Nguyên nhân chính dẫn đến giảm hiệu suất nồi hơi và cách khắc phục

Sau một thời gian vận hành nồi hơi, doanh nghiệp phải đối mặt là hiệu suất nồi hơi giảm. Điều này không chỉ đơn thuần là một vấn đề kỹ thuật, mà còn trực tiếp kéo theo sự gia tăng chi phí nhiên liệu, giảm năng suất hoạt động, và thậm chí tiềm ẩn rủi ro về an toàn. Vậy đâu là những dấu hiệu nhận biết, nguyên nhân hiệu suất nồi hơi giảm và cách khắc phục ra sao?

Hiệu suất nồi hơi là gì?

Hiệu suất nồi hơi và hiệu suất lò hơi là chỉ số phản ánh mức độ chuyển hóa năng lượng từ nhiên liệu thành hơi nước sử dụng trong sản xuất. Đây là thước đo quan trọng để đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống lò hơi.

Dấu hiệu nhận biết hiệu suất nồi hơi giảm

• Tăng tiêu thụ nhiên liệu: Đây là dấu hiệu rõ ràng nhất. Bạn sẽ thấy lượng nhiên liệu (than, dầu, khí đốt) sử dụng để sản xuất cùng một lượng hơi nước tăng lên đáng kể.
• Nhiệt độ khí thải cao bất thường: Khí thải thoát ra khỏi ống khói có nhiệt độ cao hơn mức bình thường cho thấy nhiệt đang bị thất thoát nhiều qua đường này thay vì truyền vào nước.
• Lượng hơi nước sản xuất giảm: Với cùng một lượng nhiên liệu, nồi hơi sản xuất ít hơi nước hơn hoặc không đạt được áp suất/nhiệt độ mong muốn.
• Màu sắc khí thải bất thường: Khí thải có màu đen (do cháy không hết) hoặc có mùi lạ.
• Tăng tần suất xả đáy: Phải xả đáy thường xuyên hơn để loại bỏ cặn bẩn trong nồi hơi.
• Tiếng ồn lạ: Nồi hơi phát ra những tiếng ồn bất thường trong quá trình hoạt động.

Nguyên nhân chính dẫn đến giảm hiệu suất nồi hơi

Có nhiều nguyên nhân khiến hiệu suất nồi hơi bị suy giảm, nhưng phổ biến nhất bao gồm:

Đóng cặn và bám bẩn trên bề mặt truyền nhiệt:

Các khoáng chất trong nước cấp (CaCO3, MgCO3) kết tủa và bám vào bề mặt truyền nhiệt bên trong nồi hơi, tạo thành lớp cách nhiệt. Lớp cặn này làm giảm khả năng truyền nhiệt từ lửa sang nước, buộc nồi hơi phải đốt nhiều nhiên liệu hơn để đạt cùng nhiệt độ. Hay các hạt bụi, muội than từ quá trình cháy bám vào bề mặt truyền nhiệt phía lửa. Điều này cũng làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt.

Thất thoát nhiệt qua khí thải:

• Tỷ lệ không khí dư không tối ưu: Quá nhiều hoặc quá ít không khí cung cấp cho quá trình cháy đều làm giảm hiệu suất. Quá nhiều không khí sẽ mang theo nhiệt ra ngoài qua đường khói, còn quá ít sẽ dẫn đến cháy không hoàn toàn, lãng phí nhiên liệu.
• Nhiệt độ khí thải cao: Nếu nhiệt độ khí thải quá cao, chứng tỏ nhiệt năng chưa được tận dụng triệt để để sinh hơi.

Thất thoát nhiệt qua bề mặt nồi hơi:

Lớp cách nhiệt bị hư hỏng: Lớp bảo ôn bên ngoài nồi hơi bị bong tróc, ẩm ướt hoặc không đủ dày sẽ khiến nhiệt thất thoát ra môi trường xung quanh.

Rò rỉ hơi hoặc nước nóng:

• Hở van, ống nối: Hơi nước hoặc nước nóng rò rỉ ra ngoài qua các van, mặt bích, đường ống bị hỏng.
• Hỏng bộ hâm nước (economizer) hoặc bộ sấy không khí (air preheater): Nếu các thiết bị này bị thủng hoặc hỏng, hơi và nhiệt có thể rò rỉ hoặc quá trình trao đổi nhiệt không hiệu quả.

Cháy không hoàn toàn:

Thiết kế buồng đốt không phù hợp hoặc do thiếu không khí, hòa trộn nhiên liệu và không khí không tốt, dẫn đến một phần nhiên liệu không được đốt cháy hết mà thoát ra ngoài dưới dạng khói đen hoặc tro xỉ chứa carbon.

Chất lượng nước cấp kém:

Nước cấp không được xử lý tốt sẽ làm tăng quá trình đóng cặn, ăn mòn bên trong nồi hơi.

Vận hành không đúng quy trình:

• Nhân viên vận hành không được đào tạo bài bản hoặc không tuân thủ quy trình vận hành chuẩn.
• Không bảo trì định kỳ, không vệ sinh nồi hơi đúng cách.

Giải pháp nâng cao hiệu suất nồi hơi

Kiểm soát và tối ưu hóa quá trình đốt cháy:

Cung cấp quá nhiều không khí sẽ làm tăng nhiệt độ khí thải và thất thoát nhiệt, trong khi quá ít không khí sẽ dẫn đến cháy không hoàn toàn, lãng phí nhiên liệu và tạo ra muội than. Vì vậy cần thường xuyên đo nồng độ O2 hoặc CO trong khí thải để điều chỉnh lượng không khí cấp vào buồng đốt ở mức tối ưu.

Kiểm soát chất lượng nước cấp và nước lò:

Cặn bẩn là nguyên nhân hàng đầu gây giảm hiệu suất và hỏng hóc thiết bị. Sử dụng hệ thống làm mềm nước, khử khoáng, hoặc các hóa chất xử lý nước phù hợp.

Vận hành ở tải định mức và kiểm soát tải:

Lò hơi thường có hiệu suất cao nhất khi hoạt động ở mức tải định mức hoặc gần định mức. Tránh vận hành lò hơi ở tải quá thấp hoặc quá cao so với thiết kế.

Bảo trì định kỳ và vệ sinh thường xuyên:

• Vệ sinh bề mặt truyền nhiệt: Loại bỏ muội than và tro bám trên bề mặt phía khói, cũng như cáu cặn bên trong bề mặt phía nước. Việc này có thể thực hiện bằng cách thổi bụi tự động hoặc vệ sinh cơ học định kỳ.
• Kiểm tra và khắc phục rò rỉ: Thường xuyên kiểm tra các van, mặt bích, đường ống, bẫy hơi để phát hiện và sửa chữa kịp thời các điểm rò rỉ hơi hoặc nước nóng. Một lượng nhỏ rò rỉ cũng có thể gây lãng phí năng lượng đáng kể.

Kết bài:

Tình trạng hiệu suất nồi hơi giảm là một vấn đề phổ biến nhưng có thể quản lý được. Việc nhận biết sớm các dấu hiệu, hiểu rõ nguyên nhân gốc rễ và chủ động áp dụng các giải pháp khắc phục kịp thời không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm đáng kể chi phí nhiên liệu, nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn kéo dài tuổi thọ thiết bị và đảm bảo an toàn vận hành. Đầu tư vào bảo trì định kỳ, kiểm soát chất lượng nước cấp, và áp dụng các công nghệ tối ưu hóa là những bước đi thiết yếu để duy trì nồi hơi hoạt động với hiệu suất cao nhất, đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững của doanh nghiệp.