Ống khói lò hơi là bộ phận quan trọng giúp dẫn và thải khí nóng, khói bụi ra môi trường, đảm bảo quá trình vận hành lò hơi an toàn và hiệu quả. Không chỉ đóng vai trò giảm thiểu tác động của khí thải đến môi trường và sức khỏe con người, ống khói còn góp phần duy trì hiệu suất hoạt động của thiết bị. Trong bài viết này, hãy cùng Kim Trường Phúc tìm hiểu các thông tin chi tiết về ống khói để vận hành hệ thống một cách an toàn và bền vững nhé!

1. Khái niệm về ống khói lò hơi

Ống khói lò hơi là một phần của hệ thống đường ống, được thiết kế để dẫn các sản phẩm cháy (còn gọi là khói) từ buồng đốt của lò hơi ra môi trường bên ngoài. Các sản phẩm cháy này là một hỗn hợp phức tạp của các khí thải độc hại như carbon dioxide (CO2), lưu huỳnh dioxide (SO2), nitơ oxit (NOx) và các hạt rắn nhỏ như bồ hóng cùng với hơi nước.


Ống khói lò hơi là một phần của hệ thống đường ống
có chức năng dẫn khí thải ra bên ngoài

Khi được lắp đặt theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và tuân thủ các quy định pháp lý, hệ thống ống khói sẽ đưa toàn bộ khí thải này ra khỏi bầu khí quyển một cách an toàn, đảm bảo khoảng cách và độ cao phù hợp so với khu vực sinh hoạt để bảo vệ sức khỏe con người.

2. Nguyên lý hoạt động của ống khói nồi hơi

Nguyên lý hoạt động của ống khói lò hơi chủ yếu dựa vào hiệu ứng ống khói (stack effect). Khí nóng từ buồng đốt có khối lượng riêng nhỏ hơn không khí lạnh bên ngoài, tạo ra sự chênh lệch áp suất. Áp suất trong ống khói thấp hơn áp suất ở đáy, giúp hút và đẩy khí thải đi lên, thoát ra ngoài một cách tự nhiên mà không cần đến quạt hút.

Đối với nồi hơi ngưng tụ, nhiệt năng từ khí đốt bắt đầu quá trình làm nóng nước tuần hoàn từ hệ thống. Trong khi nước đầu vào được làm nóng dần, các khí đốt nóng đồng thời mất đi một phần nhiệt năng của mình, đây chính là cách thức mà hơi nước trong khí thải có thể chuyển đổi ngược lại thành dạng lỏng, từ đó tạo nên tên gọi nồi hơi "ngưng tụ". Đây là một trong những lý do khiến nồi hơi ngưng tụ đạt hiệu suất vận hành cao.

Trong phần lớn các ứng dụng lò hơi hiện tại, ống khói được thiết kế đi ngang qua tường nơi lò hơi được lắp đặt. Các nồi hơi đặt ở vị trí bên ngoài có cách bố trí ống khói khác biệt nhằm đảm bảo tuân thủ đầy đủ quy chuẩn. Một số loại nồi hơi, đặc biệt là lò đốt dầu, thường có ống khói được dẫn thẳng xuyên qua mái nhà. Bạn cũng có thể thiết kế một ống khói theo phương thẳng đứng nếu nồi hơi được đặt ở vị trí không sát tường bên ngoài.


Ống khói lò hơi thẳng đứng cần trang bị tấm che phía trên
để tránh bị tắc nghẽn ống

Một ống khói lò hơi thẳng đứng cần được trang bị tấm che phía trên để ngăn chặn mưa, lá cây, tuyết và các yếu tố tiềm ẩn khác có thể tạo ra tình trạng tắc nghẽn xâm nhập vào ống, đồng thời vẫn cho phép khí thoát ra bên ngoài một cách an toàn. Các ống khói nằm ngang thường không cần trang bị nắp đậy. Tuy nhiên, nếu được đặt gần gốc cây, nên có tấm chắn bao quanh để ngăn lá cây xâm nhập. Ống khói bị tắc nghẽn rất nguy hiểm bởi khí sẽ không có đường thoát nào khác ngoại trừ quay trở lại trong nhà.

Do khí thoát ra từ ống khói có tính độc hại và nhiệt độ cao, nên có nhiều quy định quan trọng xung quanh phương thức và vị trí lắp đặt chúng. Để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn tối thiểu, ống khói phải giữ khoảng cách nhất định so với cửa sổ, gạch thông gió, khe hở, góc tường và mặt đất.

3. Quy trình thi công ống khói lò hơi công nghiệp

Ống khói lò hơi là bộ phận thiết yếu đối với hệ thống lò hơi. Việc thi công ống khói lò hơi công nghiệp đòi hỏi sự tỉ mỉ, tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn. Một ống khói hoàn chỉnh thường bao gồm hai phần chính: vỏ ống chịu lực và lớp lót chống ăn mòn:

