Lò hơi ống lửa : Khái niệm, cấu tạo, nguyên lý hoạt động

Trong các hệ thống sinh hơi phục vụ sản xuất công nghiệp, lò hơi ống lửa là một trong những loại thiết bị được sử dụng phổ biến nhờ thiết kế đơn giản, dễ vận hành và chi phí đầu tư hợp lý. Bài viết dưới đây của Green Boiler sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm, cấu tạo nồi hơi ống lửa, cũng như nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và những ứng dụng thực tế trong các ngành sản xuất hiện nay.

Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động của lò hơi ống lửa

Giới thiệu tổng quan lò hơi ống lửa

Lò hơi ống lửa là một trong những thiết bị sinh hơi phổ biến trong công nghiệp nhờ thiết kế dễ hiểu và hiệu suất vận hành ổn định. Loại lò này hoạt động dựa trên nguyên lý truyền nhiệt gián tiếp, trong đó khí nóng hoặc khói nóng được dẫn qua các ống thép, bao quanh bởi nước chứa trong thân lò (balong). Công nghệ lò hơi ống lửa đã có từ thế kỷ 18 và từng là nền tảng cho sự phát triển của các đầu máy xe lửa thời kỳ đầu. 

Cấu tạo lò hơi ống lửa

Hệ thống lò hơi ống lửa được thiết kế theo dạng kết cấu đơn giản nhưng tối ưu hiệu quả truyền nhiệt. Cấu tạo lò hơi ống lửa bao gồm các bộ phận chính sau:

• Thân lò (balong): Là phần chứa nước và các ống dẫn nhiệt, đóng vai trò là nơi diễn ra quá trình sinh hơi.
• Buồng đốt: Khu vực đặt nhiên liệu để đốt cháy. Đây là nguồn phát sinh nhiệt chính cho toàn bộ hệ thống.
• Ống lửa: Là các ống thép chịu nhiệt cao, dẫn khói nóng từ buồng đốt đi qua thân lò. Nhiệt lượng từ khói sẽ truyền qua thành ống để đun nóng nước xung quanh.
• Khoang chứa nước: Nằm bao quanh hệ thống ống lửa, nước tại đây tiếp xúc trực tiếp với nhiệt và được đun sôi để tạo hơi.
• Buồng chứa hơi: Nằm ở phần trên cùng của lò, nơi hơi nước bão hòa được tách ra khỏi nước và sẵn sàng đưa đến hệ thống sử dụng.
• Ống khói: Có chức năng thoát khí thải và sản phẩm cháy ra môi trường, giúp duy trì áp suất và luồng không khí lưu thông trong lò.
• Đồng hồ áp suất & chỉ thị mực nước: Hệ thống giám sát áp lực và mực nước trong lò, hỗ trợ kiểm soát vận hành an toàn.
• Van an toàn & van xả hơi: Giúp điều tiết và bảo vệ hệ thống tránh hiện tượng quá áp, đảm bảo an toàn cho thiết bị và người vận hành.

Nguyên lý hoạt động của lò hơi ống lửa

Trong lò hơi ống lửa, quá trình vận hành bắt đầu bằng việc đốt nhiên liệu (như than, củi, dầu hoặc gas) trong buồng đốt. Nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy sẽ được dẫn qua các ống lửa đặt ngập trong nước. Khi nhiệt được truyền từ ống vào nước, nước dần đạt đến điểm sôi và chuyển sang trạng thái hơi bão hòa.

Hơi nước sinh ra sẽ tích tụ ở phần bao hơi phía trên của thân lò, từ đó được đưa đến các thiết bị tiêu thụ hơi trong hệ thống sản xuất hoặc gia nhiệt. Trong khi đó, khí thải còn lại sẽ thoát ra ngoài qua ống khói.

Để đảm bảo áp suất không vượt quá giới hạn thiết kế, lò được trang bị các thiết bị bảo vệ như van an toàn, đồng hồ áp lực và hệ thống xả khí; giúp lò vận hành ổn định và đảm bảo tuổi thọ lâu dài.

Mô tả nguyên lý hoạt động của nồi hơi ống lửa

Ưu nhược điểm của lò hơi ống lửa

Ưu nhược điểm của lò hơi ống lửa là gì? Cùng Green Boiler điểm qua những ưu điểm và nhược điểm của lò hơi ống lửa để có cái nhìn tổng quan trước khi lựa chọn đầu tư loại thiết bị này!

Ưu điểm lò hơi ống lửa

Không chỉ dễ sử dụng, dòng lò hơi này còn giúp doanh nghiệp tối ưu chi phí bảo trì và vận hành trong suốt quá trình sử dụng.

• Cấu trúc đơn giản, dễ lắp đặt và bảo trì: Thiết kế của nồi hơi ống lửa không quá phức tạp, giúp tiết kiệm thời gian lắp đặt cũng như thuận tiện trong việc kiểm tra, sửa chữa định kỳ.
• Phù hợp với các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ: Với khả năng đáp ứng nhu cầu hơi ở mức vừa phải, loại nồi hơi này rất phù hợp với các ngành không yêu cầu áp suất quá cao.
• Ít xảy ra hiện tượng tắc nghẽn ống sinh hơi: Nhờ nước được chứa trong một bao lông lớn, quá trình trao đổi nhiệt diễn ra ổn định và hạn chế tối đa tình trạng tắc nghẽn ống.
• Dễ dàng xả bỏ cáu cặn: Việc vệ sinh nồi hơi cũng trở nên đơn giản hơn do thiết kế tối ưu bên trong, giúp duy trì hiệu suất vận hành lâu dài.
• Không bắt buộc phải có hệ thống xử lý nước cấp: Trong nhiều trường hợp, lò hơi ống lửa vẫn hoạt động hiệu quả mà không cần hệ thống xử lý nước phức tạp, giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu.

Nhược điểm của lò hơi ống lửa

Tuy có nhiều điểm mạnh, nhưng lò hơi ống lửa vẫn tồn tại một số nhược điểm. Trước hết, hiệu suất hoạt động của hệ thống này không cao, thường chỉ dao động khoảng 70 - 75%, không phù hợp với các nhà máy yêu cầu hiệu suất năng lượng cao.

Việc nâng cấp công suất cho lò hơi ống lửa cũng gặp nhiều trở ngại do giới hạn trong thiết kế. Ngoài ra, hệ thống này chiếm khá nhiều diện tích lắp đặt và chỉ phù hợp với các ứng dụng hơi có áp suất thấp, tối đa khoảng 20 bar. Khả năng phản ứng với biến động tải trong quá trình vận hành cũng chưa thực sự linh hoạt.

Ứng dụng thực tế của lò hơi ống lửa

Lò hơi ống lửa đã xuất hiện từ thế kỷ 18, từng được ứng dụng để vận hành đầu máy xe lửa chạy bằng hơi nước. Cho đến nay, loại lò hơi này vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành sản xuất. Hiện tại, nồi hơi ống lửa chủ yếu được triển khai ở các hệ thống yêu cầu áp suất thấp đến trung bình, tốc độ sinh hơi vừa phải.

• Ngành thực phẩm và đồ uống: Dùng để sấy khô thực phẩm, tiệt trùng, nấu nướng, hoặc đun nóng nguyên liệu.
• Ngành dược phẩm và hóa chất: Hỗ trợ các quá trình chưng cất, trộn hóa chất, sản xuất nguyên liệu hóa học.
• Công nghiệp dệt may: Cung cấp hơi phục vụ nhuộm vải, sấy vải và xử lý hoàn tất sản phẩm.
• Chế biến gỗ: Sấy gỗ nguyên liệu, sản xuất ván ép và gỗ công nghiệp.
• Ngành năng lượng: Kết hợp với tuabin hơi nước để tạo ra điện năng trong các nhà máy nhiệt điện quy mô nhỏ.
• Dịch vụ du lịch, nghỉ dưỡng: Cung cấp hơi nóng cho hệ thống xông hơi, spa, bể bơi nước nóng,…

