Hệ thống lò hơi

Nhiệt năng giữ vai trò quan trọng đối với đời sống sinh hoạt của con người và trong công nghiệp sản xuất. Được ứng dụng vào để sưởi ấm, nấu nướng, nung nóng hoặc gia nhiệt vật dụng. Đặc biệt, trong lò hơi công nghiệp đang dùng nước và hơi nước để truyền nhiệt rất hiệu quả. Cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này nhé.

Lò hơi là gì?

Lò hơi là một thiết bị công nghiệp được sử dụng để tạo ra hơi nước từ nước được đun sôi. Hơi nước này có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị hoặc quá trình sản xuất khác nhau trong các ngành công nghiệp như sản xuất giấy, chế biến thực phẩm, sản xuất điện, sản xuất hóa chất.

Về kết cấu cơ bản, lò hơi công nghiệp thường có một hệ thống đốt nhiên liệu hoặc điện để đun nước. Sau đó nước sẽ được chuyển đến các ống chứa trong lò, được đốt lửa để tạo ra hơi nước. Hơi nước được sử dụng để cung cấp nhiệt độ và năng lượng cho quá trình sản xuất hoặc để sản xuất điện.

Thiết kế để hoạt động với áp suất và nhiệt độ khác nhau để phù hợp với các yêu cầu của các quy trình sản xuất cụ thể. Việc thiết kế và vận hành lò hơi đòi hỏi kiến thức chuyên môn về cơ khí, điện, điện tử, và các kỹ thuật khác liên quan đến năng lượng và quá trình sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho quá trình sản xuất, việc lắp đặt, vận hành và bảo trì lò hơi phải tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn an toàn liên quan đến lò hơi.

Công dụng của lò hơi

Là một thiết bị sản xuất hơi nước từ nước được đun sôi và có rất nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp. Dưới đây là một số công dụng nổi bật:

• Được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị hoặc quá trình sản xuất khác nhau trong các ngành công nghiệp như sản xuất giấy, chế biến thực phẩm, sản xuất điện và sản xuất hóa chất.
• Điều nhiệt trong hệ thống HVAC, giúp duy trì nhiệt độ và độ ẩm tương ứng trong một khu vực.
• Sản xuất hơi nước nóng để sử dụng cho các mục đích như làm sạch hoặc tắm.
• Điều chế hóa chất hoặc chất lỏng bằng cách đun sôi chúng với nước để tạo ra hơi nước.
• Khử trùng các khu vực hoặc thiết bị trong các ngành công nghiệp như y tế và thực phẩm.

Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của quá trình sản xuất, các loại lò hơi khác nhau và các cấu hình khác nhau có thể được sử dụng để đáp ứng nhu cầu sản xuất.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò hơi

Về cấu tạo tùy thuộc vào loại lò hơi và mục đích sử dụng, nhưng chúng thường bao gồm các thành phần sau:

• Bồn chứa nước: đây là nơi chứa nước được đun sôi để tạo ra hơi nước.
• Đường ống nước: nước được đưa từ bồn chứa nước đến lò hơi thông qua đường ống nước.
• Lò đốt: là nơi chứa ngọn lửa hoặc nguồn nhiên liệu khác để tạo ra nhiệt và đốt nước.
• Hệ thống đường ống hơi: hệ thống đường ống dẫn hơi nước từ lò hơi đến các thiết bị hoặc quá trình sản xuất.
• Hệ thống điều khiển: hệ thống điều khiển và giám sát quá trình sản xuất hơi nước, đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của lò hơi.
• Một số thiết bị hỗ trợ khác như: van bướm điều khiển khí nén, van bi điều khiển khí nén.

