Bộ sấy không khí là gì và vai trò trong hệ thống lò hơi

Trong hệ thống lò hơi, bộ sấy không khí là thiết bị quan trọng giúp tận dụng nhiệt thừa và tăng hiệu suất đốt. Nhờ khả năng làm nóng không khí cấp vào buồng đốt, thiết bị này giúp nhiên liệu cháy kiệt hơn, giảm tiêu hao và mang lại lợi ích kinh tế lớn cho doanh nghiệp. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ bộ sấy không khí là gì, hoạt động ra sao và có vai trò thế nào trong các hệ thống công nghiệp hiện đại.

Bộ sấy không khí là gì?

Bộ sấy không khí là thiết bị dùng để làm nóng dòng không khí cấp vào buồng đốt của lò hơi hoặc lò công nghiệp. Thông qua việc tận dụng nhiệt thải từ khói lò, bộ sấy giúp tăng nhiệt độ không khí lên mức tối ưu trước khi hòa trộn với nhiên liệu, từ đó cải thiện hiệu suất cháy và giảm mức tiêu hao nhiên liệu.

Thiết bị này thường được lắp đặt ở các lò hơi đốt than, biomass, dầu hoặc khí, nơi có lượng nhiệt thải lớn và cần tối ưu hóa hiệu suất. Bộ sấy không khí được xem là một trong những giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả nhất trong hệ thống hơi.

Cấu tạo cơ bản của bộ sấy không khí

Phần cấu tạo là nền tảng giúp người đọc hiểu rõ cách bộ sấy hoạt động và lý do thiết bị này có thể nâng cao hiệu suất lò hơi. Mỗi bộ phận đều giữ vai trò quan trọng trong việc truyền nhiệt, giảm thất thoát và đảm bảo an toàn.

1. Vỏ và khung thiết bị

Vỏ bộ sấy thường làm từ thép chịu nhiệt hoặc thép carbon được gia cường, có nhiệm vụ bảo vệ toàn bộ hệ thống bên trong. Bên ngoài được phủ lớp sơn chịu nhiệt hoặc cách nhiệt nhằm giảm thất thoát nhiệt và hạn chế ăn mòn. Khung chịu lực giữ cấu trúc ổn định trước tác động của áp suất và nhiệt độ cao trong quá trình vận hành.

2. Bộ phận trao đổi nhiệt

Đây là “trái tim” của bộ sấy không khí. Tùy theo từng loại, bộ phận này có thể gồm các ống trao đổi nhiệt (ống trơn, ống có cánh tản nhiệt) hoặc các tấm kim loại mỏng được xếp xen kẽ để tạo bề mặt tiếp xúc lớn. Vật liệu thường là thép hợp kim, inox hoặc gang chịu nhiệt nhằm đảm bảo độ bền khi tiếp xúc với khí thải có nhiệt độ cao và chứa tạp chất.

3. Đường dẫn khí vào – ra

Hệ thống ống dẫn khí nóng (khói lò) và không khí lạnh được bố trí hợp lý để giảm tổn thất áp suất và tối ưu dòng chảy. Thiết kế này giúp hạn chế điểm nóng cục bộ, giảm nguy cơ tắc nghẽn và nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt.

4. Cửa vệ sinh và hệ thống bảo trì

Các cửa vệ sinh được bố trí ở nhiều vị trí để thuận tiện cho việc làm sạch muội than, cặn bám. Ngoài ra, nhiều bộ sấy còn có hệ thống gõ bụi hoặc rung cơ học giúp giảm tích tụ muội trong quá trình hoạt động liên tục.

5. Hệ thống đo lường – giám sát

Để đảm bảo an toàn, bộ sấy thường có cảm biến đo nhiệt độ, áp suất, lưu lượng khí và các điểm cảnh báo. Nhờ đó, người vận hành có thể theo dõi hiệu quả truyền nhiệt và phát hiện sớm các sự cố bất thường.

Nguyên lý hoạt động của bộ sấy không khí

Nguyên lý hoạt động của bộ sấy không khí dựa trên sự trao đổi nhiệt giữa khí thải nóng và dòng không khí lạnh, qua đó tận dụng nhiệt thừa và tăng hiệu suất đốt.

1. Dòng khí thải đi qua bộ trao đổi nhiệt

Khói thải từ buồng đốt với nhiệt độ thường từ 150 – 300°C được dẫn vào bộ sấy. Nguồn khí này mang theo lượng nhiệt lớn và chính là năng lượng được tận dụng lại.

2. Quá trình truyền nhiệt gián tiếp

Khí thải nóng truyền nhiệt qua bề mặt các ống hoặc tấm kim loại, nhưng không hòa trộn với không khí lạnh. Việc truyền nhiệt có thể theo đối lưu, dẫn nhiệt hoặc bức xạ tùy cấu tạo bộ sấy.

3. Không khí lạnh được làm nóng

Không khí cấp từ quạt gió đi qua vùng nhiệt đã được làm nóng sẵn. Nhiệt độ có thể tăng lên 60 – 150°C tùy công suất lò hơi và thiết kế bộ sấy.

