Bộ trao đổi nhiệt ống chùm (Shell and Tube Heat Exchanger) là một trong những thiết bị quan trọng và phổ biến nhất trong hệ thống lò hơi công nghiệp. Nhờ cấu tạo chắc chắn và khả năng làm việc dưới áp suất cao, chúng đóng vai trò then chốt trong việc tối ưu hóa hiệu suất nhiệt.
Lò hơi (nồi hơi) vận hành ở điều kiện áp suất và nhiệt độ rất cao. Bộ trao đổi nhiệt ống chùm với cấu tạo gồm một vỏ trụ lớn chứa bó ống bên trong, cho phép hai dòng lưu chất trao đổi nhiệt gián tiếp một cách hiệu quả.
So với các dòng trao đổi nhiệt dạng tấm, dạng ống chùm được ưu tiên trong lò hơi nhờ:
-
Khả năng chịu áp cực tốt: Chịu được áp suất hơi vượt định mức mà không biến dạng.
-
Dễ dàng vệ sinh: Cáu cặn từ nước cấp là vấn đề nan giải, cấu tạo ống chùm cho phép thông tắc và vệ sinh cơ học dễ dàng.
-
Độ bền nhiệt: Chịu được sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa khói thải và nước cấp.
Các ứng dụng thực tế của bộ trao đổi nhiệt ống chùm trong lò hơi
Hiệu suất của lò hơi không chỉ phụ thuộc vào buồng đốt hay chất lượng nhiên liệu mà còn bị chi phối bởi cách quản lý và tái sử dụng nhiệt. Nhiệt thất thoát qua khí thải, hơi ngưng hoặc nước nóng hồi lưu nếu không được thu hồi sẽ gây lãng phí năng lượng rất lớn.
Bộ trao đổi nhiệt ống chùm giúp thu hồi và tái sử dụng phần nhiệt này để phục vụ các công đoạn gia nhiệt khác, từ đó làm giảm lượng nhiên liệu cần đốt mới. Nhờ đó, hệ thống lò hơi vận hành ổn định hơn, tiết kiệm chi phí nhiên liệu và giảm phát thải ra môi trường.
Gia nhiệt nước cấp cho lò hơi
Một trong những ứng dụng quan trọng và phổ biến nhất của bộ trao đổi nhiệt ống chùm là gia nhiệt nước cấp trước khi đưa vào lò hơi. Thay vì cấp trực tiếp nước lạnh, nước được làm nóng trước bằng nhiệt thu hồi từ hơi ngưng hoặc khí thải.
Việc gia nhiệt nước cấp mang lại nhiều lợi ích rõ rệt. Trước hết, chênh lệch nhiệt độ giữa nước cấp và buồng sinh hơi được giảm xuống, giúp hạn chế hiện tượng sốc nhiệt và nứt vỡ vật liệu. Đồng thời, lò hơi cần ít nhiên liệu hơn để đưa nước đến trạng thái sôi, từ đó nâng cao hiệu suất sinh hơi và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Trong ứng dụng này, bộ trao đổi nhiệt ống chùm thể hiện ưu thế vượt trội nhờ khả năng chịu áp suất cao, dễ vệ sinh cáu cặn và vận hành ổn định trong thời gian dài.
Thu hồi nhiệt khí thải lò hơi
Khí thải lò hơi sau buồng đốt thường vẫn còn chứa lượng nhiệt rất lớn. Nếu xả trực tiếp ra ống khói, phần nhiệt này gần như bị bỏ phí hoàn toàn. Việc lắp đặt bộ trao đổi nhiệt ống chùm tại đường khí thải giúp tận dụng nguồn năng lượng dư thừa này để gia nhiệt nước, dầu hoặc không khí.
Trong nhiều nhà máy, giải pháp thu hồi nhiệt khí thải bằng bộ trao đổi nhiệt ống chùm có thể giúp tăng hiệu suất tổng thể của hệ thống lò hơi thêm từ 5 đến 15%, tùy điều kiện vận hành. Đồng thời, nhiệt độ khí thải đầu ra được hạ thấp, góp phần giảm ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
Sinh hơi phụ và gia nhiệt dầu tải nhiệt
Trong nhiều dây chuyền sản xuất, hơi nước hoặc dầu tải nhiệt không chỉ dùng cho lò hơi chính mà còn phục vụ các công đoạn phụ như sấy, gia nhiệt bồn chứa hoặc gia nhiệt khuôn. Bộ trao đổi nhiệt ống chùm được sử dụng để sinh hơi phụ hoặc gia nhiệt dầu tải nhiệt một cách gián tiếp, đảm bảo an toàn và kiểm soát nhiệt độ chính xác.
Nhờ khả năng tùy biến về vật liệu và kết cấu, bộ trao đổi nhiệt ống chùm có thể đáp ứng tốt các yêu cầu khắt khe về nhiệt độ cao, áp suất lớn và môi trường ăn mòn.
Ứng dụng trong hệ thống economizer và preheater
Bộ hâm nước (Economizer): Tăng nhiệt độ nước cấp lên đáng kể, giúp tiết kiệm lượng nhiên liệu (than, củi, dầu, gas), giảm hiện tượng sốc nhiệt khi nước lạnh tiếp xúc với thân lò đang nóng. Đây là giải pháp đặc biệt hiệu quả đối với các lò hơi công suất lớn, vận hành liên tục.
Bộ sấy không khí (Air Preheater): Tận dụng nhiệt dư của khói thải để gia nhiệt cho luồng không khí trước khi đưa vào buồng đốt với cơ chế khói nóng đi trong ống, không khí đi ngoài ống (hoặc ngược lại). Quá trình cháy diễn ra triệt để hơn, giảm thiểu lượng khí CO và muội than bám bẩn.
.jpg)
Lưu ý khi lựa chọn và vận hành bộ trao đổi nhiệt ống chùm
Để bộ trao đổi nhiệt phát huy tối đa hiệu quả, việc lựa chọn và thiết kế cần dựa trên các thông số vận hành thực tế của lò hơi. Nhiệt độ, áp suất, lưu lượng môi chất và đặc tính ăn mòn của dòng lưu chất đều cần được tính toán kỹ lưỡng.
Ngoài ra, vật liệu chế tạo cũng đóng vai trò quan trọng. Nên sử dụng thép không gỉ hoặc thép chịu nhiệt chuyên dụng để chống ăn mòn bởi các hóa chất có trong nước hoặc axit trong khói thải. Thiết kế phù hợp ngay từ đầu sẽ giúp hệ thống vận hành ổn định, giảm chi phí bảo trì và tránh những sự cố không mong muốn.
Cơ khí MPT chuyên nhận sản xuất trực tiếp và phân phối các loại thiết bị trao đổi nhiệt theo yêu cầu như bộ trao đổi nhiệt ống chùm, ống tản nhiệt cánh nhôm/cánh kẽm/cánh inox, dàn calorifer. Với đội ngũ nhân công tại xưởng giàu kinh nghiệm, MPT luôn đảm bảo chất lượng của sản phẩm và giá thành phù hợp. Hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn sản phẩm phù hợp nhất.
CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ MPT
🏭Địa chỉ: D2 - đường TMT2A - Khu phố 4 - Phường Trung Mỹ Tây - TP.HCM
🏭Xưởng sản xuất: 175 Nguyễn Kim Cương, Ấp 8, Xã Phú Hoà Đông, Tp. HCM
📞Hotline: 0975701357
🌐Email: mptmeco@gmail.com
🌐Website: https://thietbigiainhiet.com
