Tổng quan toàn diện về nồi hơi: Định nghĩa, phân loại, ứng dụng, sự cần thiết và các loại nhiên liệu

Trong bài viết này, chúng tôi mong muốn cung cấp sự hiểu biết thấu đáo về nồi hơi, bao gồm các định nghĩa, loại hình, ứng dụng đa dạng, sự thiết yếu và các loại nhiên liệu được sử dụng trong hoạt động của chúng.

1. Tổng quan về nồi hơi

Nồi hơi, hay còn gọi là thiết bị sinh hơi, là một nồi kín được thiết kế để làm nóng nước cho đến khi nó chuyển thành hơi ở áp suất vượt quá áp suất khí quyển. Thiết bị quan trọng này đóng vai trò là nền tảng của các nhà máy nhiệt điện. Theo QCVN: 01- 2008/BLĐTBXH, nồi hơi được định nghĩa là một bình kín có dung tích trên 25 lít, chuyên dùng để tạo ra hơi nước có áp suất.

2. Thuật ngữ nồi hơi thiết yếu

Để nắm bắt được các sắc thái của nồi hơi, điều quan trọng là bạn phải làm quen với các thuật ngữ thiết yếu thường được sử dụng trong lĩnh vực này. Ở đây, chúng tôi giới thiệu và làm sáng tỏ các thuật ngữ chính sau:

• Thân lò: Một kết cấu trụ rỗng được làm từ các tấm thép, được tán đinh hoặc hàn lại với nhau.
• Buồng đốt: Bộ phận của lò hơi nơi nhiên liệu trải qua quá trình đốt cháy, tạo ra nhiệt để tạo ra hơi nước.
• Ghi lò: Một không gian dành riêng cho quá trình đốt nhiên liệu, bao gồm các thanh gang có khe hở để thoát khí và thải tro, với cả dạng hình tròn và hình chữ nhật.
• Diện tích ghi: Diện tích bề mặt của ghi mà nhiên liệu cháy trên đó, thường được đo bằng mét vuông.
• Bề mặt gia nhiệt: Khu vực nồi hơi tiếp xúc với khói nóng một bên và nước một bên.
• Khoang nước và khoang hơi: Thể tích nước chiếm trong nối hơi tạo thành khoang nước, trong khi diện tích còn lại lưu trữ hơi nước và được gọi là khoang hơi.
• Khói: Khí nóng sinh ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu trong lò, chứa hỗn hợp hơi nước (H2O),carbon dioxide (CO2), carbon monoxide (CO), nitơ (N2) và các sản phẩm của nhiên liệu không hoàn chỉnh sự đốt cháy.

3. Phân loại nồi hơi

Nồi hơi có vô số kiểu dáng, được phân loại theo 6 cách.

a. Lưu thông khói:

• Lò hơi ống lửa: Ở loại này, khí nóng đi qua các ống ngâm trong nước trước khi thoát ra ngoài qua ống khói.
• Nồi hơi ống nước: Tại đây, nước lưu thông qua các ống trong khi khí nóng đi xung quanh chúng trên đường đến ống khói.

b. Tuần hoàn nước:

• Tuần hoàn tự nhiên: Nhiệt được truyền qua đối lưu khi nước lưu thông tự nhiên.
• Tuần hoàn cưỡng bức: Máy bơm duy trì dòng nước liên tục, lý tưởng cho nồi hơi ống nước công suất cao, áp suất cao.

c. Tính chất sử dụng:

• Nồi hơi cố định: Được sử dụng để sản xuất nhiệt điện và các quy trình công nghiệp.
• Nồi hơi đầu máy: Cung cấp năng lượng cho động cơ hơi nước đầu máy.
• Nồi hơi hàng hải: Được lắp đặt trên tàu hơi nước.

d. Loại nhiên liệu:

• Đốt nhiên liệu
• Đốt bằng khí
• Đốt nhiên liệu lỏng
• Đốt bằng điện
• Đốt bằng hạt nhân

e. Áp lực:

• Nồi hơi cao áp: Hoạt động trên 80 bar.
• Nồi hơi trung áp: Áp suất hơi dao động từ 20 đến 80 bar.
• Nồi hơi áp suất thấp: Tạo hơi nước ở áp suất 15-20 bar, thường được sử dụng để gia nhiệt trong quá trình.

f. Trục vỏ nồi hơi:

• Nồi hơi thẳng đứng: Trục nồi hơi thẳng đứng.
• Nồi hơi ngang: Trục nồi hơi nằm ngang.

Sơ đồ nguyên lý nồi hơi ống lửa

4. Ba loại nhiên liệu được sử dụng trong nồi hơi

Nồi hơi sử dụng ba loại nhiên liệu chính:

• Nhiên liệu rắn: Gỗ, Than, Than bánh, Than cốc, Trấu.
• Nhiên liệu lỏng: LDO (Dầu Diesel nhẹ), Dầu lò đốt.
• Nhiên liệu khí: LPG (Khí dầu mỏ hóa lỏng), LNG (Khí tự nhiên hóa lỏng), PNG (Khí tự nhiên qua đường ống).

5. Sự cần thiết của nồi hơi

Nồi hơi là không thể thiếu để:

• Sưởi ấm trung tâm trong môi trường công nghiệp và dân cư.
• Tạo nhiệt thông qua quá trình đốt cháy có kiểm soát bằng cách sử dụng khí tự nhiên từ đường ống.
• Phân phối nhiệt hiệu quả thông qua máy bơm, bộ tản nhiệt và bộ trao đổi nhiệt.
• Phát triển các thiết bị thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí và hiệu quả thông qua đổi mới công nghệ trong sản xuất nồi hơi.

6. Ứng dụng của nồi hơi

Nồi hơi được sử dụng rộng rãi trong:

• Cung cấp năng lượng cho động cơ hơi nước và tua-bin.
• Lái máy bơm pittông.
• Tạo điều kiện thuận lợi cho các quy trình công nghiệp, đặc biệt là trong kỹ thuật hóa học.
• Cung cấp nước nóng để sưởi ấm phòng, đặc biệt ở những vùng lạnh.
• Sản xuất điện ở các nhà máy nhiệt điện.
• Xử lý nhiệt trong các ngành công nghiệp khác nhau như nhà máy đường, nhà máy dệt, sản xuất sữa và chế biến hóa chất.

7. Câu hỏi thường gặp

1. Định nghĩa Nồi hơi theo Kỹ thuật Cơ khí? Trong kỹ thuật cơ khí, nồi hơi là một bình kín được thiết kế để tạo ra hơi nước hoặc nước nóng để sưởi ấm công nghiệp, thương mại hoặc dân dụng thông qua quá trình đốt cháy có kiểm soát.
2. Các loại nồi hơi và ứng dụng của chúng? Nồi hơi có nhiều loại khác nhau, bao gồm nồi hơi ống lửa, nồi hơi ống nước, nồi hơi điện và nồi hơi sinh khối, mỗi loại đều phù hợp với các ứng dụng cụ thể dựa trên các yếu tố như công suất, nhiên liệu sẵn có, chi phí và môi trường sự va chạm.
3. Các biện pháp phòng ngừa an toàn cho nồi hơi? Các biện pháp phòng ngừa an toàn bao gồm bảo trì thường xuyên, kiểm tra, lắp đặt đúng cách, thông gió, giám sát các thông số nồi hơi (mực nước, áp suất, nhiệt độ) và kết hợp các thiết bị an toàn như van giảm áp và thiết bị bảo vệ ngọn lửa.
4. Ứng dụng nồi hơi trong cuộc sống hàng ngày? Nồi hơi đóng vai trò quan trọng trong việc sưởi ấm các ngôi nhà, cung cấp năng lượng cho động cơ và tạo ra điện trong các nhà máy điện. Chúng cũng không thể thiếu trong các quy trình công nghiệp, bao gồm sản xuất hóa chất và cung cấp nước nóng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

8. Phần kết luận

Tóm lại, nồi hơi đóng vai trò là nền tảng của các nhà máy nhiệt điện, sản xuất hơi nước có áp suất cần thiết cho nhiều quy trình công nghiệp. Bài viết toàn diện này đã làm sáng tỏ các định nghĩa, loại, ứng dụng và mảng nhiên liệu quan trọng cho hoạt động của chúng. Hơn nữa, nó còn đi sâu vào thuật ngữ và phân loại nồi hơi quan trọng dựa trên một số thông số. Nắm vững các loại nồi hơi và thuật ngữ là mấu chốt để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của chúng.