Cấu tạo lò hơi đốt than gồm phần tạo nhiệt, phần truyền nhiệt để sinh hơi và các hệ thống cấp nước, cấp gió, dẫn khói, điều khiển, bảo vệ đi kèm. Than cháy cung cấp nhiệt cho nước; hơi được đưa đến thiết bị sử dụng của nhà máy.
Nếu nhà máy đang thiếu hơi, tiêu hao tăng hoặc muốn cải tạo, hiểu cấu tạo sẽ giúp anh chị mô tả đúng vấn đề khi trao đổi với đơn vị kỹ thuật. Bài viết đi từ hai đường chính trong hệ thống đến chức năng từng cụm, rồi chỉ ra những thông tin cần có trước khi chọn phương án.
Hiểu hệ thống theo hai đường chính
Có thể bắt đầu bằng đường nhiên liệu – khói và đường nước – hơi. Hai đường này trao đổi nhiệt qua bề mặt truyền nhiệt, không có nghĩa là khói được đưa trực tiếp vào nước cấp.
Đường tạo nhiệt: Than và không khí đi vào buồng đốt. Nhiệt được truyền qua các bề mặt trao đổi nhiệt; dòng khói tiếp tục qua những thiết bị thu hồi nhiệt, xử lý khí thải được bố trí trong thiết kế rồi ra ống khói.
Đường tạo hơi: Nước cấp đã được xử lý phù hợp đi vào bộ phận sinh hơi, nhận nhiệt qua thành kim loại rồi hình thành hơi. Hơi được dẫn tới thiết bị sử dụng; nước ngưng có thể được thu hồi nếu hệ thống có bố trí và chất lượng phù hợp.
Đây là cách đọc nguyên lý được giản lược, không phải sơ đồ lắp đặt. Vị trí quạt, thiết bị thu hồi nhiệt, bộ xử lý khí thải và đường nước hồi tùy cấu hình từng công trình.
Các bộ phận của lò hơi đốt than làm việc gì?
Cụm cấp nhiên liệu và buồng đốt
Cụm này đưa than đến vùng cháy và tổ chức quá trình tạo nhiệt. Tùy thiết kế, nhiên liệu được cấp thủ công hoặc bằng cơ cấu cơ khí; buồng đốt có cách bố trí ghi, cấp gió và thu gom tro xỉ khác nhau.
Không nên cho rằng mọi loại than đều thay thế được cho nhau. Loại nhiên liệu, kích thước hạt và đặc tính cháy phải phù hợp hồ sơ thiết kế, thay vì chọn chỉ theo giá mỗi kilôgam.
Bộ phận chịu áp và bề mặt truyền nhiệt
Đây là phần nước nhận nhiệt và hình thành hơi. Hai cách bố trí thường gặp là ống lửa, trong đó khói nóng đi trong ống và nước nằm phía ngoài; và ống nước, trong đó nước đi trong ống còn nguồn nhiệt tác động phía ngoài.
Cấu tạo bao hơi, ống góp, số đường khói và cách tuần hoàn nước không giống nhau ở mọi lò. Có thể đối chiếu nguyên lý trong tài liệu của Spirax Sarco về lò ống lửa dạng thân vỏ và lò ống nước.
Hệ thống nước cấp và đường hơi
Bồn nước, thiết bị xử lý nước, bơm và đường cấp nước giúp duy trì nguồn nước phù hợp. Đường hơi đưa hơi từ lò tới nơi sử dụng; một số hệ thống có thu hồi nước ngưng để đưa trở lại quá trình cấp nước.
Chất lượng nước ảnh hưởng đến cáu cặn và ăn mòn. Vì vậy, không có một giá trị nước cấp duy nhất phù hợp mọi lò. Cần đối chiếu yêu cầu của thiết bị và kết quả phân tích nước. Spirax Sarco giải thích ảnh hưởng của nước đến lò hơi.
Hệ thống cấp gió, dẫn khói và xử lý khí thải
Không khí phục vụ quá trình cháy; đường khói đưa sản phẩm cháy qua các bộ phận theo thiết kế. Quạt, ống dẫn, thiết bị lọc bụi và các hạng mục xử lý khác cần được xem như một hệ thống, không đánh giá từng chiếc riêng lẻ.
Lượng nhiên liệu và không khí phải được phối hợp phù hợp. Thừa hoặc thiếu không khí đều có thể ảnh hưởng đến quá trình cháy; màu khói quan sát được chưa đủ để kết luận hiệu suất hoặc mức đáp ứng yêu cầu khí thải. Xem phần nguyên lý trong tài liệu về hiệu suất lò và quá trình cháy.
Thiết bị đo, điều khiển và bảo vệ
Đồng hồ áp suất, chỉ thị mức nước, bộ điều khiển, cảnh báo và van an toàn có vai trò khác nhau. Thiết bị đo giúp theo dõi; thiết bị điều khiển điều chỉnh quá trình; thiết bị bảo vệ xử lý các điều kiện bất thường theo thiết kế.
