Tìm hiểu về nồi hơi tầng sôi và các loại lò hơi tầng sôi phổ biến nhất

Lơi nói đầu

Chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu sâu hơn về Nồi hơi tầng sôi, lò hơi tầng sôi, nêu ra nguyên lý hoạt động, nguyên lý làm việc củng như cấu tạo và phân loại các loại lò hơi tầng sôi ngoài ra chúng ta cùng nhau đi tìm hiểu về ưu nhược điểm và ứng dụng của lò hơi tầng sôi.

1. CÁC ĐỊNH NGHĨA VỀ NỒI HƠI TẦNG SÔI, LÒ HƠI TẦNG SÔI

Nồi hơi tầng sôi có tên gọi khác là lò hơi tầng sôi, chúng là dạng lò hơi mà quá trình đốt cháy nhiên liệu được xảy ra bên trong lớp sôi, để tạo ra nhiệt lượng làm chuyển đổi nước thành hơi bảo hoà cung cấp cho các nhà máy.

Vậy lớp sôi là gì?

Lớp sôi chúng bao gồm cát, đá thạch anh, xỉ lò hơi, chất phụ gia đá vôi (thu hồi khí SOx)…bay lơ lửng bên trong buồng đốt lò hơi do quạt gió cấp 1 đẩy lên từ dưới sàn ghi lò hơi thông qua các béc phun gió lò hơi.

Nhiên liệu đốt nồi hơi tầng sôi, lò hơi tầng sôi bao gồm: Than cám, trấu rời, trấu viên, củi viên, viên nén gỗ, củi băm, rác ngành giấy, nhiên liệu biomass, nhiên liệu sinh khối…

Các định danh viết tắt của các loại lò hơi tầng sôi:

FBC-Fluidized bed combustion, có nghĩa là Lò hơi tầng sôi, Nồi hơi tầng sôi.
AFBC-Atmospheric Fluidised Bed Combustion, có nghĩa là Nồi hơi tầng sôi khí quyển, nồi hơi AFBC
BFBC-Bubbling Fluidised Bed Combustion, có nghĩa là nồi hơi tầng sôi bọt, nồi hơi BFBC
CFBC-Circulating Fluidized Bed Combustion, có nghĩa là nồi hơi tầng sôi tuần hoàn, nồi hơi CFBC
PFCB-Pressurized Fluidized Bed Combustion, có nghĩa là nồi hơi tầng sôi có áp, nồi tầng sôi đốt than phun, nồi hơi PFCB

NỒI HƠI TẦNG SÔI

3.NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA NỒI HƠI TẦNG SÔI, LÒ HƠI TẦNG SÔI

Nguyên lý hoạt động của nồi hơi tầng sôi là quá trình nhiên liệu được đem vào bên trong lớp sôi, chúng được tiếp xúc trực tiếp với lớp sôi đang ở nhiệt độ cao và bốc cháy theo thể tích cùng với lớp sôi trước khi thải ra môi trường theo đường khói.

Lớp sôi có vai trò truyền nhiệt và giúp nhiên liệu cháy theo thể tích một cách nhanh nhất, hiệu quả nhất.

SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ NỒI HƠI TẦNG SÔI

4.CẤU TẠO NỒI HƠI TẦNG SÔI TRONG CÔNG NGHIỆP

Nồi hơi tầng sôi bao gồm 5 bộ phận chính:

Hệ thống cấp liệu nồi hơi tầng sôi
Buồng đốt nồi hơi tầng sôi và Hệ thống thải xỉ nồi hơi tầng sôi
Cụm sinh hơi nồi hơi tầng sôi
Bộ tiết kiếm nhiên liệu nồi hơi tầng sôi (Economizer)
Hệ thống xử lý khói thải nồi hơi tầng sôi

4.1 Hệ thống cấp liệu nồi hơi tầng sôi

Hệ thống cấp liệu nồi hơi tầng sôi có nhiệm vụ chế biến và vận chuyển nhiên liệu vào buồng đốt nồi hơi tầng sôi.

Hệ thống cấp liệu bao gồm: Máy nghiền, máy xay, máy ép, máy đóng phá đống, băng tải, gàu tải, vít tải liệu, chúng giữ vai trò quan trọng trong việc chế biến nhiên liệu thô thành nhiên liệu tinh, phù hợp với nhiên liệu đốt lò hơi tầng sôi.

4.2 Buồng đốt nồi hơi tầng sôi

Buồng đốt nồi hơi tầng sôi đóng vai trò tiếp nhận nhiên liệu đốt và đốt cháy nhiên liệu tại đây, nhằm cung cấp nhiệt cho cụm sinh hơi.

