BÀI GIẢNG NỒI HƠI TÀU THỦY

Chương 4
NỒI HƠI
Một cái nồi hơi trong một hoặc vài hình thức khác sẽ được tìm thấy trên mỗi loại tàu.
Nơi máy chính được chạy bằng hơi nước, một hoặc nhiều nồi hơi ống nước lớn hơn sẽ
được điều chỉnh để tạo ra hơi nước ở nhiệt độ và áp suất rất cao. Trên một con tàu có máy
chính là động cơ diesel, một nồi hơi nhỏ hơn (thường là nồi hơi ống lửa) sẽ được điều
chỉnh để cung cấp hơi nước cho các dịch vụ tàu khác nhau. Thậm chí trong 2 loại được
thiết kế cơ bản là nồi hơi ống lửa và ống nước, có rất nhiều các thiết kế và các biến thể
tồn tại.
Một nồi hơi được sử dụng để làm nóng nguồn nước để tạo ra hơi nước. Một lượng
năng lượng được giải phóng bằng cách nung nhiên liệu trong lò nồi hơi được tích trữ lại
(như là nhiệt độ và áp suất) trong hơi nước được tạo ra. Tất cả các nồi hơi có một cái lò
hoặc buồng đốt nơi mà nhiên liệu được đốt cháy để giải phóng năng lượng của nó. Không
khí được cung cấp cho lò hơi để có thể thực hiện đốt nhiên liệu. Một khu vực bề mặt lớn
giữa buồng đốt và nước có thể là năng lượng của buồng đốt, trong cách đốt nóng, được
chuyển đến cho nước.
Một cái trống nước phải được cung cấp ở nơi mà hơi và nước có thể được tách ra.
Cũng cần phải có nhiều cách điều khiển và điều chỉnh để đảm bảo rằng dầu nhiên liệu,
không khí và các nguồn nước được kết hợp với yêu cầu cho hơi nước. Cuối cùng phải có
một hệ số lắp đặt mà nó đảm bảo nồi hơi vận hành an toàn.
Trong quá trình hơi nước được sinh ra, nước đi vào nồi hơi nơi mà được làm nóng và
trở thành hơi nước. Nguồn nước đi từ trống hơi đến trống nước và được làm nóng trong
quá trình đó. Một số nguồn nước đi qua ống vòng quanh lò, tường nước và các ống sàn,
nơi mà nó được làm nóng và trở về trống hơi. Những cái ống giảm tốc lớn được sử dụng
cho nước tuần hoàn giữa các thùng. Các ống giảm tốc đặt ở bên ngoài lò và nối các thùng
hơi và thùng nước. Hơi nước được tạo ra trong một thùng hơi và có thể được đưa ra để sử
dụng từ đây. Điều đó được biết là “ẩm ướt” hoặc là bão hòa hơi nước trong điều kiện này
bởi vì nó sẽ chứa đựng những số lượng nhỏ nước. Nói cách khác hơi nước có thể vượt
qua quá nhiệt mà nó được nằm bên trong nồi hơi. Hơi nước ở đây được làm nóng thêm
nữa và “khô”, tất cả các dấu vết của nước được chuyển đổi thành hơi nước. Sự quá nhiệt
hơi nước này sau khi rời khỏi nồi hơi để hệ thống sử dụng. Nhiệt độ của hơi nước quá

nhiệt sẽ hơn hơi nước trong thùng. Một bộ giảm nhiệt, bộ làm mát hơi, có thể điều chỉnh
trong hệ thống để điều khiển nhiệt độ hơi nước quá nhiệt.
Khí nóng được tạo ra trong lò được sử dụng để làm nóng nguồn nước để tạo ra hơi
nước và cũng để quá nhiệt hơi nước từ thùng nồi hơi. Khí sau đó sẽ đi qua bộ phận tiết
kiệm mà nguồn nước đi qua trước khi nó đi vào nồi hơi. Khí thảy cũng có thể đi qua
không khí nóng hơn mà buồng đốt làm ấm không khí trước khi nó đi vào lò. Bằng cách
1


này một tỷ lệ lớn của năng lượng đốt nóng từ khí nóng được sử dụng trước khi chúng
được thảy ra từ ống khói. Sự sắp xếp này được biểu diễn trên hình 4.1.
Có hai loại nồi hơi khác nhau cơ bản, gọi là nồi hơi ống lửa và ống nước. Trong nồi
hơi ống nước, nguồn nước đi qua ống va khí nóng đi qua chúng. Trong nồi hơi ống lửa
khí nóng đi qua ống và nguồn nước bao quanh chúng.
Các loại nồi hơi
Nồi hơi ống nước được sử dụng cho các ứng dụng áp suất cao, nhiệt độ cao, năng suất
cao… cung cấp hơi nước cho tua bin đẩy chính hoặc tua bin dẫn động bơm hàng. Nồi hơi
ống nước được sử dụng cho các mục đích phụ để cung cấp những lượng hơi nước áp suất
thấp nhỏ hơn trên tàu chạy bằng động cơ diesel.
Nồi hơi ống nước
Cấu trúc của nồi hơi ống nước, nó sử dụng các ống có đường kính nhỏ và có một cái
thùng hơi nhỏ, có thể tạo ra hơi nước ở nhiệt độ và áp suất cao. Trọng lượng của nồi hơi
thấp hơn một nồi hơi ống lửa tương đương và quá trình tăng hơi nước thì nhanh hơn.
Thiết kế bố trí linh hoạt, ảnh hưởng cao và nguồn nước tuần hoàn theo tự nhiên rất tốt.
Đó là một trong số những lý do mà tại sao nồi hơi ống nước thay thế nồi hơi ống lửa như
là nguồn tạo ra hơi nước chính.
Những nồi hơi ống nước trước đây sử dụng trống nước đơn. Phần đầu được nối với
trống hơi, các ống uốn cong với các ống thẳng giữa những phần đầu. Các khí nóng từ lò
lửa đi qua các ống, thường trong một cái khe.
Qua một sự phát triển sau đó thì các ống cong được thiết kế. Nồi hơi này có 2 trống

