Nồi hơi công nghiệp

Nồi hơi công nghiệp
Nguyên lý và ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý dầu trước khi
đưa vào đầu đốt
Mục tiêu chính liên quan tới kỹ thuật đốt là phải đốt cháy dầu với các tiêu
chí là ph
ải đạt hiệu xuất tốt nhất, đảm bảo an toàn vận hành và giảm thiểu sự
ô nhiễm đối với không khí. Mục tiêu này chỉ có thể đạt được bằng cách sử
dụng các cụm đầu đốt thích hợp và vận hành chúng một cách đúng đắn.
Chúng ta có thể xếp các nhóm đầu đốt tuỳ theo nguyên lý xử lý dầu trước
khi đưa vào đốt bằng phương pháp phân biệt các đầu đốt hoạt động theo
cách làm hoá hơi hay phun sương.
1. Nguyên lý của các đầu đốt hoạt động bằng cách làm hoá hơi là: dầu được
làm hoá hơi dưới điểm cháy, sau đó hơi dầu đ
ã tạo thành được hoà trộn với
không khí cần thiết cho sự cháy và được đốt cháy. Các loại đầu đốt kiểu này
ch
ỉ sử dụng được với các loại dầu hoá hơi trên nhiệt độ thấp như dầu nhẹ,
diesel. Các đầu đốt kiểu hoá hơi chỉ d
ùng trong các lò sưởi dầu của gia đình
và các n
ồi hơi công suất nhỏ.
2. Nhiệm vụ của các đầu đốt dầu hoạt động theo kiểu phun sương là dẫn
nhiên liệu vào vùng đốt và cùng lúc phân tán chúng ra thành các hạt sương
nhỏ. Dầu được phun sương, được hoá hơi bởi nhiệt bức xạ của ngọn lửa, bởi
sự truyền nhiệt và bởi nhiệt lượng tuần hoàn trong ngọn lửa. Độ lớn của các
giọt dầu được phun sương vào khoảng 10 - 200 m, nhưng trong một số
trường hợp, các yếu tố phụ thuộc v
ào chất lượng dầu, vào kiểu phun sương
và sự hoạt động của chúng, các giọt dầu lớn hơn cũng có thể xuất hiện trong
nhiên liệu được phun sương. Tuỳ theo kiểu phun sương mà sự phân bố các
kích thước, các hạt sương cũng thay đổi.

3. Yêu cầu cơ bản được đặt ra đối với các đầu đốt là phải đảm bảo một sự
phân bố các hạt sương một cách hợp lý, để việc hoá hơi nhanh nhất. Ngoài
ra, nhiên li
ệu phải được phân bổ đều đặn trong không khí, chúng ta có thể
xếp nhóm các đầu đốt như sau:
A. Đầu đốt phun sương bằng không khí (kiểu gió tán sương
- air atomizing),
có các ưu diểm sau:
- Phun sương mịn, vận tốc tương đối lớn, nên hoà trộn tốt với không khí
dùng để đốt cháy.
- Kết cấu đơn giản, không cầu kì mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao.
- Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.
- Cần phải trang bị thêm máy nén khí.
B. Đầu đốt phun sương bằng hơi bão hoà (hơi nóng tán sương - steam
atomizing), có các ưu điểm:
- Dầu tiếp tục được hâm nóng từ hơi dùng để phun sương.
- Kết cấu đơn giản, không cầu kỳ mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao.
- Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.
Nhược điểm:
- Tiêu hoá hơi để phun sương, mất khoảng 2 - 3% sản lượng hơi.
C. Đầu đốt d
ùng áp lực phun sương (cao áp), có các ưu điểm sau:
- Dầu có áp suất cao (đến 30 at) được dưa vào đầu đốt sẽ cải thiện độ mịn
của việc phun sương.
- Kết cấu đơn giản.
Nhược điểm:
- Béc phun dầu là chi tiết đòi hỏi gia công cầu kỳ, chính xác và đòi hỏi vật
liệu chịu mài mòn.
- Ch
ất lượng dầu ảnh hưởng nhiều đến việc đốt cháy.

