#1 Nước Cấp Lò Hơi Và Tại Sao Phải Xử Lý Nước Cấp Lò Hơi

Nước cấp lò hơi (boiler feedwater) và nước lò hơi (boiler water) khác nhau như thế nào? Nước cấp lò hơi đóng vai trò gì và cách để đưa nước an toàn vào lò hơi như thế nào. Hãy cùng Minh Khoa Chemicals tìm hiểu kỹ hơn về nước đầu vào của lò hơi nhé

>>> GÓC THÔNG TIN: Bạn đã hiểu hết về lò hơi chưa? tham khảo bài viết này nhé: Lò hơi Minh Khoa

NƯỚC CẤP LÒ HƠI LÀ GÌ

Nước cấp lò hơi (boiler feedwater) là nước được cung cấp cho lò hơi để tạo ra hơi nước. Nó là một thành phần quan trọng trong hoạt động của hệ thống lò hơi và đóng vai trò quan trọng đối với hiệu quả, an toàn và tuổi thọ của lò hơi. Nước cấp lò hơi trải qua một loạt quy trình xử lý để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng cụ thể trước khi đưa vào lò hơi để tạo hơi.

Việc xử lý nước cấp lò hơi (boiler feedwater treatment) bao gồm nhiều quá trình khác nhau như lọc, làm mềm, định lượng hóa chất và khử khí. Các quy trình này nhằm mục đích loại bỏ tạp chất, điều chỉnh thành phần hóa học của nước và cải thiện chất lượng nước tổng thể. Xử lý nước cấp đúng cách là điều cần thiết để lò hơi vận hành an toàn và đáng tin cậy, đồng thời là một phần không thể thiếu trong các chương trình quản lý nước và bảo trì lò hơi.

Nước cấp lò hơi có nguồn gốc từ đâu

Nước cấp lò hơi (boiler feedwater) được bơm vào lò hơi thông qua 2 nguồn chính đó là:

• • • Nước bổ sung Make-up water : Là nước cấp mới có nguồn gốc từ tự nhiên (Ao hồ sông suối, ….) hoặc hệ thống nước công nghiệp,… đã được xử lý làm mềm nước trước khi cấp vào lò hơi.
    • Nước ngưng tụ lò hơi – boiler condensate water Là nguồn nước có được từ việc tái sử dụng nước đã được sưởi nóng trước đó trong quá trình hoạt động của lò hơi. Nước này được đưa trở lại vào hệ thống để tiết kiệm năng lượng và tài nguyên.

>>> Góc Thông Tin: Tham khảo thêm dòng nước hồi về, một trong những giải pháp tiết kiệm tối ưu về chi phí cho nhà máy nhé: Nước ngưng tụ lò hơi

Các chức năng chính của nước cấp lò hơi bao gồm:

• • Tạo hơi nước: Mục đích chính của nước cấp lò hơi là chuyển đổi thành hơi trong lò hơi và được sử dụng cho các quy trình công nghiệp khác nhau.
  • Truyền nhiệt: Nước cấp lò hơi hấp thụ nhiệt từ quá trình đốt trong lò hơi, trải qua các thay đổi pha (từ lỏng sang hơi) và mang năng lượng nhiệt này đi khắp hệ thống.

• • Ngăn ngừa sự hình thành cặn: Xử lý nước cấp đúng cách giúp ngăn ngừa sự hình thành cặn bám trên bề mặt bên trong của lò hơi.
  • Phòng chống ăn mòn: Nước cấp lò hơi được xử lý để giảm thiểu sự ăn mòn của lò hơi và đường ống liên quan.
    Ngăn ngừa hơi nước mang theo các chất ăn mòn các hệ thống tuabin và máy móc khác:.
  • Duy trì hiệu suất lò hơi: Nước cấp chất lượng cao góp phần duy trì hiệu suất của lò hơi bằng cách giảm thiểu tác động bất lợi của tạp chất, cặn và ăn mòn.

TIÊU CHUẨN CỦA NƯỚC CẤP LÒ HƠI

Các tiêu chuẩn đối với nước cấp cho lò hơi được thiết lập để đảm bảo nước sử dụng trong lò hơi đáp ứng các tiêu chí chất lượng cụ thể, ngăn ngừa các vấn đề như hình thành cáu cặn, ăn mòn và nhiễm tạp chất. Các tổ chức và cơ quan tiêu chuẩn khác nhau cung cấp các hướng dẫn về chất lượng nước cấp cho lò hơi. Một số tiêu chuẩn chính bao gồm:

• • Tổng chất rắn hòa tan (TDS): Kiểm soát TDS giúp ngăn ngừa sự hình thành cặn.
  • Độ cứng: Độ cứng của nước có thể dẫn đến cặn và cặn.
  • Độ kiềm: Duy trì độ kiềm thích hợp giúp kiểm soát độ pH.
  • Clorua và Sulfate: Mức độ cao có thể dẫn đến ăn mòn.
  • Silica: Silica trong nước cấp có thể dẫn đến cặn bám trên các cánh tuabin.

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7704 – 2007

Hiệp hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ (ASME)

Bộ luật về lò hơi và Bình áp suất ASME, cụ thể là Phần VII, cung cấp các hướng dẫn về chất lượng nước cấp được khuyến nghị cho lò hơi điện. Nó bao gồm các giới hạn về tạp chất như chất rắn lơ lửng, độ kiềm, độ cứng, silica và độ dẫn điện riêng.

Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) / Hiệp hội Công trình Nước Hoa Kỳ (AWWA)

ANSI/AWWA D103 đưa ra các tiêu chuẩn về chất lượng nước sử dụng trong lò hơi. Nó bao gồm các thông số như độ kiềm, độ cứng, silica, sắt, đồng, oxy hòa tan và các thông số khác.
Hiệp hội quốc tế về tính chất của nước và hơi nước (IAPWS)

IAPWS cung cấp hướng dẫn về chất lượng nước và hơi nước cho các nhà máy điện. Tài liệu Hướng dẫn Kỹ thuật của họ đưa ra các khuyến nghị về chất lượng nước cấp và nước lò hơi để ngăn ngừa các vấn đề như đóng cặn, ăn mòn và nhiễm tạp chất.

Ủy ban Tiêu chuẩn hóa Châu âu (CEN)

EN 12952-10 cung cấp hướng dẫn về thành phần hóa học của nước cấp và nước lò hơi cho lò hơi công nghiệp.

>>> Góc Thông Tin: Nước cấp lò hơi là một trong những nguồn nước được đưa vào lò hơi, nếu bạn chưa biết về loại nước này trong lò hơi, tham khảo thêm nước trong lò hơi nhé: Nước trong lò hơi

Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO)

ISO 5667-10 cung cấp hướng dẫn về lấy mẫu và phân tích nước cho lò hơi và hệ thống làm mát.

Điều quan trọng cần lưu ý là các yêu cầu cụ thể có thể khác nhau tùy theo loại lò hơi, thiết kế và ứng dụng dự kiến. Các quy định của địa phương và những cân nhắc về môi trường cũng có thể ảnh hưởng đến các tiêu chuẩn và hướng dẫn áp dụng cho nước cấp lò hơi. Việc giám sát và kiểm tra thường xuyên chất lượng nước cấp là rất quan trọng để đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn này và duy trì hiệu quả cũng như an toàn của hệ thống lò hơi.

VÌ SAO PHẢI XỬ LÝ NƯỚC CẤP LÒ HƠI?

Trong lò hơi, nguyên liệu đầu vào là nước thì nguyên liệu đầu ra là hơi. Nếu sản xuất một sản phẩm nào đó mà chất lượng đầu vào đạt tiêu chuẩn thì đầu ra cũng rất tốt.

Xử lý nước cấp lò hơi (boiler feedwater treatment) là rất quan trọng để ngăn ngừa cáu cặn, ăn mòn và các vấn đề khác có thể ảnh hưởng đến sự an toàn, hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống lò hơi. Đây là một phần không thể thiếu trong quá trình bảo trì và vận hành lò hơi để đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm chi phí. Dưới đây là những lý do chính tại sao nước cấp lò hơi cần được xử lý:

• • Ngăn ngừa sự hình thành cặn: Cáu cặn được sinh ra từ nước cứng chứa các khoáng chất như canxi và magie
  • Phòng chống ăn mòn: Nước chưa được xử lý sẽ chứa các tạp chất ăn mòn dẫn đến ăn mòn ống lò hơi và các bộ phận khác..
  • Giảm nồng độ oxy: Oxy hòa tan trong nước cấp có thể dẫn đến ăn mòn oxy trong lò hơi, gây rỗ và rỉ sét.
  • Duy trì mức độ pH: Độ pH thấp có thể dẫn đến ăn mòn axit, trong khi độ pH cao có thể dẫn đến ăn mòn da.
  • Kiểm soát tổng chất rắn hòa tan (TDS): Mức TDS cao, bao gồm muối và khoáng chất, có thể dẫn đến hình thành cặn và cặn bám.
  • Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật: Nước chưa được xử lý sẽ hỗ trợ sự phát triển của vi khuẩn, tảo và nấm, dẫn đến ô nhiễm vi sinh vật.
  • Cải thiện hiệu suất lò hơi: Xử lý nước hiệu quả giúp tăng cường hiệu quả truyền nhiệt bằng cách ngăn chặn cặn và ăn mòn và tiết kiệm năng lượng
  • Tuổi thọ thiết bị mở rộng: Xử lý nước thích hợp giúp kéo dài tuổi thọ của các bộ phận lò hơi

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁCH XỬ LÝ NƯỚC CẤP LÒ HƠI NHƯ THẾ NÀO

Lịch sử xử lý nước cấp gắn liền với sự phát triển của năng lượng hơi nước và sự phát triển của công nghệ lò hơi. Dưới đây là tổng quan ngắn gọn về tiến trình lịch sử của việc xử lý nước cấp:

Động cơ hơi nước đầu (Cuối thế kỷ 17):

Việc sử dụng động cơ hơi nước cho nhiều ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như bơm nước ra khỏi hầm mỏ, bắt đầu từ cuối thế kỷ 17. Tuy nhiên, các lò hơi đời đầu thiếu các phương pháp xử lý nước hiệu quả, dẫn đến các vấn đề như hình thành cặn và ăn mòn.

Đạo luật chống nổ lò hơi (1855 – Vương quốc Anh):

Số vụ nổ lò hơi ngày càng tăng trong thế kỷ 19 đã dẫn đến việc ban hành Đạo luật chống cháy nổ lò hơi ở Vương quốc Anh vào năm 1855. Đạo luật này yêu cầu kiểm tra lò hơi thường xuyên, đặt nền móng cho các biện pháp an toàn được cải thiện, bao gồm cả việc xử lý nước cấp.

Lò hơi ống nước (Cuối thế kỷ 19):

Cuối thế kỷ 19 chứng kiến ​​sự phát triển và áp dụng rộng rãi lò hơi ống nước. Những lò hơi này hoạt động ở áp suất và nhiệt độ cao hơn, khiến nhu cầu xử lý nước cấp hiệu quả trở nên quan trọng hơn.

Phương pháp xử lý nước sớm (Cuối thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 20):

Các phương pháp xử lý nước cấp ban đầu bao gồm lắng cơ bản, lọc và bổ sung các hóa chất như vôi để giải quyết độ cứng của nước. Những biện pháp này nhằm giảm thiểu sự hình thành cáu cặn và cải thiện hiệu suất lò hơi.

Sự nổi lên của các công ty xử lý nước (Đầu đến giữa thế kỷ 20):

Với việc mở rộng công nghiệp, các công ty xử lý nước chuyên dụng đã xuất hiện để cung cấp các giải pháp tiên tiến hơn. Sự hiểu biết về tác động của tạp chất trong nước cấp đến hiệu suất lò hơi ngày càng tăng, dẫn đến sự phát triển của các hóa chất xử lý độc quyền.

Giới thiệu máy khử khí (Giữa thế kỷ 20):

Máy khử khí được đưa vào sử dụng để loại bỏ các khí hòa tan, đặc biệt là oxy, khỏi nước cấp. Sự đổi mới này đã giúp ngăn chặn sự ăn mòn trong lò hơi và đường ống liên quan.

Những tiến bộ trong kỹ thuật phân tích (Cuối thế kỷ 20):

Cuối thế kỷ 20 chứng kiến ​​những cải tiến trong kỹ thuật phân tích để kiểm tra chất lượng nước. Điều này cho phép giám sát chính xác hơn các thông số chính như độ cứng, độ pH và độ dẫn điện, dẫn đến việc xử lý nước cấp chính xác hơn.

Hệ thống điều khiển và tự động hóa (Cuối thế kỷ 20 đến nay):

Hệ thống tự động hóa và điều khiển trở thành một phần không thể thiếu trong xử lý nước cấp. Giám sát thời gian thực, định lượng hóa chất chính xác và các công nghệ tiên tiến như thẩm thấu ngược và trao đổi ion đã được triển khai để tối ưu hóa chất lượng nước cấp và hiệu suất lò hơi.

Xử lý nước cấp hiện đại (hiện tại):

Ngày nay, xử lý nước cấp là một khía cạnh phức tạp và thiết yếu trong vận hành lò hơi. Công nghệ tiên tiến, phân tích nước toàn diện và giám sát liên tục đảm bảo điều kiện nước cấp tối ưu, kéo dài tuổi thọ của hệ thống lò hơi và nâng cao hiệu quả.

Trong suốt lịch sử, sự phát triển của xử lý nước cấp được thúc đẩy bởi nhu cầu nâng cao độ an toàn, độ tin cậy và hiệu quả của lò hơi để đáp ứng nhu cầu của các quy trình công nghiệp và sản xuất điện.

NHỮNG CÁCH XỬ LÝ NƯỚC CẤP LÒ HƠI

Xử lý nước cấp lò hơi (boiler feedwater treatment) bao gồm sự kết hợp của các quy trình cơ học và hóa học để loại bỏ tạp chất, ngăn ngừa cáu cặn và ăn mòn, đồng thời đảm bảo hiệu suất lò hơi tối ưu. Dưới đây là các phương pháp phổ biến được sử dụng để xử lý nước cấp lò hơi:

Lọc Cơ Học (Mechanical Filtration):

• • Mục Đích: Loại bỏ các hạt rắn và chất hữu cơ.
  • Quy Trình: Nước đi qua các bộ lọc cơ học để bắt và loại bỏ tạp chất.