Về nguyên lý hoạt động, mặc dù có nhiều loại lò hơi khác nhau nhưng về cơ chế vận hành đều theo nguyên tắc chung là tạo ra hơi nước từ nước được đun sôi để sử dụng trong các quá trình sản xuất và ứng dụng khác. Cụ thể, lò hơi sẽ sử dụng nhiên liệu để đốt và tạo ra nhiệt để đun sôi nước trong bồn chứa nước. Nước sẽ chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi và được đưa ra ngoài qua hệ thống đường ống hơi. Hơi nước được sử dụng trong các quá trình sản xuất, như làm sạch, đun nấu, hoặc tạo ra điện.

Nhiên liệu sử dụng trong lò hơi công nghiệp

Thông thường, các loại lò hơi sẽ sử dụng đa dạng nguồn nhiên liệu. Tùy thuộc vào loại lò hơi và mục đích sử dụng, các nhiên liệu khác nhau có thể được sử dụng để tạo ra nhiệt cho lò hơi. Cụ thể dưới đây:

• Than: là một loại nhiên liệu phổ biến được sử dụng cho lò hơi. Nó được đốt để tạo ra nhiệt để đun sôi nước trong bồn chứa nước. Tuy nhiên, sử dụng than cũng gây ra các vấn đề về ô nhiễm không khí do khí thải.
• Dầu: là loại nhiên liệu sạch hơn so với than và thường được sử dụng trong các lò hơi nhỏ hoặc có quy mô nhỏ hơn. Nó được đốt để tạo ra nhiệt để đun sôi nước trong bồn chứa nước.
• Khí đốt: là loại nhiên liệu sạch và tiết kiệm năng lượng được sử dụng trong các lò hơi hiện đại. Các loại khí đốt phổ biến nhất là khí tự nhiên và propan.
• Năng lượng tái tạo: chẳng hạn như năng lượng mặt trời, gió, thủy điện, và sinh khối, cũng có thể được sử dụng để tạo ra nhiệt cho lò hơi. Sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo có thể giảm thiểu các vấn đề về ô nhiễm môi trường và là một giải pháp bền vững cho sản xuất năng lượng.

Phân loại lò hơi

Lò hơi công nghiệp điện

Là một loại lò hơi được sử dụng để sản xuất hơi nước cho các hoạt động trong ngành công nghiệp điện: sản xuất điện, tạo ra hơi để vận hành các tuabin hơi, và các ứng dụng khác. Lò hơi công nghiệp điện thường được xây dựng với kích thước lớn và có khả năng sản xuất lượng hơi nước lớn, cũng như đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và vệ sinh được quy định bởi cơ quan quản lý chính phủ.

Nhiên liệu sử dụng cho lò hơi bao gồm than đá, dầu, khí đốt và năng lượng tái tạo. Để đảm bảo hoạt động hiệu quả và đáp ứng các yêu cầu sản xuất, lò hơi công nghiệp điện thường được trang bị các thiết bị phụ trợ như: bình chứa, bơm và hệ thống kiểm soát nhiệt độ và áp suất. Ngoài ra, thiết bị này cũng được thiết kế để tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu tác động đến môi trường.

Lò hơi công nghiệp tầng sôi

Lò hơi công nghiệp tầng sôi (hay còn gọi là lò hơi đốt dầu cát) là một loại lò hơi được sử dụng trong các ngành công nghiệp: dầu khí, hóa chất, sản xuất giấy và sợi. Với thiết kế để đốt các chất nhiên liệu như: dầu, khí đốt, than hoặc cát để tạo ra nhiệt độ cao để chưng cất, thử nghiệm và xử lý các sản phẩm hóa học.

Trong lò hơi tầng sôi, chất nhiên liệu được đốt trong một tầng cát và được đặt ở đáy lò. Khi hoạt động không khí và chất nhiên liệu được cung cấp vào tầng cát để tạo ra một tầng cháy. Nhiệt được tạo ra bởi tầng cháy đó sẽ được truyền vào nước để sản xuất hơi nước.