nước, một lò cần thiết và thường được gọi là loại “D” bởi vì hình dạng của nó. Cái lò thì
ở một mặt của hai trống nước và được bao quanh tất cả các mặt bởi các thành ống.
Nồi hơi này cung cấp các bề mặt truyền nhiệt chủ yếu để tạo hơi nước. Các đường ống
dẫn hoặc ống dẫn lớn được lắp giữa thùng nước và thùng hơi nước để đảm bảo nước lưu
thông tự nhiên tốt. Bên trong hiển thị sự bố trí, bộ phận quá nhiệt được đặt giữa các trống
nước, được bảo vệ khỏi các khí lò rất nóng bởi nhiều hàng ống. Vật liệu chịu lửa hoặc
gạch được sử dụng trên sàn lò, tường lửa và cũng đằng sau các bức tường nước. Vỏ bọc
đôi của nồi hơi cung cấp một đoạn cho không khí đốt để điều khiển không khí hoặc xung
quanh vùng cháy.
Nhu cầu cho một phạm vi rộng hơn của việc điều khiển nhiệt độ hơi nước quá nhiệt đã
dẫn đến việc bố trí các lò hơi khác đang được sử dụng. Loại nồi hơi quá nhiệt ‘D’ (ESD)
sử dụng thiết bị quá nhiệt chính và thứ cấp đặt sau khi tạo ra các dãy ống.
Sau đó loại nồi hơi ESD II tương tự cấu trúc của loại ESD I nhưng sử dụng điều khiển
giữa thiết bị quá nhiệt chính và phụ. Các bộ giảm chấn liên kết hướng cho các khí nóng
2


trên bộ điều khiển hoặc bộ phận cấp nhiệt phụ thuộc vào quá nhiệt nhiệt độ yêu cầu. Bộ
điều khiển cung cấp một đường dẫn cho khí gas khi nhiệt độ quá độ thấp được yêu cầu.
Ở loại nồi hơi ESD III bộ phận đốt nằm trong cái mái lò, nó cung cấp một cơn cháy
dài và thậm chí truyền nhiệt trong khắp lò.
Mặt bên của lò, sàn và các ống được hàn vào các trống hơi và nước. Các vách phía
trước và phía sau được kết nối ở hai đầu để phần trên và dưới của thành chắn nước.
Thành chắn nước được nối bằng các ống thải bên ngoài từ thùng hơi và các tường chắn
nước được kết nối với thùng hơi bằng các ống tăng cường.
Khí gas thoát khỏi lò đi qua bề mặt các ống sao cho dòng chảy được chảy giữa chúng.
Một lượng lớn các ống dẫn đến sự trao đổi nhiệt đáng kể trước khi khí đạt đến bộ quá
nhiệt thứ cấp. Khí ga sau đó chảy qua bộ phận quá nhiệt thứ cấp trước khi được thải ra.
Các ống khô đặt trong trống hơi để đạt sự bão hòa hơi nước từ nồi hơi. Sau đó được dẫn
đến quá nhiệt sơ cấp và quá nhiệt thứ cấp. Điều khiển nhiệt độ hơi nước đạt được bằng

cách dùng một cái máy gia nhiệt, được đặt trong thùng hơi, vận hành giữa quá nhiệt sơ
cấp và thứ cấp.
Nồi hơi bức xạ là một sự phát triển hơn gần đây, trong đó nhiệt bức xạ của sự đốt cháy
được hấp thu để tăng hơi nước, được truyền tải bằng bức xạ hồng ngoại. Điều này thường
đòi hỏi phải đốt và một chiều cao đáng kể để hoạt động một cách hiệu quả. Cả lò và
buồng bên ngoài được làm mát đầy đủ. Không có ranh giới của việc tạo ra ống. Các khí
nóng thoát khỏi lò qua một khe hở ở phần dưới của tường và đi qua buồng bên ngoài.
Buồng bên ngoài chứa các bề mặt làm nóng đối lưu bao gồm các lò sưởi chính và phụ.
Điều khiển nhiệt độ quá nhiệt bằng máy gia nhiệt trong thùng hơi. Các khí nóng sau khi
thoát ra khỏi quá nhiệt sơ cấp, được sử dụng tối ưu. Đây là bộ trao đổi nhiệt trong đó hỗn
hợp hơi nước truyền chảy song song với khí. Các lò khí cuối cùng đi qua một cách tốt
nhất trên đường đến ống khói. Các nồi hơi hâm nóng được sử dụng với hệ thống tua bin
hâm nóng. Hơi nước sau đó lan vào trong tua bin áp suất cao được trở lại bộ phận hâm
nóng trong nồi hơi. Ở đây lượng năng lượng hơi nước được tăng lên trước khi nó được
cấp tới tuabin áp suất thấp. Nồi hơi hâm nóng được dựa trên các thiết kế như là kiểu “D”
hoặc loại bức xạ.
Cấu trúc vách buồng đốt
Các vấn đề liên quan đến vật liệu chịu lửa của lò, đặc biệt trên các bức tường thẳng
đứng, đã dẫn đến hai sự bố trí tường nước mà không thể hiện vật liệu chịu lửa ra. Những
thứ này được biết như là “ống tiếp tuyến” và “tường đơn” hoặc “vách mỏng”.
Trong các ống tiếp tuyến được bố trí chặt chẽ các ống dầu được hỗ trợ bởi vật liệu chịu
lửa, cách nhiệt và vỏ nồi hơi. Trong một tường hoặc vách mỏng bố trí các ống có một dải
3


