Bên trong các ống của bộ trao đổi nhiệt và bình ngưng luôn có chất bẩn như bùn, cacbonat canxi, sunphat canxi, đioxit magiê, cặn, dầu mỡ, sản phẩm ăn mòn, v.v., bám vào. Các chất lắng đọng này tích tụ ngày càng nhiều, làm giảm hệ số truyền nhiệt chung và ảnh hưởng xấu đến hoạt động của thiết bị công nghệ, độ khả dụng của lò hơi, năng suất hơi và chi phí bảo trì.
Theo phương pháp truyền thống, đội bảo dưỡng lò hơi định kỳ cách ly và mở từng bộ trao đổi nhiệt hoặc bình ngưng, làm sạch thủ công các ống bằng cách sử dụng các vòi phun nước áp suất cao hoặc dụng cụ cạo ống. Quá trình này đòi hỏi nhiều sức lao động, tốn kém và có thể cần phải cho lò ngừng hoạt động. Đã vậy, khi lò hơi hoạt động trở lại, quá trình tắc nghẽn lại tái diễn.
Giờ đây đã có phương án thay thế. Hai hệ thống làm sạch trực tuyến tuyệt vời có thể giữ bình ngưng của bạn sạch sẽ và suất tiêu hao nhiệt của lò hơi của bạn luôn ở mức thấp: Bộ lọc cặn và hệ thống tự động làm sạch ống (Hình 1). Cả hai đều là quá trình tự động đảm bảo các bề mặt trao đổi nhiệt luôn sạch sẽ.
|
Hình 1. Giữ sạch. Phần bên trái là bộ lọc cặn tự xả lắp tại đầu vào của bình ngưng lò hơi điển hình. Cặn được thải ra qua đường ống rẽ nhánh nối với đường xả của bình ngưng. Phần bên phải là hệ thống làm sạch ống tự động trực tuyến điển hình. Đây là phương pháp hiệu quả để ngăn ngừa hình thành và loại bỏ mọi cáu cặn mềm cũng như rắn bên trong ống bình ngưng trong khi bộ trao đổi nhiệt vẫn đang hoạt động, làm việc đầy tải.
|
Bộ lọc cặn tự xả
Mục đích của bộ lọc cặn tự xả là loại trừ hiện tượng tắc nghẽn các ống bình ngưng, do đó cải thiện hiệu suất nhiệt.
Lưới lọc đầu vào nhiều khi tỏ ra không hiệu quả trong việc bảo vệ thiết bị trao đổi nhiệt khỏi bị cặn. Nhiều lò hơi được thiết kế với các lưới lọc chắn ngang dòng chảy bố trí ở phía trước bình ngưng nhưng vẫn bị lượng lớn bùn cặn cuốn theo vào hoặc tôm ốc sinh sôi nảy nở trong đường lấy nước vào dẫn đến tắc nghẽn nhiều ống bình ngưng. Cách xử lý thông thường là làm sạch các ống theo phương pháp thủ công, mà như vậy sẽ phải cho lò hơi ngừng hoạt động hoặc giảm tải một thời gian, tùy thuộc vào thiết kế bình ngưng.
Bộ lọc cặn hoặc thiết bị lọc đường ống tự động giúp lọc tốt nhất, cỡ hạt từ 50 μm (1 μm = 0,001 mm) đến 10 mm. Các bộ lọc này có thể được định kích cỡ để loại bỏ cặn nhỏ mịn và bùn cuốn theo sau khi lọt qua lưới chắn đầu vào để ngăn ngừa tích tụ bên trong các ống của bình ngưng hoặc bộ trao đổi nhiệt.
Hình 2 minh họa cách lắp đặt điển hình các bộ lọc cặn loại này đặt phía trước bộ trao đổi nhiệt hoặc bình ngưng. Bộ lọc cặn này thay thế một đoạn đường ống nước làm mát. Nước cặn lọt đi vào khoang lọc, và nước sau khi lọc sẽ đi ra khỏi lưới lọc. Cặn lớn hơn kích thước mắt lưới được giữ lại bên trên mặt lưới chắn. Khi độ sụt áp cao hơn so với khi lưới lọc sạch một mức đã chọn hoặc sau một khoảng thời gian định sẵn, rotor có chức năng làm sạch cặn sẽ di chuyển trên khắp lưới lọc để gạt bỏ cặn khỏi bề mặt lưới chắn. Chu kỳ làm sạch cặn chỉ kéo dài trong vài phút. Cặn này sau đó được thải ra cống hoặc đưa vào ống xả nước làm mát từ lò hơi, lượng nước tiêu hao là rất ít.
|
Hình 2. Chặn các cặn lớn. Các bộ lọc cặn điển hình được lắp ở trước bộ trao đổi nhiệt hoặc bình ngưng.
|
Chọn hệ thống làm sạch ống tự động
Hệ thống làm sạch ống tự động (automatic tube cleaning system - ATCS) làm sạch bằng phương pháp cơ học các ống của bộ trao đổi nhiệt, trong khi thiết bị vẫn đang hoạt động, làm việc đầy tải. Có hai kiểu ATCS: Kiểu bàn chải và giỏ và kiểu bi tuần hoàn.
Kiểu bàn chải và giỏ. Hệ thống kiểu bàn chải và giỏ bao gồm một bộ các giỏ được lắp cố định ở cả hai đầu của mỗi bình ngưng (Hình 3). Lồng bên trong mỗi giỏ có một bàn chải. Đối với các bình ngưng lớn, có thể sử dụng hệ thống đảo chiều dòng chảy/xả ngược dòng hiện có để định kỳ và tự động đảo chiều dòng chảy qua bộ trao đổi nhiệt và đẩy các bàn chải chuyển động qua lại trong các ống. Chỉ sau một vài phút, dòng chảy lại trở về chiều bình thường. Trường hợp áp dụng cho bình ngưng nhà máy điện, đảo ngược dòng chảy được thực hiện vào ban đêm và chỉ thực hiện cho một nửa bình ngưng. Với cách làm sạch bình ngưng kiểu này, phải giảm tải nhà máy. Đối với các bộ trao đổi nhiệt nhỏ, ví dụ như các bộ làm mát phụ, người ta sử dụng van phân dòng để thực hiện xả ngược dòng định kỳ, không cần giảm tải nhà máy.
|
Hình 3. Bàn chải và giỏ. Làm sạch bình ngưng theo kiểu đảo chiều dòng chảy được thực hiện bằng cách sử dụng một loạt các van bướm lắp đặt tại các chỗ đường ống giao nhau. Ở lò hơi này, người ta lắp thêm giỏ (có bàn chải lồng bên trong) vào mỗi ống bình ngưng. Lực nước đẩy bàn chải chạy qua các ống và làm sạch bề mặt bên trong ống.
|
Bi tuần hoàn. Một hệ thống khác phổ biến hơn, sử dụng các viên bi tuần hoàn để loại bỏ cáu cặn trong các ống của bộ trao đổi nhiệt và bình ngưng (Hình 4). Hệ thống này bao gồm các viên bi bằng elastome (nhựa đàn hồi) được thiết kế đặc biệt có đường kính hơi nhỉnh hơn một chút so với đường kính ống. Các viên bi này được định kỳ hoặc liên tục đưa vào phía trước lối nước làm mát vào bộ trao đổi nhiệt hoặc bình ngưng.
|
Hình 4. Bi tuần hoàn. Các viên bi bằng elastome được đưa vào phía trước bình ngưng sẽ loại bỏ cáu cặn nhỏ trong các ống bình ngưng. Bộ gom bi bên ngoài được sử dụng để thay thế các viên bi mỗi tháng một lần vì bi sẽ mòn dần.
|
Các viên bi này được dòng nước đẩy qua các ống. Lưới gom bi được lắp ở cửa ra các đường ống của bình ngưng. Máy bơm lấy các viên bi này từ lưới lọc và đưa chúng trở lại vào đường cấp nước sau khi bi đi qua các bộ thu gom bên ngoài.