Nồi hơi (Boiler) là gì?

Nồi hơi công nghiệp (hay còn gọi là lò hơi công nghiệp) – có tên tiếng anh là Steam Boiler. Nồi hơi công nghiệp là thiết bị cung cấp nhiệt, hơi nước nóng cho hoạt động của các cơ sở kinh doanh, xí nghiệp, công ty,… thậm chí là cả khu công nghiệp lớn.

Lò hơi công nghiệp thường được dùng để phục vụ các ngành công nghiệp thường xuyên phải sử dụng đến nhiệt như: dệt , nhuộm, may mặc, giặt là, sấy, hóa chất, chế biến thực phẩm,… Ngoài ra, hệ thống nồi hơi còn được lắp đặt ở các khu nghỉ dưỡng, resort, chuyên cung cấp nhiệt cho phòng xông hơi, massage,…

Người ta thường dùng nước làm nguyên liệu truyền nhiệt bởi nước dễ kiếm và giá thành lại rẻ. Khi nước được đun sôi thành hơi, thể tích của nó sẽ tăng khoảng 1600 lần, tạo ra lực nổ như thuốc súng. 

Vì thế, muốn sử dụng lò hơi, các công ty cần chuẩn bị hệ thống đường ống thật bền, có khả năng chịu, nhiệt, chịu áp suất lớn. Bởi lẽ, nếu đường ống quá kém sẽ dẫn tới cáu cặn đường ống, đường ống nhanh hỏng,… thậm chí là nổ đường ống (nếu quá kém)

Cấu tạo lò hơi công nghiệp

Hệ thống lò hơi công nghiệp là hệ thống làm nóng nước độc lập, có nhiều loại khác nhau. Mặc dù nồi hơi công nghiệp có nhiều thiết kế khác nhau nhưng một nồi hơi (Boiler) thì chắc chắn sẽ có 9 bộ phận như sau:

1. Đầu đốt – đầu đốt là khu vực mà không khí trộn lẫn với nguồn nhiên liệu cháy
2. Buồng đốt – đây là buồng đốt nhiên liệu. Trong quá trình đốt nóng, nhiệt độ sẽ được truyền đến bộ trao đổi nhiệt. Buồng đốt có thể đạt đến nhiệt độ vài trăm độ.
3. Bộ trao đổi nhiệt – bộ trao đổi nhiệt cho phép nhiệt từ buồng đốt chuyển đến để làm nóng và đun sôi nước.
4. Aquastats – Đây là bộ phận cảm biến. Nó sẽ cảm nhận được nhiệt độ trong lò hơi và báo cho đầu đốt biết khi nào bắt đầu đốt hoặc dừng lại.
5. Bể mở rộng – bể mở rộng là bể nằm bên ngoài lò hơi cho nhiệm vụ bảo vệ hệ thống lò hơi tránh bị áp lực quá mức
6. Van chảy ngược – đây là thiết bị an toàn, chỉ cho phép nước chảy theo một hướng nhất định
7. Bơm tuần hoàn – Bơm tuần hoàn có tác dụng đẩy nước nóng qua đường ống và đến các bộ phận khác nhau trong lò hơi.
8. Đường cung – đường cung là đường ống dẫn nước nóng hoặc hơi đến các điểm phân phối.
9. Các dòng trở lại – Khi nước hoặc hơi nước nguội đi, đường ống này sẽ đẩy nước nguội về lò hơi để làm nóng lại.

Các loại nồi hơi công nghiệp thường dùng ở Việt Nam

1. Nồi hơi công nghiệp điện

Trong thời kỳ công nghiệp hóa hiện đại hóa như hiện nay, có một số nhà máy, xí nghiệp đã thay thế lò hơi đốt than, củi, trấu bằng lò hơi điện công nghiệp nhằm đáp ứng đủ nhu cầu lượng nhiệt cho các hoạt động trong công ty. Không giống như các loại lò hơi thông thường, lò hơi điện công nghiệp sử dụng 100% nguyên liệu là điện, do đó nó đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường, an toàn sức khỏe cho người lao động.

