Tiêu chuẩn nước cấp lò hơi là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả hoạt động, tuổi thọ và độ an toàn của hệ thống. Nước sạch, đạt độ pH, đáp ứng các tiêu chuẩn TCVN 7704 2007, TCVN 12728:2019, tiêu chuẩn nước mềm, độ pH nước lò hơi sẽ giúp giảm thiểu hiện tượng ăn mòn ống nhiệt và tối ưu hóa quá trình đốt than. Cùng Kim Thiên Phú tìm hiểu chi tiết hơn về cách duy trì và kiểm soát nguồn nước cấp cho nồi hơi nhằm đạt hiệu quả tối đa.
Các tiêu chuẩn nước cấp lò hơi
Việc tuân thủ các tiêu chuẩn nước cấp lò hơi đảm bảo hiệu quả vận hành, tuổi thọ và là nền tảng xây dựng quy trình bảo trì lò hơi hiệu quả. Nước cấp đạt chuẩn giúp giảm thiểu cặn bám, ăn mòn, tăng chất lượng hơi nước và góp phần bảo vệ môi trường. Hiện nay, có nhiều tiêu chuẩn nước cấp lò hơi được ban hành bởi các tổ chức quốc tế và quốc gia, bao gồm:
Tiêu chuẩn TCVN 12728:2019
Tiêu chuẩn TCVN 12728:2019 quy định các yêu cầu kỹ thuật về thiết kế, chế tạo, lắp đặt lò hơi, bao gồm cả yêu cầu về chất lượng nước cấp. Theo tiêu chuẩn này, nước cấp cho lò hơi cần đáp ứng các thông số sau:
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Giá trị |
|---|---|---|
| pH tại 25°C | mg/l | 8,3 đến 10,5 |
| Độ cứng tổng (quy ra CaCO3) | mg/l | Dưới 1,0 |
| Hàm lượng oxy hòa tan (được đo sau khi bổ sung chất khử oxy) | mg/l | Dưới 0,0007 |
| Tổng lượng hợp chất sắt | mg/l | Dưới 0,1 |
| Tổng lượng hợp chất đồng | mg/l | Dưới 0,05 |
| Tổng hàm lượng cacbon hữu cơ không bay hơi | mg/l | Dưới 10 |
| Hàm lượng các sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ | mg/l | Dưới 1,0 |
Lưu ý:Các yêu cầu này áp dụng cụ thể cho các loại nồi hơi hoạt động dưới áp suất ≤ 2,0 MPa; không có bộ quá nhiệt, không sử dụng hơi tuabin, và không có yêu cầu nghiêm ngặt về độ sạch của hơi; độ sạch của hơi với TDS trong nước ngưng yêu cầu nằm trong khoảng ≤ 1,0 ppm (mg/l). Quy đổi TDS 1 ppm (mg/l) tương đương với độ dẫn điện là 2µS/cm.
Tiêu chuẩn ASME của Mỹ
Tiêu chuẩn ASME về nước cấp lò hơi được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp nặng. Quy định các yêu cầu chất lượng nước cấp khác nhau cho các loại lò hơi khác nhau, dựa trên áp suất vận hành, vật liệu chế tạo và các yếu tố khác.
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Nước cấp vào nồi | Nước trong nồi |
|---|---|---|---|
| Độ pH (ở 250C) | 8,5 – 10,5 | 10,5 – 11,5 | |
| Độ dẫn điện | µS/cm | < 1000 | < 4000 |
| Lượng sắt tổng | mg/l | < 300 | |
| Độ cứng | 0 Mỹ | < 2 | |
| Kiềm hỗn hợp (p) | mg/kg | 5 – 20 | |
| Phốt phát dư | mg/kg | 30 – 60 | |
| Hàm lượng sun-phít | mg/kg | 20 – 40 | |
| Khí hòa tan | mg/l | < 100 | |
| Cộng: | chỉ tiêu | 5 | 5 |
Tiêu chuẩn Châu Âu EN 12 953 – 10 cho nồi hơi ống lửa
Tiêu chuẩn Châu Âu EN 12 953 – 10 quy định các yêu cầu chất lượng nước cấp cho các loại lò hơi ống lửa. Các tiêu chuẩn này tương tự như tiêu chuẩn ASME về nhiều mặt, nhưng cũng có một số điểm khác biệt về các thông số chất lượng nước.
