Nồi hơi và tiết kiệm năng lượng cho nồi hơi

Nồi hơi và hệ thống mạng nhiệt là những thiết bị quan trọng và không thể thiếu trong các cơ sở sản xuất công nghiệp như thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, dệt may, giải khát, bia rượu… Chức năng chính của hệ thống nồi hơi và mạng nhiệt là cung cấp nguồn năng lượng nhiệt dưới dạng hơi nước cho các thiết bị trao đổi nhiệt trong nhà máy. Để sử dụng hệ thống nồi hơi và mạng nhiệt có hiệu quả kinh tế cao, an toàn và đảm bảo tính ổn định trong quá trình sản xuất thì Lò Hơi Bách Khoa xin được trình bày một số tiêu chí cần tối ưu để hệ thống nồi hơi và mạng nhiệt làm việc hiệu quả nhất.

Hệ thống lò hơi và mạng nhiệt là một hệ thống khá phức tạp trong các nhà máy với hệ thống ống dẫn, hệ thống van và thiết bị sử dụng chằng chịt.

Lò hơi, hệ thống phân phối hơi nước là hệ thống các đường ống, van và các thiết bị phụ có nhiệm vụ phân phối hơi nước tới các hộ tiêu thụ và giảm áp suất hơi nước đến áp suất cần thiết tại hộ tiêu thụ riêng biệt. Hơi nước sau khi sử dụng và trao đổi nhiệt cho các nhu cầu cần thiết thì biến đổi thành nước ngưng. Nước ngưng này có nhiệt độ cao và là nước sạch có thể được đưa trở lại lò hơi để biến đổi thành hơi.

Như vậy, để tiết kiệm năng lượng trong hệ thống lò  hơi, mạng nhiệt sẽ bao gồm việc tối ưu hóa quá trình cháy trong lò, tối ưu hóa quá trình trao đổi nhiệt trong lò và giảm tổn thất nhiệt ra ngoài môi trường, tận dụng nhiệt thừa của khói thải. Một số vấn đề sau có thể được nêu ra như những khả năng phổ biến trong việc tiết kiệm năng lượng trong các lò hơi tại các cơ sở sản xuất.

Tổ chức tốt quá trình cháy trong buồng đốt

Các thí nghiệm cân bằng năng lượng trong các lò hơi đốt than cho thấy tổn thất do cháy không hết chiếm khoảng 20 - 30 % tiêu hao năng lượng trong lò. Việc phân tích các mẫu xỉ than cho thấy hàm lượng các bon còn lại trong xỉ có thể từ 15 đến 35% và cá biệt một số nơi có thể lên đến 50%. Việc tổ chức tốt quá trình cháy trong buồng đốt bao gồm các hoạt động: Đảm bảo độ ẩm hợp lý của than. Than cám sử dụng trong các lò hơi đốt than ghi thường được tưới thêm nước để đảm bảo tính liên kết giữa các hạt than giúp giữ nhiệt và làm cho quá trình cháy tốt hơn. Tuy nhiên, việc tưới nhiều nước làm giảm nhiệt trị của than và lượng than cháy không hết tăng lên do mất nhiệt cho việc bốc hơi nước.

Giảm hệ số không khí thừa xuống thấp nhất có thể. Hệ số không khí thừa là lượng không khí cấp vào phục vụ cho quá trình cháy nhiều hơn lượng cần thiết lý thuyết cho hoạt động cháy. Lượng không khí thừa này là cần thiết để đảm bảo có đủ oxy tiếp xúc với nhiên liệu trong quá trình cháy tuy nhiên nếu thừa nhiều quá nó sẽ làm giảm nhiệt lượng buồng đốt khiến cho quá trình cháy khó khăn hơn và làm tăng tổn thất nhiệt do khói thải. Hệ số không khí thừa có thể xác định được bằng việc đo nồng độ oxy và CO2 trong khói thải.

Tuy nhiên, việc giảm hệ số không khí thừa không phải chỉ đơn giản là giảm lượng không khí cấp vào buồng đốt mà điều quan trọng là tổ chức quá trình cháy sao cho sự tiếp xúc giữa không khí và nhiên liệu ở trạng thái tốt nhất bằng cách cải tạo ghi đốt, cải tạo phương pháp trang than và cấp không khí theo vùng trong lò. Thông thường, với nhiên liệu lỏng và khí, hệ số không khí thừa đòi hỏi thấp hơn so với nhiên liệu rắn.

Đảm bảo buồng đốt kín để tránh lọt không khí lạnh vào buồng đốt làm giảm nhiệt độ buồng đốt ảnh hưởng đến quá trình cháy trong lò. Áp suất buồng đốt nên duy trì ở mức 8 – 10 mm H2O. Để làm được điều này, việc điều chỉnh lưu lượng quạt gió và quạt hút khói một cách tối ưu là cần thiết. Việc lắp biến tần cho quạt gió và quạt khói có thể đạt được hai tác dụng là tiết kiệm điện cho quạt và dễ dàng hơn trong việc điều chỉnh lưu lượng quạt.