Quy trình thiết kế lò hơi ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, năng suất và tuổi thọ của hệ thống. Từ khởi động đến vận hành, từ cấp nước đến xử lý khí thải lò, mỗi bước đều cần tuân thủ nguyên lý khoa học nghiêm ngặt. Hiểu rõ nguyên lý tuần hoàn, sử dụng đầu đốt và lựa chọn nhiên liệu phù hợp như đốt than hay đốt củi trấu, sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất và bảo vệ môi trường. Trong bài viết này Kim Thiên Phú cung cấp hướng dẫn chi tiết từ chuyên gia về các bước thiết kế lò hơi, từ lựa chọn loại lò, vật liệu, thiết kế buồng đốt, hệ thống trao đổi nhiệt đến kiểm tra và vận hành lò hiệu quả.

Lập kế hoạch và thiết kế ban đầu

Lập kế hoạch và thiết kế ban đầu là bước quan trọng quyết định nền tảng cho hệ thống lò hơi hiệu quả, tiết kiệm và an toàn. Nên tham khảo ý kiến của các chuyên gia thiết kế lò hơi để có được giải pháp tối ưu.

Xác định nhu cầu về hơi nước

Bước đầu tiên trong quy trình thiết kế lò hơi là xác định chính xác nhu cầu về hơi nước của hệ thống. Bao gồm các yếu tố quan trọng như:

Công suất hơi nước cần thiết: Lượng hơi nước (tấn/giờ) mà hệ thống cần sản xuất để đáp ứng nhu cầu hoạt động.
Áp suất hơi nước yêu cầu: Áp suất hơi nước (bar) cần thiết cho các ứng dụng cụ thể trong hệ thống.
Kiểu dáng hơi nước: Xác định liệu hệ thống cần hơi nước bão hòa (đã được bão hòa với độ ẩm) hay hơi nước quá nhiệt (đã được nung nóng đến nhiệt độ cao hơn điểm sôi).

Thêm vào đó, cần tuân thủ các tiêu chuẩn nước cấp lò hơi để lựa chọn hệ thống xử lý nước phù hợp, đảm bảo cung cấp nguồn nước cấp chất lượng cao cho lò hơi hoạt động hiệu quả và an toàn.

Lựa chọn loại lò hơi

Lựa chọn loại lò hơi phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nhu cầu về hệ thống cấp nước, hơi nước, loại nhiên liệu sử dụng, điều kiện vận hành và ngân sách. Một số loại lò hơi phổ biến bao gồm:

Lò hơi tầng sôi: Sử dụng lớp nhiên liệu dạng hạt được lưu giữ trong dòng khí, phù hợp với nhiều loại nhiên liệu, đốt cháy hiệu quả và ít khí thải.
Lò hơi ghi xích: Sử dụng nhiên liệu dạng rắn (như than, củi trấu) được di chuyển trên băng tải, vận hành đơn giản, hiệu quả cao.
Lò hơi ghi tĩnh: Giống lò hơi ghi xích nhưng nhiên liệu được đốt cháy tại chỗ trên vỉ nướng cố định, phù hợp với nhiên liệu có độ ẩm cao.
Lò hơi đốt gas: Sử dụng khí đốt tự nhiên hoặc khí hóa lỏng, vận hành sạch sẽ, dễ điều khiển và thân thiện môi trường.

Thiết kế sơ bộ

Sau khi xác định nhu cầu và lựa chọn loại lò hơi, cần tiến hành thiết kế sơ bộ hệ thống. Giai đoạn này bao gồm:

Sơ đồ khối hệ thống lò hơi: Mô tả bố trí và kết nối các thành phần chính của hệ thống, bao gồm lò hơi, bộ trao đổi nhiệt, quạt, bơm, van, đường ống, v.v.
Các thông số kỹ thuật ban đầu: Xác định các thông số kỹ thuật quan trọng như kích thước lò hơi, diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, lưu lượng khí, lưu lượng nước cấp, v.v.
Lựa chọn vật liệu chế tạo: Lựa chọn vật liệu phù hợp cho các bộ phận khác nhau của hệ thống, đảm bảo độ bền, chịu nhiệt, chịu áp lực và chống ăn mòn.

Quy trình thiết kế lò hơi chi tiết

Mỗi lò hơi có những kiểu dáng, đặc điểm và thông số kỹ thuật khác nhau. Quy trình thiết kế lò hơi bao gồm các bước cơ bản sau đây.

