Cáu cặn lò hơi: “lớp áo len” khiến nhà máy đốt thêm nhiên liệu

Vì sao một lớp cáu mỏng lại “ăn” nhiều nhiên liệu đến vậy?

Thép ống lò dẫn nhiệt khoảng 45–50 W/m.K. Cáu carbonat, sulfat thường chỉ dẫn nhiệt khoảng 0,5–2 W/m.K, còn cáu silicat có thể thấp tới 0,1–0,2 W/m.K. Nói cách khác, 1 mm cáu cản nhiệt tương đương vài chục milimét thép.

Khi nhiệt bị chặn lại, lò không truyền đủ nhiệt cho nước dù buồng đốt vẫn cháy như cũ. Phần nhiệt dư đi theo khói thải ra ngoài, nhiệt độ khói tăng dần, hiệu suất lò giảm dần. Người vận hành chỉ thấy lò “đuối”, phải châm củi nhiều hơn để giữ áp.

Điều đáng sợ hơn là phía thép. Bình thường nước lạnh hơn ở mặt kia giữ cho thành ống mát. Có lớp cáu, nước không làm mát được nữa, thép nóng lên vượt mức thiết kế, mất bền, phồng hoặc nứt. Rất nhiều ca xì ống, phồng mặt sàng mà đội kỹ thuật gặp ngoài hiện trường đều có cáu cặn đứng phía sau.

Ảnh thực tế

6 nguồn gốc khiến lò hơi “mặc áo len”

Ảnh hiện trường do đội kỹ thuật Vương Long Group thực hiện

Các phương pháp làm sạch cáu theo từng loại cặn đã được tổng hợp trong bài phương pháp xử lý cáu cặn lò hơi. Bài này đi sâu vào câu hỏi chủ nhà máy quan tâm nhất: cáu đang làm mất bao nhiêu tiền và bao giờ phải xử lý.

Tự ước tính: cáu dày bao nhiêu thì mất bao nhiêu nhiên liệu?

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) có một bảng tra tổn thất nhiên liệu theo độ dày và loại cáu, thường được dùng để ước lượng nhanh. Nhân tỷ lệ đó với lượng nhiên liệu nhà máy đang đốt sẽ ra con số thiệt hại:

Tỷ lệ tổn thất lấy theo bảng của DOE Steam Tip Sheet #7 (quy đổi 1/64, 1/32, 3/64, 1/16 inch sang mm). Số tấn củi là ước tính lý thuyết theo giả định ở trên, không thay cho đo đạc hiệu suất thực tế tại nhà máy.

Nếu cáu có lẫn sắt và silica, cùng lớp 0,8 mm có thể làm mất khoảng 7%, tức gần 295 tấn củi mỗi năm cho chính lò 2 tấn hơi/giờ ở ví dụ trên. Để quy ra tiền, nhà máy lấy số tấn này nhân với giá nhiên liệu đang mua.

Thành ống nóng thêm bao nhiêu khi có cáu?

Có thể ước tính độ chênh nhiệt qua lớp cáu bằng công thức dẫn nhiệt đơn giản: ΔT ≈ q × δ / k, trong đó q là mật độ dòng nhiệt, δ là độ dày cáu, k là hệ số dẫn nhiệt của cáu. Giả định vùng gần buồng đốt có q khoảng 50 kW/m²:

• Cáu carbonat 1 mm, k ≈ 1 W/m.K: thành ống nóng thêm khoảng 50°C.
• Cáu silicat 1 mm, k ≈ 0,2 W/m.K: thành ống nóng thêm khoảng 250°C.

Thép carbon làm ống lò bắt đầu giảm bền rõ rệt khi nhiệt độ vượt khoảng 400°C. Vì vậy cáu silicat chỉ cần mỏng cũng đã đủ đẩy thép vào vùng nguy hiểm. Đây là phép tính minh họa theo giả định, không thay cho đánh giá kỹ thuật thực tế.

Nghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trường

Không cần mở lò vẫn có thể nghi ngờ cáu cặn. Hãy cho vận hành ghi nhiệt độ khói thải mỗi ca ở cùng mức tải. Nếu nhiệt độ khói cứ nhích dần lên so với lúc lò mới vệ sinh, trong khi buồng đốt và gió không đổi, khả năng cao phía nước đang đóng cáu.

Dấu hiệu thứ hai là thời gian lên áp lâu hơn và lượng củi cho mỗi ca tăng dần. Khi đã thấy vết phồng, vết rịn nước ở mặt sàng hay ống lò thì không còn là chuyện tiết kiệm nữa, phải dừng lò kiểm tra ngay.

Quy trình xử lý cáu cặn của Vương Long Boiler

Tẩy cáu xong mà nước cấp vẫn như cũ thì vài tháng sau cáu lại quay về. Vì vậy đội kỹ thuật Vương Long Boiler đi theo hướng làm sạch kèm sửa tận gốc:

1. Khảo sát khi lò đang chạyGhi nhận nhiệt độ khói thải, áp suất, suất tiêu hao nhiên liệu, chế độ xả đáy và tình trạng thiết bị xử lý nước cấp.
2. Dừng lò, mở kiểm tra phía nướcCô lập an toàn, mở cửa người chui, cửa vệ sinh, đánh giá độ dày và loại cáu để chọn phương án làm sạch phù hợp.
3. Vệ sinh cơ khí và tẩy rửa hóa chấtLàm sạch cơ học phần cáu bám dày, tẩy rửa hóa chất có chất ức chế ăn mòn, tuần hoàn và theo dõi trong suốt quá trình.
4. Trung hòa, súc rửa, kiểm tra lạiTrung hòa hóa chất, súc rửa sạch, kiểm tra bề mặt ống, mặt sàng và các mối hàn trước khi đóng lò, cấp nước, chạy lại.
5. Sửa tận gốc ở nước cấp và xả đáyHiệu chỉnh thiết bị làm mềm, hướng dẫn đo độ cứng và TDS mỗi ca, lập chế độ xả đáy và lịch kiểm tra định kỳ.

Đội kỹ thuật Vương Long Boiler thi công, kiểm tra thực tế tại nhà máy khách hàng

Tẩy cáu nên gắn với lịch bảo trì lò hơi định kỳ. Lò sạch phía nước cộng với hệ thống hơi kín, không xì rò như phân tích trong bài hơi thất thoát, lợi nhuận “bốc hơi” mới là bài toán tiết kiệm trọn vẹn.

Checklist cho trưởng ca vận hành lò hơi

• Đo độ cứng nước sau làm mềm ít nhất mỗi ca, có ghi sổ
• Hoàn nguyên cột làm mềm đúng chu kỳ, đúng lượng muối
• Đo TDS hoặc độ dẫn điện nước lò hằng ngày
• Xả đáy theo chỉ tiêu nước lò, không theo thói quen
• Ghi nhiệt độ khói thải mỗi ca ở cùng mức tải
• Theo dõi lượng nhiên liệu cho mỗi tấn hơi hoặc mỗi ca
• Kiểm tra phía nước mỗi lần dừng lò bảo trì
• Lò còn hạn kiểm định an toàn thiết bị áp lực

Nếu nhiều mục trên đang bỏ trống, khả năng lò của nhà máy đã có một lớp “áo len” là rất cao. Những sự cố khác bắt nguồn từ vận hành và nước cấp được tổng hợp trong bài nguyên nhân dẫn đến các sự cố lò hơi.

Câu hỏi thường gặp

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