Ống khói lò hơi: Chiều cao, tiết diện và lực hút ảnh hưởng thế nào đến buồng đốt

6 yếu tố quyết định lực hút ống khói

Tiết diện tính theo lưu lượng khói thực

Ống khói lò hơi: Chiều cao, tiết diện và lực hút

ống khói lò hơi, chiều cao ống khói lò hơi, lực hút ống khói, tiết diện ống khói, quạt hút lò hơi, lò hơi thiếu hút
Ống khói lò hơi tạo lực hút bao nhiêu theo chiều cao, chọn tiết diện theo lưu lượng khói, khi nào cần quạt hút và dấu hiệu lò hút kém hoặc hút quá mạnh.

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

Ống khói lò hơi: Chiều cao, tiết diện và lực hút ảnh hưởng thế nào đến buồng đốt
Vương Long Boiler · Tin tức kỹ thuật
Ống khói lò hơi: Chiều cao, tiết diện và “lực hút” ảnh hưởng thế nào đến buồng đốt

Khói phụt cửa lò, lửa cháy uể oải hay lò ngốn nhiên liệu mà hơi không tăng đều có thể bắt nguồn từ đường khói. Ống khói và quạt hút phải tính cùng nhau, theo lưu lượng khói thực của lò.

≈ 3,7 Palực hút lý thuyết mỗi mét ống khói (30°C / 180°C)
≈ 112 Palực hút tự nhiên của ống khói 30 m
≈ 320 mmđường kính ống khói lò 1 tấn hơi/giờ ở 8 m/s
Đọc nhanh trong 30 giây
  • Ống khói tạo lực hút nhờ chênh khối lượng riêng giữa không khí ngoài trời và khói nóng bên trong: Δp ≈ g · H · (ρ kk − ρ khói).
  • Với không khí 30°C và khói 180°C, mỗi mét chiều cao cho khoảng 3,7 Pa lực hút lý thuyết; ống 30 m ≈ 112 Pa.
  • Tiết diện ống khói chọn theo lưu lượng khói thực ở nhiệt độ khói, giữ vận tốc khói trong khoảng hợp lý.
  • Có cyclone, tháp rửa hay lọc túi thì trở lực thường lớn hơn lực hút tự nhiên nhiều lần, phải có quạt hút.
  • Hút kém thì khói phụt cửa lò, cháy kém; hút quá mạnh thì nhiệt bị kéo ra ống khói, tốn nhiên liệu.

Vì sao ống khói ảnh hưởng trực tiếp đến buồng đốt lò hơi

Nhiều nhà máy xem ống khói là đoạn ống cuối cùng để đưa khói lên cao. Thực tế ống khói là một phần của hệ thống gió khói: nó quyết định áp suất trong buồng đốt, tốc độ khói qua các bề mặt trao đổi nhiệt và lượng không khí lọt vào lò.

Khi lực hút vừa đủ, buồng đốt giữ áp hơi âm, lửa cháy ổn định, khói không phụt ra cửa cấp liệu. Khi lực hút thiếu, khói và tàn lửa thoát ngược ra phòng lò. Khi lực hút dư, không khí lạnh bị kéo vào qua mọi khe hở, nhiệt bị cuốn theo khói ra ngoài.

Bài này đi vào phần tính toán: chiều cao, tiết diện, lực hút và vai trò quạt hút. Phần hư hỏng, sửa chữa thân ống khói đã có ở bài dịch vụ sửa chữa ống khói lò hơi.

Ảnh thực tếLò hơi đốt củi Vương Long và ống khói hoàn thiện – chiều cao ống khói lò hơi
Lò hơi đốt củi Vương Long và ống khói hoàn thiện. Chiều cao, tiết diện ống khói phải tính cùng hệ thống gió khói.

6 yếu tố quyết định lực hút ống khói

Chiều cao ống khói

Lực hút tự nhiên tăng gần như tỷ lệ thuận với chiều cao. Gấp đôi chiều cao thì lực hút lý thuyết cũng gần gấp đôi.

Nhiệt độ khói

Khói càng nóng càng nhẹ, lực hút càng lớn. Nhưng khói ra quá nóng nghĩa là nhiệt chưa được tận dụng ở lò.

Nhiệt độ không khí

Trời nóng thì chênh khối lượng riêng nhỏ lại, lực hút giảm. Lò chỉ vừa đủ hút vào buổi sáng có thể thiếu hút lúc trưa.

Tiết diện ống

Ống nhỏ làm vận tốc khói cao, trở lực tăng. Ống quá lớn làm khói chậm, nguội nhanh, dễ đọng nước và bụi bám thành.

Thiết bị xử lý khói

Cyclone, tháp rửa, lọc túi đều thêm trở lực. Khi đó quạt hút gánh phần lớn, ống khói chủ yếu đưa khói lên cao.

Nguyên nhân gốc

Chọn ống khói theo kinh nghiệm hay theo lò cũ, không tính lại khi tăng công suất, đổi nhiên liệu hoặc lắp thêm thiết bị lọc bụi.

Hệ thống xử lý khí thải cyclone và tháp rửa lò hơi
Hệ thống xử lý khí thải cyclone, tháp rửa lò hơi
Lò hơi đốt củi với quạt thổi và cyclone mới lắp đặt
Lò hơi đốt củi với quạt thổi và cyclone mới lắp đặt

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long.

Khi lắp thêm hoặc cải tạo thiết bị lọc bụi, quạt hút và ống khói cần tính lại cùng lúc. Xem cách chọn giải pháp theo nhiên liệu ở bài cải tạo hệ thống xử lý khói bụi lò hơi.

Tự tính: lực hút tự nhiên và tiết diện ống khói

Phần này dùng hai công thức gọn để ước lượng nhanh. Giả định không khí 30°C có ρ ≈ 1,16 kg/m³, khói 180°C có ρ ≈ 0,78 kg/m³ (khói quy về khoảng 1,30 kg/Nm³ ở 0°C, tính lại theo nhiệt độ).

Δp ≈ g × H × (ρ kk − ρ khói) · D = √( 4 × V ÷ (π × w) )
g = 9,81 m/s² · H: chiều cao ống khói (m) · V: lưu lượng khói thực (m³/s) · w: vận tốc khói trong ống (m/s) · D: đường kính trong (m).

Lực hút lý thuyết: 9,81 × (1,16 − 0,78) ≈ 3,73 Pa cho mỗi mét chiều cao. Ống khói 20 m cho khoảng 75 Pa, 40 m khoảng 149 Pa. Đây là lực hút tĩnh, chưa trừ trở lực ma sát thân ống và tổn thất ở miệng ra.

Chiều cao H Lực hút lý thuyết Ghi chú So sánh
15 m ≈ 56 Pa Chỉ hợp lò nhỏ, đường khói ngắn
 
20 m ≈ 75 Pa Vẫn thấp so với trở lực một cyclone
 
30 m ≈ 112 Pa Thường kết hợp quạt hút
 
40 m ≈ 149 Pa Phân tán khói tốt hơn, quạt hút vẫn cần khi có lọc bụi
 

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

Tiết diện tính theo lưu lượng khói thực

Ví dụ lò 1 tấn hơi/giờ, hiệu suất 75%, đốt khoảng 281 kg củi mỗi giờ. Giả định khoảng 5 Nm³ khói mỗi kg củi, lưu lượng là 1.405 Nm³/h. Quy về 180°C nhân thêm 453 ÷ 273 ≈ 1,66, được khoảng 2.330 m³/h, tức 0,65 m³/s.

Chọn vận tốc khói 8 m/s, tiết diện cần 0,65 ÷ 8 ≈ 0,081 m², đường kính trong khoảng 320 mm; ở 6 m/s cần khoảng 370 mm. Lò 5 tấn hơi/giờ có lưu lượng khói khoảng 3,2 m³/s, ở 10 m/s cần ống khoảng 640 mm.

Nghĩa Lò Hơi tại nhà xưởngNghĩa Lò Hơi lưu ý từ hiện trường

Khi khách báo lò “thiếu hút”, tôi luôn hỏi lò có mới lắp thêm cyclone, tháp rửa hay đổi quạt không. Rất nhiều trường hợp ống khói không đổi, chỉ có trở lực phía trước tăng lên mà quạt hút vẫn là quạt cũ.

Đo áp suất buồng đốt và áp sau từng thiết bị bằng áp kế chữ U là cách rẻ nhất để biết trở lực nằm ở đâu, trước khi quyết định nâng ống khói hay thay quạt.

Cảnh báo an toàn: Không mở cửa buồng đốt để “xem lửa” khi lò đang tụt hút, khói và lửa có thể phụt ra. Làm việc trên cao ở ống khói, sàn lấy mẫu phải có dây an toàn, lan can và chỉ thực hiện khi lò đã dừng hoặc đã được cô lập theo quy trình.

Quy trình đánh giá và chọn ống khói cho lò hơi

Đánh giá ống khói nên đi cùng toàn bộ đường khói, từ buồng đốt đến miệng ống.

  1. Xác định lưu lượng khóiTừ công suất lò, hiệu suất, lượng nhiên liệu và hệ số không khí thừa, quy ra lưu lượng khói thực ở nhiệt độ khói.
  2. Cộng trở lực đường khóiCộng trở lực bộ trao đổi nhiệt, bộ hâm nước, cyclone, tháp rửa, lọc túi, đường ống và ống khói.
  3. Chọn quạt hútQuạt hút gánh phần trở lực mà lực hút tự nhiên không đủ, có dư để điều chỉnh bằng biến tần.
  4. Chọn chiều cao và tiết diệnChiều cao theo yêu cầu phân tán khói và mặt bằng; tiết diện theo vận tốc khói hợp lý.
  5. Bố trí lỗ lấy mẫu và sàn thao tácĐặt lỗ lấy mẫu quan trắc ở đoạn dòng khói ổn định, có sàn, lan can, thang lên an toàn.
Lửa cháy trong buồng đốt lò hơi biomass
Lửa cháy trong buồng đốt lò hơi biomass
Bản vẽ 3D hệ thống lò hơi ghi xích có lọc bụi túi vải
Bản vẽ 3D hệ thống lò hơi ghi xích, lọc bụi túi vải
Bản vẽ mặt đứng dây chuyền lò hơi ghi xích và lọc bụi
Bản vẽ mặt đứng dây chuyền lò hơi ghi xích, lọc bụi

Ảnh hiện trường của đội kỹ thuật Vương Long.

Lỗ lấy mẫu là nơi đơn vị quan trắc đo bụi, SO₂, NOx để so với QCVN 19:2024/BTNMT. Vị trí, kích thước lỗ và sàn thao tác nên thống nhất với đơn vị quan trắc ngay từ khi thiết kế. Với lò đốt than, xem thêm bài lò hơi đốt than và QCVN 19:2024.

Checklist đánh giá ống khói lò hơi

  • Buồng đốt giữ áp hơi âm ổn định, khói không phụt ra cửa cấp liệu
  • Biết nhiệt độ khói tại chân ống khói khi lò chạy tải định mức
  • Đã tính lưu lượng khói thực và vận tốc khói trong ống
  • Có số đo áp trước, sau cyclone, tháp rửa, lọc túi
  • Quạt hút có biến tần, còn dư để điều chỉnh khi tải thay đổi
  • Chân ống khói có cửa vệ sinh, có đường xả nước đọng
  • Có lỗ lấy mẫu quan trắc, sàn thao tác, thang và lan can an toàn
  • Đã tính lại ống khói khi tăng công suất, đổi nhiên liệu hoặc lắp thêm thiết bị lọc

Ống khói tính đúng giúp buồng đốt ổn định, nhiên liệu cháy kiệt và khí thải đo đạt. Khi thân ống đã hư hỏng, nghiêng hoặc thủng, xem phần sửa chữa ở bài sửa chữa ống khói lò hơi.

Hỏi đáp về ống khói lò hơi

Nâng cao ống khói có giải quyết được lò thiếu hút không?

Chỉ khi lò dùng hút tự nhiên và trở lực đường khói nhỏ. Mỗi mét thêm chỉ cho khoảng 3–4 Pa theo giả định trong bài, trong khi lò có cyclone hay lọc túi thường cần quạt hút. Nên đo áp suất từng đoạn trước khi quyết định.

Dấu hiệu nào cho thấy lò hút quá mạnh?

Lửa bị kéo dài về phía sau, nhiệt độ khói tăng, O₂ trong khói cao, lò tốn nhiên liệu hơn mà hơi không tăng. Buồng đốt âm quá sâu còn hút nhiều không khí lạnh qua khe cửa, cửa xỉ.

Vì sao trời nóng lò hút kém hơn?

Không khí nóng nhẹ hơn, chênh khối lượng riêng với khói giảm nên lực hút tự nhiên giảm. Ví dụ từ 30°C lên 38°C, khối lượng riêng không khí giảm khoảng 3%, lực hút tự nhiên giảm tương ứng khoảng 8–9%.

Ống khói lớn hơn có tốt hơn không?

Không hẳn. Ống quá lớn làm khói chậm, nguội nhanh dọc thân ống, dễ đọng nước axit, bụi bám và có thể có dòng khí lạnh đi ngược ở miệng ống. Tiết diện nên chọn theo lưu lượng khói thực.

Lỗ lấy mẫu quan trắc đặt ở đâu?

Ở đoạn ống thẳng, dòng khói ổn định, cách xa co, quạt, chỗ thay đổi tiết diện. Vị trí cụ thể, số lỗ và sàn thao tác nên thống nhất với đơn vị quan trắc theo quy định hiện hành.

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).

Vương Long Boiler · Tư vấn đường khói

Lò hơi thiếu hút hoặc khói phụt cửa lò

Gửi công suất lò, loại nhiên liệu, thiết bị xử lý khói và kích thước ống khói hiện có, đội kỹ thuật Vương Long sẽ tính lại lực hút và đề xuất hướng xử lý.

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: công thức lực hút tự nhiên của ống khói; khối lượng riêng không khí, khói theo nhiệt độ; QCVN 19:2024/BTNMT về khí thải công nghiệp. Bài liên quan: xử lý khói bụi lò hơi theo nhiên liệu.

Dịch vụ tiêu biểu

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

Tin tức - sự kiện
Video - clips