Tìm hiểu bộ hâm nước trong nồi hơi

Bộ hâm nước trong lò hơi

1. Chức năng của bộ hâm nước là gì?

Bộ hâm nước là một bộ trao đổi nhiệt sử dụng nhiệt thải nồi hơi để làm nóng nước cấp. Bộ hâm nước hấp thụ nhiệt khí thải, giảm nhiệt độ khí thải, cải thiện hiệu suất của lò hơi và tiết kiệm nhiên liệu. Ngoài ra, do nước cấp vào bao hơi, nhiệt độ nước được tăng lên thông qua bộ hâm nước, làm giảm ứng suất nhiệt của thành trống hơi do chênh lệch nhiệt độ, từ đó cải thiện điều kiện làm việc của bao hơi và kéo dài tuổi thọ của bao hơi.

2. Bộ hâm nước không sôi là gì?

Bộ hâm nước không sôi có nghĩa là nhiệt độ cuối cùng của nước cấp sau khi được làm nóng bằng bộ hâm nước đạt đến nhiệt độ bão hòa (nghĩa là nó không đạt đến trạng thái sôi), thường thấp hơn 30 ~ 50C so với nhiệt độ bão hòa.

3. Tại sao nồi hơi lớn hiện đại sử dụng bộ hâm nước không sôi?

Qua đồ thị đặc tính của hơi nước, với sự gia tăng các thông số, nhiệt hóa hơi tiềm ẩn (nhiệt ẩn) cần thiết để nước bão hòa trở thành hơi nước bão hòa giảm và tổng nhiệt tăng. Do đó, diện tích gia nhiệt bộ sinh hơi của lò bị giảm và bề mặt gia nhiệt (bộ tiết kiệm) cần thiết để làm nóng nhiệt lỏng của chất lỏng làm việc tăng lên. Thông số lò hơi càng cao, công suất càng lớn, kích thước lò và giải phóng nhiệt lò càng lớn, để ngăn lò hơi đóng xỉ và đảm bảo lò hơi hoạt động an toàn, cần bố trí đủ bề mặt gia nhiệt trong lò để giảm nhiệt độ khói đầu ra của lò đến phạm vi cho phép. Để đạt được mục đích này, một phần nhiệt của nước được chuyển đến bề mặt gia nhiệt bay hơi của lò, tương đương với bề mặt gia nhiệt bay hơi bức xạ đảm nhận một phần nhiệm vụ hấp thụ nhiệt của bộ hâm nước. Ngoài ra, bề mặt gia nhiệt bộ hâm nước chủ yếu dựa vào sự truyền nhiệt đối lưu, trong khi lò dựa vào sự truyền nhiệt bức xạ. Sự truyền nhiệt trên một đơn vị bề mặt gia nhiệt bức xạ (tường làm mát bằng nước) lớn hơn nhiều so với sự truyền nhiệt của hệ thống sưởi đối lưu bề mặt (bộ hâm nước, v.v.) lần. Do đó, việc chuyển nhiệm vụ gia nhiệt chất lỏng sang bề mặt gia nhiệt lò có thể giảm đáng kể số lượng khu vực gia nhiệt của toàn bộ lò hơi, giảm tiêu thụ thép và giảm chi phí xây dựng lò hơi;

Ngoài ra, việc tăng nhiệt độ đến điểm gần sôi của nước cấp có lợi rất lớn cho việc tuần hoàn nước lò hơi. Do đó, bộ tiết kiệm của nồi hơi công suất lớn và thông số cao hiện đại thường được thiết kế để không sôi.

4. Sự mài mòn của bề mặt bộ hâm nước được hình thành như thế nào? Những yếu tố nào có liên quan?

Sự hao mòn của bề mặt bộ hâm nước là do các hạt tro chảy theo khí thải, có động năng nhất định và sẽ được hình thành bằng cách cạo các mảnh kim loại nhỏ mỗi khi nó chạm vào thành ống.

Các yếu tố chính là:

• (1) Vận tốc tro bay: Lượng kim loại bị mài mòn ở ống trao đổi nhiệt tỷ lệ thuận với động năng của các hạt tro va chạm vào thành ống và số lần va chạm. Động năng của các hạt tro tỷ lệ thuận với bậc hai của vận tốc khí thải, do đó lượng hao mòn trên thành ống tỷ lệ thuận với bình phương của vận tốc khí thải.
• (2) Nồng độ tro bay: nồng độ tro bay càng lớn thì các hạt tro sẽ tác động càng nhiều lần và sự hao mòn sẽ trở nên trầm trọng hơn. Do đó, sự hao mòn của nhiên liệu có hàm lượng tro cao trở nên trầm trọng hơn.
• (3) Đặc điểm của hạt tro: các hạt tro càng thô và cứng thì càng nhiều cạnh và góc, và độ mòn càng nặng.
• (4) Đặc điểm cấu tạo của bó ống: độ mòn của khí thải khi bó ống được rửa theo chiều dọc nhẹ hơn nhiều so với rửa ngang. Điều này là do các hạt tro di chuyển theo hướng của trục ống và khả năng va vào thành ống giảm đáng kể. Khi khí thải được rửa ngang, độ mòn của bó ống so le lớn hơn so với bó ống tuần tự.
• (5) Tốc độ tác động tro bay. Khả năng tro bay va vào thành ống được xác định bởi nhiều yếu tố khác nhau, tốc độ tác động của tro bay lớn nếu các hạt tro bay lớn, tro bay nặng và vận tốc dòng khí thải nhanh.

5. Những bộ phận nào của bộ hâm nước dễ bị mòn?

• (1) Khi khí thải đi vào ống khói thẳng đứng được bố trí với bộ hâm nước từ ống khói ngang, do lực ly tâm được tạo ra bởi dòng chảy quay của khí thải, hầu hết các hạt tro được ném vào thành sau của ống khói đuôi, do đó nồng độ tro bay trong bộ phận này được tăng lên rất nhiều, dẫn đến phía sau lò hơi, phần ống tiết kiệm gần tường bị mòn nhiều.
• (2) Khi có một khe hở lớn giữa đường ống sát với thành của bộ hâm nước và tường hoặc có hành lang khí thải giữa các hàng ống, sức cản dòng chảy của khí thải tại hành lang khí thải nhỏ hơn nhiều so với những nơi khác. Tốc độ dòng chảy cao. Do đó, đường ống hoặc co ống nằm cạnh hành lang khí thải dễ bị mài mòn nghiêm trọng. Đã được chứng minh trong thực tế. Vận tốc khí thải trong bó ống là 4 ~ 5m / s, và vận tốc dòng chảy trong hành lang khí thải cao tới 12-15m / s, gấp 3 ~ 4 lần so với trước đây và tốc độ hao mòn của nó cao hơn hàng chục lần, bởi vì mức độ hao mòn của đường ống xấp xỉ tỷ lệ thuận với bình phương của vận tốc khói.

6. Các biện pháp chống mài mòn cục bộ của bộ hâm nước là gì?

• (1) Gạch bảo vệ: Che bề mặt gia nhiệt có thể bị mòn nghiêm trọng bằng tấm che và chỉ cần thay thế gạch bảo vệ bị mòn trong quá trình bảo trì.
• (2) Rèm bảo vệ: Sử dụng rèm bảo vệ để bảo vệ toàn bộ hàng ống thẳng hoặc toàn bộ co ống trong hành lang khí thải và dựa vào tường.
• (3) Sử dụng cục bộ các ống có thành dày: khi các đường ống được bố trí dày đặc và khó lắp đặt hoặc thay thế gạch bảo vệ, nên sử dụng một phần ống có thành dày ở những nơi có thể bị mòn nghiêm trọng để kéo dài tuổi thọ.
• (4) Hoán đổi bề mặt gia nhiệt: vì độ mòn không đồng đều, để làm cho bề mặt gia nhiệt của từng bộ phận về cơ bản đạt cùng tuổi thọ, bộ tiết kiệm áp dụng phương pháp lật, nghĩa là bộ hâm nước được tháo ra và lật lại trong quá trình đại tu, sau đó được lắp lại (đường ống không đủ tiêu chuẩn được thay thế), để bề mặt đã bị mòn nằm ở mặt sau của khí thải và bề mặt chưa được rửa bởi khí thải được điều chỉnh theo lưu lượng khí thải, để giảm chi phí và cải thiện tuổi thọ của bộ tiết kiệm.

7. Nguyên lý hoạt động và chức năng của ống tuần hoàn bộ hâm nước là gì?

Tuần hoàn bộ hâm nước đề cập đến việc lắp đặt một ống tuần hoàn giữa đáy thân lò và ống đầu vào của bộ hâm nước. Nguyên lý làm việc của nó là: trong giai đoạn đầu đánh lửa lò hơi hoặc trong quá trình dừng lò, khi ngừng cấp nước do nước không thể chảy liên tục, nước trong ống hâm nước về cơ bản không chảy, thành ống không được làm mát tốt và dễ bị cháy ống ở khu vực quá nhiệt. Nếu một đường ống tuần hoàn được lắp đặt giữa thân lò và bộ hâm nước, khi ngừng cấp nước, van tuần hoàn có thể được mở và nước trong bộ hâm nước tăng lên vào trống hơi do mật độ gia nhiệt nhỏ, và nước trong trống hơi có thể được bổ sung liên tục vào bộ hâm nước thông qua ống tuần hoàn, do đó tạo thành tuần hoàn tự nhiên. Do sự thiết lập của chu trình nước, nhiệt của ống bộ hâm nước được lấy đi, có thể bảo vệ hiệu quả bộ hâm nước.

8. Tác động của rò rỉ bên trong ống tuần hoàn bộ hâm nước trong quá trình hoạt động bình thường là gì?

Nếu ống tuần hoàn bộ hâm nước bị rò rỉ trong quá trình hoạt động bình thường, nó sẽ làm cho một phần nước cấp đi vào trống hơi trực tiếp qua mạch ngắn mạch của ống tuần hoàn và không chảy qua bộ hâm nước, phần nước này không được làm nóng trong bộ hâm nước, và nhiệt độ nước thấp, rất dễ gây ra chênh lệch nhiệt độ giữa thành trên và dưới của trống hơi làm tăng và tạo ra ứng suất nhiệt và ảnh hưởng đến tuổi thọ của trống hơi. Ngoài ra, nước cấp đi qua bộ hâm nước bị giảm và tốc độ dòng chảy bị giảm mà không cần làm mát đầy đủ. Do đó, trong hoạt động bình thường, van cách ly ống tuần hoàn phải được đóng chặt.

9. Tại sao nên lắp đặt vỏ đặc biệt trên đường ống kết nối giữa bộ hâm nước và thân lò?

Điều này là do nhiệt độ nước ở đầu ra của bộ hâm nước có thể thấp hơn nhiệt độ nước trong thân lò. Nếu ống nước đầu ra của bộ hâm nước được kết nối trực tiếp với thân lò, ứng suất nhiệt sẽ xảy ra gần vòi phun của thành thân lò do chênh lệch nhiệt độ. Đặc biệt là khi điều kiện làm việc của lò hơi thay đổi, nhiệt độ nước ở đầu ra của bộ hâm nước có thể thay đổi mạnh mẽ, dẫn đến căng thẳng xen kẽ và hư hỏng mỏi. Sau khi vỏ được lắp đặt, thành thân lò và thành ống cấp nước được đổ đầy hơi bão hòa hoặc nước bão hòa, giúp tránh tiếp xúc trực tiếp giữa đường ống cấp nước và thành trống hơi với chênh lệch nhiệt độ lớn, và ngăn ngừa hư hỏng thành trống hơi.