Lò hơi (Nồi hơi) Ghi xích là gì?

Lò hơi (nồi hơi) ghi xích là thiết bị sử dụng nhiệt từ nhiên liệu được đốt (than cám, củi, trấu, biomass, …) để gia nhiệt nước thành hơi phục vụ cho nhu cầu sản xuất hoặc phát điện. Tùy theo mục đích sử dụng mà tạo ra nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù hợp để đáp ứng nhu cầu sử dụng. Nồi hơi có thể được chia làm 3 loại: nồi hơi năng lượng, nồi hơi công nghiệp, nồi hơi dân dụng.

Lò hơi ghi xích là loại có buồng đốt, có trình độ cơ khí hóa cao nhất trong các loại buồng đốt ghi đốt nhiên liệu theo lớp. Đặc điểm của loại buồng đốt này là ghi xích chuyển động vô tận và lớp nhiên chuyển động đồng thời với ghi.

Lò hơi ghi xích - Viettech Boiler — Lò hơi ghi xích – Viettech Boiler

Tuy nhiên để đảm bảo điều kiện phục vụ của người công nhân vận hành, ghi xích không thể được thiết kế rộng quá 4,5m và dài hơn 8m. Điều này khiến công suất buồng đốt tối đa cũng chỉ khoảng 40 MW, sản lượng hơi đạt 120 tấn/giờ.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò hơi ghi xích

Lò hơi ghi xích được cấu tạo bởi các bộ phận chính như sau:

1. Hệ cấp nhiên liệu vào lò:

Hệ cấp liệu bao gồm các thiết bị như xe xúc, phễu chứa nhiên liệu, gàu tải, băng tải, vít tải… được bố trí điều khiển một cách linh động, định lượng và tự động để cấp nhiên liệu cho lò hơi.
Ngoài ra, hệ cấp liệu còn được trang bị thêm cân khối lượng để xác định lượng nhiên liệu tiêu hao cho lò hơi.

2. Ghi xích (buồng đốt) – Thân lò

Phễu cấp liệu nằm ở ngoài khu vực buồng đốt, nhờ tác dụng của trọng lực mà nhiên liệu được rải đều trên mặt ghi, sau đó nhiên liệu đi cùng với ghi xích vào buồng đốt của lò hơi. Trong quá trình chuyển động của ghi, các giai đoạn của quá trình cháy nhiên liệu đã lần lượt xảy ra và chiếm những vùng nhất định theo chiều dài ghi. Xỉ tạo ra cuối quá trình cháy được gạt xuống phễu hứng xỉ nhờ thiết bị gạt xỉ.
Quá trình cháy của nhiên liệu là quá trình phản ứng hoá học giữa các nguyên tố hoá học của nhiên liệu với oxi phát sáng và sinh ra nhiệt (quá trình cháy là quá trình oxi hoá). Chất oxi hóa chính là oxi (lấy từ không khí) cấp vào trong buồng đốt ghi xích thông qua các hộp gió. Các nguyên tố cháy được trong nhiên liệu (C, H, O, N, S, …) bị oxy hoá trong quá trình cháy, sản phẩm sau quá trình cháy gọi là khói.
Khi quá trình cháy diễn ra, nhiệt lượng tỏa ra sẽ truyền nhiệt cho các dàn ống sinh hơi đặt xung quanh buồng đốt. Nước trong các ống của dàn ống sinh hơi được đun nóng đến sôi và sinh hơi. Hỗn hợp hơi nước sinh ra được đưa lên tập trung ở bao hơi. Bao hơi dùng để phân ly hơi ra khỏi hỗn hợp hơi nước. Phần nước chưa bốc hơi có trong bao hơi được đưa trở lại các dàn ống sinh hơi qua hệ thống ống xuống đặt ngoài vách ướt (để không hấp thụ nhiệt).
Nước đi trong các ống nước xuống không được đun nóng, có trọng lượng riêng lớn hơn hỗn hợp hơi nước ở trong các dàn ống sinh hơi. Điều đó tạo nên sự chênh lệch trọng lượng cột nước làm cho môi chất chuyển động tuần hòan tự nhiên trong vòng tuần hoàn kín. Nhưng khi áp suất làm việc của nồi hơi đạt trạng thái cận tới hạn hoặc tới hạn trở lên thì phải sử dụng bơm tuần hoàn để hỗ trợ nước chuyển động qua dàn ống sinh hơi.
Hơi ra khỏi bao hơi là hơi bão hòa, nếu cần chất lượng hơi quá nhiệt thì đưa hơi này qua bộ quá nhiệt để gia nhiệt thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ cao.

