CHƯƠNG 2: VẬN HÀNH LÒ HƠI
IV. Các giải pháp nâng cao hiệu quả kinh tế lò hơi
Mục tiêu là đảm bảo cho các thiết bị công nghệ luôn ở trong trạng thải tốt nhất về kỹ thuật, đáp ứng các yêu cầu của nhà chế tạo, sẵn sàng làm việc với độ ổn định và tin cậy cao.
Đào tạo nâng cao trình độ cán bộ vận hành.
Người vận hành phải nắm vững cơ sở lý thuyết và thực tiễn của các quá trình công nghệ phức tạp xay ra trong thiết bị và điều khiển thành thạo các hệ thống thiết bị đúng quy trình vận hành;
Tổ chức kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật vận hành.
Kịp thời phát hiện những biến động và xác định nguyên nhân gây ra các biến động bất thường chỉ tiêu kỹ thuật thiết bị để có giải pháp khắc phục kịp thời;
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
Theo cân bằng thuận:
= [D(i
ƞ qn – inc )+Dqn.tg (iraqn.tg – ivaoqn.tg ) +Dnx (i’ – inc )] / BQtt p
Theo cân bằng nghịch:
= 1- q2 - q3 – q4 – q5 – q6 ƞ
Đảm bảo vận hành buồng đốt tối ưu:
Buồng lửa cần được vận hành sao cho quá trình cháy nhiên liệu xảy ra hoàn thiện nhất.
Ngọn lửa nằm đúng giữa tâm buồng đốt và ở độ cao hợp lý nhất.
+ 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: làm việc ở chế độ khắc nghiệt (nhiệt độ hơi nước bên trong cao, nhiệt độ khói bên ngoài lớn) => dễ xảy ra sự cố khi vận hành. Cần duy trì nhiệt độ vách ống bộ quá nhiệt không lớn hơn giới hạn cho phép, kiểm tra thường thực hiện thông qua các điểm đo nhiệt độ hơi lắp sẵn trên một số vị trí của dàn ống bộ quá nhiệt, Đảm bảo hệ thống điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt hoạt động ổn định tin cậy;
Bộ hâm nước và bộ sấy không khí: Các dàn ống làm việc ở điều kiện nhiệt độ thấp hơn cho nên ít nguy hiểm. Vấn đề quan trọng cần quan tâm là sự ăn mòn kim loại do gỉ và mài mòn bề mặt ống do bụi trong khói thải. Ngoài ra khi đốt nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn kim loại ở nhiệt độ thấp (đặc biệt bộ phận sấy không khí). Nhiệt độ khói thải luôn phải giữa cao hơn nhiệt độ điểm đọng sương khoảng 10ºC.
2.2. Giảm tổn thất lò hơi Giảm tổn thất do khói thải:
+ Giảm nhiệt độ khói ra khỏi buồng đốt (Ngăn ngừa đóng xỉ và bám bẩn bề mặt đốt; tăng quá trình trao đổi nhiệt, tổ chức quá trình cháy hợp lý, duy trì hệ số không khí thừa tối ưu…);
+ 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
Trong đó:
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 tổn thất xuất hiện do một phần nhiên liệu đi vào buồng đốt nhưng không tham gia vào quá trình cháy và bị mang ra ngoài lò hơi; Nhiên liệu rắn không cháy hết về cơ học nằm trong tro bay, trong xỉ bị thải ra khỏi lò hơi.
+ Q4 phụ thuộc chất lượng nhiên liệu, cấu trúc thiết bị buồng đốt, vào độ mịn than bột đưa vào lò, vào vận hành vòi đốt, tổ chức chế độ cháy, đảm bảo hệ số không khí thừa hợp lý v.v…
+ Để giảm tổn thất cơ học cần đảm bảo chất lượng nhiên liệu gần đúng với chỉ tiêu thiết kế, đảm bảo độ mịn than bột theo tiêu chuẩn vận hành, tổ chức tốt quá trình cháy trong lò hơi.
Tổn thất nhiệt do mất nhiệt ra môi trường xung quanh Q5 (q5 ):
+ Tổn thất Q5 xuất hiện do nhiệt độ các bề mặt lò hơi luôn cao hơn nhiệt độ môi trường + Để giảm Q5 cần giảm nhiệt độ bề mặt lò hơi (thường giữ không quá 55ºC).
Giảm tổn thất do tro xỉ Q6 (q6 ):
+ Q6 là tổn thất do nhiệt vất lý của tro xỉ thải ra ngoài lò hơi.
+ Q6 phụ thuộc chất lượng nhiên liệu (độ tro trong nhiên liệu), phương pháp thải xỉ (khô, lỏng). Đối với nhiên liệu lỏng và khí do không có hàm lượng tro nên không có tổn thất này.
+ 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. Chất lượng cao, nồng độ muối giảm tỷ lệ xả giảm đi;
+ Lắp đặt hệ thống phân ly hơi nước và đảm bảo cho hệ thống này hoạt động tốt sẽ đảm bảo chất lượng hơi nước, giảm tỷ lệ xả.
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;
+ Lắp đặt các cánh tản nhiệt trên ống phía đường khói để tăng diện tích truyền nhiệt;
+ Chuyển sang sử dụng bộ sấy không khí hồi nhiệt thay cho bộ sấy không khí thông thường. Truyền nhiệt trực tiếp giữa kim loại và không khí nên giảm Δt.
+ Thu hồi nhiệt thải sau lò hơi để sản xuất nhiệt: Lò hơi thu hồi nhiệt thải để cung cấp nước nóng, máy lạnh hấp thụ phục vụ nhu cầu điều hoà không khí, bơm nhiệt v.v…
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.
- Nước xả sau khi ra khỏi bao hơi được đưa vào bình phân ly. Áp suất trong bình phân ly thấp (thường vào khoảng 1,2 bar), nên xảy ra sự bốc hơi một phần của nước. Hơi nước thu được từ bình phân ly được đưa về bồn khử khí để gia nhiệt cho nước cấp và ngưng tụ
lại thành nước bổ sung cho lò hơi. Lượng nước xả còn lại sau bình phân ly chứa nhiều cáu cặn nên không thể sử dụng lại. Để tận dụng nhiệt của lượng nước xả này (khoảng 50%
lượng cả cặn từ lò hơi) người ta đưa nó đi qua một thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho nước cấp. Ngoài ra, việc nhả nhiệt cho nước cấp sẽ làm cho nhiệt độ của nước xả giảm xuống đến nhiệt độ an toàn khi xả bỏ nó ra môi trường. Để nâng cao hiệu suất sử dụng nhiệt thừa người ta có thể lắp đặt hệ thống phân ly 2 cấp.