Nếu bạn đang tìm kiếm thông tin về lò hơi công nghiệp thì đừng bỏ lỡ bài viết hôm nay của ThuyKhiDien. Nếu nắm được thông tin về lịch sử, cấu tạo, nguyên lý, ưu và nhược điểm của thiết bị sẽ giúp các bạn có thể sử dụng được hiệu quả năng lượng hơi nóng này.
Tìm hiểu hệ thống lò hơi công nghiệp
Lò hơi công nghiệp là gì?
Lò hơi công nghiệp có tên tiếng anh là Steam Boiler. Thiết bị này sử dụng để chuyển hóa nước thành hơi nước để phục vụ cho các lĩnh vực sản xuất như: Tua bin hơi nước, hệ thống sấy, sưởi, hấp…
Hệ thống nồi hơi này sử dụng những nguyên liệu như: Điện, than đá, củi, gas, khí đốt… Chính hơi nước nóng được sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu đầu vào sẽ phục vụ cho thiết bị hoạt động đời sống, công nghiệp.
Nếu hiểu đơn giản thì nó chính là đốt nhiên liệu để đun nước chứa trong nồi thành hơi có nhiệt để vận hành các thiết bị.
Việc phân chia các loại nồi hơi thì người ta chủ yếu dựa trên nguồn năng lượng:
+ Nồi hơi đốt trấu
+ Nồi hơi đốt củi
+ Nồi hơi đốt than
+ Nồi hơi đốt bằng gas, dầu DO và biomass
Tại Việt Nam thì nồi hơi và hơi nóng là 1 nguồn năng lượng cực kỳ quan trọng trong công nghiệp. Nó ứng dụng trong nhiều ngành nghề tại nhiều nhà máy, xưởng sản xuất.
Mỗi một ngành sản xuất sẽ có yêu cầu riêng về công suất, nhiệt, áp lực và mức độ nên các nồi hơi công nghiệp có thể được gia công, đặt hàng theo yêu cầu.
Lịch sử hình thành nồi hơi công nghiệp
Từ những năm 200 trước công nguyên thì người Hy Lạp đã bắt đầu sử dụng nồi hơi.
Đến cuối những năm 1700 đầu những năm 1800 thì nồi hơi dạng ấm nấu nước phát triển. Bấy giờ chỉ là 1 vật thiết kế đơn giản, đặt trên bếp lửa và nấu đun sôi.
Năm 1867 thì lò hơi đối lưu ra đời. Nó đã bắt đầu thời kỳ công nghiệp hơi nước. Ống George Babcock với việc chế tạo lò hơi, Steven Wilcox có nồi hơi dạng ống bên trong một cấu trúc có tường bằng gạch lửa để tạo hơi nước đã được cấp bằng sáng chế.
Năm 1891, Babcock and Wilcox tại New York thành lập công ty chuyên sản xuất nồi hơi, lò hơi công nghiệp. Trong năm này, công ty Nồi hơi Stirling ở Barberton, Ohio, Mỹ được hình thành.
Năm 1907, Babcock và Wilcox quyết định hợp nhất công ty này và công ty Stirling. Nồi hơi được thiết kế mới lạ và đặt tên là H-Type Stirling. Nó có thể sản sinh ra 50.000 pound trong 1 giờ. Và hiển nhiên, nó là nồi hơi bán chạy nhất vào những năm đó.
Đầu năm 1920: Lò hơi dạng ống và ngói ra đời. Nó khác biệt hoàn toàn với nồi hơi ban đầu. Không cần cách nhiệt bởi bức tường bằng gạch lửa. Nó trang bị 1 lớp cách nhiệt trên hộp chữa cháy nên có hiệu quả cao hơn.
Những năm 20 đầu năm 30: Những phát minh ống dẹt, nồi hơi có vách rời đã ra đời và là nền tảng để ra đời nồi hơi bức xạ, nồi hơi công suất lớn.