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Trị số tương ứng với áp suất p (Mpa) | |
| P ≤ 2,0 | 2,0 < p ≤ 4,0 | ||
| pH tại 25°C | mg/l | 8,3 – 10,5 | 8,3 – 10,5 |
| Độ cứng tổng (quy ra CaCO3) | mg/l | Dưới 1,0 | Dưới 0,3 |
| Hàm lượng oxy hòa tan (được đo sau khi bổ sung chất khử oxy) | mg/l | Dưới 0,007 | Dưới 0,007 |
| Tổng lượng hợp chất sắt | mg/l | Dưới 0,1 | Dưới 0,05 |
| Tổng lượng hợp chất đồng | mg/l | Dưới 0,05 | Dưới 0,0025 |
| Tổng hàm lượng cacbon hữu cơ không bay hơi | mg/l | Dưới 1 | Dưới 1 |
| Hàm lượng các sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ | mg/l | Dưới 1 | Dưới 1 |
Lưu ý:Những giá trị này áp dụng cho các lò hơi không có bộ quá nhiệt, không yêu cầu khắt khe về độ sạch của hơi, không sử dụng cho tuabin, và yêu cầu nước ngưng có mức TDS ≤ 1,0 ppm (mg/l).1 ppm (mg/l) chất rắn hòa tan tương đương với độ dẫn điện 2 µS/cm.
Tiêu chuẩn nước cấp lò hơi không có quá nhiệt phải tuân theo các ngưỡng giá trị dưới đây để đảm bảo chất lượng theo quy định của nhà nước. Nếu vượt ngưỡng, sẽ gây ảnh hưởng đến thành phẩm sản xuất và độ bền của lò hơi. Điều này cũng làm phát sinh chi phí và rủi ro ngoài ý muốn.
| Chỉ tiêu | Đơn vị | Trị số tương ứng với áp suất p (Mpa) | ||||||
| P ≤ 2,0 | 2,0 < p ≤ 3,1 | 3,1 < p ≤ 4,1 | 4,1 < p ≤ 5,2 | 5,2 < p ≤ 6,2 | 6,2 < p ≤ 6,9 | 6,9 < p ≤ 10,3 | ||
| pH tại 25°C | mg/l | 8,3 – 10 | 8,3 – 10 | 8,3 – 10 | 8,3 – 10 | 8,8 – 9,6 | 8,8 – 9,6 | |
| Độ cứng tổng (quy ra CaCO3) | mg/l | ≤ 0,3 | ≤ 0,3 | ≤ 0,2 | ≤ 0,2 | ≤ 0,1 | ≤ 0,05 | 0 |
| Hàm lượng oxy hòa tan (được đo sau khi bổ sung chất khử oxy) | mg/l | < 0,007 | < 0,007 | < 0,007 | < 0,007 | < 0,007 | < 0,007 | < 0,007 |
| Tổng lượng hợp chất sắt | mg/l | ≤ 0,1 | ≤ 0,05 | ≤ 0,03 | ≤ 0,025 | ≤ 0,02 | ≤ 0,02 | ≤ 0,01 |
| Tổng lượng hợp chất đồng | mg/l | ≤ 0,05 | ≤ 0,025 | ≤ 0,02 | ≤ 0,02 | ≤ 0,015 | ≤ 0,01 | ≤ 0,01 |
| Tổng hàm lượng cacbon hữu cơ không bay hơi | mg/l | < 1 | < 1 | ≤ 0,05 | ≤ 0,05 | ≤ 0,05 | ≤ 0,2 | ≤ 0,2 |
| Hàm lượng các sản phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ | mg/l | < 1 | < 1 | ≤ 0,05 | ≤ 0,05 | ≤ 0,05 | ≤ 0,2 | – |
Lưu ý: Các trị số này áp dụng cho lò hơi có bộ quá nhiệt, sử dụng hơi cho tuabin, hoặc công nghệ yêu cầu nghiêm ngặt về độ sạch của hơi. Yêu cầu TDS trong nước ngưng từ hơi bão hòa được quy định trong bảng trên.Độ kiềm hydroxit, natri hoặc kali tự do không được phép tồn tại.Độ dẫn điện thể hiện giá trị khuyến nghị. Để xác định giá trị cụ thể cần dựa vào yêu cầu về độ sạch của hơi theo mục đích sử dụng.