thép được hàn giữa chúng để tạo ra bộ làm kín khí cháy hoàn chỉnh. Chỉ yêu cầu một lớp
cách nhiệt và một lớp vệ sinh trong việc chế tạo này.
Việc xây dựng vách đơn này loại bỏ những vấn đề của vật liệu chịu lửa và các ống nối
giãn nở. Tuy nhiên, trong trường hợp hỏng ống, phải sữa chữa bằng cách hàn. Ngoài ra,
ống có thể được cắm ở hai đầu, nhưng vật liệu chịu lửa phải được đặt trên ống bị hỏng để

bảo vệ cách nhiệt đằng sau nó. Việc lắp đặt các ống tiếp tuyến bị hỏng có thể cắm và nồi
hơi vận hành bình thường mà không cần chú ý thêm gì nữa.
Nồi hơi ống lửa
Nồi hơi ống lửa thường được lựa chọn cho sản xuất hơi nước áp suất thấp trên các tàu
có yêu cầu hơi nước cho các mục đích phụ trợ. Vận hành đơn giản và có thể sử dụng
nguồn nước cấp trung bình. Tên gọi “két nồi hơi” đôi khi được sử dụng cho nồi hơi ống
lửa vì sức chứa nước lớn của chúng. Các cụm từ “ống khói” và “nồi hơi” cũng được sử
dụng.
Nồi hơi kết hợp
Phần lớn các nồi hơi ống lửa bây giờ được cấp như là một đơn vị kết hợp hoàn chỉnh.
Điều này sẽ bao gồm bộ phận đốt dầu, bơm nhiên liệu, quạt thổi gió và điều khiển tự
động cho hệ thống. Nồi hơi sẽ được lắp đặt với tất cả các bệ nồi hơi thích hợp.
Một thiết kế 3 vòng nồi đơn. Vòng đầu tiên đi qua lò lượn sóng một phần vào buồng
đốt ướt hình trụ. Vòng thứ hai quay trở lại lò thông qua các ống hút khói nhỏ và sau đó
dòng chảy phân chia ở phía trước hộp khói trung tâm. Vòng thứ ba là thông qua các ống
khói bên ngoài đến lối thoát khí ở phía sau lò hơi. Không có lớp lót chịu nhiệt của buồng
đốt khác với lớp lót cửa ra vào buồng đốt và các lớp gạch chịu lửa chính và phụ.
Các điều khiển hoàn toàn tự động được cung cấp và nằm trong một bảng điều khiển
cạnh nồi hơi.
Cochran boilers
Nồi hơi Cochran theo chiều dọc hiện đại có một lò hình cầu và được gọi là 'hình cầu'.
Lò được bao quanh bởi nước và do đó không đòi hỏi lớp lót chịu nhiệt. Các loại khí nóng
đi qua hệ thống ống ngang trước khi được thoát ra. Việc sử dụng các ống khoan nhỏ được
trang bị các chất làm chậm đảm bảo truyền nhiệt tốt hơn và các ống sạch hơn do kết quả
của dòng khí hỗn loạn.
Nồi hơi Composite
Việc bố trí nồi hơi Composite cho phép tạo ra hơi hoặc bằng dầu khi cần thiết hoặc
bằng cách sử dụng khí thải của động cơ khi con tàu đang trên biển. Nồi hơi composite
dựa trên thiết kế của nồi hơi ống lửa. Ví dụ, nồi hơi Cochran sẽ có một phần của hệ thống
4