Bước 1: Tính toán quá trình cháy và hiệu suất lò hơi

Đầu tiên, phải tính toán lượng không khí cần thiết để đốt cháy một kg nhiên liệu. Mỗi loại nhiên liệu sẽ có thông số kỹ thuật riêng. Tính toán các tổn thất trong quá trình cháy để xác định hiệu suất của lò. Cuối cùng, xác định lượng nhiên liệu tiêu hao.

Bước 2: Xác định kích thước lò

Tiếp theo, xác định kích thước lò bao gồm chiều dài và đường kính buồng đốt, diện tích bức xạ bề mặt trong, diện tích dàn đối lưu, số ống sinh hơi đối lưu, và số ống trên mỗi pass.

Bước 3: Tính toán trao đổi nhiệt

Xác định nhiệt lượng hữu ích tỏa ra trong buồng lửa và nhiệt lượng truyền lại cho buồng lửa với 1 kg nhiên liệu. Bước này giúp kỹ sư thiết kế phân tích nhiệt trong quá trình phát triển lò hơi.

Bước 4: Tính toán bề mặt đối lưu

Xác định diện tích truyền nhiệt và hệ số trao đổi nhiệt cho dàn đối lưu. Tính toán nhiệt pass 1 và nhiệt pass 2.

Lợi ích của việc thiết kế lò hơi

Thiết kế lò hơi công nghiệp hiện đại mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Trước đây, thiết kế không đúng cách đã gây ra các sự cố lò hơi nguy hiểm như cháy nổ, gây thiệt hại về người và tài sản. Ngày nay, các thiết kế lò hơi cố gắng tránh những rủi ro này. Mô hình toán học giúp xác định không gian và loại vật liệu cần sử dụng. Khi các thông số kỹ thuật được xác định, kỹ sư thiết kế có thể ước tính chi phí và tiến độ xây dựng.

Lưu ý khi thiết kế lò hơi

Khi thiết kế lò hơi công nghiệp, nhà sản xuất cần lưu ý các tiêu chí sau để đảm bảo hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.

Công suất và hiệu suất: Xác định công suất và hiệu suất của lò hơi dựa trên yêu cầu của ngành. Điều này bao gồm lượng hơi cần cung cấp, áp suất và tần suất sử dụng.
Loại lò hơi: Chọn loại lò hơi phù hợp với nhu cầu sản xuất và cung cấp nhiệt của ngành. Các loại như đốt củi trấu, tầng sôi, và đốt than đều có đặc điểm riêng.
Áp suất hoạt động: Xác định áp suất hoạt động để đảm bảo lò hơi đáp ứng yêu cầu vận hành và toàn bộ hệ thống.
Nhiên liệu: Lựa chọn nhiên liệu phù hợp như gas hoặc củi trấu. Cân nhắc tính khả thi và kinh tế của loại nhiên liệu này.
Vật liệu và cấu thành: Chọn vật liệu chịu nhiệt và chống ăn mòn phù hợp.
Tiêu chuẩn an toàn và quy định: Đảm bảo thiết kế tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và quy định hiện hành. Các kỹ sư thiết kế cần phải phân tích và kiểm định lò hơi kỹ lưỡng, đảm bảo an toàn.
Kích thước và vị trí: Xác định kích thước và vị trí lắp đặt sao cho phù hợp với không gian và yêu cầu vận hành.
Tiết kiệm nước và xử lý chất thải: Áp dụng các biện pháp tiết kiệm nước và xử lý chất thải để giảm thiểu tác động đến môi trường.
Bảo trì và sửa chữa: Thiết kế hỗ trợ bảo trì và sửa chữa dễ dàng, duy trì hiệu suất và độ bền của lò hơi.
Hệ thống kiểm tra và giám sát: Đảm bảo có hệ thống kiểm tra và giám sát hiệu quả để quản lý và điều chỉnh hoạt động an toàn.

Trên đây là thông tin chi tiết về quy trình thiết kế lò hơi cơ bản mà Kim Thiên Phú muốn chia sẻ đến bạn. Hy vọng thông tin này giúp bạn hiểu rõ hơn về các bước cần thiết và lợi ích của việc thiết kế lò hơi đúng cách. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi qua hotline 0906 790 638 hoặc bình luận phía dưới để được tư vấn và hỗ trợ, bạn nhé!