Tìm hiểu hệ thống nồi hơi công nghiệp

Tại Việt Nam, nồi hơi và hơi nóng là 1 nguồn năng lượng cực kỳ quan trọng trong công nghiệp. Nồi hơi công nghiệp được ứng dụng rộng rãi, phổ biến trong nhiều ngành nghề tại nhiều nhà máy, xưởng sản xuất.

Vậy nồi hơi công nghiệp là gì? Có nguyên lý hoạt động ra sao? Cùng CNSG tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!

Nồi hơi công nghiệp là gì?

Nồi hơi công nghiệp có tên tiếng anh là Steam Boiler. Thiết bị này sử dụng để chuyển hóa nước thành hơi nước để phục vụ cho các lĩnh vực sản xuất như: hệ thống sấy, tua bin hơi nước, hệ thống sưởi, hấp…

Hệ thống nồi hơi công nghiệp này sử dụng những nguyên liệu như: than đá, điện, củi, gas, khí đốt… Chính hơi nước nóng được sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu đầu vào sẽ phục vụ cho thiết bị hoạt động công nghiệp và đời sống.

Nồi hơi công nghiệp có thể hiểu đơn giản chính là thiết bị dùng để đốt nhiên liệu để đun nước chứa trong nồi thành hơi có nhiệt để vận hành các thiết bị.

Dựa trên những nguồn năng lượng và nhiên liệu đầu vào được sử dụng, nồi hơi công nghiệp thường được phân chia thành nhiều loại như:

•  Nồi hơi đốt trấu
• Nồi hơi đốt củi
• Nồi hơi đốt than
• Nồi hơi đốt bằng gas, dầu DO và biomass

Mỗi một ngành sản xuất sẽ có yêu cầu riêng về nhiệt, áp lực, công suất và mức độ nên các nồi hơi công nghiệp có thể được gia công, đặt hàng theo yêu cầu.

Cấu tạo nồi hơi công nghiệp

Một nồi hơi công nghiệp thông thường sẽ được phân chia thành các phần chính như sau:

• Hệ thống hơi: làm nhiệm vụ thu thập sau đó kiểm soát lượng hơi nóng mà lò hơi tạo ra.
• Hệ thống cấp nước cho nồi hơi: Hệ thống sẽ thực hiện công đoạn cấp nước vào trong nồi hơi để tạo nên hơi nước nóng.
• Hệ thống nhiên liệu đầu vào: thực hiện các nhiệm vụ cấp nhiệt liệu để đốt tạo ra nhiệt cao và hơi nước.
• Thiết bị điều khiển, một số loại van hơi nóng.

Cụ thể các bộ phận của lò hơi như sau:

Buồng đốt	Buồng đốt trong cấu tạo của nồi hơi công nghiệp là nơi để chứa tất cả nguyên liệu đốt lò hơi. Nhiệt độ của buồng đốt có thể tăng cao lên đến khoảng nhiệt độ vài trăm độ C nếu lò hơi hoạt động.
Đầu đốt	Đầu đốt chính là nơi cấp khí đáp ứng cho việc đốt cháy, nguồn nguyên liệu cháy cho lò hơi.
Bộ phận cảm biến nhiệt	Bộ phận cảm biến nhiệt trong hệ thống nồi hơi công nghiệp thực hiện chức năng cảm biến tự động, có khả năng nhận biết được nhiệt trong lò hơi và điều khiển việc lò hơi dừng lại hay tiếp tục tự động đốt.
Bộ trao đổi nhiệt	Bộ phận này sẽ đưa nhiệt từ buồng đốt để làm nước trong lò hơi nóng, từ đó đẩy nhanh tốc độ bay hơi.
Bể mở rộng	Có nhiệm vụ bảo vệ lò hơi.
Hệ thống bơm tuần hoàn	Bơm sẽ đẩy nguồn nước nóng đi vào ống dẫn cho lò hơi vận hành. Sau khi kết thúc quá trình trao đổi nhiệt, hệ thống bơm tuần hoàn này sẽ đẩy lượng nước dư thừa trở về lại bể chứa.
Van chảy ngược	Là thiết bị chuyên dùng cho hơi nóng, có chức năng chống dòng chảy ngược về gây hỏng bơm để giúp bảo vệ nồi hơi.
Dòng trở lại	Các dòng hơi sau đi đã nguội sẽ theo đường ống về lại lò hơi.
Đường cung	Hệ thống đường ống dẫn hơi nóng, nước nóng.
Bộ phận khác	Tùy theo yêu cầu mỗi công việc, trong hệ thống nồi hơi công nghiệp còn được lắp đặt thêm van cho lò hơi, hệ thống bơm tuần hoàn để giúp nước về hệ thống nhanh hơn, tái sử dụng sau khi trao đổi nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của nồi hơi công nghiệp

Lò hơi công nghiệp thường sẽ làm việc theo 1 nguyên lý: Biến đổi nước thành hơi và mang theo nhiệt để sử dụng cho nhiều công việc khác nhau. Cụ thể thiết bị hoạt động như sau:

• Khi nhiên liệu đầu vào được chuẩn bị xong như: than củi, than đá, gas, điện… thì bắt đầu công việc. Nhiên liệu sẽ đốt cháy lượng nước được chứa ở bên trong của lò hơi.
• Khi lò hơi đang đạt đến trạng thái sôi, người dùng sẽ thu được hơi nước ở dạng hơi nóng. Hơi nóng được dẫn đi trong đường ống đến nơi cần dùng. Sau khi kết thúc 1 chu trình làm việc, hơi nóng sẽ biến thành nước và được dẫn qua ống để về bể chứa. Nó được bơm hút và đẩy vào hệ thống để bắt đầu 1 chu trình làm việc mới.
• Nguyên lý hoạt động của nồi hơi công nghiệp nếu được lắp đặt đúng thì sẽ là 1 chu trình tuần hoàn khép kín. Nó sẽ mang đến sự tối ưu hơi hơi nóng. Nước được tái sử dụng nhiều lần sau khi về bồn chứa. Do nước lúc này là dạng nước nóng, nhiệt cao nên có thể tiết kiệm được nhiên liệu đốt đầu vào.

Ưu nhược điểm nồi hơi công nghiệp

Ưu điểm

Nhược điểm

Nồi hơi công nghiệp đảm bảo được an toàn tối đa cho người dùng nếu đảm bảo đúng quy trình, không gây cháy nổ cho những thiết bị, hệ thống gia nhiệt dùng ở phía sau của nó. Nồi hơi công nghiệp có thể sản sinh ra 1 lượng hơi nóng mang nhiệt cao. Hơi nóng này là nguồn nguyên liệu thân thiện, rất sạch và hoàn toàn không gây hại cho môi trường. Trên thị trường hiện nay có nhiều thiết kế nồi hơi công nghiệp, đảm bảo được công suất hoạt động nhưng chỉ có kích thước nhỏ gọn và không bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích giống các lò kiểu cũ. Thiết bị nồi hơi công nghiệp có thể làm việc tự động. Nhà máy có thể thiết kế để vận hành tự động hóa tối ưu, tiết kiệm điện năng và giảm thiểu chi phí nhân công. Tiết kiệm được nhiên liệu cũng như đa dạng các nhiên liệu có sẵn để đốt nồi hơi: củi, than trấu, than đá,… Đây là những nhiên liệu đạt hiệu quả cao nhưng có giá thành rẻ. Nồi hơi công nghiệp không phải là dạng động cơ nên nó không gây ra tiếng ồn, làm việc êm ái và nhịp nhàng. Hiệu suất thiết bị nồi hơi công nghiệp khi làm việc có thể khai thác đến 90%. Nó đáp ứng được hầu hết các yêu cầu sử dụng của khách hàng trong công nghiệp.

Sau 1 thời gian dài sử dụng, hầu hết các hệ thống nồi hơi công nghiệp cỡ lớn đều có lắng cặn, mảng bám,… đó là nguyên nhân khiến hiệu suất làm việc giảm. Do nguồn nước cấp chưa sạch, vẫn có lẫn các tạp chất và vôi. Đối với những nồi hơi chuyên đốt củi, dùng dầu hay than trấu, than đá… thì quá trình đốt nóng sẽ sản sinh ra rất nhiều khí độc hại như CO2, SO2. Nó sẽ gây ra khói bụi, ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng đến sức khỏe con người và vật xung quanh. Cuối cùng chính là những nồi hơi đốt bằng củi tuy rằng ngày nay sử dụng rất ít nhưng nó dùng nhiều củi, buộc con người phải đốn cây, chặt phá rừng. Lâu dài, nó gây mất cân bằng sinh thái.

Ứng dụng nồi hơi công nghiệp

Đối với công nghiệp chế biến, sản xuất, gia công thì hơi nóng chính là 1 nguyên liệu được sử dụng rất nhiều và luôn đóng vai trò quan trọng. Nồi hơi công nghiệp được con người biết đến nhiều hơn và ứng dụng trong các ngành công nghiệp đặc thù như:

•  Sử dụng trong hệ thống sấy, hệ thống sưởi ấm của tòa nhà, khu chung cư, bệnh viện.
• Thiết bị dùng trong công nghiệp dệt may với các ngành dệt sợi, may mặc, nhuộm màu, …
• Hệ thống nồi hơi công nghiệp cung cấp hơi để vận hành tuabin công nghiệp trong sản xuất, khai thác,…
• Đối với các ngành sản xuất thức ăn chăn nuôi, chế biến thực phẩm, chế biến nông sản, sấy khô thực phẩm… thì không thể thiếu lò hơi từ kích cỡ nhỏ đến loại khổng lồ.
• Nồi hơi công nghiệp dùng cho nhà máy chuyên sản xuất thuốc, dược phẩm, thiết bị y tế…
•  Ngoài ra, thiết bị này còn cùng cho hệ thống nước uống hay trong ngành y tế để đảm bảo tiệt trùng dụng cụ, độ thanh trùng, phục vụ cho máy móc để phục hồi chức năng cho bệnh nhân.