Đối với các loại nồi hơi ống nước có quá nhiệt, tiêu chuẩn cụ thể bao gồm độ dẫn điện < 600, độ pH từ 9-11, tổng chất rắn hòa tan < 1.500, và tổng hàm lượng sắt < 1 ppm.
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp lò hơi
Nước cấp đạt chuẩn giúp nâng cao chất lượng hơi nước, giảm thiểu cặn bám, ăn mòn và các vấn đề tiềm ẩn khác. Dưới đây là một số yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng nước cấp lò hơi:
Chất lượng nước nguồn
Hệ thống nước cấp cho lò hơi có thể lấy từ nhiều nguồn khác nhau như nước mặt (sông, hồ), nước ngầm hoặc nước thải đã qua xử lý. Chất lượng nước nguồn ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số hóa lý của nước cấp, bao gồm:
- Độ cứng: Nước cứng chứa nhiều ion canxi và magiê, làm tăng độ dẫn điện và tạo ra cặn cứng trong lò hơi.
- Độ kiềm: Nước có độ kiềm cao giúp trung hòa axit, ngăn ngừa ăn mòn.
- Độ dẫn điện: Độ dẫn điện cao là dấu hiệu của nhiều khoáng chất hòa tan trong nước, có thể gây ra cặn bám và ăn mòn.
- Độ pH: Độ pH lý tưởng cho nước cấp lò hơi thường nằm trong khoảng 8,5 đến 9,5. Nước có độ pH quá thấp hoặc quá cao đều có thể gây ra ăn mòn.
- Silic: Silic là một chất tạo cặn phổ biến trong nước cấp lò hơi.
- Sắt, mangan: Sắt và mangan trong nước cấp có thể gây ra hiện tượng đóng cặn, ăn mòn và làm giảm chất lượng hơi nước.
- Các hợp chất hữu cơ: Các hợp chất hữu cơ trong nước cấp có thể phân hủy thành các sản phẩm phụ gây hại cho lò hơi.
- Các chất khí: Oxy hòa tan trong nước cấp có thể gây ra ăn mòn và ảnh hưởng đến hiệu quả truyền nhiệt của lò hơi.
Yêu cầu vận hành của lò hơi
Mỗi loại lò hơi có yêu cầu riêng về chất lượng nước cấp phụ thuộc vào các yếu tố như:
- Áp suất vận hành: Lò hơi hoạt động ở áp suất cao cần nước cấp có độ tinh khiết cao hơn so với lò hơi áp suất thấp.
- Vật liệu chế tạo: Các loại vật liệu chế tạo lò hơi khác nhau có khả năng chống ăn mòn khác nhau, dẫn đến yêu cầu về chất lượng nước cấp khác nhau.
- Quy trình vận hành: Một số quy trình vận hành lò hơi yêu cầu sử dụng hóa chất xử lý nước để kiểm soát các thông số hóa lý của nước cấp.
Phương pháp xử lý nước cấp
Lựa chọn phương pháp xử lý nước cấp phù hợp giúp loại bỏ các tạp chất, khoáng chất có hại trong nước cấp và đáp ứng các yêu cầu chất lượng của lò hơi. Một số phương pháp xử lý nước cấp phổ biến bao gồm:
- Làm mềm nước: Loại bỏ các ion canxi và magiê để giảm độ cứng của nước.
- Lọc nước: Loại bỏ các cặn lơ lửng, vi sinh vật và các tạp chất khác khỏi nước.
- Trao đổi ion: Loại bỏ các ion kim loại nặng và các khoáng chất hòa tan khác khỏi nước.
- Thẩm thấu ngược: Loại bỏ hầu hết các khoáng chất và tạp chất khỏi nước, tạo ra nước cấp có độ tinh khiết cao.
- Khử khí: Loại bỏ oxy hòa tan khỏi nước.
Chỉ tiêu rà soát chất lượng nước cấp lò hơi
Việc rà soát chất lượng không chỉ giúp đánh giá tình trạng nước mà còn đảm bảo rằng nước cấp đáp ứng đủ các tiêu chuẩn an toàn và hiệu quả cho hoạt động của lò hơi. Nước cấp không đạt tiêu chuẩn là một trong những nguyên nhân chính gây ra các sự cố lò hơi nguy hiểm như rò rỉ, hỏng hóc, thậm chí nổ lò hơi.
Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp lò hơi
| Số thứ tự | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Chỉ tiêu | Độ pH | TDS | Độ cứng | Clorua |
| Đơn vị | mg/l | mg/l | mg/l | |
| Tiêu chuẩn cấp nước lò hơi | 6.5 / 8.5 | < 500 | < 3 | < 250 |
Tiêu chuẩn chất lượng nước lò
| Số thứ tự | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Chỉ tiêu | Độ pH | TDS | Độ cứng | Fe | Clorua | Photphat | Sunfit |
| Đơn vị | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | |
| Tiêu chuẩn nước | 10.5 / 12 | < 3500 | < 5 | < 4 | < 300 | 30 / 60 | 30 / 70 |
Quy trình kiểm soát, xử lý nước cấp lò hơi
Để đảm bảo rằng nước cấp lò hơi đạt tiêu chuẩn chất lượng và hoạt động hiệu quả, việc kiểm soát và xử lý nước cấp là một bước quan trọng không thể thiếu. Quy trình này không chỉ giúp bảo vệ thiết bị mà còn đảm bảo hiệu suất tối ưu của hệ thống lò hơi.
Giai đoạn xử lý sơ bộ
Nguồn nước cấp cho lò hơi thường là nước sông hoặc nước ngầm. Nước này được bơm vào bể chứa. Bể chứa có nhiệm vụ dự trữ nước cho hệ thống xử lý tiếp theo. Trong quá trình này, nước được xử lý để loại bỏ rác và các chất ô nhiễm. Phương pháp xử lý hóa lý được áp dụng để kết tủa các chất bẩn và khử phèn. Kết quả là nước sạch hơn để tiếp tục vào giai đoạn xử lý tiếp theo.
Giai đoạn xử lý nước cấp lò hơi
Phương thức lắng cặn
Nước từ bể chứa trung gian được bơm vào cột lọc composite. Tại đây, các cặn lơ lửng trong nước được giữ lại. Áp lực từ cột lọc giúp loại bỏ C12 tự do khi nước đi qua lớp than hoạt tính. Phương pháp này giúp loại bỏ hoàn toàn các chất hữu cơ hòa tan.
Phương thức trao đổi cation
Nước tiếp tục qua cột trao đổi cation bậc 1. Các ion dương (Mg2+, Ca2+, Na+) được trao đổi với nhựa R-H, giải phóng H+. Sau đó, nước qua cột trao đổi cation bậc 2 để loại bỏ thêm các ion dương.
Phương thức trao đổi anion
Nước sau đó được đưa vào cột trao đổi anion chứa nhựa R-OH. Các ion âm (SO42-, Cl-, HSiO3-) sẽ chiếm chỗ của OH-, tạo ra OH-. Ion OH- kết hợp với H+ tạo phân tử nước (H2O). Nước tiếp tục qua cột anion bậc 2 để tăng pH gần trung tính.
Cuối cùng, nước đi qua cột trao đổi hỗn hợp chứa nhựa RH và ROH theo tỷ lệ 1:2. Sau quá trình phản ứng, nước sạch được tạo ra. Nước từ bể chứa được dẫn qua hệ thống lọc tinh 0,5µm và qua hệ thống lọc RO để loại bỏ hoàn toàn kim loại và tạp chất, cung cấp nước sạch cho hệ thống nồi hơi.
Kim Thiên Phú đã giới thiệu đến bạn các tiêu chuẩn về nước cấp lò hơi. Hy vọng thông tin trên có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về các yêu cầu chất lượng nước cấp lò hơi để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình sử dụng. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc hay cần tư vấn thêm về quy trình kiểm soát, xử lý nước cấp lò hơi, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi qua hotline 0906 790 638 để được tư vấn hỗ trợ.