Lò hơi quá nhiệt

Lò hơi quá nhiệt là loại lò hơi công nghiệp sử dụng bộ quá nhiệt để gia nhiệt hơi từ trạng thái bão hoà sang trạng thái hơi quá nhiệt.

Việc gia nhiệt này khiến hơi nước có nhiệt độ cao hơn, mật độ hơi thấp hơn so với điểm hơi bão hòa trong cùng môi trường áp suất. Hơi nước quá nhiệt thường sử dụng trong các hệ thống vận hành cần sử dụng hơi hoàn toàn khô như ứng dụng truyền động của tuabin, Ngoài ra với đặc tính của hơi quá nhiệt mang lại hiệu suất nhiệt tốt cho nên sản phẩm này còn được dùng nhiều trong các công nghệ sấy, công nghệ làm sạch như giặt là, may mặc, công nghệ bề mặt, công nghệ nano, công nghệ bảo dưỡng, hệ thống năng lượng.

Lò hơi quá nhiệt do HeXBoiler chế tạo

Với đặc điểm là mô hình thiết kế nhỏ gọn, không tốn diện tích lắp đặt, thiết kế khoang hơi quá nhiệt và bộ hâm nước tích hợp trong buồng đốt đa tầng. Nhiên liệu sử dụng cho loại nồi hơi này là củi, than đá, viên nén, củi trấu,…

Lò hơi quá nhiệt do HeXBoiler chế tạo có các đặc điểm sau:

• Công suất: 500 kg/giờ, 750 kg/giờ, 1000 kg/giờ 
• Kiểu lò hơi: Cháy trên ghi cố định; tổ hợp ống nước, ống lửa; buồng đốt ngoài; tuần hoàn tự nhiên
• Áp suất làm việc: 10 kg/cm3
• Nhiệt độ làm việc: 165 độ C
• Xử lý khí thải: 2 cấp 
• Nhiên liệu: củi cây, viên nén, củi trấu 
• Hiệu suất làm việc: 80 ± 2% 
• Tiêu chuẩn chế tạo: Theo TCVN 6413-1998, TCVN 7704-2007

Cấu tạo lò hơi quá nhiệt

Lò hơi quá nhiệt có các bộ phận chính như sau:

Buồng đốt: được thiết kế tối ưu để tận dụng nhiệt một cách triệt để, sinh hơi ở buồng đốt sơ cấp, hơi được gia nhiệt và chuyển hoá thành hơi quá nhiệt ở vùng thứ cấp của buồng đốt.

Bộ gia nhiệt (bộ quá nhiệt): Ở những lò hơi hiện đại, bộ quá nhiệt thường đặt ở vùng khói có nhiệt độ cao lên đến 1000 độ C, nhưng những bộ gia nhiệt này vẫn đặt sau cụm ống pheston nên gọi là vộ quá nhiệt đối lưu.

Bao hơi: được bố trí trên cùng của lò hơi, có nhiệm vụ lưu giữ hơi quá nhiệt và tích áp suất cho lò hơi.

Hệ thống điều khiển lò hơi: lò hơi quá nhiệt được điều khiển hoạt động tự động hoá hoàn toàn, trừ khâu cấp liệu cho lò.

Hệ thống quạt: hệ thống quạt có nhiệm vụ hút không khí từ bên ngoài vào cung cấp cho quá trình cháy trong buồng đốt. Và có nhiệm vụ hút sản phẩm cháy ra ngoài đi qua hệ thống xử lý trước khi thải ra môi trường.

Cyclone lọc bụi đơn: dùng để lọc hết các hạt bụi ra khỏi khói thải.

Ống khói: khói thải sau khi được xử lý sẽ đi theo ống khói ra môi trường. ống khói đượcc thiết kế theo tiêu chuẩn TCVN về chiều cao và kích thước.

Cách điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt của lò hơi

Trong quá trình làm việc của lò hơi quá nhiệt, nhiệt độ quá nhiệt của hơi nước thường không được giữ ổn định mà luôn thay đổi. Nguyên nhân của việc thay đổi là do chế độ làm việc của lò hơi thay đổi.

Những chế độ của lò có thể thay đổi là:

• Do thay đổi phụ tải của lò hơi: khi phụ tải tăng lên thì nhiệt độ hơi quá nhiệt giảm xuống. Khi phụ tải giảm thì nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng.
• Do dao động áp suất trong đường hơi chung: khi áp suất trong đường hơi chung giảm thì lượng hơi ra khỏi lò hơi đi vào ống góp chung tăng lên do đó tình trạng sẽ xẩy ra như khi tăng phụ tải. 
• Do thay đổi nhiệt độ của nước cấp: khi nhiệt độ nước cấp tăng lên thì độ gia nhiệt nước trong các ống sinh hơi sẽ giảm, do đó nhiệt độ khói ra khỏi buồng lửa sẽ tăng làm cho nhiệt độ hơi quá nhiệt cũng tăng theo và ngược lại. 
• Do thay đổi chất lượng nhiên liệu: khi chất lượng nhiên liệu tăng nghĩa là lượng nhiệt cấp vào buồng lửa tăng thì nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng.
• Do thay đổi hệ số không khí thừa: khi hệ số không khí thừa tăng thì nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng. 
• Do bám bẩn trên các bề mặt đốt của lò, do ảnh hưởng của việc thổi tro bám. 
• Do có hiện tượng cháy lại trong bộ quá nhiệt: khi có hiện tượng cháy lại trong bộ quá nhiệt thì nhiệt độ hơi quá nhiệt tăng. 
• Do thay đổi vị trí trung tâm ngọn lửa hoặc do máy cấp than bột làm việc không đều, cấp than vào vòi phun không đều.

Phương pháp điều chỉnh nhiệt độ hơi quá nhiệt

Có 2 cách điều chỉnh sau:

• Điều chỉnh bằng hơi: nhiệt độ hơi quá nhiệt được điều chỉnh nhờ tác dụng của nguồn nước hay nguồn hơi. 
• Điều chỉnh bằng khói: nhiệt độ hơi quá nhiệt được điều chỉnh bằng cách thay đổi nhiệt lượng hấp thụ của bộ quá nhiệt do thay đổi lưu lượng khói hay thay đổi nhiệt độ khói.

Các yêu cầu đối với các phương pháp điều chỉnh nhiệt độ của hơi quá nhiệt:

• Có quán tính điều chỉnh ( thời gian chậm trễ ) bé 
• Có phạm vi điều chỉnh lớn, đáp ứng được sự thay đổi nhiệt độ đối với nhiều chế độ thay đổi của lò 
• Cấu tạo chắc chắn, chi phí vật liệu bé nhất 
• Đảm bảo làm giảm ít nhất hiệu suất của chu trình nhiệt
• Dễ dàng tự động hóa hệ thống điều chỉnh

Bộ phận quá nhiệt của lò hơi

Phân loại: bộ quá nhiệt được phân loại theo vị trí đặt

• Bộ quá nhiệt đối lưu: đối với lò hơi quá nhiệt có nhiệt độ hơi quá nhiệt từ 510 độ C trở xuống thì bộ quá nhiệt thường được đặt ở vùng khói có nhiệt độ dưới 1050 độ C, thường đặt sau cụm ống physton. Tại đây trao đổi nhiệt giữa khói và cụm ống chủ yếu là trao đổi nhiệt đối lưu, nên gọi là bộ quá nhiệt đối lưu.
• Bộ quá nhiệt nửa bức xạ: Đối với lò hơi có nhiệt độ hơi quá nhiệt cao hơn 510 °C, bộ quá nhiệt được đặt ở cửa ra buồng lửa, ở đây bộ quá nhiệt vừa nhận nhiệt đối lưu từ dòng khói đi qua, vừa nhận nhiệt bức xạ từ buồng lửa nên gọi là bộ quá nhiệt nửa bức xạ. 
• Bộ quá nhiệt bức xạ: Bộ quá nhiệt bức xạ thường được dùng khi nhiệt độ hơi trên 560 °C, và được đặt xen kẽ với dàn ống xung quanh buồng lửa.
• Bộ quá nhiệt tổ hợp: bao gồm cả 3 phần bức xạ, nửa bức xạ và đối lưu.
• Bộ quá nhiệt trung gian: Để tăng hiệu suất của chu trình nhiệt, ở những chu trình từ cao áp trở lên, người ta sử dụng bộ quá nhiệt trung gian. Nguồn nhiệt dùng để quá nhiệt trung gian chủ yếu là khói lò và bộ quá nhiệt trung gian thường đặt ở vùng khói đối lưu.

Cấu tạo:

Bộ quá nhiệt đối lưu gồm những ống xoắn có đường kính từ 28- 42mm, có bề dày nhỏ nhất là 3mm và lớn nhất 7mm. Những ống này được đặt thẳng đứng hay nằm ngang tuỳ vào phương của dòng khói.

Bộ quá nhiệt nửa bức xạ và bức xạ: bao gồm những chùm ống xoắn hình chữ U hoặc dị hình. Khoảng cách giữa các dàn ống từ 700- 1000mm.

Bộ quá nhiệt tổ hợp bao gồm 2 phần: nửa bức xạ và đối lưu hay gồm cả 3 phần nửa bức xạ, bức xạ, đối lưu.