D. Đầu đốt phun sương bằng phương pháp ly tâm (kiểu chén xoay), có các
ưu điểm sau:
- Xét về quan điểm hoà trộn với không khí, đây là kiểu có lợi nhất. Sự phân
bố các hạt sương thừa hơn so với sự phân bố của kiểu phun sương dùng áp
lực.
-Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.
Nhược điểm:
-Kết cấu phức tạp, chi tiết đòi hỏi gia công chính xác, chén xoay có vận tốc
cao, giá thành cao.
M
ột đầu đốt dầu tốt đòi hỏi một quá trình đốt cháy hoàn hảo và sự đảm bảo
một lượng không khí dư tối thiểu. Một quá trình đốt ở trạng thái lý tưởng có
một số các điểm lợi quan trọng nhất là:
1. Hi
ệu suất của nồi hơi được cải thiện bởi sự giảm được lượng khí thải,
đồng thời giảm được tổn thất theo đường khí thải v
à tiếp theo đó là do việc
tạo ra ít muội than nên các bề mặt trao đổi nhiệt sạch hơn, tạo sự trao đổi
nhiệt tốt hơn.
2. Giảm được lượng các chất thải phóng thích vào môi trường.
3. Do giảm được việc sinh ra axit sulfuric và hạ thấp được điểm sương, nên
giảm được sự ăn mòn hoá học.
Để quá tr
ình đốt cháy được hoàn hảo, cần phải đảm bảo được việc hoà trộn
tốt giữa dầu và không khí dùng để đốt cháy, ngoại trừ trường hợp dùng khí
để phun sương ở tất cả các loại đầu đốt chỉ bắt đầu sau quá trình phun
sương.
Trên thị trường Việt Nam hiện nay, chủ yếu sử dụng các loại đầu đốt chế tạo
theo nguyên lý cao áp của nhiều nước khác nhau. Các loại đầu đốt này sau
th

ời gian sử dụng bộc lộ rõ các điểm sau:
1/ Do không chú trọng đến hệ thống lọc dầu trước khi vào bơm cao áp, nên
thường bị giảm áp l
àm dầu đốt khó cháy và tiêu hao nhiên liệu tăng lên.
Vi
ệc sửa chữa phục hồi hay thay mới thường có chi phí cao (từ 300 -
1.000USD/bơm).
2/ Việc cân chỉnh đầu đốt cao áp trong điều kiện chất lượng dầu không ổn
định thường khó, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm. Đặc biệt, trong điều kiện chất
lượng dầu xấu, đầu đốt cao áp khó đốt cháy.
Một số nhà đầu tư có đủ năng lực tài chính thường chọn loại đầu đốt gió tán
sương hay chén xoay
- đây là hai kiểu đầu đốt ít kén dầu. Tuy vậy, như đã
trình bày
ở trên, kiểu đầu đốt chén xoay thường có giá thành cao.
Trong trường hợp dầu nặng phổ biến trên thị trường Việt Nam hiện nay, giải
pháp dùng gió tán sương là một giải pháp hợp lý với chất lượng phun sương
tốt và giá thành có thể chấp nhận được.
Quy trình xử lý sự cố nồi hơi
Trong qúa trình vận hành nồi hơi, nếu công nhân đốt lò thao tác không đúng
chỉ dẫn trong quy trình vận hành hay thiếu tinh thần trách nhiệm gây ra
những hư hỏng nghiêm trọng ở các bộ phận của nồi hơi hay gây ra những tai
n
ạn cho công nhân đốt lò... thì gọi là sự cố nồi hơi.
Xem ảnh các kiểu sơ đồ nồi hơi


Trong phần này sẽ giới thiệu một số sự cố điển hình thường thấy ở các nồi
hơi, mọi sự cố đều tr
ình bày 3 phần:

- Hiện tượng
- Nguyên nhân
- Thao tác x
ử lý sự cố
Trong thực tế sản xuất có thể gặp những sự cố đặc biệt hơn, phức tạp hơn
những sự cố nêu ở đây, khi ấy đòi hỏi công nhân vận hành nồi hơi bình tĩnh
nghe ngóng, xác minh những hiện tượng, phán đoán những nguyên nhân để
có những thao tác xử lý sự cố một cách kịp thời và chính xác.
1 - Cạn nước quá mức
a) Hiện tượng
Trong lúc vận hành nồi hơi, bất thình lình công nhân đốt lò nhìn thấy ống
thủy không còn nước, không nhìn thấy vạch ranh giới giữa nửa trắng, nửa
đen óng ánh nữa, m
à thấy ống thuỷ chỉ là một màu trắng của hơi.
Đồng thời, có khi còn thấy kim áp kế tăng lên một chút, nếu áp suất tăng quá
quy định thì còn nghê thấy tiếng xì hơi ở van an toàn.
N
ếu mở cửa cho than thì thấy lửa trong lò cháy mãnh liệt, các tường lò của
buồng đốt nóng hơn bình thường
b) Nguyên nhân
- Do s
ự sơ suất của công nhân đốt lò, quên không theo dõi thường xuyên
m
ức nước trong ống thuỷ, quên không cung cấp nước cho nồi hơi.
- Do van xả đáy nồi hơi bị hở, xì, rò chảy khá nhiều, mức nước trên ống thuỷ
tụt xuống nhanh chóng mà không thấy.
- Do nồi hơi có một bộ phận nào đó bị xì vỡ (nứt) nước thoát ra ngoài mà
không bi
ết (thường xì vỡ ở balông ống sinh hơi, ống góp, mặt sàng...)
-

Do bơm hỏng hay "van tuần hoàn" ở vị trí không đúng, nên mặc dù bơm có
chạy, nhưng nước không vào nồi hơi, công nhân vận hành không chú ý theo
dõi
ống thuỷ.
- Do hệ thống ống nước bị tắc, hay bơm mất chân không (bơm ly tâm) mà
nước không v
ào nồi hơi.
- Cũng cần chú ý có khi có hiện tượng "mất nước giả tạo", tức là các đường
ống nước, hơi thông ra ống thuỷ bị tắc nghẽn, sau khi xả ống thuỷ xong th
ì
không th
ấy còn nước ở ống thuỷ khi cho ống thuỷ làm việc trở lại, thực ra
nước trong nồi hơi c
òn đủ mức bình thường, nhưng cũng có trường hợp
ngược trở lại: cũng do các ống nước, ống hơi ra ống thuỷ bị tắc cả m
à mực
nước thực tế trong nồi hơi đ
ã xuống thấp quá mức, nhưng mực nước ở ống
thuỷ vẫn còn cao, đây là một trường hợp hết sức nguy hiểm. Để khắc phục
hiện tượng cặn nước giả tạo công nhân đốt lò phải nhìn mức nước ở ống
thuỷ lêin tục và phải thường thấy mặt nước trong ống thuỷ rung rinh, lên
xu
ống chút ít, khi thấy mặt nước trong ống thuỷ đứng im lâu, phải kiểm tra
mực nước thực tế nồi hơi bằng cách thông rửa ống thuỷ.
c) Thao tác
-
Trước nhất phải xem xét kỹ ống thuỷ có bị chảy nước không, sau đó kiểm
tra mức nước bằng cách "gọi nước", thao tác như sau:
+ Đóng chặt van thông hơi, thông nước ra ống thuỷ
+ Mở van xả đáy ống thuỷ cho thoát hơi, nước trong ống thuỷ thoát ra ngoài,

