Tổng quan về lò hơi trong nhà máy nhiệt điện
Lò hơi là trái tim của mọi nhà máy nhiệt điện, nơi biến năng lượng từ nhiên liệu thành hơi nước áp suất cao để chạy tua bin phát điện. Không chỉ là thiết bị sinh hơi thông thường, lò hơi nhiệt điện còn là hệ thống phức tạp với yêu cầu vận hành nghiêm ngặt, công suất lớn và độ an toàn cao. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ lò hơi nhà máy nhiệt điện là gì, vì sao nó quan trọng và cách mà nó góp phần tạo nên nguồn điện ổn định cho nền kinh tế.
Lò hơi nhà máy nhiệt điện là gì?
Lò hơi nhà máy nhiệt điện là thiết bị trung tâm trong dây chuyền sản xuất điện, nơi nhiên liệu được đốt cháy để tạo ra hơi nước áp suất – nhiệt độ cao. Lượng hơi này sẽ được đưa vào tua bin hơi để quay máy phát điện, tạo ra dòng điện cung cấp cho hệ thống điện quốc gia.
Về bản chất, lò hơi trong nhiệt điện đóng vai trò chuyển hóa năng lượng hóa học của nhiên liệu thành năng lượng nhiệt, rồi tiếp tục chuyển thành cơ năng và điện năng. Vì vậy, hiệu suất và độ ổn định của lò hơi ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng và tính an toàn của toàn bộ nhà máy.
Trong các nhà máy nhiệt điện công suất lớn, lò hơi thường có kích thước đồ sộ, công suất đạt hàng nghìn tấn hơi mỗi giờ, vận hành ở áp suất siêu tới hạn nhằm tối ưu hiệu suất phát điện.
Cấu tạo cơ bản của lò hơi nhà máy nhiệt điện
Lò hơi dùng trong nhà máy nhiệt điện có cấu tạo phức tạp hơn nhiều so với lò hơi công nghiệp thông thường. Dưới đây là các bộ phận quan trọng nhất:
1. Buồng đốt (Furnace)
Buồng đốt là nơi nhiên liệu (than, dầu, khí…) được đốt cháy. Kết cấu thường dạng tường nước (water wall) với các ống sinh hơi bố trí xung quanh, vừa chịu lửa vừa hấp thụ nhiệt.
Buồng đốt được thiết kế để tối ưu hóa quá trình cháy, hạn chế khí thải độc hại và tăng hiệu suất thu nhiệt.
2. Dàn ống sinh hơi (Water tube / Boiler tubes)
Đây là hệ thống các ống thép chịu áp lực cao, chứa nước tuần hoàn. Khi hấp thụ nhiệt từ ngọn lửa và khí nóng, nước chuyển thành hơi bão hòa và tiếp tục được sấy thành hơi quá nhiệt.
Các ống này được chế tạo bằng thép hợp kim chịu nhiệt – chịu áp lực rất cao.
3. Bộ quá nhiệt (Superheater)
Tăng nhiệt độ hơi bão hòa lên mức cao hơn mà không tăng áp suất. Hơi quá nhiệt có tác dụng nâng cao hiệu suất của tua bin hơi.
Nhiệt độ hơi có thể đạt 540–600°C tùy loại nhà máy.
4. Bộ hâm nước (Economizer)
Tận dụng nhiệt khí thải để làm nóng nước cấp trước khi đưa vào lò hơi. Nhờ đó giảm tiêu hao nhiên liệu và nâng cao hiệu suất lò.
5. Bộ sấy gió (Air Preheater)
Làm nóng không khí cấp vào buồng đốt giúp nhiên liệu cháy hoàn toàn, tăng nhiệt độ buồng đốt và giảm khí CO.
6. Hệ thống cấp nhiên liệu & nghiền than
Trong nhiệt điện than, hệ thống nghiền than (pulverizer) là phần không thể thiếu, giúp than được nghiền mịn như bột để phun vào buồng đốt cho hiệu suất cháy cao.
7. Quạt gió – quạt hút – hệ thống khói thải
Gồm:
Quạt gió cấp 1 và cấp 2
Quạt hút khói
Đường ống dẫn khói
Ống khói cao hàng chục mét
Hệ thống này giúp điều khiển lưu lượng gió – khói – áp suất, hỗ trợ cháy hoàn toàn và đảm bảo khí thải đạt chuẩn môi trường.
8. Hệ thống điều khiển – giám sát DCS/SCADA
Tự động hóa toàn bộ quá trình vận hành lò hơi, ghi nhận dữ liệu, cảnh báo sự cố, điều chỉnh mức cấp nhiên liệu – gió – nước.
Tham khảo ngay: Cấu tạo lò hơi tầng sôi
Nguyên lý hoạt động của lò hơi nhà máy nhiệt điện
Lò hơi trong nhà máy nhiệt điện vận hành dựa trên vòng tuần hoàn nhiệt – hơi – nước liên tục. Mỗi giai đoạn đều liên kết chặt chẽ với nhau:
1. Đốt nhiên liệu tạo nhiệt
Than được nghiền mịn và phun vào buồng đốt, kết hợp với gió nóng để cháy hoàn toàn. Các nhà máy dùng dầu hoặc khí thiên nhiên thì đốt bằng đầu đốt công suất lớn.
2. Truyền nhiệt vào dàn ống sinh hơi
Nước cấp được bơm cao áp đưa vào hệ thống ống. Khi hấp thụ nhiệt lớn từ ngọn lửa và khí nóng, nước sôi mạnh tạo ra hỗn hợp hơi – nước.
3. Hơi được tách và đưa vào bộ quá nhiệt
Hỗn hợp hơi đi qua bộ tách ẩm rồi được gia nhiệt thành hơi quá nhiệt có nhiệt độ rất cao. Đây là loại hơi lý tưởng để vận hành tua bin.
4. Hơi quá nhiệt chạy tua bin phát điện
Hơi áp lực cao làm quay cánh tua bin, tua bin nối trực tiếp với máy phát để tạo ra điện.
5. Hơi thoát ra tua bin được ngưng tụ thành nước
Hơi có áp suất thấp được dẫn đến bình ngưng, chuyển thành nước nhờ hệ thống làm mát.
6. Nước lại được bơm trả về lò hơi theo vòng khép kín
Quá trình lặp lại liên tục giúp nhà máy vận hành ổn định 24/7.
Ứng dụng của lò hơi trong nhà máy nhiệt điện
Lò hơi là trái tim của nhà máy nhiệt điện, quyết định 70–80% hiệu suất và sản lượng điện. Vai trò ứng dụng của lò hơi trong mỗi hệ thống bao gồm:
1. Tạo hơi cho tua bin phát điện
Đây là ứng dụng quan trọng nhất. Hơi siêu sạch, siêu nhiệt được đưa vào tua bin để tạo chuyển động quay, là nguồn lực chính sinh ra điện.
2. Điều khiển và tối ưu phụ tải nhà máy
Tùy theo sản lượng điện cần phát lên lưới, lò hơi sẽ điều chỉnh công suất đốt:
Tăng đốt để phát điện cao điểm
Giảm đốt khi tải thấp
Việc này giúp hệ thống điện quốc gia vận hành cân bằng và ổn định.
3. Cung cấp hơi cho các hệ thống phụ trợ
Trong các nhà máy cỡ lớn, một phần hơi được đưa đến:
Hệ thống sấy than
Hệ thống gia nhiệt dầu bôi trơn tua bin
Thiết bị khử khí
Các quá trình gia nhiệt phụ trợ khác
4. Ứng dụng trong hệ thống xử lý khí thải
Lò hơi tạo ra nguồn nhiệt lớn hỗ trợ:
Đốt cháy lại khí CO chưa cháy hết
Gia nhiệt cho bộ khử NOx
Sấy khí trước khi qua ESP hoặc túi lọc
5. Ứng dụng trong hệ thống cấp nước – hóa nước
Nguồn hơi có thể được dùng cho các thiết bị xử lý nước cấp như:
Khử khí (Deaerator)
Hâm nước
Sấy hóa chất dùng trong xử lý nước
6. Đảm bảo hoạt động liên tục của cả nhà máy
Không có lò hơi, tua bin không thể vận hành → nhà máy không thể phát điện.
Do đó, lò hơi được xem là “trung tâm năng lượng” của toàn bộ hệ thống nhiệt điện.
Kết luận
Lò hơi nhà máy nhiệt điện là thiết bị cốt lõi tạo ra hơi áp suất cao để đảm bảo quá trình phát điện diễn ra liên tục và ổn định. Với cấu tạo phức tạp và yêu cầu khắt khe về an toàn, lò hơi cần được chọn đúng thiết kế, bảo trì định kỳ và vận hành đúng chuẩn. Doanh nghiệp có thể tham khảo giải pháp từ công ty cung cấp lắp đặt lò hơi tại: greenboiler.vn