Lò hơi ống lửa được ứng dụng trong đa dạng lĩnh vực

Tư vấn chọn mua lò hơi ống lửa phù hợp

Một số yếu tố quan trọng mà doanh nghiệp cần cân nhắc trước khi quyết định đầu tư hệ thống lò hơi ống lửa bao gồm:

Xác định rõ nhu cầu sử dụng

Trước khi đưa ra quyết định đầu tư, doanh nghiệp cần xác định cụ thể quy mô sản xuất và đặc điểm kỹ thuật cần thiết, bao gồm:

• Công suất hơi cần thiết (kg/h hoặc tấn/h): Cần tương thích với tải tiêu thụ của hệ thống máy móc.
• Mức áp suất vận hành: Lò hơi ống lửa phù hợp với áp suất từ thấp đến trung bình, không nên dùng cho hệ thống yêu cầu áp suất cao.
• Loại nhiên liệu sử dụng: DO, FO, gas, than hoặc sinh khối - mỗi loại sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất và chi phí vận hành khác nhau.

Cân nhắc lò hơi ống lửa 2 pass hay 3 pass

Lò hơi ống lửa được chia thành các loại theo số lần pass (số lượt khí nóng đi qua ống trao đổi nhiệt), doanh nghiệp cần cân nhắc chọn loại lò hơi phù hợp với nhu cầu sản xuất thực tế.

• Lò hơi 2 pass: Thiết kế đơn giản, giá thành rẻ, phù hợp với nhu cầu sử dụng hơi không liên tục hoặc công suất nhỏ.
• Lò hơi 3 pass: Hiệu suất trao đổi nhiệt cao hơn, lượng tiêu thụ nhiên liệu tối ưu hơn, vận hành ổn định. Đây là lựa chọn phù hợp cho các đơn vị cần vận hành liên tục hoặc tiết kiệm nhiên liệu dài hạn.

Điều kiện lắp đặt cần đảm bảo khi sử dụng lò hơi ống lửa

Để hệ thống lò hơi ống lửa vận hành an toàn, doanh nghiệp cần chuẩn bị kỹ các yếu tố sau:

• Không gian đặt lò hơi: Phải đảm bảo diện tích thông thoáng, thuận tiện cho việc vận hành, bảo trì.

• Hệ thống cấp nước: Đảm bảo đủ lưu lượng, áp suất và chất lượng nước cấp. Nên xem xét có nên trang bị hệ thống xử lý nước (nếu nước cấp cứng).
• Xử lý khí thải: Tùy theo loại nhiên liệu, cần có hệ thống ống khói, xử lý khói bụi và khí độc đúng tiêu chuẩn môi trường.

Chọn lò hơi ống lửa từ đơn vị cung cấp uy tín

Việc chọn nhà cung cấp cũng quan trọng không kém, vì ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và dịch vụ sau bán hàng. Một trong những đơn vị đáng tin cậy trên thị trường hiện nay là Green Boiler - đơn vị chuyên cung cấp lò hơi ống lửa thiết kế chuẩn kỹ thuật, vật tư chất lượng, bảo hành đầy đủ và có đội ngũ kỹ thuật hỗ trợ lắp đặt, bảo trì tận nơi.

Có thể thấy, lò hơi ống lửa là lựa chọn tối ưu cho các doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp tạo hơi hiệu quả, dễ bảo trì và tiết kiệm chi phí. Với cấu tạo tương đối đơn giản nhưng đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt tốt, loại lò này đặc biệt phù hợp cho các ngành yêu cầu áp suất hơi thấp đến trung bình. Để đảm bảo chất lượng vận hành và độ bền thiết bị, hãy ưu tiên lựa chọn sản phẩm từ những đơn vị uy tín như Green Boiler - đơn vị chuyên cung cấp lò hơi chất lượng, giá cạnh tranh nhất hiện nay!