4. Không khí nóng cấp vào buồng đốt

Không khí nóng được đưa vào buồng đốt giúp nhiên liệu bắt cháy nhanh, cháy kiệt, hạn chế khói đen và giảm tiêu hao nhiên liệu đáng kể.

Cơ chế này giúp hệ thống hơi tận dụng lại đến 20% lượng nhiệt thải ra ngoài, mang lại hiệu quả kinh tế lâu dài.

Phân loại bộ sấy không khí phổ biến

Bộ sấy không khí có nhiều loại khác nhau, mỗi loại phù hợp với điều kiện vận hành và kiểu lò hơi riêng. Việc phân loại giúp doanh nghiệp lựa chọn đúng thiết bị và tối ưu chi phí.

1. Bộ sấy không khí dạng ống (Tubular Air Preheater)

Đây là loại phổ biến nhất trong các nhà máy sử dụng lò hơi công nghiệp.

• Cấu tạo gồm nhiều ống thép đặt song song, có thể gắn cánh tản nhiệt để tăng diện tích truyền nhiệt.

• Dễ chế tạo, dễ bảo trì và hoạt động ổn định ngay cả khi khí thải chứa nhiều muội.

• Hiệu suất truyền nhiệt tốt, phù hợp với lò hơi đốt than, biomass, củi, mùn cưa.

2. Bộ sấy không khí dạng tấm (Plate Air Preheater)

• Sử dụng các tấm kim loại mỏng xếp lớp, khí nóng và không khí đi qua các khe khác nhau.

• Cấu tạo gọn nhẹ, khí động học tốt, tổn thất áp suất thấp.

• Phù hợp lò công suất nhỏ đến trung bình, nơi yêu cầu bảo trì đơn giản.

3. Bộ sấy khí kiểu quay Rotary Air Preheater (RAPH)

• Là loại cao cấp, thường dùng trong nhà máy điện.

• Bộ trao đổi nhiệt quay liên tục, cho phép truyền nhiệt rất hiệu quả.

• Có khả năng xử lý lưu lượng khí lớn, nhưng cấu tạo phức tạp và chi phí đầu tư cao.

4. Bộ sấy hồi nhiệt dạng tổ chim (Regenerative type)

• Sử dụng các khối gốm hoặc kim loại hút nhiệt từ khí thải rồi truyền lại cho không khí.

• Hoạt động theo chu kỳ đóng – mở van luân phiên.

• Thích hợp cho các lò công suất lớn hoặc trong môi trường cần tiết kiệm năng lượng tối đa.

Tham khảo thêm: Lò hơi tầng sôi

Ứng dụng của bộ sấy không khí trong công nghiệp

Bộ sấy không khí được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp bởi khả năng tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải. Dưới đây là những lĩnh vực ứng dụng phổ biến nhất:

1. Ngành giấy và bao bì

Các nhà máy giấy thường sử dụng lò hơi đốt biomass với lượng khói thải lớn. Bộ sấy giúp tận dụng tối đa nhiệt thừa, giảm đáng kể tiêu hao nhiên liệu như mùn cưa, vỏ trấu, củi vụn.

2. Công nghiệp dệt may

Quá trình nhuộm – sấy – hoàn tất vải yêu cầu lượng hơi ổn định. Bộ sấy không khí giúp lò hơi vận hành ổn định, giảm khói đen và tăng tuổi thọ buồng đốt.

3. Chế biến thực phẩm – đồ uống

Nhiều lò hơi đốt dầu và gas được trang bị bộ sấy nhằm tăng hiệu suất và giảm lượng nhiên liệu tiêu thụ hằng ngày, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành.

4. Nhà máy điện

Các nhà máy nhiệt điện than sử dụng bộ sấy khí kiểu quay để nâng cao hiệu suất đốt và giảm phát thải NOₓ, SO₂. Đây là thiết bị quan trọng trong chu trình vận hành của lò hơi tầng sôi và lò than phun.

5. Công nghiệp hóa chất – dược phẩm

Yêu cầu hơi ổn định, sạch và liên tục. Bộ sấy giúp tối ưu hóa nguồn nhiệt, giảm tổn thất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

6. Các lò công nghiệp nặng

Lò nung kim loại, lò sấy gỗ, lò gạch… đều sử dụng bộ sấy không khí để tăng tốc độ cháy, giảm chi phí nhiên liệu và cải thiện chất lượng sản phẩm đầu ra.

Kết luận

Bộ sấy không khí là thiết bị quan trọng giúp tăng hiệu suất đốt, tiết kiệm nhiên liệu và kéo dài tuổi thọ của lò hơi công nghiệp. Việc lựa chọn và lắp đặt bộ sấy phù hợp sẽ mang lại lợi ích kinh tế lâu dài cho doanh nghiệp. Để được tư vấn chi tiết về hệ thống hơi, bạn có thể tham khảo dịch vụ cung cấp lắp đặt lò hơi tại: greenboiler.vn