LÒ HƠI GHI TĨNH
Lò hơi ghi tĩnh là lựa chọn kinh tế trong đốt nhiên liệu rắn cho các nhà máy vừa và nhỏ. Với cấu trúc ghi đốt cố định, hệ cấp gió tự nhiên, vận hành đơn giản, dễ bảo trì, loại lò này vẫn giữ vai trò quan trọng trong sản xuất công nghiệp truyền thống và hiện đại hóa tiết kiệm chi phí.
Lò hơi ghi tĩnh là thiết bị tạo hơi sử dụng nhiên liệu rắn (than cám, củi khô, mùn cưa, trấu…) đốt trên ghi đốt cố định, kết hợp với cấp gió tự nhiên hoặc cưỡng bức. Lò vận hành thủ công hoặc bán tự động, phù hợp với nhà máy nhỏ có nhu cầu hơi liên tục nhưng không yêu cầu áp suất cao.
Dòng lò này có áp suất hơi từ 6–10 bar, nhiệt độ bão hòa khoảng 170–190°C, công suất từ 500–6.000 kg/h. Do ít chi tiết chuyển động, lò ít hư hỏng cơ khí, dễ sửa chữa, chi phí đầu tư thấp hơn 30–50% so với lò ghi xích.
Lò hơi ghi tĩnh thường được sử dụng tại nhà máy chế biến gỗ, thức ăn chăn nuôi, dệt may, nông sản… với nhu cầu hơi ổn định, thời gian vận hành ngắn và khả năng sử dụng nhiên liệu rắn tại chỗ.
2.1 Cấu trúc của lò hơi ghi tĩnh
Cấu tạo chính gồm:
Buồng đốt cố định: Tường lò xây gạch chịu lửa cao nhôm (≥40%), chịu nhiệt tới 1.300°C. Kết cấu dạng hình chữ nhật hoặc xiên.
Ghi đốt cố định: Làm bằng gang xám hoặc thép đúc, không chuyển động. Diện tích ghi tùy công suất lò, phổ biến 1.2–2.5 m².
Cửa cấp nhiên liệu: Cấp trực tiếp từ tay hoặc phễu định lượng, nối tới vùng nhiên liệu rắn đốt cháy.
Cấp gió tự nhiên hoặc quạt FD: Gió sơ cấp được cấp từ đáy ghi thông qua cửa điều chỉnh. Một số lò có gió thứ cấp tăng cháy hoàn toàn.
Ống sinh hơi: Dạng ống lửa hoặc ống nước, truyền nhiệt từ buồng đốt sang nước sinh hơi.
Ống khói & xử lý khí thải: Ống thép mạ kẽm, có thể kèm cyclone hoặc buồng lắng tro xỉ.
2.2 Nguyên lý hoạt động lò hơi ghi tĩnh
Nhiên liệu được đưa lên ghi đốt cố định, sấy khô nhờ nhiệt bức xạ từ ngọn lửa. Khi nhiệt độ đạt điểm bốc cháy (≈300–400°C), nhiên liệu cháy nhờ oxy từ cấp gió tự nhiên hoặc quạt.
Quá trình cháy chia 3 vùng:
- Vùng sấy: hơi nước trong nhiên liệu bay hơi
- Vùng cháy: các chất dễ bay bốc (volatiles) bị oxi hóa
- Vùng cháy muội: carbon rắn cháy thành tro
Tro xỉ rơi xuống hộc chứa, được lấy ra định kỳ.
Nhiệt từ buồng đốt được truyền cho ống sinh hơi. Hơi nước tạo ra được dẫn lên nồi góp và xuất ra đường hơi chính. Áp suất và nhiệt độ được điều chỉnh thủ công qua van hơi và đồng hồ áp.
3.1 Thông số kỹ thuật điển hình
Năng suất hơi: 500 – 6.000 kg/h
Áp suất làm việc: 6 – 10 bar
Nhiệt độ hơi bão hòa: 170 – 190°C
Hiệu suất nhiệt: 70 – 78%
Tỷ lệ tiêu hao nhiên liệu: 150 – 220 kg/1 tấn hơi (tùy loại nhiên liệu)
Kích thước ghi: 1.2 – 2.5 m²
Lượng tro xỉ: 5 – 8% khối lượng nhiên liệu
Tỷ lệ CO khí thải: < 800 ppm (với vận hành chuẩn)
Tuổi thọ ghi: 3 – 5 năm
Vật liệu ghi: gang xám, thép đúc chịu nhiệt
Nhiên liệu phù hợp: củi khô, mùn cưa khô, trấu, than cám loại 5a, 6b
Yêu cầu độ ẩm nhiên liệu: ≤ 25% để cháy tốt
3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng
Lò hơi ghi tĩnh do ETEK thiết kế và chế tạo đạt các yêu cầu sau:
Tiêu chuẩn thiết kế áp lực: ASME Sect. I / EN 12953 (ống lửa) hoặc EN 12952 (ống nước)
Tiêu chuẩn hàn: AWS D1.1 / EN ISO 15614-1
Kiểm định an toàn vận hành: theo tiêu chuẩn CE / PED (châu Âu), TUV, hoặc UL tùy thị trường
Tiêu chuẩn khí thải: NOx < 300 mg/Nm³, CO < 800 ppm, bụi < 200 mg/Nm³ (khi có xử lý)
Cách nhiệt bề mặt: đảm bảo bức xạ < 45°C khi lò hoạt động ở 100% tải
Đo lường & điều khiển: cảm biến áp suất, van an toàn ASME, van 1 chiều và thiết bị đo mức nước chính xác ±1%
3.3 Hãng cung cấp nổi bật theo phân khúc
Phân khúc cao cấp – Cochran Boilers (Anh)
Thiết kế theo EN12953, chế tạo ghi đốt gang hợp kim, tích hợp điều khiển kỹ thuật số. Lò hoạt động ổn định, tiết kiệm nhiên liệu, tuổi thọ cao >20 năm.
Phân khúc trung cấp – HME Boilers (Ấn Độ)
Cung cấp đa dạng lò hơi ghi tĩnh dạng ống lửa từ 1–8 TPH. Ghi cấu hình đơn giản, bảo trì dễ, phù hợp nhà máy nhỏ và vừa ở châu Á.
Phân khúc phổ thông – Taihu Boiler (Trung Quốc)
Giá cạnh tranh, cấu hình tiêu chuẩn, ghi thép tấm chịu nhiệt. Dễ lắp đặt, bảo trì và vận hành. Được sử dụng rộng rãi tại khu vực Đông Nam Á.
4.1 Lợi ích kỹ thuật và vận hành của lò hơi ghi tĩnh
Lò hơi ghi tĩnh mang lại nhiều lợi thế rõ rệt cho các nhà máy sử dụng nhiên liệu rắn, đặc biệt trong các ứng dụng có chi phí đầu tư thấp hoặc vùng xa khó tiếp cận nguồn năng lượng hiện đại.
Chi phí đầu tư thấp, thời gian hoàn vốn nhanh
Tổng chi phí đầu tư hệ thống lò ghi tĩnh chỉ bằng 50–60% so với lò ghi xích hoặc tầng sôi. Với mức tiêu thụ nhiên liệu ổn định và bảo trì đơn giản, thời gian thu hồi vốn thường chỉ 1.5–2.5 năm.
Vận hành đơn giản, không cần điều khiển tự động phức tạp
Do sử dụng ghi đốt cố định và cấp gió tự nhiên hoặc bán tự động, nhân công chỉ cần đào tạo trong 2–3 ngày là có thể làm chủ thao tác nạp nhiên liệu, điều chỉnh gió và xử lý tro xỉ.
Phù hợp với nhiều loại nhiên liệu rắn giá rẻ
Lò hơi ghi tĩnh có thể đốt hiệu quả các loại nhiên liệu rắn như: củi tạp, mùn cưa khô, trấu, vỏ điều, gỗ vụn hoặc than cám 5a–6b. Nhiên liệu dễ tìm và giá thấp giúp nhà máy tiết kiệm 15–30% chi phí vận hành hơi.
Chi phí vận hành thấp, dễ bảo trì
Cấu trúc ghi tĩnh không chuyển động, hầu như không cần thay thế cơ cấu truyền động. Các phần như cửa cấp gió, ống sinh hơi, lớp gạch chịu nhiệt đều dễ kiểm tra và thay thế định kỳ.
Cháy ổn định, tro xỉ dễ xử lý
Với nhiên liệu khô, buồng đốt giữ nhiệt đều, nhiệt độ ổn định 850–900°C. Lượng tro xỉ thấp, không bám dính, dễ thu gom. Hiệu suất cháy thường đạt >95% với mức CO < 800 ppm.
Khả năng nâng cấp từng phần khi có nhu cầu
Có thể cải tạo quạt gió cưỡng bức thay thế gió tự nhiên, lắp thêm bộ hâm nước, buồng lọc bụi cyclone, cảm biến giám sát áp suất hoặc nhiệt độ để nâng cấp dần theo nhu cầu mà không cần thay toàn bộ lò.
4.2 Ứng dụng thực tế trong sản xuất công nghiệp
Nhà máy chế biến gỗ – cưa xẻ – đồ nội thất
Dùng nhiên liệu rắn như mùn cưa, gỗ vụn, ván ép bỏ. Hơi cung cấp cho nồi nấu keo, hệ thống sấy veneer, máy ép nóng. Lò ghi tĩnh giúp tận dụng chất thải làm nhiên liệu, tiết kiệm chi phí vận hành.
Xưởng sản xuất thức ăn chăn nuôi – phân bón – nông sản
Cần hơi để trộn nguyên liệu, sấy cám, nấu vi sinh. Lò hơi ghi tĩnh chạy 2–3 ca/ngày phù hợp với mức tải trung bình. Có thể vận hành liên tục 8–12 giờ với độ ổn định cao.
Cơ sở dệt may – tẩy nhuộm – dệt thoi nhỏ lẻ
Cung cấp hơi cho máy calender, máy nhuộm thủ công, hệ thống sấy. Do không yêu cầu áp suất cao, lò ghi tĩnh là giải pháp phù hợp, dễ bảo trì và vận hành bằng nhân lực tại chỗ.
Trang trại trồng trọt – sơ chế thực phẩm quy mô hộ sản xuất
Dùng cho sấy nông sản như cà phê, tiêu, bắp, rau củ. Có thể đặt ngoài trời, vùng cao, nơi thiếu điện hoặc nhiên liệu hóa thạch. Nguồn đốt như củi, thân cây rất sẵn có.
Nhà máy sản xuất vừa và nhỏ tại vùng nông thôn hoặc công nghiệp cụm
Nơi yêu cầu hơi thấp, không có hệ thống xử lý khí thải phức tạp. Có thể vận hành bằng gió tự nhiên, không dùng điện khi mất nguồn.
5.1 Thiết kế tối ưu và chế tạo lò hơi ghi tĩnh theo yêu cầu
ETEK là đơn vị hàng đầu trong thiết kế – chế tạo lò hơi ghi tĩnh phục vụ nhu cầu sản xuất công nghiệp nhỏ và vừa. Với hàng trăm hệ thống lò được lắp đặt tại Việt Nam, chúng tôi hiểu rõ các đặc điểm vận hành thực tế, đặc biệt với nhiên liệu rắn nội địa có độ ẩm cao, dễ xỉ than hoặc cháy không hết.
Chúng tôi khảo sát thực địa, đo tải nhiệt, phân tích đặc điểm nhiên liệu để lựa chọn kích thước ghi đốt cố định, kết cấu buồng đốt, diện tích sinh hơi và công suất phù hợp. ETEK cung cấp cả lò dạng đứng (vertical fire-tube) và lò nằm ngang (horizontal shell-type) tùy diện tích nhà máy.
Kết cấu vỏ lò được bọc cách nhiệt bằng bông gốm ceramic và lớp thép tấm sơn tĩnh điện, đảm bảo bức xạ bề mặt < 45°C. Gạch chịu lửa cấp độ Al2O3 ≥ 40%, tuổi thọ 2–4 năm nếu vận hành chuẩn.
5.2 Tùy biến cấp gió – ghi – xả tro linh hoạt
Với các điều kiện địa phương khác nhau, ETEK có các tùy chọn:
Gió tự nhiên qua cửa gió điều chỉnh tay, dùng cho khu vực không có điện hoặc chi phí thấp
Gió cưỡng bức bằng quạt FD 1 pha hoặc 3 pha, kết hợp van chia gió theo từng vùng ghi
Ghi đốt cố định dạng lưới gang có khe thoát gió đồng đều, hoặc ghi tấm thép chịu mài mòn dùng cho củi, vỏ trấu
Hệ thống xử lý tro xỉ bằng cửa xỉ lớn có tay đòn hoặc vít tải đưa tro ra ngoài
Ngoài ra, ETEK có thể tích hợp bộ làm nguội tro tự nhiên, giảm thiểu nhiệt thất thoát, tăng an toàn khu vực vận hành.
5.3 Dịch vụ hậu mãi toàn diện – phản hồi 24/7
ETEK triển khai mô hình hỗ trợ 3 lớp:
Lớp hiện trường: kỹ sư đến kiểm tra định kỳ 3 tháng/lần, đo nhiệt độ buồng đốt, hiệu suất đốt, CO thải
Lớp trung tâm: tổng hợp dữ liệu vận hành qua điện thoại (ảnh, clip, nhật ký vận hành) và tư vấn kỹ thuật
Lớp đào tạo: tổ chức tập huấn cho vận hành viên theo ca, hướng dẫn kỹ thuật định kỳ sau 6 tháng
Đặc biệt, trong các khu vực như Campuchia, Lào, Myanmar – nơi ETEK từng triển khai lò hơi, chúng tôi có trạm bảo trì và kho phụ tùng hỗ trợ thay thế dưới 72 giờ.
5.4 Sẵn sàng cung cấp cho dự án ngoài nước – linh hoạt cấu hình xuất khẩu
ETEK đã cung cấp nhiều hệ thống lò hơi ghi tĩnh cho khu vực Đông Nam Á, châu Phi và Trung Đông. Với năng lực chế tạo đạt chuẩn EN và ASME, lò được đóng gói module, phù hợp vận chuyển bằng container 20 feet hoặc 40 feet.
Chúng tôi có sẵn hồ sơ kỹ thuật gồm:
Manual hướng dẫn vận hành song ngữ
Bản vẽ layout, bản vẽ chi tiết cấu tạo ghi, buồng đốt
Chứng chỉ kiểm định vật liệu, bản test thủy lực, đo độ dày
Chứng nhận CE / PED / ISO / CQ phù hợp với quy định nhập khẩu
ETEK đồng hành cùng các nhà máy nước ngoài từ khâu thiết kế đến hướng dẫn lắp đặt tại chỗ, chuyển giao công nghệ và đào tạo kỹ sư bản địa.
5.5 Dịch vụ cải tạo – tiết kiệm nhiên liệu – giảm khí thải
Với các lò hơi ghi tĩnh cũ hoạt động từ 8–15 năm, ETEK cung cấp dịch vụ cải tạo:
Thay mới ghi đốt cố định bằng vật liệu chịu nhiệt tốt hơn, tăng thông gió đáy
Lát lại gạch chịu lửa khu vực buồng đốt, sửa các điểm rò rỉ nhiệt
Bổ sung quạt gió biến tần để tối ưu cấp gió tự nhiên
Lắp ống hâm nước đầu khói (economizer) để tăng hiệu suất lên 78–80%
Cân chỉnh lượng nhiên liệu rắn nạp vào, đo khí CO, khói đen
Sau cải tạo, hiệu suất có thể cải thiện 5–10%, giảm tiêu hao nhiên liệu 10–15%, giảm lượng CO thải 30–40% tùy cấu hình ban đầu.
Bài viết liên quan: