NÂNG CẤP LÒ HƠI GHI BẬC THANG

Nội dung bài viết

Lò hơi ghi bậc thang là giải pháp đốt nhiên liệu rắn hiệu quả cho các nhà máy công suất vừa và lớn. Tuy nhiên, qua thời gian vận hành, nhiều hệ thống bắt đầu xuống cấp, gây tiêu hao nhiên liệu cao và khó kiểm soát cháy. Việc nâng cấp lò hơi ghi bậc thang đúng kỹ thuật sẽ giúp cải thiện hiệu suất, ổn định vận hành và giảm phát thải về mức tiêu chuẩn.

1. Giới thiệu về lò hơi ghi bậc thang và nhu cầu nâng cấp

1.1 Cấu tạo và đặc điểm kỹ thuật của lò hơi ghi bậc thang

Lò hơi ghi bậc thang (Reciprocating Grate Steam Boiler) sử dụng cơ cấu ghi di động dạng bậc thang, vận hành theo chuyển động tịnh tiến tuần hoàn. Hệ thống này cho phép đốt hiệu quả các loại nhiên liệu khó cháy như trấu, mùn cưa ướt, vỏ cà phê, than cám 5a…

Thông số kỹ thuật điển hình:

Công suất: 6–30 tấn/h
Áp suất hơi: 8–12 bar
Nhiệt độ hơi: 175–205°C
Nhiệt độ khí thải: 210–260°C
Hiệu suất nhiệt thiết kế: 75–82%
Tỷ lệ gió sơ cấp/gió thứ cấp: 80/20
Tốc độ ghi tối ưu: 0.3–0.6 m/phút (tùy loại nhiên liệu)

1.2 Dấu hiệu cần nâng cấp lò hơi ghi bậc thang

Sau 3–5 năm vận hành, nhiều lò hơi ghi bậc thang bắt đầu xuất hiện các vấn đề:

Cơ cấu ghi di động mòn khớp, bị kẹt, rung mạnh khi vận hành
Hệ thống cấp nhiên liệu tắc nghẽn, không đều, gây cháy lệch tải
Hiệu suất đốt giảm 8–12%, nhiên liệu chưa cháy hết trôi ra xỉ
Tăng CO và bụi trong khí thải, vượt ngưỡng QCVN hoặc tiêu chuẩn quốc tế
Tốn chi phí nhân công do phải vận hành thủ công nhiều hạng mục

Tình trạng này nếu không được xử lý sẽ gây tổn thất nhiên liệu lên đến 15–20%, tăng chi phí vận hành và ảnh hưởng đến an toàn.

2. Lợi ích của nâng cấp lò hơi ghi bậc thang

2.1 Cải tiến cơ cấu ghi di động – moving grate mechanism upgrade

Nâng cấp hệ thống ghi di động giúp:

Giảm độ rung cơ học nhờ thay thế bạc trượt bằng bạc đồng hợp kim hoặc vòng bi chịu nhiệt
Tăng tuổi thọ hệ truyền động thêm 3–5 năm bằng cách sử dụng thanh truyền bằng Cr-Mo (≥42CrMo4)
Hệ thống dẫn hướng được gia cố bằng thép tấm SS400 dày ≥12 mm
Động cơ servo điều khiển tịnh tiến được lắp kèm cảm biến hành trình giúp ghi di chuyển đều, không giật cục

Kết quả sau nâng cấp:

Tốc độ ghi ổn định trong khoảng 0.3–0.6 m/phút
Tăng hiệu suất cháy từ 75% → 82–85%
Giảm 10–12% lượng nhiên liệu tiêu hao theo đơn vị hơi sinh ra
Giảm tiếng ồn xuống <75 dBA tại khoảng cách 1 m

2.2 Nâng cấp hệ thống cấp nhiên liệu tự động – automatic fuel feeder enhancement

Hệ thống cấp nhiên liệu đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì tải đốt ổn định cho lò hơi ghi bậc thang. Khi hệ thống cấp bị kẹt, rò rỉ hoặc phân phối không đều, quá trình cháy sẽ không liên tục, gây sinh khí CO, khói đen và đốt không hoàn toàn.

