Hệ thống kiểm soát và xả đáy lò hơi
Xả đáy lò hơi là gì?
Xả đáy lò hơi là quá trình loại bỏ nước khỏi lò hơi. Mục đích của nó là kiểm soát các thông số nước lò hơi trong giới hạn quy định để giảm thiểu cặn, ăn mòn, cặn lắng và các vấn đề cụ thể khác.
Xả đáy cũng được sử dụng để loại bỏ các chất rắn lơ lửng có trong hệ thống. Các chất rắn này là do ô nhiễm nước cấp, do kết tủa xử lý hóa học bên trong hoặc do vượt quá giới hạn hòa tan của các muối hòa tan khác.
Trên thực tế, một số nước lò hơi được loại bỏ (xả hơi) và thay thế bằng nước cấp. Tỷ lệ xả hơi lò hơi như sau:
Lượng nước xả đáy
-------------------------- x 100 = % thổi bay
Lượng nước cấp
Xả đáy có thể dao động từ dưới 1% khi có nguồn nước cấp chất lượng cực cao đến hơn 20% trong hệ thống quan trọng với nguồn nước cấp chất lượng kém. Trong các nhà máy có nước bổ sung làm mềm bằng hệ thống làm mềm nước, tỷ lệ phần trăm thường được xác định bằng phương pháp thử clorua. Trong các lò hơi áp suất cao hơn, có thể thêm một vật liệu trơ, hòa tan vào nước lò hơi như một chất đánh dấu để xác định tỷ lệ xả đáy. Công thức tính tỷ lệ xả đáy bằng clorua và dẫn xuất của nó được thể hiện như sau.
Chứng minh đại số công thức xả dáy.
Với: x = Lượng nước cấp y = lượng nước xả đáy a = nồng độ clorua trong nước cấp b = nồng độ clorua trong nước lò hơi k = phần trăm xả đáy Theo định nghĩa của phần trăm xả đáy 100 năm k = -------------- x Bởi vì tổng lượng clorua đi vào lò hơi phải bằng tổng lượng clorua ra khỏi lò hơi, xa = xb
|
>> Xem thêm: Các Dạng Lò Hơi Công Nghiệp Phổ Biến Hiện Nay và Ứng Dụng Của Chúng
Các yêu tố ảnh hưởng đến hệ thống xả đáy
Mục đích chính của việc xả đáy là duy trì hàm lượng chất rắn trong nước lò hơi trong giới hạn nhất định. Điều này có thể được yêu cầu vì những lý do cụ thể, chẳng hạn như ô nhiễm nước lò hơi. Trong trường hợp này, cần phải xả đáy ở tốc độ cao để loại bỏ chất gây ô nhiễm càng nhanh càng tốt.
Tốc độ xả đáy cần thiết cho một lò hơi cụ thể phụ thuộc vào thiết kế lò hơi, điều kiện vận hành và mức độ chất gây ô nhiễm trong nước cấp. Trong nhiều hệ thống, tốc độ xả đáy được xác định theo tổng chất rắn hòa tan. Trong các hệ thống khác, mức độ kiềm, silica hoặc chất rắn lơ lửng xác định tốc độ xả đáy cần thiết.
Việc kiểm soát lắng đọng cũng như chất lượng hơi nước. Phải sử dụng phán đoán kỹ thuật tốt trong mọi trường hợp. Vì mỗi hệ thống lò hơi cụ thể là khác nhau, nên giới hạn kiểm soát cũng có thể khác nhau. Có nhiều yếu tố cơ học có thể ảnh hưởng đến giới hạn kiểm soát xả đáy, bao gồm thiết kế lò hơi, định mức, mực nước, đặc điểm tải và loại nhiên liệu.
Trong một số trường hợp, giới hạn kiểm soát xả đáy cho một hệ thống cụ thể có thể được xác định bằng kinh nghiệm vận hành, kiểm tra thiết bị hoặc thử nghiệm độ tinh khiết của hơi nước. Trong một số trường hợp nhất định, có thể vượt quá giới hạn tổng chất rắn (hoặc độ dẫn điện), silica hoặc độ kiềm tiêu chuẩn. Các tác nhân chống bọt đã được áp dụng thành công để cho phép giới hạn chất rắn cao hơn bình thường. Các chương trình tạo phức và phân tán hiệu quả cũng có thể cho phép vượt quá một số tiêu chuẩn nước nhất định.
Mức tối đa có thể cho mỗi hệ thống cụ thể chỉ có thể được xác định từ kinh nghiệm. Tác động của đặc tính nước lên chất lượng hơi nước có thể được xác minh bằng thử nghiệm độ tinh khiết của hơi nước. Tuy nhiên, tác động lên các điều kiện bên trong phải được xác định từ kết quả quan sát được trong quá trình quay vòng cho đơn vị cụ thể.
Một số lò hơi có thể yêu cầu mức xả đáy thấp hơn bình thường do thiết kế lò hơi hoặc tiêu chuẩn vận hành khác thường hoặc yêu cầu nước cấp cực kỳ tinh khiết. Ở một số nhà máy, giới hạn xả đáy lò hơi thấp hơn mức cần thiết do triết lý vận hành bảo thủ.
Xả đáy bằng tay
Xả đáy thủ công ngắt quãng được thiết kế để loại bỏ chất rắn lơ lửng, bao gồm bất kỳ bùn nào hình thành trong nước lò hơi. Xả đáy thủ công thường nằm ở đáy của trống lò hơi thấp nhất, nơi bất kỳ bùn nào hình thành sẽ có xu hướng lắng xuống.
Xả khí thủ công ngắt quãng được kiểm soát đúng cách sẽ loại bỏ chất rắn lơ lửng, cho phép lò hơi hoạt động tốt. Hầu hết các hệ thống lò hơi công nghiệp đều có cả hệ thống xả khí ngắt quãng thủ công và hệ thống xả khí liên tục. Trên thực tế, van xả khí thủ công được mở định kỳ theo lịch trình vận hành. Để tối ưu hóa việc loại bỏ chất rắn lơ lửng và tiết kiệm vận hành, nên xả khí ngắn thường xuyên hơn là xả khí dài không thường xuyên. Rất ít bùn hình thành trong các hệ thống sử dụng nước cấp lò hơi có chất lượng đặc biệt cao. Xả khí thủ công có thể ít thường xuyên hơn trong các hệ thống này so với các hệ thống sử dụng nước cấp bị nhiễm độ cứng hoặc sắt. Chuyên gia tư vấn xử lý nước có thể đề xuất lịch trình xả khí thủ công phù hợp.
Van xả đáy trên ống góp tường nước của lò hơi phải được vận hành theo đúng khuyến nghị của nhà sản xuất. Thông thường, do có thể xảy ra sự cố lưu thông, ống góp tường nước không được xả đáy trong khi thiết bị đang bốc hơi. Xả đáy thường diễn ra khi thiết bị ngừng hoạt động hoặc nghiêng. Mực nước phải được theo dõi chặt chẽ trong thời gian xả đáy thủ công.
>> Xem thêm: Bao lâu nên tẩy cặn lò hơi và quy trình tẩy cặn lò hơi cơ bản.
Xả đáy liên tục
Xả đáy liên tục, như thuật ngữ này ám chỉ, là quá trình loại bỏ nước liên tục khỏi lò hơi. Quá trình này mang lại nhiều lợi thế mà chỉ sử dụng xả đáy không mang lại. Ví dụ, nước có thể được loại bỏ khỏi vị trí có chất rắn hòa tan cao nhất trong nước lò hơi. Do đó, chất lượng nước lò hơi thích hợp có thể được duy trì mọi lúc. Ngoài ra, có thể loại bỏ tối đa chất rắn hòa tan với lượng nước và nhiệt thất thoát tối thiểu từ lò hơi.
