Xử lý nước cấp cho lò hơi công nghiệp và tầm quan trọng trong vận hành bền vững
Trong hệ thống lò hơi công nghiệp, nước cấp là yếu tố đầu vào quan trọng nhưng thường bị đánh giá thấp so với nhiên liệu hay thiết bị. Trên thực tế, chất lượng nước cấp quyết định đến hiệu suất truyền nhiệt, tuổi thọ thiết bị và mức độ an toàn trong vận hành. Nếu sử dụng nguồn nước không đạt chuẩn, hiện tượng cáu cặn, ăn mòn, nổ ống hoặc giảm công suất sẽ xảy ra nhanh chóng. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ vai trò của nước cấp, các phương pháp xử lý phổ biến và cách thiết kế hệ thống nước cấp hiệu quả cho lò hơi công nghiệp.
Tác hại của nước cấp không đạt chuẩn
Nước tự nhiên (nước máy, nước giếng, nước sông) thường chứa nhiều tạp chất như ion canxi, magie, bicarbonate, silica, sắt, clo và khí hòa tan như oxy, CO₂. Những thành phần này khi đi vào lò hơi dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao sẽ gây nên nhiều vấn đề nghiêm trọng:
- Cáu cặn ống sinh hơi: Ion Ca²⁺ và Mg²⁺ kết hợp với bicarbonate tạo thành lớp đá vôi bám dày lên thành ống. Lớp cặn này làm giảm khả năng trao đổi nhiệt, khiến lò tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn để đạt áp suất yêu cầu.
- Ăn mòn kim loại: Các khí hòa tan như O₂, CO₂ khi không được loại bỏ sẽ gây phản ứng ăn mòn bề mặt kim loại, tạo rỗ, rò rỉ và giảm tuổi thọ ống lò.
- Tạo bọt và cuốn theo nước: Chất hữu cơ và silica trong nước gây hiện tượng sôi giả, cuốn nước theo hơi ra ngoài, làm tổn thất nước và có thể phá hủy thiết bị tiêu thụ hơi.
Tất cả những vấn đề này đều dẫn đến giảm hiệu suất lò hơi, tăng chi phí vận hành, thời gian dừng máy để bảo trì và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn nghiêm trọng.
>>>Lò hơi đốt biomass: https://greenboiler.vn/lo-hoi-dot-sinh-khoi.html
Các phương pháp xử lý nước cấp phổ biến
Tùy vào nguồn nước đầu vào và yêu cầu kỹ thuật của lò hơi, doanh nghiệp có thể lựa chọn một hoặc kết hợp nhiều phương pháp xử lý sau:
1. Làm mềm nước bằng trao đổi ion:
Sử dụng hạt nhựa trao đổi ion để loại bỏ ion Ca²⁺, Mg²⁺ trong nước. Đây là phương pháp phổ biến nhất để ngăn ngừa cáu cặn. Hệ thống thường bao gồm 2 hoặc 3 cột hoạt động luân phiên, kết hợp hoàn nguyên bằng muối NaCl.
2. Khử khí hòa tan bằng bình khử khí (deaerator):
Sử dụng nhiệt để đun nóng nước đến gần điểm sôi và loại bỏ O₂, CO₂ ra khỏi nước. Thiết bị này thường lắp đặt sau bồn nước cấp và trước khi nước vào lò. Nếu không có deaerator, có thể thay thế bằng hóa chất khử khí nhưng hiệu quả không bằng.
3. Lọc đa tầng hoặc lọc tinh:
Dùng để loại bỏ các tạp chất rắn, cặn thô, sắt, mangan trong nguồn nước giếng khoan hoặc nước sông. Đây là bước xử lý đầu tiên, giúp bảo vệ hệ thống xử lý phía sau.
4. Hệ thống thẩm thấu ngược (RO):
Dùng màng lọc để loại bỏ đến 99% các chất rắn hòa tan, khoáng, kim loại nặng, vi khuẩn. Hệ thống RO phù hợp với các lò hơi có áp suất cao, yêu cầu chất lượng nước cực kỳ nghiêm ngặt như trong dược phẩm, thực phẩm.
5. Châm hóa chất:
Bao gồm hóa chất chống cáu cặn, chống ăn mòn và khử khí hòa tan. Đây là phương pháp bổ sung, thường kết hợp với xử lý vật lý để tăng hiệu quả bảo vệ lò hơi.
>>>Lò hơi tầng sôi đốt than: https://greenboiler.vn/lo-hoi-tang-soi.html
Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp khoa học
Một hệ thống nước cấp tốt không chỉ xử lý triệt để các tạp chất mà còn giúp tiết kiệm chi phí và dễ bảo trì. Khi thiết kế hệ thống, cần chú ý:
- Tính toán lưu lượng nước theo nhu cầu hơi và tỷ lệ xả đáy.
- Lắp đặt hệ thống lọc sơ cấp trước khi đưa nước vào làm mềm hoặc RO.
- Bố trí bồn nước cấp đủ lớn để dự trữ cho các ca vận hành liên tục.
- Đặt deaerator và bơm cấp nước gần nhau để giảm thất thoát nhiệt.
- Có đồng hồ đo độ dẫn điện, pH và lưu lượng để kiểm tra chất lượng nước liên tục.
- Lắp đặt ống châm hóa chất, hệ thống hoàn nguyên muối cho cột trao đổi ion đầy đủ.
Việc thiết kế đúng từ đầu giúp giảm chi phí vận hành và ngăn ngừa các rủi ro hỏng hóc sau này.
Kiểm tra và bảo trì hệ thống xử lý định kỳ
Sau khi vận hành, hệ thống xử lý nước cần được kiểm tra định kỳ: hoàn nguyên cột trao đổi ion đúng chu kỳ, vệ sinh màng RO, đo nồng độ hóa chất, súc rửa bồn chứa… Nếu bỏ qua bước này, hiệu quả xử lý sẽ giảm và nguy cơ cáu cặn quay lại rất cao.
Ngoài ra, cần kiểm tra chất lượng nước sau xử lý bằng cách đo độ cứng, độ dẫn điện, pH, chỉ số silica… và so sánh với tiêu chuẩn do nhà sản xuất lò hơi đưa ra để điều chỉnh kịp thời.
Kết luận
Xử lý nước cấp là bước bắt buộc và quyết định sự ổn định trong vận hành lò hơi công nghiệp. Một hệ thống nước cấp chất lượng không chỉ giúp tăng tuổi thọ lò, tiết kiệm nhiên liệu mà còn đảm bảo an toàn và giảm chi phí sửa chữa lâu dài. Nếu bạn cần thiết kế hoặc nâng cấp hệ thống xử lý nước cho lò hơi của mình, hãy liên hệ với Công ty TNHH Cơ Nhiệt GreenBoiler để được tư vấn giải pháp kỹ thuật tối ưu, hiệu quả và bền vững cho từng điều kiện vận hành cụ thể.
