Nồi hơi công nghiệp

Nồi hơi công nghiệp

Nồi hơi công nghiệp

Nguyên lý và ưu nhược điểm của các phương pháp xử lý dầu trước khi đưa vào đầu đốt

Mục tiêu chính liên quan tới kỹ thuật đốt là phải đốt cháy dầu với các tiêu chí là phải đạt hiệu xuất tốt nhất, đảm bảo an toàn vận hành và giảm thiểu sự ô nhiễm đối với không khí Mục tiêu này chỉ có thể đạt được bằng cách sử dụng các cụm đầu đốt thích hợp và vận hành chúng một cách đúng đắn Chúng ta có thể xếp các nhóm đầu đốt tuỳ theo nguyên lý xử lý dầu trước khi đưa vào đốt bằng phương pháp phân biệt các đầu đốt hoạt động theo cách làm hoá hơi hay phun sương.

1 Nguyên lý của các đầu đốt hoạt động bằng cách làm hoá hơi là: dầu được làm hoá hơi dưới điểm cháy, sau đó hơi dầu đã tạo thành được hoà trộn với không khí cần thiết cho sự cháy và được đốt cháy Các loại đầu đốt kiểu này chỉ sử dụng được với các loại dầu hoá hơi trên nhiệt độ thấp như dầu nhẹ, diesel Các đầu đốt kiểu hoá hơi chỉ dùng trong các lò sưởi dầu của gia đình và các nồi hơi công suất nhỏ.

2 Nhiệm vụ của các đầu đốt dầu hoạt động theo kiểu phun sương là dẫn nhiên liệu vào vùng đốt và cùng lúc phân tán chúng ra thành các hạt sương nhỏ Dầu được phun sương, được hoá hơi bởi nhiệt bức xạ của ngọn lửa, bởi sự truyền nhiệt và bởi nhiệt lượng tuần hoàn trong ngọn lửa Độ lớn của các giọt dầu được phun sương vào khoảng 10 - 200 m, nhưng trong một số trường hợp, các yếu tố phụ thuộc vào chất lượng dầu, vào kiểu phun sương và sự hoạt động của chúng, các giọt dầu lớn hơn cũng có thể xuất hiện trong nhiên liệu được phun sương Tuỳ theo kiểu phun sương mà sự phân bố các kích thước, các hạt sương cũng thay đổi.

3 Yêu cầu cơ bản được đặt ra đối với các đầu đốt là phải đảm bảo một sự phân bố các hạt sương một cách hợp lý, để việc hoá hơi nhanh nhất Ngoài ra, nhiên liệu phải được phân bổ đều đặn trong không khí, chúng ta có thể xếp nhóm các đầu đốt như sau:

A Đầu đốt phun sương bằng không khí (kiểu gió tán sương - air atomizing), có các ưu diểm sau:

- Phun sương mịn, vận tốc tương đối lớn, nên hoà trộn tốt với không khí dùng để đốt cháy.

- Kết cấu đơn giản, không cầu kì mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao.- Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.

- Cần phải trang bị thêm máy nén khí.

B Đầu đốt phun sương bằng hơi bão hoà (hơi nóng tán sương - steam atomizing), có các ưu điểm:

- Dầu tiếp tục được hâm nóng từ hơi dùng để phun sương.

- Kết cấu đơn giản, không cầu kỳ mà vẫn cháy tốt, hiệu suất cao.- Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.

- Chất lượng dầu ảnh hưởng nhiều đến việc đốt cháy.

D Đầu đốt phun sương bằng phương pháp ly tâm (kiểu chén xoay), có các ưu điểm sau:

- Xét về quan điểm hoà trộn với không khí, đây là kiểu có lợi nhất Sự phân bố các hạt sương thừa hơn so với sự phân bố của kiểu phun sương dùng áp lực.

-Không kén dầu, có thể đốt được dầu xấu.Nhược điểm:

-Kết cấu phức tạp, chi tiết đòi hỏi gia công chính xác, chén xoay có vận tốc cao, giá thành cao.

