệ tối ưu, độ lọt khí vào buồng đốt trong giới hạn cho phép;
+ Khống chế nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt trong giới hạn cho phép
Vận hành kinh tế bộ quá nhiệt, bộ hâm nước, bộ sấy không khí
Bộ quá nhiệt hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, với nhiệt độ hơi nước bên trong cao và nhiệt độ khói bên ngoài lớn, dễ gây ra sự cố trong quá trình vận hành Việc duy trì nhiệt độ vách ống của bộ quá nhiệt không vượt quá giới hạn cho phép là rất quan trọng để tránh sự cố Thường xuyên kiểm tra nhiệt độ tại các điểm đo nhiệt độ hơi lắp sẵn trên một số vị trí của dàn ống bộ quá nhiệt giúp đảm bảo hệ thống điều chỉnh nhiệt độ hoạt động ổn định và tin cậy.
Bộ hâm nước và bộ sấy không khí hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, giúp giảm nguy cơ nguy hiểm Tuy nhiên, vấn đề chính cần lưu ý là sự ăn mòn kim loại do gỉ và mài mòn bề mặt ống gây ra bởi bụi trong khói thải Khi đốt nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao, hiện tượng ăn mòn kim loại đặc biệt ở bộ phận sấy không khí sẽ xảy ra ngay ở nhiệt độ thấp Để đảm bảo hiệu quả, nhiệt độ khói thải phải luôn cao hơn điểm đọng sương khoảng 10ºC.
2.2 Giảm tổn thất lò hơi
Giảm tổn thất do khói thải:
Giảm nhiệt độ khói từ buồng đốt giúp ngăn ngừa đóng xỉ và bám bẩn trên bề mặt đốt, đồng thời tăng cường quá trình trao đổi nhiệt hiệu quả Điều này duy trì quá trình cháy hợp lý và tối ưu hóa hệ số không khí thừa, góp phần nâng cao hiệu suất vận hành hệ thống đốt.
+ Giảm lọt khí vào buồng đốt
+ Giảm nhiệt độ khói khải: Tăng cường trao đổi nhiệt trong đường khói ở các bộ ham nước, bộ sấy không khí;
Giảm tổn thất do không cháy hết về hoá học Q3 (q 3):
+ Q3 là tổn thất do các khí cháy còn lại như CO, CH4 , H2 , Cn H n…trong khỏi thải đi ra khỏi lò hơi Q 3 = V COQ CO + V H2Q H2 + V CH4Q CH4
VCO, VH2, VCH4 - thể tích khí cháy trong khỏi thải m3 /kg m3 /m3
QCO, QH2, QCH4 – Nhiệt lượng theo thể tích khí cháy MJ/m3
+ Q3 phụ thuộc vào dạng nhiên liệu và phương pháp đốt Khi phá vỡ chế độ vận hành buồng đốt (chế độ cháy không tốt) Q3 tăng nhiều;
Giảm tổn thất do không cháy hết về cơ học Q4 (q4 ):
Q4 là phần tổn thất nhiên liệu xuất hiện khi một phần nhiên liệu đi vào buồng đốt nhưng không tham gia vào quá trình cháy, sau đó bị mang ra ngoài lò hơi Nhiên liệu rắn không cháy hết sẽ nằm trong tro bay và xỉ, sau đó bị thải ra khỏi hệ thống lò hơi, ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của hệ thống nung đốt.
Trong quá trình vận hành, chất lượng nhiên liệu, cấu trúc thiết bị buồng đốt, độ mịn của than bột đưa vào lò, chất lượng vòi đốt, tổ chức chế độ cháy và hệ số không khí thừa phù hợp đóng vai trò quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động của hệ thống Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất đốt, đảm bảo quá trình cháy diễn ra tối ưu và tiết kiệm năng lượng Việc kiểm soát tốt các yếu tố này giúp nâng cao độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị, đồng thời giảm thiểu các sự cố trong quá trình vận hành.
Để giảm tổn thất cơ học hiệu quả, cần đảm bảo chất lượng nhiên liệu phù hợp với các tiêu chuẩn thiết kế và duy trì độ mịn của than bột theo các tiêu chuẩn vận hành Đồng thời, tổ chức tốt quá trình cháy trong lò hơi giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu tổn thất, góp phần tối ưu hóa hoạt động của hệ thống đốt nhiên liệu.
Tổn thất nhiệt do mất nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 (q5 ):
Tổn thất Q5 xảy ra do nhiệt độ các bề mặt lò hơi luôn cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh, dẫn đến mất mát năng lượng qua bề mặt Để giảm Q5, cần kiểm soát và giảm nhiệt độ bề mặt lò hơi, thường giữ nhiệt độ không vượt quá 55ºC nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống lò hơi.
Giảm tổn thất do tro xỉ Q6 (q6 ):
+ Q6 là tổn thất do nhiệt vất lý của tro xỉ thải ra ngoài lò hơi
Chất lượng nhiên liệu, đặc biệt là hàm lượng tro trong nhiên liệu, ảnh hưởng đáng kể đến quá trình đốt cháy và hiệu suất hoạt động của hệ thống Phương pháp thải xỉ cũng đóng vai trò quan trọng, với các phương pháp như thải xỉ khô hoặc lỏng, giúp giảm thiểu tổn thất và tối ưu hóa quá trình vận hành Đối với nhiên liệu lỏng và khí, do không chứa hàm lượng tro, nên không gặp phải tổn thất liên quan đến tro, mang lại lợi ích về hiệu quả và giảm vệ sinh.
+ Để giảm tổn thất Q6 cần lựa chọn phương pháp thải xỉ hợp lý và sử dụng giải pháp thu hồi nhiệt từ tro xỉ thải ra ngoài
2.3 Giảm tổn thất nhiệt do xả lò
+ Để đảm bảo chất lượng hơi ở các lò hơi có bao hơi cần xả nước cặn Tỷ lệ xả cặn phụ thuộc vào chất lượng nước nước cấp
+ Để giảm tổn thất nhiệt do xả cặn cần chú ý các yêu cầu sau:
Đảm bảo chất lượng nước cấp là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất hệ thống và giảm tỷ lệ xả Việc cấp nước có chất lượng cao giúp hạn chế nồng độ muối, từ đó giảm thiểu lượng xả thải không cần thiết Đồng thời, lắp đặt hệ thống phân ly hơi nước và đảm bảo hoạt động tối ưu của nó là cách hiệu quả để kiểm soát chất lượng hơi nước, góp phần giảm tỷ lệ xả và nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống.
2.4 Tận dụng nhiệt khói thải
Nâng cao hiệu suất nhiệt của bộ hâm nước, bộ sấy không khí lắp + đặt trên đường khói lò hơi:
+ Chia thành hai hoặc ba cấp bộ hâm nước và bộ sấy không khí;
+ Bố trí đường đi tối ưu của khói và nước cấp, của khói và không khí;
Để nâng cao hiệu suất truyền nhiệt, nên lắp đặt các cánh tản nhiệt trên ống phía đường khói nhằm mở rộng diện tích truyền nhiệt Đồng thời, việc chuyển sang sử dụng bộ sấy không khí hồi nhiệt thay cho bộ sấy không khí thông thường giúp tối ưu quá trình sấy, nhờ truyền nhiệt trực tiếp giữa kim loại và không khí, giảm thiểu Δt, tăng hiệu quả sấy.
Thu hồi nhiệt thải sau lò hơi là phương pháp hiệu quả để sản xuất nhiệt, giúp cung cấp nước nóng và phục vụ các nhu cầu như điều hòa không khí và bơm nhiệt Lò hơi thu hồi nhiệt thải không chỉ tối ưu hoá năng lượng mà còn giảm thiểu lượng khí thải, góp phần bảo vệ môi trường Công nghệ này phù hợp với các hệ thống điều hòa không khí, máy lạnh hấp thụ và các ứng dụng sử dụng nhiệt năng tận dụng từ quá trình sản xuất Áp dụng thu hồi nhiệt thải sau lò hơi giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của nhà máy, tiết kiệm chi phí năng lượng và thúc đẩy phát triển bền vững.
2.5 Giải pháp tận dụng nhiệt từ nước xả lò hơi
- Nước xả lò hơi có nhiệt thế cao có thể thu hồi hơi nước và nhiệt
Tìm hiểu cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động của bộ quá nhiệt, bộ hâm nước và bộ sấy không khí? Nêu các hình thức khử bụi? So sánh
Bộ quá nhiệt
- Bộ quá nhiệt là một thiết bị dung để gia nhiêt hơi từ trạng thái bão hòa ở áp suất trong bao hơi tới trạng thái quá nhiệt quy định
Trong các lò hơi hiện đại, bộ quá nhiệt thường được lắp đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao tới trên 1000 độ C, nhằm nâng cao hiệu suất nung nóng nhiên liệu Tuy nhiên, các bộ quá nhiệt này vẫn được đặt sau cụm ống phoston, do đó chúng còn được gọi là quá nhiệt đối lưu Việc sử dụng bộ quá nhiệt đối lưu giúp tối ưu hóa quá trình truyền nhiệt, nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm tiêu hao năng lượng.
- Bộ quá nhiệt đặt ở phía trên buồng lửa trước cụm ống pheston gọi là bộ quá nhiệt nửa bức xạ
- Bộ quá nhiệt đặt xem kẽ với dàn ống xung quanh buồng lửa gọi là bộ quá nhiêt bức xạ
- Bộ quá nhiệt bao gồm 3 phần bức xạ, nửa bức x, và đối lưu gọi là bộ quá nhiệt tổ hợp
Để tăng hiệu suất của chu trình nhiệt, đặc biệt ở các chu trình từ cao áp trở lên, người ta sử dụng bộ quá nhiệt trung gian Nguồn nhiệt dùng để quá nhiệt trung gian chủ yếu là khói lò, giúp nâng cao năng lượng truyền vào và tăng hiệu quả chung của hệ thống Bộ quá nhiệt trung gian thường được đặt ở vùng khói đối lưu, tối ưu hóa quá trình quá nhiệt và giảm tổn thất nhiệt trong chu trình Việc sử dụng bộ quá nhiệt trung gian đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất và độ bền của các hệ thống nhiệt công nghiệp.
2: Cấu tạo và vai trò:
Bộ quá nhiệt thường được chế tạo gồm các ống xoắn nối vào các ống góp, trong đó ống xoắn là những ống thép uốn gấp khúc với đường kính từ 32-45 mm Để đạt được hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao, lên đến 560°C, bộ quá nhiệt cần được đặt ở vùng khói có nhiệt độ trên 700°C, đảm bảo nhiệt độ của hơi trong ống và khói ngoài ống đều cao Các ống thép của bộ quá nhiệt phải làm bằng thép hợp kim chịu nhiệt cao để đảm bảo hoạt động liên tục và bền bỉ Kích thước của bộ quá nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ hơi quá nhiệt mong muốn, và cấu tạo của nó có thể chia thành 3 loại khác nhau, phù hợp với từng yêu cầu về hiệu suất và ứng dụng.
Bộ quá nhiệt đối lưu chịu nhiệt chủ yếu thông qua quá trình đối lưu của dòng khói, được đặt trên đoạn đường khói nằm ngang phía sau cụm pheston Thiết bị này phù hợp cho các lò hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt không vượt quá 510 độ C, đảm bảo hiệu quả năng lượng và độ bền của hệ thống.
Bộ quá nhiệt nửa bức xạ là thiết bị nhận nhiệt từ cả bức xạ từ ngọn lửa và đối lưu từ khói, được lắp đặt tại cửa ra buồng lửa phía trước cụm pheston Thiết bị này thường được sử dụng ở các lò có nhiệt độ hơi quá nhiệt trong khoảng 530-560 độ C, giúp duy trì hiệu quả quá trình nung và tối ưu hóa năng suất lò.
Bộ quá nhiệt bức xạ nhận nhiệt chủ yếu bằng bức xạ trực tiếp của ngọn lửa, được đặt ngay trong buồng lửa xen kẽ với dàn ống sinh hơi của hai tường bên Đối với những lò có thông số siêu cao, nhiệt độ hơi trên 560 độ C, tỷ lệ nhiệt lượng dùng để quá nhiệt hơi rất lớn Điều này đặc biệt rõ ràng ở những lò có quá nhiệt trung gian hơi, khiến cho kích thước bộ quá nhiệt rất lớn.
Vì vậy phải đặt một phần bộ quá nhiệt vào trong buồng lửa để hấp thu nhiệt bức xạ nhằm giảm bớt kích thước bộ quá nhiệt.
Bộ quá nhiệt là thiết bị dùng để sấy khô hơi và biến hơi bão hòa thành hơi quá nhiệt Hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao hơn, nhờ đó nhiệt lượng tích lũy trên mỗi đơn vị khối lượng hơi vượt trội so với hơi bão hòa cùng áp suất Do đó, khi công suất máy giống nhau, sử dụng hơi quá nhiệt giúp giảm kích thước máy đáng kể so với máy sử dụng hơi bão hòa.
3: phân loại bộ quá nhiệt
Trong hệ thống lò hơi – nồi hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt từ 51°C trở xuống, bộ quá nhiệt thường được đặt trong vùng khói có nhiệt độ dưới 1050°C, thường nằm ngang sau cụm ống pheston Vị trí này giúp tối ưu quá trình trao đổi nhiệt giữa khói và cụm ống chủ yếu thông qua trao đổi nhiệt đối lưu, gọi là bộ quá nhiệt đối lưu, đảm bảo hiệu quả làm việc của hệ thống.
Trong các lò hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt trên 510°C, bộ quá nhiệt được lắp đặt tại cửa ra buồng lửa, nơi nhận nhiệt đối lưu từ dòng khói và nhiệt bức xạ từ buồng lửa, gọi là bộ quá nhiệt nửa bức xạ Bộ quá nhiệt có thể được đặt ở trần buồng lửa hoặc xen kẽ với các ống sinh hơi trên tường, chủ yếu nhận nhiệt từ bức xạ của buồng lửa, được gọi là bộ quá nhiệt bức xạ Thông thường, bộ quá nhiệt bức xạ được sử dụng khi nhiệt độ hơi vượt quá 560°C để đảm bảo hiệu quả truyền nhiệt tối ưu.
4: nguyên lý hoạt động của bộ quá nhiệt
Nguyên lý của bộ quá nhiệt tương tự như các ống sinh hơi của lò hơi.
Các khí nóng ở nhiệt độ cao quét qua các ống bộ quá nhiệt, giúp làm tăng nhiệt độ của hơi nước Độ lớn của sự tăng nhiệt này phụ thuộc vào nhiệt độ của khí thoát ra khỏi bộ quá nhiệt và tốc độ của khí Quá trình này rất quan trọng để nâng cao hiệu suất của hệ thống và tối ưu hóa hoạt động của nhà máy nhiệt điện.
Bộ hâm nước
Bộ hâm nước là thiết bị tận dụng nhiệt thừa từ khí thải để tăng nhiệt độ nước cấp cho lò hơi, giúp tiết kiệm nhiên liệu đốt từ 3-5% Việc sử dụng bộ hâm nước không chỉ nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng mà còn giảm thiểu lượng khí thải ra môi trường Nhờ đó, doanh nghiệp có thể giảm chi phí vận hành lò hơi, tăng năng suất và góp phần bảo vệ môi trường Sử dụng bộ hâm nước là giải pháp tối ưu để tối đa hóa hiệu quả của hệ thống lò hơi và nâng cao tính bền vững trong sản xuất.
2: cấu tạo và vai trò
Hình 11 Cấu tạo bộ hâm nước
Bộ Hâm Nước gồm 2 phần chính:
Vỏ bọc: được làm bằng thép SS400 và bọc bông cách nhiệt bên ngoài
Ruột ống nước: được làm bằng thép SCH40
Để tận dụng tối đa khói thải từ lò hơi – nồi hơi, người ta lắp đặt bộ hâm nước trước khi cấp vào lò Phương pháp này giúp tiết kiệm nhiên liệu đốt cho lò hơi – nồi hơi từ 10 đến 25%, góp phần giảm chi phí vận hành và tăng hiệu quả năng lượng.
Bộ hâm nước cho lò hơi là dàn trao đổi nhiệt được chế tạo từ thép chất lượng cao, có khả năng trao đổi nhiệt tối ưu và chống oxi hóa, ăn mòn hiệu quả Thiết kế chuẩn xác giúp tận dụng tối đa khí nóng từ khói lò hơi, nâng cao hiệu suất truyền nhiệt Sản phẩm dễ lắp đặt và không đòi hỏi vệ sinh xúc rửa thường xuyên, mang lại sự tiện lợi và tiết kiệm thời gian vận hành.
Việc sử dụng bộ làm nước cho lò hơi giúp tiết kiệm nhiên liệu và giảm chi phí vận hành hiệu quả Bên cạnh đó, hệ thống này còn giảm nhiệt độ khí thải, góp phần làm mát không gian xung quanh lò hơi, nâng cao hiệu quả hoạt động và bảo vệ môi trường.
Việc sử dụng bộ hâm nước giúp tận dụng tối đa nguồn nhiệt thải từ nồi hơi, nâng cao hiệu quả truyền nhiệt Điều này giúp tiết kiệm chi phí nhiên liệu đốt lò, giảm thiểu chi phí vận hành và nâng cao năng lực sản xuất của nhà máy Ngoài ra, sử dụng bộ hâm nước còn góp phần giảm lượng khí thải độc hại, thúc đẩy hoạt động sản xuất bền vững và thân thiện với môi trường.
3: Phân loại bộ hâm nước
- Bộ hâm nước bằng gang
Gang có ưu điểm vượt trội trong việc chịu ăn mòn của axit và mài mòn của tro, nên thường được sử dụng làm bộ hâm nước trong các nồi hơi đốt nhiên liệu có chứa nhiều lưu huỳnh Tuy nhiên, gang còn có nhược điểm là khả năng chịu va đập kém Để nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt, ngoài việc đúc thêm các cánh ở phía ngoài ống do hệ số dẫn nhiệt của gang nhỏ hơn thép, giúp tăng cường khả năng truyền nhiệt và độ bền cho thiết bị.
Bộ hâm nước bằng gang gồm các dạng ống đúc có đường kính trong từ 76-90mm và chiều dài từ 1,5-2,5m, được nối với nhau bằng các co nối có mặt bích và bu lông, giúp việc lắp ghép và vệ sinh trở nên dễ dàng hơn.
Bộ hâm nước bằng gang phù hợp cho lò hơi công suất nhỏ hoặc trung bình, các loại lò này thường chưa có hệ thống xử lý nước hoặc hệ thống xử lý chưa hoàn thiện Trong nước còn chứa các hợp chất có khả năng gây ăn mòn, tuy nhiên, vật liệu gang lại có khả năng chống ăn mòn và mài mòn rất tốt, giúp nâng cao tuổi thọ của bộ hâm nước so với các thiết bị làm bằng thép trơn.
- Bộ hâm nước bằng thép trơn
Bộ hâm nước ống thép trơn có cấu tạo gần giống bộ quá nhiệt, gồm các ống thép đường kính từ 34 đến 60mm được uốn gấp nhiều lần và kết nối vào hai ống góp của bộ hâm nước Các cụm bộ hâm nước cao khoảng 1m, cách nhau 0,6m để tạo không gian thuận tiện cho việc vệ sinh Thường các ống xoắn của bộ hâm nước được bố trí thành sole, tạo tốc độ dòng khói lớn và xoáy nhiều nhằm nâng cao hiệu quả truyền nhiệt.
Trong quá trình vận hành của lò hơi, môi chất (nước và hơi) trải qua các giai đoạn hấp thụ nhiệt quan trọng Đầu tiên, môi chất nhận nhiệt trong bộ hâm nước đến khi nước sôi, sau đó chuyển sang giai đoạn sôi trong dàn ống sinh hơi để tạo ra hơi nước Tiếp theo, hơi nước được quá nhiệt trong bộ quá nhiệt nhằm nâng cao năng suất và hiệu quả hoạt động của lò hơi Các giai đoạn này đóng vai trò cốt yếu trong quá trình truyền nhiệt và đảm bảo hiệu quả vận hành của hệ thống lò hơi.
Bộ sáy không khí
Hình 12 Bộ sấy không khí
Bộ sấy không khí là thiết bị trao đổi nhiệt hoạt động dựa trên nguyên lý truyền nhiệt từ khói thải của lò hơi sang không khí trước khi khí được đưa vào lò để phục vụ quá trình cháy Việc sử dụng bộ sấy không khí trong hệ thống lò hơi giúp nâng cao hiệu suất đốt cháy, giảm tiêu thụ nhiên liệu và giảm khí thải độc hại Bên cạnh đó, bộ sấy không khí còn giúp kiểm soát nhiệt độ cháy ổn định, góp phần kéo dài tuổi thọ cho thiết bị lò hơi và tăng cường hiệu quả hoạt động của hệ thống Áp dụng công nghệ này còn giúp giảm thiểu khí CO2 và các khí độc hại phát sinh trong quá trình vận hành, mang lại lợi ích bảo vệ môi trường.
Bộ sấy không khí cùng các thiết bị trao đổi nhiệt như bộ hâm nước giúp nhiệt lượng trong quá trình trao đổi bị máy sấy không khí lấy đi, từ đó nâng cao hiệu quả xử lý khói thải của lò hơi Nhờ đó, các thiết bị này hoạt động ổn định hơn, kéo dài tuổi thọ và giảm thiểu sự cố khi vận hành Việc sử dụng bộ sấy không khí là giải pháp tối ưu để nâng cao hiệu suất hệ thống xử lý khí thải lò hơi, đảm bảo môi trường làm việc an toàn và bền vững.
2: Cấu tạo và vai trò
Bộ trao đổi nhiệt kiểu bề mặt có cấu tạo gồm các bộ phận chính, có thể được làm hoàn toàn hoặc một phần bằng vật liệu inox chống gỉ hoặc thép tùy theo yêu cầu công nghệ Thiết kế này giúp nâng cao khả năng chống ăn mòn và đảm bảo tuổi thọ lâu dài của hệ thống trao đổi nhiệt Các thành phần của bộ trao đổi nhiệt bề mặt được chế tạo chính xác nhằm tối ưu hóa hiệu suất truyền nhiệt và giảm thiểu thất thoát năng lượng trong quá trình hoạt động Việc lựa chọn vật liệu inox hoặc thép phù hợp theo từng ứng dụng là yếu tố quyết định đến độ bền và hiệu quả của thiết bị.
- Vỏ thiết bị có hoặc không có bảo ôn, có loại 1 vỏ, loại 2 vỏ;
- Ống trao đổi nhiệt hoặc tấm trao đổi nhiệt, có cánh tăng cường trao đổi nhiệt hoặc ống trơn;
- Hệ thống van, vòi, các đồng hồ hiển thị thông số cần khống chế (nếu có).
Bộ sấy không khí là thiết bị phụ trợ không thể thiếu trong nhà máy nhiệt điện, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu suất hoạt động của lò hơi Nhờ khả năng làm khô khí hiệu quả, bộ sấy giúp giảm tiêu thụ nhiên liệu than đáng kể, tiết kiệm chi phí vận hành Chính vì vậy, thiết bị này góp phần tối ưu hoá năng suất và tăng tính bền vững của các nhà máy điện đốt than.
3: Phân loại bộ sấy không khí
- Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt
Hình 13 Cấu tạo bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt
Bộ sấy không khí hồi nhiệt là thiết bị tận dụng nhiệt của khói thải sau lò hơi, giúp đốt nóng không khí sử dụng trong quá trình đốt nhiên liệu Thiết bị này được lắp đặt sau lò hơi nhằm nâng cao hiệu suất hoạt động của nhà máy nhiệt điện Nhờ vào khả năng thu hồi nhiệt, bộ sấy không khí hồi nhiệt góp phần giảm tiêu thụ nhiên liệu và giảm lượng khí thải, tối ưu hóa hiệu quả kinh tế và môi trường của hệ thống lò hơi.
Bộ sấy không khí hồi nhiệt có cấu tạo gồm một tầng đầu lạnh, hai module tầng trung gian và tầng đầu nóng, phù hợp để lắp đặt cho các nhà máy nhiệt điện công suất lên tới 300MW Sản phẩm này giúp đáp ứng nhu cầu vận hành của các nhà máy nhiệt điện lớn, đồng thời góp phần nâng cao khả năng nội địa hóa tại Việt Nam và cung cấp thiết bị cho các dự án xây dựng nhà máy nhiệt điện mới.
- Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt:
Hình 14 Cấu tạo bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt
Bộ sấy không khí thu nhiệt, hay còn gọi là bộ sấy không khí dạng tĩnh, sử dụng tấm gia nhiệt cố định bên trong vỏ bảo vệ để làm nóng không khí Thay vì quay như các thiết bị truyền thống, các tấm gia nhiệt trong bộ sấy này đứng yên, giúp giảm khả năng hao mòn và tiếng ồn Hệ thống ống dẫn khí bên trong được thiết kế để xoay chuyển khí mát, đưa tới các mặt của tấm gia nhiệt hiệu quả Hiện nay, bộ sấy không khí dạng thu nhiệt chủ yếu được chế tạo theo kiểu ống, tối ưu hóa khả năng truyền nhiệt và tiết kiệm năng lượng.