Một lợi ích lớn khác của việc xả khí liên tục là thu hồi một lượng lớn nhiệt lượng của nó thông qua việc sử dụng các bể xả khí chớp nhoáng và bộ trao đổi nhiệt. Cài đặt van điều khiển phải được điều chỉnh thường xuyên để tăng hoặc giảm lượng xả khí theo kết quả kiểm tra kiểm soát và để duy trì kiểm soát chặt chẽ nồng độ nước lò hơi mọi lúc.
Khi sử dụng phương pháp xả khí liên tục, việc xả khí thủ công thường chỉ giới hạn ở mức khoảng một lần xả ngắn mỗi ca để loại bỏ các chất rắn lơ lửng có thể lắng xuống gần kết nối xả khí thủ công.
Bảo tồn năng lượng vận hành lò hơi
Một số yếu tố có thể góp phần làm giảm mức tiêu thụ năng lượng ở phía nước của thiết bị tạo hơi nước.
Giảm quy mô
Truyền nhiệt bị ức chế bởi sự hình thành cặn trên bề mặt bên trong. Giảm cặn thông qua xử lý sơ bộ và xử lý hóa học bên trong thích hợp sẽ tạo ra bề mặt bên trong sạch hơn để truyền nhiệt hiệu quả hơn và tiết kiệm năng lượng.
Giảm thiểu nước xả lò hơi
Việc giảm lượng nước xả lò hơi có thể giúp tiết kiệm đáng kể nhiên liệu và nước.
Trong một số lắp đặt, chất rắn trong nước lò hơi thấp hơn mức tối đa cho phép. Thông qua các phương pháp kiểm soát được cải thiện, bao gồm thiết bị xả đáy lò hơi tự động, có thể giảm xả đáy lò hơi để duy trì chất rắn gần nhưng không vượt quá mức tối đa cho phép.
Tốc độ xả cặn cần thiết phụ thuộc vào đặc tính nước cấp, tải trọng trên lò hơi và các hạn chế về mặt cơ học. Sự thay đổi của các yếu tố này sẽ làm thay đổi lượng xả cặn cần thiết, gây ra nhu cầu phải điều chỉnh thường xuyên đối với hệ thống xả cặn liên tục vận hành thủ công. Ngay cả việc điều chỉnh thủ công thường xuyên cũng có thể không đủ để đáp ứng những thay đổi trong điều kiện vận hành.
Tốc độ xả đáy thường là biến số được kiểm soát kém nhất của một chương trình xử lý nội bộ. Giới hạn độ dẫn điện cho quá trình xả đáy lò hơi được kiểm soát thủ công thường khá rộng, với giới hạn dưới dưới 70% giá trị an toàn tối đa. Điều này thường cần thiết với điều khiển thủ công vì không thể duy trì một phạm vi hẹp một cách an toàn.
Trong các nhà máy có nước bổ sung làm mềm bằng natri zeolit, hệ thống điều khiển tự động có thể duy trì độ dẫn điện của nước lò hơi trong vòng 5% điểm đặt. Hồ sơ vận hành nhà máy đã xác minh rằng với việc điều chỉnh thủ công, xả cặn liên tục nằm trong phạm vi 5% này không quá 20% thời gian. Nhìn chung, một nhà máy trung bình tiết kiệm được khoảng 20% lượng xả cặn lò hơi khi chuyển từ xả cặn liên tục được điều chỉnh thủ công sang xả cặn liên tục được điều khiển tự động. Việc giảm này đạt được mà không có nguy cơ hình thành cặn hoặc mang theo do chất rắn trong nước lò hơi cao.
Trong một số trường hợp, việc tăng chất lượng nước cấp cho phép giảm đáng kể tốc độ xả đáy ở mức chất rắn tối đa cho phép hiện tại. Điều này có thể thực hiện được thông qua việc tái sử dụng nước ngưng tụ bổ sung làm nước cấp hoặc thông qua việc cải thiện các phương pháp xử lý bên ngoài để có chất lượng nước bổ sung cao hơn.