Một đầu đốt dầu tốt đòi hỏi một quá trình đốt cháy hoàn hảo và sự đảm bảo một lượng không khí dư tối thiểu Một quá trình đốt ở trạng thái lý tưởng có một số các điểm lợi quan trọng nhất là:

1 Hiệu suất của nồi hơi được cải thiện bởi sự giảm được lượng khí thải, đồng thời giảm được tổn thất theo đường khí thải và tiếp theo đó là do việc tạo ra ít muội than nên các bề mặt trao đổi nhiệt sạch hơn, tạo sự trao đổi nhiệt tốt hơn.

2 Giảm được lượng các chất thải phóng thích vào môi trường.

3 Do giảm được việc sinh ra axit sulfuric và hạ thấp được điểm sương, nên giảm được sự ăn mòn hoá học.

Để quá trình đốt cháy được hoàn hảo, cần phải đảm bảo được việc hoà trộn tốt giữa dầu và không khí dùng để đốt cháy, ngoại trừ trường hợp dùng khí để phun sương ở tất cả các loại đầu đốt chỉ bắt đầu sau quá trình phun sương.

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, chủ yếu sử dụng các loại đầu đốt chế tạo theo nguyên lý cao áp của nhiều nước khác nhau Các loại đầu đốt này sau thời gian sử dụng bộc lộ rõ các điểm sau:

1/ Do không chú trọng đến hệ thống lọc dầu trước khi vào bơm cao áp, nên thường bị giảm áp làm dầu đốt khó cháy và tiêu hao nhiên liệu tăng lên Việc sửa chữa phục hồi hay thay mới thường có chi phí cao (từ 300 -1.000USD/bơm).

2/ Việc cân chỉnh đầu đốt cao áp trong điều kiện chất lượng dầu không ổn

định thường khó, đòi hỏi nhiều kinh nghiệm Đặc biệt, trong điều kiện chất lượng dầu xấu, đầu đốt cao áp khó đốt cháy.

Một số nhà đầu tư có đủ năng lực tài chính thường chọn loại đầu đốt gió tán sương hay chén xoay - đây là hai kiểu đầu đốt ít kén dầu Tuy vậy, như đã trình bày ở trên, kiểu đầu đốt chén xoay thường có giá thành cao.

Trong trường hợp dầu nặng phổ biến trên thị trường Việt Nam hiện nay, giải pháp dùng gió tán sương là một giải pháp hợp lý với chất lượng phun sương tốt và giá thành có thể chấp nhận được.

Quy trình xử lý sự cố nồi hơi

Trong qúa trình vận hành nồi hơi, nếu công nhân đốt lò thao tác không đúng chỉ dẫn trong quy trình vận hành hay thiếu tinh thần trách nhiệm gây ra những hư hỏng nghiêm trọng ở các bộ phận của nồi hơi hay gây ra những tai nạn cho công nhân đốt lò thì gọi là sự cố nồi hơi

Xem ảnh các kiểu sơ đồ nồi hơi

Trong phần này sẽ giới thiệu một số sự cố điển hình thường thấy ở các nồi hơi, mọi sự cố đều trình bày 3 phần:

- Hiện tượng - Nguyên nhân

- Thao tác xử lý sự cố

Trong thực tế sản xuất có thể gặp những sự cố đặc biệt hơn, phức tạp hơn những sự cố nêu ở đây, khi ấy đòi hỏi công nhân vận hành nồi hơi bình tĩnh nghe ngóng, xác minh những hiện tượng, phán đoán những nguyên nhân để có những thao tác xử lý sự cố một cách kịp thời và chính xác

1 - Cạn nước quá mức

a) Hiện tượng

Trong lúc vận hành nồi hơi, bất thình lình công nhân đốt lò nhìn thấy ống thủy không còn nước, không nhìn thấy vạch ranh giới giữa nửa trắng, nửa đen óng ánh nữa, mà thấy ống thuỷ chỉ là một màu trắng của hơi

