Lò hơi tầng sôi là công nghệ đốt hiện đại, giúp tăng hiệu suất sinh hơi, tiết kiệm nhiên liệu và giảm khí thải. Giải pháp tối ưu cho các nhà máy và khu công nghiệp hiện nay.

Lò hơi tầng sôi là gì?

Lò hơi tầng sôi (Fluidized Bed Boiler) là loại nồi hơi tầng sôi công nghiệp hoạt động dựa trên nguyên lý “tầng sôi” – trong đó nhiên liệu rắn (như than, trấu, mùn cưa, biomass...) được đốt cháy trong lớp vật liệu rắn (thường là cát hoặc tro bay) được thổi khí từ dưới lên tạo thành trạng thái “sôi” giống chất lỏng. Nhờ cơ chế này, nhiên liệu được trộn đều và đốt cháy hoàn toàn, giúp hiệu suất cao, giảm ô nhiễm và tiết kiệm nhiên liệu hơn so với lò đốt tầng sôi truyền thống.

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của lò hơi tầng sôi

Cấu tạo lò hơi tầng sôi tuần hoàn được thiết kế đặc biệt để tận dụng tối đa quá trình đốt cháy nhiên liệu rắn trong môi trường tầng sôi. Cấu tạo của hệ thống lò tầng sôi giúp hơi sinh ra đều, ổn định và đạt hiệu suất nhiệt cao.

1. Cấu tạo của lò hơi tầng sôi

Một lò hơi tầng sôi hoàn chỉnh thường bao gồm các bộ phận chính sau:

a. Buồng đốt tầng sôi

Là trung tâm hoạt động của lò, nơi diễn ra quá trình cháy của nhiên liệu.
Bên trong buồng có lớp vật liệu sôi (thường là cát hoặc tro), được thổi khí từ dưới lên qua các vòi gió.
Khi không khí đủ mạnh, lớp vật liệu này chuyển động liên tục, tạo trạng thái “tầng sôi” giúp trộn đều nhiên liệu và không khí, tăng hiệu suất cháy.

b. Hệ thống ghi và vòi gió

Ghi phân phối khí (air distributor) nằm dưới đáy buồng đốt, chia đều luồng không khí để tạo tầng sôi ổn định.
Có thể điều chỉnh lượng gió và áp suất để phù hợp với từng loại nhiên liệu.

c. Hệ thống cấp nhiên liệu

Nhiên liệu (than, trấu, mùn cưa, biomass,…) được cấp vào buồng đốt bằng vít tải hoặc băng tải tự động.
Thiết kế đảm bảo cấp đều, tránh tắc nghẽn và duy trì mức cháy ổn định.

d. Dàn ống sinh hơi (boiler tubes)

Bố trí xung quanh buồng đốt, nơi nước được đun nóng và chuyển thành hơi.
Vật liệu chế tạo chịu nhiệt và áp lực cao, đảm bảo an toàn trong quá trình vận hành.

e. Hệ thống tách và thu hồi tro

Sau khi cháy, tro và hạt chưa cháy hết được thu hồi bằng cyclone hoặc thiết bị lọc bụi.
Phần hạt mịn được tuần hoàn trở lại buồng đốt để tiếp tục cháy (đặc biệt trong lò hơi tầng sôi tuần hoàn CFB).

f. Bộ quá nhiệt, economizer và quạt gió

Bộ quá nhiệt: nâng cao nhiệt độ hơi, tăng hiệu suất nhiệt.
Economizer: tận dụng nhiệt khói thải để gia nhiệt nước cấp, giảm tiêu hao nhiên liệu.
Quạt gió cấp 1, cấp 2: điều khiển lượng không khí vào tầng sôi và hỗ trợ quá trình cháy hoàn toàn.

2. Nguyên lý làm việc của lò hơi tầng sôi

Nguyên lý lò hơi tầng sôi diễn ra theo các bước sau:

Không khí được quạt cấp thổi vào từ đáy buồng đốt, đi qua lớp vật liệu sôi tạo thành dòng khí mạnh.
Nhiên liệu rắn được đưa vào tầng sôi; dưới tác dụng của luồng khí, nhiên liệu được đảo trộn liên tục và cháy đều trong toàn bộ lớp.
Nhiệt lượng sinh ra từ quá trình cháy được truyền sang dàn ống sinh hơi, làm nước trong ống bốc hơi và tạo thành hơi bão hòa hoặc hơi quá nhiệt.
Tro và khí thải được dẫn qua bộ lọc – cyclone để thu hồi phần hạt lớn quay lại buồng đốt, trong khi khí sạch đi qua ống khói ra ngoài.
Hệ thống điều khiển tự động giám sát nhiệt độ, áp suất và lưu lượng, đảm bảo công nghệ lò hơi tầng sôi vận hành ổn định, tiết kiệm nhiên liệu và an toàn cho thiết bị.

Phân loại lò hơi tầng sôi và đặc điểm từng loại

Lò hơi tầng sôi được chia thành 3 loại chính dựa trên nguyên lý vận hành và thiết kế buồng đốt. Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng, phù hợp với nhu cầu sản xuất và quy mô công nghiệp khác nhau:

1. Lò Hơi Tầng Sôi Tuần Hoàn (Circulating Fluidized Bed – CFB)

Đặc điểm

Loại lò hơi tầng sôi đốt biomass thích hợp cho các nhà máy sử dụng nguyên liệu sinh khối như trấu, mùn cưa, vỏ cà phê… nhờ khả năng cháy hoàn toàn, tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải
Hạt nhiên liệu và tro bay được thu hồi bằng cyclone và tuần hoàn trở lại buồng đốt để cháy tiếp.
Nhiệt độ vận hành khoảng 850–900°C, giúp đốt nhiên liệu hiệu quả và giảm phát thải.
Công suất lò có thể đạt trên 50 T/h, phù hợp nhà máy lớn.

Ưu điểm

Hiệu suất đốt cao, tận dụng tối đa nhiên liệu.
Giảm phát thải khí NOx, SOx nhờ nhiệt độ thấp và hấp thụ lưu huỳnh trong tầng sôi.
Có thể đốt nhiều loại nhiên liệu rắn, kể cả nhiên liệu hỗn hợp.

Nhược điểm

Chi phí đầu tư và vận hành cao.
Cần nhân viên kỹ thuật có trình độ để vận hành và bảo trì.

2. Lò Hơi Tầng Sôi Không Tuần Hoàn (Bubbling Fluidized Bed – BFB)

Đặc điểm

Không khí thổi từ đáy buồng đốt tạo lớp tầng sôi “bong bóng” ổn định.
Hạt nhiên liệu và cát chỉ chuyển động trong phạm vi buồng đốt, ít tuần hoàn ra ngoài.
Nhiệt độ vận hành khoảng 800–850°C.

Ưu điểm

Vận hành đơn giản, dễ kiểm soát.
Chi phí đầu tư thấp, bảo trì dễ dàng.
Phù hợp với các nhà máy vừa và nhỏ, sử dụng biomass, trấu, mùn cưa.

Nhược điểm

Công suất hơi giới hạn (thường <50 T/h).
Cần kiểm soát chặt chẽ lượng gió và kích thước hạt nhiên liệu.

3. Lò Hơi Tầng Sôi Áp Lực (Pressurized Fluidized Bed Combustion – PFBC)

Đặc điểm

Hoạt động tương tự CFB nhưng buồng đốt chịu áp suất cao, giúp tăng hiệu suất nhiệt.
Có thể tích hợp trực tiếp với tuabin khí để phát điện, gọi là hệ thống CHP (Combined Heat and Power).
Thích hợp cho nhà máy điện và công nghiệp lớn cần công suất cao và hiệu suất tối ưu.

Ưu điểm

Hiệu suất nhiệt rất cao, giảm tiêu hao nhiên liệu.
Phát thải thấp nhờ nhiệt độ đốt thấp và hấp thụ lưu huỳnh.
Linh hoạt trong sử dụng nhiên liệu rắn, kể cả hỗn hợp.

Nhược điểm

Chi phí đầu tư cực cao, thiết bị và bảo trì phức tạp.
Cần kỹ thuật viên chuyên môn cao để vận hành.

