Phân loại lò tầng sôi dạng tuần hoàn giúp bạn đọc hiểu chi tiết từng loại hệ thống lò. Mỗi loại hệ thống sẽ có những đặc điểm, phù hợp với những nhu cầu khác nhau. Chính vì vậy, bài viết này HAV hy vọng sẽ cung cấp thêm thông tin và giúp các chủ doanh nghiệp có thêm căn cứ để lựa chọn lò đốt phù hợp nhu cầu.
- 1 Tiêu Chí Phân Loại Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn
- 2 Tìm Hiểu Về Hệ Thống Lò Tầng Sôi
- 3 Phân Loại Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn
- 4 Phân Loại Lò Tầng Sôi DạngTuần Hoàn Theo Hệ Thống Xử Lý Khí Thải
- 5 Nhóm Hot Cyclone
- 6 Nhóm Cold Cyclone
- 7 Nhóm Tự Tuần Hoàn
- 8 So Sánh Tổng Hợp
- 9 Phân Loại Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn Theo Số Bao Hơi
- 10 Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn 1 Bao Hơi
- 11 Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn 2 Bao Hơi
- 12 So Sánh Tổng Hợp
- 13 Kết Luận
Tiêu Chí Phân Loại Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn
Tìm Hiểu Về Hệ Thống Lò Tầng Sôi
Trước khi đi vào phân loại chi tiết, chúng ta cần biết rằng lò hơi tầng sôi về cơ bản sẽ có hai loại được chia dựa trên áp suất làm việc.
- Lò tầng sôi làm việc ở áp suất khí quyển (tên viết tắt là AFBC)
- Lò tầng sôi làm việc ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển (tên viết tắt là PFBC). Loại lò tầng sôi này ra đời sau này và ít phổ biến hơn nên trong bài phân tích HAV chỉ tập trung vào loại 1 – lò AFBC
Lưu ý lò AFBC là tên gọi chung cho cả ba loại lò sau:
- Lò tầng sôi sủi bọt
- Lò tầng sôi rối
- Lò tầng sôi tuần hoàn
Và trong bài phân tích này chúng ta chỉ tập trung loại lò tầng sôi tuần hoàn mà thôi.
Phân Loại Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn
Không có một tiêu chuẩn phân loại lò hơi tầng sôi tuần hoàn tiêu chuẩn vì đây là một phức hợp các thiết bị cùng hoạt động. Dưới mỗi góc nhìn sẽ có những cách phân loại khác nhau. Trong bài này, HAV sẽ phân loại dựa trên 2 góc nhìn sau
- Phân loại lò tầng sôi tuần hoàn theo hệ thống xử lý khí thải
- Phân loại lò tầng sôi tuần hoàn theo hệ thống buồng đốt thân lò
Phân Loại Lò Tầng Sôi DạngTuần Hoàn Theo Hệ Thống Xử Lý Khí Thải
Nhóm Hot Cyclone
Hot cyclone (cyclone nóng) chỉ cho cách bố trí cyclone nằm ngay sau buồng đốt nên khi khói rời buồng đốt còn nhiệt độ cao (thường khoảng 850-900°C). Tại đây cyclone tách hạt rắn khỏi dòng khói rồi tuần hoàn lại buồng đốt thông quá thiết bị tuần hoàn. Phần khói sau khi xử lý sẽ được cho qua bộ trao đổi nhiệt.
Đặc Điểm Hot Cyclone
Vận tốc khí cao trung bình từ 4,5-6 m/s. Trường hợp đăc biệt có thể lên đến 10m/s
Buồng đốt (vùng bức xạ) thường không bố trí chùm ống sinh hơi ở pass 1, phần lớn việc thu nhiệt do vách ống nước đảm nhiệm.
Cyclone chịu nhiệt độ cao nên thường được nhà máy bố trí thêm hệ thống sinh hơi ở xung quanh cyclone hoặc xây lớp gạch cách nhiệt dày hơn để đảm bảo an toàn thiết bị
Phân Loại Theo Nhóm Hot Cyclone
- Lò compact: uồng đốt, cyclone, đường hồi liệu và bộ trao đổi nhiệt tích hợp thành một khối gọn. Khái niệm này gắn với Foster Wheeler (nay thuộc Sumitomo SHI FW)
- Lò non-compact: Các bộ phận tách rời ra
Nhóm Cold Cyclone
Cold Cyclone (cyclone nguội) được bố trí phía sau chùm ống trao đổi nhiệt. Dòng khói khi đi qua thiết bị này đã dùng để sinh hơi nên nhiệt độ thấp hơn nhiều so với cyclone nóng (khoảng 400-500°C). Nhóm này có tên thương mại là Circofluid.
Đặc Điểm Kỹ Thuật
Vận tốc khí thấp khoảng 3,5-4,5 m/s để tránh mài mòn.
Cyclone có thiết kế đơn giản hơn vì nhiệt độ khói thấp nên không cần lớp vật liêuj chịu nhiệt dày
Không dùng bộ trao đổi nhiệt bên ngoài vì nhiệt đã được thu hồi ở thiết bị phía trước cyclone
Chiều cao lò thường thấp hơn các cấu hình khác.
Bảng Thông Số Thiết Kế Tham Khảo
| Thiết bị | Thông số | Giá trị tham khảo |
| Buồng đốt | Vận tốc khí tầng sôi ở tải lớn nhất | 3,5-4,5 m/s |
| Nhiệt độ lớp sôi | 800-900°C | |
| Không khí thừa ở tải lớn nhất | 18-25% | |
| Chiều cao lớp sôi khi giãn nở (buồng đốt dưới) | 1,2-1,4 m | |
| Chiều cao mặt thoáng | 15-17 m | |
| Thời gian lưu | 3,5-5 s | |
| Dòng khói | Hàm lượng bụi trong khói | 1-2 kg/Nm³ |
| Vận tốc khói ở pass 1 (buồng đốt trên) | dưới 5 m/s | |
| Nhiệt độ khói vào cyclone | 400-500°C | |
| Cấu hình khác | Khởi động | Máy phát khói nóng (HGG) hoặc đầu đốt gắn dưới lớp sôi, nối với hộp gió sơ cấp |
| Vách bao quanh pass 2 | Thép carbon, không cần vách ướt |
So Sánh Hot Cyclone Và Cold Cyclone
| Tiêu chí | Hot cyclone | Cold Cylone |
| Nhiệt độ khói vào cyclone | Khoảng 850-900°C | Khoảng 400-500°C |
| Lớp chịu lửa cyclone | Dày, hoặc vách ướt kết hợp | Đơn giản hơn |
| Vận tốc khí tầng sôi | Khoảng 4,5-6 m/s | Khoảng 3,5-4,5 m/s |
| Chùm ống trong buồng đốt (pass 1) | Thường không có | Có |
| FBHE | Có thể có | Không dùng |
| Chiều cao lò | Cao hơn | Thấp hơn |
| Rủi ro chính | Bảo trì lớp chịu lửa cyclone | Mài mòn chùm ống trong vùng khói chứa hạt |
Nhóm Tự Tuần Hoàn
Nhóm tự tuần hoàn là cấu hình khác biệt nhất trong các lò tầng sôi tuần hoàn và trên thực tế ít phổ biến hơn hai loại còn lại. Điểm đặc trưng là các hạt rắn được tách và thu hồi ngay trong buồng đốt bằng các thành tách bụi dạng U (U-beam) thay vì dùng Cyclone như hai nhóm trên.
Nguyên Lý Hoạt Đồng
Dãy thanh U-beam được đặt trên đường đi của dòng khói ở pass 1. Khi khói mang hạt đi qua, hạt va vào thanh, mất động năng và rơi trở lại vùng buồng đốt.
Nhờ vậy, phần lớn lượng hạt được tuần hoàn nội bộ ngay trong pass 1 mà không cần đi qua cyclone. Phần hạt mịn lọt qua U-beam sẽ được thu hồi tiếp bằng một tầng lọc thứ cấp phía sau.
