Lò hơi ống nước ngày càng trở thành lựa chọn hàng đầu trong các ngành công nghiệp hiện đại. Với thiết kế tiên tiến và hiệu suất vượt trội, thiết bị này mang lại giải pháp tối ưu cho việc sản xuất hơi nước quy mô lớn. Trong bài viết dưới đây, Kim Trường Phúc sẽ giúp bạn hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và các ưu điểm vượt trội của công nghệ này.

1. Lò hơi ống nước là gì?

Lò hơi ống nước hay còn gọi lò hơi vách ướt, là một trong những loại lò công nghiệp phổ biến nhất hiện nay nhờ vào dải công suất rộng từ 5 đến 550 tấn/giờ, đáp ứng gần như toàn bộ nhu cầu sử dụng hơi trong các ngành công nghiệp. Không chỉ có dải công suất linh hoạt, lò hơi này còn có khả năng hoạt động ở áp suất lên đến 165 bar và nhiệt độ hơi đạt 540°C, phù hợp với nhiều yêu cầu kỹ thuật khắt khe.


Lò hơi ống nước hay còn gọi lò hơi vách ướt, là loại lò công nghiệp có dải công suất rộng từ 5 đến 550 tấn/giờ

Về nhiên liệu, loại lò này có thể sử dụng đa dạng các dòng nhiên liệu lỏng và khí như dầu DO, dầu FO, R-FO, KO, hay các loại khí LPG, CNG, khí lò cao (BFG), khí lò than cốc (COG), off-gas... Mặc dù mỗi loại nhiên liệu có tính chất lý – hóa riêng biệt, nhưng nhìn chung, chúng vẫn có nhiều điểm tương đồng. Nhờ đó, hệ thống lò hơi vách ướt thường được thiết kế linh hoạt, có thể sử dụng chung cho nhiều loại nhiên liệu khác nhau hoặc thậm chí kết hợp đốt cùng lúc nhiều loại nhiên liệu.

Với những ưu điểm nổi bật về công suất, áp suất, nhiệt độ và khả năng tương thích nhiên liệu, lò hơi vách ướt đốt dầu – khí là giải pháp tối ưu cho các hệ thống cần nguồn nhiệt lớn, ổn định và hiệu quả trong vận hành.

2. Cấu tạo của lò hơi ống nước

Cấu trúc của lò hơi ống nước bao gồm nhiều thành phần quan trọng, mỗi bộ phận đảm nhận vai trò riêng biệt trong quá trình sản xuất hơi nước. Cụ thể:

Vòi phun nhiên liệu và không khí (Burner): Dùng để cung cấp nhiên liệu và hỗn hợp khí đốt vào buồng đốt;
Buồng đốt (Furnace): Nơi diễn ra quá trình cháy tạo nhiệt;
Phễu tro lạnh (Ash hopper): Dùng để thu gom tro rơi xuống từ buồng đốt;
Đáy thải xỉ (Slag): Dẫn xỉ ra khỏi hệ thống;
Dàn ống sinh hơi (Evaporator tubes): Nơi nước được đun nóng và chuyển hóa thành hơi;
Bộ quá nhiệt bức xạ (Radiant superheater): Giúp tăng nhiệt độ của hơi bão hòa bằng bức xạ nhiệt trực tiếp;
Bộ quá nhiệt nửa bức xạ (Semi-Radiant superheater): Là sự kết hợp giữa bức xạ và đối lưu để gia nhiệt hơi;
Ống hơi lên (Riser tubes): giúp dẫn hơi từ dàn ống sinh hơi lên bao hơi;
Bộ quá nhiệt đối lưu (Convection superheater): có tác dụng gia nhiệt hơi bằng phương pháp truyền nhiệt đối lưu;
Bao hơi (Steam Drum): Nơi tích tụ, phân tách và điều áp hơi nước, đồng thời là trung tâm tuần hoàn nước;
Bao hơi (Steam Drum): Nơi tích tụ, phân tách và điều áp hơi nước, đồng thời là trung tâm tuần hoàn nước;
Ống góp nước (Mud Drum / Lower Header): Phân phối nước đến dàn ống sinh hơi và thu gom cặn bùn.
Các ống góp (Headers): (Ví dụ: Superheater Headers) Các ống lớn dùng để thu gom và phân phối hơi/nước trong các dàn ống nhỏ hơn.
Van an toàn (Safety Valve): Thiết bị an toàn quan trọng, tự động xả áp khi áp suất vượt quá giới hạn cho phép.
Cột thủy sáng / Thiết bị báo mức nước (Water Level Indicator / Gauge Glass): Hiển thị và kiểm soát mức nước trong bao hơi để đảm bảo vận hành an toàn.
Bộ hâm nước (Economizer): giúp ngăn nước mang theo vào đường ống hơi;
Bộ sấy không khí (Air Preheater - APH): tận dụng nhiệt thải để làm nóng không khí cấp vào buồng đốt;
Bộ khử bụi (Dust collector / ESP / Baghouse): giúp loại bỏ bụi và tạp chất trước khi khí thải ra môi trường;
Quạt khói (Induced Draft Fan - ID Fan): tạo lực hút để dẫn khí thải ra khỏi hệ thống và ống khói;
Quạt gió (Forced Draft Fan - FD Fan): cung cấp không khí cho quá trình cháy

