Các kiểu nồi hơi công nghiệp

Các nhà máy công nghiệp cỡ lớn và nhà máy hóa dầu hiểu rõ tầm quan trọng của sản xuất nồi hơi công nghiệp nhưng nó vẫn chỉ được coi là một sản phẩm phụ. Trong nhà máy nhiệt điện, hơi được chuyển  gián tiếp  thành điện năng và được nhìn nhận rõ ràng là một sản phẩm để bán.Vì vậy nếu sản xuất nồi hơi là cốt lõi cho sản xuất thì nó cần được coi trọng và hỗ trợ hơn nữa về nhiều mặt, trong đó bao gồm cả việc đào tạo người vận hành và tăng cường kiến thức cho họ.

 ? Các định nghĩa kỹ thuật và các vấn đề trọng tâm

Bài báo này đề cập đến hệ thống nồi hơi trong các nhà máy công nghiệp (nồi hơi ống lửa và nồi hơi ống nước) cũng như nồi hơi tận dụng nhiệt thải từ tuôcbin khí của nhà máy nhiệt điện chu trình phối hợp và nồi hơi tận dụng nhiệt thải công nghiệp trong các nhà máy lọc dầu và hóa dầu. Do các kiểu nồi hơi rất khác nhau và điều kiện vận hành khác nhau, nên yêu cầu về xử lý nước và chất lượng nước cấp /nước nồi hơi khác nhau, và vì vậy chứa đựng nhiều nguy cơ mắc lỗi. Những lỗi này có thể dẫn đến sự cố hoặc hư hỏng trong nồi hơi, tuôcbin và các thiết bị sản xuất. Các chuyên gia cần phải xử lý tất cả các yêu cầu này trong điều kiện hài hòa để ngăn ngừa sự cố và hư hỏng do vận hành, tuy nhiên người vận hành cũng phải được đào tạo tốt.

    ? Các kiểu nồi hơi

Nồi hơi ống lửa là kiểu nồi hơi 3 tầng được đốt chủ yếu bằng khí hoặc dầu, có một hoặc hai ống lửa và một vài ống khói, nước nồi vòng quanh các ống. Tùy thuộc vào thiết kế các nồi hơi này được giới hạn đến áp suất vận hành khoảng 30 bar và sản lượng hơi đạt tới 30 t/h, hiếm khi có bộ tiết kiệm và bộ quá nhiệt. Chúng được lắp đặt liền khối trên một bộ khung và cung cấp hơi cho các nhà máy cỡ nhỏ hoặc trung bình, nhưng đôi khi cũng được dùng làm nồi hơi phụ để khởi động nồi hơi trong các nhà máy lớn.

Nồi hơi ống nước là nồi hơi cỡ lớn với nước nồi hơi đi trong các ống, tuần hoàn tự nhiên hoặc cưỡng bức, áp suất vận hành lên tới 180 bar và sản lượng hơi  trong các nhà máy công nghiệp có thể đạt  khoảng 300 t/h, trong các nhà máy nhiệt điện đạt tới  2000 t/h. Nồi hơi loại này sử dụng nhiệt cháy của khí, dầu, than đá, sinh khối … và được trang bị  bộ hâm nhiệt cho nước cấp, bộ tiết kiệm, bộ quá nhiệt, bộ khử quá nhiệt.

Nồi hơi tận dụng nhiệt thải(HRSG) của tuôcbin khí  phần lớn là kiểu nồi hơi ống nước với tuần hoàn tự nhiên hoặc cưỡng bức và có 3 giải áp suất điều chỉnh trong cùng một hệ thống. Các nồi hơi kiểu này đều có bộ hâm, bộ tiết kiệm, bộ quá nhiệt, bộ khử quá nhiệt. Nhiệt độ khí đầu vào tối đa là 6500C. Nồi hơi có ống bốc hơi nằm ngang thường phải tuần hoàn cưỡng bức để  đạt được dòng chảy phù hợp trong ống và phải có đủ hàm lượng nước tại đầu ra của ống sinh hơi (ít nhất là 15% trọng lượng) trong mỗi chu trình vận hành

Nồi hơi tận dụng nhiệt thải công nghiệptrong các nhà máy lọc dầu và hóa dầu có thể là kiểu nồi hơi ống nước hoặc nồi hơi ống lửa. Nồi hơi ống lửa có thiết kế đặc biệt và phần lớn là thiết bị làm mát khí sản phẩm, với khí sản phẩm đi trong ống còn nước bao quanh ống. áp suất vận hành lên tới 140 bar nhưng sản lượng hơi  thường không vượt quá 200 t/h. Đôi khi bao hơi được nối với một số bộ trao đổi nhiệt và hơi quá nhiệt được sinh ra tại các bộ phận riêng biệt.