Đồng thời, có khi còn thấy kim áp kế tăng lên một chút, nếu áp suất tăng quá quy định thì còn nghê thấy tiếng xì hơi ở van an toàn

Nếu mở cửa cho than thì thấy lửa trong lò cháy mãnh liệt, các tường lò của buồng đốt nóng hơn bình thường

- Do hệ thống ống nước bị tắc, hay bơm mất chân không (bơm ly tâm) mà nước không vào nồi hơi

- Cũng cần chú ý có khi có hiện tượng "mất nước giả tạo", tức là các đường ống nước, hơi thông ra ống thuỷ bị tắc nghẽn, sau khi xả ống thuỷ xong thì không thấy còn nước ở ống thuỷ khi cho ống thuỷ làm việc trở lại, thực ra nước trong nồi hơi còn đủ mức bình thường, nhưng cũng có trường hợp ngược trở lại: cũng do các ống nước, ống hơi ra ống thuỷ bị tắc cả mà mực nước thực tế trong nồi hơi đã xuống thấp quá mức, nhưng mực nước ở ống thuỷ vẫn còn cao, đây là một trường hợp hết sức nguy hiểm Để khắc phục hiện tượng cặn nước giả tạo công nhân đốt lò phải nhìn mức nước ở ống thuỷ lêin tục và phải thường thấy mặt nước trong ống thuỷ rung rinh, lên xuống chút ít, khi thấy mặt nước trong ống thuỷ đứng im lâu, phải kiểm tra mực nước thực tế nồi hơi bằng cách thông rửa ống thuỷ

c) Thao tác

- Trước nhất phải xem xét kỹ ống thuỷ có bị chảy nước không, sau đó kiểm tra mức nước bằng cách "gọi nước", thao tác như sau:

+ Đóng chặt van thông hơi, thông nước ra ống thuỷ

+ Mở van xả đáy ống thuỷ cho thoát hơi, nước trong ống thuỷ thoát ra ngoài, sau đó, nhanh chóng đóng chặt van xả đáy ống thủy lại

+ Từ từ mở van nước ra

Nếu thấy còn lấp ló nước ở mặt kính đáy ống thuỷ là còn khả năng cung cấp nước bổ sung vào nồi hơi, công nhân đốt lò sẽ thao tác tiếp tục như sau: + Tắt ngay quạt gió, quạt khói của nồi hơi, đóng các lá chắn gió ở gầm ghi lò

+ Chạy bơm cấp nước vào nồi hơi, khi mở van cho nước chảy vào nồi hơi phải từ từ, thận trọng, nghe ngóng những tiếng động phía trong lò, chú ý theo dõi mức nước trong ống thuỷ

+ Nếu không có hiện tượng gì bất thường xảy ra thì tiếp tục cung cấp nước đến mức thấp nhất của ống thuỷ (vạch quy định dưới) thì tắt bơm, ngừng cung cấp nước vào nồi hơi Sau đó chừng 5 phút tiếp tục (mở) chạy bơm cung cấp nước vào nồi hơi cho đến mức trung bình của ống thuỷ

Nếu đã kiểm tra mức nước trong nồi hơi bằng cách gọi nước 2 lần mà vẫn không thấy lấp ló mức nước ở đáy ống thủy thì phải mở các vòi kiểm tra mức nước ở đáy ống thuỷ thì phải mở các vòi kiểm tra mức nước của nồi hơi (mở vòi dưới cùng trước, rồi đến vòi ở giữa), nếu cũng không thấy còn vòi nào có nước thì nhanh chóng thao tác ngừng lò sự cố, tuyệt đối không được cung cấp nước vào nồi hơi nữa

Nếu mở vòi thấm nước thấy cho nước, thì phải kiểm tra lại ống thuỷ sáng một lần nữa (vì vòi dưới cùng bố trí cao hơn đáy ống thuỷ một chút mà còn nước, chứng tỏ là ống thuỷ bị hỏng) nếu cần phải thông ống thuỷ

Thao tác ngừng lò khi xảy ra cạn nước nghiêm trọng - Đóng chặt cửa gió, tắt quạt gió