Lò hơi tầng sôi có thể tạo ra lượng hơi nước lớn và nhiệt độ cao, do đó thường được sử dụng trong các quy trình sản xuất đòi hỏi nhiệt lượng lớn. Tuy nhiên, lò hơi tầng sôi có thể gây ra ô nhiễm môi trường và đòi hỏi sự quản lý và bảo trì thường xuyên để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Lò hơi đốt củi

Là loại lò hơi công nghiệp được sử dụng để sản xuất hơi nước bằng cách đốt củi. Đây là một hình thức sử dụng năng lượng tái tạo để sản xuất hơi nước, thay thế cho việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch như dầu hoặc khí đốt. Và thường được sử dụng trong các ngành công nghiệp có sử dụng nhiều nhiệt lượng như sản xuất giấy, gỗ, và chế biến thực phẩm.

Các loại củi sử dụng trong lò hơi đốt củi có thể là củi gỗ, củi rơm, củi cỏ hoặc các loại rác thải sinh hoạt. Về cấu tạo của lò hơi đốt củi tương tự như các loại lò hơi công nghiệp khác, bao gồm một bồn chứa nước được đặt trên một hệ thống đốt củi. Nhiệt được tạo ra bởi đốt củi sẽ truyền nhiệt cho nước trong bồn, làm cho nước chuyển thành hơi nước.

Ưu điểm của lò hơi đốt củi là sử dụng nguồn năng lượng tái tạo, tiết kiệm chi phí nhiên liệu và giảm thiểu tác động đến môi trường. Tuy nhiên, cần chú ý đến việc bảo trì và vệ sinh thường xuyên của lò hơi đốt củi để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả.

Lò hơi đốt than

Lò hơi đốt than là một loại lò hơi được sử dụng để sản xuất hơi nước bằng cách đốt than. Đây là một trong những hình thức sử dụng năng lượng hóa thạch để sản xuất hơi nước trong các nhà máy sản xuất điện, xi măng, thép và các ngành công nghiệp khác.

Cấu tạo của lò hơi đốt than gồm có bồn chứa nước và hệ thống đốt than. Than được đốt trong hệ thống đốt và tạo ra nhiệt, nhiệt này sẽ truyền qua tường bồn chứa nước để làm nước chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi, tạo ra hơi nước được sử dụng cho các quá trình sản xuất trong nhà máy.

Thông thường, loại lò hơi này được thiết kế để sử dụng các loại than khác nhau, bao gồm than đá, than cốc, than bùn và than đá. Tuy nhiên, việc đốt than gây ra một số vấn đề về môi trường, bao gồm khí thải gây ô nhiễm không khí, khí thải gây ra hiệu ứng nhà kính và một số tác động khác đến môi trường. Do đó, các nhà sản xuất và chính phủ đang tìm kiếm các giải pháp để giảm thiểu tác động môi trường của các loại lò hơi đốt than.

Ứng dụng của lò hơi

Hiện nay, lò hơi đã và đang được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau để sản xuất hơi nước. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến:

• Sản xuất điện, lò hơi được sử dụng để sản xuất hơi nước để điều khiển các tuabin hơi nước, tạo ra năng lượng cơ học để sản xuất điện.
• Sản xuất hơi nước để đun nấu vật liệu xi măng, giúp vật liệu này kết dính và trở nên cứng hơn.
• Sản xuất thép để đun nóng vật liệu thép và sản xuất hơi nước để đưa vào quá trình sản xuất.
• Sản xuất hóa chất như sản xuất axit sunfuric và amoniac.
• Sản xuất hơi nước để đun nấu thực phẩm trong các nhà máy sản xuất thực phẩm.
• Đun nấu vật liệu giấy và để làm khô giấy sau khi sản xuất.
• Trong quá trình sản xuất dược phẩm, như để làm khô và đun nóng các thành phần dược liệu.

Ngoài ra, lò hơi còn được sử dụng trong các ứng dụng khác như trong các trung tâm sưởi ấm, bể sục, hệ thống nước nóng cho khách sạn và các tòa nhà cao tầng.

Nguồn: vandien.vn