SỬA CHỮA LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN CFB

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn sau thời gian vận hành dài thường phát sinh nhiều hư hỏng nghiêm trọng như rò nứt buồng đốt, mòn vòi phun khí, hay tắc nghẽn ống trao đổi nhiệt. Việc sửa chữa nhanh chóng, đúng kỹ thuật không chỉ giúp phục hồi công suất mà còn nâng cao độ bền và giảm chi phí vận hành cho hệ thống.

1. Giới thiệu về lò hơi tầng sôi tuần hoàn và yêu cầu sửa chữa

1.1 Cấu tạo và nguyên lý vận hành lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidized Bed Steam Boiler) là dạng lò đốt nhiên liệu rắn áp dụng nguyên lý tầng sôi – sử dụng không khí phân phối để tạo sự lơ lửng cho nhiên liệu trong buồng đốt, kết hợp với hệ thống tuần hoàn tro và hạt nhiên liệu chưa cháy qua cyclone và bộ trao đổi nhiệt.

Đặc điểm kỹ thuật chính:

• Áp suất vận hành: 4–9 bar
• Nhiệt độ hơi: 320–450°C
• Nhiên liệu sử dụng: than xấu, biomass, RDF, vỏ trấu, vỏ cà phê
• Tải trọng sôi trung bình: 800–1200 kg/m²·s
• Tốc độ dòng khí: 3.5–6 m/s
• Lưu lượng gió cấp: 45.000–90.000 Nm³/h tùy công suất

1.2 Nguyên nhân gây hỏng hóc lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Sau 3–5 năm vận hành, lò hơi tầng sôi tuần hoàn có thể xuất hiện các lỗi phổ biến như:

• Vòi phun khí bị mòn: do ma sát cao từ vật liệu tầng sôi (cát, tro) tác động liên tục lên bề mặt nozzle
• Nứt buồng đốt: do giãn nở nhiệt không đều, ăn mòn kim loại hoặc rung động cơ học kéo dài
• Tắc nghẽn ống trao đổi nhiệt: do tích tụ tro bay, đóng cặn hoặc ăn mòn bên trong ống

Nếu không được sửa chữa kịp thời, các lỗi trên có thể dẫn đến:

• Tụt áp suất hơi
• Giảm hiệu suất nhiệt 8–12%
• Gia tăng phát thải NOx, SOx và bụi mịn vượt ngưỡng cho phép

2. Các hạng mục sửa chữa trọng yếu trong lò hơi tầng sôi tuần hoàn

2.1 Thay thế vòi phun khí bị mòn

Vòi phun khí (air nozzles) là chi tiết chịu mài mòn cao, nằm ở đáy buồng đốt, phân phối gió chính giúp tạo sôi cho nhiên liệu.

Triệu chứng mòn vòi phun:

• Áp suất gió đáy không ổn định
• Tầng sôi không đều, xuất hiện vùng cháy cục bộ
• Giảm hiệu suất cháy, tăng carbon chưa cháy (LOI > 6%)

Quy trình sửa chữa:

• Ngưng hoạt động, xả tro hoàn toàn
• Tháo rời toàn bộ cụm vòi phun – kiểm tra độ mòn, độ lệch tâm
• Lắp mới bằng vòi phun Inconel hoặc gang đúc phủ ceramic, có độ cứng > 60 HRC
• Cân chỉnh áp suất gió cấp để duy trì chênh áp ~5–6 kPa trên đáy buồng đốt

Hiệu quả sau sửa chữa:

• Tầng sôi đồng đều hơn 90% diện tích đáy
• Tăng hiệu suất cháy lên 91–93%
• Giảm mài mòn cục bộ tại thành buồng đốt

2.2 Sửa buồng đốt bị nứt hoặc rò rỉ

Buồng đốt tầng sôi tuần hoàn thường làm bằng tấm thép chịu nhiệt kết hợp lớp gạch chịu lửa. Nứt buồng đốt có thể do:

• Quá nhiệt cục bộ (nhiệt độ >950°C)
• Ăn mòn do SOx, Cl⁻ trong nhiên liệu
• Lỗi giãn nở không đồng đều giữa vỏ thép và lớp chịu lửa

Phát hiện lỗi:

• Dùng máy siêu âm UT đo độ dày thành vách
• Camera nội soi để kiểm tra vết nứt, điểm rò
• Đo áp suất bên trong buồng đốt so với bên ngoài (nếu áp suất giảm bất thường)

Giải pháp sửa chữa:

• Cắt bỏ khu vực bị nứt, thay tấm thép ASTM SA-516 Gr.70 hoặc tương đương
• Dùng gạch cao nhôm Al₂O₃ ≥ 70%, liên kết bằng vữa chịu nhiệt K26 hoặc K28
• Gia cố khung thép để giảm rung động cơ học bằng gối cao su hoặc lò xo mềm

Lợi ích đạt được:

• Ngăn chặn mất áp suất buồng đốt
• Kéo dài tuổi thọ lớp chịu lửa thêm 5–7 năm
• Giảm tỷ lệ rò nhiệt xuống <2% tổng công suất

2.3 Xử lý tắc nghẽn ống trao đổi nhiệt

Hệ thống ống trao đổi nhiệt (Economizer, Superheater) có thể bị tắc nghẽn do:

• Bụi tro bay bám dính, nhiệt độ ống giảm dưới điểm sương acid
• Lắng đọng muối, sunfat khi đốt biomass có hàm lượng K, Na cao
• Ăn mòn bên trong do nước có pH thấp, oxy hòa tan cao

Biểu hiện của tắc nghẽn:

• Giảm lưu lượng hơi đầu ra (từ 35 T/h còn 28–30 T/h)
• Tăng ΔP đầu–cuối ống > 1.5 bar
• Tăng tiêu hao nhiên liệu 8–12%

Biện pháp sửa chữa:

• Sử dụng robot phun nước áp lực cao (>800 bar) để tẩy tro bám
• Dùng khí CO₂ nén hoặc nitrogen để thổi sạch nếu không thể dừng lò
• Thay ống bị ăn mòn bằng thép ống chịu nhiệt ASTM SA-213 T11, T22

Lợi ích kỹ thuật:

• Khôi phục khả năng truyền nhiệt ≥ 95% so với thiết kế
• Giảm ΔT đầu – cuối ống xuống < 20°C
• Hơi đầu ra đạt lại thông số thiết kế (áp suất, lưu lượng)

3. Hệ thống kiểm tra – chẩn đoán hư hỏng lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Trong quá trình sửa chữa lò hơi tầng sôi tuần hoàn, việc chẩn đoán chính xác vị trí và nguyên nhân hư hỏng là yếu tố quyết định đến tiến độ, chi phí và hiệu quả kỹ thuật. ETEK sử dụng nhiều công cụ và phương pháp chuyên sâu để đảm bảo quá trình phân tích đạt độ chính xác cao.

3.1 Siêu âm đo chiều dày thành ống và buồng đốt

Thiết bị: máy siêu âm độ dày A-scan, độ chính xác ±0.01 mm
Mục tiêu: đo độ mòn vách thép tại:

• Buồng đốt: mòn >30% là nguy cơ nứt vỡ do nhiệt
• Ống dẫn hơi: nếu chiều dày <75% so với thiết kế thì cần thay thế

Phân tích xu hướng mòn theo thời gian giúp dự đoán thời điểm cần đại tu.

3.2 Camera nội soi công nghiệp

Dùng camera có khả năng quay 360°, đầu dò <10 mm để luồn vào các ống superheater, cyclone hoặc khoang kín.
Xác định:

• Bám cặn
• Rò rỉ vi mô
• Gỉ sét, lỗ mọt
• Phá vỡ mối hàn

Camera có chức năng chụp ảnh hồng ngoại giúp phát hiện khu vực có điểm nhiệt cao bất thường (>850°C) – dấu hiệu nguy cơ cháy nổ.