Đặc Điểm Kỹ Thuật
Bố trì theo phương ngang nên lò chiếm diện tích hơn
Khói ra đuôi lò có nhiệt độ thấp
Chùm ống trao đổi nhiệt được U-beam che chắn, nên ít bị mài mòn hơn so với các cấu hình Cyclone nóng và nguội
So Sánh Tổng Hợp
| Tiêu chí | Hot cyclone | Cold cyclone (Circofluid) | Tự tuần hoàn |
|---|---|---|---|
| Bộ phân ly chính | Cyclone nhiệt độ cao | Cyclone nhiệt độ thấp, sau chùm ống | Thanh U-beam trong buồng đốt |
| Bộ lọc thứ cấp | Thường không cần | Không cần | Multicyclone |
| Nhiệt độ khói vào bộ phân ly | Khoảng 850-900°C | Khoảng 400-500°C | Cao (vùng pass 1) |
| Bố trí lò | Đứng | Đứng, thấp hơn | Ngang |
| Mặt bằng / chiều cao | Cao, mặt bằng nhỏ hơn | Thấp hơn hot cyclone | Mặt bằng lớn, chiều cao thấp |
| Bảo trì trọng tâm | Lớp chịu lửa cyclone | Chống mài mòn chùm ống | Thay thế U-beam định kỳ |
| Mức phổ biến | Phổ biến | Ít hơn | Ít gặp |
Phân Loại Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn Theo Số Bao Hơi
Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn 1 Bao Hơi
Lò tầng sôi dạng tuần hoàn 1 bao hơi hay 1 balong là cấu hình 1 bao hơi duy nhất đảm nhiệm việc tách hơi khỏi nước trong chu trình sinh hơi. Đây không phải là một công nghệ đốt riêng biệt mà là cách bố trí hệ thống bao hơi trong lò tầng sôi
Nguyên Lý Hoạt Động
Nước từ bao hơi chảy xuống theo ống xuống, rồi đi vào ống tường nước quanh buồng đốt.
Tại đây nước nóng lên và một phần hóa hơi, nên nhẹ hơn và tự nổi ngược về bao hơi.
Nhờ chênh lệch trọng lượng này, nước lưu thông theo vòng kín mà thường không cần bơm (tuần hoàn tự nhiên).
Về đến bao hơi, hơi được tách ra để đưa sang bộ quá nhiệt, còn nước ở lại, được bổ sung nước cấp và tiếp tục vòng mới.
Lò Tầng Sôi Dạng Tuần Hoàn 2 Bao Hơi
Lò tầng sôi 2 bao hơi (2 balong) trong cấu hình sẽ có hai bao hơi đặt ở trên và ở dưới.
Bao hơi trên tách hơi khỏi nước giữ hơi khô rồi đưa qua thiết bị bộ quá nhiệt
Bao hơi dưới chứa phần lớn nước tuần hoàn để cặn bùn lắng xuống
Nguyên Lý Hoạt Động
Nước cấp vào hệ thống, đi qua các ống nối giữa hai bao và ống tường nước để nhận nhiệt từ buồng đốt. Một phần nước hóa hơi, hỗn hợp hơi-nước đi lên bao hơi. Tại đây hơi được tách ra, còn nước ở lại và tiếp tục vòng tuần hoàn.
So Sánh Tổng Hợp
| Tiêu chí | 1 balong | 2 balong |
|---|---|---|
| Số bao | Một bao hơi | Bao hơi trên + bao nước/bùn dưới |
| Xả cặn | Tập trung ở hệ thống ống xuống/ống góp | Có bao bùn riêng để gom và xả |
| Kết cấu | Gọn hơn | Phức tạp hơn |
| Phù hợp | Cần cấu hình gọn, chi phí hợp lý | Cần kiểm soát cặn và chất lượng nước tốt hơn |
Kết Luận
Không có cấu hình nào tốt nhất cho mọi trường hợp, mỗi lựa chọn cần phải đánh giá dựa trên tài chính và nhu cầu của từng nhà máy. Nếu doanh nghiệp vẫn còn chưa xác định được loại nào sẽ phù hợp với nhà máy của mình, có thể liên hệ những nhà cung cấp lò hơi tầng sôi uy tín để được tư vấn chi tiết hơn.