Ngoài ra, lò hơi điện còn có nhiều đặc điểm ưu việt so với các lò hơi khác như:

• Kích thước nhỏ gọn, không chiếm nhiều diện tích
• Vận hành an toàn và có độ bền, tuổi thọ cao
• Không gây tiếng ồn, ô nhiễm môi trường
• Hiệu suất nhiệt cao
• Hệ thống điều khiển lò hơi (nồi hơi) tự động và an toàn
• Vỏ bọc lò hơi chống bứt xạ nhiệt, do đó nồi hơi sẽ giảm thất thoát nhiệt cao, giảm truyền nhiệt và bức xạ nhiệt xung quanh

Vì thế, lò hơi điện công nghiệp luôn là sự lựa chọng hàng đầu của nhiều doanh nghiệp, nhà máy sản xuất. Đặc biệt là những nhà máy sản xuất bánh gạo, bia rượu, quần áo, thực phẩm,…

2. Hệ thống lò hơi công nghiệp tầng sôi

Lò hơi tầng sôi hoạt động nhờ quá trình nhiên liệu được đưa vào trong lớp sôi, gặp nhiệt độ cao và tự bốc cháy. Lớp sôi là lớp vật liệu bao gồm: Cát, đá, xỉ chuyển động lên xuống do gió tạo thành. Gió không chỉ có tác dụng di chuyển lớp vật liệu mà còn có chức năng cung cấp oxi cho quá trình cháy.

Lò hơi tầng sôi được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp. Đặc biệt tại các công ty có xu hướng bảo về môi trường vì lò hơi tần sôi vừa tiết kiệm chi phí sản xuất, vừa không gây hại cho môi trường

Hệ thống buồng đốt tầng sôi bao gồm 2 loại chính: 

• Hệ thống buồn đốt lò hơi tầng sôi không tuần hoàn
• Hệ thống lò hơi tần sôi tuần hoàn

Ưu điểm của lò hơi tầng sôi:

• Công nghệ chế tạo lò hơi theo tiêu chuẩn và thiết kế của Đức
• Tính toán, thiết kế, chế tạo, lắp đặt và vận hành theo tiêu chuẩn ASME
• Có khả năng hoạt động tự động và liên tục như một lò dầu FO
• Tiết liệm nhiên liệu tối đa trong quá trình vận hành
• Dễ dàng vận hành và sửa chữa 
• Hiệu suất lò hơi đến 87%

Nhược điểm: Có thể nói rằng, lò hơi tầng sôi là một trong những loại lò hơi được ứng dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp nhờ khả năng tiết kiệm chi phí sản xuất, không gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, giá thành để lắp đặt lò hơi tầng sôi thì khá tốn kém và nó chiếm khá nhiều diện tích của nhà máy.

3. Nồi hơi đốt củi 

Lò hơi đốt củi là thiết bị dùng củi, gỗ để đun sôi nước và tạo ra hơi nhiệt phục vụ cho mọi nhu cầu trong công nghiệp. Đây là thiết bị đốt củi nên nó sẽ được trang bị đầy đủ hệ thống lọc bụi cũng như bộ lọc dạng túi và bộ lọc tĩnh điện. Nhằm đảm bảo hạn chế tối đa khói thải ra môi trường.

Hiện nay, lò hơi đốt củi vẫn được khá nhiều nhà máy sử dụng bởi nó thích hợp với nhiều loại nhiên liệu mà các nguồn nhiên liệu này cũng rất rẻ, dễ tìm. Ngoài ra, hiệu suất của lò hơi đốt củi có thể đạt đến 90%, luôn đảm bảo cung cấp hơi và nhiệt ổn định cho mọi hoạt động của nhà máy.

4. Hệ thống lò hơi đốt than

Với nguyên liệu chính là than cục, lò hơi đốt than được rất nhiều nhà máy, xí nghiệp sử dụng. Đặc biệt là những nhà máy cần sử dụng nhiều hơi như sấy, nhuộm, dệt may, thực phẩm, nước giải khát, thủy sản,…

Ngoài những ứng dụng trong công nghiệp, lò hơi đốt than còn được ứng dụng trong những dịch vụ, thương mại như bể bơi bón mùa, hệ thống nước nóng cho khu vui chơi và nhà hàng, khách sạn, trường học, hệ thống xông hơi, massage,…

Ngoài những loại lò hơi bên trên, bên ngoài thị trường còn rất nhiều loại nồi hơi công nghiệp như: Lò hơi đốt dầu, lò hơi đốt trấu, lò hơi đốt vải vụn, lò hơi đốt gas,…

Nguyên lý hoạt động chung của nồi hơi

Nhìn qua lò hơi rất phức tạp, có nhiều bộ phận nhưng nguyên lý làm việc của nó lại khá đơn giản. Mọi hoạt động của lò hơi đều có chung mục đích đó là làm nước nóng, tạo nhiệt phục vụ cho các nhu cầu trong công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi là khi nước cấp được bơm hút tuần hoàn vào bể chứa và nồi hơi. Bộ phận cung cấp nhiệt sẽ đốt nhiên liệu cho tới khi nguồn nhiệt đạt tới khoảng 2000 độ C mới dừng lại. Lúc này, nước bốc hơi tạo thành hơi nóng và được đưa qua các đường ống để cung cấp nhiệt cho các thiết bị. Sau giai đoạn này, hơi nóng sẽ biến mất và ngưng tụ thành nước. Nước sẽ được đưa quay trở về bể chứa nước cấp lò hơi.

Các loại nhiên liệu được lò hơi sử dụng

Đốt cháy là quá trình vô cùng quan trọng để tạo ra nguồn nhiệt. Để có nhiệt, chúng ta cần sử dụng những nguyên liệu, vật liệu đốt. Nhiều lò hơi công nghiệp được thiết kế để đốt cháy một loại nhiên liệu cụ thể, cũng có nhiều loại lò hơi có thể dùng nhiều nguyên liệu khác nhau.

Và dưới đây sẽ là một số nguyên liệu được dùng trong lò hơi:

– Than: Than là nguồn nhiên liệu phổ biến hiện nay. Trong quá trình đốt nồi hơi công nghiệp, than sẽ được nghiền thành bột và sau  đó đốt trong lò hơi. Nhiệt độ trong lò hơi sẽ giúp nước chuyển đổi thành hơi nước, rồi hơi nước được sử dụng để quay tuabin và làm hoạt động các hệ thống trong công ty.

– Điện: điện có thể sử dụng như một nguồn nhiệt, bằng cách dùng các cuộn dây điện trở hoặc đơn vị điện cực. Điện trong lò hơi thường được sử dụng trong mục đích thương mại. Tuy nhiên, dùng điện trong lò hơi có yêu cầu cực cao về chất lượng nguồn nước và độ dẫn điện.

– Khí đốt: Một số hệ thống lò hơi, nồi hơi công nghiệp cũng sử dụng một trong hai loại Propan hoặc các khí thiên nhiên.

Ngoài các nguyên liệu đốt lò hơi bên trên, các bạn có thể sử dụng than củi, trấu, giấy vụn, xăng dầu,..

Ứng dụng của lò hơi trong công nghiệp

Nồi hơi là một trong những thiết bị không thế thiếu trong mỗi nhà máy, xí nghiệp sản xuất. Vậy tại sao nó lại quan trọng đến như vậy? Cùng theo dõi những ứng dụng của nồi hơi để có đáp án nhé:

– Nồi hơi được dùng trong hế thống bếp nấu công nghiệp bằng hơi. Để nấu cơm cho hàng nghìn người trong một nhà máy, người ta phải nhờ đến sự hỗ trợ của các loại hồi hơi cho hệ thống công nghiệp.

– Nồi hơi phục vụ cho mọi nhu cầu trong các ngành công nhiệp như sấy, dệt may, chế biến thực phẩm, sản xuất nước giải khát, rượu bia, chế biến thủy hải sản,…

– Cũng trong công nghiệp, nồi hơi còn làm nhiệm vụ cung cấp nhiệt cho một số thiết bị máy móc cần lượng nhiệt lớn để vận hành.

– Ngoài ra, nồi hơi còn được ứng dụng trong hệ thống trị liệu, phục hồi chức năng cho người bệnh bị mất cảm giác vận động,…