Lò hơi tầng sôi là gì? Lịch sử phát triển và nguyên lý hoạt động
1. Lò hơi tầng sôi là gì?
Lò hơi tầng sôi, còn được gọi là nồi hơi tầng sôi, là một nồi hơi công nghiệp sử dụng buồng đốt kiểu tầng sôi (bao gồm hàng triệu hạt cát, xỉ hoặc một số vật liệu đặc biệt) để đốt cháy nhiên liệu. Buồng đốt tầng sôi sẽ tạo điều kiện hòa trộn rất tốt trong toàn bộ diện tích buồng đốt, nhờ đó nhiên liệu cháy ở nhiệt độ không quá cao và giảm lượng khí thải ô nhiễm.
2. Lịch sử phát triển của lò hơi tầng sôi
Douglas Elliott đưa ra ý tưởng đốt than thay vì khí hóa nó trong tầng sôi vào đầu những năm 1960. Ông đã nhìn thấy lợi thế lớn của việc tạo ra hơi nước bằng cách đặt các ống truyền nhiệt trong buồng đốt.
Elliott đã thuyết phục các chuyên gia từ Hiệp hội nghiên cứu & sử dụng than Anh và Hội đồng Than Quốc gia Anh sử dụng nồi hơi tầng sôi. Ngay sau đó, một chương trình nghiên cứu chuyên sâu về phát triển và ứng dụng lò tầng sôi đã được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Điện trung tâm Marchwood để phát triển về phát hiện của Elliott.
Trong thời kỳ này, lò hơi tầng sôi cũng được phát triển song song ở Trung Quốc và Hoa Kỳ, nhưng sự phát triển ở hai quốc gia này không được coi là đáng tin cậy do thiếu tư liệu ghi chép.
Sản xuất hơi từ lò hơi tầng sôi đốt nhiên liệu sinh khối (biomass) được cho là bắt đầu vào năm 1982 khi lò hơi đốt trấu rời 10 tấn/giờ do Prabir Basu thiết kế được đưa vào vận hành tại Ấn Độ. Các loại lò tầng sôi đốt các nhiên liệu khác nhau đã được phát triển và bán trên toàn thế giới.
Lò hơi tầng sôi bọt (FFB) có lẽ là ứng dụng phổ biến nhất của lò tầng sôi, đã thay thế gần như tất cả các loại nồi hơi truyền thống như lò ghi xích và lò ghi tĩnh. Một nồi hơi tầng sôi bằng bọt điển hình bao gồm một thiết bị đốt kiểu tầng sôi, các bộ trao đổi nhiệt gần như tương tự như các nồi hơi thông thường khác.
3. Nguyên lý hoạt động của lò hơi tầng sôi
Nhiên liệu được cung cấp cho thiết bị đốt bởi hệ thống cung cấp nhiên liệu nằm trong tường nước ở phía trên của thiết bị đốt. Lượng nhiên liệu cung cấp cho lò được điều hòa bởi tốc độ di chuyển của hệ thống cung cấp nhiên liệu vào lò.
Trong buồng đốt của lò hơi tầng sôi, quá trình dao động của hỗn hợp các hạt nhiên liệu rắn (than và tro, xỉ) được chia thành các lớp theo khối lượng riêng của các hạt nhiên liệu và chiều cao của buồng đốt. Quá trình dao động này được thực hiện nhờ tốc độ đủ cao của luồng không khí giai đoạn 1 đi vào lò từ tầng dưới của buồng đốt.
Do tốc độ gió cao này, hỗn hợp các hạt nhiên liệu rắn chảy ra khỏi buồng đốt thông qua dòng hỗn hợp không khí đốt. Trong quá trình đốt cháy, các hạt nhiên liệu giảm dần kích thước và trộn với một phần xỉ (hạt cơ bản) có trong buồng đốt để tạo thành lớp đệm nhiên liệu.
Quá trình đốt cháy nhiên liệu trong buồng đốt được chia thành các giai đoạn theo chiều cao của buồng đốt và tùy thuộc vào tốc độ gió trong giai đoạn 1 và giai đoạn 2. Nhiệt của lớp nhiên liệu đang cháy được truyền qua nước, các vách ngăn nước bố trí xung quanh thiết bị đốt, đỉnh của buồng đốt. Khói nóng mang các hạt tro bay ra khỏi lò đốt, qua bộ quá nhiệt (quá nhiệt của lò hơi) và cuối cùng là ống của bộ trao đổi nhiệt đối lưu rồi ra khỏi lò.
Gió cấp 2 đi vào thiết bị đốt thông qua các vòi phun không khí nằm phía trên thiết bị đốt (phía trên các ống dẫn khí giai đoạn 1) và cung cấp không khí cho các lớp sôi phía trên để giảm NOx, điều chỉnh hệ số không khí thừa và thúc đẩy quá trình cháy trong buồng đốt. Sau khi thực hiện quá trình trao đổi nhiệt bằng đối lưu ở phía sau lò, khói được đưa vào bộ phận thu hồi năng lượng, sử dụng nguồn nhiệt của khói thả gia nhiệt cho nước cấp và không khí cho lò sưởi. Bộ lọc bụi được đặt phía trước quạt hút và tách các hạt tro ra khỏi luồng khói trước khi khói được quạt hút thải ra ngoài ống khói.
4. Nhược điểm của lò hơi tầng sôi
– Các lò hơi tầng sôi đốt than có hàm lượng cốc cao yêu cầu chùm ống được nhúng trong tầng sôi để ngăn buồng đốt quá nhiệt, tuy nhiên, tuổi thọ của chùm ống này thường ngắn do sự mài mòn nhiệt liên tục.
– Lò tầng sôi bọt đòi hỏi diện tích buồng đốt rất lớn so với cùng công suất với lò tầng sôi tuần hoàn hoặc lò than phun. Vì vậy, lò tầng sôi bọt không thể thay thế hoàn toàn lò than phun, nhất là đối với dải công suất lớn.
– Lò tầng sôi bọt cần nhiều điểm cấp liệu vì khả năng phân tán nhiên liệu trong buồng đốt không tốt bằng lò tầng sôi tuần hoàn. Do đó, lò tầng sôi bọt chỉ được thiết kế cho phạm vi công suất vừa và nhỏ.
– Mặc dù lò tầng sôi bọt có thể đốt được nhiều loại nhiên liệu nhưng vẫn cần xem xét lại thiết kế của lò khi nhiên liệu đã thiết kế được thay thế bằng một loại nhiên liệu khác tốt hơn hoặc kém hơn nhiên liệu trước đó.
Trên đây là tất cả thông tin về lò hơi tầng sôi. Cảm ơn mọi người đã theo dõi bài viết của chúng tôi!
https://vanmays.blogspot.com/2022/11/cac-loai-ro-bom-inox-wonil-han-quoc.html
https://linkhay.com/blog/414328/cac-nguyen-to-anh-huong-cua-gang
https://vanmays.wordpress.com/2022/11/21/co-nen-su-dung-ro-bom-wonil-han-quoc/