cấu tạo lò hơi ống nước

Hình ảnh minh hoạ cấu tạo của lò hơi vách ướt

3. Nguyên lý hoạt động của lò hơi ống nước

Nguyên lý hoạt động của lò hơi tương đối đơn giản và hiệu quả. Nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt để tạo ra nhiệt lượng, sau đó nhiệt này được truyền vào hệ thống ống chứa nước, làm nước sôi và chuyển hóa thành hơi nước. Lượng hơi sinh ra sẽ được dẫn qua hệ thống ống dẫn để cung cấp cho các quy trình sản xuất công nghiệp hoặc phục vụ nhu cầu sử dụng nhiệt trong đời sống.

4. Phân loại lò hơi ống nước

Việc phân loại lò hơi ống nước giúp người dùng lựa chọn thiết bị phù hợp với từng nhu cầu sử dụng. Có nhiều cách phân loại khác nhau dựa trên các tiêu chí về cấu tạo, hình dạng và nguyên lý hoạt động. Cụ thể như sau:

4.1. Phân loại theo cấu tạo và nguyên lý làm việc

Hiện nay, lò hơi vách ướt có thể được phân chia thành ba loại chính bao gồm:

Lò hơi đứng đơn giản: Ở loại lò hơi này, bao hơi (trống hơi) được bố trí theo phương thẳng đứng, kết nối trực tiếp với nguồn nhiệt bên dưới. Ống nước xuống được lắp đặt ở đáy trống, trong khi ống riser dẫn hơi lại được đặt ở phần trên cùng, nối thông qua một đoạn ống nằm ngang. Cấu trúc này phù hợp với những hệ thống yêu cầu thiết kế gọn nhẹ và công suất vừa phải.
Lò hơi Babcock – Wilcox: Đây là dạng lò hơi ống nước công nghiệp điển hình, có bao hơi hình trụ nằm ngang đặt phía trên buồng đốt. Phía sau trống hơi được kết nối với ống xuống, còn phía trước là hệ thống ống riser. Các ống nước thẳng, có đường kính từ 50 đến 150 mm, nối giữa hai đầu ống này, tạo thành một hệ thống tuần hoàn nước – hơi hiệu quả. Thiết kế này cho phép chịu áp suất cao và thường được sử dụng trong các nhà máy lớn.
Lò hơi Stirling: Lò hơi Stirling có cấu tạo phức tạp hơn với ba trống hơi đặt phía trên nguồn nhiệt và một trống nước nằm trong buồng đốt. Các trống này được kết nối với nhau bằng hệ thống ống nước uốn cong và ống cân bằng, giúp duy trì lưu lượng nước – hơi ổn định trong toàn bộ hệ thống. Hơi nước sau khi được sinh ra sẽ thoát ra từ các ống cân bằng. Loại lò này phù hợp cho những ứng dụng cần công suất lớn và hiệu suất truyền nhiệt cao.

4.2. Phân loại theo hình dạng

Trong thực tế, lò hơi ống nước đốt nhiên liệu dầu – khí thường được thiết kế theo ba dạng cấu hình chính gồm: Lò chữ A, lò chữ D và lò chữ O với các đặc điểm như sau:

Lò chữ A: Có cấu tạo gồm một bao hơi phía trên và hai bao nước đối xứng hai bên, với đầu đốt đặt ở trung tâm buồng đốt. Hệ thống ống dẫn nước – hơi bao quanh đầu đốt, giúp dẫn nước từ bao nước lên bao hơi, tạo thành chu trình tuần hoàn tự nhiên nhờ chênh lệch nhiệt độ.

Hơi nước được tách tại bao hơi, sau đó dẫn đến bộ quá nhiệt (nếu có) hoặc đưa trực tiếp đến nơi sử dụng. Khí thải sau quá trình cháy được chia đều qua hai pass đối lưu, rồi hội tụ trước khi đi vào bộ hâm nước hoặc thoát ra ngoài qua ống khói.

Lò hơi chữ D: Có cấu hình đơn giản hơn, gồm một ba-long hơi ở trên và một ba-long nước ở dưới. Đầu đốt đặt lệch về một phía buồng đốt. Khác với lò chữ A, toàn bộ khí thải sau quá trình đốt được dẫn qua một pass đối lưu duy nhất trước khi ra khỏi lò tại cuối pass. Thiết kế này giúp tiết kiệm không gian và phù hợp với các hệ thống cần bố trí gọn gàng.
Lò chữ O: Có nguyên lý hoạt động tương tự lò chữ A, tuy nhiên điểm khác biệt là chỉ sử dụng một ba-long nước. Hệ thống ống dẫn được bố trí bao quanh đầu đốt, nối từ ba-long nước lên ba-long hơi. Thiết kế này giúp giảm bớt khối lượng thiết bị, đơn giản hóa hệ thống mà vẫn đảm bảo hiệu quả sinh hơi và tuần hoàn nước – hơi hiệu quả.


Lò hơi chữ A có cấu tạo gồm một bao hơi phía trên và hai bao nước đối xứng hai bên

5. Ưu và nhược điểm của lò hơi ống nước

Lò hơi ống nước là lựa chọn phổ biến trong các hệ thống công nghiệp hiện đại nhờ khả năng vận hành linh hoạt và hiệu suất cao. Tuy nhiên, cũng như bất kỳ thiết bị kỹ thuật nào, loại lò hơi này tồn tại song song cả những điểm mạnh và một số hạn chế nhất định. Dưới đây là tổng hợp ưu điểm và nhược điểm của lò hơi vách ướt để giúp bạn có cái nhìn rõ hơn trước khi lựa chọn, thiết kế hoặc vận hành hệ thống:

5.1. Ưu điểm

Lò hơi vách ướt sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội so với các loại lò hơi khác. Cụ thể như sau:

Nhờ thiết kế dòng nước lưu thông trong các ống nhỏ và khả năng hấp thụ nhiệt trực tiếp từ ngọn lửa bằng bức xạ, lò hơi ống nước có khả năng sinh hơi nhanh và đáp ứng tốt nhu cầu nhiệt tức thời.
Các ống trao đổi nhiệt có kích thước nhỏ gọn, cùng với bao hơi và bao nước được thiết kế tối ưu, giúp chịu áp suất cao hơn nhiều so với lò ống lửa — đặc biệt phù hợp với môi trường vận hành áp suất lớn như trong nhà máy điện (lên đến 160 bar).
Lò hơi vách ướt cho phép tối ưu hóa hiệu quả các quá trình cháy, cấp nhiên liệu, cấp gió và điều hòa khí động, giúp nâng cao hiệu suất vận hành và kiểm soát chất lượng quá trình sinh hơi tốt hơn.


Lò hơi ống nước có thể chịu được áp suất cao, tối ưu hóa quá trình cháy,
cấp nhiên liệu và cấp gió

5.2. Nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm nổi bật, lò hơi vách ướt cũng tồn tại một số hạn chế nhất định, cụ thể như:

Khó lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà xưởng, ngay cả với các loại lò có công suất nhỏ. Việc thi công thường đòi hỏi phải thực hiện trực tiếp tại công trình, gây tốn thời gian và chi phí lắp đặt.
Việc tối ưu hóa các quá trình cháy, cấp nhiên liệu, cấp gió và khí động học có thể phức tạp hơn đặc biệt ở các lò có thiết kế buồng đốt phức tạp và công suất lớn. Điều này có thể đòi hỏi kỹ thuật cao để đạt được hiệu suất đốt tối ưu và kiểm soát quá trình vận hành hiệu quả.

