Nhiều tình trạng có thể dẫn đến hỏng bình áp suất của nồi hơi một cách đột ngột và bất ngờ, thường phải tháo dỡ hoàn toàn và thay thế nồi hơi.Những tình huống này có thể tránh được nếu các quy trình và hệ thống phòng ngừa được áp dụng và tuân thủ nghiêm ngặt.Tuy nhiên, đây không phải là luôn luôn như vậy.
Tất cả các hư hỏng của nồi hơi được thảo luận ở đây đều liên quan đến hỏng hóc của bình chịu áp/bộ trao đổi nhiệt nồi hơi (các thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau) do ăn mòn vật liệu của bình chứa hoặc hỏng hóc cơ học do ứng suất nhiệt dẫn đến nứt hoặc tách các bộ phận.Thường không có triệu chứng đáng chú ý trong quá trình hoạt động bình thường.Thất bại có thể mất nhiều năm hoặc có thể xảy ra nhanh chóng do những thay đổi đột ngột về điều kiện.Kiểm tra bảo trì thường xuyên là chìa khóa để ngăn ngừa những điều bất ngờ khó chịu.Sự cố của bộ trao đổi nhiệt thường đòi hỏi phải thay thế toàn bộ bộ phận, nhưng đối với các nồi hơi nhỏ hơn và mới hơn, việc sửa chữa hoặc thay thế chỉ bình chịu áp lực có thể là một lựa chọn hợp lý.
1. Ăn mòn nghiêm trọng ở phía nước: Chất lượng nước cấp ban đầu kém sẽ dẫn đến một số hiện tượng ăn mòn, nhưng việc kiểm soát và điều chỉnh phương pháp xử lý hóa học không đúng cách có thể dẫn đến mất cân bằng pH nghiêm trọng và có thể nhanh chóng làm hỏng lò hơi.Vật liệu của bình chịu áp lực sẽ thực sự phân hủy và hư hỏng sẽ lan rộng – thường không thể sửa chữa được.Nên tham khảo ý kiến của một chuyên gia về chất lượng nước/xử lý hóa học, người hiểu rõ điều kiện nước ở địa phương và có thể trợ giúp về các biện pháp phòng ngừa.Họ phải tính đến nhiều sắc thái, vì đặc điểm thiết kế của các bộ trao đổi nhiệt khác nhau quy định thành phần hóa học khác nhau của chất lỏng.Các bình chứa bằng gang và thép đen truyền thống yêu cầu cách xử lý khác với các bộ trao đổi nhiệt bằng đồng, thép không gỉ hoặc nhôm.Nồi hơi ống lửa công suất cao được xử lý hơi khác so với nồi hơi ống nước nhỏ.Nồi hơi thường đòi hỏi sự chú ý đặc biệt do nhiệt độ cao hơn và nhu cầu về nước bổ sung nhiều hơn.Các nhà sản xuất nồi hơi phải cung cấp thông số kỹ thuật nêu chi tiết các thông số chất lượng nước cần thiết cho sản phẩm của họ, bao gồm cả các hóa chất làm sạch và xử lý được chấp nhận.Thông tin này đôi khi khó có được, nhưng vì chất lượng nước có thể chấp nhận được luôn là vấn đề đảm bảo nên các nhà thiết kế và bảo trì nên yêu cầu thông tin này trước khi đặt hàng.Các kỹ sư nên kiểm tra thông số kỹ thuật của tất cả các bộ phận khác trong hệ thống, bao gồm cả phốt bơm và van, để đảm bảo chúng tương thích với các hóa chất được đề xuất.Dưới sự giám sát của kỹ thuật viên, hệ thống phải được làm sạch, xả nước và thụ động hóa trước khi nạp đầy hệ thống lần cuối.Chất lỏng đổ đầy phải được kiểm tra và sau đó được xử lý để đáp ứng các thông số kỹ thuật của nồi hơi.Các sàng và bộ lọc phải được tháo ra, kiểm tra và ghi ngày tháng để làm sạch.Cần có một chương trình giám sát và khắc phục tại chỗ, với nhân viên bảo trì được đào tạo về các quy trình phù hợp và sau đó được giám sát bởi các kỹ thuật viên xử lý cho đến khi họ hài lòng với kết quả.Nên thuê một chuyên gia xử lý hóa chất để phân tích chất lỏng liên tục và đánh giá quy trình.
Nồi hơi được thiết kế cho các hệ thống khép kín và nếu được xử lý đúng cách, lần sạc ban đầu có thể kéo dài mãi mãi.Tuy nhiên, rò rỉ nước và hơi nước không được phát hiện có thể khiến nước chưa được xử lý liên tục đi vào hệ thống khép kín, tạo điều kiện cho oxy hòa tan và khoáng chất xâm nhập vào hệ thống và làm loãng các hóa chất xử lý, khiến chúng không hiệu quả.Lắp đặt đồng hồ nước trong dây chuyền nạp của nồi hơi điều áp đô thị hoặc hệ thống giếng là một chiến lược đơn giản để phát hiện ngay cả những rò rỉ nhỏ.Một lựa chọn khác là lắp đặt các bể cung cấp hóa chất/glycol ở nơi mà nồi hơi được cách ly với hệ thống nước uống được.Cả hai cài đặt đều có thể được nhân viên bảo trì giám sát trực quan hoặc kết nối với BAS để tự động phát hiện rò rỉ chất lỏng.Phân tích định kỳ chất lỏng cũng sẽ xác định các vấn đề và cung cấp thông tin cần thiết để điều chỉnh mức độ hóa học.
2. Ô nhiễm/vôi hóa nghiêm trọng ở phía nước: Việc liên tục đưa nước bổ sung mới do rò rỉ nước hoặc hơi nước có thể nhanh chóng dẫn đến hình thành lớp cặn cứng trên các bộ phận trao đổi nhiệt phía nước, điều này sẽ gây ra hiện tượng kim loại của lớp cách điện bị quá nhiệt, dẫn đến nứt dưới điện áp.Một số nguồn nước có thể chứa đủ khoáng chất hòa tan đến mức ngay cả việc đổ đầy hệ thống lớn ban đầu cũng có thể gây ra sự tích tụ khoáng chất và hỏng điểm nóng của bộ trao đổi nhiệt.Ngoài ra, việc không làm sạch và xả đúng cách các hệ thống mới và hiện có cũng như không lọc chất rắn từ nước đổ đầy có thể dẫn đến tắc nghẽn và tắc nghẽn cuộn dây.Thông thường (nhưng không phải luôn luôn) những điều kiện này làm cho lò hơi phát ra tiếng ồn trong quá trình vận hành đầu đốt, cảnh báo cho nhân viên bảo trì về vấn đề này.Tin vui là nếu phát hiện đủ sớm tình trạng vôi hóa bề mặt bên trong, chương trình làm sạch có thể được thực hiện để khôi phục bộ trao đổi nhiệt về tình trạng gần như mới.Tất cả các điểm ở điểm trước về việc thu hút sự tham gia của các chuyên gia về chất lượng nước ngay từ đầu đã ngăn chặn những vấn đề này xảy ra một cách hiệu quả.
3. Ăn mòn nghiêm trọng ở phía đánh lửa: ngưng tụ axit từ bất kỳ nhiên liệu nào sẽ hình thành trên bề mặt trao đổi nhiệt khi nhiệt độ bề mặt thấp hơn điểm sương của nhiên liệu cụ thể.Nồi hơi được thiết kế cho hoạt động ngưng tụ sử dụng vật liệu chịu axit như thép không gỉ và nhôm trong bộ trao đổi nhiệt và được thiết kế để thoát nước ngưng tụ.Nồi hơi không được thiết kế để hoạt động ngưng tụ đòi hỏi khí thải phải liên tục ở trên điểm sương, do đó sự ngưng tụ sẽ không hình thành hoặc sẽ bay hơi nhanh sau một thời gian khởi động ngắn.Nồi hơi phần lớn không gặp phải vấn đề này vì chúng thường hoạt động ở nhiệt độ cao hơn điểm sương.Sự ra đời của các biện pháp kiểm soát xả ngoài trời nhạy cảm với thời tiết, chu kỳ nhiệt độ thấp và chiến lược tắt máy vào ban đêm đã góp phần phát triển nồi hơi ngưng tụ nước ấm.Thật không may, những người vận hành không hiểu ý nghĩa của việc bổ sung các tính năng này vào hệ thống nhiệt độ cao hiện có đang khiến nhiều nồi hơi nước nóng truyền thống sớm bị hỏng – một bài học rút ra.Các nhà phát triển sử dụng các thiết bị như van trộn và máy bơm tách cũng như các chiến lược điều khiển để bảo vệ nồi hơi nhiệt độ cao trong quá trình vận hành hệ thống nhiệt độ thấp.Phải cẩn thận để đảm bảo rằng các thiết bị này hoạt động tốt và các bộ điều khiển được điều chỉnh chính xác để ngăn chặn sự ngưng tụ hình thành trong lò hơi.Đây là trách nhiệm ban đầu của người thiết kế và đại lý vận hành, sau đó là chương trình bảo trì định kỳ.Điều quan trọng cần lưu ý là các bộ giới hạn và báo động nhiệt độ thấp thường được sử dụng cùng với thiết bị bảo hộ như một biện pháp bảo hiểm.Người vận hành phải được đào tạo về cách tránh sai sót trong việc điều chỉnh hệ thống điều khiển có thể kích hoạt các thiết bị an toàn này.