sau đó, nhanh chóng đóng chặt van xả đáy ống thủy lại.
+ Từ từ mở van nước ra
Nếu thấy còn lấp ló nước ở mặt kính đáy ống thuỷ là còn khả năng cung cấp
nước bổ sung
vào nồi hơi, công nhân đốt lò sẽ thao tác tiếp tục như sau:
+ Tắt ngay quạt gió, quạt khói của nồi hơi, đóng các lá chắn gió ở gầm ghi
lò.
+ Ch
ạy bơm cấp nước vào nồi hơi, khi mở van cho nước chảy vào nồi hơi
phải từ từ, thận trọng, nghe ngóng những tiếng động phía trong lò, chú ý
theo dõi m
ức nước trong ống thuỷ.
+ Nếu không có hiện tượng gì bất thường xảy ra thì tiếp tục cung cấp nước
đến mức thấp nhất của ống thuỷ (vạch quy định dưới) th
ì tắt bơm, ngừng
cung cấp nước vào nồi hơi. Sau đó chừng 5 phút tiếp tục (mở) chạy bơm
cung cấp nước vào nồi hơi cho đến mức trung bình của ống thuỷ.
Nếu đã kiểm tra mức nước trong nồi hơi bằng cách gọi nước 2 lần mà vẫn
không thấy lấp ló mức nước ở đáy ống thủy thì phải mở các vòi kiểm tra
mức nước ở đáy ống thuỷ thì phải mở các vòi kiểm tra mức nước của nồi hơi
(mở vòi dưới cùng trước, rồi đến vòi ở giữa), nếu cũng không thấy còn vòi
nào có nước thì nhanh chóng thao tác ngừng lò sự cố, tuyệt đối không được
cung cấp nước vào nồi hơi nữa.
Nếu mở vòi thấm nước thấy cho nước, thì phải kiểm tra lại ống thuỷ sáng
một lần nữa (vì vòi dưới cùng bố trí cao hơn đáy ống thuỷ một chút mà còn
nước, chứng tỏ là ống thuỷ bị hỏng) nếu cần phải thông ống thuỷ.
Thao tác ngừng lò khi xảy ra cạn nước nghiêm trọng
- Đóng chặt cửa gió, tắt quạt gió
- Cào tro xỉ ra khỏi ghi, hay tăng tốc độ ghi xích gạt tro xỉ xuống hộp tro
- Đóng van cấp hơi sang sản xuất

- Mở quạt hút khói ra khỏi lò hơi
- Đóng kín các cửa cho than, các cửa cào tro ở 2 bên sườn lò... để cho nồi
hơi nguội từ từ tuyệt đối cấm cấp nước lạnh v
ào nồi hơi suốt trong qúa trình
thao tác x
ử lý sự cố.
- Giữ nguyên hiện trường và lập biên bản
2 - Nước đầy quá mức
a) Hiện tượng
- Thường thấy nước ngập hết cả ống thuỷ, toàn thân ống thuỷ một mầu trắng
óng ánh
- Có th
ể cùng một lúc thấy áp suất của nồi hơi giảm xuống từ từ (kim áp kế
tụt xuống dần)
- Nếu nồi hơi cung cấp hơi cho các nơi tiêu thụ hơi dễ phát hiện như: tuốc
bin, sấy hỗn hợp hơi nước, thì ở những nơi tiêu thụ hơi sẽ có hiện tượng bất
thường
b) Nguyên nhân
- Do công nhân v
ận hành nồi hơi sơ suất, không chú ý theo dõi mức nước
ống thuỷ khi đang lấy nước v
ào nồi hơi, quên tắt bản cấp nước, khi nồi hơi
đ
ã đủ nước
- Van cấp nước của nồi hơi bị rò rỉ lớn, khi nồi hơi khác lấy nước (lắp chung
1 đường ống nước) th
ì nước cũng trò qua van cấp nước hỏng đó mà chảy
vào nồi hơi cho đến khi đầy nước công nhân đốt lò cũng không biết.
- Chú ý, có khi thấy nước ngập hết ống thuỷ (sau khi xả ống thuỷ xong cho
ống thuỷ l

àm việc lại), nhưng không phải sự cố nước, đầy quá mức, mà do
đường ống dẫn hơi ra ống thuỷ bị tức, nước trong nồi hơi tràn ra dâng hết
các ống thuỷ. Trường hợp này phải kiểm tra kỹ mực nước thực tế của nồi
hơi bằng v
òi kiểm tra mức nước (ống thuỷ tối) từ trên xuống (thường có 2,3
vòi ở gần hệ thống ống thuỷ sáng) đồng thời phải chú ý kim áp kế có hơi
xuống không.