Đo hiệu suất lò hơi tại nhà máy: đọc O2, CO, nhiệt độ khói

LO HOI DOT CUI

LO HOI DOT CUI, DOT VAI

Đo hiệu suất lò hơi: đọc O2, CO, nhiệt độ khói | Vương Long

đo hiệu suất lò hơi, cách tính hiệu suất lò hơi, hiệu suất nồi hơi, máy phân tích khí thải lò hơi, đo O2 khói lò hơi, tổn thất nhiệt lò hơi
Đo hiệu suất lò hơi theo 2 cách: tính trực tiếp từ hơi và nhiên liệu, hoặc đo khói O2, CO, nhiệt độ. Có ví dụ tính và bảng đọc chỉ số. Gọi Vương Long Boiler.

1272, Nguyễn Chí Thanh, Tổ 2, Khu 1, Phường Hiệp An, TP. Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Hotline: 0967.960.906 - 0899.960.906 - 09.6789.1338

Đo hiệu suất lò hơi tại nhà máy: Đọc O2, CO, nhiệt độ khói và tính ra phần trăm thật
Vương Long Boiler · Tin kỹ thuật
Đo hiệu suất lò hơi tại nhà máy: Đọc O2, CO, nhiệt độ khói và tính ra phần trăm thật

Đo hiệu suất lò hơi là việc nhiều nhà máy chỉ làm một lần lúc nghiệm thu rồi bỏ quên. Trong khi đó tiền nhiên liệu chiếm phần lớn chi phí vận hành lò, và chỉ vài phần trăm hiệu suất bị mất mỗi năm cũng đủ thành một khoản lớn. Bài này Vương Long Boiler hướng dẫn hai cách đo hiệu suất lò hơi tại nhà máy, cách đọc các chỉ số O2, CO, nhiệt độ khói trên máy phân tích khí thải và những việc làm được ngay khi thấy con số xấu.

2 cáchđo hiệu suất: trực tiếp từ hơi và nhiên liệu, gián tiếp qua tổn thất nhiệt của khói
λ = 21/(21 − O2)công thức hệ số dư không khí từ phần trăm O2 đo trong khói khô
≈ 73%hiệu suất trong ví dụ tính của bài: lò 2 tấn/h đốt củi, số liệu giả định
Đọc nhanh trong 30 giây
  • Hiệu suất lò hơi là phần nhiệt của nhiên liệu thực sự đi vào hơi, phần còn lại mất theo khói, tro, vỏ lò và khí cháy chưa hết.
  • Cách trực tiếp: đo lượng hơi, nhiệt độ nước cấp, áp suất hơi, lượng và nhiệt trị nhiên liệu trong cùng một khoảng thời gian.
  • Cách gián tiếp: đo O2, CO và nhiệt độ khói để tính tổn thất, cho kết quả nhanh và chỉ ra chỗ đang mất nhiệt.
  • O2 cao nghĩa là dư gió, khói mang nhiệt ra nhiều; CO cao nghĩa là cháy chưa hết, phí nhiên liệu.
  • Nhiệt độ khói tăng dần theo thời gian thường là dấu hiệu bề mặt truyền nhiệt đang bám muội hoặc cáu.

Hiệu suất lò hơi là gì, vì sao phải đo

Hiệu suất lò hơi cho biết trong 100 phần nhiệt mà nhiên liệu sinh ra khi cháy, có bao nhiêu phần thật sự đi vào nước để biến thành hơi. Phần còn lại mất theo nhiều đường: khói thải nóng ra ống khói, khí cháy chưa hết như CO, than chưa cháy lẫn trong tro xỉ, nhiệt tỏa ra từ vỏ lò và đường ống, nước nóng bỏ đi khi xả đáy.

Nhiều nhà máy chỉ biết lò của mình qua hai con số: một ngày đốt bao nhiêu tấn nhiên liệu và hơi có đủ cho sản xuất không. Khi chi phí nhiên liệu tăng, câu hỏi đầu tiên luôn là do giá nhiên liệu, do sản lượng tăng hay do lò đang chạy kém đi. Chỉ đo hiệu suất lò hơi mới trả lời được câu hỏi đó bằng con số.

Ảnh thực tếCyclone và ống khói nồi hơi đốt củi 5 tấn – điểm lấy mẫu khi đo hiệu suất lò hơi
Đường khói sau lò là nơi đặt đầu dò máy phân tích khí thải và đo nhiệt độ khói khi đo hiệu suất lò hơi.

Cách 1: đo hiệu suất lò hơi trực tiếp

Phương pháp trực tiếp, còn gọi là phương pháp cân bằng vào ra, lấy nhiệt đi vào hơi chia cho nhiệt nhiên liệu đưa vào lò trong cùng một khoảng thời gian. Cách này dễ hiểu, nhưng đòi hỏi đo đủ và đo đúng các đại lượng sau.

  • Lượng hơi sinh ra, đo bằng đồng hồ lưu lượng hơi, hoặc ước lượng qua lượng nước cấp trừ nước xả.
  • Áp suất hơi và nhiệt độ hơi, để tra entanpi của hơi trong bảng hơi nước.
  • Nhiệt độ nước cấp vào lò, để tra entanpi của nước cấp.
  • Lượng nhiên liệu đốt trong cùng khoảng thời gian, cân hoặc đếm theo xe, theo bao, theo đồng hồ dầu.
  • Nhiệt trị của nhiên liệu, nên lấy mẫu gửi phân tích, đặc biệt với sinh khối có độ ẩm thay đổi.
Hiệu suất (%) = Lượng hơi × (Entanpi hơi − Entanpi nước cấp) ÷ (Lượng nhiên liệu × Nhiệt trị thấp) × 100

Điểm yếu lớn nhất của cách trực tiếp là sai số của nhiên liệu. Củi, trấu, mùn cưa có độ ẩm thay đổi theo ngày, nhiệt trị thay đổi theo, cân sai vài phần trăm là hiệu suất tính ra cũng lệch vài phần trăm. Vì vậy nên đo trong khoảng thời gian đủ dài, lò chạy tải ổn định, và lấy mẫu nhiên liệu ngay trong thời gian đo.

Ví dụ tính hiệu suất trực tiếp

Ví dụ dưới đây dùng số liệu giả định để minh họa cách tính, không phải số đo của một lò cụ thể. Lò hơi bão hòa 2 tấn/h chạy ổn định ở áp suất 8 bar, nước cấp 60°C, đốt củi có nhiệt trị thấp khoảng 13,8 MJ/kg, đo được tiêu thụ 500 kg củi mỗi giờ.

Đại lượngGiá trị ví dụ
Lượng hơi2.000 kg/h
Entanpi hơi bão hòa ở 8 bar (khoảng 9 bar tuyệt đối)≈ 2.773 kJ/kg
Entanpi nước cấp 60°C≈ 251 kJ/kg
Nhiệt vào hơi = 2.000 × (2.773 − 251)≈ 5,04 GJ/h
Nhiệt nhiên liệu = 500 × 13,8 MJ/kg≈ 6,90 GJ/h
Hiệu suất = 5,04 ÷ 6,90≈ 73%

Nếu cùng lò đó tháng sau phải đốt 560 kg củi mỗi giờ cho cùng lượng hơi và nhiên liệu không đổi, hiệu suất tụt còn khoảng 65%. Mức chênh này tương ứng với khoảng 60 kg củi mỗi giờ, nhân với số giờ chạy cả năm là một khoản tiền đáng kể. Đó là lý do nên ghi số liệu nhiên liệu và hơi theo ca.

Cách 2: đo hiệu suất gián tiếp qua tổn thất nhiệt

Phương pháp gián tiếp không đo nhiệt đi vào hơi mà đo các phần nhiệt bị mất, rồi lấy 100% trừ đi tổng tổn thất. Ưu điểm là đo nhanh, không cần cân nhiên liệu chính xác, và quan trọng hơn là chỉ ra lò đang mất nhiệt ở đâu.

Tổn thất theo khói thải

Lớn nhất trong đa số lò. Phụ thuộc nhiệt độ khói và lượng khói, tức là lượng gió dư. Đo bằng nhiệt độ khói và O2 hoặc CO2.

Tổn thất cháy hóa học

Khí cháy chưa hết như CO đi ra ống khói. Đo bằng nồng độ CO trong khói.

Tổn thất cháy cơ học

Than, nhiên liệu chưa cháy lẫn trong tro xỉ và tro bay. Lấy mẫu tro xỉ đem phân tích phần cháy được.

Tổn thất tỏa nhiệt vỏ lò

Nhiệt tỏa ra môi trường qua vỏ lò, cửa, đường ống. Lò bảo ôn tốt thì nhỏ, lò hở bảo ôn thì tăng rõ.

Máy phân tích khí thải cầm tay hiện nay đo được O2, CO, nhiệt độ khói, nhiệt độ không khí và tự tính hệ số dư không khí, tổn thất khói và hiệu suất cháy theo loại nhiên liệu cài sẵn. Cần lưu ý con số hiệu suất trên máy thường chỉ tính tổn thất khói và cháy hóa học, chưa tính than trong tro và tỏa nhiệt vỏ lò, nên thường cao hơn hiệu suất thật của cả lò.

Bản vẽ mặt bên hệ thống nồi hơi và ống khói
Xác định điểm đo trên đường khói từ bản vẽ: sau bộ trao đổi nhiệt cuối cùng, trước quạt hút.
Cyclone lọc bụi và quạt hút nồi hơi ghi xích
Không đo sau chỗ có không khí lọt vào đường khói, kết quả O2 sẽ cao giả.

Vị trí lấy mẫu sai là nguyên nhân phổ biến nhất khiến số đo khói không đáng tin.

Đọc O2, CO, nhiệt độ khói như thế nào

Hệ số dư không khí λ ≈ 21 ÷ (21 − O2 %). Ví dụ O2 = 7% → λ ≈ 1,5, nghĩa là lò đang cấp gió nhiều hơn khoảng 50% so với lượng cần cho cháy lý thuyết
Chỉ số đo đượcÝ nghĩaViệc nên kiểm tra
O2 cao, CO thấpDư gió nhiều, khói mang nhiệt ra ống khóiGiảm gió từng bước, kiểm tra lọt khí ở cửa lò, đường khói
O2 thấp, CO caoThiếu gió, cháy không hếtTăng gió, kiểm tra béc đốt, lỗ gió dưới ghi
O2 cao, CO caoGió nhiều nhưng không trộn đều với nhiên liệuChia lại gió cấp 1 cấp 2, kiểm tra lớp liệu, xỉ trên ghi
Nhiệt độ khói tăng dần theo tuầnBề mặt truyền nhiệt bám muội, cáu hoặc xỉVệ sinh ống lửa, kiểm tra nước cấp và xả đáy
Nhiệt độ khói thấp bất thườngCó thể đo sai vị trí, hoặc lò chạy tải thấpKiểm tra điểm đo, so với tải lò lúc đo

Một mốc kinh nghiệm hay được dùng trong ngành là nhiệt độ khói thải giảm khoảng 20°C thì hiệu suất tăng khoảng 1%, với điều kiện lượng gió dư không đổi. Mốc này chỉ để định hướng, mức thực tế tùy nhiên liệu và lượng khói, nhưng nó cho thấy vì sao việc giữ bề mặt truyền nhiệt sạch lại quan trọng như vậy.

Cảnh báo an toàn: Khi đo khói, chỉ đặt đầu dò ở cửa đo có sẵn hoặc lỗ khoan được người phụ trách thiết bị đồng ý. Không mở cửa buồng khói khi lò đang chạy, không đứng sát ống khói nóng, mang găng chịu nhiệt khi rút đầu dò.

Nghĩa Lò Hơi tại nhà xưởng Vương LongNghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trường

Nhiều lò anh em đo lần đầu thấy O2 rất cao. Phần lớn không phải do cài gió sai mà do khí lọt vào qua cửa lò, cửa thăm, mối nối đường khói không kín.

Tôi khuyên đo ít nhất ba lần ở cùng một tải, mỗi lần cách nhau vài phút, lấy trung bình. Đo một lần lúc lò vừa châm liệu thì số nhảy rất mạnh.

Ghi lại nhiệt độ khói mỗi ca là cách rẻ nhất để biết khi nào cần vệ sinh ống. Đường số đi lên đều là đến lúc phải dừng lò thổi muội.

Đổi nhiên liệu thì phải đo lại và chỉnh lại gió, không giữ điểm chạy cũ.

Cải thiện hiệu suất lò hơi sau khi đo

Đo hiệu suất lò hơi chỉ có ý nghĩa khi biến con số thành việc làm cụ thể. Những việc dưới đây thường mang lại hiệu quả rõ, xếp theo thứ tự từ ít tốn kém đến tốn kém hơn.

  • Chỉnh gió để O2 ở mức thấp nhất mà CO vẫn thấp, làm kín cửa lò và đường khói.
  • Vệ sinh ống lửa, thổi muội, cào xỉ đúng lịch để nhiệt độ khói không tăng dần.
  • Kiểm soát nước cấp và xả đáy theo chỉ số, tránh cáu cặn phía nước.
  • Che bãi nhiên liệu, giảm độ ẩm, giữ nhiên liệu đồng đều.
  • Bảo ôn lại vỏ lò, đường ống, van, mặt bích bị hở.
  • Thu hồi nước ngưng để nâng nhiệt độ nước cấp.
  • Lắp đồng hồ lưu lượng hơi và ghi số nhiên liệu theo ca để theo dõi hiệu suất liên tục.
  • Cân nhắc bộ hâm nước hoặc bộ sấy không khí nếu nhiệt độ khói vẫn cao sau khi đã làm sạch.
Bên trong tủ điện điều khiển nồi hơi ống lửa
Tủ điều khiển có thể ghi nhận áp suất, nhiệt độ khói giúp theo dõi xu hướng.
Hệ thống nồi hơi, cyclone và quạt hút trong nhà lò
Quạt hút, cyclone và đường khói kín giúp số đo O2 phản ánh đúng lượng gió cấp vào lò.

Theo dõi liên tục bằng số liệu ca giúp phát hiện hiệu suất giảm trước khi hóa đơn nhiên liệu tăng.

Hiệu suất lò hơi không cố định mà giảm dần theo thời gian nếu không được theo dõi. Một máy phân tích khí thải, một cuốn sổ ca ghi nhiệt độ khói, lượng nhiên liệu và lượng hơi là đủ để nhà máy biết lò đang chạy tốt hay đang phí tiền. Nhà máy cần tư vấn lắp đồng hồ lưu lượng hơi, chỉnh đốt hoặc đánh giá lại hiệu suất trước khi quyết định cải tạo hay thay lò có thể liên hệ Vương Long Boiler để được khảo sát.

Câu hỏi thường gặp

Hiệu suất lò hơi bao nhiêu là tốt?

Tùy loại lò và nhiên liệu. Lò đốt dầu, khí được chỉnh tốt thường đạt cao hơn lò đốt sinh khối, vì sinh khối ẩm và nhiều tro hơn. Quan trọng hơn con số tuyệt đối là so sánh hiệu suất của chính lò đó theo thời gian và so với thông số nhà chế tạo công bố.

Không có đồng hồ lưu lượng hơi thì đo hiệu suất được không?

Được, bằng phương pháp gián tiếp qua máy phân tích khí thải và nhiệt độ khói. Ngoài ra có thể ước lượng lượng hơi qua lượng nước cấp nếu có đồng hồ nước, trừ đi lượng nước xả đáy. Về lâu dài, lắp đồng hồ lưu lượng hơi giúp theo dõi chính xác và liên tục hơn.

Bao lâu nên đo hiệu suất lò hơi một lần?

Nên đo khi nghiệm thu, sau mỗi đợt bảo trì lớn và định kỳ theo mùa sản xuất. Các chỉ số đơn giản như nhiệt độ khói, áp suất, lượng nhiên liệu theo ca nên ghi hằng ngày để phát hiện xu hướng giảm sớm.

O2 trong khói bao nhiêu là hợp lý?

Mức hợp lý phụ thuộc nhiên liệu và kiểu buồng đốt. Lò đốt khí, dầu thường chạy O2 thấp hơn lò đốt sinh khối ghi tĩnh, ghi xích. Mục tiêu là O2 thấp nhất mà CO vẫn ở mức thấp; nên tham khảo khuyến cáo của nhà chế tạo lò và đầu đốt.

CO trong khói cao thì làm gì?

CO cao cho thấy nhiên liệu cháy chưa hết. Kiểm tra thiếu gió, gió phân bố lệch, nhiên liệu quá ẩm, béc đốt bẩn hoặc lửa bị làm lạnh do chạm bề mặt nguội. Chỉnh từng bước và đo lại sau mỗi lần chỉnh.

Nhà máy tự đo có đáng tin không?

Tự đo theo dõi xu hướng là rất có ích nếu đo đúng vị trí, đúng thời điểm lò chạy ổn định và máy được hiệu chuẩn. Khi cần con số làm căn cứ đầu tư hay nghiệm thu, nên thuê đơn vị có thiết bị và quy trình thử nghiệm đầy đủ.

Nghĩa Lò Hơi – chuyên gia thiết bị áp lực Vương Long Group tại nhà xưởng
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).

Tư vấn đo và cải thiện hiệu suất lò hơi

Nhà máy muốn biết lò hơi đang chạy bao nhiêu phần trăm hiệu suất?

Vương Long Boiler, thuộc Vương Long Group với gần 20 năm làm lò hơi, tư vấn lắp đồng hồ lưu lượng hơi, chỉnh đốt, vệ sinh bề mặt truyền nhiệt và hướng dẫn tổ vận hành theo dõi hiệu suất lò hơi trên toàn quốc.

Công ty TNHH Khí Nhiệt Điện Vương Long1272 Nguyễn Chí Thanh, P. Phú An, TP. Hồ Chí Minh
congnghelohoi@gmail.com · Xem bản đồ →

Xem thêm trên hệ thống Vương Long Group

Tham khảo: Tham khảo: TCVN và tiêu chuẩn quốc tế về thử nghiệm nhiệt lò hơi (phương pháp trực tiếp và gián tiếp, ví dụ ASME PTC 4, EN 12952-15); bảng hơi nước bão hòa; hướng dẫn sử dụng máy phân tích khí thải; kinh nghiệm hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long Boiler. Số liệu ví dụ trong bài là giả định để minh họa cách tính.

Dịch vụ tiêu biểu

Những dịch vụ tiêu biểu nhất của Khí Nhiệt Điện Vương Long

Tin tức - sự kiện
Video - clips