Bộ trao đổi nhiệt hộp cứu hỏa bị tắc cũng có thể dẫn đến ăn mòn phá hủy.Các chất ô nhiễm chỉ đến từ hai nguồn: nhiên liệu hoặc không khí đốt.Khả năng ô nhiễm nhiên liệu, đặc biệt là dầu nhiên liệu và LPG, cần được điều tra, mặc dù nguồn cung cấp khí đôi khi bị ảnh hưởng.Nhiên liệu “xấu” chứa lưu huỳnh và các chất ô nhiễm khác trên mức cho phép.Các tiêu chuẩn hiện đại được thiết kế để đảm bảo độ tinh khiết của nguồn cung cấp nhiên liệu, nhưng nhiên liệu không đạt tiêu chuẩn vẫn có thể lọt vào phòng lò hơi.Bản thân nhiên liệu rất khó kiểm soát và phân tích, nhưng việc kiểm tra lửa trại thường xuyên có thể phát hiện ra các vấn đề về lắng đọng chất ô nhiễm trước khi xảy ra thiệt hại nghiêm trọng.Những chất gây ô nhiễm này có thể có tính axit cao và cần được làm sạch và xả ra khỏi bộ trao đổi nhiệt ngay lập tức nếu được phát hiện.Khoảng thời gian kiểm tra liên tục nên được thiết lập.Nhà cung cấp nhiên liệu nên được tư vấn.
Ô nhiễm không khí đốt cháy phổ biến hơn và có thể rất nghiêm trọng.Có nhiều loại hóa chất thường được sử dụng tạo thành các hợp chất có tính axit mạnh khi kết hợp với không khí, nhiên liệu và nhiệt từ quá trình đốt cháy.Một số hợp chất khét tiếng bao gồm hơi từ chất lỏng giặt khô, sơn và chất tẩy sơn, các loại fluorocarbon, clo, v.v.Ngay cả khí thải từ những chất tưởng chừng như vô hại, chẳng hạn như muối làm mềm nước, cũng có thể gây ra vấn đề.Nồng độ của các hóa chất này không nhất thiết phải cao mới gây ra thiệt hại và sự hiện diện của chúng thường không thể phát hiện được nếu không có thiết bị chuyên dụng.Người vận hành tòa nhà nên cố gắng loại bỏ các nguồn hóa chất trong và xung quanh phòng lò hơi, cũng như các chất gây ô nhiễm có thể được đưa vào từ nguồn không khí đốt bên ngoài.Những hóa chất không nên cất giữ trong phòng lò hơi, chẳng hạn như chất tẩy rửa bảo quản, phải được chuyển đến vị trí khác.