Buồng đốt nồi hơi tầng sôi bao gồm các thiết bị như: Quạt gió cấp 1, quạt gió cấp 2 có thể có cả gió cấp 3, hệ thống hộp gió, hệ thống thải xỉ và ghi nồi hơi tầng sôi.

4.3 Cụm sinh hơi Nồi hơi tầng sôi

Cụm sinh hơi Nồi hơi tầng sôi cũng giống như các loại lò hơi thông thường khác, chúng đóng vai trò hấp thụ và truyền dẩn nhiệt cho nước trong lò nhằm chuyển đổi lượng nước này thành hơi bảo hoà.

Cụm sinh hơi được làm từ thép tấm chịu nhiệt A515, A516 và ống đúc chịu nhiệt A106 Grb, chúng bao gồm các thiết bị như thân lò hơi, thân lò hơi ống lò ống lửa, ba balon hơi…

4.4 Bộ tiết kiệm nhiên liệu nồi hơi tầng sôi (Economizer)

Bộ tiết kiếm nhiên liệu nồi hơi tầng sôi (Economizer) bao gồm hai thiết bị: Bộ hâm nước nồi hơi tầng sôi và Bộ sấy không khí nồi hơi tấng sôi, chúng giúp lò hơi tiết kiệm nhiên liệu.

4.5 Hệ thống xử lý khói thải nồi hơi tầng sôi

Hệ thống xử lý khói thải nồi hơi tầng sôi bao gồm các thiết bị chính như: Bộ xử lý bụi cyclone đa cấp, hệ thống lọc bụi tĩnh điện, hệ thống lọc bụi túi vải, hệ thống xử lý bụi venturi, hệ thống xử lý khí thải bằng hoá chất và quạt hút cùng vơi ống khói.

Hệ thống xử lý khói thải lò hơi tầng sôi có nhiệm vụ lọc bui, thu giữ các chất (NOx, SOx...) nguy hại tới môi trường và đồng thời đem khói nóng lên cao tránh các trường hợp gây mất an toàn khi vận hành nồi hơi tầng sôi.

CẤU TẠO NỒI HƠI TẦNG SÔI - FBC

5. CÁC LOẠI NỒI HƠI TẦNG SÔI, LÒ HƠI TẦNG SÔI

5.1 Nồi hơi tầng sôi khí quyển, nồi hơi tầng sôi bọt.

Nồi hơi tầng sôi khí quyển hay nồi hơi tầng sôi bọt, nồi hơi hơi tầng sôi dường cố định thì chúng đều là một và có tên tiếng anh Atmospheric Fluidised Bed Combustion (AFBC)

5.1.1 Nồi hơi tầng sôi khí quyển là gì? Nồi hơi tầng sôi bọt là gì?

Nồi hơi tầng sôi khí quyển (nồi hơi tầng sôi bọt) là dạng lò hơi mà nhiên liệu được đốt cháy theo thể tích cùng với lớp sôi ngay bên trong buồng đốt, tuy nhiên lò hơi tầng sôi bọt không có chế độ hồi phần tro chưa cháy kiệt về lại buồng đốt mà chúng được thải ra môi trường thông qua bộ xử lý bụi.

5.1.2 Đặc điểm Nồi hơi tầng sôi bọt -BFBC

Lò hơi tầng sôi bọt có lớp sôi giao động từ 1,3-3,5 m/s.
Lò hơi tầng sôi bọt có nhiên liệu đốt thường có kích thước từ 0-10 mm
Lò hơi tầng sôi bọt phần nhiên lệu chưa cháy hết không được hồi về buồng đốt để đốt lại mà được thải ra môi trường
Lò hơi tầng sôi bọt không tiết kiệm bằng lò hơi tầng sôi tuần hoàn nhưng tiết kiệm nhiên liệu hơn so với lò hơi thông thường
Chi phí đầu tư cao hơn lò hơi thông thường

5.2 Nồi hơi tầng sôi tuần hoàn, Lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Lò hơi tuần hoàn (CFBC) đúng như tên gọi của nó là có khả năng hồi tro về lại buồng đốt để đốt lại. Lò hơi tuần hoàn có tên tiếng anh là Circulating Fluidized Bed Combustion-CFBC

5.2.1 Nồi hơi tầng sôi tuần hoàn là gì?

Nồi hơi tầng sôi tuần hoàn là dạng lò hơi mà nhiên liệu được cháy thể tích cùng với lớp sôi ở trong buồng đốt. Phần nhiệt và tro bụi sinh ra sau khi gia nhiệt cho cụm sinh hơi thì đi theo đường khói thoát ra ngoài, trong đó có một phần nhiên liệu cháy chưa kiệt trộn lẩn với tro, bụi được cyclone thu hồi đem về buồng đốt cháy lại.

Nồi hơi tầng sôi tuần hoàn được thiết kế để khắc phục các nhược điểm của lò hơi tầng sôi khí quyển-AFBC (lò hơi tầng sôi bọt-BFBC).

5.2.2 Đặc điểm lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFBC

Nồi hơi tuần hoàn (CFBC) có tốc độ lớp sôi 3.5-8.5 m/s, cao hơn nhiều so với lớp sôi của lò hơi tầng sôi bọt BFBC là 1.3-3.5 m/s
Nhiên liệu đốt có kích thước 5-10 mm lớn hơn so với lò hơi tầng sôi bọt BFBC (giảm được chi phí nghiền nhiên liệu)
Nhiên liệu được tiếp xúc với lớp sôi với tốc độ nhanh hơn, dài hơn và nhiều hơn so với lò hơi tầng sôi khí quyển (AFBC) do lớp sôi được thổi lên với tốc độ cao hơn, nhanh hơn so với lò hơi tầng sôi khí quyển.
Tiết kiệm được nhiên liệu và chi phí hơn lò hơi tầng sôi bọt BFBC.
Tiết kiệm được chi phí nghiền nhiên liệu rắn.
Lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFBC có chi phí đầu tư cao hơn lò hơi tầng sôi khí quyển AFBC.

NỒI HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN

5.3 Nồi hơi tầng sôi có áp, nồi tầng sôi đốt than phun

Nồi hơi tầng sôi có áp, nồi hơi tầng sôi đốt than phun chúng có tên tiếng anh là: Pressurized Fluidized Bed Combustion-PFCB.

5.3.1 Nồi hơi tầng sôi có áp là gì? Nồi hơi đốt than phun là gì?

Nồi hơi tầng sôi có áp là dạng lò hơi tuần hoàn nhưng phần lớp sôi thường được khí nén ở 12-15bar đẩy lên cao hơn nhiều so với lò hơi tuần hoàn, ngoài ra phần than cấp vào lò thường bằng phương áp phun nên nó còn được gọi với tên khác nữa là nồi hơi tầng sôi đốt than phun.

5.3.2 Đặc điểm của nồi hơi tầng sôi có áp, nồi hơi đốt than phun

Nồi hơi tầng sôi có áp (PFBC) có quá trình đốt cháy diễn ra ở áp suất rất cao khoảng 12-15 Kg/cm2.
Lò hơi tầng sôi đốt có áp (PFCB) nhiên liệu cháy ở mọi tầng tuỳ theo tầng kích thước nhiên liệu.
Lò hơi tầng sôi có áp PFBC thông thường được thiết kế để chạy tua bin trong nhà máy nhiệt điện, với công suất từ 50Mw - 1000 Mw.

5.3.3 Các dạng nồi hơi đốt than phun, nồi hơi tầng sôi có áp phổ biến.

Nồi hơi tầng sôi dưới tới hạn (Sub-Critical viết tắt Sub-C), áp suất dưới 221 Bar hay 22.1 Mpa
Nồi hơi tầng sôi siêu tới hạn (Supercritical viết tắt SC), áp suất từ 221-240 Bar hay 22.1-24 Mpa
Nồi hơi tầng sôi trên siêu tới hạn (Ultra-Supercritical viết tắt USC), áp suất trên 240 Bar hay 24 Mpa

NỒI HƠI TẦNG SÔI ĐỐT THAN PHUN

5.4 Nồi hơi tầng sôi đốt than cám

Nồi hơi tầng sôi đốt than cám có nhiên liệu đốt là than cám, than cám indo chúng được thiết kế rất đa dạng để phù hợp với nhiên liệu đốt và kinh phí đầu tư.
Nồi hơi tầng sôi đốt than cám có thể thiết kế theo kiểu nồi hơi tầng sôi bọt, nồi hơi tầng sôi tuần hoàn, nồi hơi tầng sôi đốt than phun
Nồi hơi tầng sôi đốt than cám có thể thiết kế với công suất lớn nên hầu hết nhà máy nhiệt điện được thiết kế với nồi hơi tầng sôi đốt than.
Nồi hơi tầng sôi đốt than cám giảm phát thải khí NOx và có thể thu hồi được khí SOx thông qua đá vôi.