Bất kỳ sự giảm xả đáy nào cũng góp phần tiết kiệm nước và nhiên liệu. Khi nồng độ đồng đều được duy trì ở hoặc gần mức tối đa cho phép trong nước lò hơi, kết quả tiết kiệm sẽ ở một số lĩnh vực, bao gồm nhu cầu nước bổ sung, chi phí xử lý nước, chi phí xử lý chất thải nước xả đáy, mức tiêu thụ nhiên liệu và yêu cầu xử lý hóa chất. Những khoản tiết kiệm này lớn hơn đáng kể ở những nơi chất lượng nước bổ sung kém, nơi không có hoặc không có thiết bị thu hồi nhiệt và nơi điều kiện vận hành thường xuyên thay đổi.
Thu hồi nhiệt
Thu hồi nhiệt thường được sử dụng để giảm tổn thất năng lượng phát sinh do xả nước lò hơi.
Việc lắp đặt thiết bị thu hồi nhiệt chỉ có giá trị khi năng lượng từ bể chứa flash hoặc nước xả có thể được thu hồi và sử dụng. Khi đã có sẵn nguồn cung cấp khí thải hoặc hơi nước áp suất thấp dư thừa, thì việc lắp đặt thiết bị thu hồi nhiệt là không hợp lý.
Nếu được chứng minh là hợp lý về mặt kinh tế, có thể sử dụng nước xả lò hơi để làm nóng các luồng quy trình. Trong hầu hết các trường hợp, hệ thống thu hồi nhiệt nước xả lò hơi sử dụng hơi nước chớp nhoáng từ bể xả để khử khí. Nước xả từ bể xả được đưa qua bộ trao đổi nhiệt và được sử dụng để làm nóng trước nước bổ sung lò hơi. Với việc sử dụng một bộ trao đổi nhiệt hiệu quả, lượng nhiệt duy nhất bị mất là chênh lệch nhiệt độ cuối cùng giữa nước bổ sung đầu vào và nước xả vào cống. Chênh lệch này thường là 10-20°F (5-10°C).
>> Xem thêm: Top 10 các công ty cung cấp Lò Hơi uy tín hiện nay.
Bảng. Ví dụ về khả năng tiết kiệm nhiên liệu thông qua việc sử dụng thu hồi nhiệt khi xả khí liên tục.
| Sự bốc hơi (hơi nước) |
5.000.000 |
cân Anh |
|
| Xả đáy: |
+263.000 |
lb/ngày (5,0%) |
|
| Nước cấp (hơi nước + xả đáy) |
5.263.000 |
cân Anh |
|
| Áp suất lò hơi: |
600 |
psig |
|
| Nhiệt độ nước cấp (sử dụng hơi nước trực tiếp): |
240 |
°F |
|
| Nhiệt độ nước bổ sung: |
60 |
°F |
|
| Thể tích nhiên liệu (dầu) |
145.000 |
Btu/gal |
|
| (@ Hiệu suất lò hơi 75%) |
X0,75 |
||
| Nhiệt nhiên liệu có sẵn: |
108.750 |
Btu/gal |
|
| Sử dụng bình chứa hơi nước ở áp suất 5 psig, lượng hơi nước có sẵn có thể được tính toán theo công thức: |
|||
| % hơi nước bốc lên = | Hb - Hf -------------- |
X100 | |
| Vt | |||
Thiết bị sử dụng
Xả đáy thủ công
Thiết bị xả đáy thủ công, được coi là một phần của lò hơi và được lắp đặt cùng với thiết bị, thường bao gồm một đường xả, một van mở nhanh và một van đóng. Đường xả luôn nằm ở phần thấp nhất của trống lò hơi thấp nhất, nơi có nồng độ chất rắn lơ lửng lớn nhất hình thành.
Một số loại lò hơi ống nước có nhiều hơn một kết nối xả đáy. Chúng cho phép xả đáy từ cả hai đầu của trống bùn. Các kết nối xả đáy được lắp trên các ống góp để thoát nước và loại bỏ các chất rắn lơ lửng có thể tích tụ và hạn chế lưu thông. Nhà sản xuất lò hơi thường chỉ định một số hạn chế nhất định đối với việc xả đáy của các ống góp tường nước. Những hạn chế này phải được tuân thủ chặt chẽ.
