Những nguyên nhân gây nổ nồi hơi và làm thế nào để loại bỏ nguyên nhân này?

Chào mừng quý vị và các bạn đã đến với kênh chia sẻ kinh nghiệm của DIVI Group

Hôm nay, chúng tôi sẽ chia sẻ với quý vị và các bạn về vấn đề: "Những nguyên nhân có thể gây nổ lò hơi và làm thế nào để loại bỏ được nguy cơ này". Và phạm vi của bài chia sẻ này chỉ dừng lại ở phạm vi lò hơi công nghiệp thông thường sử dụng hơi bão hòa nhé các bạn.

Đầu tiên, chúng ta sẽ cùng đi trả lời câu hỏi "Những nguyên nhân nào có thể gây nổ lò hơi?"

Như các bạn đã biết, nồi hơi là 1 thiết bị kín có chứa nước, nồi hơi sẽ nhận nhiệt từ quá trình cháy nhiên liệu và làm cho nước nóng lên đến nhiệt độ sôi và nước sẽ bay hơi chuyển hóa thành hơi nước.

Khi nước chuyển hóa thành hơi sẽ tạo ra áp suất bên trong nồi hơi, lượng hơi nước được sinh ra càng nhiều so với lượng hơi lấy đi thì áp suất trong nồi hơi sẽ càng tăng cao.

Bây giờ chúng ta sẽ cùng theo dõi sự việc rất phổ thông này trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Quả bóng bay này sẽ bị nổ nếu chúng ta cứ tiếp tục thổi không khí vào bên trong nó.

Chúng ta nhận thấy khi áp suất bên trong vượt quá sức chịu đựng của quả bóng thì quả bóng sẽ bị nổ. Và đối với nồi hơi cũng vậy.

Nguyên nhân gây nổ nồi hơi ở đây chỉ có 2 lí do cơ bản như sau:

Lí do thứ nhất: Áp suất trong nồi hơi tăng cao vượt qua khả năng chịu đựng của nồi hơi thì sẽ dẫn đến nổ nồi hơi

Lí do thứ hai: Khả năng chịu đựng của nồi hơi giảm xuống dưới áp suất hoạt động của nồi hơi thì sẽ dẫn đến nổ nồi hơi.

Chúng ta sẽ đi phân tích nguyên nhân cụ thể như sau

Đối với lý do thứ nhất: Áp suất trong nồi hơi tăng cao do lượng hơi sinh ra lớn hơn tổng lượng hơi sử dụng và lượng hơi xả đi. Khi áp suất vượt ngưỡng chịu đựng của lò hơi thì sẽ gây ra nổ nồi hơi.

Ở đây, lượng hơi sử dụng chính là lượng hơi phục vụ nhu cầu sản xuất của nhà máy. Lượng hơi xả đi chính là lượng hơi thoát ra ngoài qua thiết bị bảo vệ quá áp và hay gọi là van an toàn.

Đối với lý do thứ nhất này còn bị xảy ra bởi một nguyên nhân rất căn bản như sau: Đây là hình ảnh mô phòng 1 thân lò hơi ở trạng thái bình thường, các ống lửa được ngâm trong nước, khói đi trong ống. Thành ống luôn được nước giải nhiệt nên nhiệt độ thành ống thường ở nhiệt độ gần bằng hoặc cao hơn 1 chút so với nhiệt độ nước cho dù nhiệt độ dòng khói đang cao.

Khi lò hơi bị cạn nước đến mức làm cho các phần ống thép sinh hơi không còn được ngâm trong nước hoặc các bề mặt sinh hơi không còn được giải nhiệt bởi nước thì sẽ làm nhiệt độ các bề mặt sinh hơi tăng lên gần bằng với nhiệt độ khói hoặc nhiệt độ ngọn lửa mà bề mặt này tiếp xúc.

Lúc này nếu người vận hành không để ý và tiếp tục cấp nước lạnh vào trong lò hơi, nước lạnh tiếp xúc với các bề mặt này thì phần nước lạnh lập tức sẽ chuyển hóa thành hơi nước với tốc độ rất cao. Áp suất trong lò hơi sẽ tăng nhanh vượt qua ngưỡng chịu đựng của nồi hơi và vượt qua khả năng phản ứng của các thiết bị bảo vệ quá áp nên dẫn đến nổ nồi hơi.

Chúng ta để ý trong phòng xông hơi khô, khi chúng ta dội một gáo nước lạnh vào lò xông hơi, chúng ta sẽ thấy một lượng hơi nước nóng bốc lên cực mạnh. Đấy là do lượng hơi nước được tạo ra tức thời khi chúng ta dội nước lạnh vào một vật thể đang nóng ở nhiệt độ cao.

Chính vì vậy, khi nồi hơi bị cạn nước cấp 2, tức là có 1 phần sắt thép không còn ngâm trong nước và tiếp xúc với ngọn lửa hoặc dòng khói có nhiệt độ cao thì nồi hơi sẽ tự động ngắt toàn bộ hệ thống và không thể hoạt động ở chế độ tự động nhằm ngăn cản không cho bơm nước lạnh vào lò.

Trong lúc này nều người vận hành thiếu hiểu biết, không có kiến thức về vận hành nồi hơi và vẫn tiếp tục bật bơm tay để bơm nước lạnh vào trong lò sẽ dẫn đến hiện tượng nổ nồi hơi này.

Đây là trường hợp thường hay xảy ra nhất hiện nay.

Đối với lý do thứ hai: Khả năng chịu đựng của nồi hơi giảm xuống dưới áp suất hoạt động của nồi hơi. Nguyên nhân của việc này có thể gây ra bởi các nguyên nhân như sau:

Một: Mối hàn hoặc thép trong nồi hơi bị ăn mòn bởi quá trình mài mòn vật lý, cơ học do dòng khói chuyển động bên trong nồi hơi.

Nếu nồi hơi được thiết kế với tốc độ khói đi trong lò hơi quá nhanh hoặc nồi hơi đang chạy vượt công suất thiết kế thì sẽ dẫn tới hiện tượng dòng khói gây mài mòn trong nồi hơi. Đặc biệt khi chúng ta sử dụng các loại nhiên liệu có hàm lượng tro bụi cao như trấu, than cám, than bùn vân vân.

Nhưng hiện tượng này sẽ diễn ra trong 1 khoảng thời gian dài, do đó chỉ có thể gây xì hơi ra ngoài chứ khó có thể gây nổ nồi hơi.

Hai: Mối hàn hoặc thép trong nồi hơi bị ăn mòn bởi quá trình phản ứng hóa học do nước trong nồi hơi có tính a xít hoặc tính kiềm.

Ba: Nhiệt độ của mối hàn hoặc sắt thép bị tăng cao ngoài giới hạn chịu đựng của vật liệu.

Đối với nguyên nhân thứ hai và thứ ba này DIVI Group đã mô tả giải thích rất rõ trong video chia sẻ "Tại sao phải xử lý nước cho nồi hơi" trên kênh của DIVI Group. Xin mời quý vị và các bạn tìm xem trên kênh của chúng tôi để hiểu hơn.

Bốn: Trong nước cấp cho lò hơi có chứa nhiều ô xy nên xảy ra quá trình ô xy hóa đối với sắt thép nên gây ra quá trình ăn mòn sắt thép trong nồi hơi. Hiện tượng này thấy rõ ở các nồi hơi có áp suất làm việc cao.

Đây là lí do tại sao khi lò hơi hoạt động ở áp suất cao sẽ được trang bị thêm bộ khử khí để khử ô xy có trong nước cấp nhằm hạn chế tối đa hiện tượng ăn mòn kim loại trong nồi hơi.

Trên đây là những nguyên nhân có thể gây ra nổ nồi hơi. Bây giờ xin mời các bạn cùng với DIVI Group đi trả lời câu hỏi: "Làm thế nào để loại bỏ được các nguy cơ gây ra nổ nồi hơi?".

Theo kinh nghiệm của DIVI Group, nếu chúng ta làm tốt được 5 thứ này là chúng ta có thể loại bỏ được hoàn toàn nguy cơ gây ra nổ nồi hơi. Chúng ta sẽ bắt đầu đi lần lượt:

Thứ nhất: chúng ta cần phải sử dụng nguyên vật liệu chế tạo nồi hơi là loại vật liệu chuyên dụng dùng để chế tạo thiết bị áp lực đối với phần thiết bị chịu áp, chịu nhiệt.

Phần thép tấm chịu nhiệt đối với thị trường Việt Nam thì phổ thông là thép chịu nhiệt A515, thép chịu nhiệt SB450 hoặc các loại khác tương tự. Nhưng chú ý phải là thép chịu nhiệt nhé các bạn.

Đối với phần thép ống chịu nhiệt thì chúng ta nên sử dụng các loại thép C20, A106, A192 hoặc tương tự. Nhưng chúng ta phải đặc biệt lưu ý đây là loại ống thép đúc chịu nhiệt, không được sử dụng các loại ống thép hàn.

Do thành phần các chất trong thép chịu nhiệt đã được tính toán nhằm hạn chế sự ăn mòn của các yếu tố cơ học và hóa học nên việc chọn đúng loại vật liệu sẽ làm cho nồi hơi của chúng ta bền hơn, hạn chế được rất nhiều nguy cơ gây nổ nồi hơi.

