Bộ tích hơi: giải pháp linh hoạt cho nhu cầu hơi đỉnh điểm trong công nghiệp
Bộ tích hơi - một phần mở rộng của lò hơi
Bộ tích hơi là một phần quan trọng trong quá trình sản xuất công nghiệp, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp có nhu cầu sử dụng hơi nước như ngành sản xuất bia, dệt may, giặt là, đóng hộp, sản xuất gạch nhẹ, ngành công nghiệp thép và ngành công nghiệp cao su với các lò hấp lớn.
1. Yêu Cầu Đỉnh Điểm
Nhu cầu hơi nước trong bất kỳ quá trình nào của nhà máy đều không ổn định, nhưng kích thước và loại biến động phụ thuộc vào ứng dụng và ngành công nghiệp. Các đỉnh điểm có thể xảy ra một lần mỗi tuần hoặc thậm chí mỗi ngày trong quá trình khởi động.
Hình 1: Biểu đồ lưu lượng hơi sử dụng trong một nhà máy thông thường
Hình 1 cho thấy rằng trong mỗi trường hợp, các yêu cầu gần như tức thì và các đỉnh điểm cao hơn nhiều so với tải trung bình. Kết quả của một yêu cầu đột ngột về lưu lượng hơi tăng cao là một sự giảm áp suất trong nồi hơi, bởi vì nồi hơi và thiết bị đốt liên quan không thể tạo ra hơi nước ở tốc độ mà nó đang bị lấy đi.
2. Hậu Quả của Yêu Cầu Đỉnh Điểm
Yêu cầu đỉnh điểm và các giảm áp suất tiếp theo có thể có hậu quả khá nghiêm trọng đối với sản xuất nhà máy. Trong trường hợp tồi tệ nhất, kết quả là một "lockout" nồi hơi, do mực nước tăng lên do sôi nhanh, sau đó là sự sụt giảm của nó. Điều này được gây ra một cảnh báo mực nước thấp nghiêm trọng bởi các điều khiển mức.
Trong trường hợp ít tồi tệ hơn, hơi nước được sinh ra mang theo nhiều hơi ẩm (hay còn gọi là hơi ẩm). Điều này, cùng với sự giảm áp suất, có thể dẫn đến:
- Tăng thời gian quá trình sản xuất (do không đủ nhiệt).
- Giảm chất lượng sản phẩm hoặc thậm chí làm hỏng hoặc mất sản phẩm.
- Búa nước trong đường ống hơi - gây ra sự bất ổn cho đường ống và phụ kiện, và có thể gây nguy hiểm cho người lao động.
Đối với đơn vị vận hành nồi hơi, yêu cầu đỉnh điểm chịu trách nhiệm cho:
- Một mức độ bảo dưỡng cao hơn.
- Tuổi thọ nồi hơi giảm.
- Hiệu suất nhiên liệu giảm.
Điều này là do lò hơi liên tục chuyển đổi từ công suất thấp đến công suất cao, và thậm chí dừng lò trong các giai đoạn yêu cầu rất thấp, chỉ để đốt lại vài phút sau.
Có thể sử dụng nhiều nồi hơi hoặc nồi hơi công suất lớn trong nỗ lực đối phó với yêu cầu đỉnh điểm (và các giảm yêu cầu tiếp theo) dẫn đến hiệu suất thấp.
Để minh họa điểm này, có thể giả sử rằng:
- Đối với một nồi hơi hoạt động bình thường: tổn thất nhiệt nhỏ hơn 1%
- Nếu nồi hơi sau đó sản xuất 50% công suất thiết kế của nó, các tổn thất nhiệt là 2% so với tốc độ sản xuất của nó.
- Nếu một nồi hơi sản xuất 25% công suất thiết kế của nó thì các tổn thất là 4% của tốc độ sản xuất của nó.
- Và cứ như vậy, cho đến khi một nồi hơi chỉ được duy trì ở một áp suất mà không tạo ra bất kỳ hơi nước nào đến nhà máy. Tại thời điểm này, 1% của công suất thiết kế là mất 100% so với tốc độ sản xuất hơi của nó.
Nếu nồi hơi được thiết kế cho các tải ở đỉnh điểm, rất nhiều các vấn đề có thể phát sinh phát sinh do quá kích thước so với yêu cầu trung bình. Trên thực tế, một nồi hơi có thể tắt trong một giai đoạn yêu cầu thấp. Nếu sau đó yêu cầu về hơi đột ngột, lò hơi sẽ không kịp đáp ứng, một tình huống cảnh báo có thể xảy ra.
Các còi, đèn có thể báo động do mực nước xuống quá thấp, nồi hơi có thể bị khóa và việc phục hồi hơi sẽ chậm và khó khăn.
3. Hoạt Động của Bộ Tích Hơi
Bộ tích hơi là một phần mở rộng của lò hơi, được sử dụng để lưu trữ hơi dư thừa khi nhu cầu thấp và cung cấp hơi khi nhu cầu tăng cao. Quá trình này thường bắt đầu bằng việc nạp hơi dư thừa vào một bể nước được lưu trữ dưới áp suất. Khi hơi được nạp vào, nước trong bộ tích hơi sẽ được gia nhiệt và đạt trạng thái bão hòa. Khi nhu cầu hơi tăng, hoặc lò hơi không thể cung cấp đủ hơi ngay lập tức, dẫn đến giảm áp ở bộ tích hơi và một phần nước bão hòa bay hơi thành hơi để đáp ứng nhu cầu.
Khi nhu cầu hơi giảm xuống hoặc lò hơi có thể cung cấp đủ hơi, quá trình nạp hơi vào bình tích hơi lại được bắt đầu và sẵn sàng cho lần sử dụng tiếp theo. Qua quá trình này, bộ tích hơi đảm bảo rằng nhà máy hoặc xưởng sản xuất luôn có sẵn hơi để đáp ứng nhu cầu sản xuất của họ một cách hiệu quả và linh hoạt, giúp cải thiện hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bộ tích hơi
Việc sử dụng bộ tích hơi mang lại nhiều lợi ích, bao gồm:
- Đáp ứng nhanh chóng: Bộ tích hơi có thể cung cấp hơi ngay lập tức khi nhu cầu tăng cao đột ngột.
- Tiết kiệm năng lượng: Bằng cách sử dụng hiệu quả hơi dư thừa từ lò hơi, bộ tích hơi giúp giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ.
- Bảo vệ thiết bị: Việc cung cấp hơi ổn định và khô sạch từ bộ tích hơi giúp bảo vệ các thiết bị và van trong hệ thống khỏi bị ảnh hưởng bởi hơi ẩm hoặc nước chất lượng kém.
Trong một ngành công nghiệp đòi hỏi sự linh hoạt và đáng tin cậy, việc sử dụng bộ tích hơi là một giải pháp thông minh để đối phó với những thách thức về nhu cầu hơi cao điểm. Bằng cách tận dụng hiệu quả năng lượng và cung cấp hơi đúng lúc, các doanh nghiệp có thể đạt được hiệu suất tốt nhất từ hệ thống hơi của họ, đồng thời tiết kiệm chi phí và bảo vệ thiết bị sản xuất của mình.