Xả đáy liên tục
Thông thường, thiết bị xả cặn liên tục được lắp đặt bởi nhà sản xuất lò hơi. Vị trí chính xác của đường ống xả cặn liên tục phụ thuộc chủ yếu vào kiểu tuần hoàn nước. Vị trí của nó phải đảm bảo loại bỏ được lượng nước cô đặc nhất. Đường ống cũng phải được đặt sao cho nước cấp lò hơi hoặc dung dịch cấp hóa chất không chảy trực tiếp vào đó. Kích thước của đường ống và van điều khiển phụ thuộc vào lượng xả cặn cần thiết.
Trong hầu hết các đơn vị, đường cất cánh thấp hơn mực nước thấp vài inch. Trong các thiết kế khác, đường cất cánh gần với đáy của trống hơi nước.
Tự động xả khí
Hệ thống điều khiển xả khí tự động liên tục theo dõi nước lò hơi, điều chỉnh tốc độ xả khí và duy trì độ dẫn điện riêng của nước lò hơi ở mức mong muốn. Các thành phần cơ bản của hệ thống điều khiển xả khí tự động bao gồm cụm đo lường, trung tâm điều khiển và van điều khiển xả khí điều chế.
>> Xem thêm: Lò Hơi (Boiler) Bị Thủng Sau Khi Tẩy Rửa - Có Phải Do Hóa Chất?
Kiểm soát xả đáy
Nếu muốn duy trì tốc độ xả cặn kinh tế, cần phải tiến hành các thử nghiệm nước lò hơi phù hợp thường xuyên để kiểm tra nồng độ trong nước lò hơi. Khi sử dụng natri zeolit làm mềm, nhu cầu xả cặn lò hơi thường được xác định bằng cách đo độ dẫn điện của nước lò hơi, đây là phép đo gián tiếp về chất rắn hòa tan trong nước lò hơi.
Các thành phần nước lò hơi khác như clorua, natri và silica cũng được sử dụng như một phương tiện để kiểm soát quá trình xả đáy. Thử nghiệm độ kiềm đã được sử dụng như một biện pháp kiểm soát xả đáy bổ sung cho các hệ thống mà độ kiềm của nước lò hơi có thể đặc biệt cao.
Tổng chất rắn
Về mặt kỹ thuật, phép đo trọng lượng cung cấp một cách thỏa đáng để xác định tổng chất rắn trong nước lò hơi; tuy nhiên, phương pháp này hiếm khi được sử dụng vì quá trình phân tích tốn thời gian và quá khó để kiểm soát thường xuyên. Ngoài ra, việc so sánh tổng hàm lượng chất rắn trong nước lò hơi với tổng hàm lượng chất rắn trong nước cấp không nhất thiết cung cấp phép đo chính xác về nồng độ nước cấp trong lò hơi, vì những lý do sau:
- mẫu nước lò hơi có thể không cho thấy hàm lượng chất rắn lơ lửng đại diện do lắng hoặc hình thành cặn
- xử lý bên trong có thể thêm nhiều chất rắn khác nhau vào nước lò hơi
- sự phân hủy của bicarbonate và carbonate có thể giải phóng khí carbon dioxide và làm giảm tổng chất rắn trong nước lò hơi
Chất rắn hòa tan
Độ dẫn điện riêng của nước lò hơi cung cấp một phép đo gián tiếp về chất rắn hòa tan và thường có thể được sử dụng để kiểm soát xả đáy. Tuy nhiên, việc thiết lập tốc độ xả đáy dựa trên độ dẫn điện riêng tương đối của nước cấp và nước lò hơi không cung cấp phép đo trực tiếp về nồng độ nước cấp trong lò hơi. Độ dẫn điện riêng bị ảnh hưởng bởi sự mất carbon dioxide với hơi nước và bởi sự đưa chất rắn vào như là quá trình xử lý hóa học bên trong. Hơn nữa, độ dẫn điện riêng của nước cấp (dung dịch loãng) và nước lò hơi (dung dịch cô đặc) không thể so sánh trực tiếp.