Các ống dẫn khí đầu vào được quay tại phần dưới cùng của các tấm tĩnh, trong khi các ống dẫn khí đầu ra được đặt tại phần trên cùng của các tấm tĩnh Thiết kế này giúp tối ưu hóa quá trình luồng khí và nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống Hình minh họa rõ ràng thể hiện vị trí của các ống dẫn khí, đảm bảo tính chính xác trong quá trình lắp đặt và vận hành Việc sắp xếp các ống dẫn theo vị trí này không chỉ giúp dễ dàng bảo trì mà còn nâng cao độ bền của hệ thống khí nén.
4: Nguyên lý hoạt động của máy sấy không khí
Hình 15 Nguyên lý hoạt động cảu máy sấy không khí
Khí nén nóng và ẩm đi vào máy nén khí sẽ giảm nhiệt độ nhờ bộ trao đổi nhiệt, giúp loại bỏ độ ẩm hiệu quả Nước ngưng tụ tại giai đoạn này sẽ được tách ra khỏi khí nén nhờ bộ xả và bộ thoát nước tự động, đảm bảo khí nén sạch hơn Sau đó, khí nén đã qua quá trình tách nước sẽ tăng nhiệt độ một lần nữa qua trao đổi nhiệt và tiếp tục đi ra khỏi máy sấy để đạt chất lượng tốt nhất.
Các hình thức khử bụi và khói thải
Xử lý khí thải lò hơi là yếu tố quan trọng trong các ngành công nghiệp sử dụng nhiệt năng sinh hơi để giảm thiểu ô nhiễm.Việc đốt nhiên liệu trong môi trường phát sinh bụi và khí độc như CO, CO2, SOx, NOx khiến cho quá trình xử lý khí thải trở nên cấp thiết Đảm bảo xử lý khí thải đúng quy trình giúp giảm tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe cộng đồng.
Hệ thống xử lý bụi khói thải lò hơi công nghiệp hiện nay gồm ba phương án chính, sử dụng các thiết bị chủ yếu như bộ lọc bụi Cyclone đa cấp (bao gồm Cyclone đa phần tử và Cyclone chùm), bộ lọc bụi túi vải, và bể dập bụi kiểu ướt để đảm bảo hiệu quả loại bỏ bụi và khí thải độc hại ra môi trường.
Hình 16 Sơ đồ nguyên lý hoạt động và các thiết bị sử lý bụi, khói thải của lò hơi
1 Bộ lọc bụi Cyclone đa cấp
1.1 Đặc tính kỹ thuật của Cyclone đa cấp của GEETECH
Công suất lọc bụi: theo công suất thiết kế lò hơi (1.000 ÷ 120.000 m /h)
Tro bụi được lấy ra liên tục bằng van xoay, vít tải
Vật liệu chế tạo: Thép SS400, Inox, gang - Nhiệt độ làm việc: ≤ 350 C
Trở lực qua thiết bị: ≤ 600 Pa
Cyclone đa cấp là gì?
Cyclone bao gồm nhiều phần tử con ghép lại với nhau, tạo thành hệ thống phức hợp giúp tối ưu hóa quá trình lọc bụi khí Các phần tử con của Cyclone được thiết kế dạng xoắn vít, giúp nâng cao hiệu suất lọc bụi so với các Cyclone đơn lẻ như một phần tử duy nhất Nhờ cấu trúc xoắn đặc biệt này, khả năng tách bụi ra khỏi dòng khí của hệ thống Cyclone con được cải thiện rõ rệt, mang lại hiệu quả làm việc cao hơn và tiết kiệm năng lượng.
1.2 Nguyên lý hoạt động của Cyclone đa cấp
Khói thải từ lò hơi được dẫn vào cyclone theo phương tiếp tuyến và tạo ra chuyển động xoáy tròn, giúp các hạt bụi mất động năng và rơi xuống phần hình nón để thu hồi Các dòng khí xoay quanh thân cyclone đến điểm giảm tốc rồi chuyển hướng đi lên qua ống thoát khí sạch ra ngoài Phía dưới phần hình nón được lắp đặt phễu thu gom bụi hiệu quả, giúp xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn môi trường.
Hệ thống xử lý khói thải của chúng tôi sử dụng van xoay để thoát tro bụi từ phễu chứa phía dưới, giúp loại bỏ phần lớn bụi trong khói Sau đó, dòng khói đã qua xử lý sẽ được hút vào các thiết bị như tháp dập bụi, bể lắng tro và bộ lọc bụi túi vải để đảm bảo khói thải ra môi trường đạt tiêu chuẩn của Bộ Tài Nguyên và Môi Trường Chúng tôi liên tục cải tiến và nâng cấp các sản phẩm cyclone chùm nhằm nâng cao hiệu quả hoạt động, dễ vận hành và giảm chi phí vận hành.
Hình 18 Nguyên lý hoạt động của cyclone đa cấp
2 Hệ thống lọc bụi túi vải
2.1 Đặc tính kỹ thuật của Lọc bụi túi vải của GEETECH
Công suất lọc bụi: theo công suất thiết kế lò hơi (1.000 ÷ 120.000 m /h)
Vật liệu túi lọc bụi: vật liệu chống cháy PPS
Sử dụng vật liệu của AOG Japan hoặc vật liệu của Gutsche – Germany + Chỉ may túi 100% PTFE
Túi lọc có đắp đáy và may đáy 2 lớp.
Trở lực qua thiết bị: ≤ 1.500 Pa
Sử dụng công nghệ rũ bụi tự động bằng khí nén
Tro bụi được lấy ra liên tục bằng van xoay, vít tải
Hệ thống lọc bụi của Geetech có hệ thống bypass để trong trường hợp bảo trì sửa chữa lò vẫn đảm bảo lò hơi hoạt động bình thường
2.2 Hệ thống lọc bụi túi vải là gì?
Hệ thống lọc bụi túi vải là giải pháp xử lý bụi trong khói hoặc không khí để loại bỏ hoàn toàn bụi mịn siêu nhỏ, giúp khói thoát ra môi trường là sạch Vật liệu lọc thường là các loại vải không dệt tổng hợp hoặc tự nhiên, được may thành dạng túi để giữ bụi hiệu quả Lượng bụi sau khi lọc có thể được thu lại qua thiết bị gỡ bụi đặt ở đáy hệ thống, thường là van xoay hoặc vít tải để đưa bụi ra ngoài một cách tiện lợi Hệ thống được trang bị nhiều ống túi vải hình trụ có đường kính khác nhau, giữ chặt trên ống lưới và có cơ cấu giũ bụi nhằm duy trì hiệu quả lọc cao và liên tục.
Hình 19 Hệ thống túi vải
2.3 Cấu tạo của hệ thống lọc bụi túi vải
Cấu tạo chung của hệ thống lọc bụi túi vải gồm các bộ phận sau:
Hệ thống chứa các vật liệu lọc, nơi diễn ra quá trình lọc khí hiệu quả Thiết bị gồm hai phần chính: khoang khí sạch chứa khí đã qua lọc, đảm bảo an toàn cho không khí và bảo vệ môi trường, và khoang khí thô chứa khí trước khi lọc, nơi tập trung các tạp chất cần loại bỏ Việc thiết kế hai khoang này giúp tối ưu hóa hiệu quả lọc khí và duy trì hoạt động ổn định của hệ thống xử lý không khí.
Hình 20 Khung và túi lọc cảu hệ thống lọc túi vải
Các khung xương lồng trong túi lọc là vật liệu hỗ trợ lọc hiệu quả, được gắn chắc chắn vào sàn lắp túi lọc Khung xương cố định giúp túi lọc luôn giữ được trạng thái căng, từ đó tối ưu hóa quá trình lọc bụi Khi quá trình lọc diễn ra, khung xương còn giúp nâng cao hiệu quả rung giũ bụi, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và bền bỉ.
Hệ thống thu hồi khí bao gồm quạt hút, đường ống dẫn và các thiết bị hỗ trợ giúp đưa khói, khí và bụi vào buồng lọc Quá trình này tạo ra áp lực để khí sạch dễ dàng đi qua các túi lọc và thường được kết hợp với bộ chia khí để phân tán đều khí bụi trong buồng lọc Trong một số trường hợp, cần sử dụng thiết bị lọc nước để loại bỏ hơi nước trong khí đầu vào, đặc biệt khi hệ thống sử dụng vải lọc polyester có thể bị thủy phân trong điều kiện nhiệt độ cao và độ ẩm lớn.
D) Bộ phận rung giũ bụi
Hình 21 Hệ thống rũ bụi túi vải bằng khí nén
Rung giũ bụi là quá trình loại bỏ bụi bám trên bề mặt túi sau thời gian xử lý bụi, là điểm khác biệt quan trọng trong cấu tạo các hệ thống lọc bụi túi vải Các phương pháp rung giũ phổ biến gồm lắc/gõ, rung và thổi xung khí nén Trong số đó, phương pháp thổi xung khí nén hiện nay được sử dụng rộng rãi nhất do khả năng tự động hóa cao và tiết kiệm nhân lực.
E) Bộ phận lấy tro, bụi tự động liên tục
Tro, bụi sau khi được giũ sẽ rơi xuống phễu thu và được lấy ra ngoài bằng van xoay và vít tải
2.4 Nguyên lý hoạt động của Hệ thống lọc bụi túi vải
Hình 22 Nguyên lý hoạt động của hệ thống lọc bụi túi vải
Khói thải hoặc khí cần lọc được đưa vào phễu chứa bụi, sau đó đi qua các ống túi vải từ trong ra ngoài hoặc từ ngoài vào trong để vào khoang chứa khí sạch và thoát ra ngoài Khi bụi tích tụ nhiều trên mặt trong hoặc mặt ngoài của ống tay áo làm tăng sức cản, ảnh hưởng đến năng suất lọc, người ta tiến hành hoàn nguyên bằng cách rung rũ bằng cơ hoặc khí nén Trong đó, rung rũ bằng cơ sẽ giữ bụi lại bên trong, còn rung rũ bằng khí nén với áp lực mạnh giúp đẩy bụi bám bên ngoài bung ra, rơi xuống dưới.
Quá trình lọc không khí bắt đầu bằng việc cho không khí có bụi đi qua tấm vải lọc, trong đó các hạt bụi lớn hơn khe giữa các sợi vải sẽ bị giữ lại nhờ nguyên lý rây Các hạt bụi nhỏ hơn dính vào bề mặt sợi vải nhờ các cơ chế va chạm, lực hấp dẫn và lực hút tĩnh điện, tạo thành lớp bụi dày dần lên Lớp bụi này hình thành một lớp màng trợ lọc, giúp giữ lại các hạt bụi nhỏ nhất, nâng cao hiệu quả lọc không khí.
Sau 1 khoảng thời gian lớp bụi sẽ rất dày làm sức cản của màng lọc quá lớn, ta phải ngưng cho khí thải đi qua và tiến hành loại bỏ lớp bụi bám trên mặt vải Thao tác này được gọi là hoàn nguyên khả năng lọc.
3 Bể dập bụi ướt kiểu đa cấp
3.1 Đặc tính kỹ thuật của bể dập bụi kiểu ướt đa cấp của GEETECH
- Công suất lọc bụi: theo công suất thiết kế lò hơi (1.000 ÷ 120.000 m /h)
- Nguyên lý lọc bụi: kiểu va đập quán tính kết hợp màng nước
- Vật liệu chế tạo: bê tông cốt thép - Nhiệt độ làm việc: ≤ 200 C - Hiệu suất: ≥ 98%
Hình 23 Hệ thống bể dập bụi kiểu ướt đa cấp
3.2 Nguyên lý hoạt động của bể dập bụi ướt đa cấp
Hình 24 Sơ đồ nguyên lý của bể dập bụi ướt
Hệ thống bể dập bụi kiểu ướt gồm hai phần chính: bể tạo vách ngăn hướng dòng khói và cụm bơm tuần hoàn Cụm bơm tuần hoàn chịu trách nhiệm bơm nước từ bể dập bụi vào các béc phun tạo màng trên các vách ngăn, giúp dòng khói đi theo kiểu zig-zag Khi dòng khói đi qua hệ thống, bụi trong khói sẽ va đập vào màng nước và bị hấp phụ, sau đó chảy xuống bể chứa Khói tiếp tục va đập vào bề mặt của bể chứa nước, tiếp tục quá trình hấp phụ và lắng xuống đáy bể, đảm bảo giảm thiểu bụi trong khí thải Hệ thống bể dập bụi kiểu ướt đa cấp đảm bảo xử lý triệt để bụi thải, đáp ứng tiêu chuẩn phát thải ra môi trường.
So sánh các thiết bị sử lý bụi và khí thải lò hơi
Các thiết bị Ưu điểm Nhược điểm
-Làm việc liên tục và hiệu quả đối với các hạt bụi có nồng độ cao, kích thước lớn 5 ㎛và đạt hiệu quả lên đến 95%
- Hiệu quả xử lý kém đối với bụi có kích thước nhỏ hơn 5㎛ e đa cấp
-Chịu được hỗn hợp khí có nhiệt độ cao
-Cấu tạo đơn giản, chi phí vận hành thấp tiết kiệm thời gian
-Lọc và thu hồi bụi tự động giúp tiết kiệm chi phí trong việc thu gom bụi, chi phí vận hành thấp hơn so với các hệ thống khác
-Vật liệu có độ bền ca
-Thiết kế thuận tiện cho việc tháo lắp, bảo dưỡng và di chuyển
Hệ thống lọc bụi túi vải
- Có thể lọc được hạt bụi có kích thước siêu mịn, nhỏ hơn
- Hiệu suất lọc bụi cao đến 99,5 %, đáp ứng mọi tiêu chuẩn khắt khe nhất về môi trường
- Hoạt động đơn giản, có thể làm việc liên tục
- Bảo trì sửa chữa thay thế dễ dàng
Hệ thống túi lọc bụi vải công nghiệp có khả năng kết nối linh hoạt với nhiều thiết bị hỗ trợ và thiết bị giám sát, như đồng hồ đo áp và các thiết bị giám sát an toàn Điều này giúp nâng cao hiệu quả vận hành của hệ thống lọc bụi, đảm bảo an toàn và tối ưu hóa quá trình hoạt động mà không gây ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc.
- Cần diện tích lắp đặt lớn hơn so với các thiết bị xử lý bụi khác
- Yêu cầu sử dụng với khói và không khí khô, không dùng cho bụi có tính bám dính và bụi nhờn
Bể dập bụi ướt kiểu đa cấp
- Cú thể lọc được hạt bụi cú kớch thước nhỏ hơn 5à
- Hoạt động đơn giản, có thể làm việc liên tục
- Có thể xử lý bụi có tính bám dính và bụi nhờn
- Có thể kết hợp phun nước vôi trong và các hỗn hợp phụ gia khác để xử lý các thành phần khí thải trong khói như:
- Kết cấu đơn giản, tuổi thọ cao
- Bảo trì sửa chữa thay thế dễ dàng
- Cần diện tích lắp đặt lớn
- Vệ lấy tro định kỳ vất vả và phải thay nước thường xuyên.