6. So sánh lò hơi ống nước và lò hơi ống lửa

Trên thị trường hiện nay, lò hơi ống lửa và lò hơi ống nước là hai dòng thiết bị được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp nhờ khả năng sinh hơi hiệu quả. Tuy nhiên, mỗi loại lò lại có đặc điểm và mức độ an toàn khác nhau. Để giúp doanh nghiệp có cái nhìn rõ ràng hơn, dưới đây là bảng so sánh chi tiết hai loại lò hơi này dựa trên nhiều tiêu chí quan trọng:

STT	Tiêu chí	Lò hơi ống lửa	Lò hơi ống nước
1	Nguyên lý trao đổi nhiệt	Khí nóng đi qua một hoặc nhiều ống làm nóng nước trong bình chứa	Nước trong ống được đốt nóng bằng khí nóng bên ngoài ống
2	Thời gian tạo hơi	Cần thời gian để bắt đầu tạo hơi sau khi đốt lò	Tạo hơi nhanh hơn sau khi đốt
3	Tỷ lệ sinh hơi	Thấp hơn	Cao hơn
4	Áp suất hoạt động	Tạo hơi ở áp suất thấp, dưới 20 bar	Có thể tạo hơi ở áp suất cao, lên đến 200 bar
5	Ứng dụng	Thích hợp cho quy trình hóa học, xử lý hơi nước	Phù hợp cho phát điện, công suất lớn
6	Rủi ro an toàn	Ít rủi ro tai nạn hơn	Nguy cơ tai nạn cao hơn do áp suất và vận hành phức tạp
7	Chi phí đầu tư	Chi phí ban đầu thấp hơn	Chi phí ban đầu cao hơn
8	Kích thước	Kích thước lớn hơn với cùng tốc độ sinh hơi	Kích thước nhỏ hơn so với lò ống lửa cùng tốc độ sinh hơi
9	Diện tích lắp đặt	Chiếm nhiều diện tích sàn hơn	Tiết kiệm diện tích hơn
10	Yêu cầu vận hành	Yêu cầu người vận hành có kỹ năng vừa phải (đối với các loại lò nhỏ, đơn giản)	Yêu cầu người vận hành có kỹ năng cao và được đào tạo chuyên sâu
11	Tốc độ truyền nhiệt	Chậm hơn do tốc độ bay hơi thấp	Nhanh hơn, tốc độ bay hơi cao
12	Vệ sinh bảo dưỡng	Vệ sinh khó khăn hơn	Dễ dàng vệ sinh
13	Tính linh hoạt nhiên liệu	Chỉ sử dụng được vài loại nhiên liệu cụ thể	Có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu do đốt bên ngoài
14	Vận chuyển và lắp đặt	Khó khăn do kích thước lớn	Dễ vận chuyển và lắp đặt nhờ có thể tách rời thành từng bộ phận
15	Bảo trì	Khó khăn trong bảo trì	Rất dễ dàng để bảo trì
16	Hiệu suất	Kém hơn lò hơi ống nước	Là một trong những loại lò hơi có hiệu suất cao nhất

7. Ứng dụng của lò hơi ống nước

Lò hơi được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như dệt may, chế biến thực phẩm, nước giải khát, chế biến gỗ, bao bì, và nhiều ngành sản xuất khác nhờ khả năng cung cấp nhiệt ổn định và hiệu quả.

Cụ thể, lò hơi ống nước thường được sử dụng trong các hoạt động sau:

Hệ thống bếp nấu công nghiệp, phục vụ nấu chín khối lượng lớn thực phẩm bằng hơi nước.
Cung cấp nước nóng cho bể bơi, khu nghỉ dưỡng, khách sạn, đảm bảo nhiệt độ ổn định quanh năm.
Ứng dụng trong y tế như trị liệu, xông hơi, phục hồi chức năng cho người bệnh.
Vận hành các hệ thống sấy khô, thanh trùng, đặc biệt trong ngành thực phẩm và đồ uống.
Sử dụng trong quy trình hấp mây, tre, nứa, hoặc phục vụ cho các nhà máy sản xuất rượu truyền thống.
Dẫn nhiệt và dẫn hơi cho máy móc trong nhà máy, khu công nghiệp – nơi cần nguồn nhiệt ổn định để vận hành thiết bị.


Lò hơi được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như dệt may,
chế biến thực phẩm, nước giải khát, chế biến gỗ, bao bì…

8. Phương pháp bảo ôn lò hơi ống nước

Việc bảo ôn lò hơi ống nước đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất và giảm thiểu tổn thất nhiệt. Có hai phương pháp chính được áp dụng hiện nay:

8.1. Cách nhiệt bảo ôn lò hơi bằng giải pháp truyền thống

Do buồng đốt của lò hơi vách ướt thường hoạt động ở nhiệt độ rất cao (nhiệt độ ngọn lửa có thể lên đến 2000°C), nên việc sử dụng các vật liệu cách nhiệt chuyên dụng là điều bắt buộc để đảm bảo an toàn, hiệu suất vận hành và ngăn ngừa cháy nổ. Dưới đây là ba loại vật liệu cách nhiệt phổ biến được áp dụng:

Gạch chịu nhiệt: Có khả năng chịu được mức nhiệt lên đến 2000°C, thường được sử dụng để xây dựng tại khu vực buồng đốt – nơi nhiệt độ cao nhất trong lò hơi.
Bông sợi gốm Ceramic: Chịu nhiệt đến 1400°C, thường được dùng để quấn quanh thân nồi hơi hoặc các khu vực chịu nhiệt cao, giúp giữ nhiệt hiệu quả và hạn chế thất thoát năng lượng.
Bông sợi đá DRAGON Rockwool®: Chịu được nhiệt độ khoảng 650°C, thích hợp để bảo ôn ở các khu vực nhiệt độ trung bình. Sản phẩm có thể được sử dụng dưới dạng tấm, cuộn hoặc ống, linh hoạt cho nhiều vị trí lắp đặt.

Lò hơi ống nước có thể được cách nhiệt bằng ba vật liệu
như gạch chịu nhiệt, bông sợi gốm và bông sợi đá

8.2. Cách nhiệt bảo ôn lò hơi bằng công nghệ tiên tiến

Công nghệ phun hoặc đổ rót PU Foam hiện được xem là giải pháp cách nhiệt, bảo ôn và chống cháy tiên tiến nhất hiện nay cho lò hơi ống nước. Với hệ số dẫn nhiệt cực thấp chỉ 0.018 W/m.K (thấp nhất trong các dòng vật liệu cách nhiệt) và lớp bọt xốp PU Foam có khả năng bám dính hoàn hảo trên bề mặt lò, đạt tỷ trọng nở > 95%, giúp lấp kín mọi khe hở và mang lại hiệu quả giữ nhiệt tối ưu.

Công nghệ này sở hữu nhiều ưu điểm vượt trội như:

Khả năng cách nhiệt vượt trội, hạn chế tối đa thất thoát nhiệt và bảo vệ an toàn cho người vận hành khi tiếp xúc gần.
Không mối nối, không cần bảo hành hay bảo trì, đảm bảo lớp cách nhiệt đồng nhất, liền mạch trong suốt quá trình sử dụng.
Tuổi thọ cao, vật liệu bền vững theo thời gian.
Bám dính tốt, giúp lò hơi ổn định kết cấu, không bị bong tróc hay vón cục trong điều kiện nhiệt độ cao.
Trọng lượng nhẹ, giá thành hợp lý, dễ thi công và tiết kiệm chi phí vận hành.
Thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe con người.

Với những ưu điểm trên, PU Foam đang dần thay thế hoàn toàn các phương pháp cách nhiệt truyền thống, mang lại hiệu quả vượt trội trong sản xuất và tối ưu chi phí đầu tư lâu dài cho doanh nghiệp.

Lò hơi ống nước là giải pháp tối ưu cho các ngành công nghiệp có nhu cầu sản xuất hơi nước chất lượng cao với hiệu suất vượt trội. Với cấu tạo đặc biệt và nguyên lý hoạt động tiên tiến, thiết bị này mang lại nhiều lợi ích kinh tế và kỹ thuật so với các loại lò hơi truyền thống. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp lò hơi chất lượng, hiệu quả và phù hợp với nhu cầu sản xuất, hãy liên hệ ngay với Kim Trường Phúc – đơn vị uy tín trong lĩnh vực tư vấn, thiết kế và cung cấp hệ thống lò hơi công nghiệp để được hỗ trợ nhé!