Nguyên lý hoạt động của lò hơi với 5 loại lò hơi phổ biến nhất 2023

Nguyên lý hoạt động của lò hơi, dựa trên nguyên lý hoạt động chung của lò hơi công nghiệp thông qua quá trình đốt cháy nguồn nhiên liệu để đun sôi nước, tạo ra nguồn nhiệt mang hơi nước phục vụ cho các nhu cầu sản xuất và đời sống của con người. Nguồn nhiên liệu đốt có thể là: chất rắn (như củi, than, gỗ…), chất lỏng (như dầu DO, FO …), hoặc khí (như gass). Và tùy theo cấu tạo của loại lò hơi mà sử dụng nhiên liệu khác nhau.

Hiện nay hầu hết các nhà máy sản xuất công nghiệp đều trang bị thiết bị lò hơi để đáp ứng cho quá trình sản xuất của mình. Bởi  chi phí lắp đặt và vận hành của lò hơi công nghiệp ở mức hợp lý. Các nguồn nguyên liệu dùng để cung cấp cho lò hơi dồi dào quanh năm và gia nhiệt an toàn. Từ đó công tác chế biến và sản xuất  cũng tiện dụng hơn, sẽ giúp doanh nghiệp giảm chi phí, nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm.

Các loại lò hơi công nghiệp

Ngày nay, trong hầu hết các ngành công nghiệp mũi nhọn đều sử dụng lò hơi công nghiệp bởi những hữu ích mà lò hơi mang lại. Lò hơi đóng một vai trò hết sức quan trọng giúp sản xuất ra hơi nước cung cấp cho các hệ thống máy móc, thiết bị  cần sử dụng tới hơi nước.

Dựa trên công nghệ đốt và các loại nguồn nhiên liệu đốt của lò hơi chúng tôi tổng hợp có  các loại lò hơi sử dụng phổ biến như sau

1. Lò hơi ghi xích/ ghi  tĩnh
2. Lò hơi tầng sôi đốt đa dạng nhiên liệu
3. Lò hơi đốt trấu
4. Lò hơi đốt dầu/ đốt gas/ DO và Biomass
5. Lò hơi dầu tải nhiệt

Tìm hiểu Nguyên lý hoạt động của lò hơi với 5 loại lò hơi :

1.Lò hơi ghi xích/ ghi  tĩnh

Kết cấu phần lớn của lò: buồng đốt sử dụng Ghi – ghi là bộ phận có cấu tạo kim loại nơi chất đốt được đặt trên bề mặt và cháy trực tiếp trên ghi để sinh nhiệt.

Bộ phận ghi có 2 loại phổ biến, ghi xích  được chạy giống băng tải, chất đốt được cấp vào và cháy trên mặt ghi chuyển động. Ghi tĩnh (nằm yên) hay còn gọi là lò hơi ghi tĩnh , các nhiên liệu được đốt cháy trên mặt ghi cố định.

Lò hơi ghi xích/ghi tĩnh là một trong các loại lò hơi được sử dụng khá phổ biến trong ngành công nghiệp , lò có công suất vừa và lớn. Đối với lò hơi ghi xích công suất sinh hơi : 1.000 – 40.000 Kg/giờ, lò hơi ghi tĩnh công suất sinh hơi: 1.000 – 20.000 Kg/giờ. Có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu  với kích thước  khác nhau : than cám, than cục, củi cây, củi trấu, trấu…

Nguyên lý hoạt động của lò hơi ghi xích

Các nhiên liệu đốt được điều chỉnh  độ dày thích hợp cấp lên mặt ghi, nhiên liệu sẽ đốt cháy từ từ trên mặt ghi, trong khi đó ghi xích sẽ chuyển động với tốc độ tương ứng di chuyển vào buồng đốt. Tại đây bức xạ nhiệt từ ngọn lửa, vách tường, cuốn lò sẽ ấy nóng nhiên liệu đến  khô dần và tạo thành chất bốc thoát. Chất bốc thoát và cốc cháy tạo thành tro xỉ và được gạt xỉ thải ra ngoài.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi ghi xích với hệ thống cấp nhiên liệu và thải xỉ cơ cấu hoàn toàn tự động, tiết kiệm nhiên liệu và nhân công vì vậy tỷ lệ sử dụng lò hơi ghi xích chiếm cao hơn lò hơi ghi tĩnh.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi ghi tĩnh

Khác với lò hơi ghi xích, nguyên lý hoạt động của lò hơi ghi tĩnh là loại lò hơi có công nghệ đốt trên mặt ghi cố định. Nhiên liệu được đưa vào buồng đốt bằng phương pháp thủ công. Qua cửa lò nhiên liệu được đưa  vào ghi, nằm trên lớp nhiên liệu cũ đang cháy. Không khí cung cấp cho quá trình cháy được thổi từ gầm ghi lên đi qua lớp tro xỉ, được gia nhiệt tới một nhiệt độ nhất định, đồng thời làm cho một ít cốc chưa cháy hết trong xỉ tiếp tục cháy hết.

2.Lò hơi tầng sôi đốt đa dạng nhiên liệu

Lò hơi tầng sôi là loại lò đốt cháy các nhiên liệu trong một lớp hoặc trong một thể sôi với những hạt rắn nóng không cháy  như cát, tro, than, đá vôi….Lò hơi tầng sôi có thể đốt cháy đa dạng nhiều loại nhiên liệu khác nhau và có khả năng đốt được cả những nhiên liệu kém chất lượng. Vì vậy rất được nhiều doanh nghiệp nhà máy ưa chuộng. bởi giúp tiết kiệm nhiên liệu và tiết kiệm chi phí.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi, lò hơi tầng sôi đốt đa dạng nhiên liệu

Thông qua băng tải của hệ thống cấp liệu, các nhiên liệu được đưa từ  hố cấp liệu lên phễu nạp liệu đi vào  buồng đốt. Trong buồng đốt tầng sôi thông qua một luồng gió cấp một đưa vào lò từ sàn đáy của buồng đốt với vận tốc đủ lớn, diễn ra quá trình tiếp xúc giữa các nhiên liệu với các hạt chất rắn ( tro,xỉ), các lớp cát ở nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy và bắt đầu sinh ra nhiệt.

Quá trình đốt cháy các lớp nhiên liệu tạo ra khối không khí nóng ẽ xuôi theo dòng và đi ra ngoài buồng đốt, đồng thời làm cho các hạt nhiên liệu giảm dần kích thước và hòa trộn với lớp xỉ, cát có sẵn để tạo ra một lớp đệm nhiên liệu.

Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình trên sẽ cung cấp năng lượng cho buồng đốt đối lưu và đi vào các đường ống khiến nước trong đó chuyển động và sinh hơi, giúp cung cấp hơi nước cho các quy trình hoạt động sản xuất của nhà máy.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi phần xỉ thải của lò  sẽ được thu gom lại ở dưới các thiết bị một cách tự động. Khói thải được đưa vào bộ thu hồi năng lượng, tận dụng lại nguồn nhiệt từ khói thả ra và gia nhiệt cho nước cấp lẫn không khí được cấp vào lò. Sau đó quạt hút từ bộ lọc bụi sẽ hút khói thải sẽ hút , tách những hạt tro bay ra khỏi dòng khói, trước khi khói được quạt hút thải ra ngoài theo đường ống khói.

3.Lò hơi đốt trấu

Lò hơi đốt trấu là loại lò hơi sử dụng nhiên liệu đốt sinh hơi chính là trấu. Đây là nguồn nguyên liệu giá rẻ , có sẵn trong ngành nông nghiệp vì vậy sử dụng lò hơi đốt trấu giúp tiết kiệm chi phí tối ưu .Thông qua hệ thống cấp phun trấu được cấp trực tiếp đến buồng đốt để đốt cháy và cung cấp nhiệt cho lò hơi.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi-lò hơi đốt trấu

Từ ghe trấu  được hút đưa vào kho chứa, từ kho chứa trấu được hút đưa vào miệng chứa lên phễu chứa đặt phía đầu lò. Tiếp theo, trong lò hơi  trấu được gia nhiệt rồi được phun vào buồng đốt bằng quạt.

Khi nạp trấu  tốc độ  được điều chỉnh bằng vít tải. Trong buồng đốt  trấu được cháy lơ lửng, rơi xuống và cháy tiếp trên mặt ghi. Tro trấu sau khi cháy kiệt sẽ  được quạt hút  đưa về phía đuôi lò và thu gom tại phễu của Cyclone  đa phân tử và bể lắng tro sau cùng đưa ra ngoài bằng băng tải. tro.

4.Lò hơi đốt dầu/ đốt gass/ DO và Biomass

Lò hơi đốt gass, dầu DO và biomass là loại lò hơi được thiết kế vận hành một cách hoàn toàn tự động. Cấu trúc của lò  với  3 pass, ống lò, ống lửa, hộp khói ướt, tuần hoàn tự nhiên.  Lò  được sử dụng để gia nhiệt nước thành hơi nóng, nguồn hơi sinh ra từ lò  có nhiệt độ và áp suất phù hợp  tùy theo mục đích sử dụng mà tạo ra để áp ứng nhu cầu sản xuất hoặc phát điện

Nguồn nhiên liệu đốt chính là : dầu, gass, dầu DO,FO , và biomass ( sinh khối), lò sử dụng các nhiên liệu cao cấp nên nhiên liệu được cháy hoàn toàn, không phát thải khói bụi khi hoạt động. Đồng thời quá trình cung cấp nhiên liệu vào lò được tự động hóa thông qua các ống dẫn . Nhiệt độ trong lò có thể lên tới 1200 độ C ,  có thể sinh ra hơi trong vòng 5-10 phút, tốc độ sinh hơi nhanh.

Chính vì vậy lò đạt hiệu suất  cao có thể lên tới 96%  , chỉ số phát thải thấp. Lò có kích thước nhỏ gọn , chi phí đầu tư,, chi phí bảo trì bảo dưỡng thấp . Bởi các đặc điểm trên lò hơi đốt dầu/ đốt gas/ DO và Biomass được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất. Đặt biệt rất thích hợp cho nhu cầu sử dụng hơi nhỏ và các nhà máy yêu cầu độ sạch cao (như công ty dược, thực phẩm)

Nguyên lý hoạt động của lò hơi Lò hơi đốt dầu/ đốt gas/ DO và Biomass.

Thông qua đường ống, nhiên liệu được chứa từ trong hệ thống bình chứa trung tâm được đưa đến đầu đốt.  Đối với nhiên liệu thể lỏng sẽ có hệ thống bơm vận chuyển nhiên liệu, đối với nhiên liệu khí gas thì đã có sẵn áp suất trong nhiên liệu nên  đi đường ống đến thẳng đầu đốt mà  không cần hệ thống bơm.

Để đảm bảo áp suất và lượng nhiên liệu cấp vào đầu đốt  trên đường ống sẽ có các thiết bị, hệ thống van, hệ thống điều khiển nhiên liệu trước khi được đưa vào đầu đốt.bên trong đầu đốt sẽ có một hệ thống hòa trộn  nhiên liệu với gió được cấp từ hệ thống quạt cấp.

Tỷ lệ gió  sẽ được đầu đốt  điều khiển sao cho phù hợp với lượng nhiên liệu cấp vào để quá trình cháy được diễn ra tốt nhất. Quá trình cháy các nhiên liệu  sẽ sinh ra khói nóng có nhiệt độ cao, khói nóng này sẽ đi qua các bề mặt trao đổi nhiệt và cung cấp năng lượng để sinh hơi.  khói thải Sau khi ra khỏi lò hơi  vẫn còn năng lượng nên thường sẽ có bộ hâm nước và bộ sấy không khí gia nhiệt thêm để tận dụng thêm năng lượng khói trước khi thải ra ống khói và ra ngoài môi trường.

Hệ thống tận dụng nhiệt thải tùy vào từng hệ thống mà nhà sản xuất có thiết kế hay không, trong một số trường hợp với các hệ thống nhỏ, sẽ không có hệ thống này. riêng, đối với trường hợp đốt dầu FO phải có hệ thống xử lý SOx trước khi thải ra môi trường.

5. Lò hơi dầu tải nhiệt

Lò dầu tải nhiệt hay còn gọi là lò dầu truyền nhiệt, lò được thiết kế dạng kiểu nằm và kiểu đứng. Là thiết bị công nghiệp sử dụng nhiên liệu đốt dầu , gas  than, củi, củi trấu, Biomass: mùn cưa, dăm bào.. tùy vào thiết kế của từng dạng lò đứng hoặc nằm . Cơ chế làm việc của lò hoàn toàn tự động, hoạt động ở nhiệt độ cao nhưng áp suất thấp  vì vậy lò  hoạt động an toàn và đạt  hiệu suất cao và ít tổn thất nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi dầu tải nhiệt

Nhiên liệu được đưa vào buồng đốt và đốt trong buồng lửa sinh nhiệt, gió được cấp từ dưới ghi để cung cấp oxy cho buồng đốt. Sau khi cháy tạo ra khói và ngọn lửa trao đổi nhiệt (chủ yêu bằng bức xạ) cho cụm ống trao đổi nhiệt số 1  gia nhiệt cho dầu chuyển động cưỡng bức (nhờ bơm dầu) bên trong ống làm cho dầu nóng lên.

Sau khi trao đổi nhiệt ở cụm ống trao đổi nhiệt số 1 khói sẽ quay trở về pass 1 (là khoảng cách giữa cụm ống trao đổi nhiệt số 1 và cụm ống trao đổi nhiệt số2) một lần nữa khói trao đổi nhiệt cho cả 2 cụm ống, sau đó khói về pass 2 là khe hẹp giữa mặt ngoài cụm ống trao đổi nhiệt 2 với vách lò.

Sau khi nhận nhiệt của khói, Dầu nóng lên và đi ra ngoài đến thiết bị sử dụng nhiệt. Sau khi trao đổi nhiệt, thì nhiệt độ Khói  sẽ giảm xuống và thoát ra ngoài nhờ lực hút của quạt hút.

Khi ra khỏi lò khói vẫn còn nhiệt độ cao nên phía đuôi lò  được  lắp thêm bộ sấy không khí để thu hồi nhiệt khói thải. Khỏi thải sau khi qua bộ sấy sẽ đi vào hệ thống xử lý bụi như cyclone và hệ thống lọc bụi túi vải hoặc lọc bụi ướt. sau khi được xử lý khói sạch sẽ theo ống khói đi ra ngoài