Nồi hơi làm mát (Quench- boiler) và bộ trao đổi nhiệt trực tiếp (trans linear exchanger – TLE) Các nồi hơi này được gia nhiệt chủ yếu bằng khí sản phẩm có nhiệt độ 9000C và vận hành chủ yếu như thiết bị  làm mát , nghĩa là chúng phải làm mát khí phản ứng càng nhanh càng tốt để tránh gẫy do nhiệt và các phản ứng phân hủy. Vì vậy, sự trao đổi nhiệt (kJ/m2.h) tại đầu vào dòng khí rất cao. Thiết bị làm mát kiểu ống phải được lắp đặt sao cho không có khe hở tại mối nối giữa ống với mặt sàn , ít nhất là ở phía đầu khí vào (đầu nóng), những quy định này cũng được khuyến cáo cho cả đầu khí ra. Kiểu ống  cũng phải được hàn lại không có khe hở .

Bộ trao đổi nhiệt trực tiếp với số lượng lớn ống được đốt nóng bằng khí hyđrocacbon nóng, bằng những sản phẩm khác hoặc hơi bão hòa của nồi hơi áp cao tới 30 bar. Nồi hơi kiểu này không được gia nhiệt bằng buồng đốt nên không gặp vấn đề quá nhiệt nhưng phần lớn có vấn đề về ăn mòn do nước cấp thường  có chất lượng thấp.

? Cách điều chỉnh nhiệt độ hơi

Có hai cách để điều chỉnh  nhiệt độ hơi trong nồi hơi

– Phun nước, thường dùng trong nồi hơi mới

– Làm lạnh hơi quá nhiệt trong các ống xoắn ở dưới  mức nước trong bao hơi, hỗn hợp hơi quá nhiệt và hơi đã làm mát được khống chế nhiệt độ tới mức nhiệt độ mong muốn.

? Điều chỉnh nhiệt độ hơi bằng phun nước bắt buộc phải có vì trong quá trình vận hành nhiều lúc turbin hay các phần hơi áp lực cao cần phải giảm áp lực hoặc nhiệt độ  Nước dùng để phun điều chỉnh cần phải được loại hết chất rắn tan và không tan và chỉ được xử lý bằng hóa chất bay hơi. Sự có mặt của hóa chất không bay hơi có thể tạo cáu cặn, làm tắc ống, gây quá nhiệt hoặc ăn mòn ứng lực do kiềm của các ống xoắn trong bộ quá nhiệt nếu nồng độ của các hóa chất này vượt quá độ hòa tan của chúng trong hơi. Oxit silic và kiềm tự do hòa tan mạnh trong hơi áp cao nhưng lại ít hòa tan trong hơi áp thấp, vì vậy có thể gây nên sự kết tủa của oxit silic trên tuôcbin và của kiềm tự do trên đường hơi áp thấp ở phần áp thấp của tuôcbin. Kết tủa kiềm có thể gây ra ăn mòn ứng lực do kiềm,đặc biệt tại các đường hàn lại khi hơi áp thấp bị quá nhiệt nhiều hơn 300C. Điều này không xảy ra tại điều kiện hơi bão hòa.

CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT THƯƠNG MẠI VIỆT BUN

 Số 40/4A Lê Văn Khương, KP.1, P.Thới An, Q.12, TP. Hồ Chí Minh

 ? Số 255 Nguyễn Thị Ngâu, Thới Tam Thôn, Hóc Môn, Tp.HCM.

 ☎ Điện thoại (08) 66 812 192

 ✉ Email:codientuvietbun@gmail.com