Thiết kế và tính toán: Dựa trên công suất lò hơi và các tiêu chuẩn môi trường, kỹ sư sẽ tính toán chính xác chiều cao và đường kính ống khói. Những lò có công suất lớn, chiều cao của ống khói có thể đạt 20m, 30m, 40m thậm chí cao đến 90m.
Thi công kết cấu vỏ ống: Vỏ ống là phần chịu lực chính, thường được làm bằng thép carbon (như SS400,...) hoặc thép không gỉ (inox). Các đoạn ống được gia công, hàn hoặc lắp ghép với nhau và được lắp đặt cố định trên khung móng chắc chắn.
Thi công lớp lót vật liệu chịu nhiệt: Đây là khâu quan trọng và đòi hỏi kỹ thuật cao. Lớp vật liệu chịu nhiệt bên trong ống khói là yêu cầu vô cùng cần thiết. Bởi vì nó sẽ giúp lớp vỏ chịu được nhiệt độ cao và cách nhiệt với môi trường bên ngoài, khiến ống khói trở nên vững chắc và bền bỉ hơn. Việc thi công phải tiến hành từ dưới lên theo phương thẳng đứng và trong không gian rất hạn chế. Do đó, yêu cầu đơn vị thi công phải có kinh nghiệm dày dặn và nhất là cần có các kỹ thuật viên tay nghề cao.
Hoàn thiện và kiểm tra: Sau khi hoàn thành việc lắp đặt, toàn bộ hệ thống ống khói, bao gồm cả các phụ kiện như nắp che, thang leo, và cửa vệ sinh, sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn lao động trong suốt quá trình vận hành.


Chiều cao của ống khói có thể đạt 20m, 30m, 40m hoặc lên đến 90m

4. Nguyên nhân gây hư hỏng ống khói lò hơi và phương pháp xử lý

Việc hiểu rõ các nguyên nhân gây hư hỏng và phương pháp khắc phục là yếu tố quan trọng để duy trì hiệu suất vận hành lâu dài của hệ thống ống khói lò hơi.

4.1. Nguyên nhân

Một trong những nguyên nhân hàng đầu gây mục nát ống khói lò hơi chính là sự xuất hiện của các chất gây ô nhiễm trong khí thải. Các chất như SO2, CO2, CO và NOx thường có nguồn gốc từ quá trình đốt nhiên liệu trong lò hơi. Khi nhiệt độ khí thải giảm xuống dưới điểm sương axit, các chất này dễ dàng ngưng tụ và hình thành các axit mạnh, tạo ra hiện tượng ăn mòn đối với vật liệu của ống khói.

Bên cạnh đó, việc vận hành lò hơi ở nhiệt độ khí thải thấp cũng góp phần vào tình trạng mục nát của ống khói. Các bộ tiết kiệm năng lượng thường được lắp đặt phía sau lò hơi với mục đích tiết kiệm nhiệt độ, nhưng đôi khi lại tạo ra hiện tượng tăng cường ngưng tụ và ăn mòn cho ống khói.


Các chất gây ô nhiễm như SO2, CO2, CO, NOx là nguyên nhân
khiến ống khói lò hơi bị mục nát

Ngoài ra, độ cao của ống khói cũng là yếu tố quan trọng. Ống khói lò hơi công nghiệp thường được yêu cầu có độ cao không thấp hơn ngưỡng nhất định, thường là khoảng 18m. Điều này nhằm đảm bảo rằng khí thải được thải ra môi trường một cách hiệu quả và không gây tác động đến môi trường xung quanh. Tuy nhiên, càng lên cao, không khí trở nên lạnh hơn, làm mát vỏ ống khói và dễ tạo ra hiện tượng đọng sương, gây ăn mòn cho vật liệu của ống khói.

4.2. Cách xử lý

Để khắc phục tình trạng mục nát của ống khói lò hơi, bạn có thể áp dụng một số phương án như:

Sử dụng loại vật liệu chịu ăn mòn: Việc sử dụng vật liệu như inox cho ống khói có thể giúp tăng độ bền và khả năng chịu ăn mòn của ống. Inox là loại thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn xuất sắc, là lựa chọn phổ biến cho các ứng dụng yêu cầu độ bền và chịu ăn mòn cao như trong ngành công nghiệp hóa chất và công nghiệp lò hơi.
Bảo vệ bên trong của ống khói: Việc áp dụng một lớp bảo vệ như composite bên trong ống khói có thể giúp bảo vệ vật liệu và gia cố cấu trúc của ống khói, từ đó giảm thiểu nguy cơ bị mục nát do tác động của các chất ăn mòn trong khí thải.
Đảm bảo việc vận hành lò hơi ở điều kiện tối ưu: Điều chỉnh nhiệt độ khí thải và quản lý hoạt động của các bộ tiết kiệm năng lượng một cách hợp lý có thể giúp hạn chế nguy cơ mục nát cho ống khói.

Trong tất cả các phương án, việc duy trì và kiểm tra định kỳ trạng thái của ống khói lò hơi là quan trọng để phát hiện sớm và xử lý các vấn đề trước khi chúng trở nên nghiêm trọng, gây ảnh hưởng đến hiệu suất cũng như an toàn của hệ thống lò hơi.

Tóm lại, ống khói lò hơi đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành của hệ thống lò hơi công nghiệp. Việc lựa chọn vật liệu phù hợp, thực hiện thi công đúng kỹ thuật và duy trì bảo dưỡng định kỳ sẽ giúp tối ưu hóa tuổi thọ và hiệu suất của ống khói lò hơi. Tại Kim Trường Phát, chúng tôi cam kết cung cấp giải pháp toàn diện và chuyên nghiệp, hỗ trợ khách hàng xây dựng hệ thống lò hơi an toàn, hiệu quả và thân thiện với môi trường. Để được tư vấn chi tiết về thiết kế, thi công và bảo trì ống khói lò hơi, hãy liên hệ với đội ngũ chuyên gia của chúng tôi để nhận được sự hỗ trợ tốt nhất.