Những cách tiết kiệm năng lượng khi sử dụng nồi hơi

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, các loại nồi hơi công nghiệp được sử dụng rất nhiều. Các nồi hơi này có công suất từ 1 tấn/giờ – 300 tấn/giờ. Phần lớn các nồi hơi đang sử dụng đều có hiệu suất năng lượng thấp nên lượng khí độc hại do đốt nhiên liệu phát thải vào môi trường rất cao.Bên cạnh đó, công nghệ nồi hơi lạc hậu nên mức tiêu hao năng lượng để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm cao. Vì vậy, việc nâng cao hiệu suất, tiết kiệm năng lượng đối với nồi hơi đang là vấn đề được các doanh nghiệp quan tâm, nhất là trong thời điểm hiện nay, khi giá nhiên liệu có xu hướng ngày càng tăng.

Có nhiều biện pháp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng trong hệ thống nồi hơi liên quan đến quá trình đốt, truyền nhiệt, hao hụt năng lượng, giảm mức tiêu thụ điện của thiết bị phụ trợ. Bằng việc kiểm tra một số yếu tố sau có thể giúp doanh nghiệp đánh giá được thiết bị nồi hơi của đơn vị mình có được vận hành với hiệu suất tối đa hay không.

1. Bí quyết giải pháp kiểm soát nhiệt độ khói nồi hơi

Nhiệt độ khí lò nên càng thấp càng tốt. Tuy nhiên, nhiệt độ này không nên thấp tới mức hơi nước ở ống xả ngưng tụ ở thành ống. Điều này quan trọng với những nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao vì nhiệt độ thấp sẽ dẫn đến ăn mòn do lưu huỳnh bị đọng sương . Nhiệt độ khí lò cao hơn mức 200°C cho thấy tiềm năng thu hồi nhiệt thải. Nhiệt độ cao như vậy cũng cho thấy có cặn bám trong thiết bị truyền/thu hồi nhiệt, vì vậy cần tiến hành xả đáy sớm để làm sạch nước/hơi.

2. Đốt nóng sơ bộ nước cấp sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt.

Thông thường, khí thải của nồi hơi dạng vỏ sò 3 bậc có nhiệt độ khoảng 200 đến 300 oC. Do đó, có tiềm năng thu hồi nhiệt từ khí lò. Nhiệt độ khí lò thải từ nồi hơi thường được duy trì ở mức tối thiểu 200oC, để lưu huỳnh oxit trong khí lò không bị ngưng tụ và gây ra ăn mòn ở bề mặt truyền nhiệt.

Khi sử dụng năng lượng sạch như khí tự nhiên, LPG hoặc dầu, lợi ích kinh tế từ thu hồi nhiệt sẽ cao hơn vì nhiệt độ khí lò có thể được duy trì ở mức dưới 200 oC. Tiềm năng tiết kiệm năng lượng phụ thuộc vào loại nồi hơi và nhiên liệu sử dụng. Với nồi hơi điện dạng vỏ sò cũ điển hình, với nhiệt độ khí lò thải ra là 260 oC, có thể sử dụng thiết bị Economizer (bộ hâm nước) để giảm xuống 200 oC, tăng nhiệt độ nước cấp 15 oC. Hiệu suất nhiệt toàn phần có thể sẽ tăng 3 %. Với lò hơi dạng vỏ sò 3 bậc sử dụng khí thiên nhiên tiên tiến, nhiệt độ khí lò thải 140 oC, sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt ngưng tụ sẽ giảm nhiệt độ xuống còn 65 oC, tăng hiệu suất nhiệt lên 5 %.

3. Sấy nóng sơ bộ không khí cấp cho lò.

Sấy nóng sơ bộ không khí cấp nồi hơi là lựa chọn thay thế cho đun nóng sơ bộ nước. Để tăng hiệu suất nhiệt lên 1 %, cần tăng nhiệt độ khí cháy lên 20 oC. Phần lớn các lò đốt dầu và gas sử dụng trong dây chuyền nồi hơi là có thiết kế không phù hợp với nhiệt độ sấy khí sơ bộ cao.

Các lò đốt hiện đại có thể chịu được nhiệt độ sấy khí sơ bộ cao hơn nhiều, vì vậy nên sử dụng thiết bị này như là bộ trao đổi nhiệt ở khí thải như là giải pháp thay thế cho thiết bị economizer, khi không gian hoặc nhiệt độ thu hồi nước cấp cao đáp ứng được yêu cầu.

4. Quá trình cháy không được.

Quá trình cháy không được có thể là do thiếu không khí hoặc thừa nhiên liệu hoặc việc phân bổ nhiên liệu không hợp lý. Có thể thấy rõ khi quá trình cháy không được nếu quan sát màu hoặc khói và cần điều chỉnh ngay.

Với nồi hơi đốt củi, khí cacbon chưa cháy có thể dẫn đến tổn thất rất lớn. Điều này xảy ra khi có carbon trong xỉ và tăng thêm lượng nhiệt cấp cho nồi hơi lên hơn 2%. Kích thước của than hay củi không đồng đều cũng có thể là một nguyên nhân khiến quá trình cháy không hoàn tất. Ở buồng lửa ghi xích, những hạt than to sẽ cháy hết, còn những hạt nhỏ và mịn sẽ làm tắc đường thông khí, gây ra phân phối không khí không đều. Với những buồng lửa phun, việc điều chỉnh gió và hệ thống cháy quá lớn có thể ảnh hưởng đến sự tổn thất cacbon. Tăng lượng hạt mịn trong than nghiền cũng có thể gây tổn thất cacbon

5.Phải Kiểm soát khí dư.

Bảng dưới đây đưa ra khối lượng trên lý thuyết,khí cần để đốt cháy với các loại nhiên liệu khác nhau. Trong tất cả các trường hợp thực tế, cần một lượng khí dư để đảm bảo quá trình cháy hoàn tất, cho phép có sai số trong quá trình đốt và đảm bảo các điều kiện khí lò thích hợp đối với một số loại nhiên liệu. Lượng khí dư tối ưu cho hiệu suất cao nhất của lò hơi là khi tổng lượng tổn thất do quá trình cháy không hoàn tất và tổn thất do nhiệt thải qua khí lò được giảm thiểu.