Mô phỏng nguyên lý hoạt động lò hơi công nghiệp

Hệ thống lò hơi và mạng nhiệt khác phức tạp trong các nhà máy với hệ thống van, đường ống dẫn, thiết bị, với nhiệm vụ chủ yếu là để sản xuất, phân phối hơi nước để phục vụ nhu cầu cho việc sấy, gia nhiệt, thanh trùng,…có cả phát điện trong các loại nhà máy đồng phát.

Muốn đưa ra được giải pháp tốt nhất cho lò hơi,  bạn cần phải hiểu rõ được quy trình hoạt động của hệ thống này. 

QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG.

Nhiệm vụ chính của hệ thống lò hơi là phân phối hơi nước thông qua các đường ống, các van và các thiết bị phụ để tới các vị trí tiêu thụ và giảm áp suất của hơi nước đến áp suất cần thiết tại địa chỉ riêng biệt. Luồng hơi nước sau khi đã sử dụng và trao đổi nhiệt thì sẽ được biến đổi thành nước ngưng và đưa trở lại lò hơi để biến thành hơi.

GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG LÒ HƠI.

Theo đó, giải pháp ở đây là cần tối ưu hoá lại quá trình đốt cháy bên trong lò, tối ưu quá trình trao đổi nhiệt bên trong lò và giảm tối đa tổn thiết bên ngoài môi trường, tận dụng nguồi nhiệt thừa của khói thải.

TỐI ƯU HOÁ QUÁ TRÌNH CHÁY BÊN TRONG BUỒNG ĐỐT.

Theo như các nghiên cứu cho thấy, tổn thất do cháy không hết trong các lò hơi đốt than vào khoảng 20-30% năng lượng tiêu hao trong lò. Theo đó, hàm lượng carbon trong xỉ có trung bình từ 15-35%. Vì vậy, tối ưu tốt quá trình cháy sẽ giúp giải phóng năng lượng nhiều hơn và tiết kiệm nhiên liệu.

Quá trình tối ưu gồm:

• Đảm bảo độ ẩm hợp lý của than: than cám thường được tưới nước để giữ nhiệt và làm quá trình cháy tốt hơn. Tuy nhiên, cách này sẽ làm giảm nhiệt trị của than, và lượng than cháy không được hết tăng lên bởi việc sự mất nhiệt cho việc bốc hơi nước.
• Giảm hệ số không khí thừa xuống thấp nhất: hệ số không khí thừa là lượng không khí cấp vào phục vụ cho quá trình đốt cháy nhiều hơn lượng không khí cần thiết lý thuyết cho hoạt động cháy đó. Khi hệ số này cao sẽ làm giảm nhiệt lượng buồng đốt khiến hoạt động cháy khó khăn hơn, tăng tổn thất nhiệt do khói thải. Có thể kiểm tra hệ số không khí thừa bằng việc đo nồng độ Oxy và Carbon trong khói thải. Giải pháp: cải tạo ghi đốt, cải tạo lại phương pháp trang than và cấp không khí theo vùng trong lò để sự tiếp xúc giữa không khí và nhiên liệu ở vào trạng thái tốt nhất.
• Đảm bảo buồng đốt phải kín: không khí lạnh vào buồng đốt sẽ làm giảm nhiệt độ trong buồn đốt, gây ảnh hưởng quá trình cháy trong lò, nên duy trì áp suất bên trong buồng đốt ở 8-10mm H2O. Giải pháp: Điều chỉnh lưu lượng quạt gió và quạt hút khói, lắp thêm biến tần cho quạt gió và quạt khói để vừa tiết kiệm điện cho quạt, vừa dễ dàng điều  khiển quạt.

TỐI ƯU LẠI QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG LÒ.

Quá trình trao đổi nhiệt trong lò hơi đôi khi không được chú trọng, vì vậy, cách tiết kiệm năng lượng cho lò hơi cần được tiến hành từng bước cụ thể.

• Xử lý nước vào lò: loại bỏ các thành phần cáu cặn trong nước trước khi đưa vào trong lò, có thể loại bỏ bằng hệ thống xử lý nước sử dụng cation để hiệu suất trao đổi nhiệt của lò được tốt nhất.
• Duy trì lịch xả lò hợp lý: nước cấp vào lò và bốc thành hơi và hàm lượng vật chất hoà tan bám trong lò ngày càng tăng, để lâu sẽ thành cáu cặn bám trên thành vách kim loại. Nên xả lò định kỳ và liên tục, đồng thời bổ sung kịp thời nước mới để nồng độ các chất hoà tan trong nước lò không được vượt quá định mức cho phép. Tuy vậy, khi xả lò cũng tổn thất một lượng nhiệt để đun nóng nước, vì vậy nên có lịch trình xả lò hợp lý và tối ưu nhất.
• Tận dụng nhiệt thừa khói thải: Có nhiều lò hơi lượng khói thải ra khỏi lò có nhiệt độ cao bởi chưa tận dụng được hết nhiệt lượng được sinh ra từ quá trình cháy của nhiên liệu. Có thể tận dụng nhiệt từ khói thài này để hâm nước trước khi đưa vào trong lò, sấy không khí cung cấp trong lò, sấy dầu FO,…lưu ý là không lên làm nhiệt độ khói giảm dưới 120 độ C bởi nhiệt độ khói thấp sẽ dễ ăn mòn các đường ống dẫn khói, gây ô nhiễm cho môi trường xung quanh khi thời tiết lạnh và ẩm.

GIẢM HAO HỤT TRÊN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI HƠI

Để tới được địa điểm cần thiết, không tránh khỏi trường hợp bị tổn thất nhiệt qua vách ống dẫn ra môi trường bên ngoài, tổn thất hơi qua các mối nối bị xì, các lỗ thủng trên đường ống do bị mài mòn hay ăn mòn. Giải pháp: Đảm bảo việc bọc cách nhiệt, bọc cách nhiệt cả van, cút nối với những kết cấu bao che đặc biệt, điểm bị xì hơi cần được bịt kín càng sớm càng tốt. 

TỐI ƯU HIỆU SUẤT THIẾT BỊ SỬ DỤNG HƠI (THIẾT BỊ ĐẦU CUỐI).

Hiệu suất của thiết bị sử dụng hơi cũng ảnh hưởng không kém tới hiệu suất chung của lò hơi, mạng nhiệt. Để cải thiện hiệu suất này, cần phải được vệ sinh hợp lý, ngăn chặn đóng cáu khiến cho hiệu suất giảm.

Lựa chọn loại bẫy hơi (Steam trap – tách nước ngưng ra khỏi hơi) cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm tốt thất hơi, tăng cường hiệu suất của thiết bị sử dụng hơi.

LẮP ĐẶT, CẢI TIẾN HỆ THỐNG THU HỒI NƯỚC NGƯNG.

Nhiều nhà máy không có hệ thống thu hồi nước ngưng gây lãng phí năng lượng, nước sạch, hoá chất xử lý nước.

Nếu doanh nghiệp chưa có hệ thống xử lý nước ngưng thì nên lắp đặt bởi nó tiết kiệm rất nhiều năng lượng cho hệ thống lò hơi.

Nếu đã có hệ thống thu hồi nước ngưng: nên bọc cách nhiệt các đường ống dẫn nước thu hồi, bể chứa nước thu hồi cũng nên được cách nhiệt. Lượng nước thu hồi về sẽ được cấp vào lò chung với một lượng nước bổ sung. Khi nhiệt độ nước cấp vào lò tăng 6 độ C thì ta có thể tăng 1% hiệu suất của hệ thống lò hơi, mạng nhiệt, từ đó làm giảm nhiên liệu tiêu thụ đáng kể. 

Hi vọng với một vài giải pháp tiết kiệm năng lượng trong hệ thống lò hơi được chia sẻ ở trên sẽ giúp bạn cải tiến được hiệu suất, tiết kiệm được chi phí nhiên liệu tiêu thụ, giảm thất thoát nhiệt trong quá trình vận hành,…..