Thứ hai: nồi hơi cần phải được trang bị đầy đủ các thiết bị bảo vệ quá áp.

Thông thường một nồi hơi sẽ được trang bị tối thiểu 2 van an toàn, van này có chức năng tự động xả bỏ hơi khi áp suất trong lò hơi đến 1 giới hạn nhất định.

Chúng ta phải thường xuyên kiểm tra hai van an toàn này còn hoạt động tốt hay không bằng cách thường xuyên giật thử tay van. Nếu được thì mỗi ca vận hành nên nhích nhẹ tay van an toàn 1 lần, nếu thấy hơi xì ra và tự động đóng lại thì chứng tỏ van an toàn đang hoạt động tốt.

Chúng ta cần phải chuẩn bị 2 van an toàn để đảm bảo độ tin cậy cao vì xác xuất hỏng 2 van cùng 1 lúc sẽ có tỉ lệ rất thấp.

Van an toàn cần phải được chọn công suất xả cao hơn công suất sinh hơi của nồi hơi ít nhất 20% để đảm bảo khả năng xả triệt để khi xảy ra sự cố quá áp.

Ngoài ra nồi hơi phải được trang bị các rơ le bảo vệ quá áp suất và tối thiểu ít nhất là 1 cái. Theo DIVI Group thì trang bị 2 cái là phù hợp.

Thiết bị này sẽ giúp dừng toàn bộ hệ thống khi áp suất nồi hơi vượt 1 mức quy định. Hãy lưu ý kiểm tra định kỳ về tình trạng hoạt động của thiết bị này ít nhất 1 tháng 1 lần.

Để an toàn thêm nữa, chúng ta có thể trang bị thêm 1 cảm biến áp suất trên thân lò nữa. Cảm biến này sẽ đưa tín hiệu áp suất về tủ điều khiển và cài đặt chế độ bảo vệ tại tủ điều khiển của lò hơi.

Như vậy, phần này chúng ta có ít nhất 4 đến 5 cấp độ bảo vệ quá áp cho nồi hơi nên khả năng bảo vệ quá áp cho nồi hơi gần như là tuyệt đối.

Thứ ba: cần phải trang bị hệ thống cảm biến mức nước để đo cảnh báo mức nước trong lò hơi.

Ở đây chúng ta có hệ thống cảm biến mức nước bằng cọc dò. Ngoài ra chúng ta có thể lắp thêm các bộ cảm biến mức nước dạng phao khác. Cảm biến mức nước được chia thành 4 mức cảnh báo như sau:

Mức 1: đầy nước, bơm sẽ tự động tắt khi nước đến mức này.

Mức 2: thiếu nước, bơm sẽ tự động bật khi nước đến mức này.

Mức 3 báo cạn 1: thiếu nước nguy cơ thấp, bơm sẽ vẫn hoạt động, có đèn cảnh báo người vận hành và thiết bị vẫn hoạt động bình thường.

Mức 4 báo cạn 2: thiếu nước nguy hiểm, toàn bộ hệ thống sẽ bị tạm dừng, có đèn cảnh báo người vận hành và chỉ hoạt động ở chế độ tay.

Ở mức 4, chúng ta có thể đặt mật khẩu cho hệ thống điều khiển để người vận hành không tự ý bơm nước vào lò trong trường hợp này. Hoặc chúng ta cần phải đào tạo người vận hành rất kỹ trước khi tự vận hành nồi hơi.

Thứ tư: cần phải sử dụng hóa chất xử lý nước đều đặn cho lò hơi. DIVI Group đã có video hướng dẫn rất chi tiết phần này trên kênh của DIVI Group, xin mời quý vị và các bạn tìm xem.

Thứ năm: cần phải tiến hành xả đáy nồi hơi thường xuyên để loại bỏ các cáu cặn ở trong lò hơi và DIVI group cũng đã có video rất chi tiết hướng dẫn cho việc này trên kênh của chúng tôi.

Người vận hành nồi hơi cần phải hiểu rõ một điều, việc thực hiện tốt các bước trên thì lợi ích số một chính là bảo vệ cho sự an toàn của chính bản thân người vận hành. Đây cũng chính là mục đích của DIVI Group khi xây dựng video này. Hy vọng một phần kiến thức ít ỏi của đội ngũ DIVI Group sẽ giúp ích phần nào cho những người đang vận hành nồi hơi.

Trên đây là toàn bộ phần chia sẻ của DIVI Group, chúng tôi rất vui nếu nhận được ý kiến đóng góp với tinh thần xây dựng của quý vị và các bạn.

Xin cảm ơn quý vị và các bạn đã quan tâm.

DIVI Group, mang thịnh vượng đến với người đồng hành từ năng lượng sạch!