Lò hơi tầng sôi là loại lò hơi tầng sôi kiểu mới được phát triển cải tiến từ lò hơi tầng sôi FB. Vậy cấu tạo của lò hơi tầng sôi bao gồm những bộ phận nào? Xin mời quý bạn đọc cùng tham khảo ngay trong bài viết này nhé
Cấu Tạo Lò Hơi Tầng Sôi
1. Hệ thống cấp liệu
Không như các lò hơi kiểu cũ (lò ghi xích và ghi tĩnh), nhiên liệu cấp cho lò hơi tầng sôi đòi hỏi phải có kích thước đồng đều và độ lớn theo quy định nhằm đạt được điều kiện đốt cháy tối ưu.
Đối với than, giới hạn kích thước là 0-10mm. Đối với biomass nói chung, giới hạn kích thước là 0-50mm. Nhiên liệu có thể được vận chuyển bằng băng tải, vít, gàu tải… tới các si lô chứa để dự trữ hoặc cấp trực tiếp đến lò hơi. Tùy theo loại nhiên liệu hoặc bố trí mặt bằng mà hệ thống cấp liệu sẽ được thiết kế để tối ưu nhất. Hệ thống cấp liệu có thể có thêm các thiết bị cảm biến đo khối lượng (loadcell) lắp trên các phễu chứa nhiên liệu hay lắp trên băng tải nhiên liệu để đo lường lượng nhiên liệu cấp vào lò, phục vụ cho việc tính tiêu hao nhiên liệu và hiệu suất của lò hơi.
Đối với lò tầng sôi, nhiên liệu cấp vào lò có thể được phun bên trên mặt lớp sôi hoặc cấp từ bên dưới lớp sôi. Kiểu cấp liệu bên dưới lớp sôi chỉ được sử dụng đối với than đá đã qua nghiền sơ bộ với kích thước nhỏ và hiếm gặp trên thực tế.
Một số lò hơi đốt các loại nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao sẽ cần cấp thêm đá vôi để xử lý nhằm giảm phát thải khí SOx. Các chất hấp thụ này sẽ được nghiền xuống cỡ hạt khoảng 0 – 6mm và phun vào buồng đốt.
>> Đọc thêm: Tất tần tật về lò hơi tầng sôi tuần hoàn
2. Buồng đốt tầng sôi
Một tập hợp các hạt rắn sẽ trở thành tầng sôi khi có một lượng khí áp suất cao được đưa vào từ mặt dưới của lớp hạt rắn và làm cho lớp hạt rắn ứng xử như chất lỏng: Các vật thể có khối lượng riêng lớn hơn lớp hạt rắn sẽ chìm xuống còn vật thể có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ nổi (định luật Archimedes).
Độ sôi của lớp hạt rắn phụ thuộc rất lớn vào kích thước hạt và vận tốc sôi. Vận tốc sôi của lớp hạt rắn tăng chậm hơn so với tốc độ của dòng khí đi trong đó. Sự chênh lệch tốc độ này được gọi là vận tốc trượt. Vận tốc trượt càng lớn thì khả năng hòa trộn nhiên liệu càng tốt và hiệu quả cháy sẽ càng cao.
Buồng đốt của lò BFB thường bao gồm một lớp nền sôi thấp và một khu vực trống bên trên (Freeboard). Năng lượng giải phóng từ quá trình đốt cháy nhiên liệu được phân chia giữa khu vực bên dưới và khu vực bên trên của buồng đốt theo tỷ lệ 88:12. Nghĩa là năng lượng tập trung chủ yếu ở khu vực lớp sôi. Nhiệt độ lớp sôi đối với lò BFB đốt than được duy trì trong khoảng 800 – 900oC bằng cách trích xuất lượng nhiệt phù hợp. Tuy nhiên, đối với lò đốt biomass, nhiệt độ lớp sôi phải được giữ ở dưới 750oC để tránh đóng keo lớp nền trong buồng đốt, do hàm lượng hợp chất Natri và Kali trong biomass cao sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy của lớp nền.
Đối với than nhiệt lượng cao, phương pháp phổ biến để giữ nhiệt độ lớp nền trong khoảng yêu cầu là thêm chùm ống bức xạ ngâm trong lớp sôi. Chùm ống này có thể là ống sinh hơi hoặc ống quá nhiệt. Tuy nhiên vì tiếp xúc trực tiếp với các hạt rắn chuyển động nên tuổi thọ của các chùm ống này thường thấp và phải kiểm tra thay thế thường xuyên. Một số cách khác để kiểm soát nhiệt độ lớp nền là tuần hoàn xỉ với bộ giải nhiệt nằm bên ngoài hay tuần hoàn khói…
Đối với than nhiệt lượng trung bình và thấp, chùm ống bức xạ cũng có thể được sử dụng, tuy nhiên, có một phương pháp khác là tăng chiều cao sôi của lớp nền. Buồng đốt dạng này được gọi là buồng đốt sôi rối (tubulen) và có tốc độ sôi nằm giữa sôi bọt và sôi tuần hoàn. Loại lò hơi tầng sôi tubulen có buồng đốt được bao quanh bởi ống sinh hơi, lợi dụng độ sôi cao để hấp thụ lượng nhiệt sinh ra, từ đó kiểm soát được nhiệt độ buồng đốt. Lợi ích của phương pháp này là tuổi thọ buồng đốt cao, dễ dàng thao tác vận hành và bảo trì. Tuy nhiên nhược điểm là chiều cao lò hơi tăng, cần có hệ tuần hoàn tro khi yêu cầu hiệu suất cao.
Buồng đốt lò tầng sôi yêu cầu phải có vật liệu chịu lửa bao quanh (gạch hoặc bê tông) kể cả đối với buồng đốt vách ướt để đảm bảo tuổi thọ buồng đốt và bảo vệ các ống vách ướt khỏi mài mòn và quá nhiệt. Lớp bê tông cách nhiệt có thể yêu cầu dày hơn đối với biomass như trấu rời để dễ kiểm soát nhiệt độ buồng đốt hơn.
Chiều cao lớp vật liệu nền thường từ 120 – 400mm, kích thước phổ biến của hạt rắn từ 0.8-1.2mm và khối lượng riêng từ 1500 – 2400kg/m3. Cát, xỉ hoặc đá dolomit, đá vôi đều có thể dùng làm vật liệu nền.
Tỷ lệ nhiên liệu và vật liệu nền trong buồng đốt tầng sôi thường từ 1-5%. Tỷ lệ vật liệu nền trong hỗn hợp cháy rất lớn nên khả năng giữ nhiệt của lò tầng sôi rất tốt. Vì vậy lò tầng sôi có thể đốt được rất nhiều loại nhiên liệu như than, biomass, bùn giấy, rác thải… với lượng phát thải khí độc vẫn nằm trong tiêu chuẩn cho phép.
3. Hệ thống cấp gió và xử lý khí thải
Gió cấp một tạo lớp sôi (Primary Air) được gia nhiệt khi đi qua bộ sấy không khí và đi vào buồng phân phối gió dưới đáy lò. Mặt trên buồng phân phối gió có rất nhiều béc phun nhằm phân đều lượng gió cấp ra khắp bề mặt buồng đốt giúp buồng đốt sôi đều. Các béc phun cũng ngăn các hạt rắn trong lớp sôi lọt vào buồng cấp gió. Thiết kế hệ thống phân phối gió để buồng đốt sôi đều là cực kỳ quan trọng đối với lò tầng sôi.
Gió cấp hai (Secondary Air) sẽ được cấp vào bên trên vùng buồng đốt trống để cấp thêm oxy nhằm đốt cháy các chất bốc bị đẩy lên cao. Tùy theo loại nhiên liệu mà gió cấp hai có thể chiếm tỷ trọng cao hay thấp hoặc có thể bị loại bỏ.
Nhiệt lượng do khói nóng khi đi từ buồng đốt dưới đến buồng đốt trên sẽ bị hấp thu bởi các tường nước xung quanh buồng đốt, sau khi qua khỏi khu vực buồng đốt, nhiệt độ khói giảm xuống khoảng 600oC. Khói tiếp tục đi qua vùng đối lưu và truyền nhiệt lượng cho các ống nước trong khu vực này trước khi ra khỏi lò. Sau đó, khói nóng đi qua bộ hâm nước, bộ sấy không khí rồi đến hệ thống xử lý khói. Sau khi đạt các tiêu chuẩn môi trường, khói được đẩy lên ống khói và thải ra ngoài không khí.
4. Hệ thống thải xỉ
Lò hơi tạo ra hai loại chất thải chính: Khói và chất thải rắn. Chất thải rắn bao gồm xỉ từ nhiên liệu và sản phẩm từ các chất hấp thụ. Khói thải đóng góp rất lớn vào ô nhiễm không khí, vì vậy hệ xử lý khói luôn được thiết kế với ưu tiên cao nhất.
Xỉ kích thước lớn thường được lấy ra khi xả xỉ dưới buồng đốt trong khi tro bay (xỉ kích thước rất nhỏ) thường bay theo khói và được lấy ra tại phễu dưới bộ hâm nước – gió và tại các thiết bị lọc bụi. Tro bay có thể được đưa đến phòng chứa bằng vít tải, băng tải hoặc hệ thống thổi tro.
Hệ xử lý khói có thể bao gồm các thiết bị lọc bụi như Cyclone, Ventury, Lọc bụi túi, Lọc bụi tĩnh điện… và thiết bị xử lý khí độc như tháp xử lý SOx…
Với đặc tính nhiệt độ buồng đốt dưới 900oC, tạo được môi trường tốt nhất để không sinh ra các khí thải có hại như SOx, NOx. Lò hơi tầng sôi không yêu cầu phải có các thiết bị xử lý đắt tiền nhưng vẫn đáp ứng được các tiêu chuẩn môi trường khắt khe.
4. Các cụm sinh hơi
Giống như các lò hơi thông thường khác, lò tầng sôi cũng có các phần sinh hơi như tường nước, ống đối lưu, ống bức xạ… Các ống quá nhiệt có thể được bố trí ở khu vực buồng đốt trên cũng như ở khu vực đối lưu.
Nước cấp được bơm vào balong sau khi đi qua bộ hâm nước. Tại balong, nước tiếp tục theo các ống nước xuống để đến các ống góp dưới, sau đó đi lên qua các ống vách ướt, đối lưu và được gia nhiệt đến nhiệt độ bay hơi sau đó về lại balong. Ở balong hơi được tách ra và cấp đến khách hàng. Đối với các lò quá nhiệt, hơi tách ra tại balong sẽ tiếp tục đi qua các ống quá nhiệt để trở thành hơi quá nhiệt nhằm chạy tua bin hơi.
Trên đây là những nội dung chi tiết về cấu tạo nồi hơi tầng sôi mà Betech chia sẻ. Nếu quý khách hàng quan tâm đến lò hơi tầng sôi hoặc cần giải đáp thắc mắc xin vui lòng liên hệ với Lò hơi công nghiệp Betech để được hỗ trợ sớm nhất.
Thông tin liên hệ
Công ty TNHH Nồi Hơi & Năng Lượng Việt Nam
Địa chỉ: 68 Nguyễn Huệ, P. Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh
