Bài viết này sẽ cung cấp một cái nhìn toàn diện và chuyên sâu, giúp bạn nắm vững mọi khía cạnh của công nghệ gia nhiệt, từ những khái niệm cơ bản nhất đến các ứng dụng phức tạp trong thực tiễn.
Thiết bị gia nhiệt và Hệ thống gia nhiệt
Thiết bị gia nhiệt là gì?
Thiết bị gia nhiệt là một loại máy móc hoặc dụng cụ được thiết kế để chuyển đổi một dạng năng lượng ban đầu thành nhiệt năng. Các dạng năng lượng phổ biến được sử dụng bao gồm điện năng, hóa năng (từ nhiên liệu đốt) và cơ năng (từ ma sát). Nhiệt năng sinh ra sau đó sẽ được truyền trực tiếp hoặc gián tiếp đến một vật thể, một môi trường chất lỏng (nước, dầu), hoặc một môi trường chất khí (không khí) để làm nóng chúng đến nhiệt độ mong muốn.
Các thiết bị này có thể hoạt động độc lập hoặc là một phần của một hệ thống lớn hơn, tùy thuộc vào quy mô và độ phức tạp của ứng dụng.
Hệ thống gia nhiệt là gì?
Hệ thống gia nhiệt là một tổ hợp hoàn chỉnh bao gồm các thiết bị gia nhiệt cốt lõi, kết hợp với các bộ phận phụ trợ như cảm biến nhiệt, bộ điều khiển, rơ-le, và các van điều tiết. Mục tiêu của một hệ thống gia nhiệt là không chỉ tạo ra nhiệt mà còn phải kiểm soát, duy trì nhiệt độ một cách chính xác và ổn định trong suốt quá trình hoạt động.
Một hệ thống gia nhiệt hiện đại thường có khả năng tự động hóa cao, cho phép người dùng cài đặt và theo dõi nhiệt độ từ xa, tối ưu hóa hiệu suất năng lượng và đảm bảo an toàn tuyệt đối.
Các Loại Thiết bị Gia nhiệt bằng điện phổ biến
Ống gia nhiệt
Đây là loại thiết bị gia nhiệt bằng điện trở cơ bản nhất, được thiết kế dưới dạng ống thẳng hoặc uốn cong tùy theo yêu cầu.
- Ống gia nhiệt thẳng: Dùng trong lò sấy, buồng sấy, gia nhiệt không khí.
- Ống gia nhiệt uốn cong (dạng U, dạng M): Lắp đặt trong bồn, bể chứa để gia nhiệt chất lỏng như nước, dầu, hóa chất.
Ống gia nhiệt cánh tản nhiệt: Với các cánh tản nhiệt bằng thép, giúp tăng diện tích tiếp xúc với không khí, được dùng trong các hệ thống sấy, thông gió.
Vòng gia nhiệt
- Vòng gia nhiệt được thiết kế dưới dạng hình tròn hoặc bán nguyệt, bao bọc bên ngoài các xi-lanh hoặc đường ống.
- Ứng dụng: Phổ biến nhất trong máy ép nhựa, máy đùn nhựa, để làm nóng nhựa đến nhiệt độ nóng chảy trước khi đưa vào khuôn.
Thanh gia nhiệt
- Là loại thiết bị có hình dạng thanh trụ, nhỏ gọn, được cắm vào các lỗ khoét trên khuôn mẫu hoặc các khối kim loại.
- Ứng dụng: Gia nhiệt cho khuôn, tấm nhiệt, và các thiết bị yêu cầu nhiệt độ cao, chính xác và tập trung.
Vai trò của thiết bị gia nhiệt trong hệ thống lò hơi công nghiệp
Trong lò hơi công nghiệp, thiết bị gia nhiệt thường dùng để tăng hiệu suất và tiết kiệm nhiên liệu cho lò hơi bằng cách tận dụng nhiệt thừa của khói sau bộ quá nhiệt. Các thiết bị này bao gồm các bề mặt nhận nhiệt như bộ hâm nước, bộ sấy không khí.
Bộ hâm nước:
Bộ hâm nước là thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng nhiều trong hệ thống lò hơi công nghiệp và lò hơi nhiệt điện. Nó truyền nhiệt từ khói thải lò hơi sang nguồn nước cấp để gia nhiệt nguồn nước cấp lò hơi. Tuỳ theo mức độ gia nhiệt mà bộ hâm nước có thể làm việc ở trạng thái sôi hoặc không sôi.
Khi sử dụng thiết bị gia nhiệt bộ hâm nước này, nước cấp lò hơi sẽ được nâng lên từ 30 độ C đến 80 độ C, giúp cho nước sẽ nhanh sôi hơn ở trong buồng đốt.
Quá trình truyền nhiệt này có 2 lợi ích sau:
- Làm tăng nhiệt độ nước cấp lò hơi, giúp nâng cao hiệu suất, tiết kiệm nhiên liệu đốt nên tiết kiệm được chi phí sản xuất.
- Giảm nhiệt độ khói thải, giúp cho các thiết bị xử lý khói thải ở giai đoạn sau làm việc hiệu quả hơn.
Bộ hâm nước thường được phân loại theo cấu tạo gồm 3 loại chính là bộ hâm nước bằng ống thép, bộ hâm nước bằng gang và bộ hâm nước bằng ống thép có cánh.
Bộ sấy không khí:
Bộ sấy không khí có nhiệm vụ chính là làm giảm nhiệt độ của khói thải lò hơi trước khi khói thải đi qua hệ thống xử lý khí thải. Sử dụng bộ phận này sẽ có những lợi ích đáng kể với lò hơi như:
Tận dụng nhiệt thải của khói lò hơi để nâng nhiệt độ không khí cấp cho lò hơi, nhiệt lượng mà không khí mang theo sẽ có tác dụng sấy khô nhiên liệu trong buồng đốt và quá trình cháy sẽ diễn ra nhanh và hiệu quả hơn.
Bộ sấy không khí sẽ làm giảm nhiệt độ khói thải, giúp cho quá trình xử lý khí thải của các bộ phận xử lý phía sau hiệu quả hơn và tăng được tuổi thọ.
Bộ sấy không khí sẽ được lắp phía sau bộ hâm nước để nhận nhiệt từ khói thải. ngoài ra, để hiệu suất trao đổi nhiệt của quá trình trao đổi nhiệt giữa khói nóng và không khí thì người ta bố trí nhiều ống trao đổi nhiệt bên trong bộ sấy không khí để tăng diện tích trao đổi nhiệt.
Ưu điểm của thiết bị gia nhiệt
- Vận hành theo chu trình khép kín với tổn thất tối thiểu so với lò hơi sử dụng hơi.
- Vận hành hệ thống không điều áp ngay cả khi nhiệt độ ở mức 250 độ C so với hệ thống hơi tương tự có áp suất 40 kg/cm2
- Thiết lập kiểm soát tự động, giúp vận hành linh hoạt.
- Hiệu suất nhiệt tốt vì hệ thống thiết bị này không bị tổn thất do xả đáy, thải nước ngưng, và hơi giãn áp.
Tính kinh tế của thiết bị gia nhiệt phụ thuộc vào các ứng dụng cụ thể và nền tảng tham khảo. Thiết bị gia nhiệt đốt than có hiệu suất trong dải 55-65 % có thể so sánh được với hầu hết các lò hơi. Kết hợp với các thiết bị thu hồi nhiệt trong khí lò sẽ tăng hiệu suất nhiệt.
Kết luận
Thiết bị gia nhiệt là một phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Việc hiểu rõ về các loại bộ gia nhiệt, nguyên lý hoạt động và các yếu tố kỹ thuật khi lựa chọn sẽ giúp doanh nghiệp không chỉ tối ưu hóa hiệu suất sản xuất mà còn đảm bảo an toàn tuyệt đối và tiết kiệm chi phí vận hành.
Trong hệ thống lò hơi công nghiệp của Lò hơi Betech, để tăng hiệu suất hoạt động lò hơi cũng như tiết kiệm nhiên liệu đốt, chúng tôi sẽ thiết kế thêm bộ gia nhiệt. Trong đó, điển hình có bộ hâm nước và bộ sấy không khí. Ngoài ra, chúng tôi cong cung cấp ra thị trường thiết bị gia nhiệt riêng và lắp đặt cho các khách hàng có nhu cầu.
Hãy liên hệ với Lò hơi Betech để có được giải pháp tiết kiệm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc cho doanh nghiệp.
