Công ty TNHH nồi hơi và thiết bị nhiệt NAM PHÁT kính chào!
Liên hệ: 0963.931.338
I) Lò hơi tầng sôi là gì?
Lò hơi tầng sôi (FB – Fluidized Bed) là một loại lò hơi công nghiệp sử dụng công nghệ tầng sôi cố định để đốt nhiên liệu một cách hiệu quả. Trong hệ thống này, nhiên liệu (sinh khối, than, RDF, bùn thải…) . Được đưa vào buồng đốt, nơi có một lớp “sôi” khi khí cấp được thổi vào từ đáy giúp nhiên liệu trộn đều với không khí. Tăng khả năng tiếp xúc và cháy kiệt, đảm bảo quá trình sinh hơi hiệu suất cao.
Được phát triển và cởi tiến bởi George Babcock và Stephen Wilcox vào những năm 1860 với thiết kế an toàn. Làm việc được ở điều kiện áp suất cao, để có thể đốt đa dạng các loại nhiên liệu. Bao gồm than đá, rác thải và cả biomass (sinh khối).
Hiện nay, lò hơi tầng sôi được bố trí trong các nhà máy sản xuất và được sử dụng như một thiết bị chuyên dụng. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống này đó là chuyển đổi trực tiếp năng lượng hóa học có trong nhiên liệu đốt biomass thành các dạng năng lượng sạch như nhiệt, điện và hơi bão hòa.
Danh mục từ vựng viết tắt thường gặp trên các loại lò hơi tầng sôi:
– AFBC (Atmospheric Fluidized Bed Combustion): Lò hơi tầng sôi bọt;
– BFB (Bubbling Fluidized Bed): Buồng đốt tầng sôi bọt;
– CFBC (Circulating Fluidized Bed Combustion): Lò hơi tầng sôi tuần hoàn;
– PFBC (Pressurize Fluidized Bed Boiler) Lò hơi tầng sôi có áp;
– PA: Primary Air;
– SA: Secondary Air;
II) Cấu tạo lò hơi tầng sôi
1) Hệ thống cấp liệu
Hệ thống cấp liệu của một lò hơi tầng sôi gồm có băng tải, vít, gàu tải… Để giúp vận chuyển nhiên liệu cho quá trình cháy vào buồng đốt.
Thông thường, các dạng vật liệu cấp trước khi cấp vào lò hơi tầng sôi phải đạt độ lớn đồng đều . Theo một tiêu chuẩn nhất định nhằm tạo giúp quá trình đốt cháy được tối ưu. Chẳng hạn, kích thước chuẩn của than đá hay than cám là từ 0 đến 10mm, riêng biomass có kích thước là từ 0 đến 50mm.
Toàn bộ nhiên liệu cháy được đưa vào buồng đốt của lò hơi tầng sôi một cách tự động bằng hệ thống băng tải, gàu tải, vít,…Từ đây, các hạt rắn nhiên liệu đi ra khỏi buồng cấp liệu. Đi đến khu vực dự trữ để có thể đưa trực tiếp vào lò hơi tầng sôi.
Hệ thống cấp liệu trong buồng đốt sẽ được bố trí thêm các bộ phận cảm biến giúp đo lường khối lượng nhiên liệu được cấp vào lò. Điều đó cho phép theo dõi cũng như kiểm soát mức độ tiêu hao nhiên liệu được sử dụng cũng như hiệu suất của lò hơi tầng sôi đốt đa nhiên liệu.
2) Buồng đốt
Về cơ bản, hệ thống buồng đốt lò hơi chứa nhiều nhiên liệu sẽ đốt . Như cát, xỉ, đá vôi, nhiên liệu than, tro,…Khi áp lực không khí tăng lên, lớp chất rắn bắt đầu giãn nở và ở trạng thái lơ lửng.
Chúng chuyển động tự do trong buồng đốt do nhiệt độ không khí và áp suất tăng nhanh. Điều này sẽ tạo ra một lớp sôi (hay tầng sôi) để đáp ứng được quá trình đốt cháy vật liệu.