Độ dẫn điện riêng của mẫu là do sự ion hóa của nhiều loại muối có trong đó. Trong dung dịch loãng, các muối hòa tan gần như bị ion hóa hoàn toàn, do đó độ dẫn điện riêng tăng theo tỷ lệ với nồng độ muối hòa tan. Trong dung dịch cô đặc, sự ion hóa bị ức chế và tỷ lệ độ dẫn điện riêng so với muối hòa tan giảm. Mối quan hệ giữa độ dẫn điện riêng và chất rắn hòa tan được xác định chính xác nhất thông qua phép đo cả hai thông số và thiết lập hệ số tương quan cho từng hệ thống.
Tuy nhiên, hệ số này có thể được ước tính. Hàm lượng chất rắn trong các dung dịch rất loãng như ngưng tụ có thể được tính theo hệ số 0,5-0,6 ppm chất rắn hòa tan trên mỗi microsiemens (micromho) độ dẫn điện riêng. Đối với dung dịch cô đặc hơn như nước lò hơi, hệ số này có thể thay đổi trong khoảng từ 0,55 đến 0,90 ppm chất rắn hòa tan trên mỗi microsiemens độ dẫn điện riêng. Ion hydroxide có trong nhiều nước lò hơi có độ dẫn điện cao so với các ion khác. Do đó, thông lệ phổ biến là trung hòa chất ăn da bằng axit hữu cơ trước khi đo độ dẫn điện. Mặc dù axit gallic thường được sử dụng để trung hòa độ kiềm phenolphthalein trong các mẫu có độ dẫn điện riêng cao, axit boric có thể được sử dụng trong các mẫu có độ dẫn điện riêng thấp và cao với tác động tối thiểu đến hệ số tương quan giữa chất rắn hòa tan và độ dẫn điện riêng.
Silica, kiềm, natri, liti và molybdate
Trong một số trường hợp nhất định, phép đo hàm lượng silica và kiềm trong nước lò hơi có thể được sử dụng để kiểm soát quá trình xả đáy. Natri, liti và molybdate đã được sử dụng để tính toán chính xác tốc độ xả đáy trong các đơn vị áp suất cao, nơi nước khử khoáng được sử dụng làm nước cấp.
Clorua
Nếu nồng độ clorua trong nước cấp đủ cao để đo chính xác, nồng độ này có thể được sử dụng để kiểm soát quá trình xả cặn và tính toán tốc độ xả cặn. Vì clorua không kết tủa trong nước lò hơi, nồng độ clorua tương đối trong nước cấp và nước lò hơi cung cấp cơ sở chính xác để tính toán tốc độ xả cặn.
Thử nghiệm clorua không phù hợp với phép tính này khi clorua trong nước cấp quá thấp để xác định chính xác. Một lỗi phân tích nhỏ trong việc xác định hàm lượng clorua trong nước cấp sẽ gây ra lỗi đáng kể trong việc tính toán tốc độ xả đáy.
Trọng lượng riêng
Trọng lượng riêng của nước lò hơi tỷ lệ thuận với chất rắn hòa tan. Tuy nhiên, việc xác định chất rắn hòa tan bằng phép đo trọng lượng riêng bằng tỷ trọng kế không chính xác đến mức không thể khuyến nghị để kiểm soát xả đáy đúng cách.
>> Xem thêm: Các sản phẩm hóa chất xử lý nước của Thermax Ấn Độ.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Mọi thông tin cần tư vấn quý khách có thể liên hệ với chúng tôi thông qua:
CÔNG TY TNHH REECHEM
Địa chỉ: Tầng 5 tòa nhà Lighthouse, 1254 Xô Viết Nghệ Tĩnh, P.Hòa Cường Nam, Q.Hải Châu, Tp.Đà Nẵng
Điện thoại: 0236 391 88 68 / Hotline (zalo): 0789 086 626
Email: info@reechem.com.vn
Website: reechem.com.vn
Có thể bạn quan tâm
Ý kiến bạn đọc:
