khinhietdienvuonglong@gmail.com
Hotline: 0967.960.906 - 0899.960.906 - 09.6789.1338
Bồn khử khí lò hơi không phải nhà máy nào cũng phải có, nhưng nhà máy nào cũng phải kiểm soát oxy hòa tan. Nước cấp trong veo vẫn có thể làm ống rỗ từ bên trong, vì oxy không nhìn thấy và không hề bị thiết bị làm mềm giữ lại. Bài này giúp anh chị tính xem nhà máy mình cần tới mức nào.
- Thiết bị làm mềm chỉ bỏ độ cứng, không lấy oxy ra khỏi nước. Nước đạt độ cứng vẫn có thể gây rỗ ống.
- Nâng nhiệt độ bồn nước cấp là bước rẻ nhất: từ khoảng 65°C lên 88°C, oxy hòa tan giảm từ khoảng 5 xuống 2 mg/L.
- Lò nhỏ, nước ngưng hồi tốt thường chỉ cần bồn nóng cộng hóa chất khử oxy. Lò lớn, áp cao, có bộ hâm nước thì nên có bồn khử khí.
- Bồn khử khí không tự tiết kiệm nhiên liệu. Phần hơi xả qua lỗ thông hơi là chi phí thật, chỉ khoảng 0,5–1% hơi nhưng vẫn phải tính.
- Bồn khử khí phải giữ áp ổn định, áp dao động là oxy quay lại nước.
1. Vì sao bồn khử khí lò hơi được nhắc đến?
Nước sạch ở nhiệt độ thường luôn mang theo oxy hòa tan, khoảng 7–10 mg/L tùy nhiệt độ. Lượng này rất nhỏ nếu nhìn trong một ly nước, nhưng lò hơi uống nước mỗi ngày và thép ở nhiệt độ cao phản ứng với oxy nhanh hơn nhiều so với thép nguội. Vì vậy một lượng khí nhỏ cũng có thể tạo ra các vết rỗ sâu tại đúng một điểm.
Ăn mòn do oxy khác với cáu cặn ở chỗ nó không phủ đều. Cáu cặn là lớp áo dày làm tốn nhiên liệu, còn oxy đào thành những hố nhỏ. Thành ống vẫn dày gần như nguyên vẹn nhưng có một lỗ kim đi xuyên qua, nên lò có thể xì nước trong khi đo độ dày ở chỗ khác vẫn đạt.
Bồn khử khí là thiết bị dùng hơi để đưa nước lên đúng nhiệt độ sôi ở áp suất của bồn, đồng thời cho nước tiếp xúc với hơi ở dạng màng mỏng hoặc giọt nhỏ. Ở nhiệt độ sôi, khí gần như không còn tan được trong nước. Oxy và CO₂ bị tách ra, đi theo một lượng nhỏ hơi và thoát qua lỗ thông hơi trên đỉnh bồn. Tài liệu Steam Tip Sheet #18 của Bộ Năng lượng Mỹ ghi nhận CO₂ hòa tan gần như được loại bỏ hoàn toàn ở thiết bị này, còn nước oxy thấp giúp giảm ăn mòn trong toàn hệ thống.
Có một điểm cần phân biệt ngay. Bồn khử khí không xử lý độ cứng và không thay thế cột làm mềm hay RO. Hai việc đó là hai bài toán khác nhau. Phần cặn do khâu xử lý nước đảm nhận, xem thêm xử lý nước cấp lò hơi đúng chuẩn, còn phần khí mới là việc của khử khí. Nước cấp đạt mọi chỉ tiêu độ cứng và TDS vẫn có thể chứa đầy oxy.
2. Dấu hiệu nhà máy đang bị oxy ăn mòn
Oxy ăn mòn thường bị phát hiện muộn, vì nó ở bên trong đường nước. Khi mở lò kiểm tra hoặc thay ống, hãy chú ý các dấu hiệu sau, nhất là ở vùng đầu nước cấp đi vào.
Rỗ lỗ kim
Các hố nhỏ, sâu, nằm rải rác hoặc thành cụm trên bề mặt thép, không phải mòn đều.
Gò rỉ
Những nốt rỉ nổi lên, cạy ra bên dưới là hố đen. Đây là dạng điển hình của ăn mòn do oxy.
Hỏng từ đường nước cấp
Đường ống sau bơm, bộ hâm nước, đầu vào bao hơi bị trước, chỗ này gặp oxy đầu tiên.
Thủng ống khi chưa hết tuổi
Ống xì ở một điểm trong khi phần lớn thành ống vẫn dày.
Đường nước ngưng rỗ, mòn rãnh
CO₂ theo hơi đi rồi tan vào nước ngưng tạo axit yếu, làm mòn đáy ống hồi.
Rỉ đỏ trong nước lò
Nước xả đáy màu đỏ nâu, lọc nước cấp nhanh bẩn cũng là dấu hiệu cần xem.
Khi thấy rỗ, nên lấy mẫu cặn và rỉ để phân biệt với các nguyên nhân khác, như đã nói ở bài phân tích mẫu cặn lò hơi. Kiểm tra oxy hòa tan trong nước cấp có thể làm bằng bộ thử nhanh hoặc đầu đo, nhưng mẫu phải được lấy và làm nguội đúng cách, tiếp xúc với không khí là kết quả sai ngay.
3. Ba mức kiểm soát oxy, không chỉ có bồn khử khí
Câu hỏi “có cần bồn khử khí không” thường bị hiểu thành có hoặc không. Thực tế có ba mức, nhà máy chọn mức phù hợp theo quy mô và áp suất.
| Mức | Cách làm | Oxy còn lại (tham khảo) | Phù hợp với |
|---|---|---|---|
| 1 | Bồn nước cấp nóng + hóa chất khử oxy | ≈ 2 mg/L trước khi châm hóa chất ở 88°C | Lò nhỏ, nước ngưng hồi tốt |
| 2 | Bồn gia nhiệt khí quyển, phun nước và hơi | Dưới 0,04 mg/L nếu đúng thiết bị gia nhiệt khử khí | Lò vừa, nhiều nước bổ sung |
| 3 | Bồn khử khí áp lực, khoảng 105°C | ≤ 0,007 mg/L | Lò lớn, áp cao, có bộ hâm |
Mức 1 dựa vào quy luật đơn giản: nước càng nóng càng ít oxy. Theo bản tin kỹ thuật của Chem-Aqua, độ tan của oxy giảm từ khoảng 5 mg/L ở 150°F (65°C) xuống khoảng 2 mg/L ở 190°F (88°C). Vì vậy giữ bồn nước cấp nóng bằng nước ngưng hồi về hoặc hơi trực tiếp là bước đem lại hiệu quả với chi phí thấp nhất. Phần oxy còn lại mới dùng hóa chất khử oxy.
Mức 3 là bồn khử khí áp lực đúng nghĩa. Thiết bị khử khí được hiểu là loại đưa oxy xuống 0,007 mg/L hoặc thấp hơn, còn loại đạt dưới 0,04 mg/L thường được xếp vào nhóm gia nhiệt khử khí. Tài liệu của Bộ Năng lượng Mỹ lấy mốc 5 ppb cho các hệ áp cao trên 200 psig, tức khoảng 14 bar.
4. Tự tính: oxy đi vào lò bao nhiêu mỗi năm?
Oxy vào lò (kg/năm) = Nước cấp (tấn/năm) × Oxy (mg/L) ÷ 1.000Lò 2 tấn/giờ, 8.000 giờ/năm, không hồi nước ngưng: 16.000 tấn nước. Nếu oxy 8 mg/L: 16.000 × 8 ÷ 1.000 = 128 kg oxy/năm.
| Nước cấp vào lò | Oxy (mg/L) | Oxy vào lò (kg/năm) | Sulfit lý thuyết để khử (kg/năm) |
|---|---|---|---|
| Nước thường ≈ 30°C | ≈ 8 | 128 | ≈ 1.024 |
| Bồn ≈ 65°C | ≈ 5 | 80 | ≈ 640 |
| Bồn ≈ 88°C | ≈ 2 | 32 | ≈ 256 |
| Bồn khử khí đạt 0,007 mg/L | 0,007 | ≈ 0,11 | ≈ 1 |
Ước tính lý thuyết cho lò giả định 2 t/h. Sulfit tính theo tỷ lệ khoảng 8 phần sodium sulfite cho 1 phần oxy, chưa cộng lượng dư cần duy trì, chưa tính độ tinh khiết của hóa chất. Nhà máy thay số nước cấp thực tế của mình, có hồi nước ngưng thì lượng nước và oxy giảm theo.
Bảng này giải thích vì sao phải dùng nhiệt trước, hóa chất sau. Lò nhỏ hồi nhiều nước ngưng thì lượng hóa chất không lớn, chi phí chấp nhận được. Khi nhà máy lớn hơn, sulfit không chỉ tốn tiền mua mà còn làm tăng TDS trong nước lò, kéo theo xả đáy nhiều hơn. Khi đó bồn khử khí mới bắt đầu có lý về chi phí.
Còn tiền hơi cho bồn khử khí thì sao?
Nhiều bài bán thiết bị viết bồn khử khí “tiết kiệm nhiên liệu”. Cần nói cho rõ. Hơi đưa vào bồn để nâng nước từ 30°C lên khoảng 105°C mất khoảng 135 kg cho mỗi tấn nước, nước 60°C mất khoảng 81 kg, nước 80°C mất khoảng 45 kg. Nhưng phần nhiệt này đi cùng nước quay lại lò, không mất đi. Thứ mất thật là hơi thoát qua lỗ thông hơi.
| Tỷ lệ hơi xả thông hơi (giả định) | Hơi (kg/h) | Hơi (tấn/năm) | Củi tương ứng (tấn/năm) |
|---|---|---|---|
| 0,5% của 2 t/h | 10 | 80 | ≈ 21 |
| 1% của 2 t/h | 20 | 160 | ≈ 42 |
Ước tính lý thuyết: 8.000 giờ/năm, 263 kg củi cho mỗi tấn hơi (củi giả định 3.000 kcal/kg, hiệu suất 80%). Tỷ lệ xả phụ thuộc thiết bị và lượng nước lạnh bổ sung.
Tức là bồn khử khí có chi phí vận hành, và nên được cộng vào khi tính. Lợi ích kinh tế thực sự đến từ việc giảm hóa chất, giảm hỏng ống và cơ hội gom hơi tái bay, nước ngưng thu hồi vào đây.
Nghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trườngTôi hay gặp câu hỏi: “Nước tôi qua làm mềm rồi, TDS đẹp, sao ống vẫn thủng?”. Khi đó tôi xem bồn nước cấp trước. Nước bổ sung lạnh, nước vào lò 40–50°C, không có hóa chất khử oxy, thì ống nào chịu nổi lâu dài.
Tôi không khuyên xưởng nhỏ nào cũng lắp bồn khử khí. Nhưng tôi luôn khuyên đo nhiệt độ bồn nước cấp và đo oxy. Mỗi độ tăng thêm ở bồn đều có lợi, và thường đây là việc rẻ nhất trong phòng lò.
5. Nhà máy nào cần tới bồn khử khí?
Không có mốc chung cho mọi lò. Bảng dưới là gợi ý thực hành, không phải quy định, và luôn phải đối chiếu với yêu cầu nước cấp trong hồ sơ của nhà chế tạo lò.
| Tình trạng nhà máy | Gợi ý | Lý do |
|---|---|---|
| Lò dưới 2 t/h, áp dưới 10 bar, hồi nước ngưng nhiều | Bồn nóng + hóa chất | Lượng nước bổ sung ít, oxy vào lò không lớn |
| Lò 2–10 t/h, nhiều nước bổ sung, chưa có dấu hiệu rỗ | Nâng nhiệt độ bồn, theo dõi oxy | Tính so sánh tiền hóa chất và xả đáy |
| Lò 2–10 t/h, đã có rỗ, thay ống nhiều lần | Xem xét bồn khí quyển hoặc khử khí | Tiền thay ống lớn hơn đầu tư |
| Lò trên 10 t/h, áp trên 14 bar, ống nước, có bộ hâm | Nên có bồn khử khí áp lực | Yêu cầu oxy thấp, rủi ro cao |
Hai yếu tố quyết định nhiều hơn công suất là tỷ lệ nước bổ sung và tuổi thọ mong muốn của thiết bị. Nhà máy xả bỏ nước ngưng hoặc dùng hơi trực tiếp vào sản phẩm phải bổ sung gần như 100% nước lạnh, nên lượng oxy đi vào lớn hơn nhiều so với nhà máy cùng công suất có hồi nước.
Nếu chưa rõ nên bắt đầu từ đâu, hãy đọc thêm bài nước cấp trong veo vì sao lò hơi vẫn đóng cáu cặn để thấy nước trong mắt thường chưa nói lên điều gì về chất lượng thật.
Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long, chỉ minh họa cho nội dung bài.
6. Có bồn rồi, vận hành sao cho đúng?
Lắp bồn khử khí mà vận hành sai thì oxy vẫn vào lò. Các điểm dưới đây cần nằm trong quy trình của tổ vận hành.
- Giữ đúng nhiệt độ và áp: Nước ra bồn phải rất sát nhiệt độ bão hòa ở áp bồn. Chem-Aqua khuyến nghị chênh không quá 1–4°F, tức dưới khoảng 2°C.
- Giữ áp ổn định: Áp bồn dao động làm oxy quay lại nước. Tài liệu Bộ Năng lượng Mỹ khuyến nghị có van điều áp riêng cho bồn, xem thêm cách lắp trạm giảm áp hơi.
- Không khóa lỗ thông hơi: Khóa lỗ thông hơi để bớt tốn hơi là mất tác dụng khử khí. Chỉ chỉnh theo hướng dẫn thiết bị và đo oxy sau chỉnh.
- Chặn không khí lọt: Bồn chỉ tách khí hòa tan, không xử lý không khí lọt qua mối nối hút bơm, phốt bơm. Phải kiểm tra phía sau bồn.
- Giữ đường nóng được cách nhiệt: Bọc bảo ôn bồn và đường hơi, đường nước nóng để giữ nhiệt ổn định.
- Đo oxy định kỳ: Lấy mẫu sau bồn theo đúng cách làm lạnh, ghi vào sổ, so với mục tiêu của nhà chế tạo.
An toàn: Bồn khử khí áp lực là bình chịu áp, phải có van an toàn, đồng hồ, hồ sơ thiết kế và quản lý kiểm định theo quy định. Nước gần sôi có nguy cơ bỏng nặng. Bơm cấp hút nước nóng dễ xâm thực, nên bồn phải đặt đủ cao so với bơm theo tính toán, không tự hạ bồn hay đổi bơm khi chưa kiểm tra. Hơi dùng tiếp xúc trực tiếp thực phẩm, dược phẩm cần chọn hóa chất xử lý nước phù hợp.
7. Checklist 8 câu để tự quyết định
- Nhiệt độ bồn nước cấp hiện tại là bao nhiêu độ?
- Tỷ lệ nước ngưng hồi về là bao nhiêu phần trăm?
- Đã từng đo oxy hòa tan trong nước cấp chưa?
- Có đang châm hóa chất khử oxy không, lượng dư bao nhiêu?
- Khi mở lò có thấy rỗ, gò rỉ ở vùng nước cấp vào không?
- Lò có bộ hâm nước hay ống nước áp cao không?
- Hồ sơ nhà chế tạo yêu cầu oxy tối đa bao nhiêu?
- Tiền thay ống, tiền hóa chất mỗi năm là bao nhiêu để so với đầu tư?
Tổ vận hành nên ghi thêm nhiệt độ bồn nước cấp vào sổ cùng các chỉ tiêu độ cứng, TDS, pH mỗi ca. Chỉ một cột số này đã giúp phát hiện sớm nhiều vấn đề về nước cấp.
8. Câu hỏi thường gặp
Bồn khử khí lò hơi có bắt buộc không?
Bồn khử khí có thay được thiết bị làm mềm nước không?
Bồn nước cấp nên giữ bao nhiêu độ?
Bồn khử khí có tiết kiệm nhiên liệu không?
Làm sao biết bồn khử khí đang chạy tốt?
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).
Chưa biết nhà máy cần tới mức khử khí nào?
Gửi Vương Long Boiler nhiệt độ bồn nước cấp, tỷ lệ nước ngưng hồi về và tình trạng ống lò, đội kỹ thuật cùng anh chị tính phương án phù hợp.
khinhietdienvuonglong@gmail.com · congnghelohoi@gmail.com · Xem bản đồ →
Tham khảo: U.S. Department of Energy, Steam Tip Sheet #18 Deaerators in Industrial Steam Systems; Chem-Aqua, Technical Bulletin 1-010 Deaerator Design and Operation; Cleaver-Brooks, Boiler Book Traymaster Deaerators. Số liệu là ước tính lý thuyết hoặc mức tham khảo, không thay cho đo đạc tại nhà máy.
