Lò Hơi Tầng Sôi Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt động Của Nồi Hơi Tầng Sôi

Lò hơi tầng sôi hay còn gọi là nồi hơi tầng sôi là loại lò hơi công nghiệp sử dụng rất phổ biến trong hoạt động sản xuất, có buồng đốt kiểu tầng sôi để đốt cháy nhiên liệu. Vậy nồi hơi tầng sôi là gì? Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi như thế nào? Hãy cùng Betech tìm hiểu ngay trong bài viết này nhé!

Lò hơi tầng sôi là gì?

Lò hơi tầng sôi là loại lò hơi công nghiệp sử dụng buồng đốt kiểu tầng sôi (được tạo thành từ hàng triệu hạt cát, xỉ hoặc một số loại vật liệu đặc biệt) để đốt cháy nhiên liệu. Là công nghệ đốt mới được các công ty tiên phong về lĩnh vực lò hơi công nghiệp như Betech Boiler phát triển và ứng dụng nhiều trong thời gian gần đây. Lò hơi tầng sôi mang lại hiệu quả cực kỳ to lớn trong việc sử dụng nguồn phụ phẩm, phế thải trong ngành nông nghiệp, lâm nghiệp như : trấu, mùn cưa, xơ dừa …

Đặc điểm nổi trội của lò hơi tầng sôi là hiệu suật lò hơi rất cao, lên đến 87%, dễ vận hành, có thể thiết kế phù hợp với nhu cầu công suất rất rộng từ 1 tấn hơi/giờ đến 50 tấn hơi/giờ.

Ngoài ra, lò hơi tầng sôi có lượng xỉ tro, lượng khói thải ra ngoài môi trường rất ít, đảm bảo các thông số kỹ thuật cho phép theo quy định của Bộ Tài nguyên & Môi trường.

Hình ảnh lò hơi thi công tại Betech

Các loại nồi tầng sôi:

AFBC Boiler: Nồi hơi tầng sôi ở áp suất khí quyển, là loại lò tầng sôi phổ biến nhất. Nó còn được gọi với tên khác là lò hơi tầng sôi bọt (BFB Boiler).
CFBC Boiler: Lò hơi tầng sôi tuần hoàn, đây là biến thể tốc độ sôi cao của lò tầng sôi với vận tốc khói trong buồng đốt lên tới 4 – 6 m/s, các hạt rắn trong khói (bao gồm chất nền và nhiên liệu) sẽ được giữ lại nhờ Cyclone tách (loại nóng hoặc lạnh) và tuần hoàn trở lại buồng đốt. Loại lò tầng sôi này có hiệu quả đốt cháy nhiên liệu rất cao tuy nhiên giá thành đầu tư ban đầu cũng cao tương ứng. Vì vậy, lò tầng sôi tuần hoàn thường được thiết kế đối với dải công suất từ 100 tấn/giờ trở lên.
PFBC Boiler: Lò hơi tầng sôi có áp, đây là biến thể đặc biệt của nồi tầng sôi trong đó toàn bộ lò được đặt trong một khu vực áp suất cao (khoảng 16kg/cm2). Khí nóng sinh ra sau khi qua các bộ trao đổi nhiệt được sử dụng để chạy tua bin khí. Hơi nước sinh ra từ các bộ trao đổi nhiệt được sử dụng để chạy tua bin hơi. Lò hơi PFBC nhìn chung có hiệu suất hệ thống cao hơn so với hai dạng còn lại tuy nhiên chi phí đầu tư cũng rất cao và cấu tạo hệ thống phức tạp là trở ngại lớn. Dải công suất thiết kế của PFBC là 70 – 350 MW.

Sơ đồ cấu tạo lò hơi tầng sôi

Nồi hơi tầng sôi bao gồm 5 bộ phận chính:

Hệ thống cấp liệu
Buồng đốt
Hệ thống gió và khói
Hệ thống thải xỉ và xử lý khí thải;
Bộ phận sinh hơi

>> Xem thêm: Cấu tạo lò hơi tầng sôi chi tiết

Nguyên lý làm việc của lò hơi tầng sôi

Gió cấp một được thổi từ dưới ghi lên. Khi tốc độ gió đủ lớn sẽ tạo ra một lực cuốn thắng được trọng lực của hạt và khi đó, các hạt sẽ bắt đầu dịch chuyển lên trên, tạo ra một lớp hạt lơ lửng giống như một lớp chất lỏng.

Chiều cao lớp sôi được giữ cố định trong một khoảng cho phép nào đó. Không gian cháy chỉ chiếm một phần trong toàn bộ buồng đốt. Gió cấp vào từ quạt có hai nhiệm vụ : cung cấp khí cho quá trình cháy của nhiên liệu. tạo vào duy trì lớp sôi.

Khi tốc độ gió cấp vượt quá tốc độ tới hạn, chất rắn sẽ bị thổi bay ra khỏi lớp. Nếu hạt tương đối thô có thể sẽ quay trở lại ghi do ảnh hưởng của trọng lực. Nếu tiếp tục tăng tốc độ gió thì có thể một bộ phận hoặc toàn bộ chất rắn trên mặt ghi rơi vào trạng thái chuyển động hai hướng : một hướng đi lên do lực nâng, một hướng đi xuống trở lại mặt ghi do trọng lực.

Trạng thái này giống như trạng thái sôi của chất lỏng, tốc độ gió tại đó gọi là tốc độ sôi tối thiểu. Lúc đó, lớp chất rắn chuyển động từ trạng thái lớp cố định sang trạng thái sôi hay lớp sôi. Khi tốc độ gió tiếp tục tăng, toàn bộ lớp sôi sẽ bị phá hủy, các chất rắn trong lớp sôi đều bị bay ra ngoài, tương tự : nếu tốc độ gió quá nhỏ, không đủ để nâng khối lượng các hạt lên thì lớp sôi lại trở thành lớp cố định.

Lò hơi tầng sôi — Nguyên lý làm việc của lò hơi tầng sôi

Ưu điểm của lò đốt tầng sôi

Công nghệ lò hơi tầng sôi giúp lò hơi có thể đốt cháy hoàn toàn nhiều nhiên liệu thứ cấp, phế phẩm mà các lò hơi khác không thể đáp ứng được.
Công nghệ lò hơi tầng sôi thiết kế bề mặt truyền nhiệt nhỏ và gọn hơn so với các công nghệ cũ. Do vậy, không chiếm nhiều diện tích để lắp đặt trong nhà máy.
Nhiệt độ tạo ra cao và ổn định trong ngưỡng từ 800-900 °C, các hát cháy và nhiên liệu thường xuyên luân chuyển trong môi trường buồng đốt tầng sôi, cho nên nhiên liệu được đảm báo cháy cùng, cháy kiệt
Khí NOx thải ra trong quá trình đốt nhỏ hơn nhiều so với các công nghệ lò hơi truyền thống khác.
Giảm hiện tượng đóng xỉ trên bề mặt dàn ống sinh hơi và ống trao đổi nhiệt đối lưu của lò hơi. Đồng thời giảm hiện tượng bán tro trên các bề mặt các thiết bị phía đuôi lò hơi.
Quá trình chuẩn bị nhiên liệu đơn giản hơn. Quá trình cấp nhiên liệu vào lò hơi được dễ dàng tự động hóa.
Giúp nhà máy tiết kiếm chi phí vận hành nhờ khả năng đốt cháy hoàn toàn nhiều loại nhiên liệu khác nhau cũng như diện tích lắp đặt không lớn.
Có khả năng hoạt động tự động và liên tục trong thời gian dài.
Thân thiện môi trường, giảm thiểu ô nhiểm và các chất thải độc hại
Tiết kiệm thời gian cho việc bảo trì, vệ sinh lò hơi.
Dễ sử dụng, dễ vận hành và khởi động một cách nhanh chóng.
Chi phí bảo dưỡng, sửa chữa thấp.
Tuổi thọ và độ bền bỉ cao.

> Đọc thêm: Quy trình vận hành lò hơi tầng sôi

Đặc tính kỹ thuật

Tiêu Chuẩn Thiết Kế	Theo tiêu chuẩn ASME và TCVN
Tiêu Chuẩn Chế Tạo	Theo tiêu chuẩn ASME và TCVN
Công Suất Sinh Hơi	1.000 – 300.000 Kg/giờ
Áp Suất Thiết Kế	10 – 150 bar (Với kiểu ống nước hoàn toàn)
Thông Số Hơi	Hơi bão hòa hoặc hơi quá nhiệt
Hiệu Suất Lò Hơi	87±2%
Nhiên Liệu Đốt	Than cám Indo, cám 4A, trấu rời, trấu nghiền, mùn cưa, xơ dừa, … và phế phẩm công nghiệp