Giới thiệu

Trong các ngành công nghiệp như thực phẩm, dệt nhuộm, hóa chất, giấy, luyện kim và năng lượng, lò hơi giữ vai trò cung cấp hơi nước và nhiệt lượng ổn định. Để đạt hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí vận hành, doanh nghiệp không chỉ quan tâm đến hiệu suất đốt cháy, mà còn chú trọng đến việc tận dụng nhiệt thải thông qua thiết bị trao đổi nhiệt.

Mỗi loại nhiên liệu (than, dầu, gas) có đặc thù khác nhau về nhiệt lượng, tro bụi, thành phần khí thải và mức độ ăn mòn. Do đó, việc lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt phù hợp là yếu tố quan trọng để giảm tiêu hao nhiên liệu, bảo vệ thiết bị và đáp ứng tiêu chuẩn môi trường.

Thiết bị trao đổi nhiệt trong lò hơi – Tổng quan

Nguyên lý hoạt động

Thiết bị trao đổi nhiệt trong lò hơi hoạt động dựa trên truyền nhiệt gián tiếp:

Khói thải nóng từ buồng đốt → truyền nhiệt qua bề mặt kim loại (ống hoặc tấm) → gia nhiệt cho nước cấp, không khí hoặc dầu.

Nhờ đó, giảm nhiệt độ khí thải ra môi trường, nâng cao hiệu suất lò hơi và tiết kiệm nhiên liệu.

Các loại thiết bị trao đổi nhiệt thường dùng trong lò hơi

Ống chùm (Shell & Tube Heat Exchanger): Kết cấu bền vững, chịu áp suất cao, phù hợp cho lò hơi công suất lớn.

Dạng tấm (Plate Heat Exchanger – PHE): Hiệu suất truyền nhiệt cao, nhỏ gọn, dễ vệ sinh, thường dùng cho lò hơi gas.

Economizer: Tận dụng nhiệt khói thải để gia nhiệt nước cấp, giúp tăng hiệu suất tổng thể.

Air Preheater: Làm nóng không khí cấp vào buồng đốt, giúp quá trình cháy diễn ra hoàn hảo hơn.

Condensing heat exchanger: Thu hồi nhiệt ẩn từ hơi nước trong khói thải, chủ yếu cho lò hơi đốt gas.

Lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt cho từng loại lò hơi

🔥 Lò hơi đốt than

Đặc điểm vận hành:

Nhiệt lượng cao, khói thải nhiều tro bụi, SO₂ và NOx.

Dễ gây đóng cặn, bám bẩn và ăn mòn thiết bị.

Thiết bị phù hợp:

Ống chùm nằm ngang: Dễ vệ sinh, chịu được môi trường nhiều bụi.

Economizer thép dày: Gia nhiệt nước cấp, tối ưu tận dụng nhiệt thải.

Air Preheater: Cải thiện hiệu quả cháy, tiết kiệm nhiên liệu.

Lưu ý kỹ thuật:

Chọn vật liệu thép hợp kim chịu mài mòn và ăn mòn.

Thiết kế cửa vệ sinh thuận tiện cho bảo trì định kỳ.

🛢️ Lò hơi đốt dầu (FO/DO)

Đặc điểm vận hành:

Cháy sạch hơn than, ít tro bụi nhưng sinh muội than và SOx.

Khí thải có tính ăn mòn cao, đặc biệt khi kết hợp với hơi nước.

Thiết bị phù hợp:

Economizer thép hợp kim: Chống ăn mòn do SOx.

Ống chùm hoặc PHE: Hiệu suất truyền nhiệt tốt cho công suất vừa và nhỏ.

Oil Preheater: Giúp giảm độ nhớt dầu, cải thiện quá trình phun sương và cháy.

Lưu ý kỹ thuật:

Vật liệu ống trao đổi nhiệt cần có khả năng chống ăn mòn.

Vệ sinh định kỳ để loại bỏ muội than bám trên bề mặt.

⛽ Lò hơi đốt gas (CNG/LNG/LPG)

Đặc điểm vận hành:

Nhiên liệu cháy sạch, không tro bụi, khí thải chủ yếu là CO₂ và hơi nước.

Có nguy cơ ngưng tụ tạo axit nhẹ gây ăn mòn thiết bị.

Thiết bị phù hợp:

PHE (Plate Heat Exchanger): Hiệu suất cao, thiết kế nhỏ gọn.

Economizer inox 304/316: Gia nhiệt nước cấp, chống ăn mòn do ngưng tụ.

Condensing heat exchanger: Thu hồi nhiệt ẩn từ hơi nước, tăng thêm 5–10% hiệu suất.

Lưu ý kỹ thuật:

Ưu tiên inox hoặc hợp kim chống ăn mòn.

Cần hệ thống thoát nước ngưng tụ hợp lý.

Tiêu chí lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt cho lò hơi

Loại nhiên liệu: than → ưu tiên chống mài mòn; dầu → chống ăn mòn SOx; gas → chống ăn mòn do ngưng tụ.

Công suất lò hơi: công suất lớn → dùng ống chùm; công suất vừa và nhỏ → có thể chọn PHE.

Chất lượng nước cấp: xử lý nước trước khi cấp để hạn chế cáu cặn.

Yêu cầu tiết kiệm năng lượng: có thể bổ sung economizer, air preheater hoặc condensing exchanger.

Chi phí đầu tư & bảo trì: cần cân nhắc giữa hiệu suất – tuổi thọ – khả năng hoàn vốn.

Kết luận

Việc lựa chọn thiết bị trao đổi nhiệt phù hợp cho lò hơi giúp doanh nghiệp:

Tiết kiệm 5–15% nhiên liệu,

Kéo dài tuổi thọ hệ thống,

Đáp ứng tiêu chuẩn môi trường quốc tế.

Với lò hơi đốt than → ưu tiên ống chùm, economizer thép dày, air preheater.

Với lò hơi đốt dầu → cần economizer chống ăn mòn, oil preheater, ống chùm hợp kim.

Với lò hơi đốt gas → phù hợp với PHE, economizer inox và condensing exchanger.

Đầu tư đúng thiết bị không chỉ mang lại hiệu quả kinh tế, mà còn nâng cao uy tín và tính bền vững cho doanh nghiệp trong sản xuất công nghiệp hiện đại.