Lò dầu truyền nhiệt: nhiệt độ cao, áp suất thấp cho sấy và ép nóng

Nhiệt độ cao, áp suất thấp: điều gì thay đổi khi dùng dầu tải nhiệt

Hơi bão hòa là chất tải nhiệt tuyệt vời ở vùng 120–180°C: nhả nhiệt ẩn lớn, truyền nhiệt nhanh, dễ điều khiển. Nhưng nhiệt độ hơi bão hòa gắn chặt với áp suất. Ở 8 bar hơi chỉ khoảng 170°C. Muốn 250°C, hơi bão hòa cần khoảng 40 bar; muốn 300°C cần khoảng 86 bar. Ở mức áp đó, lò, đường ống, van và thiết bị dùng nhiệt đều phải chế tạo theo cấp áp rất cao, tốn kém và đòi hỏi vận hành khắt khe.

Phần so sánh nên chọn lò dầu hay lò hơi cho từng dây chuyền có trong bài lò dầu truyền nhiệt: khi nào nên chọn thay lò hơi của Lò Hơi Vương Long. Ở đây Vương Long Boiler tập trung vào thông số, cách tính và vận hành.

Dầu truyền nhiệt giải bài toán theo cách khác. Dầu có nhiệt độ sôi cao, nên được bơm tuần hoàn ở thể lỏng, đạt 250–300°C mà áp suất hệ thống chủ yếu chỉ là áp do bơm tạo ra để thắng trở lực đường ống. Thiết bị dùng nhiệt như bàn ép, trục cán, buồng sấy không phải chịu áp cao như khi dùng hơi.

Đổi lại, dầu không có nhiệt ẩn như hơi, nên phải tuần hoàn lưu lượng lớn, đường ống dày dặn hơn về tiết diện, và mang những rủi ro riêng: dầu giãn nở khi nóng, dầu lão hóa theo thời gian, dầu nóng rò ra có thể bắt cháy. Chọn lò dầu truyền nhiệt đúng là chọn đúng cả bốn yếu tố: công suất, lưu lượng, bình giãn nở và an toàn cháy.

Ảnh thực tế

6 điểm cần hiểu trước khi chọn lò dầu truyền nhiệt

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long.

Lò dầu truyền nhiệt có thể đốt củi, sinh khối, dầu hoặc khí, nên phần buồng đốt và xử lý khói vẫn phải tính như lò hơi. Với lò đốt nhiên liệu rắn, tham khảo thêm cách chọn giải pháp xử lý khói bụi theo từng loại nhiên liệu.

Tự tính: lò dầu 500.000 kcal/h cần bao nhiêu dầu tuần hoàn

Ví dụ: lò 500.000 kcal/h. Đổi ra kW: 500.000 × 4,1868 ÷ 3.600 ≈ 581,5 kW. Lưu lượng dầu: 581,5 ÷ (2,3 × 20) ≈ 12,64 kg/s, tức khoảng 45.500 kg dầu mỗi giờ. Với khối lượng riêng dầu nóng giả định 800 kg/m³, lưu lượng thể tích khoảng 57 m³/h. Đây là cơ sở để chọn bơm tuần hoàn và kích thước ống chính.

Nếu cho ΔT lớn hơn, ví dụ 40°C, lưu lượng giảm một nửa, bơm nhỏ hơn, nhưng nhiệt độ bề mặt thiết bị dùng nhiệt sẽ chênh nhiều giữa đầu vào và đầu ra, bàn ép hay trục cán khó đều nhiệt. Phần lớn hệ ép nóng chọn ΔT nhỏ để ưu tiên độ đều.

Số liệu là ước tính lý thuyết theo giả định, không thay cho khảo sát, đo đạc thực tế của nhà máy.

Giãn nở dầu và kích thước bình giãn nở

Dầu tải nhiệt nở thể tích khi nóng. Với hệ số giãn nở giả định khoảng 0,075% mỗi °C, dầu từ 30°C lên 280°C nở khoảng 0,075% × 250 ≈ 19%. Hệ thống chứa 5 m³ dầu nguội sẽ đẩy thêm gần 0,94 m³ dầu vào bình giãn nở khi chạy nóng. Bình giãn nở phải đủ chứa phần này cộng lượng dầu tối thiểu để giữ cột hút cho bơm, thường chọn có dư so với lượng giãn nở tính toán theo khuyến cáo của nhà sản xuất dầu và thiết kế hệ thống.

Khi khởi động lần đầu hoặc sau khi nạp dầu mới, phải gia nhiệt từ từ để đuổi hết nước và khí lẫn trong dầu. Nước còn sót gặp dầu nóng trên 100°C sẽ hóa hơi đột ngột, gây sôi trào ở bình giãn nở, bơm mất áp và có thể phun dầu nóng ra ngoài.

Nghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trường

Khi khách hỏi nên dùng hơi hay dầu tải nhiệt, tôi hỏi lại: thiết bị cần nhiệt độ bao nhiêu và có cần hơi trực tiếp không. Dưới khoảng 180°C, hơi bão hòa thường đơn giản và kinh tế hơn. Từ 200°C trở lên, đặc biệt với ép nóng và sấy nhiệt cao, dầu tải nhiệt gần như là lựa chọn hợp lý.

Với lò dầu đang chạy, tôi luôn dặn vận hành không bao giờ đốt lò khi bơm tuần hoàn chưa chạy ổn định, và khi dừng lò phải cho bơm chạy tiếp đến khi dầu trong ống lò nguội bớt. Tắt bơm khi lò còn nóng là cách nhanh nhất làm cốc hóa dầu trong ống.

Quy trình chọn lò dầu truyền nhiệt đúng cho sấy và ép nóng

Lò dầu chạy bền phụ thuộc vào việc thiết kế cả hệ thống, không riêng thân lò. Đội kỹ thuật Vương Long thường đi theo 5 bước sau.

1. Khảo sát nhu cầu nhiệtLiệt kê thiết bị dùng nhiệt, nhiệt độ yêu cầu, công suất từng thiết bị, thời gian gia nhiệt ban đầu và chế độ chạy theo mẻ hay liên tục.
2. Chọn công suất và nhiệt độ làm việcTính tổng công suất nhiệt theo kcal/h, chọn nhiệt độ dầu đi về và loại dầu có nhiệt độ làm việc tối đa cao hơn mức cần dùng một khoảng an toàn.
3. Tính lưu lượng, bơm và ốngDùng công thức Q = m × Cp × ΔT để ra lưu lượng, chọn bơm tuần hoàn, ống chính, ống nhánh và van cân bằng cho từng thiết bị.
4. Thiết kế bình giãn nở và an toànTính thể tích dầu toàn hệ, lượng giãn nở, đặt bình giãn nở ở điểm cao, bố trí van an toàn, công tắc lưu lượng, cảm biến nhiệt độ dầu và nhiệt độ khói.
5. Lắp đặt, chạy sấy dầu, bàn giaoNạp dầu, chạy tuần hoàn nguội, gia nhiệt từng nấc để đuổi nước và khí, kiểm tra rò rỉ, hướng dẫn vận hành và lịch lấy mẫu dầu định kỳ.

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long.

Với hệ lò dầu đã chạy lâu năm, dầu xuống cấp, ống lò bám cốc hoặc công suất không còn đủ, có thể xem dịch vụ cải tạo và nâng cấp nồi hơi truyền nhiệt để đánh giá trước khi quyết định thay mới.

Checklist khi chọn và vận hành lò dầu truyền nhiệt

• Đã xác định nhiệt độ yêu cầu của từng thiết bị và công suất nhiệt tổng theo kcal/h.
• Đã chọn ΔT dầu đi về phù hợp với yêu cầu độ đều nhiệt.
• Đã tính lưu lượng dầu tuần hoàn và chọn bơm có dự phòng.
• Bình giãn nở đặt cao nhất hệ, đủ thể tích cho lượng dầu nở ra.
• Có công tắc lưu lượng hoặc chênh áp liên động ngắt đốt khi bơm dừng.
• Loại dầu có nhiệt độ làm việc tối đa cao hơn nhiệt độ vận hành.
• Có lịch lấy mẫu dầu kiểm tra độ nhớt, độ axit, điểm chớp cháy định kỳ.
• Phòng lò có bình chữa cháy phù hợp, bảo ôn không thấm dầu, lối thoát rõ ràng.

Lò dầu truyền nhiệt là khoản đầu tư dài hạn, nên phần lắp đặt cần làm đúng ngay từ đầu. Các nguyên tắc chung về mặt bằng, móng, đường ống và hồ sơ có trong bài lắp đặt lò hơi công nghiệp đầu tư đúng từ đầu.

Câu hỏi thường gặp về lò dầu truyền nhiệt

Tác giả bài viết

Nghĩa Lò Hơi

Chuyên gia thiết bị áp lực, Vương Long Group

Hơn 10 năm thực chiếnLò hơi công nghiệpAn toàn thiết bị áp lực

Trực tiếp khảo sát, lắp đặt và xử lý sự cố lò hơi tại nhà máy. Tư vấn kỹ thuật miễn phí qua Hotline/Zalo 09 6789 1338 (Mr. Nghĩa).

Xem thêm trên hệ thống Vương Long Group