Xem thêm: Lò hơi ghi xích: cấu tạo & nguyên lý làm việc

Tiêu chí thiết kế lò hơi tầng sôi đạt chuẩn kỹ thuật

Thiết kế lò hơi tầng sôi cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt nhằm đảm bảo hiệu suất cao, an toàn vận hành và thân thiện môi trường. Dưới đây là những tiêu chí quan trọng nhất khi thiết kế và chế tạo loại lò này:

1. Thiết kế buồng đốt lò hơi tầng sôi

Kích thước buồng đốt phải phù hợp với loại nhiên liệu, kích thước hạt và tốc độ sôi của tầng vật liệu.
Tốc độ gió cấp từ đáy được tính toán chính xác để tạo trạng thái “sôi” ổn định, tránh hiện tượng lắng hoặc cuốn tro quá mức.
Vật liệu chịu nhiệt (thép hợp kim, gạch chịu lửa, lớp cách nhiệt) phải đáp ứng được nhiệt độ vận hành 800–900°C.
Phân bố gió đều qua toàn bộ đáy buồng đốt giúp nhiên liệu cháy hoàn toàn và hạn chế điểm nóng cục bộ.

2. Hệ thống cấp nhiên liệu và không khí

Phải đảm bảo cấp nhiên liệu liên tục, ổn định, có thể điều chỉnh lưu lượng tự động.
Sử dụng cấp gió nhiều tầng (primary & secondary air) để tối ưu quá trình cháy và giảm phát thải NOx.
Với lò CFB, hệ thống thu hồi và tuần hoàn hạt (cyclone) cần thiết kế chính xác để đạt hiệu suất tuần hoàn cao.

3. Hệ thống sinh hơi và trao đổi nhiệt

Ống sinh hơi, ống quá nhiệt, ống hâm nước phải bố trí khoa học để tận dụng tối đa nguồn nhiệt.
Tốc độ lưu thông nước và hơi trong ống được tính toán phù hợp để tránh hiện tượng sôi cục bộ.
Bề mặt truyền nhiệt được tối ưu để nâng cao hiệu suất, giảm tổn thất nhiệt ra môi trường.

4. Hệ thống xử lý khí thải và bảo vệ môi trường

Trang bị bộ lọc bụi đa cấp (cyclone, túi vải hoặc lọc tĩnh điện) để thu hồi tro bay và giảm phát tán bụi.
Có thể bổ sung đá vôi (CaCO₃) vào tầng sôi để hấp thụ SO₂, giảm ô nhiễm khí thải.
Đảm bảo khí thải sau xử lý đạt quy chuẩn QCVN 19:2009/BTNMT hoặc các tiêu chuẩn môi trường hiện hành.

5. Hệ thống điều khiển và an toàn

Trang bị bộ điều khiển tự động PLC hoặc DCS, giúp giám sát nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và trạng thái vận hành.
Có các van an toàn, cảm biến áp suất, cảnh báo quá nhiệt và hệ thống ngắt khẩn cấp.
Thiết kế hệ thống cấp – xả nước, xả bùn hợp lý để đảm bảo vận hành lâu dài, ổn định.

6. Hiệu suất và tiết kiệm năng lượng

Hiệu suất lò hơi tầng sôi đạt chuẩn thường trên 85–90%, tùy theo loại lò (BFB hoặc CFB).
Hệ thống thu hồi nhiệt khói thải (economizer, air preheater) giúp giảm tiêu hao nhiên liệu.
Tối ưu độ ẩm và kích thước hạt nhiên liệu để duy trì quá trình cháy hiệu quả và tiết kiệm.

Cách vận hành lò hơi tầng sôi: sử dụng và bảo dưỡng

1. Quy trình vận hành lò hơi tầng sôi

Bước 1: Khởi động lò

Cấp gió sơ cấp ở mức thấp để tạo dòng khí ổn định dưới buồng đốt tầng sôi.
Đưa vật liệu tầng sôi (cát) vào buồng đốt và tăng dần lưu lượng gió đến khi lớp vật liệu bắt đầu “sôi” đều.
Đưa nhiên liệu ban đầu (biomass, than cám, trấu) vào với lượng nhỏ, mồi lửa bằng dầu hoặc than.
Khi nhiệt độ đạt khoảng 750–800°C, tăng dần lượng nhiên liệu chính đến mức vận hành.

Bước 2: Duy trì chế độ hoạt động

Giữ nhiệt độ buồng đốt ổn định trong khoảng 800–900°C.
Điều chỉnh lưu lượng gió sơ cấp và thứ cấp để đảm bảo quá trình cháy hoàn toàn.
Giám sát áp suất hơi, mức nước, và khói thải liên tục qua bảng điều khiển.
Xả tro định kỳ để tránh tích tụ, đảm bảo lưu thông khí đều trong buồng đốt.

Bước 3: Ngừng lò

Giảm dần lượng nhiên liệu và lưu lượng gió.
Khi ngọn lửa tắt, tiếp tục cấp gió nhẹ một thời gian để làm nguội tầng sôi dần.
Ngắt hệ thống cấp gió, nhiên liệu, và đóng các van chính khi nhiệt độ xuống thấp.

2. Hướng dẫn bảo dưỡng lò hơi tầng sôi

Bảo dưỡng hàng ngày

Vệ sinh lọc bụi, ống khói, cyclone để tránh bám tro, đảm bảo lưu thông khí.
Kiểm tra độ sôi của lớp vật liệu, nếu có hiện tượng “chết sôi” thì cần thay cát mới.
Theo dõi áp suất, nhiệt độ, mức nước, ghi chép vận hành đầy đủ.

Bảo dưỡng định kỳ (theo tuần/tháng/quý)

Kiểm tra, vệ sinh bề mặt truyền nhiệt để tránh đóng cặn giảm hiệu suất.
Kiểm tra đường ống, mối hàn, bao hơi, van an toàn, siết chặt các mối nối.
Hiệu chuẩn lại đồng hồ đo áp suất, cảm biến nhiệt độ, lưu lượng.
Đối với lò CFB, kiểm tra hệ thống tuần hoàn hạt và cyclone, thay thế bộ phận mòn.

Thiên Phú Thịnh – Giải pháp tủ điều khiển lò hơi công nghiệp tự động

Thiên Phú Thịnh mang đến tủ điều khiển lò hơi thông minh, giúp doanh nghiệp tự động hóa quy trình vận hành, đảm bảo an toàn – ổn định – tiết kiệm năng lượng.

Giải pháp của chúng tôi tích hợp:

Bộ điều khiển PLC hiện đại giám sát nhiệt độ, áp suất, mức nước, lượng gió và nhiên liệu.
Tự động điều chỉnh thông số vận hành tối ưu theo tải thực tế.
Giao diện điều khiển thân thiện, dễ theo dõi và thao tác.
Chức năng cảnh báo & bảo vệ an toàn khi có sự cố.

Cam kết từ Thiên Phú Thịnh

Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp và hệ thống điều khiển lò hơi, Thiên Phú Thịnh cam kết:

Giải pháp tối ưu theo từng quy mô nhà máy.
Thiết bị chất lượng cao, đạt tiêu chuẩn an toàn quốc tế.
Giá thành cạnh tranh, dịch vụ nhanh chóng, chuyên nghiệp.
Đồng hành lâu dài cùng doanh nghiệp trong mọi giai đoạn vận hành.

Liên hệ ngay Thiên Phú Thịnh để được tư vấn giải pháp điều khiển lò hơi tự động hóa phù hợp nhất cho quy mô và nhu cầu sản xuất của doanh nghiệp bạn!

Xem thêm: Điều Khiển Lò Hơi: Giải pháp vận hành lò hơi trọn gói

THIÊN PHÚ THỊNH cung cấp đa dạng BIẾN TẦN - PLC - HMI - TỦ ĐIỆN - THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT - CẢM BIẾN - KHỞI ĐỘNG MỀM: Biến tần Simphoenix; Biến tần Yaskawa; Biến tần ABB; Biến tần FUJI; Biến tần Mitsubishi; Biến tần Danfoss; Biến tần Hitachi; Biến tần Veichi; Biến tần Shihlin; Biến tần Siemens; Biến tần Xinje; Biến tần Inovance; Biến tần Nidec Control Techniques; Biến tần Schneider; Biến tần Delta; Biến tần LS; Linh kiện biến tần;....

Công ty TNHH Tự Động Hóa Thiên Phú Thịnh - TPT Automation

Địa chỉ: Số 1B, Đường Tú Xương, Khu Phố 1, Phường Hiệp Phú, TP Thủ Đức

Hotline/Zalo: 0909 623 689

Email: Thienphuthinh.auto@gmail.com

Fanpage: https://www.facebook.com/TPTAutomation

Website: https://thienphuthinh.vn/

Tìm hiểu thêm: https://sieuthibientan.com.vn

Bình luận

Xem thêm

Đánh giá của bạn

TIN MỚI NHẤT!

Lò hơi tầng sôi là gì? Cách vận hành lò hơi tầng sôi