Bạn đang tìm hiểu về lò dầu tải điện ghi xích nhưng chưa rõ nó hoạt động như thế nào, có những ưu nhược điểm gì? Đây là một trong những hệ thống cung cấp nhiệt phổ biến trong ngành công nghiệp nhờ khả năng vận hành ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và phù hợp với nhiều loại nguyên liệu đốt.
Vậy lò dầu tải điện ghi xích có gì đặc biệt? Nó mang lại lợi ích gì và liệu có nhược điểm nào cần lưu ý? Cùng khám phá ngay trong bài viết này!
LÒ DẦU TẢI NHIỆT GHI XÍCH LÀ GÌ?
Lò dầu tải nhiệt ghi xích hay còn gọi là lò dầu truyền nhiệt sử dụng buồng đốt kiểu ghi xích để đốt nhiên liệu, năng lượng sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu sẽ gia nhiệt cho dầu truyền nhiệt, nhiệt độ dầu sau gia nhiệt có thể lên đến 400oC.
Dầu sau gia nhiệt sẽ được đưa đến các thiết bị sử dụng nhiệt trong sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, trong công nghiệp, lò dầu tải nhiệt chỉ sử dụng cho các hệ thống trao đổi nhiệt gián tiếp, nghĩa là dầu sẽ đi qua các bộ trao đổi nhiệt tại thiết bị dùng nhiệt sau đó được đưa trở về lò dầu để gia nhiệt lên lại, như vậy dầu sẽ đi tuần hoàn thành một chu trình khép kín. Lò dầu tải nhiệt ghi xích trong công nghiệp có thể đạt công suất lên đến 18 GCal/giờ.
CẤU TẠO LÒ DẦU TẢI ĐIỆN GHI XÍCH
Một hệ thống lò dầu tải nhiệt ghi xích sẽ bao gồm các thiết bị chính như sau:
– Hệ thống cấp liệu;
– Buồng đốt;
– Thân lò dầu;
– Bộ sấy không khí và hệ thống cấp gió;
– Hệ thống xử lý khí thải;
– Hệ thống thu gom tro xỉ;
– Bơm dầu tuần hoàn;
– Hệ thống bồn dầu chứa và bồn dầu giãn nở.
a. Hệ cấp nhiên liệu vào lò:
Hệ cấp liệu bao gồm các thiết bị như xe xúc, phễu chứa nhiên liệu, gàu tải, băng tải, vít tải… được bố trí điều khiển một cách linh động, định lượng và tự động để cấp nhiên liệu cho lò dầu tải nhiệt. Ngoài ra, hệ cấp liệu còn được trang bị thêm cân khối lượng để xác định lượng nhiên liệu tiêu hao cho lò dầu tải nhiệt.
b. Buồng đốt ghi xích:
Buồng đốt ghi xích sẽ có một phễu cấp liệu phía trước để chứa nhiên liệu, nhiên liệu trong phễu sẽ được rải đều bề mặt ghi, ghi xích sẽ có hai trục phía trước và phía sau để giữ cho ghi chuyển động. Trong quá trình vận hành, ghi xích sẽ được kéo bởi một hộp giảm tốc đặt ở trục trước, khi ghi chuyển động, nhiên liệu sẽ dần dần được đưa vào buồng đốt và cháy trong khu vực buồng đốt, nhiên liệu sau khi cháy kiệt sẽ còn lại tro xỉ, tro xỉ sẽ được đưa về phía đuôi lò và rơi xuống hố chứa xỉ phía cuối buồng đốt. Năng lượng sinh ra trong buồng đốt sẽ dẫn lên phía trên thân lò dầu để gia nhiệt cho dầu.
Nhiên liệu để có thể cháy được trên ghi cần phải có gió, gió sẽ được cấp vào từ phía sau buồng đốt và đi vào phía dưới ghi, ghi được thiết kế có các khe gió để gió có thể đi từ phí dưới lên và tiếp xúc với nhiên liệu và ngọn lửa để cháy.
c. Thân lò dầu tải nhiệt
Thân lò dầu được đặt phía trên buồng đốt, được cấu tạo từ các ống trao đổi nhiệt, dầu sẽ đi trong ống, khói nóng có nhiệt độ cao sinh ra từ buồng đốt sẽ đi qua các chùm ống trao đổi nhiệt này, dầu bên trong sẽ nhận nhiệt và được gia nhiệt nóng dần lên đến nhiệt độ yêu cầu. Ống trao đổi nhiệt trong thân lò dầu được chia là hai phần, ống trao đổi nhiệt bức xạ và ống trao đổi nhiệt đối lưu.