Bên trong buồng đốt, chiều cao lớp sôi gồm các chất rắn (thường là cát, xỉ, đá vôi, than, đá dolomit,…) . Làm nền trên bề mặt buồng đốt có thể cao từ 120 đến 400mm. Độ dày của lớp sôi được ước tính cao khoảng 0.8 đến 1.2mm và khối lượng trung bình từ 1500 đến 2400kg/m3.
Hơn nữa, người ta thường trộn hạt làm nền với các chất liệu đốt với tỉ lệ từ 1 đến 5%. Nhờ lớp chất nền chiếm tỉ lệ lớn nên có thể giúp buồng đốt giữ nhiệt tốt. Giúp đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu và tận thu triệt để nguồn nhiệt lượng tạo thành. Đồng thời làm giảm lượng phát thải độc hại ra môi trường.
3) Hệ thống cấp gió
Hệ thống cấp gió gồm quạt hút, quạt gió cấp một và gió cấp hai. Trong đó, quạt hút là bộ phận khởi động đầu tiên trong toàn bộ hệ thống cấp gió. Gió cấp một được gia nhiệt trong khi đi qua hệ thống sấy không khí. Rồi từ đó được đưa vào buồng phân phối gió dưới đáy lò.
Bên trong buồng phân phối có nhiều béc-phun. Chúng giúp gió được tản đều khắp buồng đốt giúp quá trình sôi diễn ra đồng đều hơn . Cũng như ngăn các hạt rắn của lớp nền lọt vào buồng cấp gió. Riêng gió cấp hai có nhiệm vụ cung cấp thêm khí cho quá trình cháy diễn ra hiệu quả hơn.
Gió cấp một tạo lớp sôi (Primary Air) được gia nhiệt khi đi qua bộ sấy không khí và đi vào buồng phân phối gió dưới đáy lò. Mặt trên buồng phân phối gió có rất nhiều béc phun . Nhằm phân đều lượng gió cấp ra khắp bề mặt buồng đốt giúp buồng đốt sôi đều.
Các béc phun cũng ngăn các hạt rắn trong lớp sôi lọt vào buồng cấp gió. Thiết kế hệ thống phân phối gió để buồng đốt sôi đều là cực kỳ quan trọng đối với lò tầng sôi.
Ngoài gió cấp 1, gió cấp hai của hệ thống nồi hơi tầng sôi có thể được cấp vào khu vực trống của buồng đốt . Để cung cấp thêm khí oxy để quá trình cháy đạt hiệu quả cao hơn.
4) Bộ sấy không khí
Bộ sấy không khí là một bộ phận quan trọng, được lắp đặt thêm vào bên trong các lò hơi tầng sôi . Để tận dụng triệt để nguồn nhiệt của khói thải và giúp nhiên liệu đốt dể cháy hơn. Thiết bị này giúp tiết kiệm nhiên liệu, giảm chi phí đầu tư cho việc vận hành lò hơi.
5) Hệ thống thải xỉ
Thông thường, một lò hơi sẽ thải rác ở dạng khói và chất rắn. Trong đó, khói hay khí thải bao gồm một số loại như SOx, NOx, COx,…Là dạng xỉ thải có tỉ trọng to lớn trước khi ra ngoài môi trường.
Chính vì vậy mà hệ thống lò hơi tầng sôi thường ưu tiên lắp đặt các thiết bị xử lý khói thải. Còn chất rắn là tất cả các xỉ, tro tự nhiên của nhiên liệu sau khi bị đốt cháy.
Ưu điểm của các lò hơi tầng sôi là sở hữu buồng đốt được vận hành ở nhiệt độ dưới 900 độ C. Chính điều này giúp lò hơi được phát triển giống như một bộ xử lý khí thải hoạt động ở công suất cao.
Điều này đảm bảo cho hệ thống nồi hơi tầng sôi không cần phải lắp đặt các thiết bị đắt tiền . Mà vẫn đảm bảo đáp ứng các thông số về bảo vệ môi trường.
Hệ thống lọc và thải xỉ gồm bộ lọc Cyclone, túi lọc, lọc bụi tĩnh điện cùng thiết bị xử lý khí thải như SOx, NOx,… Các loại xỉ thải với kích thước lớn thường bao gồm các hạt bụi mịn bay theo khói. Khi nó đi ra khỏi buồng đốt được lọc bụi tại bộ hâm nước. Toàn bộ lượng tro vừa lọc sẽ được đưa ra ở phần đuôi lò.
6) Các cụm sinh hơi
Cụm sinh hơi gồm những bộ phận cơ bản . Như : tường nước, ống sinh hơi, ống bức xạ, ống đối lưu, ống quá nhiệt,…Quá trình cấp nước được tuần hoàn từ balong, đi xuống ống góp dưới. Rồi được gia nhiệt đến nhiệt độ bay hơi để trở về balong thông qua ống vách ướt.
Nước tại balong sẽ được tách ra rồi cung cấp đến khách hàng. Còn trong các lò hơi quá nhiệt, hơi nước được tiếp tục sử dụng để cho chạy tua bin hơi.
III)Nguyên lý hoạt động lò hơi tầng sôi
- Đầu tiên, hệ băng tải nhiệu liệu vào trong buồng đốt theo số lượng được căng chỉnh bởi tốc độ hoạt động của hệ thống cấp nhiên liệu.
- Sau đó, diễn ra quá trình cấp nước vào lò hơi tầng sôi và được lưu trữ trong một bồn chứa. Sau đó, nước trong bồn được bơm lên để tràn vào tầng sôi thông qua hệ thống các chùm ống nước.
- Tiếp đến, quá trình dao động giữa các lớp hạt vật chất rắn (nhiên liệu, tro, xỉ) diễn ra. Chúng lơ lửng trong buồng đốt, đạt trạng thái sôi như chất lỏng. Trước khi diễn ra quá trình đốt cháy, người ta cho một luồng gió cấp một với vận tốc đủ lớn đi qua lò từ sàn đáy của buồng đốt. Điều này giúp cho nhiệt độ buồng đốt tăng lên đáng kể.
- Việc cung cấp không khí cho buồng đốt được diễn trơn tru. Quá trình đốt cháy còn khiến các hạt nhiên liệu trở nên nhỏ dần và hòa trộn với lớp xỉ, cát có sẵn để tạo ra một tầng sôi hay lớp đệm nhiên liệu.
- Phần xỉ thải của nồi hơi tầng sôi được thu gom tự động. Riêng phần nhiệt độ khói thải sẽ được tận dụng để gia nhiệt cho không khí lẫn nước cấp vào lò. Sau đó, quạt hút từ bộ lọc bụi sẽ hút khói thải ra ngoài theo đường ống khói.
IV) Đặc Tính Kỹ Thuật Lò Hơi Tầng Sôi
- Công suất sinh hơi: 1:50 tấn hơi/ giờ;
- Nhiệt độ hơi lò đốt: 165 – 250 độ C;
- Áp suất hơi: 5 – 25 bar;
- Hiệu suất cao cho toàn bộ lò hơi tầng sôi: 80 – 90%;
- Hiệu suất cháy: > 90%;
- Tiêu chuẩn phát thải ra môi trường: QCVN 19/2009/BTNMT;
- Quy trình vận hành: Tự động hoàn toàn hoặc bán tự động;
- Nguồn điện cấp: 380 VAC/ 50 Hz/ 3 pha;
- Tiêu chuẩn tính toán, áp suất thiết kế, chế tạo, lắp đặt: Theo ASME và TVCN;
- Nhiện liệu đốt: sinh khối (trấu, mùn cưa, dăm bào, vỏ điều, bã mía,…).
Trên đây là những thông tin về lò hơi tầng sôi đã được Công ty TNHH nồi hơi NAM PHÁT tổng hợp để giúp quý khách hàng có nhiều hiểu biết hơn về công nghệ hiện đại này. Nếu có bất kỳ nhu cầu nào về thiết kế, lắp đặt cũng như vận hành lò hơi tầng sôi. Hãy liên hệ đến NAM PHÁT để được tư vấn và hỗ trợ nhanh chóng, kịp thời và đầy đủ nhất thông qua thông tin liên hệ:
Mọi thông tin liên hệ ;
-
CÔNG TY TNHH NỒI HƠI VÀ THIẾT BỊ NHIỆT NAM PHÁT
Địa chỉ: Số 38, D14, Biconsi, Phường Tân Bình, Thị Xã Dĩ An, Tỉnh Bình Dương
Điện thoại: 0963.931.338 (zalo)
Website: https://noihoinamphat.com