Vấn đề thường gặp:

Trục vít cấp liệu bị mài mòn, kẹt do tro mịn hoặc dị vật
Phễu cấp liệu không được gia nhiệt, gây dính kết nhiên liệu ướt
Van chặn không kín dẫn đến rò khí nóng ngược lên băng tải
Không có cảm biến mức nhiên liệu, phải cấp tay gây gián đoạn

Giải pháp nâng cấp hiệu quả:

Thay trục vít bằng vật liệu Inox SUS 304 hoặc thép SCM440 tôi cứng, tăng tuổi thọ gấp 2–3 lần
Bọc lớp cách nhiệt + gia nhiệt điện trở quanh phễu cấp để giữ nhiệt >70°C
Thêm van ngăn lửa (flame arrestor) bằng lưới thép hoặc van cánh lật chịu nhiệt ≥900°C
Lắp cảm biến mức nhiên liệu bằng siêu âm hoặc cảm biến trọng lượng, truyền tín hiệu về PLC
Đồng bộ hóa băng tải – vít tải – ghi đốt theo chế độ tải hơi, tiết kiệm điện năng cấp liệu đến 15%

Lợi ích sau nâng cấp:

Tốc độ cấp nhiên liệu đều và ổn định theo công suất hơi
Không còn hiện tượng “cháy đói” hoặc “cháy thừa”, giảm CO còn <180 ppm
Nâng hiệu suất tổng thể hệ thống lên 82–85%
Giảm nhân công trực tiếp cấp nhiên liệu từ 2 người xuống còn 0–1 người

2.3 Tối ưu hóa tốc độ ghi – grate speed optimization

Tốc độ ghi không phù hợp là nguyên nhân chính gây mất cân bằng giữa thời gian cháy và tốc độ cấp liệu, làm tăng lượng tro xỉ và làm quá tải bộ xử lý khí thải.

Cách tối ưu hóa tốc độ ghi:

Cài đặt dải tốc độ ghi phù hợp theo từng loại nhiên liệu
- Trấu: 0.3–0.35 m/phút
- Mùn cưa: 0.35–0.45 m/phút
- Than cám: 0.5–0.6 m/phút
Ghi nhận lượng xỉ đầu ra theo thời gian để điều chỉnh tốc độ ghi ngược
Dùng biến tần (inverter) điều khiển motor ghi để thay đổi tốc độ linh hoạt
Kết hợp PLC và cảm biến áp suất buồng đốt → tốc độ ghi tự động điều chỉnh theo tải hơi
Phân vùng ghi: thiết lập tốc độ khác nhau ở vùng cháy sơ cấp và cháy hoàn toàn

Kết quả đạt được:

Giảm tro xỉ chưa cháy 25–40%
Giảm tắc cánh quạt của bộ xử lý bụi (cyclone, lọc ướt)
Duy trì CO dưới 150 ppm, O₂ ổn định ở mức 5–6%
Cải thiện tỷ lệ tiêu hao nhiên liệu tới 12–15%

3. Các thương hiệu lò hơi ghi bậc thang nổi bật trên thế giới

3.1 Phân khúc cao cấp – JERNANOX (Đức)

Cung cấp lò hơi ghi bậc thang công suất 10–50 tấn/h, đốt được nhiên liệu khó cháy như vỏ điều, bã mía ướt
Ghi bậc thang bằng Inconel chịu nhiệt 1200°C, điều khiển servo có hồi tiếp
Hệ thống cấp nhiên liệu thông minh sử dụng cảm biến laser, điều chỉnh tự động theo áp suất hơi
Tuân thủ tiêu chuẩn EN 303-5 Class 5, ISO 14064

3.2 Phân khúc trung cấp – HURST BOILER (Hoa Kỳ)

Ghi di động điều khiển bằng motor biến tần, có cơ cấu tự làm sạch xỉ
Hệ thống cấp nhiên liệu dạng vít tải kín, vận hành ổn định cho nhà máy 10–20 tấn/h
Gạch chịu nhiệt dạng đúc liền khối (monolithic) giúp tăng tuổi thọ
Điều khiển bằng PLC Siemens, giám sát CO/NOx liên tục

3.3 Phân khúc phổ thông – GETABEC (Thái Lan – Đức)

Thiết kế module phù hợp các nhà máy 5–10 tấn/h
Ghi bằng thép đúc chịu nhiệt, độ bền 3–5 năm, có thể nâng cấp lên Cr-Mo
Bộ cấp liệu cơ học, tùy chọn thêm cảm biến mức nhiên liệu và biến tần
Giá hợp lý, dịch vụ bảo trì rộng khắp ASEAN

4. Vì sao chọn ETEK cho dự án nâng cấp lò hơi ghi bậc thang

4.1 Kinh nghiệm thực tiễn – năng lực triển khai quốc tế

ETEK là đơn vị chuyên sâu trong lĩnh vực nâng cấp, cải tạo và tối ưu hóa hệ thống lò hơi ghi bậc thang, với hơn 180 dự án đã hoàn thành trên toàn quốc và hơn 40 công trình quốc tế tại Đông Nam Á, châu Phi và Trung Đông.

Khả năng triển khai của ETEK bao gồm:

Tư vấn cải tạo dựa trên dữ liệu đo thực tế, mô phỏng buồng đốt bằng phần mềm CFD
Thiết kế lại cơ cấu ghi, tính toán tối ưu hóa cấp gió, cấp liệu, tốc độ ghi
Chế tạo ghi bậc thang bằng vật liệu hợp kim Cr-Mo đúc nguyên khối, chống ăn mòn, chịu nhiệt ≥1150°C
Hệ thống cấp liệu tự động đồng bộ với PLC/SCADA – giao diện đa ngôn ngữ
Đội ngũ kỹ sư sẵn sàng thi công lắp đặt và huấn luyện tại nước ngoài

Tất cả các dự án quốc tế của ETEK đều đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế và quy chuẩn phát thải theo hướng dẫn IFC (World Bank Group).

4.2 Dịch vụ nâng cấp trọn gói – giám sát hiệu quả sau triển khai

ETEK cam kết đồng hành cùng khách hàng trong toàn bộ quá trình nâng cấp lò hơi ghi bậc thang, bao gồm:

Khảo sát – chẩn đoán – thiết kế kỹ thuật chi tiết
Gia công cơ khí chính xác: trục truyền, thanh ghi, cánh dẫn hướng, khung dẫn hướng
Cài đặt tự động hóa: PLC Siemens hoặc Omron, biến tần ABB, HMI giao diện thân thiện
Lắp đặt tại hiện trường, hiệu chuẩn hệ thống cấp nhiên liệu – cấp gió
Đo hiệu suất sau nâng cấp, phân tích CO, O₂, SO₂, áp suất, tốc độ ghi
Báo cáo đánh giá kỹ thuật – đào tạo đội vận hành – bàn giao hệ thống kèm tài liệu

ETEK đảm bảo:

Giảm tiêu hao nhiên liệu từ 12–20% tùy loại nhiên liệu
Đảm bảo hệ thống vận hành ổn định tối thiểu 18–24 tháng sau nâng cấp
Duy trì CO < 200 ppm và bụi sau xử lý dưới 100 mg/Nm³ (đáp ứng xuất khẩu)
Thời gian dừng máy chỉ từ 3–5 ngày (tùy cấu trúc ghi và hệ thống cấp liệu cũ)

4.3 Linh kiện chính hãng – bảo hành lên đến 18 tháng

ETEK cung cấp đầy đủ vật tư chính hãng phục vụ cho việc nâng cấp lò hơi ghi bậc thang, bao gồm:

Thanh ghi Cr-Mo, Inconel (rãnh xiên, lỗ gió tổ ong), chiều dài từ 300–800 mm
Bạc trượt, bạc đồng, vòng bi chịu nhiệt SKF hoặc FAG
Motor servo Yaskawa, biến tần ABB, hộp giảm tốc Sumitomo
Cảm biến lưu lượng nhiên liệu, cảm biến tốc độ ghi, cảm biến áp suất buồng đốt
Bảng điều khiển tích hợp HMI/PLC với chức năng tự động điều chỉnh theo tải hơi

Bảo hành 12–18 tháng, bảo trì 3–6 tháng/lần tùy chế độ vận hành. Hỗ trợ thay thế và nâng cấp mở rộng khi tăng công suất.

5. Kết luận

Việc nâng cấp lò hơi ghi bậc thang không đơn thuần là thay thế vật tư hư hỏng mà là một chiến lược kỹ thuật tổng thể, giúp doanh nghiệp:

Tăng hiệu suất đốt thêm 8–12%
Giảm tiêu hao nhiên liệu đến 20%
Duy trì chất lượng hơi ổn định, đáp ứng yêu cầu công nghệ
Giảm tải cho bộ xử lý khí thải, kéo dài tuổi thọ thiết bị
Đáp ứng tiêu chuẩn môi trường khi xuất khẩu sản phẩm

Với thế mạnh trong thiết kế, chế tạo và triển khai nâng cấp lò hơi ghi bậc thang, ETEK sẵn sàng trở thành đối tác kỹ thuật tin cậy cho các doanh nghiệp Việt Nam và khu vực. Chúng tôi cam kết cung cấp giải pháp tối ưu, hiệu quả và bền vững cho mọi công suất và loại hình nhiên liệu

Sản phẩm và dịch vụ liên quan: