Tìm hiểu về nồi hơi (Boiler) được sử dụng trong lĩnh vực kinh doanh và công nghiệp
Nồi hơi (Steam Boiler) là thiết bị nhận nhiệt và truyền vào nước bên trong nồi, biến nước thành hơi. Phần lớn các ngành công nghiệp chỉ sản xuất hơi bão hòa, dẫn hơi nóng qua đường ống tới máy móc để sử dụng nhiệt của hơi vào sưởi ấm hoặc sản xuất sản phẩm. Việc sử dụng hơi bão hòa trong quá trình truyền nhiệt sẽ giúp nhiệt độ của thiết bị ổn định suốt chiều dài thiết bị, đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều hoặc giảm hỏng hóc so với dùng thanh điện trở gia nhiệt do nhiệt độ của thanh điện thay đổi. Ngoài ra, việc mua điện với khối lượng lớn sẽ tốn chi phí cao hơn nhiều so với sử dụng nhiên liệu để tạo hơi.
Do đó, nồi hơi được sử dụng phổ biến trong bệnh viện, khách sạn, nhà máy công nghiệp... Nồi hơi có nhiều kiểu dáng và loại khác nhau, phù hợp với từng mục đích sử dụng, điều kiện sản xuất hơi hoặc loại nhiên liệu sử dụng.
Các loại nồi hơi và nguyên lý hoạt động
1. Nồi hơi ống lửa (Fire Tube Boiler)
Đây là loại nồi hơi có cấu trúc đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Nhiệt từ quá trình đốt nhiên liệu trong buồng đốt được dẫn qua nhiều ống thép gọi là ống lửa, được bố trí dọc theo nồi. Nước bao quanh các ống này sẽ sôi và biến thành hơi. Loại nồi này được dùng trong bệnh viện, khách sạn, nhà máy giấy, thực phẩm, đồ hộp trái cây, đồ uống, nhựa, mỹ phẩm, điện tử, dệt nhuộm...
Ưu điểm - Nồi hơi ống lửa
- Thiết kế đơn giản
- Lượng nước lớn, giúp áp suất hơi ổn định, nhiệt độ ổn định
- Không đòi hỏi chất lượng nước quá cao, ít hỏng khi kiểm soát chất lượng nước sai
- Công suất 0.1 - 30 tấn hơi/giờ, áp suất 10–20 bar
Nhược điểm - Nồi hơi ống lửa
- Thời gian tạo hơi chậm (20–30 phút)
- Trọng lượng nặng so với các loại khác cùng công suất
- Nếu nổ, nguy hiểm hơn do lượng nước tích trữ lớn
- Không thể sản xuất hơi quá nhiệt
2. Nồi hơi ống nước (Water Tube Boiler)
Water tube boiler gồm nhiều ống nước bên trong có nước chảy, kết nối với bình chứa hơi (drum). Khí nóng từ quá trình đốt làm nóng nước từ bên ngoài ống, tạo hơi. Loại này có thể bố trí nhiều hàng ống để tăng diện tích trao đổi nhiệt, từ đó tăng công suất sản xuất hơi.
Ưu điểm - Nồi hơi ống nước
- Có thể thiết kế áp suất hơi rất cao do đường kính ống nhỏ hơn ống lửa, phù hợp sản xuất cần áp suất/nhiệt độ cao
- Có thể tạo hơi quá nhiệt
- Kích thước lớn hơn các loại khác
- Công suất 5 - 200 tấn hơi/giờ, áp suất 18–250 bar
Nhược điểm - Nồi hơi ống nước
- Yêu cầu chất lượng nước rất cao, hệ thống xử lý nước phức tạp
- Dễ hỏng khi chất lượng nước kém
- Khi tải hơi thay đổi, áp suất và nhiệt độ hơi thay đổi nhiều
- Khoang chứa hơi nhỏ, dễ kéo theo nước khi thay đổi tải nhanh
- Cấu trúc phức tạp, khó và lâu sửa chữa
3. Nồi hơi tuần hoàn một lần (Once Through Boiler)
Once Through Boiler là loại nồi hơi ống nước đặt đứng, gồm nhiều ống nước sắp xếp vòng tròn như lồng chim. Mực nước chỉ chiếm một phần ống, không đầy toàn bộ, nên phần hơi phía trên được gia nhiệt tiếp để trở thành hơi quá nhiệt, làm hơi khô hơn. Nước cấp từ bơm chỉ đi qua ống một lần duy nhất, không tuần hoàn lại.
Ưu điểm - Nồi hơi tuần hoàn một lần
- Kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cần ít diện tích lắp đặt
- Hiệu suất rất cao, đi kèm bộ Economizer lớn
- Công suất 0.5 - 6 tấn hơi/giờ, áp suất 9.8–32 bar
Nhược điểm - Nồi hơi tuần hoàn một lần
- Không được phép đóng cặn dù rất mỏng, yêu cầu chất lượng nước rất cao, hệ thống xử lý tốt
- Cần dùng nhiều hóa chất và xả liên tục
- Áp suất và nhiệt độ hơi thay đổi nhanh
- Tuổi thọ nồi ngắn do kim loại chịu ứng suất thay đổi áp suất nhanh
- Không nên dùng nhiên liệu dầu FO vì khó đánh lửa
4. Nồi hơi điện (Electric Boiler)
Nồi hơi điện sử dụng dòng điện để tạo hơi, có 2 loại:
- Nồi hơi dùng điện trở điện áp thấp (220 - 600 V)
- Nồi hơi dùng điện cực điện áp cao, nước làm điện trở tạo nhiệt sinh hơi (4–25 kV)
Ưu điểm - Nồi hơi điện
- Sạch, không đốt nhiên liệu
- Không cần ống khói
- Loại dùng điện trở: công suất 0.02 - 3 tấn hơi/giờ, áp suất 10–17 bar
- Loại dùng điện cực: công suất 1.5 - 150 tấn hơi/giờ, áp suất 10–31 bar
Nhược điểm - Nồi hơi điện
- Chi phí điện cao hơn so với nhiên liệu đốt
- Điện trở có thể phồng nứt nếu bám cặn hoặc ăn mòn do Oxygen Pitting
- Điện trở giá cao
BOONYIUM AND ASSOCIATES LTD. là nhà cung cấp hàng đầu về nồi hơi và đầu đốt công nghiệp, phân phối nồi hơi thương hiệu Cleaver Brooks, Fulton, Kawasaki, máy nước nóng A.O. Smith, đầu đốt Maxon, Oilon, hóa chất bảo trì và xử lý nước nồi hơi thương hiệu Tandex, cùng dịch vụ trước và sau bán hàng bởi đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm.
Tìm hiểu về nồi hơi (Boiler) được sử dụng trong lĩnh vực kinh doanh và công nghiệp
Nồi hơi (Steam Boiler) là thiết bị nhận nhiệt và truyền vào nước bên trong nồi, biến nước thành hơi. Phần lớn các ngành công nghiệp chỉ sản xuất hơi bão hòa, dẫn hơi nóng qua đường ống tới máy móc để sử dụng nhiệt của hơi vào sưởi ấm hoặc sản xuất sản phẩm. Việc sử dụng hơi bão hòa trong quá trình truyền nhiệt sẽ giúp nhiệt độ của thiết bị ổn định suốt chiều dài thiết bị, đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều hoặc giảm hỏng hóc so với dùng thanh điện trở gia nhiệt do nhiệt độ của thanh điện thay đổi. Ngoài ra, việc mua điện với khối lượng lớn sẽ tốn chi phí cao hơn nhiều so với sử dụng nhiên liệu để tạo hơi.
Do đó, nồi hơi được sử dụng phổ biến trong bệnh viện, khách sạn, nhà máy công nghiệp... Nồi hơi có nhiều kiểu dáng và loại khác nhau, phù hợp với từng mục đích sử dụng, điều kiện sản xuất hơi hoặc loại nhiên liệu sử dụng.
Các loại nồi hơi và nguyên lý hoạt động
1. Nồi hơi ống lửa (Fire Tube Boiler)
Đây là loại nồi hơi có cấu trúc đơn giản, được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Nhiệt từ quá trình đốt nhiên liệu trong buồng đốt được dẫn qua nhiều ống thép gọi là ống lửa, được bố trí dọc theo nồi. Nước bao quanh các ống này sẽ sôi và biến thành hơi. Loại nồi này được dùng trong bệnh viện, khách sạn, nhà máy giấy, thực phẩm, đồ hộp trái cây, đồ uống, nhựa, mỹ phẩm, điện tử, dệt nhuộm...
Ưu điểm - Nồi hơi ống lửa
- Thiết kế đơn giản
- Lượng nước lớn, giúp áp suất hơi ổn định, nhiệt độ ổn định
- Không đòi hỏi chất lượng nước quá cao, ít hỏng khi kiểm soát chất lượng nước sai
- Công suất 0.1 - 30 tấn hơi/giờ, áp suất 10–20 bar
Nhược điểm - Nồi hơi ống lửa
- Thời gian tạo hơi chậm (20–30 phút)
- Trọng lượng nặng so với các loại khác cùng công suất
- Nếu nổ, nguy hiểm hơn do lượng nước tích trữ lớn
- Không thể sản xuất hơi quá nhiệt
2. Nồi hơi ống nước (Water Tube Boiler)
Water tube boiler gồm nhiều ống nước bên trong có nước chảy, kết nối với bình chứa hơi (drum). Khí nóng từ quá trình đốt làm nóng nước từ bên ngoài ống, tạo hơi. Loại này có thể bố trí nhiều hàng ống để tăng diện tích trao đổi nhiệt, từ đó tăng công suất sản xuất hơi.
Ưu điểm - Nồi hơi ống nước
- Có thể thiết kế áp suất hơi rất cao do đường kính ống nhỏ hơn ống lửa, phù hợp sản xuất cần áp suất/nhiệt độ cao
- Có thể tạo hơi quá nhiệt
- Kích thước lớn hơn các loại khác
- Công suất 5 - 200 tấn hơi/giờ, áp suất 18–250 bar
Nhược điểm - Nồi hơi ống nước
- Yêu cầu chất lượng nước rất cao, hệ thống xử lý nước phức tạp
- Dễ hỏng khi chất lượng nước kém
- Khi tải hơi thay đổi, áp suất và nhiệt độ hơi thay đổi nhiều
- Khoang chứa hơi nhỏ, dễ kéo theo nước khi thay đổi tải nhanh
- Cấu trúc phức tạp, khó và lâu sửa chữa
3. Nồi hơi tuần hoàn một lần (Once Through Boiler)
Once Through Boiler là loại nồi hơi ống nước đặt đứng, gồm nhiều ống nước sắp xếp vòng tròn như lồng chim. Mực nước chỉ chiếm một phần ống, không đầy toàn bộ, nên phần hơi phía trên được gia nhiệt tiếp để trở thành hơi quá nhiệt, làm hơi khô hơn. Nước cấp từ bơm chỉ đi qua ống một lần duy nhất, không tuần hoàn lại.
Ưu điểm - Nồi hơi tuần hoàn một lần
- Kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, cần ít diện tích lắp đặt
- Hiệu suất rất cao, đi kèm bộ Economizer lớn
- Công suất 0.5 - 6 tấn hơi/giờ, áp suất 9.8–32 bar
Nhược điểm - Nồi hơi tuần hoàn một lần
- Không được phép đóng cặn dù rất mỏng, yêu cầu chất lượng nước rất cao, hệ thống xử lý tốt
- Cần dùng nhiều hóa chất và xả liên tục
- Áp suất và nhiệt độ hơi thay đổi nhanh
- Tuổi thọ nồi ngắn do kim loại chịu ứng suất thay đổi áp suất nhanh
- Không nên dùng nhiên liệu dầu FO vì khó đánh lửa
4. Nồi hơi điện (Electric Boiler)
Nồi hơi điện sử dụng dòng điện để tạo hơi, có 2 loại:
- Nồi hơi dùng điện trở điện áp thấp (220 - 600 V)
- Nồi hơi dùng điện cực điện áp cao, nước làm điện trở tạo nhiệt sinh hơi (4–25 kV)
Ưu điểm - Nồi hơi điện
- Sạch, không đốt nhiên liệu
- Không cần ống khói
- Loại dùng điện trở: công suất 0.02 - 3 tấn hơi/giờ, áp suất 10–17 bar
- Loại dùng điện cực: công suất 1.5 - 150 tấn hơi/giờ, áp suất 10–31 bar
Nhược điểm - Nồi hơi điện
- Chi phí điện cao hơn so với nhiên liệu đốt
- Điện trở có thể phồng nứt nếu bám cặn hoặc ăn mòn do Oxygen Pitting
- Điện trở giá cao
BOONYIUM AND ASSOCIATES LTD. là nhà cung cấp hàng đầu về nồi hơi và đầu đốt công nghiệp, phân phối nồi hơi thương hiệu Cleaver Brooks, Fulton, Kawasaki, máy nước nóng A.O. Smith, đầu đốt Maxon, Oilon, hóa chất bảo trì và xử lý nước nồi hơi thương hiệu Tandex, cùng dịch vụ trước và sau bán hàng bởi đội ngũ chuyên gia giàu kinh nghiệm.