3. Bộ thu hồi nước và gió nồi hơi ghi xích

Khói thải được sinh ra trong quá trình cháy của nhiên liệu, sau khi qua các chùm ống đối lưu của lò hơi, năng lượng từ nguồn nhiệt này vẫn còn rất lớn. Vì vậy trong hệ thống nồi hơi phải sử dụng bộ hâm nước cấp và bộ sấy không khí cấp vào lò nhằm tận dụng nguồn nhiệt lượng này, tránh lãng phí năng lượng và đảm bảo hiệu suất lò đạt cao nhất.
Nước từ bồn nước cấp sau khi được khử khí (loại bỏ oxi (O2) và Cacbonic (CO2) hòa tan có trong nước) được bơm vào bộ hâm nước. Tại đây, nước được gia nhiệt lên nhiệt độ phù hợp, sau đó tiếp tục di chuyển vào trong bao hơi của lò hơi.
Tuy nhiên, bộ hâm nước cũng không nên thiết kế quá lớn, để tránh trường hợp không mong muốn là nước sinh hơi trong bộ hâm nước, tạo ra trở lực lớn trên đường nước cấp vào lò hơi.
Không khí từ môi trường bên ngòai được quạt cấp đưa vào bộ sấy không khí để tận dụng tối đa lượng nhiệt của khói thải mang ra ngòai, khói sau khi qua bộ sấy không khí khoảng 110 -140^oC. Nhiệt độ khói thải cũng không nên để quá thấp nhằm tránh sự cố ăn mòn ống khói do hiện tượng đọng sương trong khói (SO2 hoặc NOx trong khói bị oxi hoá thành axit).

4. Hệ thống lọc bụi

Hệ thống lọc bụi có thể sử dụng hệ thống lọc bụi túi, lọc bụi tĩnh điện hoặc tháp lọc ướt để xử lý bụi cho lò hơi. Các thiết bị lọc bụi này sẽ lọc, tách các hạt bụi trong khói thải, đảm bảo khói thải khi ra ống khói thoả mãn tất cả các thông số về tiêu chuẩn môi trường.

5. Quạt hút và ống khói

Quạt hút là thiết bị hút khói thải từ buồng đốt lò hơi, đồng thời đẩy khói vào ống khói và thải ra môi trường.
Quạt hút cũng là thiết bị duy trì áp âm trong buồng đốt nhằm tránh sự cố dương lò xảy ra, gây nguy hiểm cho người vận hành và hệ thống lò hơi.

Ưu và nhược điểm của lò hơi (nồi hơi) ghi xích

Ưu điểm của nồi hơi ghi xích

Thích hợp đốt các loại nhiên liệu có kích thước to, có cỡ hạt lên đến 50mm, nhiên liệu đốt đa dạng;
Cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng;
Giải nhiệt ghi xích tốt, do trong quá trình vận hành chỉ có một nữa chiều dài ghi xích tiếp xúc với trực tiếp với nhiên liệu đang cháy;
Dễ điều chỉnh tải theo như cầu (trong trường hợp tải hơi thấp);
Hệ thống nồi hơi vận hành ở chế độ tự động, cần ít nhân công vận hành;

Nhược điểm của lò hơi ghi xích

Do ghi xích là chi tiết cơ khí chuyển động nên rất dễ hư hỏng;
Chi phí bảo trì cao;
Hiệu suất nồi hơi không cao do xỉ mang nhiệt ra bên ngoài;
Không chế tạo được lò có công suất lớn, do hiệu suất và buồng đốt không đảm bảo. Công suất vẫn hạn chế (dưới 100 T/h);
Quán tính nhiệt lớn không điều chỉnh;
Yêu cầu về nhiên liệu cao, đặc biệt là độ ẩm không được vượt quá 20%, độ tro cũng không được vượt quá 20-25%, nhiệt độ nóng chảy của tro xỉ cũng không được quá thấp. Nếu thấp hơn 1.200^oC tro xỉ nóng chảy sẽ bọc các hạt than chưa cháy. Kích cỡ hạt cũng đòi hỏi cao, không được quá lớn hoặc quá nhỏ.

Các loại nhiên liệu có thể sử dụng cho nồi hơi ghi xích

Lò hơi ghi xích có thể đốt được khá nhiều loại nguyên liệu đốt khác nhau: Trấu viên, tham cám Indo, củi băm, trấu rời,…