Khói nóng từ buồng đốt sẽ có nhiệt độ rất cao sẽ đi vào vùng ống trao đổi nhiệt bức xạ trước (vì khi khói có nhiệt độ cao sẽ có hệ số trao đổi nhiệt bức xạ chiếm phần lớn), sau khi ra khỏi vùng ống trao đổi nhiệt bức xạ, nhiệt độ khói sẽ giảm xuống và đi vào vùng ống trao đổi nhiệt đối lưu (lúc này nhiệt độ khói đã giảm đi nhiều nên hệ số trao đổi nhiệt đối lưu sẽ chiếm phần lớn), khói nóng sau khi trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho dầu sẽ giảm dần nhiệt độ và đi ra ngoài.
Đối với thân lò dầu, khi thiết kế và vận hành cần phải đảm bảo được vận tốc dầu trong ống, đây là một thông số cực kỳ quan trọng quyết định đến tuổi thọ của dầu truyền nhiệt và thân lò dầu. Đối với từng loại dầu truyền nhiệt, sẽ có yêu cầu nhiệt độ màng tối đa cho phép, nghĩa là nhiệt độ dầu tại màng ống sẽ không được vượt qua nhiệt độ này, dẫn đến vận tộc dầu không được quá thấp sẽ làm cho dầu đi chậm lại và nhiệt độ dầu tại màng ống sẽ vượt quá mức cho phép làm cho hư dầu, nếu bị nghiêm trọng dầu sẽ bị quá nhiệt và sinh ra cặn carbon bám vào thành ống, lâu ngày sẽ gây nghẹt dẫn đến ống bị quá nhiệt, bể ống và xì dầu vào buồng đốt, dầu gặp lửa sẽ bị cháy và vô cùng khó mà dập tắt được nên sẽ vô cùng nguy hiểm.
Tuy nhiên nếu thiết kế vận tốc dầu quá cao sẽ dẫn đến làm tăng trở lực dẫn đến phải chọn bơm có cột áp bơm và công suất bơm cao hơn, dẫn đến tăng chi phí đầu tư cũng như điện khi vận hành. Như vậy, cần phải đảm bảo thiết kế vận tốc dầu trong ống đối lưu và bức xạ phù hợp để đảm vận hành và tiết kiệm chi phí.
d. Bộ sấy không khí và hệ thống cấp gió.
Hệ thống cấp gió là một hệ thống vô cùng cần thiết vì không có nhiên liệu nào cháy mà không cần oxy. Không khí ngoài trời được gia nhiệt nóng lên và đưa vào buồng đốt để cung cấp oxy cho quá trình cháy. Một hệ thống cấp gió điển hình cho buồng đốt ghi xích bao gồm quạt cấp và bộ sấy không khí.
Quạt sẽ lấy không khí ngoài trời đưa vào bộ sấy không khí, bộ sấy không khí được đặt phía sau đuôi thân lò dầu, là một thiết bị trao đổi nhiệt giữa khói thải sau khi ra khỏi lò dầu và không khí cấp vào buồng đốt, mục đích của bộ sấy không khí này để tận dụng năng lượng còn dư thừa trong khói chuyển sang cho gió cấp vào lò để quá trình cháy được diễn ra dễ dàng hơn, tăng hiệu suất của hệ thống và giảm lượng nhiên liệu cấp vào buồng đốt.
Gió cấp sau khi ra khỏi bộ sấy không khí khoảng 100 oC đến 150 oC, nhiệt độ gió cấp này không nên thiết kế quá cao vì có thể làm giảm đến tuổi thọ của buồng đốt và ghi.
e. Hệ thống xử lý khí thải
Hệ thống xử lý khí thải là một hệ thống quan trọng, có chức năng xử lý khói thải đạt các tiêu chuẩn khắc khe về môi trường trước khi thải ra ngoài môi trường. Tùy vào từng loại nhiên liệu mà có thể áp dụng các phương pháp xử lý khác nhau. Đối với lò dầu tải nhiệt ghi xích, thường có các phương án xử lý khí thải như lọc bụi túi, lọc bụi tĩnh điện hoặc ventury kết hợp với tháp lọc khô và tháp lọc ướt. Việc lựa chọn các phương pháp xử lý phù hợp phụ thuộc vào tiêu chuẩn môi trường, nhu cầu của khách hàng và diện tích mặt bằng để có thể chọn được phương pháp xử lý phù hợp.
Một hệ thống xử lý điển hình của lò dầu tải nhiệt ghi xích bao gồm các thiết bị sau:
• Si lô: Sử dụng nguyên lý ly tâm để thu hồi các hạt bụi có kích thước lớn.
• Lọc bụi túi, lọc bụi tĩnh điện hoặc ventury kết hợp các tháp lọc khô và tháp lọc ướt: có chức năng thu hồi các hạt bụi mịn, có kích thước nhỏ.
f. Hệ thống khói – gió
Quạt hút có chức năng hút khói từ trong lò dầu qua hệ thống xử lý khí thải và thổi ra ống khói, quạt hút còn có một chức năng quan trọng là duy trì áp suất trong buồng đốt luôn âm, để buồng đốt không bị phì lửa hoặc khói ra ngoài buồng đốt, đảm bảo an toàn khi vận hành.
Ống khói: khói thải sau khi đã xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường sẽ được quạt hút thải ra ống khói, tuy nhiên khói thải tại ống khói còn khá cao, khoảng 100 oC nên cần có ống khói để đưa lên cao và thải ra môi trường, đảm bảo được khói nóng phát thải ra ngoài sẽ có được không gian để hạ nhiệt độ và đảm bảo nhiệt độ khu vực xung quanh không quá cao.
g. Hệ thống thu hồi tro xỉ
Bất kì nhiên liệu nào sau khi đốt sẽ còn lại tro xỉ, phần lớn xỉ sẽ được thải ra phía cuối buồng đốt, xuống một hố chứa nước vì xỉ đuôi lò còn rất nóng nên cần có nước để làm nguội, xỉ phía đuôi lò sau khi làm nguội sẽ được một băng cào xỉ kéo lên đưa ra ngoài. Ngoài xỉ phía đuôi lò, một lượng tro sẽ bị cuốn theo khói và được thu gom tại các hệ thống xử lý khí thải phía sau. Việc thiết kế một hệ thống tro xỉ tùy thuộc vào lượng tro xỉ cần thu gom, vị trí mặt bằng để thiết kế cho phù hợp. Với các hệ thống nhỏ, lượng tro xỉ ít nên có thể dùng bao hoặc xe xúc để thu gom, tuy nhiên với các hệ thống lớn, lượng tro xỉ quá nhiều, việc thu gom bằng bao hay xe xúc sẽ không còn phù hợp, cần nhiều nhân công thu gom, lúc này một hệ thống thu gom xỉ tự động về kho chứa xỉ sẽ phù hợp và kinh tế hơn.
h. Cụm bơm dầu tuần hoàn
Bơm dầu tuần hoàn có chức năng vận chuyển dầu từ lò dầu đến thiết bị dùng nhiệt và hút trở lại về bơm rồi bơm lại vào lò dầu để gia nhiệt tiếp tục, tạo thành một vòng tuần hoàn khép kín. Việc tính toán chọn bơm dầu tuần hoàn vô cùng quan trọng, phụ thuộc vào loại dầu truyền nhiệt, nhiệt độ làm việc, lưu lượng dầu và trở lực của hệ thống. Việc chọn bơm dầu nhỏ quá sẽ không đảm bảo lưu lượng dầu cho hệ thống, dầu không đủ qua lò gây đến cháy dầu và hư dầu, lưu lượng dầu không đủ sẽ khiến cho các thiết bị sử dụng nhiệt vận hành không đúng thông số.
Việc chọn bơm dầu có lưu lượng quá lớn sẽ làm tăng trở lực hệ thống, tăng công suất mô tơ gây lãng phí điện khi vận hành (do công suất bơm dầu thường chiếm tỷ trọng khá lớn trong hệ thống điện vận hành). Như vậy việc cho bơm dầu tuần hoàn cần phải phù hợp để đảm bảo hệ thống hoạt động và tiếp kiệm được chi phí vận hành ở mức phù hợp nhất.
i. Hệ thống bồn dầu chứa và bồn dãn nở
Với hệ thống lò dầu, bồn dầu giãn nở sẽ được đặt phía trên cao nhất của hệ thống để đảm bảo dầu trong hệ thống lúc nào cũng được điền đầy. Khi chưa khởi động lò, dầu truyền nhiệt được điền đầy vào trong hệ thống lò dầu, đường ống và các thiết bị sử dụng nhiệt, lúc đó dầu còn nguội và mức dầu trên bồn dầu giãn nở sẽ thấp nhất. Khi buồng đốt được nung nóng gia nhiệt dầu của hệ thống lên đến điểm làm việc, dầu sẽ giãn nở và được đưa về bồn dầu giãn nở và chứa trong đó. Thể tích bồn dầu giãn nở phải thiết kế sao cho có thể chứa được lượng dầu giãn nở này.
Bồn chứa thường sẽ được đặt dưới đất, thông thường khi vận hành bồn dầu chứa chỉ chứa rất ít hoặc không chứa dầu vì lượng dầu đảm bảo cho hệ thống hoạt động đã được chứa ở bồn dầu giãn nở. Chức năng chính của bồn dầu chứa là để chứa dầu khi hệ thống lò dầu cần được sửa chữa, dầu cần phải được thu gom về bồn dầu chứa để sử dụng lại. Lượng dầu truyền nhiệt trong hệ thống thường rất lớn nên phải thiết kế thể tích bồn dầu chứa đảm bảo khi có nhu cầu sửa chữa các cụm thiết bị trong hệ thống thì có thể rút dầu về.
Nguyên lý hoạt động của lò dầu tải nhiệt ghi xích
Nhiên liệu được hệ cấp liệu đưa vào phễu chứa liệu phía trước buồng đốt, ghi xích sẽ tiến hành đưa nhiên liệu vào phía trong buồng đốt, đồng thời quạt cấp sẽ chạy để cấp gió vào buồng đốt để đốt nhiên liệu. Nhiên liệu cháy sinh ra khói nóng có nhiệt độ cao và đưa lên thân lò dầu. Trong thân lò dầu là các ống trao đổi nhiệt, dầu sẽ đi phía trong ống, khói nóng từ buồng đốt phía bên ngoài ống sẽ gia nhiệt cho dầu bên trong. Sau qua trình gia nhiệt, khói nóng sẽ mất dần nhiệt năng và được quạt hút ra đuôi lò vào bộ sấy không khí.
Khói nóng vào bộ sấy không khí để gia nhiệt cho gió cấp vào buồng đốt, gió cấp được gia nhiệt nóng lên khi cấp vào buồng đốt sẽ làm cho quá trình cháy nhiên liệu được dễ dàng và tăng hiệu suất hệ thống. Khói nóng sau khi ra khỏi bộ sấy không khí sẽ vào hệ thống xử lý khí thải để xử lý đạt tiêu chuẩn môi trường và được quạt hút thổi ra ngoài ống khói.
Về phần dầu, dầu nguội từ thiết bị sử dụng nhiệt được bơm dầu tuần hoàn hút về và đưa vào thân lò dầu gia nhiệt nóng lên, cấp trở lại thiết bị sử dụng nhiệt. Trong đường ống dầu sẽ có thêm đường tách khí tự động, đường tách khí có chức năng tách khí trong hệ thống ra ngoài, đặc biệt khi dầu chưa có trong hệ thống và cấp dầu vào thì sẽ phải chạy một thời gian để tách khí. Ngoài ra còn có đường châm dầu vào hệ thống, nhiệm vụ của đường này là để cấp dầu vào hệ thống, đồng thời đường châm dầy này sẽ đảm bảo cho dầu trong hệ thống luôn được điền đầy và vận hành ổn định.
Hệ thu gom tro xỉ tùy theo từng loại nhiên liệu và lượng tro xỉ cần thu gom sẽ có những thiết kế phù hợp, nhiên liệu sau khi cháy sẽ tạo ra tro xỉ, một phần lớn tro xỉ có khối lượng lớn sẽ được thu gom bằng băng cào xỉ phía đuôi lò. Phần tro xỉ nhẹ sẽ bị cuốn bay theo khói ra ngoài bộ sấy không khí, hệ xử lý khí thải và được thu gom lại ở những thiết bị này.
ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM CỦA LÒ DẦU TẢI NHIỆT GHI XÍCH
1. Ưu điểm:
• Cấu tạo đơn giản, vận hành dễ dàng, chi phí bảo trì thấp, không tiêu tốn hóa chất xử lý.
• Nhiệt độ dầu làm việc có thể lên đến 400 oC với áp suất thấp, phù hợp với các hệ thống sử dụng nhiệt độ cao, chi phí cho thiết bị áp suất thấp sẽ rẻ hơn.
• Không gây ăn mòn ống trao đổi nhiệt trong lò dầu, tuổi thọ lò dầu sẽ cao hơn.
