Ứng dụng của lò hơi trong công nghiệp là cấp hơi nước làm nguồn nhiệt để nấu, hấp, sấy, gia nhiệt hoặc quay tuabin phát điện. Năm lĩnh vực dùng hơi nhiều nhất là chế biến thực phẩm, dệt may, sản xuất giấy, nhiệt điện và sấy nông sản. Mỗi ngành cần hơi ở áp suất và độ sạch khác nhau, nên cũng chọn van và phụ kiện khác nhau.
Bài này mô tả hơi được dùng vào việc gì ở từng ngành, rồi tóm tắt điểm cần chú ý về van tương ứng. Chi tiết từng loại van nằm ở bài các loại van cho lò hơi.
Lò hơi công nghiệp tạo ra loại hơi nào
Lò hơi đốt nhiên liệu để đun nước thành hơi. Có hai loại hơi cần phân biệt. Hơi bão hòa có nhiệt độ ứng với áp suất của nó, ví dụ khoảng 184 °C ở 10 bar dư, và là loại dùng cho hầu hết việc nấu, sấy, gia nhiệt. Hơi quá nhiệt được đun nóng thêm lên trên nhiệt độ bão hòa, dùng cho tuabin để hạn chế hơi ngưng thành giọt nước làm mòn cánh tuabin.
Nhiên liệu gồm khí đốt, dầu, than và sinh khối như củi, trấu hoặc viên nén. Việc chọn nhiên liệu quyết định cách xử lý khí thải và chi phí vận hành, nhưng phía hơi và van thì giống nhau: điều kiện là áp suất và nhiệt độ hơi.
5 ứng dụng của lò hơi trong công nghiệp
1. Chế biến thực phẩm
Hơi dùng để nấu, hấp, thanh trùng, tiệt trùng và sấy khô thực phẩm. Sấy giúp bảo quản lâu hơn và vận chuyển đi xa hơn so với thực phẩm tươi. Nhiều nhà máy chọn khí đốt làm nhiên liệu vì sạch và dễ điều chỉnh, cũng có nơi dùng sinh khối để giảm chi phí nhiên liệu.
Điểm riêng của ngành này là yêu cầu vệ sinh. Hơi tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm cần nước cấp và vật liệu đường ống đạt yêu cầu an toàn thực phẩm. Hơi chỉ gia nhiệt gián tiếp qua áo hơi hoặc bộ trao đổi nhiệt thì yêu cầu thấp hơn.
2. Dệt may
Hơi gia nhiệt bể nhuộm, hồ vải, sấy vải sau nhuộm và cấp cho các thiết bị là ép. Sau khâu nhuộm luôn có khâu sấy, nên nếu hơi không đủ thì tiến độ cả dây chuyền chậm theo.
Dệt may có rất nhiều điểm dùng hơi nhỏ rải khắp nhà xưởng, nên đường ống hơi có nhiều nhánh. Nước ngưng sau khi dùng hơi còn nóng, nhiều nơi thu hồi về lò để tiết kiệm nhiên liệu.
3. Sản xuất giấy
Hơi dùng để nấu bột giấy và sấy tờ giấy trên các lô sấy. Công đoạn sấy chạy liên tục và cần lượng hơi lớn, nên nước ngưng sinh ra nhiều và phải được tách liên tục.
Nhà máy giấy có sẵn phụ phẩm gỗ như vỏ cây, mùn cưa, nên lò hơi đốt sinh khối tận dụng được nhiên liệu ngay tại chỗ. Khác với thực phẩm hay dệt may thường dùng khí hoặc dầu.
4. Nhiệt điện
Trung tâm của nhà máy nhiệt điện là một lò hơi công suất rất lớn. Nhiên liệu đốt tạo hơi quá nhiệt áp cao, hơi đẩy tuabin quay và tuabin kéo máy phát điện. Nhiệt năng biến thành cơ năng, rồi thành điện năng. Nhiên liệu có thể là than, dầu, khí hoặc sinh khối.
Đây là ngành có điều kiện khắc nghiệt nhất trong năm ngành: hơi nóng, áp cao nên van phải làm bằng vật liệu và theo tiêu chuẩn khắt khe hơn nhiều so với hệ thống hơi bão hòa thông thường.
5. Sấy nông sản
Nông sản như thóc, ngô và các loại hạt phải sấy mới bảo quản được lâu. Hộ nhỏ có thể phơi nắng, nhưng nắng không chủ động: ngày mưa là dừng. Ở quy mô lớn, cần nguồn nhiệt ổn định nên dùng lò hơi cấp nhiệt cho lò sấy qua bộ trao đổi nhiệt.
Cần nói thêm rằng nhiều cơ sở sấy cỡ vừa dùng lò đốt gia nhiệt cho gió nóng thay vì lò hơi. Lò hơi hợp hơn khi cơ sở cần hơi cho việc khác, hoặc cần gia nhiệt gián tiếp để nông sản không tiếp xúc khói.
Mỗi ngành cần chú ý gì ở van và phụ kiện
| Ngành | Hơi dùng để | Điểm cần chú ý ở van và phụ kiện |
|---|---|---|
| Thực phẩm | Nấu, hấp, thanh trùng, sấy | Phần tiếp xúc thực phẩm dùng inox, xem inox vi sinh; nhà máy bia là ví dụ gần, xem van trong nhà máy bia |
| Dệt may | Bể nhuộm, hồ vải, sấy, là ép | Nhiều nhánh nhỏ cần van giảm áp và bẫy hơi ở từng điểm dùng |
| Giấy | Nấu bột, sấy giấy | Nước ngưng nhiều, cần thoát liên tục; lưu lượng hơi lớn nên đường ống cỡ lớn |
| Nhiệt điện | Quay tuabin | Hơi quá nhiệt áp cao: van thép rèn hoặc thép hợp kim, đúng tiêu chuẩn thiết kế |
| Sấy nông sản | Gia nhiệt gió sấy | Bộ trao đổi nhiệt hơi-gió; cần điều chỉnh hơi để giữ nhiệt độ sấy ổn định |
Ở cả năm ngành, hơi luôn nóng và có áp, nên không thể chọn van như cho đường nước lạnh. Hệ thống nhà xưởng có lò hơi còn phải tính phương án phòng cháy, xem hệ thống PCCC nhà xưởng.
Vì sao nhiều ngành chọn hơi nước làm nguồn nhiệt
- Mang nhiều nhiệt: hơi nhả nhiệt rất lớn khi ngưng thành nước, nên một lượng hơi nhỏ gia nhiệt được lượng lớn sản phẩm.
- Dễ dẫn đi xa: một lò hơi trung tâm cấp cho nhiều thiết bị qua mạng ống, không cần đặt nguồn nhiệt ở từng máy.
- Điều chỉnh nhiệt độ qua áp suất: với hơi bão hòa, giữ áp suất là giữ nhiệt độ gia nhiệt, nên điều khiển tương đối đơn giản.
- Linh hoạt nhiên liệu: cùng một hệ thống hơi có thể chạy bằng khí, dầu, than hoặc sinh khối tùy điều kiện từng nơi.
Đổi lại, lò hơi là thiết bị chịu áp, có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động và phải kiểm định theo quy định hiện hành. Van an toàn và các van bảo vệ vì thế là phần không thể bỏ.
Viva cung cấp van và thiết bị cho hệ thống lò hơi
Trên một hệ thống lò hơi công nghiệp, các van chính gồm:
- Van an toàn: van an toàn tự mở xả hơi khi áp suất vượt mức cài đặt để bảo vệ lò khỏi nguy cơ nổ, rồi đóng lại khi áp trở về mức an toàn.
- Van cấp nước: nằm trên đường nước cấp, gồm van chặn và van một chiều, giữ nước vào lò liên tục và không cho nước chảy ngược.
- Van xả đáy: xả một phần nước trong lò để đưa ra chất rắn hòa tan và cặn tích tụ, giữ chất lượng nước và độ bền của lò.
- Van điều khiển và van chặn: van điều khiển chỉnh lưu lượng hơi hoặc nhiên liệu, thường là van cầu có bộ truyền động. Van cổng chỉ dùng để chặn hẳn, không dùng để điều chỉnh.
Cách chọn từng loại, vật liệu và vị trí lắp xem ở bài tổng hợp các loại van cho lò hơi nói trên. Nguyên lý chung của các loại van công nghiệp xem tính năng của van công nghiệp. Bài này thuộc nhóm van theo ngành ứng dụng.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp về ứng dụng của lò hơi
Ứng dụng của lò hơi trong công nghiệp là gì?
Lò hơi cấp hơi nước làm nguồn nhiệt cho nấu, hấp, sấy, gia nhiệt và, ở quy mô lớn, quay tuabin phát điện. Năm lĩnh vực dùng nhiều là thực phẩm, dệt may, giấy, nhiệt điện và sấy nông sản.
Hơi bão hòa và hơi quá nhiệt khác nhau thế nào?
Hơi bão hòa có nhiệt độ ứng với áp suất, ví dụ khoảng 184 °C ở 10 bar dư, dùng cho hầu hết việc nấu, sấy, gia nhiệt. Hơi quá nhiệt được đun nóng thêm trên nhiệt độ bão hòa, dùng cho tuabin phát điện để hạn chế giọt nước ngưng làm mòn cánh tuabin.
Vì sao nhiều nhà máy gia nhiệt bằng hơi mà không dùng nguồn nhiệt khác?
Hơi nhả nhiều nhiệt khi ngưng tụ, dẫn đi xa bằng ống từ một lò trung tâm, và nhiệt độ gia nhiệt giữ ổn định theo áp suất. Hơi cũng chạy được bằng nhiều loại nhiên liệu. Lựa chọn cuối cùng vẫn phụ thuộc quy mô và chi phí từng nhà máy.
Lò hơi đốt nhiên liệu gì?
Khí đốt, dầu, than và sinh khối như củi, trấu, viên nén. Ngành giấy hay tận dụng phụ phẩm gỗ, còn thực phẩm thường ưu tiên nhiên liệu sạch như khí. Nhiên liệu ảnh hưởng đến khí thải và chi phí, còn phía van thì phụ thuộc áp suất và nhiệt độ hơi.
Hệ thống lò hơi cần những van nào?
Tối thiểu có van an toàn, van cấp nước kèm van một chiều, van xả đáy, các van chặn hơi và nước. Tùy hệ thống có thêm van giảm áp, bẫy hơi, van xả khí và van điện từ. Không lò nào bắt buộc có đủ mọi loại.