ống được bố trí riêng cho khí thải của động cơ để đi qua và thoát ra bằng ống xả của
riêng mình.
Bố trí các nồi hơi khác
Ngoài nồi hơi ống lửa và ống nước không phức tạp, các thiết bị tăng hơi nước khác
đang sử dụng,… ví dụ: bộ tạo hơi nước, máy phát điện hơi nước, nồi hơi bốc hơi và
thiết bị nồi hơi ống xả.
Máy phát điện hơi nước
Máy phát điện hơi nước tạo ra hơi bão hòa áp suất thấp cho bên trong và các thiết bị
khác. Chúng được sử dụng trong việc liên kết với nồi hơi ống nước để cung cấp một
mạch hơi thứ cấp mà nó có thể tránh được bất kỳ sự nhiễm bẩn nào từ mạch nước chính.
Sự bố trí các cuộn dây làm nóng nguồn nước có thể theo chiều ngang hoặc thẳng đứng.
Các cuộn dây được cung cấp áp suất hơi nước cao, nhiệt độ hơi nước cao từ nồi hơi
chính. Một máy phát điện hơi nước được biểu diễn trên hình 4.9.
Nồi hơi bốc hơi
Một nồi hơi bốc hơi dùng hai hệ thống độc lập với nhau để tạo ra hơi nước và do đó
tránh được sự nhiễm bẩn giữa nguồn nước chính và phụ. Mạch chính ảnh hưởng đến nồi
hơi ống nước mà nó cung cấp hơi nước cho cuộn dây làm nóng của máy phát điện hơi
nước, nó là hệ thống phụ. Một nồi hơi hoàn chỉnh được bao kín trong vỏ bọc áp suất.
Bộ trao đổi khí thải
Việc sử dụng khí thải từ động cơ đẩy dầu diesel đến tạo hơi nước là phương tiện thu
hồi năng lượng nhiệt và cải tiến máy móc một cách hiệu quả.
Một bộ trao đổi khí thải được biểu diễn trên hình 4.10. Nó chỉ đơn giản là một hàng
của một hệ thống ống lưu thông bởi nước cấp mà các khí thải chảy trên đó. Các hệ thống
riêng lẻ có thể được sắp xếp để cung cấp nguồn nước nóng, tạo ra hơi nước và quá nhiệt.
Cần có thùng nồi hơi tạo ra hơi nước và sự phân chia các vùng và sử dụng thường được
làm bằng thùng của nồi hơi phụ.
Hệ thống máy hơi nước phụ
Một hệ thống máy hơi nước phụ cung cấp trong các két nhiên liệu diesel hiện đại

thường sử dụng một bộ trao đổi nhiệt khí thải trong ống khói và một hoặc có thể là hai
nồi hơi ống nước (hình 4.10). hơi nước bão hòa hoặc quá nhiệt có thể đạt được từ nồi hơi
phụ. Trên biển nó hoạt động như một bộ tiếp nhận hơi nước cho bộ trao đổi nhiệt khí thải,
được lưu thông qua nó.
Nồi hơi khí thải
5


Các nồi hơi phụ trên các tàu có động cơ đẩy dầu diesel, trừ tàu chở dầu, thường có
dạng hỗn hợp, cho phép tạo ra hơi nước sử dụng dầu đốt hoặc khí thải từ động cơ diesel.
Với sự sắp xếp này, nồi hơi hoạt động như bộ trao đổi nhiệt và tăng hơi nước trong thùng
riêng của mình.
Khung nồi hơi
Một số phụ kiện cần thiết cho lò hơi để đảm bảo nó vận hành an toàn. Chúng thường
được gọi là khung nồi hơi. Các khung thường được tìm thấy trên nồi hơi là:
Van an toàn: Chúng được gắn theo cặp để bảo vệ nồi hơi chống lại áp lực. Một khi có
nguời điều tra áp suất nâng van thì nó bị khóa và không thể thay đổi. Van được sắp xếp
để mở tự động.
Van dừng hơi nước chính: Van này được lắp đặt trong bộ phận cung cấp hơi nước
chính và thường ở loại không quay trở.
Van dừng hơi nước phụ: đây là van nhỏ hơn được lắp đặt trong bộ phận cung cấp hơi
nước phụ và thường dùng ở loại không quay trở.
Van điều chỉnh và kiểm tra nguồn:một cặp van được lắp đặt: một là van chính, còn lại
là van phụ hoặc dự phòng. Chúng là van không quay trở và phải có dấu hiệu của vị trí
đóng mở gần nhất.
Bộ phận đo mức nước: được lắp đặt theo cặp, đối diện ở hai đầu của nồi hơi. Việc lắp
đặt bộ phận này dựa trên áp suất của nồi hơi.
Bộ phận đo kết nối áp suất: nơi cần thiết trên thùng nồi hơi, quá nhiệt,… bộ phận đo
áp suất được lắp đặt để có thể đọc được áp suất.
Vòi thoát khí: được lắp trong thùng nồi hơi để giảm lượng khí khi nồi hơi hoặc hơi

nước được tạo ra lúc đầu bị đầy.
Van xả: Van này cho phép thổi nước hoặc đổ từ lò hơi. Nó có thể được sử dụng khi nồi
hơi rỗng một phần hoặc rỗng hoàn toàn.
Van báo động dừng: Đây là một van có lỗ khoan nhỏ không quay trở lại mà nó cung
cấp tiếng còi báo động với hơi nước thẳng từ thùng nồi hơi.
Nồi hơi nòng ( nồi hơi ống nước)
Nồi hơi nước, bởi vì lượng nước nhỏ hơn có liên quan đến công suất nâng hơi nước của
chúng, đòi hỏi phải có thêm các giá đỡ lắp thêm:
Bộ điều chỉnh nước cấp tự động. Được trang bị trong đường dây nguồn cấp dữ liệu
trước khi van chính kiểm tra, thiết bị này là cần thiết để đảm bảo đúng mực nước trong lò

6


hơi trong điều kiện tải tất cả. Nồi hơi với tốc độ bay hơi cao sẽ sử dụng một hệ thống điều
khiển nhiều yếu tố nguồn cấp nước (xem chương 15).
Báo động cấp thấp. Một thiết bị để cung cấp âm thanh cảnh báo trong điều kiện mức
nước thấp.
Bộ quá nhiệt lưu hành các van. Hoạt động cũng như lỗ thông hơi máy, phụ kiện này
đảm bảo một luồng hơi khi ban đầu ấm lên chảy qua và tăng hơi nước trong nồi hơi.
Máy hút bọt, Được vận hành bằng hơi hoặc khí nén, chúng hoạt động để thổi bồ hóng
và các sản phẩm của sự đốt cháy từ các bề mặt ống. Một số được trang bị ở những nơi
chiến lược. Quạt thổi bồ hóng được lắp vào, bồ hóng được thổi và hút ra.
Máy đo mức nước
Máy đo mực nước hiển thịt hông tin mực nước trong nồi hơi trong vùng về mức độ làm
việc một cách chính xác chính xác. Nếu mực nước đã quá cao thì nước có thể vượt ra
khỏi lò hơi và làm thiệt hại nghiêm trọng cho bất kỳ thiết bị được thiết kế để chấp nhận
hơi. Nếu mực nước quá thấp khi đó bề mặt truyền nhiệt có thể bị phơi nhiễm với nhiệt độ
quá mức và thất bại. Thường xuyên quan tâm đến mức nước lò hơi là rất cần thiết. Do
chuyển động của con tàu, cần phải có một thước đo mức nước ở mỗi đầu của nồi hơi để

trực tiếp quan sát mức nước.
Tùy thuộc vào áp lực của nồi hơi, một trong hai loại máy đo mức nước khác nhau sẽ
được trang bị.
Đối với áp suất nồi hơi lên đến tối đa là 17 bar, một ống thuỷ tinh tròn đo mức nước
được sử dụng. Ống thủy tinh được nối với vỏ nồi hơi bằng khóa và đường ống, như thể
hiện trong hình 4.11. Vòng đệm được đặt ở đầu ống để cho một con dấu kín và ngăn ngừa
rò rỉ. Một người bảo vệ thường được đặt xung quanh ống để bảo vệ nó khỏi tình trạng hư
hỏng và để tránh thương tích cho bất kỳ nhân viên trong vùng lân cận nếu ống vỡ. Bộ đo
mức nước thường được kết nối trực tiếp với nồi hơi. Khóa cách ly được lắp trong lối đi
hơi nước, và van xả cũng có mặt. Một van bi được lắp dưới ống để tắt nước nên phá vỡ
ống nước và cố gắng thoát ra ngoài.
Đối với áp suất nồi hơi trên 17 bar, một thiết bị đo mức nước bằng thủy tinh được sử
dụng. Các ống thủy tinh được thay thế bằng một tổ hợp được làm bằng tấm kính với một
vỏ kim loại, như thể hiện trong hình 4.12. Việc lắp ráp được tạo thành như một 'cái bánh
sandwich' của các tấm kim loại phía trước và sau bằng tấm kính và một tấm kim loại ở
giữa. Khớp được đặt giữa tấm thủy tinh và tấm kim loại và một tấm mica được đặt trên
bề mặt kính phải đối mặt với các nước và hơi nước.

7


Hình 4.11: Dụng cụ đo mực nước
Tấm mica là một cách hiệu quả để ngăn chặn kính vỡ ở nhiệt độ rất cao.Khi bắt tay vào
việc lắp ráp, phải cẩn thận để đảm bảo thắt chặt toàn bộ bu lông. Nếu không làm điều này
sẽ dẫn đến rò rỉ và có thể vỡ tấm kính.
Ngoài các thiết bị đọc mức độ nước trực tiếp, đọc từ xa các chỉ số mức độ thường
được dẫn tới phòng kiểm soát máy móc.
Các hạt nước nhỏ hoặc hơi nước có thể bị chặn bởi cặn hoặc bụi bẩn và sẽ đo sai. Để
kiểm tra rằng đường dẫn sạch sẽ một quy trình 'thổi qua' phải được thực hiện. Đề cập đến
hình 4.11, đóng van nước B và mở van nước xả C. Áp suất nồi hơi phải tạo ra một hơi

nước mạnh từ ống xả. Van A đóng và van B mở. Một dòng nước sẽ vượt qua thông qua
các ống dẫn. Sự biến mất của một dòng chảy thông qua các ống dẫn sẽ cho biết rằng việc
đi đến vòi nước mở đã bị chặn lại.
8


Ống đo dạng tấm kính
Van an toàn
Van an toàn được lắp đôi, thường là trên một van đơn. Mỗi van phải có khả năng giải
phóng tất cả hơi mà lò hơi có thể sản xuất mà không có áp lực tăng hơn 10% trong một
khoảng thời gian nhất định.
Van lò xo luôn điều chỉnh cho vừa trên boong tàu vì tác động xác thực của chúng vào
bất cứ góc nghiêng nào. Chúng được đặt trên nồi hơi trống trong không gian hơi nước.
Van an toàn thường được nạp vào lò xo được thể hiện trong hình 4.13. Van được giữ chặt
bởi lò xo xoắn, áp lực được thiết lập bởi đai ốc nén ở đầu. Lò xo áp lực, một khi đã được
thiết lập, được cố định và đóng dấu bởi một người kiểm sát. Khi hơi nước vượt quá áp
suất van được mở và lò xo nén. Hơi thoát ra sau đó được dẫn qua một ống thải lên ống
khói và ra ngoài bầu khí quyển. Sự nén của lò xo bằng van ban đầu mở ra kết quả trong
áp lực nhiều hơn là cần thiết để nén và mở van thêm. Ở một mức độ nào đó, điều này
9


được phản bác bởi việc bố trí trên nắp van tạo ra một diện tích lớn hơn cho hơi nước để
hoạt động ngay khi van mở. Cơ cấu hoạt động bằng tay dễ dàng mở van khi nguy cấp.

Lò xo van an toàn cơ bản

10

Việc sàn lọc khác nhau cho lò xo van an toàn được thiết kế để nâng van cao hơn. Sự
cải tiến van nâng an toàn được sắp xếp sửa đổi xung quanh giá đỡ lò xo dưới, như hình
4.14.

Van nâng an toàn cải tiến
Giá đỡ lò xo dưới được bố trí như một pit tông cho hơi nước để làm việc ở mặt đáy
của nó. Vòng lỏng xung quanh pit tong hoạt động như ống chứa hình trụ cho hơi nước.
Lỗ thông hơi hay lối vào được cung cấp trong bộ phận dẫn hướng. Hơi nước thải ra khi
van mở tác động lên phía dưới pít tong để tăng lực cho lò xo, làm cho van mở thêm. Một
khi áp lực đã được giải tỏa, lực của lò xo sẽ nhanh chóng làm đóng van. Giá đỡ van
thường được tạo hình để bẫy một số hơi nước để 'đệm' lại đóng van. Một ống thoát nước
được lắp ở phía cửa ra của van an toàn để tháo ra hơi nước ngưng tụ mà có thể đọng trên
van và ngăn chặn nó mở với áp lực chính xác.
Sự cháy
Sự cháy là việc đốt nhiên liệu trong không khí để giải phóng năng lượng nhiệt. Đối với
sự đốt cháy hoàn toàn và hiệu quả, số lượng nhiên liệu và không khí phải được cung cấp
cho lò và cháy. Khoảng hơn 14 lần không khí cũng như nhiên liệu cần thiết để đốt cháy
hoàn toàn. Không khí và nhiên liệu phải pha trộn mật thiết và một tỷ lệ phần trăm nhỏ
11


của không khí dư thừa thường được cung cấp để đảm bảo rằng tất cả các nhiên liệu bị đốt
cháy. Khi không khí cung cấp không đủ nhiên liệu không cháy hoàn toàn và sẽ thảy ra
khí đen.
Cấp không khí
Dòng không khí thông qua lò nung hơi được gọi là “dòng”. Nồi hơi tàu thủy được bố
trí cho các dòng bắt buộc, nghĩa là quạt làm cho không khí qua lò. Một số sắp xếp của
dòng bắt buộc là khả thi. Sự sắp xếp dòng bắt buộc thông thường là một quạt lớn cung
cấp không khí dọc theo ống dẫn tới phía lò. Phía trước lò có một bố trí hộp xung quanh,
được gọi là thanh ghi không khí', có thể kiểm soát không khí cung cấp. Không khí được

dẫn đi qua nồi hơi nơi mà không khí được đốt nóng. Bố trí thông gió có một quạt để hút
khí trong ống thải mà chuyển không khí qua lò. Bố trí thông gió cân bằng là phù hợp với
dòng bắt buộc và bố trí quạt thông gió gây ra áp suât không khí trong lò.
Cung cấp nhiên liệu
Nồi hơi tàu hiện nay đốt bằng nhiên liệu cấp thấp. Nhiên liệu này là được lưu trữ trong
thùng đáy đôi từ đó nó được rút ra bằng máy bơm chuyển lên bể lắng (Hình 4.15). Ở đây,
bất kỳ chất lỏng nào trong nhiên liệu có thể hòa tan và thoát ra.
Dầu từ bể lắng được lọc và bơm vào lò hâm và sau đó thông qua một bộ lọc tinh. Làm
nóng dầu làm giảm độ nhớt và làm cho nó dễ dàng hơn để bơm và lọc. Hệ thống hâm này
phải được kiểm soát cẩn thận nếu không “nứt” hoặc phân hủy nhiên liệu có thể diễn ra.
Một nguồn cung cấp nhiên liệu diesel có thể được cung cấp cho các đầu đốt để làm bắt

Hệ thống cung cấp nhiên liệu cho lò hơi

12


lửa đầu tiên hoặc hoạt động năng lượng thấp của lò hơi. Từ bộ lọc dầu đi qua lò đốt ở nơi
nó được “phun”, nghĩa là bị vỡ thành các hạt nhỏ, vì nó đi vào lò. Một đường tuần hoàn
được cung cấp để làm ấm dầu.
Đốt nhiên liệu
Các nhiên liệu áp suất cao được cung cấp cho buồng đốt mà nó lá như là một phun phun
(Hình 4.16). Buồng đốt cũng xoay các giọt nhiên liệu bằng cách sử dụng một đĩa xoắn.
Một hình nón quay làm các giọt dầu rời khỏi buồng đốt và chuyển vào trong lò nung. Vài
thiết kế khác nhau của buồng đốt, một trong những mô tả được biết đến như là một "vòi
phun áp lực" (hình 4.16 (a)). "Chiếc cốc xoay" (Hình 4.14 (b)) phun và các xoắn nhiên
liệu bằng cách ném nó ra khỏi cạnh của một cái cốc quay tròn. “Máy nổ phản lực hơi
nước”, thể hiện trong hình 4.16 (c), phun và xoắn nhiên liệu bằng cách phun một hơi
nước tốc độ cao. Hơi nước được cung cấp xuống một thùng trung tâm bên trong buồng
đốt.

Thanh ghi không khí là tập hợp các nắp gập, cánh, v.v, vây quanh mỗi buồng đốt và
điều chỉnh cho vừa giữa vỏ nồi hơi. Thanh ghi chia cắt lối vào qua đó không khí được
chấp nhận từ windbox. Ngắt không khí đạt được bằng ống trượt nối hay kiểm tra. Không
khí đi qua song song với buồng đốt , và một vòng cung cấp cho nó mộtchuyển động
xoay. Không khí được xoáy theo hướng đối diện với nhiên liệu để đảm bảo pha trộn đầy
đủ (Hình 4.17 (a)). Nồi hơi tàu áp suất cao, công suất cao có nắp đậy được nung (Hình
4.17 (b)). Điều này cho phép một ngọn lửa dài và thậm chí truyền nhiệt qua lò.

13


14


Hình 4.17(a): Thanh ghi không khí cho nồi hơi đốt
Nhiên liệu nhập vào lò phải bắt đầu đốt cháy. Một khi được đốt cháy, các bộ phận
nhiên liệu nhẹ đốt cháy đầu tiên như một ngọn lửa sơ khai và cung cấp nhiệt để đốt các
nguyên tố nặng hơn trong ngọn lửa thứ cấp. Các nguồn cung cấp không khí sơ cấp và thứ
cấp cung cấp nguyên liệu cho ngọn lửa tương ứng của chúng. Quá trình đốt trong lò hơi
lò hơi thường được gọi là 'ngọn lửa lơ lửng' vì tỷ lệ cung cấp dầu và không khí vào lò
tương đương với các sản phẩm của quá trình đốt.
Độ tinh khiết của nước cấp cho nồi hơi
Nồi hơi áp suất cao, nhiệt độ cao hiện đại với đầu ra hơi nước lớn đòi hỏi nguồn cấp
nước sạch phải tinh khiết.
Hầu hết nước 'tinh khiết' sẽ chứa một số muối hòa tan khi đi ra khỏi dung dịch đun sôi.
Những muối này sau đó dính vào các bề mặt làm nóng như cặn và giảm sự truyền nhiệt,
có thể dẫn đến sự nóng lên cục bộ và làm hỏng ống. Những muối khác vẫn còn trong
dung dịch và có thể tạo ra axit sẽ tấn công kim loại của lò hơi. Sự dư thừa muối kiềm
trong lò hơi, cùng với các tác động của các ứng suất , sẽ tạo ra tình trạng được gọi là "vết
nứt da cá". Sự nứt của kim loại có thể gây hư hỏng nghiêm trọng,

15


Hình 4.l7 ( b ): Thanh ghi không khí cho nồi hơi mái nung
Sự hiện diện của oxy hoà tan và carbon đioxyt trong nồi hơi nước cấp có thể gây ra sự
ăn mòn đáng kể của nồi hơi và mạch điện hệ thống. Khi nồi hơi bị ô nhiễm bởi chất trôi
nổi, sự dư thừa của muối hoặc dầu sau đó 'tạo bọt' có thể xảy ra. Đây là bọt hoặc bọt mà
thu thập trên mặt nước ở chổ trống nồi hơi. Sủi bọt dẫn đến ' priming'' là nước mang theo
hơi nước rời khỏi nồi hơi. Nước có mặt trong hơi nước đi vào tua bin sẽ gây thiệt hại
đáng kể.
Tạp chất chung
Các lượng muối kim loại khác nhau được tìm thấy trong nước. Bao gồm các clorua,
sunfat và bicacbonat canxi, magiê và lưu huỳnh. Những muối hoà tan trong nước làm gọi
là 'độ cứng' của nước. Muối canxi và magiê là nguyên nhân chính gây ra độ cứng.
16


Các bicarbonat của canxi magnesium khô bị phân hủy bởi nhiệt và đi ra khỏi dung
dịch như cacbonat tạo thành cặn. Những chất kiềm muối được gọi là "độ cứng tạm thời".
Các clorua, sunfat và nitrat không bị phân huỷ bằng cách đun sôi và được gọi là độ cứng
vĩnh viễn”. Tổng độ cứng là tổng của độ cứng tạm thời và vĩnh viễn và cho thấy một
lượng muối tạo thành cặn có trong nồi hơi nước.
Xử lý nước cấp
Việc xử lý nguồn nước thải liên quan đến các loại cặn khác nhau và sự ăn mòn gây ra
của muối và đẩy khí bằng cách xử lý hóa học phù hợp. Bao gồm các cách sau:
1. Bằng cách giữ cho muối cứng trong dung dịch trôi nổi ngăn ngừa sự hình thành
cặn.
2. Bằng cách ngăn bất cứ tạp chất muối và tạm hoãn bám vào bề mặt truyền nhiệt.
3. Bằng cách cung cấp chống bọt bảo vệ để ngăn chặn nước mang đi

4. Bằng loại bỏ khí hòa tan và cung cấp một số tính kiềm trong sẽ ngăn ngừa ăn
mòn.
Việc điều trị thực tế liên quan đến việc bổ sung các hóa chất khác nhau vào hệ thống
nước cấp và sau đó thử nghiệm các mẫu nước nồi hơi với bộ dụng cụ thử nghiệm. Bộ
dụng cụ thử nghiệm thường được cung cấp bởi nhà sản xuất hóa chất điều với các hướng
dẫn đơn giản để sử dụng nó.
Đối với nồi hơi phụ, các hoá chất được thêm vào có thể là vôi (canxi hydroxit) và soda
(natri cacbonat). Ngoài ra soda caustic (sodium hydroxide) có thể được sử dụng riêng.
Đối với nồi hơi nước áp suất cao, các muối photphat khác nhau được sử dụng, chẳng
hạn như trisodium phosphate, disodium phosphate và natri metaphosphate. Coagulants
cũng được sử dụng kết hợp các cặn muối vào bùn và ngăn chặn nó dính vào bề mặt nồi
hơi. Natri aluminat, tinh bột và tannin được sử dụng như chất kết tụ. Sau cùng việc khử
khí nước nồi hơi được thực hiện bằng các hóa chất, chẳng hạn như hydrazine, kết hợp với
bất kỳ oxy hiện diện.
Hoạt động của nồi hơi
Các thủ tục được thông qua để nâng cao hơi nước sẽ khác nhau từ nồi hơi này đến nồi
hơi khác và các hướng dẫn của nhà sản xuất phải luôn được tuân thủ. Số lượng các khía
cạnh là phổ biến đối với tất cả các nồi hơi và một thủ tục chung có thể là như sau.
Sự chuẩn bị
Các ống thông gió nên được kiểm tra để đảm bảo một con đường rõ ràng cho các ống
xả khí qua nồi hơi; bất kỳ bộ giảm xóc nào cũng cần được vận hành và vận hành chính
xác sau đó. Tất cả lỗ thông hơi, báo động, nước và áp kế nên được mở ra. Van nồi hơi
đun nóng tuần hoàn hoặc nên mở cổng để đảm bảo luồng hơi nước qua nồi đun nóng. Tất
cả các van thoát hơi khác của nồi hõi và van xả phải được kiểm tra để đảm bảo rằng
chúng được đóng lại. Nồi hơi sau đó phải được đổ đầy xuống dưới mức làm việc. Các lỗ
17


thông gió khác nhau nên được đóng lại khi nước chảy ra từ chúng. Nhà quản lý nên được
kiểm tra để đảm bảo rằng nó đầy nước và tất cả không khí thoát ra.

Hoạt động của quạt gió bắt buộc phải được kiểm tra và nơi có khí đốt không khí nóng
được trang bị thì nên được bỏ qua. Các hệ thống dầu nhiên liệu cần được kiểm tra để định
vị đúng van, v..v.. Dầu nhiên liệu sau đó sẽ được lưu thông và làm nóng.
Hơi nước nâng lên
Quạt hút bắt buộc phải được bắt đầu và không khí đi qua lò trong vài phút để “tẩy” bất
kỳ khí xả hoặc dầu. Không khí trượt (kiểm tra) tại mỗi thanh ghi, ngoại trừ “ánh sáng”
thanh ghi, sau đó phải được đóng lại. Ánh sáng hoạt động bây giờ có thể được thắp sáng
và điều chỉnh để cung cấp một tỷ lệ ánh sáng thấp bằng chất đốt tốt. Dầu nhiên liệu áp
lực và áp lực phải được kết hợp để đảm bảo đốt tốt với ngọn lửa ổn định.
Các lỗ thông hơi của ống dẫn khí sôi có thể đóng lại khi hơi nước có vấn đề. Khi một
áp suất trống khoảng 210kPa (2,1 bar) đã được đạt đến lỗ thông khí trống có thể được
đóng lại. Nồi hơi phải được làm việc vớ áp lực từ từ để đảm bảo sự mở rộng dần dần
để tránh quá nóng và làm hỏng vật liệu chịu lửa. Các nhà sản xuất lò hơi thường cung
cấp sơ đồ hơi nước dưới dạng một biểu đồ của áp lực đối với giờ sau khi nhấp nháy.
Các đường ống hơi chính và phụ cần được làm ấm qua và sau đó các cổng đóng lại.
Ngoài ra, các thiết bị đo mực nước phải là thổi qua và kiểm tra để đọc chính xác. Khi áp
suất hơi nước khoảng 300 kPa (3 bar) dưới giá trị vận hành bình thường van an toàn nên
được nâng và thả bằng cách sử dụng thiết bị làm mềm
Một khi áp suất hoạt động, nồi hơi có thể được đưa vào tải và van tuần hoàn được đun
nóng. Tất cả các lỗ thông hơi khác, van và đường vòng bỏ qua nên được đóng lại. Mực
nước trong nồi hơi phải kiểm tra cẩn thận và sắp xếp điều hòa nước tự động để quan sát
để vận hành đúng.

18