• Lò dầu tải nhiệt được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và được dùng để thay thế lò hơi công nghiệp vì lò dầu tải nhiệt có thể cung cấp được nhiệt độ cao, trong khi đó lò hơi công nghiệp để cung cấp được nhiệt độ cao sẽ cần áp suất rất lớn hoặc phải thiết kế bộ quá nhiệt để nâng nhiệt độ hơi lên cao nên sẽ tốn kém nhiều chi phí.
• Thích hợp đốt các loại nhiên liệu rắn có kích thước to, cỡ hạt lớn lên đến 50mm, nhiên liệu đốt đa dạng: than cám, củi băm, trấu viên, củi viên, trấu rời…
2. Nhược điểm
• Lò dầu thường vận hành ở nhiệt độ cao nên việc thiết kế và chọn thiết bị phải đảm bảo an toàn cho người vận hành và cho hệ thống.
• Dầu truyền nhiệt khi sử dụng phải định kì 6 tháng lấy mẫu kiểm tra để đánh giá dầu còn sử dụng được hay không. Nếu thiết kế và vận hành hợp lý, dầu truyền nhiệt sẽ có tuổi thọ lâu dài.
• Chi phí cho dầu truyền nhiệt khá cao.
• Vận hành lò dầu tải nhiệt sẽ nguy hiểm hơn, nên người vận hành phải được đào tạo để đáp ứng đầy đủ kỹ thuật khi vận hành.
Qua bài viết này chúng tôi mong rằng các bạn đã được cung cấp một cái nhìn tổng quan và có thêm hiểu biết thêm về nguyên lý hoạt động cũng như ưu nhiệt điểm của hệ thống lò dầu tải nhiệt. Trong chủ đề kế tiếp chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cách thức hoạt động của hệ thống lò hơi tầng sôi như thế nào.
Ứng dụng của lò dầu tải nhiệt ghi xích
Lò dầu tải nhiệt ghi xích được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp nhờ khả năng cung cấp nhiệt ổn định, hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí vận hành. Dưới đây là một số lĩnh vực ứng dụng phổ biến:
1. Ngành sản xuất hóa chất
Trong sản xuất hóa chất, nhiều quy trình yêu cầu nhiệt độ cao và ổn định để đảm bảo phản ứng diễn ra chính xác. Lò dầu tải nhiệt giúp cung cấp nhiệt cho các bồn gia nhiệt, hệ thống chưng cất, sấy khô hóa chất và nhiều công đoạn khác mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
2. Ngành chế biến thực phẩm
Nhiệt độ ổn định là yếu tố quan trọng trong chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong các dây chuyền sản xuất dầu ăn, sữa bột, đường, tinh bột và thực phẩm đóng hộp. Lò dầu tải nhiệt giúp duy trì nhiệt lượng chính xác mà không làm biến đổi chất lượng thực phẩm.
3. Ngành dệt nhuộm
Trong sản xuất dệt may, nhiệt độ cao cần thiết cho quá trình nhuộm, sấy vải, ép vải và hoàn thiện sản phẩm. Lò dầu tải nhiệt ghi xích cung cấp nguồn nhiệt đồng đều giúp tối ưu hóa năng suất và giảm chi phí vận hành.
4. Ngành sản xuất gỗ và giấy
Quá trình sấy gỗ, ép gỗ công nghiệp và sản xuất giấy đòi hỏi lượng nhiệt lớn để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng. Lò dầu tải nhiệt giúp duy trì nhiệt độ sấy ổn định, giảm hao hụt năng lượng và tăng tuổi thọ thiết bị.
5. Ngành nhựa và cao su
Lò dầu tải nhiệt được sử dụng để cung cấp nhiệt cho quá trình đùn nhựa, ép khuôn cao su, sấy khô nguyên liệu và sản xuất các sản phẩm từ polymer. Nhờ cơ chế trao đổi nhiệt gián tiếp, dầu truyền nhiệt giúp duy trì môi trường làm việc an toàn và hiệu quả.
6. Ngành sản xuất vật liệu xây dựng
Trong sản xuất xi măng, gạch men, gốm sứ và vật liệu xây dựng khác, lò dầu tải nhiệt giúp kiểm soát quá trình nung, sấy khô và gia nhiệt, đảm bảo chất lượng thành phẩm đạt tiêu chuẩn cao nhất.
Nhờ tính linh hoạt và hiệu suất vượt trội, lò dầu tải nhiệt ghi xích ngày càng được ứng dụng rộng rãi, giúp doanh nghiệp tối ưu hóa chi phí sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.