Các năm cuối năm 50 – đầu năm 60: Thành ống màng phát triển, giảm nhu cầu về vật liệu chịu lửa đã làm tăng tốc độ sản xuất, giảm chi phí xây dựng. Một số lò hơi tỏa nhiệt có thể đạt 4.000.000 pound hơi nước trong 1 giờ.
Những năm cuối 70 – đầu những năm 80: Nồi hơi đốt dần thay thế. Người ta lắp tại nhiều nơi, cho phép con người trực tiếp kiểm nghiệm thiết bị.
Sau đó, lò hơi được sử dụng và bước vào kỳ hưng thịnh với việc đa dạng nhiên liệu đốt đầu vào. Hiệu suất hơi nóng đã tăng lên đáng kể. Từ đó, tăng hiệu quả sử dụng, giảm đi các chi phí không cần thiết cho doanh nghiệp.
Sự phát triển khoa học, công nghệ, kỹ thuật hiện đại thì con người đã phát minh, khai thác nhiên liệu mới rẻ, thân thiện môi trường, năng suất cao, không cồng kềnh. Vì thế mà nồi hơi, lò hơi, công nghiệp hơi nước dần phát triển chậm và thu hẹp lại.
Tìm hiểu thêm: Kính thủy lò hơi là gì? Thông số và ứng dụng
Cấu tạo lò hơi công nghiệp
Một lò hơi công nghiệp sẽ được phân chia thành các phần chính sau:
- Hệ thống hơi: Làm nhiệm vụ thu thập, kiểm soát lượng hơi nóng mà lò hơi tạo ra.
- Hệ thống cấp nước cho nồi hơi: Hệ thống sẽ cấp nước vào trong nồi hơi để tạo nên hơi nước nóng.
- Hệ thống nhiên liệu đầu vào: Nó có nhiệm vụ cấp nhiệt liệu để đốt tạo ra hơi nước, nhiệt cao.
- Thiết bị điều khiển, một số loại van hơi nóng.
Cụ thể các bộ phận của lò hơi như sau:
+ Buồng đốt: Nơi để chứa tất cả nguyên liệu để đốt lò hơi. Nhiệt độ của buồng đốt có thể tăng cao lên vài trăm độ C nếu lò hơi hoạt động.
+ Đầu đốt: Nó chính là nơi cấp khí, nguồn nguyên liệu cháy cho lò hơi.
+ Bộ phận cảm biến nhiệt: Nó sẽ cảm biến tự động nhận biết được nhiệt trong lò hơi và điều khiển việc lò hơi dừng lại hay tiếp tục tự động đốt.
+ Bộ trao đổi nhiệt: Nó sẽ đưa nhiệt từ buồng đốt để làm nước trong lò hơi nóng, đẩy nhanh tốc độ bay hơi.
+ Bể mở rộng: Có nhiệm vụ bảo vệ lò hơi.
+ Hệ thống bơm tuần hoàn: Bơm sẽ đẩy nguồn nước nóng đi vào ống dẫn cho lò hơi vận hành và đẩy lượng nước dư sau khi kết thúc quá trình trao đổi nhiệt về lại bể chứa.
+ Van chảy ngược: Là thiết bị chuyên dùng cho hơi nóng, chống dòng chảy ngược về gây hỏng bơm, bảo vệ nồi hơi.
+ Dòng trở lại: Chính là các dòng sau đi đã nguội thì sẽ theo đường ống về lại lò hơi.
+ Đường cung: Hệ thống đường ống dẫn hơi nóng, nước nóng.
Tùy theo yêu cầu mỗi công việc, có hệ thống còn lắp thêm van cho lò hơi, hệ thống bơm tuần hoàn để giúp nước về hệ thống nhanh hơn, tái sử dụng sau khi trao đổi nhiệt.
Nguyên lý hoạt động của nồi hơi công nghiệp
Lò hơi công nghiệp thì nó sẽ làm việc theo 1 nguyên lý: Biến nước thành hơi và mang theo nhiệt để sử dụng cho nhiều công việc khác nhau. Cụ thể thiết bị hoạt động như sau:
Khi nhiên liệu đầu vào được chuẩn bị xong như: than đá, than củi, gas, điện… thì bắt đầu công việc. Nhiên liệu sẽ đốt cháy lượng nước được chứa ở bên trong của lò hơi.
Khi lò hơi đang đạt đến trạng thái sôi con người sẽ thu được hơi nước ở dạng hơi nóng. Hơi nóng được dẫn đi trong đường ống đến nơi cần dùng. Sau khi kết thúc 1 chu trình làm việc thì hơi nóng sẽ biến thành nước và nó được dẫn qua ống để về bể chứa. Nó được bơm hút và đẩy vào hệ thống để bắt đầu 1 chu trình làm việc mới.
Nếu lắp đúng thì đây sẽ là 1 chu trình tuần hoàn khép kín. Và nó sẽ mang đến sự tối ưu hơi hơi nóng. Nước được tái sử dụng nhiều lần sau khi về bồn chứa. Do nước lúc này là dạng nước nóng, nhiệt cao nên có thể tiết kiệm được nhiên liệu đốt đầu vào.
Ưu nhược điểm nồi hơi công nghiệp
Ưu điểm
Một số ưu điểm của lò hơi công nghiệp mà các khách hàng cần biết như:
+ Sử dụng an toàn nếu đảm bảo đúng quy trình, không gây cháy nổ cho những thiết bị, hệ thống gia nhiệt dùng ở phía sau của nó.
+ Lò hơi có thể sản sinh 1 lượng hơi nóng mang nhiệt cao. Hơi này là nguồn nguyên liệu sạch, thân thiện và hoàn toàn không gây hại cho môi trường.
+ Có nhiều thiết kế lò hơi, đảm bảo nhỏ gọn và không bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích giống các lò kiểu cũ.
+ Thiết bị có thể làm việc tự động. Nhà máy có thể thiết kể để vận hành tự động hóa tối ưu, giảm thiểu chi phí nhân công, tiết kiệm điện năng.
+ Tiết kiệm được nhiên liệu cũng như đa dạng các nhiên liệu có sẵn để đốt nồi hơi: than đá, củi, than trấu… Đây là những nhiên liệu đạt hiệu quả cao nhưng có giá thành rẻ.
+ Lò hơi không phải động cơ nên nó không gây ra tiếng ồn, làm việc nhịp nhàng, êm ái.
+ Hiệu suất thiết bị khi làm việc có thể khai thác đến 90%. Nó đáp ứng được hầu hết các yêu cầu sử dụng của khách hàng trong công nghiệp.
Nhược điểm
Song song với các điểm nổi bật thì nó vẫn có những nhược điểm mà trong tương lai tới, con người sẽ phải tìm cách để khắc phục.
+ Sau 1 thời gian dài sử dụng thì hầu hết các nồi hơi đều có mảng bám, lắng cặn. Đó là nguyên nhân khiến hiệu suất làm việc giảm. Do nguồn nước cấp chưa sạch, vẫn có các tạp chất và vôi.
+ Đối với những lò hơi chuyên dùng dầu, đốt củi hay than trấu, than đá… thì quá trình đốt nóng sẽ sản sinh ra rất nhiều khí độc hại như SO2, CO2. Nó sẽ gây ra ô nhiễm môi trường, khói bụi, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật xung quanh.
+ Cuối cùng chính là những nồi hơi đốt bằng củi tuy rằng ngày nay sử dụng rất ít nhưng nó dùng nhiều củi, buộc con người phải đốn cây, chặt phá rừng. Lâu dài, nó gây mất cân bằng sinh thái. Đó là điều mà không ai mong muốn cả.
Ứng dụng lò hơi trong công nghiệp
Đối với công nghiệp sản xuất, chế biến, gia công thì hơi nóng chính là 1 nguyên liệu được sử dụng nhiều và luôn đóng vai trò quan trọng. Vì thế mà lò hơi được con người biết đến nhiều hơn và ứng dụng trong các ngành công nghiệp đặc thù như:
+ Sử dụng trong hệ thống sưởi ấm, hệ thống sấy của khu chung cư, tòa nhà, bệnh viện.
+ Thiết bị dùng trong công nghiệp dệt may với các ngành may mặc, nhuộm màu, dệt sợi…
+ Nó cung cấp hơi để vận hành tuabin công nghiệp trong khai thác, sản xuất.
+ Đối với các ngành chế biến thực phẩm, sản xuất thức ăn chăn nuôi, chế biến nông sản, sấy khô thực phẩm… thì không thể thiếu lò hơi từ kích cỡ nhỏ đến loại khổng lồ.
+ Nồi hơi dùng cho nhà máy chuyên sản xuất thuốc, dược phẩm, thiết bị y tế…
+ Ngoài ra, nó còn cùng cho hệ thống nước uống hay trong ngành y tế để đảm bảo độ thanh trùng, tiệt trùng dụng cụ, phục vụ cho máy móc để phục hồi chức năng cho bệnh nhân.
Các lưu ý khi sử dụng nồi hơi công nghiệp
Lò hơi là thiết bị công nghiệp có vai trò quan trọng đối với các nhà máy sử dụng hệ thống hơi, khí đốt vì nó sẽ chứa và cung cấp năng lượng hơi để vận hành. Có 1 điều mà Thủy Khí Điện luôn luôn lưu ý với khách hàng đó là khi nó hoạt động 1 lượng lớn áp lực, nhiệt, hơi nóng sẽ được sản sinh ra. Bất kỳ sự sơ suất nào cũng có thể dẫn đến tình trạng nguy hiểm là nổ lò hơi. Sự cố này đặc biệt ảnh hưởng đến tính mạng sức khỏe của con người, sự an toàn của vật xung quanh, gây tổn thất nguyên liệu đầu vào. Vì thế mà trong quá trình làm việc cần chú ý 1 số điểm sau để đạt được hiệu quả và an toàn tối đa.
+ Với nguyên liệu nước đầu vào thì nên sử dụng nước sạch để triệt để nhất. Nguồn nước sạch sẽ không có cặn, chất bẩn nên lượng hơi thu được luôn đạt hiệu quả. Những thiết bị lọc nên lắp cho hệ thống nước đầu vào cho vào nồi hơi, lò hơi. Nó có thể tham gia loại bỏ những chất cặn hay các chất độc hại magie, inon, canxi…. 1 số loại chất nặng có độ lắng cặn cao.
+ Bên cạnh đó, hệ thống cần phải lắp các van an toàn tại nhiều vị trí khác nhau nhằm tránh việc tăng áp suất đột ngột gây hỏng hóc đường ống, thiết bị gia nhiệt lắp ở phía sau của lò hơi.
+ Nên vệ sinh định kỳ ở đáy nồi hơi, lò hơi 1 cách thường xuyên, có lịch thời gian cụ thể. Bởi sau khi vận hành dài ngày, bên trong lò hơi xuất hiện việc lắng, đóng cặn bẩn. Quá trình này sẽ giảm đi nếu nguyên liệu nước được cấp ở đầu vào có chất lượng cao. Nếu nước cứng, chưa qua xử lý mà đi trực tiếp vào lò thì chắc chắn việc lắng chất bẩn sẽ nhanh và nhiều. Thông qua, việc kiểm tra thường xuyên thì kỹ thuật sẽ xả cặn định kỳ giúp lò có hiệu suất làm việc tốt, giảm mảng bám tại thành lò khiến tốn nhiều nguyên liệu, giảm tuổi thọ của lò.
+ Khi lò hơi làm việc thì không được để nước trong nồi hơi bị cạn, phải châm nước thường xuyên và giữ luôn ở trên mực nước chết.
+ Kiểm tra bằng mắt thường khi nồi hơi đang làm việc. Bất kỳ sự cố như: mất áp, rò rỉ hơi ở đường ống, bộ tản nhiệt hỏng… cần phải được xử lý kịp thời.