- Cào tro xỉ ra khỏi ghi, hay tăng tốc độ ghi xích gạt tro xỉ xuống hộp tro - Đóng van cấp hơi sang sản xuất

- Mở quạt hút khói ra khỏi lò hơi

- Đóng kín các cửa cho than, các cửa cào tro ở 2 bên sườn lò để cho nồi hơi nguội từ từ tuyệt đối cấm cấp nước lạnh vào nồi hơi suốt trong qúa trình thao tác xử lý sự cố

- Giữ nguyên hiện trường và lập biên bản

2 - Nước đầy quá mức

b) Nguyên nhân

- Do công nhân vận hành nồi hơi sơ suất, không chú ý theo dõi mức nước ống thuỷ khi đang lấy nước vào nồi hơi, quên tắt bản cấp nước, khi nồi hơi đã đủ nước

- Van cấp nước của nồi hơi bị rò rỉ lớn, khi nồi hơi khác lấy nước (lắp chung 1 đường ống nước) thì nước cũng trò qua van cấp nước hỏng đó mà chảy vào nồi hơi cho đến khi đầy nước công nhân đốt lò cũng không biết

- Chú ý, có khi thấy nước ngập hết ống thuỷ (sau khi xả ống thuỷ xong cho ống thuỷ làm việc lại), nhưng không phải sự cố nước, đầy quá mức, mà do đường ống dẫn hơi ra ống thuỷ bị tức, nước trong nồi hơi tràn ra dâng hết các ống thuỷ Trường hợp này phải kiểm tra kỹ mực nước thực tế của nồi hơi bằng vòi kiểm tra mức nước (ống thuỷ tối) từ trên xuống (thường có 2,3 vòi ở gần hệ thống ống thuỷ sáng) đồng thời phải chú ý kim áp kế có hơi xuống không

Ngược lại, có khi nước trong nồi hơi đã đầy thực, nhưng mức nước trong ống thuỷ vẫn bình thường, đó là do đường ống nước thông ra ống thuỷ bị tắc, trường hợp này thường thấy mực nước trong ống thuỷ đứng im không hơi rung rinh, lên xuống

+ Xả van xả đáy nồi, xả từng hồi cho tới khi thấy mức nước ống thuỷ ở mức cao nhất, sẽ tạm ngừng xả

+ Sau đó 3 phút sẽ tiếp tục xả cho mức nước trong nồi hơi xuống mức bình thường

- Nếu hơi cung cấp cho máy tiêu dùng hơi yêu cầu phẩm chất hơi phải khô: chạy tuốc bin hơi, sấy thực phẩm thì có thể phải đóng chặt van hơi chính, ngừng cấp hơi sang sản xuất, xả hơi ra ngoài trời, hoặc kênh van an toàn cho hơi thoát ra ngoài

Khi mức nước đã ổn định, ở mức bình thường và phẩm chất hơi đã tốt, khi ấy lại mở van chính cung cấp hơi sang sản xuất, hạ van an toàn xuống hoặc đóng kín van xả hơi lại

- áp kế chỉ sai, không đúng với áp kế mẫu - Kim áp kế bị rung động trong kh làm việc

- Mặt kính bị mờ, không nhìn thấy mặt đo của áp kế b) Nguyên nhân - và thao tác xử lý

- Mặt kính áp kế bị vỡ (nứt hoặc vỡ tung) là do những nguyên nhân sau đây: + Do áp kế đang nóng, bị nước lạnh đột ngột phun thẳng vào mặt kính

+ Do bị vật gì va dập mạnh vào mặt kính như đầu thang, gạch ngói rơi từ các cửa bắn vào, kìm, cờ lêva vào khi công nhân sửa chữa lò hơi

+ Do khung nén lên mặt kính của áp kế căng quá, khi bị nóng dãn nở ra nên thêm vào mặt kính, thường gây nứt đôi mặt kính

Nếu mặt kính áp kế bị hỏng nhẹ, kính không bị tung ra khỏi khung đỡ, không hở lớn, vấn đề áp kế làm việc bình thường, nhưng phải ghi chép hiện tượng hư hỏng áp kế này vào nhật ký vận hành nồi hơi hay sổ bàn giao ca để khi ngừng lò, tiều tu sẽ thay hoặc chữa áp kế này

Nếu mặt kín hbị hỏng nặng: vỡ toang, rơi hẳn mặt kính ra ngoài, hay còn dính mặt kính ở áp kế, nhưng cản trở đến sự làm việc của kim áp kế, thì phải thay áp kế khác Trình tự thao tác thay áp kế như sau:

+ Vặn van 3 ngả về hướng khóa chặt hơi ra áp kế, để hơi thoát ra ngoài trờ, sau đó vặn van ở 3 ngả về hướng xả nước đọng từ áp kế thoát ra ngoài, sau cùng vặn van 3 ngả về hướng khoá chặt đường hơi từ nồi hơi ra áp kế và ra mặt bích 3 ngả (có thể vặn hơi chếch tay quay đi một chút, hay để nguyên ở vị trí xả nước đóng áp kế ngoài trời)

+ Tháo áp kế cũ ra một cách rất thận trọng, thay tết hay gioăng đệm xong lắp áp kế mới vào

+ Vặn van 3 ngả lấy một ít hơi từ nồi hơi ra sấy áp kế mới, sau 1,2 phút mới mở hết tay vặn cho hơi thông suốt từ nồi hơi áp kế, và để áp kế làm việc, tiếp tục nghe ngóng nửa giờ sau khi thay áp kế mới

Nêu áp kế hỏng nghiêm trọng àm không có áp kế tốt thay thế thì phải ngừng lò (cho phép ngừng lò bình thường) kể cả trường hợp ở nơi tiêu thụ hơi có áp kế tốt cũng phải ngừng lò

- Kim áp kế không trở về số "0" khi đã xả hết hơi trong áp kế, có hai nguyên nhân: một là do van 3 ngả bị tắc, bị lệch lỗ thông hơi làm hơi tỉ trọng áp kế không thoát ra hết được Hai là do bộ phận bên trong của áp kế bị hỏng (thường là: rối tóc, răng khía của trục kim và khung quay bị kênh, gẫy răng, ruột gà kết dàn hồi )

Khi kim áp kế không về số "0" mà do van 3 ngả hỏng hay áp kế hỏng đều phải ngừng lò sự cố để thay áp kế mới Trừ khi trên ống hơi nối từ nồi hơi ra áp kế có đặt van chặn, trường hợp này có thể khoá chặt van này để thay áp kế, thay van 3 ngả tốt vào, nhưng phải biết chắc là van chặn đảm bảo tốt và kín mới tiến hành sửa chữa, thay thế

- Tết hay gioăng ở chân áp kế bị xì hơi mạnh làm áp kế làm việc không chính xác Nguyên nhân là do tết hay gioăng dùng lâu ngày đã bị mục, hỏng, hơi xì ra chân áp kế, hơi lên áp kế có áp suất nhỏ hơn áp suất thực của nồi hơi Khi thấy hiện tượng như vậy, công nhân nồi hơi phải thay thế, gioăng của áp kế, thao tác như khi thay áp kế mới (vặn van 3 ngả về hướng khoá hơi từ nồi hơi ra, chờ áp kế cũ hơi nguội mới thay tết hay gioăng ở chân áp kế, khithao tác nhất thiết phải có găng và kính bảo vệ)

- Áp kế chỉ sai với áp kế mẫu

Thường do hai nguyên nhân: một là do van 3 ngả hỏng (lỗ thông hơi ở ruột và thân van không thông nhau, hơi qua đó ra áp kế bị tiết lưu giảm áp suất), hai là do bộ phận bên tron gáp kế bị hỏng: tóc (cót) bị rối răng khía gẫy hay kênh, các vít hãm, vít điều chỉnh bị long ra Cũng có khi do kim bị xoay trượt với trục cắm kim Tất cả những hư hỏng vừa nói đều có thể dẫn tới những tác hại về mặt an toàn của nồi hơi

Vì vậy, nếu áp kế nồi hơi "sai lệch nhẹ" hơn áp kế mẫu 0,5kg/cm2 thì cho phép dùng áp kế đó đến kỳ tu sửa gần nhất, nhưng không quá 3 tháng Nếu áp kế sai lệch nặng hơn áp kế mẫu, hay nhẹ hơn lò bình thường để thay thế hay sửa chữa van 3 ngả)

Ghi chú: "Sai lệch nhẹ" 0,5kg/cm2 tắc là số chỉ của áp kế nồi hơi hơn số chỉ của áp kế mẫu 0,5kg/cm2, thường gọi là áp kế đo nhẹ hơn áp kế mẫu

- Kim áp kế bị rung động mạnh

Thường là do bộ phận ruột gà (ống co dãn) bên trong áp kế bị hỏng Nếu biên độ rung động của kim quá ±0,5kg/cm2 thì phải thay áp kế tốt, mới Nếu biên độ giao động của kim £ 0,5kg/cm2 thì cho phép áp kế này dùng tới kỳ sửa chữa gần nhất, nhưng không quá 3 tháng

+ ống cong dãn nở (ruột gà) bên trong áp kế bị xì hơi ở thân ống hay đầu mối hàn, làm hơi bay ra phủ kín mặt kính áp kế Trường hợp này phải thay áp kế khác

b) Nguyên nhân

- ống thuỷ bị nóng lạnh đột ngột: khi nồi hơi đang làm việc, nhà lò bị hở, nước mưa bắn vào ống thuỷ, nước phun vệ sinh vô ý phun thẳng vào ống thuỷ, khi thông rửa ống thuỷ xong để lâu mới cho ống thuỷ làm việc lại nhưng không hé mở hơi để sấy nóng ống thuỷ trước 1,2 phút

- Do vặn siết các vòng đệm chèn tết ở 2 đầu ống thuỷ, thân ống thuỷ (đối với ống thuỷ dẹp) khi làm việc ống thuỷ bị dãn nở, các vòng đệm này siết quá chặt ống thuỷ dãn nở không được bị rạn nứt

- Do thùng các mặt thuỷ tinh, ống thuỷ tinh (làn ống thuỷ) kém phẩm chất, không phải là thủy tinh chịu nhiệt độ và chịu áp suất, khi nóng thuỷ tinh bị vỡ

- Do va đập mạnh vật gì vào mặt thủy tinh c) Thao tác

- Phải thận trọng, khẩn trương đóng ngay van thông nước, thông hơi ra ống thuỷ, đề phòng bị hỏng phải dùng găng, kính, ủng và các trang bị cần thiết khác

- Thay ống thuỷ mới, trình tự thao tác như sau:

+ Kiểm tra kỹ càng xem van xả đã mở hết chưa, các van thông hơi, thông nước ra ống thuỷ đã đóng thật kín chưa

+ Nếu là ống thủy kiểu kính dẹp, thì lần lượt mở các bulông, gu dông giữa mặt ống thuỷ ra, lấy mặt kính mới thay vào, thay các gioăng đệm ở gờ đỡ mặt kính, vặn chặt các bulông, gudông để nén mặt kính ống thuỷ vào Sử lại các mũ nắp giữ thân ống thuỷ cho kín và thẳng toàn thân ống thuỷ Cũng có thể mở các mũ lắp lấy toàn thể ống thuỷ xuống, chữa xong, lắp 2 mũ nắp giữ 2 đầu ống thuỷ lại

+ Nếu là ống thuỷ tròn, thì phải mở các mũ nắp (rắc - co) giữ 2 đầu ống thuỷ ra, thay các tết đệm, thay ống thuỷ mới, siết lại các mũ nắp cho ống thuỷ vững chắc, chú ý xoay ống thuỷ các phía thấy tròn đều mới bắt đầu siết 2 mũ nắp, đề phòng bị lệch ống thuỷ tinh, khi siết 2 mũ nắp sẽ vỡ ống thuỷ tinh