Lịch sử phát triển

• Năm 1790 người ta đã chế tạo lò hơi kiểu bình đầu tiên dùng đinh tán.
• Năm 1802 lò hơi ống lò được phát triển để tăng diện tích tiếp nhiệt.
• Năm 1829 lò hơi ống lửa được ra đời để tăng diện tích tiếp nhiệt và áp suất làm việc.
• Tiếp sau đó, lò hơi ống lò ống lửa kết hợp được ra đời để tăng công suất và hiệu suất cho lò.
• Nửa sau thế kỷ 19, lò hơi ống nước được ra đời khi người ta đã có thể chế tạo các ống liền (không có mối hàn dọc). Vì chưa có công nghệ xử lý nước cấp cho lò nên thời kỳ này chỉ có thể phát triển lò hơi ống nước thẳng có hộp góp hoặc ống góp phân đoạn kết nối 2 phía đầu ống thẳng, để thuận tiện loại bỏ cáu cặn trong quá trình hoạt động chứ chưa thể sử dụng các ống uốn cong.
• 1925 – 1930 Lò hơi ống nước có tuần hoàn của nước rõ rệt và mạnh. Lò hơi loại này có ba, bốn và năm bao hơi (như lò Sterling) và được dùng phổ biến trong thời kỳ này.
• Những năm thứ 20 của thế kỳ XX, vì sự tiến bộ của kỹ thuật xử lý nước đã cho phép đảm bảo được chế độ làm việc của lò hơi không đóng cáu cặn bằng cách làm mềm nước (trao đổi ion), đồng thời xử lý nước bổ sung bằng hóa chất và các phương pháp xả liên tục. Do tiến bộ này mà người ta đã có thể phát triển lò hơi với các dàn ống trao đổi nhiệt uốn cong thay thế cho các ống thẳng trước đây.
• Theo sự phát triển, yêu cầu về hơi nước cũng ngày càng cao hơn ở công suất và chất lượng, các lò hơi nhiều balong tốn quá nhiều kim loại chế tạo, khả năng đáp ứng có giới hạn đã dần bị loại bỏ. Thay vào đó, số balong giảm xuống còn một đến hai hoặc không còn balong (ở lò hơi trực lưu) giúp nâng cao hiệu quả kinh tế và loại lò này được sử dụng cho đến hiện nay.

Lò hơi 2 balong

Các lò hơi 2 balong hiện đại được sử dụng cho cả quá trình phát điện cũng như quá trình tạo hơi nước. Để tạo ra điện, loại lò hơi này được sử dụng phát điện lên đến 100 MW. Đối với các nhà máy chỉ sử dụng hơi nước để sản xuất, loại lò hơi 2 balong được sử dụng phổ biến nhất vì nó có thể xử lý các biến động tải cao và phản ứng với các thay đổi về tốc độ tải nhanh hơn nhiều so với lò hơi một balong.

Hai balong bên trong các loại lò hơi này được nối với nhau thông qua nhiều ống đối lưu nhận nhiệt khói thải trước khi ra khỏi thân chính lò. Các ống đối lưu cũng như balong dưới cùng sẽ chứa nước. Thể tích nước lớn có sẵn trong lò hơi 2 balong cho phép nó thích ứng với các thay đổi tải lớn. Khí thải trước khi ra khỏi thân chính lò được đưa vào khu vực ngân hàng các ống đối lưu để được trao đổi nhiệt. Số lượng ống đối lưu nằm dọc theo tuyến khí thải hoạt động như ống sinh hơi hoặc ống nước xuống tùy biến có thể thay đổi tùy thuộc vào tải. Cụm ống đối lưu còn được chia thành nhiều part khói để hướng khói đi vuông góc với ống trao đổi nhiệt nhằm tăng hiệu suất trao đổi nhiệt.

Một khía cạnh quan trọng khác trong dãy ống đối lưu của lò hơi là nhiệt độ khí thải sau khi ra khỏi cụm ống đối lưu đều ổn định trong nhiều dải công suất vận hành khác nhau. Nhiệt độ ổn định ra khỏi lò khi vận hành tải cao sẽ làm tăng hiệu suất tổng thể của lò, ngược lại khi tải thấp sẽ bảo vệ được các thiết bị đường khói phía sau của lò giảm thiểu được hư hại nhiệt độ thấp của khói.

Vì chùm ống trao đổi nhiệt đối lưu của lò 2 balong đều là các ống đứng, được nối tập trung với balong nước ở dưới (có thể gọi là balong bùn) nên hạn chế được việc bám cáu cặn bên trong các ống đứng vì cáu cặn có chiều hướng đi xuống balong bùn và dễ dàng loại bỏ bởi việc xả đáy định kỳ cho chỉ balong bùn. Đây là một ưu điểm lớn của lò 2 balong để tăng tuổi thọ của lò.

Hạn chế của lò 2 balong là do có nhiều mối hàn ở cả 2 balong nên vật liệu sử dụng chế tạo balong phải dày hơn, đơn vị chế tạo cũng phải đòi hỏi kỹ thuật tay nghề và kiểm soát quá trình chế tạo khắt khe hơn để đảm bảo tuổi thọ thiết bị. Chùm ống đối lưu dễ bám tro bụi khi chia nhiều part khói khiến hiệu suất lò hơi có thể bị giảm khi vận hành thời gian dài, nhưng ngày nay điều đó được khắc phục dần bởi cơ cấu loại bỏ tro bụi bố trí thuận tiện và hồi lưu tiên tiến dễ dàng loại bỏ tro bụi tích trữ bên trong cụm đối lưu.

Lò hơi 2 balong PTH Boiler

Lò hơi 1 balong

Lò hơi một balong sẽ được sử dụng chủ yếu để tạo ra điện ở các nhà máy điện vì thích hợp khi vận hành ở thông số hơi đầu ra ổn định ít biến động. Khi lò hơi áp suất siêu tới hạn đi vào hoạt động, ngay cả balong đơn cũng bị loại bỏ (lò hơi trực lưu). Loại lò hơi này có ưu điểm là có thể được thiết kế để hoạt động ở lưu lượng, áp suất cao và nhiệt độ cao do kết cấu đơn giản, hạn chế được các mối hàn, balong có thể đặt ngoài lò hoàn toàn và không bị đốt nóng. Các ống nước xuống được nối với ống góp dưới để cho phép lưu thông qua các ống thành lò. Lò hơi một balong có thể được sử dụng cho cả lò hơi không gia nhiệt lại và lò hơi gia nhiệt lại (gia nhiệt lại hơi sau khi đi qua turbine cao áp). Thiết kế lò hơi một balong phù hợp với các hệ thống tuần hoàn tự nhiên với lò hơi áp suất cao và nhiệt độ cao.

Với nhu cầu chỉ để sản xuất hơi bão hòa (không sử dụng nhu cầu quá nhiệt hơi nước và gia nhiệt lại hơi từ turbine cao áp), lò hơi một balong thường bị hạn chế ưu điểm vì phải chế tạo bổ sung cụm đối lưu để thu nhận lượng nhiệt còn lại của lò. Các dàn ống đối lưu của lò một balong thường là các chùm ống uốn gấp khúc nhiều lần và kéo dài để đủ diện tích trao đổi nhiệt nên dễ bị đóng cáu cặn nghiêm trọng và hư hại nếu không xử lý nước đạt tiêu chuẩn và liên tục (tiêu chuẩn nước cần phải xử lý cao hơn lò 2 balong), việc xả đáy loại bỏ cáu cặn tích trữ với chùm ống này cũng khó khăn hơn. Tổng thể cao độ của lò cũng thường cao hơn lò 2 balong khiến việc bố trí trong các nhà xưởng sản xuất bị giới hạn và phụ thuộc (có thể khắc phục bằng chế tạo lò có khả năng đặt ngoài trời nhưng tốn kém chi phí hơn).

Lò hơi 1 balong PTH Boiler

Bảo trì bảo dưỡng

 Với lò hơi 2 balong, cụm ống đối lưu thường có tuổi thọ cao hơn do việc dễ dàng loại bỏ cáu cặn (là nguyên nhân khiến lò hơi hư hại nhanh chóng và nghiêm trọng nhất), khi một ống bị hư hại (có thể do mài mòn, sử dụng quá lâu, lỗi thiết kế chế tạo, ăn mòn bên ngoài) có thể loại bỏ ống đó bằng cách bịt kín bên trong 2 balong với ống bị hư hại (người kiểm sửa có thể dễ dàng đi vào balong qua các cửa Elip người chui để dễ dàng thực hiện bảo trì), cách ly với balong hơi và balong nước để tiếp tục vận hành mà không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất tổng thể của lò. Lò hơi 2 balong cụm đối lưu thường dễ bám bụi do chia nhiều part khói để tăng hiệu quả trao đổi nhiệt nên cần thiết kế tối ưu các cửa kiểm tra vệ sinh (vệ sinh nóng, vệ sinh lạnh) và bố trí các phễu xả tro phù hợp để bảo trì bảo dưỡng định kỳ đảm bảo hiệu suất liên tục của lò, hãy đảm bảo nhà cung cấp thiết kế phù hợp cho công việc này vì nó ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất của lò 2 balong.

Với lò hơi 1 balong, cụm đối lưu rất dễ bị hư hại nếu chất lượng nước không kiểm soát tốt trong suốt quá trình vận hành. Khi chất lượng nước không đạt làm hư hại một vài ống do bám cáu cặn làm tắc ống và sau cùng là xỉ nổ ống, thường sau đó tất cả cụm đối lưu đều bị hư hại nếu không kiểm soát chất lượng nước và vệ sinh cáu cặn tổng thể bên trong lò kịp thời vì toàn bộ các ống đối lưu đều sử dụng chung nguồn cung cấp nước và có cấu tạo ống uốn gấp khúc nhiều lần giống nhau. Với lò một balong, khi cụm đối lưu bị hư hại có thể cắt bỏ và bịt kín dãy ống hư hại tại 2 ống góp nước và ống góp hơi nhưng nhìn chung là khá khó tiếp cận cơ khí. Vậy nên, hãy luôn đảm bảo duy trì chất lượng nước cấp, nước trong lò trong suốt quá trình vận hành là ưu tiên hàng đầu đối với lò hơi 1 balong.

Sự lựa chọn phù hợp

Với mỗi chủng loại lò đều có ưu và nhược điểm nhất định. Việc lựa chọn công nghệ phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng của mỗi doanh nghiệp. Sự lựa chọn công nghệ lò hơi phù hợp là yếu tố quyết định cho sự ổn định vận hành của thiết bị, ổn định sản xuất của doanh nghiệp, chi phí đầu tư trên hiệu quả mang lại của thiết bị. Vậy nên, hy vọng bài viết có thể đưa ra được câu trả lời cho quý khách hàng có thể nhìn nhận và lựa chọn đúng công nghệ lò hơi cho doanh nghiệp của mình!