3.3 Đo áp suất và lưu lượng bằng cảm biến online

ETEK tích hợp các cảm biến:

• Chênh áp PA/SA tại đáy buồng đốt
• Lưu lượng hơi (steam flowmeter dạng Vortex hoặc Orifice)
• Cảm biến áp suất vận hành cấp hơi, cấp gió

So sánh số liệu trước – sau sửa chữa cho phép đánh giá mức phục hồi của hệ thống.

3.4 Phân tích khí thải – xác định hiệu suất cháy

Dùng thiết bị phân tích đa thành phần (O₂, CO, NOx, SO₂) có độ nhạy ppm, tích hợp Bluetooth – lưu dữ liệu 24h/24h.
Kết quả phân tích:

• NOx giảm >30% sau khi khôi phục phân phối khí
• CO < 100 ppm nếu vòi phun hoạt động đều
• O₂ dư điều chỉnh về 3.5–5% giúp tiết kiệm nhiên liệu

4. So sánh hiệu suất trước và sau khi sửa chữa

Dưới đây là bảng tổng hợp hiệu quả kỹ thuật đạt được sau khi thực hiện sửa chữa toàn diện lò hơi tầng sôi tuần hoàn:

Hiệu quả kinh tế:

• Giảm chi phí nhiên liệu trung bình 6–10%
• Giảm chi phí bảo trì quạt, vòi phun, hệ xử lý bụi 20–30%
• Tăng công suất hữu dụng của hệ thống từ 85% lên đến 95%

5. Các thương hiệu quốc tế chuyên cung cấp lò hơi tầng sôi tuần hoàn

Việc lựa chọn các hãng sản xuất uy tín giúp đảm bảo khả năng thay thế thiết bị, độ tương thích và chất lượng sửa chữa dài hạn.

5.1 Phân khúc cao cấp – FOSTER WHEELER (Hoa Kỳ)

• Hãng đi đầu toàn cầu trong công nghệ lò tầng sôi tuần hoàn công suất lớn (>300 MW)
• Sử dụng thép hợp kim đặc chủng chịu nhiệt >600°C
• Cyclone thiết kế xoắn kép chống mài mòn cao
• Hệ thống phân phối khí có khả năng điều tiết lưu lượng theo tải tự động

5.2 Phân khúc trung cấp – THERMAX (Ấn Độ)

• Cung cấp lò hơi tầng sôi tuần hoàn từ 45–120 T/h
• Phù hợp với nhà máy xi măng, hóa chất, nhiệt điện vừa
• Tích hợp sẵn module xử lý bụi và khử SOx
• Vật liệu chế tạo đa dạng, dễ sửa chữa và bảo trì

5.3 Phân khúc phổ thông – DONGFANG BOILER (Trung Quốc)

• Cung cấp các dòng lò công suất từ 35–75 T/h
• Thiết kế tiêu chuẩn hóa giúp dễ tìm phụ tùng thay thế
• Phù hợp với lò sử dụng than xấu, RDF, sinh khối
• Chi phí đầu tư và sửa chữa thấp, phù hợp doanh nghiệp vừa

6. Tại sao chọn ETEK để sửa chữa lò hơi tầng sôi tuần hoàn

6.1 Năng lực kỹ thuật chuyên sâu – triển khai đa khu vực

ETEK là đơn vị hàng đầu tại Việt Nam với hơn 15 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực lò hơi công nghiệp, đặc biệt là lò hơi tầng sôi tuần hoàn. Chúng tôi đã thực hiện thành công hàng trăm dự án sửa chữa, cải tạo và nâng cấp cho các nhà máy tại các ngành:

• Xi măng, vật liệu xây dựng
• Nhiệt điện sử dụng than, biomass
• Thực phẩm, hóa chất, chế biến nông sản

ETEK có khả năng triển khai sửa chữa tại nhiều khu vực nước ngoài, đặc biệt tại Đông Nam Á, Trung Đông và châu Phi. Hệ thống quản lý chất lượng của chúng tôi tuân thủ ISO 9001, ISO 45001, và có thể tùy chỉnh theo tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế như EN, ASME, CE.

6.2 Dịch vụ sửa chữa chuyên biệt – kiểm định và chạy thử đồng bộ

ETEK cung cấp dịch vụ sửa chữa tổng thể lò hơi tầng sôi tuần hoàn, bao gồm:

• Khảo sát hiện trường bằng thiết bị hiện đại: camera nội soi, siêu âm, phân tích khí thải
• Thiết kế và gia công chi tiết thay thế: vòi phun khí, ống trao đổi nhiệt, tấm vách buồng đốt
• Thực hiện sửa chữa đồng bộ: không chỉ xử lý lỗi mà còn cải thiện hiệu suất hệ thống
• Kiểm định áp lực, kiểm định rò rỉ và vận hành thử nghiệm toàn hệ thống

Quy trình sửa chữa luôn có báo cáo kỹ thuật chi tiết, biên bản nghiệm thu, và hồ sơ chất lượng đầy đủ.

6.3 Phụ tùng thay thế luôn sẵn kho – phản hồi nhanh trong 24 giờ

ETEK duy trì kho thiết bị và vật tư lớn tại các trung tâm bảo trì miền Bắc, miền Trung và miền Nam. Các linh kiện sẵn có bao gồm:

• Vòi phun khí chịu mài mòn bằng gang đúc, Inconel, phủ ceramic
• Gạch chịu lửa cao nhôm, silicon carbide, vữa chịu nhiệt K26–K28
• Ống trao đổi nhiệt hợp kim ASTM SA213 T11/T22/T91
• Cảm biến nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, thiết bị đo khí thải CO/NOx
• Bộ truyền động van, động cơ Siemens/ABB, quạt hút gió ID/PA

Thời gian phản hồi hỗ trợ kỹ thuật < 24h đối với trong nước, và 3–5 ngày đối với các dự án tại nước ngoài.

7. Kết luận

Lò hơi tầng sôi tuần hoàn là thiết bị nhiệt công nghiệp phức tạp, có vai trò then chốt trong hiệu suất và an toàn của toàn nhà máy. Việc duy trì hoạt động ổn định và tiết kiệm chỉ có thể đạt được khi có kế hoạch sửa chữa kịp thời, đúng kỹ thuật và sử dụng thiết bị – vật liệu phù hợp.

Qua bài viết, có thể thấy rằng các lỗi như mòn vòi phun khí, nứt buồng đốt, hay tắc ống trao đổi nhiệt nếu được sửa chữa đúng cách không chỉ khôi phục hiệu suất mà còn giúp:

• Giảm tiêu hao nhiên liệu 6–10%
• Tăng lưu lượng hơi hữu dụng lên 15–20%
• Giảm thời gian dừng máy bất ngờ từ 10–12 lần/năm xuống còn <2 lần/năm
• Gia tăng tuổi thọ vận hành thêm 5–10 năm

ETEK với năng lực chuyên môn đã được chứng minh, năng lực triển khai quốc tế và khả năng cung ứng vật tư linh hoạt là đối tác đáng tin cậy trong việc sửa chữa lò hơi tầng sôi tuần hoàn, đưa nhà máy trở lại hoạt động ổn định và tiết kiệm hơn bao giờ hết.

Sản phẩm và dịch vụ liên quan:

• TƯ VẤN CÁC LOẠI LÒ HƠI KHÁC
• LẮP ĐẶT LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN
• BẢO TRÌ LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN
• NÂNG CẤP LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN
• SỬA CHỮA LÒ HƠI TẦNG SÔI TUẦN HOÀN
• THỊ TRƯỜNG QUỐC TẾ