Lò hơi đốt than là thiết bị được dùng phổ biến tại các nhà máy công nghiệp với mục đích cung cấp nhiệt lượng cao. Vậy lò hơi đốt than là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng thực tế ra sao? Bài viết này sẽ giải đáp chi tiết các vấn đề trên.
Lò hơi đốt than là gì?
Lò hơi đốt than sử dụng than làm nhiên liệu đốt cháy để tạo hơi nước phục vụ công nghiệp.Tùy vào mục đích sử dụng, nguồn hơi sẽ có nhiệt độ và áp suất riêng.
Lò hơi đốt than tồn tại hàng thế kỷ và vẫn đang là giải pháp cho ngành công nghiệp do than sẵn có và chi phí rẻ hơn. Than sử dụng trong lò có thể là than đá, than cám, than bột,…
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò hơi đốt than
Cấu tạo
Lò hơi đốt than được cấu tạo từ nhiều chi tiết, trong đó các bộ phận chính bao gồm:
- Hệ thống cấp nhiệt liệu
- Buồng đốt
- Thân lò
- Hệ thống xử lý khí thải
- Hệ thống xử lý và cấp nước
- Hệ thống điều khiển vận hành
- Hệ thống điện, van, khóa an toàn, quạt gió, bộ gia nhiệt, sấy không khí
Nguyên lý hoạt động
Lò hơi đốt than hoạt động dựa trên nguyên tắc đốt than sinh nhiệt, tạo ra hơi nước. Cụ thể:
- Đốt cháy than: Than đưa vào buồng đốt và đốt cháy tạo ra ra lượng khí CO2 và nhiệt lớn.
- Trao đổi nhiệt: Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu qua bề mặt trao đổi nhiệt của lò, làm nóng nước trong ống dẫn. Tạo ra hơi nước với áp suất, nhiệt độ cao
- Sử dụng hơi nước: Hơi nóng sau đó sẽ được qua hệ thống tuabin phát điện hoặc dùng trực tiếp cho quá trình sản xuất công nghiệp.
Ưu, nhược điểm của lò hơi đốt than
Ưu điểm
- Chi phí nhiên liệu thấp: Than là nguồn nhiên liệu có giá thành rẻ. Vì vậy sẽ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí vận hành, nhất là những ngành cần nhu cầu năng lượng cao.
- Cung cấp nguồn nhiệt cao: Lò hơi đốt than có khả năng cung cấp lượng nhiệt lớn và liên tục, đáp ứng nhu cầu sản xuất của ngành công nghiệp nặng.
- Dễ vận hành: Lò có hệ thống vận hành tự động, tiết kiệm tối đa nhân công. Không chỉ thế lò còn có cấu tạo đơn giản, việc vận hành, khởi động nhanh chóng, đơn giản.
- Nguồn nhiên liệu đa dạng: Than đốt trong lò hơi có thể là than đá, than cám, than bột tùy theo mục đích sử dụng.
- Tuổi thọ cao: Cấu tạo mặt ghi có diện tích lớn, độ chắc chắn cao nên tuổi thọ của lò thường dài.
Nhược điểm
- Yêu cầu bảo trì cao: Lò hơi đốt than cần được bảo trì thường xuyên để đảo bảo hiệu suất. Việc đốt cháy than tạo nhiều tro bụi, cặn bã nên cần làm sạch thường xuyên để tránh ảnh hưởng hoạt động của lò.
- Ô nhiễm: Nhược điểm lớn nhất của lò hơi đốt than là lượng khí thải ra môi trường lớn. Đây cũng là nguyên nhân khiến loại lò này bị chỉ trích ở các quốc gia phát triển.
- Hiệu suất không cao: So với các lò sử dụng nhiên liệu khác thì lò than thường có hiệu suất thấp hơn. Dẫn đến phải tiêu thụ nhiều nhiên liệu để tạo ra cùng lượng nhiệt.
>>> Ngoài ra, hệ thống lò hơi đốt dầu cũng đang được sử dụng khá phổ biến tại các nhà máy sản xuất hiện nay!
Các loại lò hơi đốt than phổ biến hiện nay
Để tiện lợi cho quá trình sử dụng, hiện tại lò hơi đốt than được chia làm 3 loại.
Lò hơi đốt than ghi tĩnh
Là loại lò có công suất vừa và nhỏ từ 1-8 tấn/ giờ. Phù hợp với nhà máy có quy mô vừa và nhỏ.
Ưu điểm:
- Buồng đốt của lò có diện tích mặt ghi rộng.
- Diện tích lắp đặt nhỏ, không chiếm quá nhiều không gian
- Tuổi thọ bền, ít hư hỏng, phù hợp với doanh nghiệp nhỏ
- Nguồn nguyên liệu dùng đa dạng
Nhược điểm:
- Quá trình cung cấp nhiên liệu thủ công.
- Công suất nhỏ, không đáp ứng được quy mô lớn
- Quá trình đốt cháy nhiên liệu diễn ra không đồng đều trên mặt ghi
- Kỹ thuật viên vận hành phải làm việc trong suốt thời gian lò hoạt động
Lò đốt than ghi xích
Là loại lò được sử dụng nhiều nhất hiện nay. Lò sử dụng công nghệ ghi xích đảm bảo nhiên liệu cháy kiệt và tự động hóa hoàn toàn.
Ưu điểm:
- Nhiên liệu cấp vào buồng đốt hoàn toàn tự động hoặc bán tự động
- Nhiên liệu cháy trên mặt ghi một cách đồng đều, tiết kiệm nhiên liệu
- Phần tro xỉ sau cháy kiệt sẽ được tự động thải ở cuối chu trình
- Ghi xích được làm mát nên đảm bảo tuổi thọ dài
- Công suất của lò cao hơn ghi tĩnh
Nhược điểm:
- Do kích thước nhỏ nên việc mở rộng diện tích buồng đốt khó khăn
- Mặc dù công suất lớn nhưng cũng chỉ phù hợp với nhà máy quy mô tầm trung
- Yêu cầu nhiên liệu phải sơ chế về kích thước, chất lượng
- Chi phí sửa chữa tốn kém hơn lò ghi tĩnh
Lò đốt than tầng sôi
Là loại lò đang được sử dụng nhiều và dần thay thế lò đốt than truyền thống.
Ưu điểm:
- Nhiên liệu cấp vào bằng dây chuyền tự động
- Buồng đốt có không gian rộng, cao giúp cho nhiên liệu đốt cháy hoàn toàn.
- Công suất cao nhất trong 3 loại lò hơi đốt than
- Có bộ tiết kiệm nhiệt, đảm bảo hiệu suất sử dụng lên đến 87%
- Lò có trang bị hệ thống hút bụi khô và nước nên hạn chế việc thải chất độc ra ngoài
- Tuổi thọ của lò khá cao, chi phí bảo trì thấp.
Nhược điểm:
- Chi phí lắp đặt ban đầu khá lớn
- Hệ thống quạt gió gây tiếng ồn và tiêu tốn điện năng nhiều
- Ngoài ra, quá trình sử dụng cũng bị tổn thất nhiệt ra môi trường
>>> Sử dụng thêm dòng van cầu hơi để đảm bảo quá trình kiểm soát hơi nóng tối ưu và đảm bảo an toàn hệ thống hơi nóng.
Cách vận hành lò hơi đốt than với 4 bước đơn giản
Quá trình vận hành lò hơi đốt than diễn ra theo các bước sau:
Bước 1: Vệ sinh lỗ của vòi phun gió trong buồng đốt
Bước 2: Vệ sinh sạch buồng đốt và hộp thông gió cửa đáy
Bước 3: Chuẩn bị nhiên liệu, vải vụn dầu diezel
Bước 4: Khởi động quạt ID, FD, chỉnh tiết lưu để áp suất buồng đốt về mức -2 đến -5mm. Rồi đóng van gió của quạt.
Bước 5:
- Mồi lửa vào buồng đốt cho vải vụn chảy đều bề mặt.
- Khởi động quạt đẩy, mở van gió từ từ để tạo động lực cho lửa cháy. Nếu ngọn lửa tối đi, nhiệt giảm thì giảm gió quạt đẩy.
- Khi nhiệt tăng lên thì giảm gió, nếu nhiệt vẫn giảm thì giảm gió đến khi nhiệt trong buồng đốt tăng lên.
- Trong thời gian duy trì sự cháy, gia nhiệt đều cho nhiên liệu.
Bước 6: Giám sát sự cháy của nhiên liệu. Điều chỉnh van gió quạt đẩy, quạt hút để đạt nhiệt độ tối ư.
Ứng dụng của lò hơi đốt than
Lò hơi đốt than đa dạng chủng loại, kích cỡ nên được ứng dụng rộng rãi. Loại lò này được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp thực phẩm – hỗ trợ quá trình chế biến, bảo quản. Trong may mặc dùng để nhuộm hoặc sấy vải. Trong điện lực dùng để cung cấp hơi nước cho tuabin phát điện.
Ngoài ra nó còn được sử dụng trong quá trình sản xuất thức ăn gia súc, nước ngọt, nước giải khát,…
Tương lai của lò hơi đốt than
Mặc dù lò hơi đốt than vẫn là giải pháp năng lượng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp. Nhưng với xu hướng chuyển đổi sang nguồn năng lượng sạch loại lò này đang dần bị hạn chế và thay thế.
Để có thể đáp ứng nhu cầu thị trường, lò hơi đốt than cần phải áp dụng công nghệ xử lý khí thải hiệu quả. Trong tương lai, việc kết hợp lò hơi đốt than với công nghệ xử lý khí thải sẽ là bước đi quan trong để giúp cân bằng nhu cầu năng lượng và bảo vệ môi trường.
Với khả năng cung cấp lượng nhiệt lớn và chi phí nhiên liệu thấp, lò hơi đốt than đã và đang đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, do những tác động tiêu cực lên môi trường, việc áp dụng các công nghệ xử lý khí thải cho lò đốt than là điều vô cùng cần thiết để đảm bảo phát triển bền vững.
