Tầm Quan Trọng Của Hoá Chất Lò Hơi

 1. Hóa chất lò hơi là gì?

Hóa chất bảo trì lò hơi có chức năng làm chậm quá trình bám cáu cặn lên lò hơi, đồng thời làm cáu cằn mềm và có thể dễ dàng loại bỏ ra ngoài thông qua việc xả đáy.

Sử dụng hóa chất bảo trì lò hơi là giải pháp nhằm giảm chi phí tẩy rửa, sửa chữa và bảo trì, nâng cao hiệu quả hoạt động, tăng tuổi thọ lò hơi, giảm nổ lò hơi

2. Tác dụng của hóa chất lò hơi

Lò hơi sử dụng nguồn nước để cấp cho lò hơi, trong nước chứa nhiều tạp chất, ion và các chất bẩn. Nước càng xử lý tốt thì tỉ lệ hình thành cáu cặn càng giảm.

Tuy nhiên, không phải nước sạch thì không có cặn bởi vì, chỉ cần một lượng nhỏ độ cứng rò rỉ hay tạp chất lơ lửng có thể gây ra cáu cặn cho lò hơi.

Một phần nhỏ độ cứng hay tạp chất lơ lửng có thể được giải quyết khá hữu hiệu bằng cách sử dụng các hóa chất lò hơi thích hợp như chất tạo phức, chất phân tán, hợp chất gốc phốt phát, hợp chất cao phân tử. Ngược lại, lượng lớn độ cứng rò rỉ hay tạp chất thì khó có thể giải quyết được bằng các hóa chất này.

Các hóa chất được sử dụng hiện nay để ức chế cáu cặn và lắng đọng/kết tủa thường là tổ hơp của các chất với 4 chức năng như sau:

• Các chất ức chế ngưỡng: giảm xu hướng/làm chậm kết tủa của các hợp chất Canxi, Sắt và Mangan.
• Các chất phân tán: ngăn ngừa sự tập hợp của các chất lơ lửng khỏi kết tụ và lắng xuống, tức là duy trì chúng lơ lửng trong nước.
• Chất hoạt động bề mặt: có tác dụng “mềm hóa” các chất rắn và giữ cho chúng luôn chuyển động cùng với dòng nước.
• Chất biến đổi cấu trúc tinh thể: biến đổi kết tủa từ cấu trúc tinh thể rắn, đặc và cứng sang những cấu trúc khác mềm hơn, xốp hơn để có thể bị đưa ra ngoài hệ thống nhờ xả đáy.

Ngoài các chức năng nêu trên, hóa chất còn có thêm các chức năng khác phụ thuộc vào chất lượng nước hoặc quá trình vận hành của thiết bị.

Quý công ty có thể liên hệ với công ty chúng tôi để được tư vấn và hỗ trợ thêm về hóa chất bảo trì cho hệ thống lò hơi.

3. Mục đích xử lý nước cấp lò hơi

Nguồn nước sử dụng cho nồi hơi có thể là nước thủy cục, nước ngầm ( giếng khoan ) hay sông hồ. Có người lầm tưởng dùng nguồn nước sạch cho lò hơi là đạt yêu cầu; nhưng không phải vậy, yêu cầu xử lý nước cho lò hơi không phải để nước trong, sạch không tạp chất mà làm sao để lò không đóng cáu cặn nhằm bảo vệ lò hơi tránh hư hỏng và kéo dài tuổi thọ của lò.

3.1 Hậu quả dùng nước không xử lý

Khi sử dụng nước không qua xử lý hay xử lý không đạt yêu cầu cho nồi hơi, hậu quả tuổi thọ lò hơi giảm, cụ thể do các nguyên nhân:

• Cáu cặn đóng vách trong ống: do độ cứng (Ca2+ và Mg2+) của nước quá cao.
• Do ống bị ăn mòn.
• Do nồng độ khí O2 và CO2 trong nước vượt quá mức cho phép gây xước, phù ống lò.

3.2 Mục tiêu của việc xử lý nước

• Xử lý nước nhằm bảo vệ tuổi thọ của nồi hơi, chủ yếu là ống lò và giảm nhiên liệu đốt: Không đóng cáu cặn, ống lò không bị mòn, bộ phận khử khí được thiết kế đúng và sử dụng hiệu quả.
• Giảm nhiên liệu đốt:
• Các ống sạch cáu cặn làm cho hiện tượng trao đổi nhiệt xảy ra rất tốt, hiệu quả cao. Từ đó làm giảm nhiên liệu đốt lò.

4. Một số loại hóa chất dùng cho lò hơi 

Ngoài việc xử lý nguồn nước cấp đạt theo tiêu chuẩn cấp lò hơi chúng ta cần phải kết hợp sử dụng hóa chất bảo trì và xả đáy hợp lý nhằm loại bỏ cáu cặn ra ngoài theo đường xả đáy. Trong một vài trường hợp nếu lò hơi không được kiểm soát tốt sẽ gây nên cáu cặn và ăn mòn. Với hiện trạng như trên Công ty Long Trường Vũ khuyến cáo quý khách hàng nên tẩy rửa nhằm loại bỏ cáu cặn và khôi phục lại hiệu quả cho lò hơi.

Để đánh giá loại hóa chất tẩy rửa có phù hợp và công dụng thì điều đầu tiên chúng ta phải biết công dụng của từng loại hóa chất.

Có các loại hóa chất chuyên xử lý các vấn đề của lò hơi như sau:

• Hóa chất ức chế cáu cặn ăn mòn
• Hóa chất tẩy rửa cáu cặn
• Hóa chất thụ động hóa bề mặt
• Hóa chất nâng pH
• Hóa chất tẩy bụi bẩn, dầu mỡ, rỉ sét…

5. Tác hại của lò hơi bị cáu cặn, ăn mòn 

5.1 Tác hại của lò hơi bị cáu cặn

- Hậu quả lớn nhất của hiện tượng cáu cặn là sự quá nhiệt có thể dẫn đến ống lửa bị nứt gãy.

- Độ dẫn nhiệt của lớp cáu xốp chỉ tương tự như độ dẫn nhiệt của gạch cách nhiệt.

- Tiêu thụ nhiên liệu tăng do hiệu quả truyền nhiệt kém.

- Nứt gãy đường ống do quá nhiệt.

- Tăng thời gian chết do sửa chữa lò.

- Tăng chi phí sửa lò, bảo trì lò.

- Giảm tuổi thọ lò hơi.

- Nguy hiểm đến tính mạng con người do hiện tượng nổ lò.

5.2 Tác hại của ăn mòn lò hơi

- Hiện tượng ăn mòn Lò hơi, gây ra hậu quả vô cùng nặng nề về người và của cho Doanh nghiệp nếu không có giải pháp xử lý kịp thời và phù hợp.

- Một trong những hậu quả thường thấy từ vấn đề ăn mòn do Oxy là bề mặt kim loại bị thủng lỗ chỗ, gọi là “ăn rỗ bề mặt”.

6. Các vấn đề thường gặp trong lò hơi

6.1. Cáu cặn

a. Nguyên nhân hình thành cáu cặn trong lò hơi

Chất lượng nước

• Hệ thống tiền xử lý không có hoặc có mà hoạt động không hiệu quả
• TDS nước sau soft, nước bồn chứa cao hơn giới hạn kiểm soát (< 300 mg/L)
• Nguồn nước cấp vào hệ thống làm mềm có độ cứng cao, TDS cao, sắt cao…

Phương pháp kiểm soát

• Phương pháp kiểm soát xả đáy chưa hợp lý
• PP kiểm soát TDS nước cấp lò không có hoặc có nhưng không hiệu quả
• Kiểm soát chất lượng nước mềm chưa hợp lý

Thiết bị

• Hệ thống lò hơi sau khi chế tạo không thực hiện tẩy rửa lò hơi mới
• Không sử dụng hoá chất ức chế cáu cặn lò hơi
• Lò hơi hoạt động quá công suất, không có chế độ bảo trì lò hợp lý
• Hệ thống làm mềm mất khả năng trao đổi độ cứng
• Thiết bị đo TDS bị hỏng hoặc lâu ngày không hiệu chuẩn dẫn tới đo đạc sai

Con người

• Không có chế độ bảo trì hoặc có nhưng không hiệu quả và chưa hợp lý
• Chưa tuân thủ chế độ xả đáy đưa ra
• Tính toán lượng hoá chất bảo trì chưa hợp lý, không đủ ức chế cáu cặn
• Nhân viên vận hành không hoặc chưa biết cách kiểm tra chất lượng nước lò hơi thường xuyên

b. Các dạng cáu cặn trong lò hơi

• Các loại muối không tan: CaCO3, MgSO3, CaSO4, MgSO4, CaSiO4,…
• Các sản phẩm do ăn mòn thiết bị: Fe, FeO, Fe2O3,…
• Các muối tan trong nước: CaCl2, CaNO3, MgCl2,….
• Các tạp chất: mùn, bùn đất, phù sa, huyền phù, cấn lơ lửng (Canxi Hydroxit Apatit)…

c. Hình ảnh cáu cặn

d. Tác hại của cáu cặn

• Giảm hiệu quả truyền nhiệt do đường ống bám dính cáu cặn.
• Làm hẹp đường ống, dẫn đến giảm công suất của hệ thống
• Nứt gãy đường ống do quá nhiệt
• Mất nhiều thời gian nghỉ lò để sửa chữa -> Ảnh hưởng đến sản xuất. Chi phí sửa chữa và bảo trì tăng -> Hiệu quả thấp
• Sự cố nổ lò hơi do tắc nghẽn đường ống.

6.2. Ăn mòn

a. Nguyên nhân ăn mòn

Chất lượng nước

• TDS nước lò >3000 mg/l
• pH nước lò nằm ngoài giới hạn kiểm soát 10.5 – 12.
• Thành phần ức chế ăn mòn trong lò không đủ hoặc không có
• Nước cấp lò lẫn oxy hòa tan
• Clorua nước lò > 300 mg/l
• Kim loại tiếp xúc với khí gây ăn mòn.
• Nguồn nước cấp vào có độ cứng cao, TDS cao, sắt tổng cao.

Phương pháp kiểm soát

• Phương pháp kiểm soát nước lò chưa hợp lý
• Không có phương pháp kiểm soát nước cấp, nước lò.
• Phương pháp kiểm soát nước cấp chưa hợp lý

Thiết bị

• Hệ thống châm hóa chất sự cố và hóa chất không đưa vào lò được.
• Vật liệu chế tạo lò không đồng nhất.
• Thiết bị đo pH, TDS đo không chính xác.
• Bộ khử khí hoạt động không hiệu quả

Con người

- Không có chế độ bảo trì hoặc có nhưng không hiệu quả và chưa hợp lý

- Tính toán lượng hoá chất bảo trì chưa hợp lý, không đủ ức chế cáu cặn

- Nhân viên vận hành không hoặc chưa biết cách kiểm tra chất lượng nước lò hơi thường xuyên

- Chưa tuân thủ chế độ xả đáy

- Yếu tố gián tiếp:

• Cáu cặn trong lò hơi.
• Thiếu hóa chất bảo trì.
• Cách vận hành lò hơi.

b. Hình ảnh ăn mòn lò hơi

c. Tác hại của ăn mòn lò hơi

• Bề mặt kim loại bị bào mòn dẫn đến tình trạng mỏng dần và thủng rách.
• Phát sinh cặn bẩn trong nước gây tắc nghẽn đường ống và thiết bị liên quan.
• Giảm độ tinh khiết của hơi nước.
• Gây nghẹt ở van & xiphong.
• Tốn thời gian bảo trì, sửa chữa.
• Giảm tuổi thọ lò hơi.
• Nổ lò nếu bị ăn mòn quá giới hạn, thiệt hại cả người và tài sản

6.3. Nhiễm bẩn hơi

a. Nguyên nhân của nhiễm bẩn hơi

Chất lượng nước

• Nước lò nhiễm dầu mỡ, dưới áp suất cao tạo sức căng bề mặt và vỡ ra cuốn theo hơi
• Nước lò có hàm lượng muối cao (> 300 ppm), độ kiềm cao (> 500 ppm) sẽ làm cho các bọt nước trên bề mặt bốc hơi ổn định, lâu vỡ hơn  hơi bị ẩm, cuốn theo các tạp chất.
• Nước cấp cho lò hơi không đạt tiêu chuẩn (độ cứng > 03 ppm, TDS > 300mg/L,…)
• Nước lò pH cao (> 12): tạo các bọt nước

Khâu sản xuất

• Các chất từ
• sản phẩm có thể đi ngược vào đường ống dẫn hơi hồi về bồn chứa.
• Hơi sử dụng xong hồi về cấp cho lò hơi đã bị nhiễm bẩn trong quá trình sử dụng
• Đường ống dẫn hơi bị nhiễm bẩn, bị lủng, các chất bẩn lẫn vào hơi

Lỗi vận hành

• Không xử lý nước cấp cho lò hơi theo đúng khuyến cáo.
• Vận hành quá công suất thiết kế
• Không kiểm soát chất lượng nước hàng ngày
• Không xả đáy lò hơi hoặc xả đáy không phù hợp.

Các yếu tố khác

- Người vận hành:

• Không hiểu được các nguy cơ xảy ra đối với lò hơi.
• Không được đào tạo cách kiểm soát các điểm soát.
• Không được đào tạo cách vận hành đúng.

- Lỗi chế tạo: diện tích bao hơi không đủ

- Ảnh hưởng của môi trường:

• Gây rò rỉ trên đường ống dẫn hơi.
• Gây biến chất hoá chất bảo trì.
• Biến động chất lượng nước cấp cho lò hơi (nước giếng, nước sông)

b. Tác hại của nhiễm bẩn hơi

• Làm ăn mòn đường ống dẫn hơi, thiết bị sử dụng hơi
• Ảnh hưởng tới độ tinh khiết của hơi
• Ảnh hưởng tới sản phẩm khi sử dụng hơi trực tiếp: Thực phẩm, giặt ủi…
• Gây nghẹt van và xiphong.
• Gây cáu cặn và ăn mòn nếu tái sử dụng hơi ngưng tụ

7. Lợi ích kinh tế của việc dùng hóa chất cho lò hơi

Lợi ích của việc sử dụng hóa chất bảo trì lò hơi:

- Giảm chi phí tẩy rửa.

- Giảm thiểu chi phí sửa chữa và bảo trì.

- Nâng cao hiệu quả hoạt động cho lò hơi.

- Hơi nước và nước không bị ô nhiễm bởi chất sắt từ bề mặt kim loại.

- Duy trì tuổi thọ lò hơi.

- Cần ít nhiên liệu vì khả năng truyền nhiệt cao.

- Xiphông và van không bị nghẹt.

- Giảm nguy cơ nổ lò hơi.

8. Lợi ích về kỹ thuật của việc sử dụng hóa chất xử lý nước cho lò hơi

- Việc sử dụng hóa chất bảo trì giúp hạn chế được cáu cặn và ăn mòn cho hệ thống lò hơi

- Sử dụng hóa chất + kiểm soát nước đầu vào tốt ( độ cứng ≤ 3mg/l) thì lò hơi tối thiểu 2 – 3 năm sẽ xuất hiện cặn. Trường hợp ngược lại thì khoảng 6 -12 tháng sẽ xuất hiện cặn.

9. Ý nghĩa của các chỉ tiêu kiểm soát chất lượng nước lò hơi

Nước mát:

- Độ dẫn điện: Kiểm soát tốc độ ăn mòn do bào mòn.

- Độ kiềm tổng: Độ kiềm càng cao thì xu hướng tạo kết tủa muối cứng càng lớn.

- Độ cứng: Độ cứng càng cao thì xu hướng tạo kết tủa muối cứng càng lớn.

- Cloride: Hàm lượng càng cao nguy cơ bị ăn mòn càng lớn.

- Tổng sắt:

• <1mg/l: thì khả năng tạo kết tủa muối sắt được hạn chế.
• > 1mg/l: tăng nguy cơ đóng cáu cặn trong hệ thống hoặc hệ thống đang bị ăn mòn

- Photphat:

• 2 ≤ Photphat ≤ 8: thì khả năng tạo kết tủa muối được hạn chế.
• Photphat <2: không đủ để ức chế nguy cơ ăn mòn và đóng cáu cặn trong hệ thống.
• Photphat > 8: tạo thức ăn cho vi sinh phát triển. Là nguyên nhân gây cáu cặn và ăn mòn.

- Tổng vi khuẩn: nồng độ vi khuẩn càng cao, nguy cơ gây ăn mòn thiết bị càng lớn.

Nước lạnh

- pH, độ dẫn điện, sắt: Tương tự như trong nước mát

- Nitrit: hạn chế mức độ ăn mòn do oxi tấn công.

• Nitrit < 300: nguy cơ ăn mòn do oxi
• Nitrit > 800: ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt của hệ thống

10. Giải pháp xử lý nước lò hơi để hạn chế hiện tượng cáu cặn và ăn mòn trong lò hơi

10.1. xử lý ngoài lò

Mục đích xử lý ngoài lò: Đảm bảo nguồn nước cấp lò luôn đạt tiêu chuẩn để cấp cho các loại lò hơi hoạt động.

Các hệ thống xử lý thông dụng:

+ Hệ thống xử lý nước

+ Hệ thống khử khí hòa tan

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC

Sử dụng hệ thống xử lý nước để loại bỏ tạp chất trước khi cấp vào lò hơi. Phân loại các hệ thống xử lý nước như sau:

• Hệ thống lắng trong: Lắng tạp chất
• Hệ thống lọc trong: Lọc cặn bẩn
• Hệ thống làm mềm: Xử lý độ cứng
• Hệ thống khử khoáng (DI, EDI): Xử lý độ cứng, Clorua, TDS
• Hệ thống RO: Xử lý độ cứng, Clorua, TDS và các chất hòa tan khác (Có kích thước lớn hơn mao quản của màng)

HỆ THỐNG XỬ LÝ KHÍ HÒA TAN

Sử dụng bộ khử khí để loại bỏ lượng oxi hòa tan có trong nước nhằm hạn chế ăn mòn bởi Oxi.

Hình ảnh hệ thống khử khí dạng khay

10.2. xử lý trong lò

Mục đích:

Để kiểm soát xu hướng xảy ra các vấn đề thường gặp trong xử lý nước lò hơi.

Giải pháp thực hiện xử lý:

- Xả đáy lò hơi: Loại bỏ bớt chất rắn hòa tan TDS

• Xả đáy nước mặt: Được thực hiện định kỳ để thải loại bớt các chất dầu mỡ