5.5 Nồi hơi tầng sôi đốt biomass

Nồi hơi tầng sôi Biomass là dạng nồi hơi sử dụng nhiên liệu biomass, nhiên liệu sinh khối như: Viên nén trấu, viên nén gỗ, củi trấu rơi, củi mùn cua, dăm bào, gỗ băm, bã mía, bã coffee… để làm chất đốt cho lò hơi.
Chính vì thế nồi hơi tầng sôi biomass ở Việt Nam được biết đến với các tên khác như: Lò hơi tầng sôi đốt trấu rời, lò hơi tầng sôi đốt trấu viên, lò hơi tầng sôi đốt trấu xay, lò hơi tầng sôi đốt viên nén gỗ, lò hơi tầng sôi đốt dăm bào, mùn cưa, lò hơi tầng sôi đốt bã mía, lò hơi tầng sôi đốt củi băm...
Nồi hơi tầng sôi biomass thường được thiết kế với công suất không quá lớn chỉ từ 2 tân/h - 100 tấn/h.
Nhiên liệu đốt nồi hơi tầng sôi biomass bao gồm: Viên nén trấu, viên nén gỗ, củi trấu rời, củi mùn cưa, dăm bào, củi băm…
Nồi hơi biomass tiết kiệm chi phí do nguồn nhiên liệu tại việt nam dồi dào, giá rẻ.
Nồi hơi tầng sôi đốt biomass cho ra khí thải môi trường dễ xử lý, không gây ôi nhiểm
Nồi hơi biomass phụ thuộc vào đặc tính nhiên liệu theo vùng miền và theo nghành nghề.

NỒI HƠI TẦNG SÔI ĐỐT SINH KHỐI, BIOMASS

6. ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM NỒI HƠI TẦNG SÔI FBC

6.1 Ưu điểm nồi hơi tầng sôi FBC

Nhiên liệu đốt linh hoạt bao gồm biomass, than, phế thải công nghiệp, nông nghiệp.
Khả năng phát thải khí oxit nitric (NOx) thấp và ít đóng xỉ do nhiệt độ buồng đốt kiểm soát ở 700-800 °C.
Thu hồi khí SOx dễ dàng nhờ chất đốt phụ gia đá vôi (canxi cacbonat-CaCO3) hoặc Dolamite CaMg(CO3)2 .
Tiết kiệm nhiên liệu, hiệu suất cháy cao nhờ vào việc cháy thể tích.
Lắp đặt nhỏ gọn , tiêu tốn ít mặt bằng
Phản ứng nhanh khi tải biến động

6.2 Nhược điểm lò hơi tầng sôi FBC

Làm mòn ống gia nhiệt trong lớp sôi do lớp sôi chuyển động lên xuống liên tục.
Đôi lúc phân bố nhiệt trong buồng đốt không đều do ghi lò bị tắc nghẽn.
Thời gian khởi động lò lâu do phải làm nóng lớp sôi.
Nồi hơi FBC công suất lớn thường phải có hệ thống đốt phụ như đầu đốt gas, dầu hay khí biomass để làm nóng lớp sôi.
Nồi hơi tầng sôi FBC công suất lớn cần phải có nhiều điểm bỏ liệu để đảm bảo liệu được phân bổ đều
Nồi hơi tầng sôi FBC phụ thuộc vào phụ tải tối thiểu để chạy lò, phụ tải nhỏ nhất thường nằm ở mức 25-35 % công suất lò hơi.

7. ỨNG DỤNG NỒI HƠI TẦNG SÔI FBC TRONG CÔNG NGHIỆP.

Ứng dụng lò hơi tầng sôi, nồi hơi tầng sôi FBC trong nghành sản xuất điện
Ứng dụng nồi hơi tầng sôi, lò hơi tầng sôi FBC trong ngành sản xuất nước uống, nước giải khát, bia, bánh, kẹo, sữa…
Ứng dụng lò hơi tầng sôi, nồi hơi tầng sôi FBC trong nghành may mặc, dệt nhuộm
Ứng dụng nồi hơi tầng sôi, lò hơi tầng sôi FBC trong nghành thức ăn chăn nuôi gia súc
Ứng dụng nồi hơi tầng sôi, lò hơi tầng sôi FBC trong nhành sản xuất giấy
Ứng dụng lò hơi tầng sôi, nồi hơi tầng sôi FBC trong nhành sản xuất mía đường.
Ứng dụng lò hơi tầng sôi, nồi hơi tầng sôi FBC trong nhành sản xuất giấy

8. ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT NỒI HƠI TẦNG SÔI FBC-NỒI HƠI DIM BOILER

Đặc tính kỹ thuật nồi hơi tầng sôi FBC
Công suất sinh hơi: 1-150 Tấn hơi/ giờ.
Áp suất hơi: 5 Bar - 40 Bar.
Nhiệt độ hơi bảo hoà: 158.92°C - 251.94°C.
Hiệu suất lò hơi tầng sôi: 85% - 90%.
Nhiện liệu đốt: Than cám, biomass, sinh khối (Trấu rời, trấu viên, viên nén gỗ, củi băm, mùn cưa, dăm bào, vỏ điều, bã mía,…).
Tiêu hao nhiên liệu: 140kg (than cám, viên nén)/ tấn hơi; 180 kg trấu/ tấn hơi; 170 kg mùn cưa/ tấn hơi.
Tiêu chuẩn áp dụng: ASME và TVCN.
Tiêu chuẩn khí thải, nước thải: QCVN 19/2009/BTNMT.
Quy trình vận hành: Tự động hoàn toàn hoặc bán tự động.
Nguồn điện cấp: 3pha, 380 VAC/ 50 Hz

9. DIM BOILER CÔNG TY HÀNG ĐẦU VỀ NỔI HƠI TẦNG SÔI-FBC

9.1 DIM BOILER hướng đến giá trị phát triển bền vững

Dim boiler mong muốn xây dựng một ngành năng lượng xanh, sạch và phát triển bền vững không chỉ ở Việt Nam mà dành cho toàn cầu, vì thế Dim boiler đã phát triển dòng lò hơi tầng sôi với tư cách là dẩn đầu thị trường về công nghệ đốt lò hơi tầng sôi ở khả năng tiết kiệm nhiên liệu và thu hồi, kiểm soát khí NOx, SOx trước khi thải ra môi trường.

Dim boiler không ngừng nghiên cứu phát triển lò hơi tầng sôi làm sao lò hơi tầng sôi có giá thành rẽ hơn nữa mang lại cho khách hàng thêm sự lựa chọn cho công nghệ đốt lò hơi trong doanh nghiệp của mình.

Lò hơi tầng sôi là giải pháp tốt nhất cho quý doanh nghiệp mong muốn chuyển đổi xanh chuỗi sản xuất và hướng đến phát triển bền vững.

9.2 Kinh nghiệm về ứng dụng Lò hơi tầng sôi FBC trong sản xuất DIM BOILER

Dim boiler từng chế tạo, lắp đặt, vận hành và chuyển giao công nghệ lò hơi tầng sôi thành công cho nhiều dự án, một trong số đó phải kế đến các dự án lò hơi tầng sôi như sau:

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn đốt than cám cho hệ thống sản xuất gang tay cao su, công ty Cổ Phần Đại Nam của bà Nguyễn Phương Hằng và ông Huỳnh Uy Dũng.

Lò hơi tầng sôi đốt trấu rời 3 tấn/h cho công ty TNHH MTV Bê Tông Phan Vũ Long An.

Lò hơi tầng sôi đốt viên nén gỗ 6 tấn/h cho công ty sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc ADM Bình Dương.

Lò hơi tầng sôi đốt củi băm gỗ 4 tấn/h cho công ty sản xuất thức ăn chăn nuôi gia súc ADM Hà Nam.

Lò hơi tầng sôi đốt bã coffee kết hợp với viên nén 12 tấn/h cho công ty coffee Trần Quang.

Trên đây là những thông tin tổng quát nhất về lò hơi tầng sôi FBC mà CÔNG TY CỔ PHẦN DIM đã tổng hợp. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào về Lò hơi tầng sôi FBC hay các bạn có nhu cầu về tư vấn, thiết kế, lắp đặt, vận hành lò hơi tầng sôi FBC thì hãy liên hệ đến Dim boiler, chúng tôi sẽ không làm các bạn phải thất vọng.

Thông tin liên hệ:

P. Kỹ thuật: 0909.70.99.88 (Gặp Mr. Bách)

P. Kinh doanh : 0977.252.155 - Emai: [email protected] (Gặp Mr. Hiệu)

Trong kỳ tiếp theo chúng ta sẽ tìm hiểu sâu hơn về "Lò hơi tuần hoàn-CFBC", một công nghệ lò hơi tầng sôi phổ biến nhất và tiết kiệm nhất trong các loại lò hơi.

Mời bạn đọc đón xem!