Không nên coi màn hình điều khiển là bằng chứng rằng mọi bộ phận bảo vệ đều đang tốt. Danh mục, điểm đặt và yêu cầu kiểm tra phải dựa trên hồ sơ của chính lò đó. Tài liệu về các phụ kiện và thiết bị lắp trên lò hơi giúp phân biệt những chức năng này.
Các bộ phận thu hồi nhiệt, nếu có
Một số hệ thống có bộ hâm nước hoặc bộ sấy không khí để tận dụng nhiệt. Không phải lò nào cũng được lắp đầy đủ các hạng mục này. Khi đề xuất bổ sung, cần đánh giá khả năng phối hợp với thiết bị hiện hữu và điều kiện làm việc thực tế.
Lò ghi tĩnh, ghi xích, tầng sôi có khác lò ống nước, ống lửa không?
Có. Đây là hai cách phân loại theo hai tiêu chí khác nhau, nên không nên đặt tất cả tên gọi vào một danh sách rồi coi chúng loại trừ nhau.
- Ghi tĩnh, ghi xích, tầng sôi: nói về cách tổ chức vùng cháy và xử lý nhiên liệu. Ghi tĩnh không chuyển động như ghi xích; lò tầng sôi có cơ chế tổ chức lớp vật liệu và cấp khí riêng.
- Ống nước, ống lửa: nói về cách bố trí nước và khí nóng tại phần trao đổi nhiệt.
Vì vậy, một hệ thống có thể được mô tả đồng thời bằng kiểu buồng đốt và kiểu bộ phận sinh hơi. Ngay trong nhóm tầng sôi cũng có nhiều cấu hình; không nên mặc định mọi lò tầng sôi đều là một kiểu tuần hoàn giống nhau. Ví dụ, nhà chế tạo Babcock & Wilcox giới thiệu riêng cấu hình tầng sôi bọt BFB.
Khi cần biết chính xác lò của nhà máy thuộc cấu hình nào, nên xem bản vẽ và thông tin nhà chế tạo. Tên gọi trên một bài quảng cáo hoặc hình bên ngoài chưa đủ để xác định.
Những điều không thể kết luận chỉ từ cấu tạo
- Lò có đáp ứng nhu cầu hơi hay không: còn phải đối chiếu công suất, áp suất, tình trạng thiết bị và tải sử dụng thực tế.
- Lò tiêu hao bao nhiêu nhiên liệu: cần số liệu nhiên liệu và lượng hơi đo trong cùng điều kiện; không suy ra một tỷ lệ tiết kiệm từ tên công nghệ.
- Khí thải đã đạt yêu cầu hay chưa: cần hồ sơ và kết quả kiểm tra phù hợp, không chỉ dựa vào việc ít thấy khói.
- Có thể đổi nhiên liệu hoặc lắp thêm đầu đốt ngay không: cần khảo sát khả năng tương thích của buồng đốt, bộ phận sinh hơi, đường khói và hệ thống bảo vệ.
- Có tự động hóa là không cần người có chuyên môn: thiết bị tự động vẫn cần được quản lý, kiểm tra và vận hành theo hồ sơ phù hợp.
Với hệ thống đang sử dụng, hiểu cấu tạo nên đi cùng kế hoạch bảo dưỡng lò hơi theo hiện trạng. Mục đích là biết phần nào cần kiểm tra, không phải thay hết thiết bị khi chưa xác định vấn đề.
Chuẩn bị gì trước khi nhờ khảo sát?
Anh chị có thể chuẩn bị những thông tin đang có, không cần tự đo hay tháo thiết bị để bổ sung:
- Tên nhà chế tạo, model, ảnh nhãn máy và bản vẽ hoặc hồ sơ thiết bị.
- Công suất ghi trên hồ sơ, áp suất sử dụng, thời gian chạy và nhu cầu hơi của nhà máy.
- Loại than hoặc nhiên liệu đang dùng; vấn đề cần giải quyết như thiếu hơi, tiêu hao tăng hay thiết bị xuống cấp.
- Hồ sơ kiểm tra, sửa chữa gần nhất và hình ảnh tổng thể chụp từ vị trí an toàn.
Anh chị có thể gửi Nhật Anh Nguyễn các thông tin trên cùng địa điểm nhà máy để trao đổi phạm vi khảo sát. Phương án sửa hay cải tạo cần dựa vào hiện trạng và nhu cầu hơi; một bức ảnh riêng lẻ chưa đủ để kết luận.
Nếu điều nhà máy cần là một đơn vị cùng tổ chức việc cung cấp nhiên liệu, nhân sự và nguồn hơi, anh chị có thể tham khảo thêm dịch vụ vận hành lò hơi và bán hơi công nghiệp. Phương án thiết bị là một phần của việc đánh giá, không phải mọi lò đốt than đều cần chuyển đổi.