4. Sốc nhiệt/tải: Thiết kế, vật liệu và kích thước của thân nồi hơi quyết định mức độ nhạy cảm của nồi hơi với sốc nhiệt và tải.Ứng suất nhiệt có thể được định nghĩa là sự uốn cong liên tục của vật liệu bình áp lực trong quá trình vận hành buồng đốt thông thường, do chênh lệch nhiệt độ vận hành hoặc thay đổi nhiệt độ rộng hơn trong quá trình khởi động hoặc phục hồi sau tình trạng trì trệ.Trong cả hai trường hợp, nồi hơi nóng lên hoặc nguội dần, duy trì chênh lệch nhiệt độ không đổi (delta T) giữa đường cấp và đường hồi của bình chịu áp.Lò hơi được thiết kế với giá trị delta T tối đa và sẽ không bị hư hại trong quá trình gia nhiệt hoặc làm mát trừ khi vượt quá giá trị này.Giá trị Delta T cao hơn sẽ làm cho vật liệu chứa bình bị uốn cong vượt quá các thông số thiết kế và độ mỏi kim loại sẽ bắt đầu làm hỏng vật liệu.Tiếp tục lạm dụng theo thời gian sẽ gây ra hiện tượng nứt, rò rỉ.Các vấn đề khác có thể phát sinh với các bộ phận được bịt kín bằng miếng đệm, có thể bắt đầu rò rỉ hoặc thậm chí rơi ra.Nhà sản xuất nồi hơi phải có thông số kỹ thuật về giá trị Delta T tối đa cho phép, cung cấp cho nhà thiết kế thông tin cần thiết để đảm bảo luôn có đủ dòng chất lỏng.Nồi hơi ống lửa lớn rất nhạy cảm với delta-T và phải được kiểm soát chặt chẽ để tránh sự giãn nở không đồng đều và vênh của vỏ chịu áp, có thể làm hỏng các vòng đệm trên các tấm ống.Mức độ nghiêm trọng của tình trạng này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của bộ trao đổi nhiệt, nhưng nếu người vận hành có cách điều khiển Delta T thì sự cố thường có thể được khắc phục trước khi gây ra hư hỏng nghiêm trọng.Tốt nhất nên định cấu hình BAS để nó đưa ra cảnh báo khi vượt quá giá trị Delta T tối đa.
Sốc nhiệt là một vấn đề nghiêm trọng hơn và có thể phá hủy các bộ trao đổi nhiệt ngay lập tức.Có thể kể nhiều câu chuyện bi thảm ngay từ ngày đầu tiên nâng cấp hệ thống tiết kiệm năng lượng ban đêm.Một số nồi hơi được duy trì ở điểm vận hành nóng trong thời gian làm mát trong khi van điều khiển chính của hệ thống được đóng lại để cho phép tòa nhà, tất cả các bộ phận ống nước và bộ tản nhiệt hạ nhiệt.Vào thời điểm đã định, van điều khiển mở ra, cho phép xả nước ở nhiệt độ phòng trở lại nồi hơi rất nóng.Nhiều nồi hơi trong số này đã không qua khỏi sau cú sốc nhiệt đầu tiên.Người vận hành nhanh chóng nhận ra rằng các biện pháp bảo vệ tương tự được sử dụng để ngăn chặn sự ngưng tụ cũng có thể bảo vệ khỏi sốc nhiệt nếu được quản lý đúng cách.Sốc nhiệt không liên quan gì đến nhiệt độ của lò hơi, nó xảy ra khi nhiệt độ thay đổi đột ngột và đột ngột.Một số nồi hơi ngưng tụ hoạt động khá thành công ở nhiệt độ cao, trong khi chất lỏng chống đông lưu thông qua bộ trao đổi nhiệt của chúng.Khi được phép làm nóng và làm mát ở mức chênh lệch nhiệt độ được kiểm soát, những nồi hơi này có thể cung cấp trực tiếp cho hệ thống tan tuyết hoặc bộ trao đổi nhiệt bể bơi mà không cần thiết bị trộn trung gian và không có tác dụng phụ.Tuy nhiên, điều quan trọng là phải được sự chấp thuận của từng nhà sản xuất nồi hơi trước khi sử dụng chúng trong những điều kiện khắc nghiệt như vậy.
Roy Kollver có hơn 40 năm kinh nghiệm trong ngành HVAC.Ông chuyên về thủy điện, tập trung vào công nghệ nồi hơi, kiểm soát khí đốt và đốt cháy.Ngoài việc viết bài và giảng dạy về các chủ đề liên quan đến HVAC, anh còn làm việc trong lĩnh vực quản lý xây dựng cho các công ty kỹ thuật.
Thời gian đăng: Jan-17-2023