Làm Mềm Nước (Water Softening):

• • Mục Đích: Giảm độ cứng của nước bằng cách loại bỏ ion canxi và magiê.
  • Quy Trình: Sử dụng hệ thống làm mềm nước để thay thế ion canxi và magie bằng ion natri.

Kết Tủa Hóa Học (Chemical Precipitation):

• • Mục Đích: Kết tủa tạp chất để dễ loại bỏ.
  • Quy Trình: Thêm các hóa chất như vôi hoặc tro xanh vào nước, làm cho các tạp chất kết tủa thành hạt rắn.

Thẩm thấu ngược (RO Reverse Osmosis – RO):

• • Mục Đích: Loại bỏ muối và tạp chất hòa tan.
  • Quy Trình: Nước được ép qua một màng lọc bán thấp, loại bỏ muối và tạp chất.

Trao Đổi Ion (Ion Exchange):

• • Mục Đích: Loại bỏ các ion cụ thể từ nước.
  • Quy Trình: Sử dụng hạt resin để hấp thụ và đổi các ion không mong muốn thành ion mong muốn.

Khử Khí (Deaeration):

• • Mục Đích: Loại bỏ khí hòa tan, đặc biệt là oxi, để ngăn chặn ăn mòn.
  • Quy Trình: Sử dụng phương pháp cơ học hoặc hóa học để loại bỏ khí từ nước.
    Một sơ đồ khử khí đơn giản

Nguyên lý làm việc bình khử khí

Xử Lý Hóa Chất (Chemical Treatment):

• • Mục Đích: Giải quyết vấn đề cụ thể như loại bỏ oxy, ngăn chặn cáu cặn, và bảo vệ chống ăn mòn.
  • Hóa Chất Thông Thường:
  • Chất Khử Oxi (Oxygen Scavengers): Sodium sulfite, hydrazine.
  • Chất Ngăn Cản Cáu Cặn (Scale Inhibitors): Polyphosphates, phosphonates.
  • Chất Bảo Vệ Chống ăn mòn (Corrosion Inhibitors): Amines, filming amines.
  • Kiểm Soát Alkalinity: Natri hydroxide.

>>> BẠN CÓ BIẾT: Các loại hóa chất xử lý nước lò hơi, chi tiết và cách sử dụng như thế nào? tìm hiểu bài viết này nhé: Hóa chất xử lý nước lò hơi Minh Khoa

Xả đáy Thường Xuyên (Blowdown):

• • Mục Đích: Loại bỏ một phần nước cô đặc để kiểm soát mức tạp chất.
  • Quy Trình: Định kỳ xả một phần nước để duy trì hóa chất nước đúng.

>>> GÓC THÔNG TIN: Cách phân biệt nước xả đáy có đạt chất lượng hay không? tìm hiểu bài viết này nhé: Xả đáy lò hơi

Điều Chỉnh pH:

• • Mục Đích: Kiểm soát độ pH để ngăn chặn ăn mòn axit hoặc axit bazơ.
  • Quy Trình: Thêm hóa chất như natri hydroxide hoặc axit sunfuric để điều chỉnh pH.

Làm Sạch Nước Hơi (Condensate Polishing):

• • Mục Đích: Loại bỏ tạp chất từ nước hơi trước khi quay lại lò hơi.
  • Quy Trình: Sử dụng phương pháp lọc hoặc trao đổi ion để làm sạch nước hơi.

Giám Sát Liên Tục (Continuous Monitoring):

• • Mục Đích: Đảm bảo chất lượng nước liên tục.
  • Quy Trình: Kiểm tra và giám sát định kỳ các tham số như pH, dẫn điện, TDS, và alkalinity.

Việc lựa chọn phương pháp xử lý nước lò hơi nào phụ thuộc vào đặc điểm cụ thể của nước cấp và hệ thống lò hơi. Thông thường, sự kết hợp của các phương pháp này được sử dụng để đạt được chất lượng nước mong muốn nhằm vận hành lò hơi an toàn và hiệu quả. Bảo trì và giám sát thường xuyên là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả liên tục của quá trình xử lý nước.

Trên đây là đầy đủ toàn bộ thông tin về nước cấp lò hơi mà tôi nghĩ bạn đang rất quan tâm. Trong bài viết có thể có nhiều thiếu sót vì vậy hãy cùng Minh Khoa Chemicals cải tiến liên tục để nội dung bài viết được đến với mọi người ngày càng chất lượng hơn nhé.